Influência de contas de zircônia, contas de alumínio e contas de vidro na dispersão e desempenho de moagem de moinhos de areia

A moagem de materiais é um processo importante na produção de tintas, e o grau de dispersão dos materiais representa a qualidade da moagem. Fatores como equipamentos de moagem, meios de moagem, tempo de moagem e número de ciclos de moagem influenciam o efeito de moagem e a eficiência dos materiais. Para aplicar o moedor de forma eficaz na dispersão e moagem de tintas, este artigo analisa o impacto de meios de moagem (incluindo diferentes tipos de meios e diferentes diâmetros do mesmo tipo), tempo e ciclos de moagem e diferentes equipamentos de moagem, como moinho de areia horizontal, moinho de cestos, moinho de bolas e agitador elétrico na dispersão e moagem de tintas à base de solvente e água.

Na produção de tinta, os materiais precisam ser pré-dispersos e, em seguida, moídos usando equipamentos de moagem até que a finura atenda aos requisitos do processo. A moagem de pigmentos é uma etapa crucial na produção de tintas à base de solvente e água. Os equipamentos de moagem dependem de meios de moagem como bolas, contas de zircônia e outros para impactar, atrito e cisalhamento de materiais através de diferentes movimentos, quebrando e dispersando os materiais. As retíficas são comumente usadas na moagem de pigmentos de tinta. As retíficas podem ser divididas em retíficas verticais e horizontais. Em comparação com outros equipamentos, como moinhos de rolos e moinhos de coloides, as máquinas de moagem têm as vantagens de alta eficiência de produção, custos operacionais mais baixos e tamanho de partículas mais fino dos materiais.

A qualidade da produção de tintas depende da dispersão dos materiais, que está intimamente relacionada a fatores como equipamentos de moagem, meios de moagem, tempo de moagem e número de ciclos de moagem. Vários estudos têm explorado a influência de fatores como a relação pigmento-aglutinante, a taxa de alimentação e o número de ciclos de moagem nas propriedades de pré-dispersão da tinta. Além disso, a pesquisa investigou os efeitos da retificação sob diferentes tipos de lixadeiras e métodos de retificação, bem como o impacto do diâmetro do meio de moagem e do tempo de moagem nos resultados da moagem de tinta.

Para aplicar efetivamente máquinas de moagem na dispersão e moagem de tintas, este estudo examinou os efeitos da moagem de vários fatores. O estudo primeiro delineou os materiais, instrumentos e métodos de teste usados nos experimentos. Em seguida, analisou o impacto dos meios de moagem (incluindo diferentes tipos de meios e diâmetros diferentes do mesmo tipo), tempo e ciclos de moagem e vários equipamentos de moagem, como moinhos de areia horizontais, moinhos de cestos, moinhos de bolas e agitadores elétricos na dispersão e moagem de tintas à base de solvente e água.

Metodologia da Pesquisa

Materiais e Instrumentos

• Materiais: Pigmentos de tinta base água, resina acrílica AZR (empresa Atos) e aditivos como dispersantes e antiespumantes.

• Equipamento de moagem: agitador de alta velocidade (Shanghai Sile Instruments), moinho de areia horizontal Buhler (Swiss Buhler), moinho de cestos.

• Meios de moagem: contas de zircônia (diâmetros de 1.0-1.2mm, 1.6-1.8mm e 2.2-2.4mm de Pingxiang Jinrui New Materials Co., Ltd.), contas de alumina (de Shandong Shengri Co., Ltd.), contas de vidro (de Hebei Chiyego Glass Bead Co., Ltd.).

• Instrumentos de medição: analisador de tamanho de partículas a laser MicrotracS-3500 (Microtrac Corporation), balança eletrônica (Mettler-Toledo).

Conteúdo e Métodos Experimentais

• Conteúdo de teste: Medição da distribuição granulométrica do pigmento após a moagem com diferentes meios de moagem (contas de zircônia, contas de alumina e contas de vidro), diferentes diâmetros de esferas de zircônia e vários tempos e ciclos de moagem usando diferentes equipamentos de moagem (moinho de areia horizontal, moinho de cestos, moinho de bolas e agitador elétrico).

