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實驗室高剪切分散機相關技術問題

發布于:2017-07-04T16:07:54 閱讀次數:2574

涂料產品分散過程:

涂料產品在介質中分散過程包括三個步驟:1、產品顆粒在液體中的潤濕;2、團聚體在機械力作用下被打開成獨立的原生粒子或較小的團聚體;3、將原生粒子或較小團聚體穩定,阻止再發生團聚。這種將整個分散過程分成三個獨立的步驟,在實踐中,對于深刻理解這一過程,解決實際問題十分有效。

從以上分散過程的三個步驟可以了解到,想要快速獲得理想的分散效果,需要選擇合適的溶劑或溶液來提高粉體的潤濕熱,使潤濕自發進行;另外選擇一款合適高效的實驗室高剪切分散機才能使分散有效體積和能量利用率得以提高。

針對不同產品,要進行混合,分散,攪拌,研磨,所要用到的設備也不同。那么這里我們首先來了解下不同類型分散機設備的功能特點:

1、 乳化分散機:

乳化分散機也叫高剪切分散機,是通過物料乳化、混合、分散,使物料的細度分布均勻,通過強力的高速剪切功能,在短時間內使產品達到乳化分散要求。適用于實驗室對各種液體的攪拌、溶解和分散,以及對高粘度物料進行溶解和分散研磨的實驗設備,廣泛應用于各種顏料、涂料等行業的分散實驗,為科研和中試以及批量生產提供基本數據,并為科研提供科學的工藝依據。

乳化分散機應用:涂料油墨、食品、化妝品、醫藥、農藥、造紙等行業的物料乳化、混合、分散。

2、 真空分散機:

真空分散機可用于化工行業產品的液-固濕法分散、研磨、攪拌、均質、混合、溶解的加工設備,也用于多氣泡物料和易揮發性溶劑較多的工藝中,通過抽真空使物料在真空中的容器內分散,減少氣泡和溶劑的揮發,通過真空狀態的分散可以加速物料的分散細度,使物料迅速脫泡。

真空分散機應用:涂料,染料,顏料,油漆,油墨,膠合劑,樹脂,藥膏,化妝品,造紙,食品,橡塑,復合材料,絕緣材料,磁性材料,其它色漿等

3、 防爆分散機:

實驗室高剪切分散機 防爆型

實驗室高剪切分散機 防爆型

防爆分散機是一種采用防爆設計的分散機產品,能夠有效避免分散過程中出現爆炸、火災等風險,通過對物料進行粉碎、分散、乳化、混合,通過分散盤上下劇齒的高速運轉的新型高效攪拌設備,分散過程是采用高速的強烈的剪切、撞擊、粉碎、分散,達到迅速混合、溶解、分散、細化的功能。

防爆分散機應用:主要用于易燃易爆化工產品的生產,包括油漆、油墨、涂料、色漿、地坪漆、馬路劃線漆、聚氨酯漆、醇酸瓷漆、調合漆等溶劑型。

4、 升降分散機:

主要是針對不同粘度漿狀的液體原料進行粉碎、分散、乳化、混合,通過分散盤上下劇齒的高速運轉的新型高效攪拌設備。是涂料等固體進行攪拌、分散、溶解的高效設備。

升降分散機應用:涂料、油墨、顏料、膠粘劑等化工產品的攪拌、分散、溶解過程。

5、 攪拌分散機:

采用無級調速:有電磁調速、變頻調速(如用于水性涂料)及防爆變頻調速(如用于油性涂料)等多種形式。無級調速功能能充分滿足各工藝過程中不同的工藝要求,可以根據不同的工藝階段選擇不同的轉速。

攪拌分散機的應用:涂料、染料、油墨、顏料、化妝品、樹脂、膠粘劑、乳液、醫藥、石油等領域的液體及液—粉相物料進行高速的攪拌、溶解和分散。

這里,翁開爾將為大家介紹一下:怎樣使實驗室用分散機效率最高?

選型原則:

1. 選擇分散設備前,應該詳細了解掌握物料的特點及要求,如樣品量、粘度、溫度、真空、細度等要求從而選擇最為合適的分散設備。很多用戶在選擇設備的時候,常常忽視物料樣品的重要性,導致選擇的設備無法對物料進行分散或是無法達到預期結果;

2. 明確設備使用要達到的效果和目的,(是攪拌、分散、研磨還是乳化等?)。由于不同生產應用,其所需的物料及分散效果都不盡相同,因此在選擇設備之前應該詳細了解設備;

3. 確定分散機設備的操作參數以及結構,保證選擇的設備質量可靠、性能優越,符合實際的應用需求。

德國VMA-GETZMANN公司是世界知名的高速分散機的研發及制造廠商,專注于涂料油漆油墨等物料的分散技術。自1972年創辦以來,經過45年的研究與發展,VMA-GETZMANN這一名字已等同于生產高質量和創新科技的分散系統的象征。為了達到最佳的分散效果(甜甜圈效果*),VMA根據多年的實踐經驗總結出選型理論:

1. 根據樣品量,選擇合適的樣品罐,圖一為樣品罐種類,選取原則:樣品的填充量為樣品罐的50%-80%;

單壁、雙壁樣品罐

圖一:單壁、雙壁樣品罐

2. 根據樣品的粘度(低/中/高),及樣品罐尺寸,選擇合適分散盤的直徑,見圖二,例如低粘度產品,罐的尺寸為10L,則對應應選擇的分散盤的尺寸為80-90mm;

樣品粘度與分散容器及分散盤尺寸的關系

圖二:樣品粘度與分散容器及分散盤尺寸的關系

3. 根據粘度及具體應用選擇分散盤的類型,見圖三;

分散盤類型

圖三:分散盤類型

4. 設備最理想的分散線速度為18--25m/s,根據公式 可計算出對應所需達到的轉速n(單位:rpm),根據轉速需求選擇對應的分散機型號。其中d為分散盤的直徑(單位:mm)。

線速度與分散盤轉速的關系

圖四:線速度與分散盤轉速的關系

5. 分散盤離樣品容器底部的距離

分散盤離樣品罐底部的距離為分散盤直徑D的0.25 - 0.5倍之間。使樣品材料在樣品罐內充分流動,所有物料都能夠充分地接觸到分散盤邊緣并受到剪切力的作用。

分散盤與分散容器內部關系

圖五:分散盤與分散容器內部關系

*甜甜圈效果:

當樣品罐、分散盤直徑,線速度、分散盤與分散容器底部的距離以及物料的流變性能等因素很好的匹配后,DISPERMAT會得到最佳的分散結果--甜甜圈效果。

甜甜圈效果

樹脂溶液中加入顏料和填料后,通過增加軸的轉速,物料進入層流模式,直到容器壁上見不到粘附的材料。在合適的轉速下,軸的周圍會形成一個通道并逐漸能看見分散盤,這時物料就形成了甜甜圈形狀的流型。甜甜圈流型的形成是表示輸入到物料中的機械功率已達最大,此外,由于物料被攪動,故所有的團聚體都能抵達分散盤外沿。

本文內容來自《Dispersion Know-How》 VMA-Getzmann GmbH公司撰寫。希望閱讀英文原文的請聯系翁開爾公司:400-680-8138。

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