CHINACOAT搶先看：德國VMA高速分散機

在塗料研發中，如何快速實現高效均勻的分散，一直是研發人員關(guan) 注的重點。在本屆 2024 CHINACOAT 塗料展上，湛臨(lin) 儀(yi) 器將為(wei) 您帶來德國VMA的明星產(chan) 品——Dispermat CV3高速分散機。這款設備以其優(you) 良的分散效率和精準性能，為(wei) 塗料配方優(you) 化和創新研發提供了可靠支持。

塗料與(yu) 油墨印刷行業(ye) 的您對高速分散設備一定不會(hui) 陌生。因為(wei) 在塗料和油墨的製備過程中，需要將各種固體(ti) 顆粒（如顏料、填料等）均勻分散到液體(ti) 介質中，以確保最終產(chan) 品具有所需的性能和質量。

比如在顏料分散中，由於(yu) 塗料和油墨中的顏料通常以固體(ti) 顆粒的形式存在，高速分散機能夠有效地將這些顏料均勻地分散到液體(ti) 基質中，確保顏料在塗層或印刷中的均勻分布，以獲得所需的色彩和外觀效果。又比如在製備塗料和油墨的過程中，固體(ti) 顆粒往往因為(wei) 靜電力，容易形成絮凝體(ti) 或沉積。高速分散機通過機械力的作用，有效地防止顆粒的絮凝和沉積，確保產(chan) 品的穩定性和一致性。

而高速分散機不僅(jin) 在塗料與(yu) 油墨印刷行業(ye) 中得到廣泛應用，還在許多其他行業(ye) 中發揮著重要作用。比如化學行業(ye) 、汽車行業(ye) 、製藥行業(ye) 、化妝品製造業(ye) 、電子材料製造業(ye) 等等。總體(ti) 而言，高速分散機在許多行業(ye) 中都是一項關(guan) 鍵技術，通過有效的顆粒分散和混合，確保生產(chan) 的產(chan) 品具有一致的質量、性能和外觀。

德國VMA-GETZMANN踐行著高速分散技術的創新，其DISPERMAT®係列高速分散機在潤濕、機械尺寸減小和產(chan) 品穩定等方麵展現出優(you) 異性能。今天，湛臨(lin) 儀(yi) 器就帶您深入了解DISPERMAT®係列的高速分散機。我們(men) 將為(wei) 您深入介紹高速分散的過程、甜甜圈效應、分散效果以及工作方法，同時探討如何將實驗室結果擴大到生產(chan) 規模，幫助您更好地了解和應用這台塗料展的大熱優(you) 勢展品。

德國VMA工廠

分散過程

分散過程是一係列關(guan) 鍵步驟，包括潤濕、機械尺寸減小和產(chan) 品穩定。在高速分散的主要應用中，將極細的固體(ti) 顆粒巧妙地植入流體(ti) 中，從(cong) 而形成膠體(ti) 懸浮液。膠體(ti) 懸浮液具有細碎小顆粒在受到重力作用時不沉降的特性。在這個(ge) 複雜的分散過程中，涉及以下幾個(ge) 關(guan) 鍵步驟：

· 潤濕階段：液體(ti) 中流體(ti) 成分與(yu) 固體(ti) 顆粒表麵發生相互作用，確保充分潤濕。

· 機械分解：通過相關(guan) 顆粒的機械分解，原有的顆粒逐漸減小，形成更微小的顆粒，包括附聚物和聚集體(ti) 。

· 穩定階段：分散過程中形成的較小顆粒獲得穩定性，有效地防止重新締合，避免產(chan) 生絮凝。

這些步驟中，液體(ti) 中的固體(ti) 顆粒與(yu) 流體(ti) 成分之間的特殊相互作用起著決(jue) 定性的作用，直接影響它們(men) 的潤濕性和抗絮凝性。這種高效的分散過程為(wei) 製備膠體(ti) 懸浮液提供了關(guan) 鍵基礎。

顏料模型符合 DIN 53206

甜甜圈效應

一切都取決(jue) 於(yu) 甜甜圈效應！

當高速分散機的分散容器尺寸、分散盤直徑、圓周線速度、分散盤的位置以及流變研磨料的特性匹配時，DISPERMAT®能夠實現最佳的分散效果。在將顏料和填料添加到樹脂溶液後，通過增加軸的速度，待分散液體(ti) 進入了層流滾動流動模式，直到容器壁上看不到任何殘留物。

在正確的速度下，軸周圍開始形成通道，部分分散盤變得可見。此時，研磨料形成了甜甜圈狀的流動模式。甜甜圈狀的流動模式是一個(ge) 信號，表明最大機械功率可能被傳(chuan) 遞到液體(ti) 中，同時液體(ti) 正在被高速分散，使得所有的附聚物最終都會(hui) 到達分散盤。

甜甜圈效應的產(chan) 生源於(yu) 液體(ti) 從(cong) 分散盤的尖端向外加速。當它撞擊容器壁時，液體(ti) 流被分成兩(liang) 部分。向下流動的液體(ti) 沿著分散容器的底部返回到分散盤的中間，並上升再次撞擊分散盤。

向上流動的第二部分具有相同的圓形路徑，該路徑受到重力和液體(ti) 的流變特性的限製。甜甜圈效應的流動模式很大程度上受液體(ti) 中顏料和填料含量的影響。

當固體(ti) 含量不夠高時，粘度往往會(hui) 太低，導致分散過程中的飛濺和氣泡生成。此外，機械功率輸入受到限製，影響了分散盤的解聚能力。相反，如果固體(ti) 含量太高，粘度將過大，無法形成環形流動模式。研磨料的流動也可能受到粘度屈服值的阻礙，導致分散盤的撕裂作用，有時甚至可能在不與(yu) 液體(ti) 接觸的情況下轉動。

