很多人在生產漿料時可能都會遇到同一個問題,那就是物料中的氣泡太多。這些氣泡若不及時除去,往往會造成嚴重的后果——比如說陶瓷漿料起泡會導致成型后坯體內部氣孔較多;紡織漿料起泡會影響滲透,使上漿不勻;電子漿料起泡會影響產品的容量和使用壽命;涂料起泡會使產品在應用時產生表面缺陷,既有損外觀,也會影響涂度膜的防腐性和耐候性。
充滿氣泡的陶瓷漿料
因此在許多類似的生產場合,“脫泡”成為了工序中非常關鍵的一步。至于這些氣泡是怎么來的,又是怎么去的,具體請看下文。
漿料起泡的原因
液體中氣泡的產生是一個非常復雜的問題,對于液體中氣泡的形成機理,較為普遍認同的觀點是空化現象(cavitation),即:由于氣體具有一定的溶解度,通常以氣泡核的形式存在于液體中,當液體在極短的時間內流過一個絕對壓強很低的區域時,氣泡核會快速蒸發或游離出來。如果想讓這些氣泡自然消失,往往需要等待四個階段:氣泡運動到液面;在界面處形成液膜;薄膜破裂;氣泡從液面分離或氣泡破裂。
解決氣泡的方法
目前,漿料制備過程中產生的氣泡主要有三種消除方法:
①使用消泡劑:消泡劑可分兩次加入,漿料制備前和漿料制備的最后;
②慢速攪拌:把漿料放在容器中,緩慢攪動;
③真空法:把漿料放在密閉容器中攪拌,同時容器保持真空狀態(使用真空泵)。
其中,消泡劑之所以能消泡,主要是因為消泡劑在泡沫中擴散時,會在泡沫壁上形成雙層膜,在此擴散過程中將具穩定作用的表面活性劑排開,而降低泡沫局部表面的張力,破壞泡沫的自愈效應,使泡沫破裂。
但由于消泡劑可能會與漿料中的化合物反應或影響漿料性能,因此一般情況下真空法更為通用,尤其是在高粘度漿料中。這是因為高粘度漿料中的氣泡依靠自身浮力上升的速度極為緩慢的,因此必須依靠外力將氣泡帶到液面,目前比較有效的真空脫泡方式有真空攪拌脫泡法和真空薄膜脫泡法。
真空攪拌脫泡法
對于高粘度液體的攪拌,常采用慢速型攪拌器,如錨式、螺桿式、螺帶式等。目前市面上一些真空攪拌機會同時利用自轉和公轉產生得強大的剪切力和離心力,強制性地使材料底部膨脹的氣泡浮上材料表面進行脫泡,并在攪拌的同時抽真空。與真空艙方式相比,這種方法既可快速進行脫泡處理,又可有效去除材料底部的氣泡。
自轉公轉運行+真空脫泡的示意圖(圖片來源:THINKY)
真空薄膜脫泡法
真空薄膜脫泡法的分離裝置會裝有無級調速的公轉盤和物料自轉的導流頭,在高真空狀態下,物料在外壓和真空作用下,被壓至分離裝置進行自轉,并在公轉盤的離心力下,形成薄膜均勻的旋轉擠出,在強壓差的情況下,氣泡迅速膨脹,逸出或破裂。
真空脫泡機(圖片來源:派勒)
解決掉氣泡后,漿料的使用性能就不再受其限制。相信隨著電子、醫藥、涂料等行業的持續火爆,業界對漿料脫泡的需求只會有增無減。如果各位看官還有什么新想法的話,也歡迎下方留言哦!
粉體圈 作者 小榆
作者:粉體圈
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