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纳米涂料之派勒超细纳米研磨技术交流

作者:admin   来源:www.cnsanme.com   中研网   更新时间:2017-07-20 10:55

  纳米科技是本世纪科技发展的重要技术领域,纳米科技将创造另一波技术创新及产业革命。其应用领域非常广,遍及涂料及电子产业﹑光电产业﹑医药生化产业﹑化纤产业﹑建材产业﹑金属产业﹑基础产业﹑喷绘油墨、芯片抛光液、电子陶瓷、细胞破碎、化妆品、药品、纺织品、喷墨墨水、生物制药、金属纳米材料等领域…等。不论其应用领域为何,所需要用的材料均为次微米或纳米级尺度之材料。如何得到纳米级粉体及如何将纳米级材料分散到其最终产品已成为目前产﹑经及学术界共同之研究课题。
 本文将针对如何得到纳米粉体研磨及如何将纳米材料分散到其最终产品技术加以详加探讨。

 作者:雷立猛(德国PuhlerGroup,派勒国际控股集团-广州派勒机械设备有限公司大中华区销售总监)

  关键词:研磨(grinding)、分散(dispersing)、比能量(specificenergy)、研磨介质(grindingmedia)、派勒PHN超细纳米珠磨机(highspeedagitatedbeadsmill)

    引言:笔者从事德国公司研磨机销售业务数年,且已曾受邀在国内大专院校﹑工研院﹑中科院及国内外企业针对”新一代高效率纳米研磨的现况及发展”主题演讲,并已规划过数百多个案子,在国内已销售数百厂实绩。其主要应用领域可以1998年为区分点。1998年以前,企业界所面临的问题为如何提高分散研磨效率以降低劳力成本,如染料﹑涂料﹑油墨﹑…等产业。而1998年以后,产业技术瓶颈则为如何得到微细化(纳米化)材料及如何将纳米化材料分散到最终产品里,如光电业TFTLCD﹑Jetink﹑电子﹑磁性材料﹑医药﹑生物制药和细胞破碎﹑氧化物﹑食品﹑…等行业。

    不论是传统产业提升研磨效率求快或是高科技产业纳米化材料求细需求,污染控制都同样重要。所以细﹑快﹑更少污染已成为新一代分散研磨技术最重要之课题。

    本文将针对纳米级研磨的现况及发展﹑纳米级分散研磨技术的原理﹑纳米级研磨机的构造﹑现有设备的来源﹑应用实例及注意事项﹑结论及建议等六大主题加以探讨。

    1.纳米级分散研磨技术的现况与发展

    1)Bottomup;Topdown

    随着3C产品之轻、薄、短小化及纳米材料应用之白热化,如何将超微细研磨技术应用于纳米材料之制作及分散研磨已成为当下重要课题。一般想得到纳米粉体有2个方法。一个为化学方法由下而上之制造方法(bottomup),如化学沈淀法,溶胶凝胶法(sol-gel),…。另一种方法则为物理方法,将粉体粒子由大变小(topdown),如机械球磨法、化学法、物理法…等。

    到目前为止,化学法或Bottomup之纳米粉体制造方法大部分在学术界被研究且已有丰硕的成果,可以得到数纳米粉体。唯其制造成本有时相当高,且不易放大(scaleup),同时所得到粒径分布亦较大。所以到目前为止,企业界仍以物理机械研磨(topdown)方法以得到纳米级粉体为主。Topdown方法较易得到粒径分布较小纳米粉体,同时生产成本相对较低,参数容易控制,将研发实验机台所得到参数放大(scaleup)到量产机台。唯Topdown方法目前只能研磨到30nm,但已能满足业界需求。

    2)干法研磨(Drygrinding);湿法研磨(Wetgrinding).

    对纳米粉体制造厂而言,当然希望以干法研磨方法来得到最终纳米粉体。但若以机械研磨方式研磨粉体时,在研磨过程中,粉体温度将因大量能量导入而急速上升,且当颗粒微细化后,如何避免防爆问题产生等均是研磨机难以掌控的。所以一般而言,干法研磨的粒径只能研磨到8μm。如果要得到8μm以下粒径,就必须使用湿式研磨。

    所谓湿法研磨即先将纳米粉体与适当溶剂混和,调制成适当材料。为了避免于研磨过程中发生粉体凝聚现象,所以需加入适当分散剂或助剂当助磨剂。若读者希望最后纳米级成品为粉体而非浆料,则需考量到如何先将浆料中之大颗粒粒子过滤及如何将过滤后之浆料干燥以得到纳米级之粉体。所以,当读者以湿法研磨方式得到纳米级粉体时,如何选择适当的溶剂﹑助剂﹑过滤方法及干燥方法将影响到是否能成功地得到纳米级粉体关键技术。


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