分散效果

分散效果主要體(ti) 現在分散盤對附聚物的作用上。當分散盤的齒高速穿過研磨料時，產(chan) 生在其前後的區域中較高和較低壓力。這些區域中的交變應力作用於(yu) 團聚體(ti) ，有利於(yu) 它們(men) 的分散。同時，還需考慮到葉片邊緣和表麵在撞擊較大團聚體(ti) 時的粉碎衝(chong) 擊力。然而，整個(ge) 分散過程中相當大一部分的分散功發生在分散盤的表麵。由於(yu) 刀片的快速運動，這些表麵形成了剪切梯度，是分散的關(guan) 鍵。

具體(ti) 來說，作用在盤下表麵和容器底部之間的剪切應力在很大程度上取決(jue) 於(yu) 兩(liang) 者之間的距離。通過減小這種分離，可以增強剪切梯度的效率，因為(wei) 間隙內(nei) 的剪切速率增加，並且可以選擇更高的旋轉速度，因為(wei) 從(cong) 層流到湍流的轉變發生在更高的旋轉速度下。

隨著速度的增加，更多的機械動力被引入研磨料中。隻要能夠保持環形流動模式（層流），就可以通過盡可能高的機械功率輸入實現最佳的分散效果。機械功率可以通過以下公式計算，其中n是軸的轉速，M是動量（扭矩）的乘積（π = 3.141...）。

P=2πnM

工作方法

要充分發揮 DISPERMAT®係列高速分散機的分散性能並獲得優(you) 化的研磨料配方，以下是一種簡單而有效的實踐程序，能夠產(chan) 生令人滿意的結果：

· 預處理階段： 首先，將液體(ti) 組分置於(yu) 分散容器中。在適度的分散盤攪拌下，緩慢添加顏料和填料，確保均勻混合。

· 甜甜圈效應檢測： 隨後，逐漸增加分散盤的速度，直至在更高的轉速（圓周線速度約為(wei) 18 – 25 m/s）下觀察到甜甜圈效應。這個(ge) 階段是為(wei) 了確認已經達到了適當的環形效應。

· 預混合後的清潔： 在甜甜圈效應檢測後，及時清潔分散容器壁和軸，以去除可能附著的研磨料，為(wei) 後續的高速分散做好準備。

· 高速分散：接下來，以高圓周線速度進行分散，確保環形效應的持續形成。在這個(ge) 階段，充分利用 DISPERMAT®將高機械功率傳(chuan) 遞到研磨料中，不要害怕使用高轉速。例如，當分散量很小，分散容器很小時，可能會(hui) 使用直徑較小的分散盤，例如 25 mm ，DISPERMAT®必須以 15,000 rpm 的轉速運行，以達到 20 m/s 的圓周線速度。

對於(yu) 不同的分散盤的直徑，圓周線速度與(yu) 旋轉軸速度的函數關(guan) 係：

彩色區域表示圓周線速度的最佳

範圍為(wei) 18 – 25 m/s

· 達到最終分散結果：通常在 15 至 30 分鍾後，可以達到最終的分散結果。過長時間高速分散並不太可能改善結果，因為(wei) 樣品分析表明在此時已經沒有進一步的解聚。

· 進一步優(you) 化：對於(yu) 要求較高或較為(wei) 困難的產(chan) 品，可以考慮使用 DISPERMAT®係列研磨機，進一步減小顆粒大小，以滿足更高的精度和性能需求。

放大

放大實驗室結果至生產(chan) 規模是一個(ge) 關(guan) 鍵的過程，而使用 DISPERMAT ® 獲得的分散結果可以成功地進行擴大。關(guan) 鍵參數包括附聚物輸送速率至剪切區域以及機械功率的傳(chuan) 遞至研磨料中。

通過使用DISPERMAT®獲得的實驗室結果可以輕鬆放大到生產(chan) 規模。關(guan) 鍵在於(yu) 線速度的控製，以確保在生產(chan) 規模中實現與(yu) 實驗室相似的分散效果。實驗室分散盤通常比生產(chan) 規模的機器更快，因為(wei) 附聚物到達圓盤所需的距離更短。

總體(ti) 而言， DISPERMAT®係列高速分散機通過其先進的技術和獨特的甜甜圈效應，為(wei) 顆粒分散過程提供了高效、可控的解決(jue) 方案。通過合理的工作方法和放大實驗室結果，用戶可以在生產(chan) 中取得較好的分散效果。

德國VMA

用優(you) 良工藝助力高效分散

考慮到複雜的分散工藝和高效的分散需求時，德國VMA的DISPERMAT®高速分散機係列無疑成為(wei) 塗料、油墨印刷、化學工業(ye) 等等行業(ye) 的選擇之一。通過獨特的潤濕性、抗絮凝性和甜甜圈效應，德國VMA的高速分散機在生產(chan) 過程中展現出優(you) 異的性能和可靠性。其創新的工作方法和實驗室結果到生產(chan) 規模的擴大，幫助用戶能夠更加靈活地應對不同材料和產(chan) 品的分散挑戰。

無論是追求最佳分散效果還是提高生產(chan) 效率，DISPERMAT®係列分散機為(wei) 用戶提供了全麵的解決(jue) 方案。通過高速、精確和可控的工作方式，它確保了顏料、填料等成分的均勻分散，為(wei) 最終產(chan) 品的穩定性和性能提供了堅實的基礎。

CHINACOAT 2024，歡迎蒞臨(lin) 湛臨(lin) 儀(yi) 器3.1B05展位，親(qin) 眼見證Dispermat CV3如何助力塗料研發走向新高度！