納米材料分散和高速分散機解決辦法

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“納米”是一個長度的計量單位，它的尺度是10億分之1米（10-9m),單位為nm。一般來說，納米材料是指兩相顯微結構中至少有一相的一維尺度達到納米級。納米粒子粒徑很小，表面能很大，極易團聚此，所以如何制取納米粒子本身就是一個非常復雜的技術問題，如何能夠使用納米材料均勻的穩定的分散而不團聚是納料技術的核心工作，納米的定義也要在納米材料以能夠實現的功能，體現出納米效應為主要依據。

納米材料可分為三大類：一是一維納米粒子；二是二維納米固體（包括薄膜和涂層、管、線）；三是三維納米體材（包括介孔材料）

工業化

納米氧化鋁，納米氧化鋅，納米氧化鈰，納米氧化鐵，納米氧化鉍，納米ATO合金等產品。納米金屬粉體、碳納米管、高純Al2O3、高純納米TiO2系列粉體、超活性納米TiO2催化劑、納米TiO2液體、納米TiO2銀抗菌劑、納米高純ZrO2、超細高純ZrO2、納米涂層材料、納米載銀抗菌粉、納米SiO2、納米ZnO、光觸媒、納米三防整理劑等系列粉體、液體、制劑產品

納米金 納米銀  納米鐵  納米鋁 納米銅  納米鈦  納米鎳  納米鈷 納米錫

納米鉬 納米黃金

分散的必要性

顆粒細化到納米級后，其表面積累了大量的正、負電荷，納米顆粒的形狀極不規則，這樣造成了電荷的聚集。納米顆粒表面原子比例隨著納米粒徑的降低而迅速增加，當降至1nm時，表面原子比例高達90%，原子幾乎全部集中到顆粒表面，處于高度活化狀態，導致表面原子配位數不足和高表面能。納米顆粒具有很高的化學活性，表現出強烈的表面效應，很容易發生聚集而達到穩定狀態，從而團聚發生眾所周知納米氧化物極易產生自身的團聚，使得應有的性能難以充分發揮。此外，納米氧化物的諸多奇異性能能否得到充分發揮，還取決于大限度降低粉體與介質間的表面張力。因此，納米氧化物粉體均勻分散，充分打開其團聚體，才能發揮其應有的奇異性能。

目前，國內產品質量較好的企業使用的分散方式主要采取一步法的高速剪切分散，能基本滿足用戶的需要。由于我們行業的特點，有相當多的中小企業分散設備十分落后，分散時根本形成不了剪切力，只是一種攪拌，氣相二氧化硅在樹脂中根本形成不了網狀結構，從而無法發揮材料的性能。造成這種情況的主要原因① 尚未對分散的作用有正確的認識．許多生產商并未意識到分散的重要性；② 不知道對終產品的品質如何評價，

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，二輥以不同速度內向旋轉，部分研磨料進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，如此經幾次循環，可達到分散的目的。但用三輥機或多輥機進行處理效率低，能耗高，滿足不了大生產的需求。

 ◆ 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。只不過研磨介質是用微細的珠或砂。砂磨機可連續進料，納米粉體的預混合漿通過圓筒時，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/轉子結構，轉子高速旋轉所產生的高切線速度和高頻機械效應帶來強勁的動能，使物料在定、轉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、氣相在相應成熟工藝的條件下，瞬間均勻精細地分散，經過高頻的循環往復，終得到穩定的產品。與三輥機、球磨機、砂磨機相比，高剪切分散機具有、能耗低等顯著優點，是分散工藝的。

目前市場上大多數的分散機廠家生產出來的分散機轉速只能達到3000rpm左右，當然我所說的都是指工業化的分散機。對于實驗室小型分散機，由于電機（220V），軸等因素轉速可達30000rpm左右，但是這種實驗室分散機無法對應放大到生產中，所以在這里不做講訴。                                      

3000轉乳化機的結構大都都是直連電機，分散機的主軸和電機直連，電機就決定了主軸的轉速。而進口分散機采用分體式結構，通過皮帶進行變速，XX設備由于結構的設計缺失、機械密封技術的不足的原因，以及改進后成本大幅度的提高問題，一直無法實現高速分散機的自主研發和生產。

   主要有以下的幾個不同：

1 在線式分散乳化機的線速度更好，相比較而言，剪切力越高，分散乳化均質的效果越好。

2 在線式的乳化頭的形式更是多樣化，處理的范圍個更廣，（物料的顆粒大小）, 但是有一個缺點就是不能處理太大的物料，而批次有這個方面的優點，因為他們可以作為一個打碎機的作用來使用。

對實驗室放大而言，如果在一噸以下而言的效果，批次分散乳化機不一定能夠有相同的線速度和相同的剪切力，這就可能造成在實驗室效果不錯，到了工業型就達不到效果。因為工業型批次的分散乳化機他們的速度和設計結構決定沒有那么高的剪切力。而相對而言，管線式就沒有那么多的問題，他們可以保持相同的線速度和剪切力。（如在三噸的罐內的批次分散乳化機，他們的軸大概有1-2米長，那么在3000轉的情況下，他們軸的運轉偏心可能更大，可以達到1-2MM。 如果達到這么大的偏心,而為了正常運轉,就要求轉子/丁子的間隙增大,那么他們的剪強力就變小,）

當用我們的設備好處是什么？效果好（研磨效果、均質效果、分散效果、乳化效果……），速度快，。每一臺設備都具有多功能改裝，根據不同的要求更換不同的模塊。還有什么？？？那就是能耗低，據用過依肯的設備客戶反應，就電費就能省下不少。如何去選擇一臺合適的設備，一定會做一個明智的選擇！

在線式高速分散機優點

1  ERS2000系列作為一個用于混合分散工藝的設備,其具有連續式性操作,因此也被稱作連續式速混合乳化機,能夠更好滿足大批量連續化生產作業要求.與傳統的批次乳化機相比具有以下優勢

1分散:批次乳化機在進行乳化前往往需要預攪拌,在其基礎上才能實現較好的分散乳化混合效果.因此所需要時間更多,產量更小.適用于不連續生產或者產量較小的生產.而連續式乳化機可以直接進行投料,更短時間能夠實現混合分散的顆粒經的要求.產量大,適用于連續式生產,產量更大的情況.

2分散效果好：批次分散乳化機安裝在罐體內，物料與乳化頭較松散，工作時依靠強大的吸力使物料進入分散頭中，但在分散乳化過程中，存在部分物料逃逸的情況，混合乳化顆粒經分布較寬，此外批次乳化機的分散頭為單層結構。不能實現足夠小的顆粒經要求。而連續式乳化機由于乳化腔體內部設計足夠小，乳化頭與物料緊密接觸，剪切充分，同時乳化腔體設計成多層轉定子咬合結構，優化粗齒結構，可以滿足混合乳化的顆粒經分布較窄，效率更高

3 技術功能指標更高：ERS2000系列管線式分散機和批次分散機比較在相同的馬達情況下，轉速有明顯優勢，ERS2000轉速可以達到14000RPM，可以在更短的惡時間內處理更多符合要求的物料，能夠為大批量生產的企業實現生產過程的成本降低。

傳統的批次分散機用于研發，效果或許可以達到要求，但是摸索出來的設備參數完全不可用，批次的乳化機無法線性放大，所以后期工業化生產就需要重新摸索參數，這樣會導致效率低、風險大。  

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