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实验室高剪切分散机相关技术问题

发布于:2017-07-04T16:07:54 阅读次数:1798

涂料产品分散过程:

涂料产品在介质中分散过程包括三个步骤:1、产品颗粒在液体中的润湿;2、团聚体在机械力作用下被打开成独立的原生粒子或较小的团聚体;3、将原生粒子或较小团聚体稳定,阻止再发生团聚。这种将整个分散过程分成三个独立的步骤,在实践中,对于深刻理解这一过程,解决实际问题十分有效。

从以上分散过程的三个步骤可以了解到,想要快速获得理想的分散效果,需要选择合适的溶剂或溶液来提高粉体的润湿热,使润湿自发进行;另外选择一款合适高效的实验室高剪切分散机才能使分散有效体积和能量利用率得以提高。

针对不同产品,要进行混合,分散,搅拌,研磨,所要用到的设备也不同。那么这里我们首先来了解下不同类型分散机设备的功能特点:

1、 乳化分散机:

乳化分散机也叫高剪切分散机,是通过物料乳化、混合、分散,使物料的细度分布均匀,通过强力的高速剪切功能,在短时间内使产品达到乳化分散要求。适用于实验室对各种液体的搅拌、溶解和分散,以及对高粘度物料进行溶解和分散研磨的实验设备,广泛应用于各种颜料、涂料等行业的分散实验,为科研和中试以及批量生产提供基本数据,并为科研提供科学的工艺依据。

乳化分散机应用:涂料油墨、食品、化妆品、医药、农药、造纸等行业的物料乳化、混合、分散。

2、 真空分散机:

真空分散机可用于化工行业产品的液-固湿法分散、研磨、搅拌、均质、混合、溶解的加工设备,也用于多气泡物料和易挥发性溶剂较多的工艺中,通过抽真空使物料在真空中的容器内分散,减少气泡和溶剂的挥发,通过真空状态的分散可以加速物料的分散细度,使物料迅速脱泡。

真空分散机应用:涂料,染料,颜料,油漆,油墨,胶合剂,树脂,药膏,化妆品,造纸,食品,橡塑,复合材料,绝缘材料,磁性材料,其它色浆等

3、 防爆分散机:

实验室高剪切分散机 防爆型

实验室高剪切分散机 防爆型

防爆分散机是一种采用防爆设计的分散机产品,能够有效避免分散过程中出现爆炸、火灾等风险,通过对物料进行粉碎、分散、乳化、混合,通过分散盘上下剧齿的高速运转的新型高效搅拌设备,分散过程是采用高速的强烈的剪切、撞击、粉碎、分散,达到迅速混合、溶解、分散、细化的功能。

防爆分散机应用:主要用于易燃易爆化工产品的生产,包括油漆、油墨、涂料、色浆、地坪漆、马路划线漆、聚氨酯漆、醇酸瓷漆、调合漆等溶剂型。

4、 升降分散机:

主要是针对不同粘度浆状的液体原料进行粉碎、分散、乳化、混合,通过分散盘上下剧齿的高速运转的新型高效搅拌设备。是涂料等固体进行搅拌、分散、溶解的高效设备。

升降分散机应用:涂料、油墨、颜料、胶粘剂等化工产品的搅拌、分散、溶解过程。

5、 搅拌分散机:

采用无级调速:有电磁调速、变频调速(如用于水性涂料)及防爆变频调速(如用于油性涂料)等多种形式。无级调速功能能充分满足各工艺过程中不同的工艺要求,可以根据不同的工艺阶段选择不同的转速。

搅拌分散机的应用:涂料、染料、油墨、颜料、化妆品、树脂、胶粘剂、乳液、医药、石油等领域的液体及液—粉相物料进行高速的搅拌、溶解和分散。

这里,翁开尔将为大家介绍一下:怎样使实验室用分散机效率最高?

选型原则:

1. 选择分散设备前,应该详细了解掌握物料的特点及要求,如样品量、粘度、温度、真空、细度等要求从而选择最为合适的分散设备。很多用户在选择设备的时候,常常忽视物料样品的重要性,导致选择的设备无法对物料进行分散或是无法达到预期结果;

2. 明确设备使用要达到的效果和目的,(是搅拌、分散、研磨还是乳化等?)。由于不同生产应用,其所需的物料及分散效果都不尽相同,因此在选择设备之前应该详细了解设备;

3. 确定分散机设备的操作参数以及结构,保证选择的设备质量可靠、性能优越,符合实际的应用需求。

德国VMA-GETZMANN公司是世界知名的高速分散机的研发及制造厂商,专注于涂料油漆油墨等物料的分散技术。自1972年创办以来,经过45年的研究与发展,VMA-GETZMANN这一名字已等同于生产高质量和创新科技的分散系统的象征。为了达到最佳的分散效果(甜甜圈效果*),VMA根据多年的实践经验总结出选型理论:

1. 根据样品量,选择合适的样品罐,图一为样品罐种类,选取原则:样品的填充量为样品罐的50%-80%;

单壁、双壁样品罐

图一:单壁、双壁样品罐

2. 根据样品的粘度(低/中/高),及样品罐尺寸,选择合适分散盘的直径,见图二,例如低粘度产品,罐的尺寸为10L,则对应应选择的分散盘的尺寸为80-90mm;

样品粘度与分散容器及分散盘尺寸的关系

图二:样品粘度与分散容器及分散盘尺寸的关系

3. 根据粘度及具体应用选择分散盘的类型,见图三;

分散盘类型

图三:分散盘类型

4. 设备最理想的分散线速度为18--25m/s,根据公式 可计算出对应所需达到的转速n(单位:rpm),根据转速需求选择对应的分散机型号。其中d为分散盘的直径(单位:mm)。

线速度与分散盘转速的关系

图四:线速度与分散盘转速的关系

5. 分散盘离样品容器底部的距离

分散盘离样品罐底部的距离为分散盘直径D的0.25 - 0.5倍之间。使样品材料在样品罐内充分流动,所有物料都能够充分地接触到分散盘边缘并受到剪切力的作用。

分散盘与分散容器内部关系

图五:分散盘与分散容器内部关系

*甜甜圈效果:

当样品罐、分散盘直径,线速度、分散盘与分散容器底部的距离以及物料的流变性能等因素很好的匹配后,DISPERMAT会得到最佳的分散结果--甜甜圈效果。

甜甜圈效果

树脂溶液中加入颜料和填料后,通过增加轴的转速,物料进入层流模式,直到容器壁上见不到粘附的材料。在合适的转速下,轴的周围会形成一个通道并逐渐能看见分散盘,这时物料就形成了甜甜圈形状的流型。甜甜圈流型的形成是表示输入到物料中的机械功率已达最大,此外,由于物料被搅动,故所有的团聚体都能抵达分散盘外沿。

本文内容来自《Dispersion Know-How》 VMA-Getzmann GmbH公司撰写。希望阅读英文原文的请联系翁开尔公司:400-680-8138。