要在整个的销售过程中保持稳定的分散状态,这取决于颜填料的特性,选择合适的润湿分散剂,能显著提升涂料的分散性。除此之外,还要采用有效的分散、研磨设备,通过机械粉碎降低粒径,使粒径分布尽量集中在一个较窄的范围内。
分散设备多种多样,设备不同,施加在颜料聚集体上的剪切应力不同,最终将涂料研磨分散成稳定的胶态分散体系。常用的分散设备有砂磨机、球磨机、三辊机、锥形磨、高速分散机等。
一.生产设备
1.砂磨机
砂磨机可实现物料连续加工、出料,物料适应性广、结构简单、操作方便、生产效率高、便于连续生产、价格低廉、易于维护保养,利用率达到我国涂料研磨设备的40%以上。由供浆泵、研磨筒体、主轴、分散盘组件、平衡轮、顶筛、电机和机架等部分组成。砂磨机中的分散介质是天然石英砂、玻璃珠或陶瓷珠。
砂磨机的主轴上按一定的间距装有分散盘,由电动机带动高速旋转,料浆受到剪切作用,在分散盘之间研磨分散。研磨筒体设有夹套,通水进行冷却,以保持砂磨机的正常工作状态。
砂磨机类型较多,根据研磨筒的布置形式,可以分为立式砂磨机、卧式砂磨机;根据筒体容积大小,可分为小型、中型、大型等。广泛用于涂料、染料、油漆、油墨等行业领域。缺点是对难分散的颜料如铁蓝、炭黑等加工困难,更换物料工作量大,缺乏一定的灵活性。
2.球磨机
球磨机是矿料碎磨的主要设备,在火电厂、水泥、矿山、化工、冶金、核工业及建材的矿物加工业中占有重要地位。
球磨机由水平的筒体、进出料空心轴及磨头等部分组成,球磨机中的分散介质是钢制圆球.,按不同直径和一定比例装人筒中,根据研磨物料的粒度不同进行选择。物料由球磨机进料端空心轴装人筒体内,当球磨机筒体转动时,物料受到惯性、离心力、冲击力、摩擦力的作用,研磨分散,磨碎后的物料通过空心轴排出。
球磨机种类很多,按研磨介质形状可分为球磨机、棒磨机。按传动方式分为中心传动、边缘传动磨机。广泛应用于水泥、硅酸盐制品、新型建筑材料、耐火材料、化肥、有色金属选矿以及玻璃陶瓷等行业,对物料进行干式或湿式粉磨。
卧式球磨机更为常用,不需预混合罐,密闭操作、管理方便、操作简单、维修量小,可在把颜料、漆料投人球磨机的同时进行混合分散,因此经常用来加工高挥发性料浆以及所有颜料的分散,尤其适于加工铁蓝、炭黑等难分散的颜料。但是操作周期长、漆浆不易放净、换颜色困难、噪声大、不能加工较黏稠漆浆等。
立式球磨机生产效率高,远远超过卧式球磨机,仅次于砂磨机。主要部件是圆柱形带夹套的研磨筒体和搅拌器,搅拌器通常为棒状,分层辐射状垂直焊接在搅拌轴上,筒体内装有研磨球体。依据工作方式的不同,立式球磨分为连续式和间歇式两种。
3.三辊机
三辊机即三辊研磨机,由三个辊组成,装在一个机架上,由电动机直接带动,相邻两个辊筒的旋转方向相反,前后辊向前转动,中辊向后转动。转速各不相同,最大剪切力产生在两辊的加料缝隙中间,通过水平的三根辊筒的表面相互挤压及不同速度的摩擦,对颜填料进行分散。钢辊是中空的,可通水冷却。
三辊机适用于高黏度漆浆和厚浆型产品,易于加工难分散的合成颜料及细度要求为5~10μm的高精细度产品,因此也被用于贵重颜料的研磨和高质量面漆的生产。但是生产能力一般较低、结构较复杂、手工劳动强度较大、溶剂挥发损失大。
4.高速分散机
高速分散机是分散设备中结构最简单的,特点是转速快,能对任何类型的液体进行搅拌、溶解、分散。叶轮能随时取出,清洗方便,可使物料的搅拌和分散工艺一次完成。
物料放人混合容器后,电动机转动经过无级变速后,带动主轴以一定的速度转动,主轴下端装有分散叶轮,叶轮的高速旋转对物料产生混合和分散作用。一台高速分散机可配备3一4个预混合罐,交替作业。
高速分散机种类多,根据速度不同,可分为电磁调速、变频调速和三速等,以应用于各种黏度的料浆;根据升降方式可以分为液压升降分散机、气动升降分散机、手摇升降分散机、机械升降分散机。
高速分散机生产连续性强,对物料可进行快速分散和溶解,分散效果好、结构简单、安装操作维护方便、预混合分散及调漆方便、生产效率高,运转平稳。各行业领域内都有广泛的应用,随着新型调整分散设备的出现,其应用范围日趋扩大。
二.实验分散设备
实验室常用的分散设备主要包括涂料配置、研磨过程中所采用的仪器设备,上述设备都可应用,最常使用的有锥形磨、高速分散机。
1.锥形磨
锥形磨适用于各种涂料超微粒的研磨,颗粒可研磨至0~5 mm,是工业生产中广泛使用的高细磨机械。使用后需进行清洗,清面后应用柔软细棉纱将凸、凹磨擦净并注意两磨之间不得有任何杂物,以免两磨物吻合接触面划伤,影响本仪器的精度。
2.高速分散机
实验用高速分散机为高速分散研磨两用机,适用于实验室对涂料的搅拌、溶解、分散、研磨,为科研提供基本数据,其工作原理是通过物料乳化、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分散要求。
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