• Métodos de ensaio: Misturar pigmentos, dispersantes e aditivos à temperatura ambiente em relações pigmento-aglutinante específicas, pré-dispersar a mistura, colocá-la no respectivo equipamento de moagem, adicionar meios de moagem e moer a uma determinada velocidade por um tempo especificado. Amostras de pigmentos de tinta foram retiradas dentro do tempo especificado e testadas usando um analisador de tamanho de partículas a laser para analisar os efeitos da moagem.

Resultados e Análises Experimentais

O estudo analisou o impacto dos meios de moagem, do tempo e dos ciclos de moagem e de diferentes equipamentos de moagem na dispersão e moagem de tintas à base de solvente e água.

1. Meios de moagem

1.1 Diferentes tipos de meios de moagem

• Ao usar meios de moagem com maior densidade, o tamanho da partícula do pigmento é menor, levando a melhores resultados de moagem. Contas de zircônia com densidade de 6 contas de vidro (densidade 2,4) e contas de alumina (densidade 3,85) na moagem. As esferas de zircônia alcançaram um tamanho de partícula de pigmento inferior a 1μm, as contas de alumina inferiores a 2μm e as contas de vidro inferiores a 3μm.

• O efeito de moagem e o tamanho das partículas estão relacionados com o tipo de meio de moagem, principalmente devido a diferenças de densidade e suavidade superficial. As contas de zircônia têm uma densidade maior do que as contas de vidro e uma superfície mais lisa. Sob as mesmas condições de velocidade e diâmetro do meio de moagem, meios de moagem de maior densidade e maior tamanho geram maiores forças de cisalhamento dispersas durante a colisão e o atrito com partículas de pigmento, resultando em maior eficiência de dispersão e melhores efeitos de moagem.

1.2 Diferentes diâmetros de meios de moagem

• Contas de zircônia de menor diâmetro levaram a menores tamanhos de partículas de pigmento e melhores resultados de moagem. Contas de zircônia com diâmetros de 1,0-1,2mm resultaram em partículas de pigmento inferiores a 1μm, enquanto aquelas com diâmetros de 1,6-1,8mm resultaram em partículas inferiores a 1,52μm. Contas de zircônia com diâmetros de 2,2-2,4mm resultaram em partículas inferiores a 1,6μm. Meios de moagem de menor diâmetro apresentaram maior probabilidade de colisão e cisalhamento dentro do moinho, levando a uma distribuição granulométrica mais estreita e melhor eficiência de moagem.

2. Tempo e ciclos de moagem

2.1 Tempo de moagem

• Tempos de moagem mais longos levaram a menores tamanhos de partículas de pigmento e melhores resultados de moagem. Após 30 minutos de moagem, 95% das partículas de pigmento estavam com menos de 1,58μm, diminuindo para 0,76μm após 120 minutos de moagem.

2.2 Ciclos de Moagem

• O aumento do número de ciclos de moagem resultou em menores tamanhos de partículas de pigmento e melhores efeitos de moagem. Após um ciclo de moagem, 95% das partículas de pigmento eram inferiores a 1,16μm, e este diminuiu para 0,88μm após quatro ciclos de moagem.

3. Equipamento de moagem diferente

• A escolha do equipamento de moagem influenciou significativamente o efeito da moagem, sendo que os moinhos horizontais de areia proporcionaram os melhores resultados, seguidos pelos moinhos de cestos, moinhos de bolas e agitadores elétricos. Após 2 horas de moagem, moinhos de areia horizontais alcançaram um tamanho de partícula de pigmento inferior a 1,38μm, enquanto os agitadores elétricos alcançaram menos de 12,12μm.

Em conclusão, os equipamentos de moagem, os meios de moagem, o tempo de moagem e o número de ciclos de moagem afetam diretamente o desempenho de dispersão dos materiais, especificamente a distribuição granulométrica dos pigmentos. Este estudo, conduzido em condições controladas usando materiais, instrumentos e métodos de teste específicos, demonstrou que o uso de esferas de zircônia de alta densidade como meio de moagem resultou em melhores efeitos de moagem do que esferas de vidro e contas de alumina. Meios de moagem de menor diâmetro e tempos e ciclos de moagem mais longos também melhoraram a eficiência da moagem. Entre os diferentes equipamentos de moagem, os moinhos de areia horizontais proporcionaram os melhores resultados de moagem.