涂料行业的喷淋系统用于粉末和液体两种涂料适用于多种底物。颗粒大小是一个关键变量对湿和干燥系统,因为它直接影响到处理材料的属性和完成涂层的质量。因此粒度测量和控制是至关重要的优化传输系统的发展,和交付的涂料所需的最终性能。
液体涂料、液滴大小确定评估雾化效率的一个重要组成部分。改变喷柱的属性通过操纵变量,如喷嘴几何和雾化压力是很重要的在最大化传输的油漆量到衬底上。高固体涂料系统载荷,好转移效率尤其有益,因为这有助于避免与任何浪费成本相对较高。高固体系统越来越多地使用,减少溶剂处理问题时,可以提供更好的报道。
此外,粉末涂料的颗粒大小不仅与它的相关流程和色散特性,但也更普遍的行为在应用过程中,和完成电影的属性。最常用的静电喷涂粉末涂料应用程序的方法。微粒可能是有用的在这些过程中,倾向于环绕一个对象,双方涂层。另一方面,大颗粒更容易,控制,和有一个高度的直线惯性,使他们能够穿透更多成功的一个对象。
在养护期间,当粒子融化,流向形成一个光洁度,小颗粒更可取,因为他们包在衬底表面,很容易融化,相对良性的养护条件下。不过,它们可以产生表面光洁度差-橙皮影响由于过快融化或因为back-spray在应用程序。更大的粒子与相对严重的养护条件,如果他们不完全融化可能在最后一部电影留下瑕疵。因此,最大和最小粒度的控制是非常重要的,以确保完成实现是可以接受的。
本文中,第三个在一系列观察各种问题与粒径分析涂料行业,特别关注喷雾粒径分析应用程序。与分析相关的具体困难喷雾将探讨,参照现代激光衍射系统的重要特征,这使他们适合这个应用程序。一个案例研究来描述粒度分析的实际应用。
喷雾应用程序要求
开展的常规尺寸分析喷雾可以挑战的原因。可以快速或喷雾事件,在连续喷涂,可以显示颗粒大小的变化在短时间尺度,可以表明喷嘴性能差。由于雾化条件对喷管性能的影响,可能产生广泛的粒径,尤其是当从雾化的初创阶段平衡条件。此外,喷雾的粒度数据是有关当且仅当它们被喷。这需要测量 原位 也不用担心污染测量系统需要业者或稀释喷雾。激光衍射技术对喷雾特性提供了许多优势。
- 宽动态测量范围——粒子大小从0.1微米到几毫米可以为特征,使检测细喷雾液滴和雾化不良材料在相同的测量。
- 快速数据采集——单一度量值小于0.5毫秒,允许雾化动力学的研究。
- 灵活性——该技术可以描述粒子分布在相对较长(2米)的距离,促进喷雾剂具有不同柱几何图形的测量。
- 高浓度的测量——激光衍射可以生成准确的结果在液滴浓度高,直接测量靠近喷嘴。
- 一代基于卷的粒度分布——这通常相当于一个重量分布。许多喷雾过程相关,表明大多数材料的质量所在的粒子大小。
激光衍射粒度分布计算技术通过测量光的强度分布在不同角度的喷雾粒子通过一束激光。支撑这个计算是假设光测量系统检测到的只有被单个粒子分散。为稀释样品这个假设是正确的。然而,当测量集中喷雾剂,可以观察到多个散射,光散射检测之前超过一个粒子。这可能导致低估喷雾粒子的大小。
更复杂的仪器可以预测多次散射的影响通过使用分析算法在多个散射事件发生的概率是考虑。这允许粒度测量在高浓度时,激光通过喷雾的量很低(图1)。
下面的案例研究展示的工作类型,可以使用激光衍射粒度分析仪设计考虑到上面的条件详细。在本例中使用的仪器是莫尔文Spraytec。
案例研究——激光衍射分析涂料喷嘴特性
喷嘴产生的液滴大小分布取决于液体的物理性质等参数被雾化和雾化压力、液体流量、喷嘴的几何形状,在双流体喷嘴,次要流体的流量。液滴大小的数量级估计可以从相关性的基础上,确定系统的物理性质和几何的雾化器。然而,优化喷嘴的最佳方式配置和操作条件对于一个给定的应用程序测量液滴尺寸条件下的兴趣。在这项研究中各种参数对液滴大小的影响进行了实验,实验室双流体喷嘴,使用空气作为次要流体。液滴雾化压力大小的影响如图2所示。测量是在喷柱的轴线,从喷嘴出口大约50毫米,使用水作为测试液。直观地预期,增加一套液体的雾化压力流量减少液滴的大小。在雾化区剪切压力增加而增加,导致小液滴的形成。然而,它可以看到大滴观察到即使在高压力。这与润湿的喷嘴雾化的操作。
的影响改变液体的属性在图3中可以看到。这里,产生的颗粒大小相同的喷嘴系统研究测量雾化的5%以上聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的解决方案。双峰液滴大小分布是观察到液体雾化压力较低,粒度中值是比水大得多。这个观察是由于PVP的粘滞力解决方案,传授一个液滴形成阻力当雾化能量很低。提高雾化压力导致更完整的喷雾的雾化,虽然规模仍比水大。
雾化过程的性质可以进一步理解观察液滴的大小会随着时间而改变。这是图4所示的雾化压力为0.5巴PVP的解决方案。大粗颗粒分数的变化观察,如图所示的可变性Dv90报道。还有一个进步的中值粒径的增加(Dv50)随着时间的推移,由于聚合物积聚在喷嘴。提高雾化压力提高喷嘴性能显著(图5),确认需要增加雾化能量在这种情况下实现完整的液滴破裂和喷嘴输出稳定。
结论
Spray-based过程广泛应用于涂料工业液体和粉末的应用程序。在这两种情况下粒度分析有助于优化传输系统的开发和生产的涂料需要完成。激光衍射粒度分析的理想方法对于许多应用程序,包括那些涉及喷雾剂。尽管喷雾地方重大需求的分析技术,一个健壮的激光衍射仪例证的莫尔文Spraytec安全可用于生成数据所需的精度。反过来,这些数据可以使用制造商优化产品和应用过程。为进一步的信息,请访问 www.malvern.com 或电子邮件 paul.kippax@malvern.com 。
栏:莫尔文Spraytec
莫尔文Spraytec是灵活和健壮的激光diffraction-based喷雾特性分析仪设计用于满足工业要求。最近增强的光学系统,提供了一个极其广泛的测量范围从0.1到2000微米仅使用两个镜头,和数据采集的10 KHz,可以成功地用于各种应用程序。增强的光学设计提供了一个扩展工作范围的优势;小至0.5微米的粒子可以分析从150毫米的距离。保持光学距离的喷雾是有吸引力的角度减少产品堆积在镜头,但这个问题是通过将空气清洗保护光学。电气部分的单位是全封闭给仪器IP65等级。
Spraytec配置,很容易定制以满足特定的应用程序的要求。完全自动化、易于使用的软件和阵列的镜头和激光确保设置非常简单,操作简单。结果表示可以定制来满足顾客的需求。专利多次散射算法确保甚至集中喷雾可以准确的特点。
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