粉體的濕法生產過程中,常常伴隨著許多難題,比如濕法研磨時,漿料太粘稠,磨不動;漿料分散性不好,生產效率低;粉體團聚,磨不細;粉料力學性能需要提升等等問題。
對于如上問題,通常需要添加解聚分散助劑來解決。
一、解聚分散助劑用途與特點
解聚分散劑一般是由帶有親水及親油集體的化合物分子組成,傳統的解聚分散助劑一般有聚丙烯酸鈉等,但因成分單一,傳統的助劑無法達到絕佳的分散及改性效果。
因此,新型的解聚分散助劑分散劑多為復合型,具有特殊親水基團和親油基團的助劑,可有效的適用于特點的分散體系。
經助劑改性后的粉體,在油性和水性體系液體中,都會出現軟沉降現象(液體接近純水和植物油的密度和粘度情況下,露置于空氣中測試),改性后的粉體和下游客戶產品相容性好,可有限提升下游客戶產品品質。
二、解聚分散助劑作用機理
具有特殊親水基團和親油基團的助劑,通過介質包覆到粉體顆粒表面,親水基團與粉體顆粒進行化學反應產生永久性締合,親油基團朝外與客戶體系相互融合。起到粒子間解聚分散、降低吸油值、增加比表面積、還原原生粒徑的作用,且性能穩定。下文演示測試助劑以澳達化工的AD8029,AD8030為例,下文分別以試劑A及試劑B稱。
1、下面將為大家做一組簡單的演示來說明改性劑對粉體分散效果的影響,助劑測試樣品選用試劑A、試劑B。
a、未改性前,粉體團聚現象嚴重,見圖1。
b、添加改性劑樣品后,漿料中的粉體顆粒迅速降粘、分散、解聚,還原到原生粒徑,見圖二。
c、改性后的粉體,表面形成一層有機包膜,包覆在粉體表面,見圖三。
d、改性劑具有特殊的雙親基團,一端與粉發生化學反應產生締合,見圖四。
e、親油端朝外與樹脂結合,見圖五。
2、以試劑A及試劑B為例,對助劑在在砂磨機中的改性原理做簡單闡述。
碳化硅粗粉漿料,根據研磨后的粒徑,試劑A添加0.5-2%,試劑B添加0.5-2%(不分先后順序,可同時添加),把漿料和澳達助劑在漿料桶中攪拌混合,用料泵將改性后的漿料運送到筒體內研磨,漿料和研磨介質受到分散器的攪動,助劑快速分散在漿液中,與漿料一起進行研磨。
助劑均勻分布在漿液中,在研磨過程中,不斷對研磨后的粒子進行包覆,防止漿液因為粘度過高,導致的固含量低,無法磨細,起到提升研磨效率的作用。在研磨過程中,不斷對研磨好的細微粒子進行包覆,防止碳化硅因為比表面積增加,表面能增強而形成的團聚現象,研磨和分散過后的物料通過動態的分離器將研磨介質分離,物料從出料管內流出,達到所要求的粒徑,再干燥烘干。
可按實際生產要求的研磨效果添加助劑量。
三、解聚分散劑在對濕法工藝影響舉例
1、對粉體有較強的解聚效果
利用親水親油基包覆原理,還原原生粒子的粒徑,解決濕法生產中粉體硬團聚,還原困難的問題,提升粉體后續加工性能,作用效果示意圖,見下圖1所示。
2、可增加粉體流動性
通過有機改性包覆,增加顆粒間的潤滑,降低粉體顆粒表面的靜電能量,增加粉體間的流動性,粉體間粒徑分布更加均勻。
3、可增加粉體和客戶產品的相容
改性后的粉體具有既親水又親油特性。特別適合中高檔產品行業。
四、解聚分散劑的具體應用粉體產品舉例
1、助劑改性晶須的效果,見下圖測試結果。
2、解聚分散劑對氧化鋁應用的影響
從電鏡圖中可看出,改性前粉體分布不規則,團聚現象明顯。改性后的粉體顆粒分布均勻,團聚現象明顯改善。
3、改性滑石粉與進口滑石粉性能對比
改性劑 | 填料份數 | 密度 | 熔指 | 缺口沖擊強度 | 彎曲模量 | 拉伸強度 |
未改性滑石粉 | 10 | 0.958 | 19.6 | 20.4 | 1338 | 19.9 |
1%的AD8029 | 10 | 0.962 | 20.7 | 24.55 | 1399.5 | 20.75 |
意大利某 | 10 | 0.961 | 20 | 19.75 | 1439 | 20.95 |
來源:澳達化工
作者:粉體圈
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