GRS2000水性環(huán)氧樹(shù)脂高速乳化機(jī):環(huán)氧樹(shù)脂自身為熱塑性的線(xiàn)型結(jié)構(gòu),受熱后固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài),高粘度變?yōu)榈驼扯?,只有與固化劑配合使用才具有實(shí)用價(jià)值 (純正的單組分水性環(huán)氧體系也需加入潛伏型固化劑)。因此水性環(huán)氧體系應(yīng)包含水性環(huán)氧樹(shù)脂和水性環(huán)氧固化劑,同樣,它們分別通過(guò)不同的水性化途徑可形成三種水分散形態(tài)。
樹(shù)脂通過(guò)不同的水性化途徑可形成三種水分散形態(tài):①水溶性;②膠束分散型;③乳液。
不管選擇何種形態(tài)的水性環(huán)氧樹(shù)脂和水性環(huán)氧固化劑,*終具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的水性環(huán)氧體系是一種分散多相結(jié)構(gòu),由水性環(huán)氧樹(shù)脂、水性環(huán)氧固化劑、水等多相組成,其成膜機(jī)理不同于一般的聚合物乳液如丙烯酸乳液的成膜(凝結(jié)成膜,物理過(guò)程),同時(shí)與溶劑型環(huán)氧的成膜也不全相同,在溶劑型環(huán)氧體系中,環(huán)氧樹(shù)脂和固化劑均以分子形式溶解在有機(jī)溶劑中,形成的體系是均相的,固化反應(yīng)在分子之間進(jìn)行,因而固化反應(yīng)進(jìn)行得比較全,所形成的固化物也是均相的。
水性環(huán)氧為多相體系,環(huán)氧樹(shù)脂和固化劑以分散相形式分散在水相中,交聯(lián)固化過(guò)程是在水分蒸發(fā)的過(guò)程中微粒之間的相互滲透內(nèi)部擴(kuò)散交聯(lián)反應(yīng)過(guò)程,因此水性環(huán)氧的固化程度取決于以下四個(gè)因素:
a)相容性:水性環(huán)氧樹(shù)脂與水性環(huán)氧固化劑的相容性越好,越有利于固化劑微粒與環(huán)氧樹(shù)脂微粒相互內(nèi)部擴(kuò)散,有利于固化反應(yīng)的進(jìn)行;
b)粒徑:粒徑較小時(shí),水性環(huán)氧樹(shù)脂與水性環(huán)氧固化劑分散相粒子能夠較充分地相互滲透到內(nèi)核從而達(dá)到較全的固化程度;
c)親水親油平衡值:水性環(huán)氧樹(shù)脂與水性環(huán)氧固化劑的親水親油平衡值接近,在水相中達(dá)到一致的共存 穩(wěn)定狀態(tài),如果差異較大,親水性較強(qiáng)的組分會(huì)逐漸聚集于水相中,從而導(dǎo)致樹(shù)脂相和固化劑相分離;
d)分散均勻程度:在多相分離的狀態(tài)下,只有通過(guò)一定的機(jī)械攪拌作用, 才能將樹(shù)脂相和固化劑相均勻分布于水相中; (環(huán)氧在應(yīng)用中攪拌混合均勻非常重要)(有些朋友在使用油性環(huán)氧過(guò)程中認(rèn)為只要簡(jiǎn)單攪拌甚至不攪拌也能 成膜,其實(shí)這存在很大的誤區(qū),因?yàn)樗褂玫挠托原h(huán)氧是由固體環(huán)氧溶解而成如75%的E-20,即使不加固化劑,溶劑揮發(fā)后可形成很硬的干膜狀態(tài),但這種干膜是未經(jīng)固化劑交聯(lián)固化的,受熱后變成液態(tài),干膜毫無(wú)性能可言) 。
在目前環(huán)氧樹(shù)脂水性化的3種方法,相反轉(zhuǎn)法以其有效性而越來(lái)越受重視。專(zhuān)家認(rèn)為,相反轉(zhuǎn)法。未來(lái)將主導(dǎo)環(huán)氧樹(shù)脂水性化的進(jìn)程?! ∷原h(huán)氧樹(shù)脂乳液的制備方法環(huán)氧樹(shù)脂本身不溶于水,不能直接加水進(jìn)行乳化,要制備穩(wěn)定的水性環(huán)氧樹(shù)脂乳液,必須設(shè)法在其分子鏈中引入強(qiáng)親水鏈段或者在體系中加入親水親油組分。
根據(jù)制備方法的不同,環(huán)氧樹(shù)脂水性化有以下3種方法:
機(jī)械法、化學(xué)改性法和相反轉(zhuǎn)法。據(jù)專(zhuān)家介紹,機(jī)械法就是將固體環(huán)氧樹(shù)脂預(yù)先磨成微米級(jí)的環(huán)氧樹(shù)脂粉末,在加熱的條件下加入乳化劑水溶液,通過(guò)激烈的機(jī)械攪拌即可制得水性環(huán)氧樹(shù)脂乳液,優(yōu)點(diǎn)是工藝簡(jiǎn)單,所需乳化劑用量較少,但乳液中環(huán)氧樹(shù)脂分散相微粒尺寸較大(約50μm左右),粒子形狀不規(guī)則且尺寸分布較寬,所配得的乳液穩(wěn)定性差,粒子之間容易相互碰撞而發(fā)生凝結(jié)現(xiàn)象,并且該乳液的成膜性能也欠佳。而化學(xué)改性法是通過(guò)對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂分子進(jìn)行改性,改性后的高聚物加水進(jìn)行乳化時(shí),疏水性高聚物分子鏈就會(huì)聚集成微粒,離子基團(tuán)或極性基團(tuán)分布在這些微粒的表面,只要滿(mǎn)足一定的動(dòng)力學(xué)條件就可形成穩(wěn)定的水性環(huán)氧樹(shù)脂乳液。用化學(xué)改性的方法制備的水性環(huán)氧樹(shù)脂乳液中分散相粒子的尺寸很小(約為幾十到幾百個(gè)納米),但化學(xué)改性法的制備步驟不易控制,產(chǎn)品的成本也較高?!?/span>
