二氧化硅在树脂、涂料和凝胶漆的分散


在线式粉体润湿、混合和分散系统

复合材料中,不饱和聚酯树脂(UPR)是使用量最大的树脂品种之一,在结构、防腐、绝缘材料等领域有广泛的应用。但通用的不饱和聚酯树脂仍存在一些不足,如固化后硬而脆,韧性差,强度低等,故其应用场合受到极大的限制,因此,对不饱和聚酯树脂进行改性具有重要意义。通常,改性后不饱和聚酯树脂的触变性高低对其施工具有重要影响,获得优异触变性的不饱和聚酯树脂一直是其改性的热点。气相二氧化硅具有纳米颗粒尺度和丰富的表面羟基,是高分子材料优选的补强剂和触变剂。

高度分散的气相二氧化硅,例如Aerosil、Cab-O-Sil、瓦克的HDK等产品,被用作增稠剂和触变剂,有着广泛的应用。沉淀法的气相二氧化硅或是硅胶(Acemat,Gasil,Syloid等)相比之下不会较之太轻,但这些粉体的处理方式极为接近,因为它们非常的“脏”(极容易产生粉尘)!

取决于最终产品的应用,不同浓度的高度分散的二氧化硅被添加到液体中。常规的做法是将二氧化硅粉末手动倒入反应釜中,这样会造成现场粉尘飞扬。反应釜的内壁和搅拌元器件的轴上被局部润湿的“面包皮”所覆盖,这些团聚物降低了最终产品的质量,因此这种类型的润湿是非常不经济的。

假如在反应釜上方装有粉尘排出口,部分不可控的粉尘进入过滤器;假如没有除尘,粉尘将覆盖在你的身体表面,使你的头发和皮肤变干,还有,假如操作人员没有戴口罩,粉尘将被吸入肺部。当然,粉尘也许不是最关键的,重要的是,假如和溶剂中的蒸汽一起的情况下,将会产生危险以及日益变厚的反应釜内部的涂层。

另外有些用户设想通过使用气力输送,将粉体输送到反应釜中,以达到减少粉尘量的目的。这将导致大量的空气被带入到反应釜中。如果打开反应釜,那么这种方法的结果是产生更多的粉尘;而如果反应釜是密闭的,所有的含有粉尘的空气必须与溶剂的蒸汽通过过滤系统一起排出。作为高度分散的二氧化硅的比重非常低,使用气力输送的粉尘量是非常之大的。

而那些存在反应釜内壁和搅拌轴上的“面包皮”的问题不能用这种方式来很好地解决。当光粉长期漂浮于反应釜内部液体的表面上,润湿和分散需要大量的时间。排气系统是必须的,这些过滤器必须要能保证能够过滤溶剂的蒸汽和粉尘-这是非常之昂贵的解决方案。

另外一个缺陷是添加到液体表面的粉体,必须是润湿前暴露于液体的蒸汽。高度分散的二氧化硅必须与欲结合的溶剂具有很高的亲和力。如果二氧化硅粉体已经与溶剂相结合,这将降低进入树脂的效率,最终,需要更多的粉体才能获得最终产品的所需的触变性。

使用我们的机器吸入粉体

粉体吸入式搅拌器和分散搅拌装于反应釜内部。这两款机型在混合头里建立一个真空环境,从而吸入粉体,并在液面下润湿粉体。它们仅限于低粘性液体(最大到1000mPas),并且具有些许或是中等的剪切效果。

我们的主机是一款外部独立的在线式机型。它独立于不同规格的反应釜,可以轻松地连接到任何现有反应釜中。该款机器在它的高剪切分散区建立一个真空,吸入粉体进入液体绝对无尘且无损耗,粉体被完全润湿和分散。无需适用额外的粉体输送装置。粉体直接被吸入至液体中-它不暴露于溶剂的蒸汽,这一点意味着它是100%被用于建立所需要的触变性。

这个流程非常洁净,当粉体被吸入后,在同一机器里也可被用于作分散剂,真的没有比这更好的系统用来吸入和分散气相二氧化硅了。

在使用我们经营的产品可以看到附带的非常有趣的现象:使用我们经营的产品的二氧化硅悬浮液的粘度,相比之下,常常要高于传统方法生产的粘度。因此使用我们产品的好处就是有利于粉体更好地分散,这也是有时候可以减少粉体的浓度的原因。

二氧化硅粉体具有很大的比表面积。1g的Aerosil200系列的二氧化硅的比表面积为200m²,那么10kg就有200万平方米的比表面积。如果将粉体倾倒入只有2-3平方米的液体表面,而采用传统的搅拌器或是溶解100万平方米的粉体比表面积在这里将被润湿,这样的结果就是导致大量的团聚物的产生。

分散含量为7%的AEROSILR200UP树脂

装有我们机器的系统,润湿则处于高剪切和真空的状态,在高剪切的作用力下,在粉体的比表面积不变的情况下的同时,液体的比表面积增加数百万倍,此时,将粉体直接吸入到液体中,立即润湿并分散。这使得整个流程的效率极高,而且,分散液中没有团聚物。

性能优点:

  • 更高的品质,与常规方法相比,具有更好的分散效果
  • 操作流程无尘,无损耗
  • 反应釜内壁或是搅拌轴上不存在部分润湿的“面包皮”状物和块状物
  • 更高的安全标准!粉体不会被操作人员送入含有溶剂的环境
  • 灵活的单批次处理量
  • 单台机器可以匹配单个或是多个反应釜
  • 减少流程的时间和所需的费用
  • 投资回报快