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IKN高剪切分散機(jī)在納米涂料生產(chǎn)工藝中的應(yīng)用

IKN 2016-11-01 | 閱讀：1736

IKN高剪切分散機(jī)在納米涂料生產(chǎn)工藝中的應(yīng)用

納米涂料作為目前一種新型的環(huán)保涂料,，已引起涂料行業(yè)的高度重視,，成為裝飾行業(yè)新時(shí)尚。
納米涂料主要是通過(guò)在涂料中添加納米氧化物來(lái)改變傳統(tǒng)涂料的特性和不足之處。如在水性體系的建筑涂料原配方基礎(chǔ)之上,，添加總重量份的3％o左右的納米氧化硅，其干燥時(shí)間由原來(lái)的2小時(shí)縮短到小于1小時(shí),；耐洗刷性能由1000次(外墻涂料)和100次(內(nèi)墻涂料)提高到10000次以上,；人工加速老化試驗(yàn)由240小時(shí)的一級(jí)變色、二級(jí)粉化提高到450小時(shí)無(wú)任何變化,，650小時(shí)發(fā)生輕微變色,，色差4．8。此外,，由于納米材料奇異的理,、化特性，使得改性涂料一些無(wú)須測(cè)試的技術(shù)指標(biāo)諸如涂層與基體之間的接合強(qiáng)度,、涂膜的表面硬度,、涂膜的自潔能力等也獲得了顯著提高,。其應(yīng)用功效主要取決于納米粉體材料在基體材料中的分散度。

分散的必要性
    眾所周知納米氧化物極易產(chǎn)生自身的團(tuán)聚,，使得應(yīng)有的性能難以充分發(fā)揮,。此外，納米氧化物的諸多奇異性能能否得到充分發(fā)揮,，還取決于最大限度降低粉體與介質(zhì)間的表面張力,。因此，納米氧化物粉體必須均勻分散,，充分打開(kāi)其團(tuán)聚體,，才能發(fā)揮其應(yīng)有的奇異性能。
分散方式
    涂料中粉體(含納米材料)的分散主要是靠剪切力的作用,。納米材料在涂料體系中的分散,，一般是采用下述分散方法來(lái)達(dá)到分散效果。
    ◆研磨分散：利用三輥機(jī)或多輥機(jī)的輥與輥速度的不同,，將研磨料投入加料輥(后輥)和中輥之間的加料溝,，二輥以不同速度內(nèi)向旋轉(zhuǎn)，部分研磨料進(jìn)入加料縫并受到強(qiáng)大的剪切作用,，通過(guò)加料縫,，研磨料被分為兩部分，一部分附加在加料輥上回到加料溝,，另一部分由中輥帶到中輥和前輥之間的刮漆縫,，在此又一次受到更強(qiáng)大的剪切力作用。經(jīng)過(guò)刮漆縫,，研磨料又分成兩部分,，一部分由前輥帶到刮刀處，落入刮漆盤(pán),，另一部分再回到加料溝,，如此經(jīng)幾次循環(huán)，可達(dá)到分散的目的,。但用三輥機(jī)或多輥機(jī)進(jìn)行處理效率低,，能耗高，滿足不了大生產(chǎn)的需求,。

◆球磨分散：通過(guò)球磨機(jī)中磨球之間及磨球與缸體間相互滾撞作用,，使接觸鋼球的粉體粒子被撞碎或磨碎，同時(shí)使混合物在球的空隙內(nèi)受到高度湍動(dòng)混合作用而被均勻地分散,。
◆砂磨分散：砂磨是球磨的外延,。只不過(guò)研磨介質(zhì)是用微細(xì)的珠或砂。砂磨機(jī)可連續(xù)進(jìn)料,，納米粉體的預(yù)混合漿通過(guò)圓筒時(shí),，在筒中受到激烈攪拌的砂粒所給予的猛烈的撞擊和剪切作用,，使得納米氧化物能很好地分散在涂料中，分散后的漿離開(kāi)砂粒研磨區(qū)通過(guò)出口篩,，溢流排出,，出口篩可擋住砂粒，并使其回到筒中,。通過(guò)球磨機(jī)和砂磨機(jī)分散能取得較好的分散效果及物料細(xì)度,，但球磨機(jī)和砂磨機(jī)同樣無(wú)法避免處理效率低，能耗高的缺點(diǎn),。

◆高剪切分散機(jī)：高剪切分散機(jī)的核心部件是定子／轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu),，轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的高切線速度和高頻機(jī)械效應(yīng)帶來(lái)強(qiáng)勁的動(dòng)能，使物料在定,、轉(zhuǎn)子狹窄的間隙中受到強(qiáng)烈的機(jī)械剪切,、液力剪切、離心擠壓,、液層磨擦、撞擊撕裂和湍流等綜合作用,，使不相溶的固相,、液相、氣相在相應(yīng)成熟工藝的條件下,，瞬問(wèn)均勻精細(xì)地分散,，經(jīng)過(guò)高頻的循環(huán)往復(fù)，最終得到穩(wěn)定的高品質(zhì)產(chǎn)品,。與三輥機(jī),、球磨機(jī)、砂磨機(jī)相比,，高剪切分散機(jī)具有效率高,、能耗低等顯著優(yōu)點(diǎn)，是分散工藝的首選,。

高剪切分散機(jī)工作原理
    IKN高剪切分散設(shè)備目前已在納米研究,、生化制藥、新材料,、新能源等現(xiàn)代高科技領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,。高剪切分散機(jī)的工作原理如下：
    ◆在高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的離心力作用下，物料從工作頭的上下進(jìn)料區(qū),，同時(shí)從軸向吸人工作腔,。
    ◆強(qiáng)勁的離心力將物料從徑向甩入定、轉(zhuǎn)子之間狹窄精密的間隙中,，同時(shí)受到離心擠壓,、液層摩擦,、液力撞擊等綜合作用力，物料被初步分散,。
    ◆高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子產(chǎn)生至少15m／s以上的線速度,，物料在強(qiáng)烈的液力剪切、液層磨擦,、撕裂碰撞等作用下被充分分散破碎,，同時(shí)通過(guò)定子槽高速射出。
    ◆物料不斷地從徑向高速射出,，在物料本身和容器壁的阻力下改變流向,，與此同時(shí)在轉(zhuǎn)子區(qū)產(chǎn)生的上、下軸向抽吸力的作用下,，又形成上,、下兩股強(qiáng)烈的翻動(dòng)紊流。物料經(jīng)過(guò)數(shù)次循環(huán),，最終完成分散過(guò)程,。

高剪切分散機(jī)特點(diǎn)
    高剪切分散機(jī)與傳統(tǒng)的攪拌混合設(shè)備相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：
    ◆處理量大，適合工業(yè)化連續(xù)生產(chǎn)
    ◆粒徑分布范圍窄,，勻度高
    ◆省時(shí),、高效、節(jié)約能耗
    ◆噪音低,，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)
    ◆無(wú)死角,，物料100％通過(guò)分散剪切
    ◆設(shè)計(jì)新穎，操作簡(jiǎn)單,，維修方便
    ◆可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制.