相反轉(zhuǎn)法一種制備高分子樹(shù)脂乳液較為有效的方法,幾乎可將所有的高分子樹(shù)脂借助于外乳化劑的作用并通過(guò)物理乳化的方法制得相應(yīng)的乳液。中國(guó)環(huán)氧樹(shù)脂行業(yè)協(xié)會(huì)專(zhuān)家介紹說(shuō),相反轉(zhuǎn)原指多組分體系如油/水/乳化劑中的連續(xù)相在一定條件下相互轉(zhuǎn)化的過(guò)程,如在油/水/乳化劑體系中,其連續(xù)相由水相向油相或從油相向水相的轉(zhuǎn)變,在連續(xù)相轉(zhuǎn)變區(qū)體系的界面張力*低,因而分散相的尺寸*小。用相反轉(zhuǎn)法制備水性環(huán)氧樹(shù)脂乳液的具體過(guò)程是在高速剪切作用下先將外乳化劑和環(huán)氧樹(shù)脂混合均勻,隨后在一定的剪切條件下緩慢地向體系中加入蒸餾水,隨著加水量地增加整個(gè)體系逐步由油包水向水包油轉(zhuǎn)變,形成均勻穩(wěn)定的水可稀釋體系。在這過(guò)程中水性環(huán)氧樹(shù)脂乳液的許多性質(zhì)會(huì)發(fā)生突變,如體系的粘度、導(dǎo)電性和表面張力等,通過(guò)測(cè)定體系乳化過(guò)程中的電導(dǎo)率和粘度的變化就可判斷相反轉(zhuǎn)是否全。中國(guó)環(huán)氧樹(shù)脂行業(yè)在線(xiàn)專(zhuān)家稱(chēng),該乳化過(guò)程可在室溫環(huán)境下進(jìn)行,對(duì)于固體環(huán)氧樹(shù)脂,則需要借助于少量有機(jī)溶劑或進(jìn)行加熱來(lái)降低環(huán)氧樹(shù)脂本體的粘度,然后再進(jìn)行乳化。
SGN管線(xiàn)式高剪切乳化機(jī)(分散機(jī)、均質(zhì)機(jī))與臥式乳化機(jī)比較:
轉(zhuǎn)速和剪切力:
國(guó)內(nèi)乳化機(jī),3000/4700 RPM直聯(lián)電機(jī)的轉(zhuǎn)速?zèng)Q定轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速
線(xiàn)速度:V=3.14X0.55X3000/60=9 M/SV=3.14X0.55X4700/60=14M/S
作用力:F=9/0.3X1000-=30000 S-1F=14/0.3X1000=42000 S-1
SGN高剪切乳化機(jī),9000/14000RPM通過(guò)皮帶加速
線(xiàn)速度:V= 3.14X0.055X90000/60=26 M/SV=3.14X0.055X14000/60=44 M/S
作用力:F=23/0.2X1000=115000S-1F=40/0.2/X1000=200000S-1
這是乳化和均質(zhì)的重要因素,相當(dāng)于后者是前者的4-5倍
設(shè)備設(shè)計(jì)構(gòu)造:
國(guó)內(nèi)乳化機(jī),臥室直聯(lián)結(jié)構(gòu),運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng),容易造成軸的偏心,運(yùn)轉(zhuǎn)不正常,需要專(zhuān)業(yè)的人員拆開(kāi)內(nèi)部結(jié)構(gòu)更換。而且需要更換損害的乳化頭及軸
SGN高剪切乳化機(jī),立式分體結(jié)構(gòu),運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng),不易造成軸的偏心,容易更換,而且只要更換相應(yīng)的皮帶,一般的人員可以操作。
密封:
國(guó)內(nèi)乳化機(jī),填料密封或骨架密封,單機(jī)械密封或軸封,泄漏故障率高,產(chǎn)品泄漏進(jìn)入馬達(dá),造成馬達(dá)燒毀
SGN高剪切乳化機(jī),雙機(jī)械密封,易于清洗,將泄漏降至*低,可24小時(shí)不停運(yùn)轉(zhuǎn),特殊德國(guó)PDFE軸封,可以運(yùn)行10000小時(shí),可選擇德國(guó)高品質(zhì)機(jī)械密封,在一般的情況下,我們的機(jī)械密封可以**承受16bar 壓力,根據(jù)機(jī)械密封的壓力一般要高于密封腔體的壓力2-3bar ,這就決定我們的入口**壓力可以達(dá)到12-13 bar .
產(chǎn)品效果:
國(guó)內(nèi)乳化機(jī),粒徑細(xì)度有限,10微米以下較困難,重復(fù)性差,產(chǎn)品粒徑分布不均勻
SGN高剪切乳化機(jī),可實(shí)現(xiàn)0.1-1微米的顆粒加工,粒徑分布均勻,納米級(jí)分散乳化
傳統(tǒng)的批次乳化機(jī)用于研發(fā),效果或許可以達(dá)到要求,但是摸索出來(lái)的設(shè)備參數(shù)全不可用,批次的乳化機(jī)無(wú)法線(xiàn)性放大,所以后期工業(yè)化生產(chǎn)就需要重新摸索參數(shù),這樣會(huì)導(dǎo)致效率低、風(fēng)險(xiǎn)大。
GRS2000水性環(huán)氧樹(shù)脂高速乳化機(jī)