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技术文章
纳米透明隔热涂料的研磨技术参数要点
上海矽诺国际贸易有限公司2021-11-16点击833次
物理法分散纳米粉体主要有球磨、超声波和高速搅拌等。
球磨分散法。根据所需颗粒尺寸,选择粒径不同的氧化锆珠,氧化锆珠的性质稳定,不与纳米粉体进行反映。通过氧化锆珠之间以及氧化锆珠与球磨罐体间的滚动、碰撞作用来细化、磨碎纳米粉体,最终提高纳米粉体在体系中的分散稳定性。
超声波分散法。在声波作用下,液体中的细小泡核被激发,产生振荡、生长、收缩及崩溃等动力学过程,这种现象叫做超生空化。超声波分散法就是利用超声空化现象分散纳米粉体。泡核崩溃的短时间内,周围微小空间会产生高温高压,温度变化极快,并产生强烈的冲击波和高速射流。这些外界因素能够破坏团聚颗粒间的范德华力,进而使纳米粒子均匀分散在分散介质当中。
高速机械搅拌法。高速机械搅拌法是通过8000rpm以上的高速机械搅拌产生高强剪切力,从而使纳米团聚体分散,粒径减小。这种分散方法决定因素并不是分散时间的长短,而是机械搅拌的转速,即剪切力的大小。物理分散方法对ATO水分散液稳定性的影响前文的实验可以发现,高速机械搅拌的物理方法分散ATO纳米颗粒,得到的ATO水分散液稳定性并不理想,在沉降试验7天时,分散体系均出现了分层。选择合理的物理分散方法,得出分散性稳定的ATO水分散液对本实验至关重要。
参数和工艺:
由于球磨分散方式得到的分散液相对稳定,样品静置15天仍未出现分层现象,无法通过沉降率对分散稳定性进行表征,本实验采用激光粒度分析测试ATO水分散液的粒径分布,从而表征分散液的稳定性。用盐酸及氨水调节pH值为9,选择分散剂C,高速机械搅拌的转速为5000rpm,搅拌时间2h;球磨分散采用行星式球磨机,选择0.3mm的赛诺氧化锆珠,分散时间6h;超声波搅拌采用实验室超声波发生器,振荡频率20KHz,超声时间30min。
图3.15为不同分散方式的ATO水性分散液的粒径分布图。由图可知,除高速机械搅拌分散效果较差外,球磨分散、超声分散的分散效果均很理想。
图a采用的是高速机械搅拌。粒径曲线存在多个峰,说明体系分散性较差,颗粒团聚现象明显;
图b为球磨分散方法。粒径曲线的分布窄,仅存在单一峰值,这说明体系是单分散的,分散性非常稳定,经计算,水分散体系的颗粒二次粒径D50为28.1nm;
图c为超声分散方法,粒径曲线分布同样较窄,但是粒径分布存在两个峰。
综上所述,球磨分散和超声分散方法均能够得到分散稳定的ATO水性分散液,但是球磨分散得到的分散液呈单分散,二次粒径小,因此本实验最佳的物理分散方法为采用赛诺0.3mm氧化锆珠进行球磨分散。
工艺总结:ATO纳米水分散液的分散工艺条件为:采用分散剂C(硅烷偶联剂SIM6942.72),分散剂添加量为5%,分散液pH值为9,0.3mm氧化锆珠进行球磨分散6h。该分散方法能够得到稳定的水性分散液,分散体系呈单分散,二次粒径D50为28.1nm,无团聚现象。
如果您在技术方面有需要交流的,可以联系上海矽诺的技术人员探讨。