水性環(huán)氧樹脂高速乳化機(jī)

GRS2000水性環(huán)氧樹脂高速乳化機(jī)：環(huán)氧樹脂自身為熱塑性的線型結(jié)構(gòu)，受熱后固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)，高粘度變?yōu)榈驼扯?，只有與固化劑配合使用才具有實(shí)用價(jià)值 （純正的單組分水性環(huán)氧體系也需加入潛伏型固化劑）。因此水性環(huán)氧體系應(yīng)包含水性環(huán)氧樹脂和水性環(huán)氧固化劑，同樣，它們分別通過(guò)不同的水性化途徑可形成三種水分散形態(tài)。

樹脂通過(guò)不同的水性化途徑可形成三種水分散形態(tài)：①水溶性；②膠束分散型；③乳液。

不管選擇何種形態(tài)的水性環(huán)氧樹脂和水性環(huán)氧固化劑，*終具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的水性環(huán)氧體系是一種分散多相結(jié)構(gòu)，由水性環(huán)氧樹脂、水性環(huán)氧固化劑、水等多相組成，其成膜機(jī)理不同于一般的聚合物乳液如丙烯酸乳液的成膜（凝結(jié)成膜，物理過(guò)程），同時(shí)與溶劑型環(huán)氧的成膜也不全相同，在溶劑型環(huán)氧體系中，環(huán)氧樹脂和固化劑均以分子形式溶解在有機(jī)溶劑中，形成的體系是均相的，固化反應(yīng)在分子之間進(jìn)行，因而固化反應(yīng)進(jìn)行得比較全，所形成的固化物也是均相的。

水性環(huán)氧為多相體系，環(huán)氧樹脂和固化劑以分散相形式分散在水相中，交聯(lián)固化過(guò)程是在水分蒸發(fā)的過(guò)程中微粒之間的相互滲透內(nèi)部擴(kuò)散交聯(lián)反應(yīng)過(guò)程，因此水性環(huán)氧的固化程度取決于以下四個(gè)因素：

a)相容性：水性環(huán)氧樹脂與水性環(huán)氧固化劑的相容性越好，越有利于固化劑微粒與環(huán)氧樹脂微粒相互內(nèi)部擴(kuò)散，有利于固化反應(yīng)的進(jìn)行；

b)粒徑：粒徑較小時(shí)，水性環(huán)氧樹脂與水性環(huán)氧固化劑分散相粒子能夠較充分地相互滲透到內(nèi)核從而達(dá)到較全的固化程度；

c)親水親油平衡值：水性環(huán)氧樹脂與水性環(huán)氧固化劑的親水親油平衡值接近，在水相中達(dá)到一致的共存 穩(wěn)定狀態(tài)，如果差異較大，親水性較強(qiáng)的組分會(huì)逐漸聚集于水相中，從而導(dǎo)致樹脂相和固化劑相分離；

d)分散均勻程度：在多相分離的狀態(tài)下，只有通過(guò)一定的機(jī)械攪拌作用， 才能將樹脂相和固化劑相均勻分布于水相中； （環(huán)氧在應(yīng)用中攪拌混合均勻非常重要）（有些朋友在使用油性環(huán)氧過(guò)程中認(rèn)為只要簡(jiǎn)單攪拌甚至不攪拌也能 成膜，其實(shí)這存在很大的誤區(qū)，因?yàn)樗褂玫挠托原h(huán)氧是由固體環(huán)氧溶解而成如75%的E－20，即使不加固化劑，溶劑揮發(fā)后可形成很硬的干膜狀態(tài)，但這種干膜是未經(jīng)固化劑交聯(lián)固化的，受熱后變成液態(tài)，干膜毫無(wú)性能可言） 。

在目前環(huán)氧樹脂水性化的3種方法，相反轉(zhuǎn)法以其有效性而越來(lái)越受重視。專家認(rèn)為，相反轉(zhuǎn)法。未來(lái)將主導(dǎo)環(huán)氧樹脂水性化的進(jìn)程。　　水性環(huán)氧樹脂乳液的制備方法環(huán)氧樹脂本身不溶于水，不能直接加水進(jìn)行乳化，要制備穩(wěn)定的水性環(huán)氧樹脂乳液，必須設(shè)法在其分子鏈中引入強(qiáng)親水鏈段或者在體系中加入親水親油組分。

根據(jù)制備方法的不同，環(huán)氧樹脂水性化有以下3種方法：

機(jī)械法、化學(xué)改性法和相反轉(zhuǎn)法。據(jù)專家介紹，機(jī)械法就是將固體環(huán)氧樹脂預(yù)先磨成微米級(jí)的環(huán)氧樹脂粉末，在加熱的條件下加入乳化劑水溶液，通過(guò)激烈的機(jī)械攪拌即可制得水性環(huán)氧樹脂乳液，優(yōu)點(diǎn)是工藝簡(jiǎn)單，所需乳化劑用量較少，但乳液中環(huán)氧樹脂分散相微粒尺寸較大(約50μm左右)，粒子形狀不規(guī)則且尺寸分布較寬，所配得的乳液穩(wěn)定性差，粒子之間容易相互碰撞而發(fā)生凝結(jié)現(xiàn)象，并且該乳液的成膜性能也欠佳。而化學(xué)改性法是通過(guò)對(duì)環(huán)氧樹脂分子進(jìn)行改性，改性后的高聚物加水進(jìn)行乳化時(shí)，疏水性高聚物分子鏈就會(huì)聚集成微粒，離子基團(tuán)或極性基團(tuán)分布在這些微粒的表面，只要滿足一定的動(dòng)力學(xué)條件就可形成穩(wěn)定的水性環(huán)氧樹脂乳液。用化學(xué)改性的方法制備的水性環(huán)氧樹脂乳液中分散相粒子的尺寸很小(約為幾十到幾百個(gè)納米)，但化學(xué)改性法的制備步驟不易控制，產(chǎn)品的成本也較高。　

