納米涂料作為目前一種新型的環(huán)保涂料,已引起涂料行業(yè)的高度重視,成為裝飾行業(yè)新時尚。 納米涂料主要是通過在涂料中添加納米氧化物來改變傳統(tǒng)涂料的特性和不足之處。如在水性體系的建筑涂料原配方基礎(chǔ)之上,添加總重量份的3‰左右的納米氧化硅,其干燥時間由原來的2小時縮短到小于1小時;耐洗刷性能由1000次(外墻涂料)和100次(內(nèi)墻涂料)提高到10000次以上;人工加速老化試驗由240小時的一級變色、二級粉化提高到450小時無任何變化,650小時發(fā)生輕微變色,色差4.8。此外,由于納米材料奇異的理、化特性,使得改性涂料一些無須測試的技術(shù)指標(biāo)諸如涂層與基體之間的接合強度、涂膜的表面硬度、涂膜的自潔能力等也獲得了顯著提高。其應(yīng)用功效主要取決于納米粉體材料在基體材料中的分散度。
分散的必要性:
眾所周知納米氧化物極易產(chǎn)生自身的團聚,使得應(yīng)有的性能難以充分發(fā)揮。此外,納米氧化物的諸多奇異性能能否得到充分發(fā)揮,還取決于限度降低粉體與介質(zhì)間的表面張力。因此,納米氧化物粉體必須均勻分散,充分打開其團聚體,才能發(fā)揮其應(yīng)有的奇異性能。
分散方式:
涂料中粉體(含納米材料)的分散主要是靠剪切力的作用。納米材料在涂料體系中的分散,一般是采用下述分散方法來達(dá)到分散效果。
研磨分散:利用三輥機或多輥機的輥與輥速度的不同,將研磨料投入加料輥(后輥)和中輥之間的加料溝,二輥以不同速度內(nèi)向旋轉(zhuǎn),部分研磨料進(jìn)入加料縫并受到強大的剪切作用,通過加料縫,研磨料被分為兩部分,一部分附加在加料輥上回到加料溝,另一部分由中輥帶到中輥和前輥之間的刮漆縫,在此又一次受到更強大的剪切力作用。經(jīng)過刮漆縫,研磨料又分成兩部分,一部分由前輥帶到刮刀處,落入刮漆盤,另一部分再回到加料溝,如此經(jīng)幾次循環(huán),可達(dá)到分散的目的。但用三輥機或多輥機進(jìn)行處理效率低,能耗高,滿足不了大生產(chǎn)的需求。
球磨分散: 通過球磨機中磨球之間及磨球與缸體間相互滾撞作用,使接觸鋼球的粉體粒子被撞碎或磨碎,同時使混合物在球的空隙內(nèi)受到高度湍動混合作用而被均勻地分散。
砂磨分散: 砂磨是球磨的外延。只不過研磨介質(zhì)是用微細(xì)的珠或砂。砂磨機可連續(xù)進(jìn)料,納米粉體的預(yù)混合漿通過圓筒時,在筒中受到激烈攪拌的砂粒所給予的猛烈的撞擊和剪切作用,使得納米氧化物能很好地分散在涂料中,分散后的漿離開砂粒研磨區(qū)通過出口篩,溢流排出,出口篩可擋住砂粒,并使其回到筒中。通過球磨機和砂磨機分散能取得較好的分散效果及物料細(xì)度,但球磨機和砂磨機同樣無法避免處理效率低,能耗高的缺點。
高剪切分散機: 高剪切分散機的核心部件是定子/轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu),轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的高切線速度和高頻機械效應(yīng)帶來強勁的動能,使物料在定、轉(zhuǎn)子狹窄的間隙中受到強烈的機械剪切、液力剪切、離心擠壓、液層磨擦、撞擊撕裂和湍流等綜合作用,使不相溶的固相、液相、氣相在相應(yīng)成熟工藝的條件下,瞬間均勻精細(xì)地分散,經(jīng)過高頻的循環(huán)往復(fù),得到穩(wěn)定的高品質(zhì)產(chǎn)品。與三輥機、球磨機、砂磨機相比,高剪切分散機具有效率高、能耗低等顯著優(yōu)點,是分散工藝的。