Estudo sobre a estabilidade de armazenamento de tinta cerâmica
AnjeRelatório Experimental
Estudo sobre a estabilidade de armazenamento de tinta cerâmica
Projeto experimental: Estudo sobre a estabilidade de armazenamento de tinta cerâmica
Categoria experimental: Teste de dispersante, agente anti-sedimentação
Experimentador: Engenheiro de Aplicação de Produto Xinzhong Zhai
Resumo:Tintas cerâmicas foram preparadas utilizando dispersantes Anjikang 6042A e 6042B, agentes anti-sedimentação 4311, 4360, 6701, 972 e bentonita. A estabilidade das tintas cerâmicas foi avaliada medindo o tamanho de partícula, viscosidade, taxa de sedimentação centrífuga e taxa de sedimentação após armazenamento térmico, bem como a taxa de sedimentação dura. Os resultados experimentais indicam que a tinta cerâmica à base de óleo branco preparada com o dispersante Anjeka 6042B exibe a melhor estabilidade de armazenamento.
Palavras-chave: dispersante, agente anti-sedimentação, tamanho de partícula, viscosidade, taxa de precipitação centrífuga1.
1.Objetivo
Tintas cerâmicas foram preparadas utilizando diferentes formulações incorporando dispersantes Anjeka 6042A e 6042B, agentes anti-sedimentação 4311, 4360, 6701, 972 e bentonita. A estabilidade das tintas cerâmicas preparadas com diferentes formulações foi investigada avaliando o tamanho de partícula, viscosidade, taxa de sedimentação centrífuga, bem como a taxa de sedimentação e a taxa de sedimentação dura após armazenamento térmico.
2. Protocolo Experimental
Reagentes:
Corante cerâmico (vermelho encapsulado, Guose), dispersantes Anjeka 6042A e Anjeka 6042B, agentes anti-sedimentação Anjeka 4311, Anjeka 4360, Anjeka 6701, 972, bentonita, óleo branco, cocoato, laurato de isopropila, pigmento cerâmico e amostra de tinta cerâmica Mirui.
Instrumentos:
Centrífuga (Modelo 80-2B, Jiangsu Jinyi Instrument Technology Co., Ltd.), analisador de tamanho de nanopartículas (Modelo BeNano 90, Dandong Bettersize Instruments Co., Ltd.), dispersor oscilante, viscosímetro digital rotacional, dispersor ultrassônico, estufa.
Preparação da Tinta Cerâmica
Óleo branco nº 10, cocoato e dispersante foram misturados em uma certa proporção até homogeneizar. O corante cerâmico foi então adicionado e misturado completamente. Esferas de zircônia (diâmetro de 0,3 mm) em quantidade três vezes a massa da pasta foram adicionadas, e a mistura foi colocada em um dispersor oscilante para dispersão.
Armazenamento Térmico
As tintas foram armazenadas em estufa a 50°C por 72 horas.
Métodos de Teste
Medição do Tamanho de Partícula do Corante Cerâmico na Tinta:
A pasta moída foi diluída 10.000 vezes com óleo branco. O tamanho de partícula do corante na tinta diluída foi medido usando um analisador de tamanho de nanopartículas.
Taxa de Sedimentação Centrífuga:
As tintas foram centrifugadas a 3000 rpm por 5 ou 10 minutos, conforme especificado.
Viscosidade:
A viscosidade das tintas foi medida a 15°C usando um viscosímetro rotacional.
3. Formulações e Métodos Experimentais
3.1 Efeito de Diferentes Dispersantes e Dosagens na Taxa de Sedimentação Centrífuga
Tabela 1. Formulações Experimentais para Diferentes Dispersantes e Dosagens
Matéria-prima
1#
2#
3#
4#
5#
6#
Fornecedor
Óleo Branco
42.5
43.35
44.2
42.5
43.35
44.2
Guose
Cocoato
7.5
7.65
7.8
7.5
7.65
7.8
Mirui
Dispersante 6042A
5
4
3
Anjeka
Dispersante 6042B
5
4
3
Anjeka
Vermelho Encapsulado
45
45
45
45
45
45
Guose
3.1.1 Resultados e Discussão Experimental
Após 8 horas de moagem oscilante, foram medidas o tamanho de partícula, a viscosidade e a taxa de sedimentação centrífuga. Os resultados são mostrados na Tabela 3.
Tabela 3. Tamanho de Partícula, Viscosidade e Taxa de Sedimentação Centrífuga
1#
2#
3#
4#
5#
6#
Tamanho Médio de Partícula Z(nm)
225.54
369.99
275.08
295.26
273.09
292.15
Viscosidade(mpa.s)
291.9
551. 1
4340
52.64
421. 1
6076
Taxa de Sedimentação Centrífuga%(5min)
13. 12
13.48
21.30
5.36
12.39
21.36
Taxa de Sedimentação Centrífuga%(10min)
17. 11
24.18
32.44
7.69
17.29
26.28
Com uma dosagem de dispersante de 5%, o dispersante 6042A demonstra desempenho superior na redução do tamanho de partícula em comparação com o dispersante 6042B; no entanto, seu desempenho de molhabilidade e redução de viscosidade, bem como sua taxa de sedimentação centrífuga, são inferiores aos do dispersante 6042B.
