陶瓷分散剂是指能使超细粉末颗粒表面湿润迅速,并能使固体颗粒之间的能垒上升到足够高的一种表面活性剂,它能在含水率低的条件下,有效地改善颗粒的润湿性,使浆料悬浮稳定,浆料流变性好,并使浆料具有适当的粘度,达到节能降耗的目的。
陶瓷分散剂在制备陶瓷浆料中的原理是通过陶瓷分散剂的润湿、研磨、稀释和稳定性,消除超细陶瓷粉末颗粒的表面力,达到均匀分散的效果,从而提高陶瓷制品的性能,产品竞争力,降低制造成本。
1. 润湿
润湿通常是指颗粒间的界面被颗粒与溶剂、陶瓷分散剂等的界面所取代的过程。粉末在临界表面张力较低的溶液中分散性较好,即在相同表面张力的分散介质中,粉末的表面张力越高,介质与颗粒的接触角越小,湿润分散性越好。为了改善粉体在陶瓷浆料中的分散性,必须使用有效的添加剂来降低介质的表面张力。
2. 助磨剂
在超细陶瓷粉的制备过程中,研磨是一个重要环节,尤其是研磨至微米级的过程消耗大量能源。湿式球磨过程中,由于分子或颗粒的碰撞、接近和吸引,粉末往往容易产生团聚和反磨现象,即在磨粉过程中,当物料达到一定细度后继续磨粉,会出现越来越多的粗磨现象。加入陶瓷分散剂可以牢牢地吸附在粒子的骨折,可以深入深裂缝,颗粒破碎过程中形成新的界面,很快陶瓷分散剂包,阻碍了新界面增加研磨过程,明显缩短研磨时间,节约能源,提高了研磨效率,同时避免了返团现象。
3.稀释
陶瓷浆料要求既含固量高又具有良好的流动性,加入一定量的陶瓷分散剂,能有效降低浆料的粘度,增加浆料的流动性,同时能适当减少介质的使用,降低生产成本,有利于降低后处理过程中的能耗。
4. 稳定
在没有陶瓷分散剂的情况下,颗粒主要受到水中重力、浮力、颗粒/水界面的张力、颗粒间的相互作用力四种力的影响,导致颗粒容易沉降,浆体稳定性恶化。加入陶瓷分散剂后,陶瓷分散剂吸附在颗粒表面,原有颗粒表面被陶瓷分散剂部分或完全覆盖,阻碍了颗粒的团聚,提高了浆料的悬浮和稳定性。
虽然陶瓷分散剂用量不大,但在制备超细粉体和陶瓷浆料方面的作用不容忽视,不仅可以提高产品性能,增加客户产品在市场上的竞争力,提高生产效率,降低客户成本,多重效益。