Agregar más dispersante hace que la suspensión sea más espesa: ¿por qué?- Suzhou Qingtian New Material Co., Ltd.

En lodos de pigmento, negro de humo o carga inorgánica, más dispersante no siempre es mejor. Demasiado poco y las partículas se aglomeran; Más allá del rango adecuado, el dispersante libre, las interacciones de la resina y los cambios en la reología del sistema pueden hacer que la viscosidad vuelva a aumentar. Por lo tanto, normalmente se utiliza una prueba de gradiente para encontrar el rango adecuado.

muy poco

Las partículas tienden a aglomerarse y la suspensión fluye mal.

Rango adecuado

La viscosidad disminuye a medida que las partículas se humedecen y separan.

demasiado

El dispersante libre puede cambiar la reología y la viscosidad vuelve a aumentar.

Prueba de gradiente

Dosis bajas, medias y altas comparadas en las mismas condiciones.

1. Introducción

En recubrimientos, tintas, adhesivos y lechadas conductoras, los dispersantes se utilizan a menudo para mejorar la humectación y dispersión de pigmentos y cargas. En el trabajo práctico de formulación puede aparecer un fenómeno confuso: a medida que se aumenta la dosis de dispersante desde un nivel bajo, la viscosidad de la suspensión primero cae y, después de un cierto rango, comienza a aumentar nuevamente.

Esto no significa necesariamente que el dispersante en sí tenga un problema. Es posible que la dosis simplemente haya excedido el rango que se adapta al sistema actual.

2. Cómo cambia la viscosidad con la dosis

Cuando el pigmento o la carga ingresan a la resina y al solvente, las partículas se agregan fácilmente. Los materiales con una gran superficie específica, como el negro de humo, forman fácilmente estructuras entre partículas. Si la humectación y la dispersión son insuficientes, las partículas aglomeradas amplían la red espacial dentro del sistema y el flujo de la suspensión se ve afectado. Por lo tanto, con una dosis baja de dispersante, la viscosidad generalmente disminuye a medida que aumenta la dosis y las partículas se humedecen y separan gradualmente.

Una vez que la adsorción en la superficie de la partícula se acerca a un estado adecuado, agregar más dispersante no necesariamente mejora aún más la dispersión. Parte de él puede estar presente en la fase continua en estado libre e interactuar con la resina, el disolvente u otros aditivos, cambiando el estado reológico del sistema.

Además, cuando la concentración de pigmento y carga es alta, el sistema en sí puede mostrar una marcada dependencia del corte, y la viscosidad medida está influenciada por la velocidad de corte; la misma suspensión puede dar resultados diferentes en diferentes condiciones de prueba. No se puede simplemente asumir que más dispersante siempre significa mejor dispersión y menor viscosidad.

Dosis baja	La humectación y la dispersión son insuficientes, los aglomerados amplían la red espacial y el flujo se ve afectado.
Aumento de dosis	Las partículas se humedecen y separan gradualmente y la viscosidad suele disminuir.
Más allá del rango adecuado	El dispersante libre en la fase continua interactúa con la resina, el disolvente u otros aditivos y cambia la reología, por lo que la viscosidad puede aumentar nuevamente.

3. Diferentes materiales necesitan diferentes cantidades

La dosis de dispersante depende de la superficie específica y de las propiedades de la superficie del pigmento o carga y de la concentración utilizada.

negro de carbón	Gran superficie específica; las partículas forman estructura fácilmente.
Dióxido de titanio, cargas inorgánicas.	Las características de la superficie difieren del negro de humo, por lo que la demanda de dispersante también difiere.
Mismo dispersante, otro sistema de pigmentos.	La dosis adecuada puede cambiar.
Un porcentaje fijo	No apto para añadir directamente en una formulación real.

4. Cómo encontrar la dosis adecuada

El método más práctico es una prueba de gradiente, por ejemplo, dosis bajas, medias y altas en comparación con todas las demás materias primas y las condiciones de molienda se mantienen iguales.

que observar	Además de la viscosidad inicial: finura, cambio de viscosidad después del almacenamiento y estado de fluidez de la suspensión.
Una tendencia hacia abajo y hacia arriba	Si la viscosidad cae primero y luego aumenta gradualmente, la región de baja viscosidad en el medio merece una prueba más detallada.
Puntos de prueba	No juzgue la dispersión desde un solo punto de viscosidad. La reología cambia con las condiciones de corte y un resultado bajo una condición de corte puede no reflejar completamente la aplicación real.

5. Elegir un dispersante es más que reducir la viscosidad

Al evaluar los dispersantes, se debe evaluar la viscosidad junto con la estabilidad en almacenamiento, la finura y el rendimiento de la aplicación final. Algunos esquemas tienen una viscosidad inicial baja pero se espesan o se vuelven ásperos después de reposar; otros cambian poco en viscosidad inicial pero se almacenan bien. Lo que el dispersante debe igualar es todo el sistema de lodo, no una baja viscosidad en un solo momento.

Preguntas frecuentes

¿Por qué puede aumentar la viscosidad cuando se agrega más dispersante?

Generalmente, debido a que la dosis ha excedido el rango adecuado, el dispersante libre interactúa con el sistema y la propia reología de la suspensión cambia.

¿Por qué la viscosidad es alta cuando hay muy poco dispersante?

Las partículas se agregan y, con materiales de gran superficie, como el negro de humo, forman una estructura; Una humectación insuficiente deja aglomerados que amplían la red espacial y dificultan el flujo.

¿Cómo se puede encontrar la dosis adecuada?

Realice una prueba de gradiente con dosis bajas, medias y altas en condiciones idénticas y compare la viscosidad inicial, la finura, la viscosidad después del almacenamiento y el estado de flujo.

¿Es suficiente una sola lectura de viscosidad para juzgar la dispersión?

No. La reología cambia con las condiciones de corte, por lo que un resultado en una condición de corte puede no reflejar completamente la aplicación real.

Una suspensión que se vuelve más espesa con más dispersante generalmente está relacionada con una dosis más allá del rango adecuado, la interacción del dispersante libre con el sistema y el propio cambio reológico de la suspensión. El enfoque razonable no es seguir agregando dispersante, sino realizar pruebas de gradiente en torno a las propiedades del pigmento y del relleno, el sistema de resina, el tipo de dispersante y su dosis, y encontrar el rango que equilibre la viscosidad, el estado de dispersión y la estabilidad de almacenamiento.