A dosagem do dispersante tem um impacto significativo no tamanho de partícula e na viscosidade. Dentro de uma certa faixa de dosagem, o aumento do teor de dispersante leva à redução do tamanho de partícula, menor viscosidade e diminuição da taxa de sedimentação centrífuga.
Como mostrado pela Amostra 4#, quando a dosagem do dispersante 6042B é de 5%, tanto o tamanho de partícula quanto a viscosidade atingem seus valores mínimos, e a taxa de sedimentação centrífuga também é minimizada. Isso indica que a tinta cerâmica atinge a menor taxa de sedimentação centrífuga e a estabilidade de armazenamento ideal quando a pasta cerâmica preparada com o dispersante exibe simultaneamente o melhor tamanho de partícula e viscosidade.
Sob as mesmas condições, a taxa de sedimentação centrífuga em 5 minutos é menor do que em 10 minutos.
3.2 Efeito de Diferentes Solventes na Taxa de Sedimentação Centrífuga
Tabela 4. Formulações Experimentais com Diferentes Solventes
Matéria-prima
1#
2#
3#
Fornecedor
Óleo Branco
50
42.5
42.5
Guose
Cocoato
7.5
Mirui
Laurato de Isopropila
7.5
6042B
5
5
5
Anjeka
Vermelho Encapsulado
45
45
45
Guose
Tabela 5. Tamanho de Partícula, Viscosidade e Taxa de Sedimentação Centrífuga
1#
2#
3#
Tamanho Médio de Partícula Z(nm)
242.78
295.26
309.5
Viscosidade(mpa.s)
65
52.64
60
Taxa de Sedimentação Centrífuga (%) (5 min)
1.9
5.36
6.75
A partir dos resultados acima, pode-se observar que diferentes solventes têm um impacto significativo na taxa de sedimentação centrífuga. Entre as formulações, o óleo branco puro (Amostra 1#) exibe o melhor desempenho, enquanto o laurato de isopropila (Amostra 3#) mostra o pior desempenho.
3.3 Efeito do Tamanho de Partícula e Viscosidade da Tinta Cerâmica na Taxa de Sedimentação Centrífuga
Com base nos resultados experimentais na Seção 3.1, o dispersante 6042B foi selecionado em uma dosagem de 5%, e o tempo de moagem foi variado para 3, 4 e 5 horas. As formulações experimentais são mostradas na Tabela 6.
Tabela 6. Formulações de Tinta Cerâmica
Moagem 3h
Moagem 4h
Moagem 5h
Fornecedor
Óleo Misto (Óleo Branco : Cocoato = 85:15)
50
50
50
Mirui
6042B
5
5
5
Anjeka
Pigmento Cerâmico
45
45
45
Mirui
O tamanho de partícula, a viscosidade e a taxa de sedimentação centrífuga após a moagem são mostrados na Tabela 7.
Tabela 7. Tamanho de Partícula, Viscosidade e Taxa de Sedimentação Centrífuga
Moagem 3h
Moagem 4h
Moagem 5h
Amostra Mirui
Tamanho Médio de Partícula Z(nm)
416.16
389. 12
306.05
324.15
D50(nm)
443.01
433.72
309.25
355.08
D90(nm)
8471.96
950.22
588.35
536.82
Viscosidade(mpa.s)
32.6
39.3
46.1
43.07
Taxa de Sedimentação Centrífuga (%) (10min)
26.03
10.84
7.73
7.28
Quanto maior o tamanho médio de partícula Z e o tamanho de partícula D50, menor a viscosidade.
A viscosidade tem um efeito menor na taxa de sedimentação centrífuga.
O tamanho médio de partícula Z e o tamanho de partícula D90 têm um impacto significativo na taxa de sedimentação centrífuga. Quanto maior o tamanho de partícula, maior a taxa de sedimentação centrífuga.
3.4 Efeito de Diferentes Agentes Anti-Sedimentação na Taxa de Sedimentação Centrífuga de Tintas Cerâmicas
Tabela 8. Formulações Experimentais
1#
2#
3#
4#
5#
6#
Fornecedor
Óleo Misto (Óleo Branco : Cocoato = 85:15)
50
49
49.7
49.7
49.7
49.7
Mirui
Dispersante 6042B
5
5
5
5
5
5
Anjeka
Pigmento Cerâmico
45
45
45
45
45
45
Mirui
Agente Anti-Sedimentação 4311
1
Anjeka
Agente Anti-Sedimentação 4360
1
Anjeka
Agente Anti-Sedimentação 6701
0.3
Anjeka
Agente Anti-Sedimentação 972
0.3
Anjeka
Bentonita
0.3
Fenghong
Tabela 9. Tamanho de Partícula e Taxa de Sedimentação Centrífuga
1#
2#
3#
4#
5#
6#
Tamanho Médio de Partícula Z Após Moagem de 3h(nm)
416.16
321.58
465.26
334.77
673.63
435.38
Tamanho Médio de Partícula Z Após Moagem de 5h(nm)
306.05
315.21
338.45
262.22
283.33
453
Taxa de Sedimentação Centrífuga após Moagem de 3h(%) (10 min)
26.03
24.88
45.23
18.70
23.19
23.93
Taxa de Sedimentação Centrífuga após Moagem de 5h(%) (10 min)
7.73
20.40
42. 12
17.46
11.69
25.49