Viskoznost pigmentne paste u premazima: Držanje smicanja pod kontrolom pomoću keramičkih rotirajućih pumpi

U tvornici premaza, premještanje pigmentne paste iz jednog spremnika u drugi izgleda kao najmanje zanimljiv dio dana. To također može biti razlog zašto serija izađe sa slabim sjajem, slabom prikrivenošću ili bojom koja ne odgovara zadnjoj seriji. Viskoznost pigmentne paste mijenja se smicanjem, a pumpa obično pokreće tu promjenu. Prijenosna oprema, drugim riječima, dio je formulacije bez obzira na to tko je tretira na taj način ili ne. Oblikuje boju od --serije do -serije, stabilnost finoće i tiksotropiju.

Čestice pigmenta moraju biti deaglomerirane, dispergirane i usmjerene. Sredstva za raspršivanje obavijaju čestice i osiguravaju elektrostatsko odbijanje ili steričku smetnju. Taj sloj održava pastu stabilnom. Nije neuništiv. Brzine guranja smicanja dovoljno visoke-30 000 s⁻¹ je uobičajena industrijska linija - i čestice koje su već bile odvojene mogu se skupiti zajedno ili se sloj raspršivača može skinuti. Kvaliteta disperzije opada. Na pumpi ne izgleda ništa loše. Premaz se to vidi kasnije: manje sjaja, slabija pokrivnost, boja se pomaknula.

Problemi obično počinju s centrifugalnim pumpama. Brzo{1}}okretni rotor ima veliku brzinu vrha, a to snažno smiče pastu. Pri istoj brzini protoka, centrifugalna pumpa često proizvodi brzine smicanja iznad 45 000 s⁻¹. Rotirajuća pumpa može ostati blizu 12 000 s⁻¹. S pastom iznad 5000 mPa·s, centrifugalna pumpa nije samo neučinkovita; neprestano dodaje energiju smicanja koju pasta ne može podnijeti. Ni zupčaste pumpe nisu čist odgovor. Mrežni razmak stvara lokalizirano smicanje koje može premašiti granicu paste.

Keramička rotacijska pumpa radi na drugom principu. To je pozitivan pomak. Dva režnja se sinkronizirano okreću i stvaraju pokretnu promjenu volumena u komori. Proizvod se provlači, a ne baca. Režnjevi nikada ne dodiruju jedan drugoga ili stijenku komore. Zazori su obično 0,1 do 0,5 mm. Protok kroz komoru je blag, bez turbulencije na vrhu impelera. Brzina režnjeva je obično 200 do 500 o/min; centrifugalna pumpa može raditi oko 2900 o/min. Proizvod ostaje blizu laminaran, a brzine smicanja mogu se održavati oko 10 do 50 s⁻¹. Centrifugalne pumpe obično rade 1000 do 10 000 s⁻¹.

Brzina smicanja i sila smicanja nisu isto. Brzina smicanja je koliko se brzo mijenja gradijent brzine u tekućini. Smična sila je ono što zapravo djeluje na pigmentne aglomerate. Niska brzina smanjuje brzinu smicanja, ali prava zaštita dolazi od profila režnja. Evolventni ili cikloidni oblici postupno istiskuju proizvod umjesto da ga udaraju. Aglomerati se polagano deformiraju umjesto da se iznenada lome. Za pastu koja je već raspršena, ta je razlika važna.

Keramika pomaže na još jedan način. Pigmentna pasta s titanijevim dioksidom ili željeznim oksidom je abrazivna. Metalne pumpe se troše, režnjevi i stijenke komore gube materijal, zazori se otvaraju i mijenja se ponašanje posmicanja. Keramička obloga može doseći Vickersovu tvrdoću iznad 1600 HV. Otporan je na trošenje tri do pet puta bolje od-lijevanog željeza s visokim udjelom kroma, a u abrazivnom radu može trajati četiri do šest puta dulje od konvencionalne metalne pumpe. Parametri smicanja ostaju stabilni kako pumpa stari. Keramika također ne ispire metalne ione, što je važno kod premaza visoke-čistoće gdje kontaminacija željezom može promijeniti nijansu pigmenta ili destabilizirati sustav.

Postavke pokretanja i rada važne su čak i kod pumpe s-niskim smicanjem. Pigmentna pasta često ima veću prividnu viskoznost kada je mirna. Prelazak ravno na punu brzinu može uzrokovati fluktuacije tlaka u komori i kratki lokalni skok smicanja. Pogon varijabilne frekvencije s linearnom rampom sporo povećava brzinu. Za pastu u boji iznad 5000 mPa·s, držite najveću brzinu blizu 200 o/min. Tlak ispuštanja također treba pratiti. Previše protutlaka tjera veći protok kroz klirens-do-komorije, a lokalno smicanje se pogoršava.

Cjevovod se zanemaruje. Škare za ljepilo teku kroz cijev. Koljena, reduktori i ventili stvaraju visoke-zone smicanja promjenom brzine. Komplicirani ispusni vod može dodati smicanje čak i kada je pumpa nježna. Ravne staze i manje priključaka smanjuju rizik.

Pokretna pigmentna pasta nije pitanje "ako se kreće, djeluje." Viskoznost reagira na smicanje, tako da oprema za prijenos postaje dio izvedbe konačnog proizvoda. Keramička rotacijska pumpa ne eliminira smicanje. Održava smicanje unutar onoga što pasta može podnijeti, a materijali i geometrija drže tu kontrolu tijekom vremena.