相反轉(zhuǎn)法一種制備高分子樹脂乳液較為有效的方法，幾乎可將所有的高分子樹脂借助于外乳化劑的作用并通過(guò)物理乳化的方法制得相應(yīng)的乳液。中國(guó)環(huán)氧樹脂行業(yè)協(xié)會(huì)專家介紹說(shuō)，相反轉(zhuǎn)原指多組分體系如油/水/乳化劑中的連續(xù)相在一定條件下相互轉(zhuǎn)化的過(guò)程，如在油/水/乳化劑體系中，其連續(xù)相由水相向油相或從油相向水相的轉(zhuǎn)變，在連續(xù)相轉(zhuǎn)變區(qū)體系的界面張力*低，因而分散相的尺寸*小。用相反轉(zhuǎn)法制備水性環(huán)氧樹脂乳液的具體過(guò)程是在高速剪切作用下先將外乳化劑和環(huán)氧樹脂混合均勻，隨后在一定的剪切條件下緩慢地向體系中加入蒸餾水，隨著加水量地增加整個(gè)體系逐步由油包水向水包油轉(zhuǎn)變，形成均勻穩(wěn)定的水可稀釋體系。在這過(guò)程中水性環(huán)氧樹脂乳液的許多性質(zhì)會(huì)發(fā)生突變，如體系的粘度、導(dǎo)電性和表面張力等，通過(guò)測(cè)定體系乳化過(guò)程中的電導(dǎo)率和粘度的變化就可判斷相反轉(zhuǎn)是否全。中國(guó)環(huán)氧樹脂行業(yè)在線專家稱，該乳化過(guò)程可在室溫環(huán)境下進(jìn)行，對(duì)于固體環(huán)氧樹脂，則需要借助于少量有機(jī)溶劑或進(jìn)行加熱來(lái)降低環(huán)氧樹脂本體的粘度，然后再進(jìn)行乳化。

SGN管線式高剪切乳化機(jī)（分散機(jī)、均質(zhì)機(jī)）與臥式乳化機(jī)比較：

轉(zhuǎn)速和剪切力：

國(guó)內(nèi)乳化機(jī)，3000/4700 RPM直聯(lián)電機(jī)的轉(zhuǎn)速?zèng)Q定轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速

線速度：V=3.14X0.55X3000/60=9 M/SV=3.14X0.55X4700/60=14M/S

作用力：F=9/0.3X1000-=30000 S-1F=14/0.3X1000=42000 S-1

SGN高剪切乳化機(jī)，9000/14000RPM通過(guò)皮帶加速

線速度：V= 3.14X0.055X90000/60=26 M/SV=3.14X0.055X14000/60=44 M/S

作用力：F=23/0.2X1000=115000S-1F=40/0.2/X1000=200000S-1

這是乳化和均質(zhì)的重要因素，相當(dāng)于后者是前者的4-5倍

設(shè)備設(shè)計(jì)構(gòu)造：

國(guó)內(nèi)乳化機(jī)，臥室直聯(lián)結(jié)構(gòu)，運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)，容易造成軸的偏心，運(yùn)轉(zhuǎn)不正常，需要專業(yè)的人員拆開內(nèi)部結(jié)構(gòu)更換。而且需要更換損害的乳化頭及軸

SGN高剪切乳化機(jī)，立式分體結(jié)構(gòu)，運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)，不易造成軸的偏心，容易更換，而且只要更換相應(yīng)的皮帶，一般的人員可以操作。

密封：

國(guó)內(nèi)乳化機(jī)，填料密封或骨架密封，單機(jī)械密封或軸封，泄漏故障率高，產(chǎn)品泄漏進(jìn)入馬達(dá)，造成馬達(dá)燒毀

SGN高剪切乳化機(jī)，雙機(jī)械密封，易于清洗，將泄漏降至*低，可24小時(shí)不停運(yùn)轉(zhuǎn)，特殊德國(guó)PDFE軸封，可以運(yùn)行10000小時(shí)，可選擇德國(guó)高品質(zhì)機(jī)械密封，在一般的情況下，我們的機(jī)械密封可以**承受16bar 壓力，根據(jù)機(jī)械密封的壓力一般要高于密封腔體的壓力2-3bar ,這就決定我們的入口**壓力可以達(dá)到12-13 bar .

產(chǎn)品效果：

國(guó)內(nèi)乳化機(jī)，粒徑細(xì)度有限，10微米以下較困難，重復(fù)性差，產(chǎn)品粒徑分布不均勻

SGN高剪切乳化機(jī)，可實(shí)現(xiàn)0.1-1微米的顆粒加工，粒徑分布均勻，納米級(jí)分散乳化

傳統(tǒng)的批次乳化機(jī)用于研發(fā)，效果或許可以達(dá)到要求，但是摸索出來(lái)的設(shè)備參數(shù)全不可用，批次的乳化機(jī)無(wú)法線性放大，所以后期工業(yè)化生產(chǎn)就需要重新摸索參數(shù)，這樣會(huì)導(dǎo)致效率低、風(fēng)險(xiǎn)大。

GRS2000水性環(huán)氧樹脂高速乳化機(jī)