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【分散机】高速分散机的结构与工作原理

编辑时间:2019-11-21 08:00:00

为了获得一种经济有效的分散方法,彩色涂料的生产过程通常采用四个步骤。

①预分散剂将颜料与搅拌设备中的涂料混合,制成半成品的混合色浆,简称混浆。

②通过各种研磨设备分散混合浆料,得到颜料浆料。

③将涂料与混合器混合在涂料混合槽中,将剩余的油漆材料、其他添加剂和溶剂加入到颜料色浆中,并在必要时混合颜色以满足油漆质量要求。

④净化包装通过不同的过滤设备去除机械杂质和粗颗粒,然后包装成成品。

过去,彩色涂料的生产主要是断断续续的,但现在已经有了连续的生产。近年来,适用于连续生产的设备,特别是粉磨分散设备发展迅速。彩色涂料的生产工艺一般按使用的粉磨分散设备进行划分,最常用的有砂磨分散工艺、辊磨球磨分散工艺。彩绘生产通常根据品种形成专业生产线,避免不同品种之间的干扰。

颜料分散剂的制备和使用分为三个阶段:①预混,即将干颜料与涂料混合,消除结块;②施加足够的剪切应力,分离颜料骨料;③与涂料混合,即将颜料分散液与配方中的其余组分混合进行油漆。

预混主要是混合,起到粗分散作用。过去,辊磨机是粉磨和分散涂料的主要设备,其配套的预混设备是各种类型的搅拌器。近年来,磨抛设备主要是砂磨机,其配套设备也被用作高速分散机,是目前应用最广泛的预分散设备。

在提升和旋转之后,一台高速分散机可以依次配备2-4个固定容器。高速分散机机身设有液压升降和回转装置。液压提升装置由齿轮油泵提供压力,以提高扬程。下降时,取决于自重,下降速度由行驶节流阀控制。转动装置可将头部转动360�。

在高速分散机运行的初期,颜料仍然堆积在油漆上。此时,采用低速混合,提高了叶轮的转速和周边速度。

要获得满意的色散效果,必须达到20 m/s以上。但是,转速不宜过高,否则会引起油漆飞溅和过多的盘形叶轮暴露和空气混合,增加功耗。叶轮周向速度约为25~30m/s,弥散相为15分钟左右。在降低速度后,剩余的配方组分被加入以稀释油漆。在乳胶漆生产过程中,由于乳胶漆大部分受高剪切、高胶凝的影响,不能进入分散阶段,应在低速稀释阶段加入。

为了使叶轮下部区域达到层流状态,一方面叶轮的周向转速不宜过大增加,另一方面适当提高漆浆的粘度,减小叶轮的位置。为了获得层流,粘度一般在3PA�s以上,粘度越高,骨料上的剪切应力越大,分散越快。粘度应设定在电动机的峰值功率。

为了尽可能地提高效率,应尽量增加色素的用量。只要溶剂涂料能稳定分散而不发生絮凝,所用基材中树脂含量越小越好。Daniel流动点可以用来估算树脂/溶剂的比例,然后确定涂料与颜料的比例,在电机的峰值电流强度下工作,从而在高剪切速率下获得合适的粘度。乳胶漆颜料在水中分散时,常加入水溶性聚合物以提高其粘度。

高速分散机的离心力将物料推到槽边。如果研磨材料为牛顿流体,且尺寸和操作条件合适,则整个材料均匀混合,并反复通过圆盘边缘附近的***剪切区。但是,如果磨料被剪切和变薄,槽边上的材料的上端由于低剪切而具有高粘度,并且它被粘在壁上,使得混合不完整。一些磨料含有颜料,使最终涂层剪切变薄。为解决粘壁问题,分离后可缓慢加入具有剪切稀化效果的颜料。减少粘壁问题的一个好方法是在分散槽中沿槽内壁上部缓慢旋转刮刀,在槽中间高速旋转圆盘。

与其它分散设备相比,高速分散机的投资和运行成本低,不需要预先混合,在同一罐中可以完成混合和减薄,换色清洗也更方便,且盖箱的溶剂损失较低;主要缺点是:对颜料集料施加的剪切应力很低,因此只能用于易分离的颜料。

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