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如何搞定浆料中的“麻烦精”——气泡?
2020年05月15日 发布 分类:粉体加工技术 点击量:436
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很多人在生产浆料时可能都会遇到同一个问题,那就是物料中的气泡太多。这些气泡若不及时除去,往往会造成严重的后果——比如说陶瓷浆料起泡会导致成型后坯体内部气孔较多;纺织浆料起泡会影响渗透,使上浆不匀;电子浆料起泡会影响产品的容量和使用寿命;涂料起泡会使产品在应用时产生表面缺陷,既有损外观,也会影响涂度膜的防腐性和耐候性。

 

充满气泡的陶瓷浆料

因此在许多类似的生产场合,“脱泡”成为了工序中非常关键的一步。至于这些气泡是怎么来的,又是怎么去的,具体请看下文。

浆料起泡的原因

液体中气泡的产生是一个非常复杂的问题,对于液体中气泡的形成机理,较为普遍认同的观点是空化现象(cavitation),即:由于气体具有一定的溶解度,通常以气泡核的形式存在于液体中,当液体在极短的时间内流过一个绝对压强很低的区域时,气泡核会快速蒸发或游离出来。如果想让这些气泡自然消失,往往需要等待四个阶段:气泡运动到液面;在界面处形成液膜;薄膜破裂;气泡从液面分离或气泡破裂。

解决气泡的方法

目前,浆料制备过程中产生的气泡主要有三种消除方法:

①使用消泡剂:消泡剂可分两次加入,浆料制备前和浆料制备的最后;

②慢速搅拌:把浆料放在容器中,缓慢搅动;

③真空法:把浆料放在密闭容器中搅拌,同时容器保持真空状态(使用真空泵)。

其中,消泡剂之所以能消泡,主要是因为消泡剂在泡沫中扩散时,会在泡沫壁上形成双层膜,在此扩散过程中将具稳定作用的表面活性剂排开,而降低泡沫局部表面的张力,破坏泡沫的自愈效应,使泡沫破裂。

 

但由于消泡剂可能会与浆料中的化合物反应或影响浆料性能,因此一般情况下真空法更为通用,尤其是在高粘度浆料中。这是因为高粘度浆料中的气泡依靠自身浮力上升的速度极为缓慢的,因此必须依靠外力将气泡带到液面,目前比较有效的真空脱泡方式有真空搅拌脱泡法和真空薄膜脱泡法

真空搅拌脱泡法

对于高粘度液体的搅拌,常采用慢速型搅拌器,如锚式、螺杆式、螺带式等。目前市面上一些真空搅拌机会同时利用自转和公转产生得强大的剪切力和离心力,强制性地使材料底部膨胀的气泡浮上材料表面进行脱泡,并在搅拌的同时抽真空。与真空舱方式相比,这种方法既可快速进行脱泡处理,又可有效去除材料底部的气泡。

 

自转公转运行+真空脱泡的示意图(图片来源:THINKY)

真空薄膜脱泡法

真空薄膜脱泡法的分离装置会装有无级调速的公转盘和物料自转的导流头,在高真空状态下,物料在外压和真空作用下,被压至分离装置进行自转,并在公转盘的离心力下,形成薄膜均匀的旋转挤出,在强压差的情况下,气泡迅速膨胀,逸出或破裂。

 

真空脱泡机(图片来源:派勒)

解决掉气泡后,浆料的使用性能就不再受其限制。相信随着电子、医药、涂料等行业的持续火爆,业界对浆料脱泡的需求只会有增无减。如果各位看官还有什么新想法的话,也欢迎下方留言哦!

粉体圈 作者 小榆

 

 


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