测试高性能涂料| 2014-02-01 | PCI杂志 - 188bet搏金宝,188金宝搏bet官网

柯蒂斯莱特的业务单元表面技术、E / M涂层服务(位于英国伊夫舍姆)开发和技术表面涂料适用于组件来自不同工业领域。应用范围从小型针安全带tonne-scale阀块水下圣诞树(油井)和航空发动机风扇叶片。这些应用程序需要一个共同点,就是密切穿指定配置文件表面涂层,耐腐蚀和/或摩擦特性。

E / M的涂层服务的(emc)持续发展战略,该公司最近进行了项目评估某些专有涂料对食品和制药应用。支持这项工作,进行了测试与弗里曼合作技术利用其FT4粉流变仪^®,使精确的和高度可再生的动态、剪切和体积性质测试。决心壁摩擦角的涂料,使用一系列不同的粉末,允许评估的有效性改善粉末流性能在料斗或其他加工设备。

涂层金属来提高性能

涂料应用于金属组件来满足大量的需求。例如,他们可能会提供一个相对廉价的盾之间的昂贵的建筑材料,为其选择强度和腐蚀过程流。在一个类似的方式,从穿涂料可能适用于保护,或者更积极减少交互组件组装之间的摩擦。在加工厂,涂层可以减少材料之间的相互作用通过船旅行,管道、阀门或泵、封闭金属墙。涂层金属增强粉末通过或在他们的运动是一个很好的例子,这种类型的使用,是本文的重点。

在他的开创性工作建立一个漏斗设计方法,Jenike认识到粉末的流动通过船是由粉末颗粒之间的相互作用,以及粉和容器之间的墙。¹粉流,飞机在它相对转移到另一个,在边缘的粉质量,相对于容器的内表面。一旦粉是固定的属性,能够控制墙之间的交互和粉壁摩擦,成为设计师们的重要程度的灵活性寻求优化工厂设计。壁摩擦角量化结构摩擦材料之间的相互作用的大小和粉,因此,有助于排名涂料方面,不仅对料斗设计,但更广泛的能力缓解粉末流在不同的工艺设备。

壁摩擦测试

图1显示了一个典型的器壁摩擦测试。粉末样品合并在测试容器在指定的法向应力测量剪切应力或迫使需要一个平面相对于另一个旋转,剪切粉对测试盘表面。

应用不同固结应力产生一系列的数据点,从整体情节产生获得壁摩擦角(图2)。高壁摩擦角表明更大的金属之间的摩擦力和粉末。参考1提供了一个更详细的测试方法。

有一点值得强调关于壁摩擦测试的结果是一个函数的属性“墙”和粉末。不同的粉末都有不同的应对不同的表面,使其重要的建筑材料和粉末在任何特定的应用程序。测试与各种粉末是一个有用的策略时一般评估和新涂料的性能范围。

案例研究:使用壁摩擦角比较各种涂料的性能

emc目前正在评估的潜在的医药和食品应用程序专用涂料。这些包括:Flurene 611;Flurene 177;Everlube 6102 g(称为Everlube测试);医疗级低摩擦和聚对二甲苯(涂料)。前三种涂料是fluoropolymer-based但不同的化学分析和属性。

Flurene 611树脂氟聚合物提供低摩擦和良好的耐磨性。Flurene 177结合了低摩擦化学和高耐磨性和可以应用自粘合,无孔,single-coat电影20到25微米。不需要融合形成涂层。Everlube热固化,聚四氟乙烯/金属氧化物半导体₂的固体膜润滑剂与高分子量酚醛树脂粘结剂系统,提供良好的磨损,腐蚀和耐化学性和适用于医疗ISO 10993生物相容性测试。聚对二甲苯是一种多功能涂料独特的润滑性能,生物相容性,水分不渗透性和电气绝缘。

评估这些涂料的性能了形式的连续测试两个竞争对手产品已经提供了食品和制药应用:涂层和涂层b提供进一步基线相比,测试也进行了一个标准的细磨砂不锈钢(1.2微米)。

评估性能

emc弗里曼技术提供了六个涂层不锈钢壁摩擦盘,每个涂层包括竞争对手的产品。标准刷钢片形式标准弗里曼的一部分技术壁摩擦测试装置。所有壁摩擦使用FT4粉流变仪进行了测量。

每个盘测试一系列粉末:石灰石CRM 116(剪切测试标准);Respitose FlowLac 100(医药等级的乳糖-一个常见的赋形剂);脱脂奶粉和玉米淀粉(食品添加剂)。所有的测试进行了48毫米配件使用50毫米直径血管和重复两次评估重复性。

在使用的标准9 kPa测试程序。这是一个仪器上可用的自动化测试方法,涉及到样品整合在9 kPa pre-shearing紧随其后的速度为60ºº18分钟¹确保准确和可重复的测量前的样品制备。随后剪切9、7、6、5、4、3 kPa生成的墙屈服轨迹壁摩擦角(WFA)。表1总结了所有的测量结果。

石灰石展品非常有限的变化与不同的光盘,但涂层B明显WFA收益率最低的。emc的涂料、Flurene 177 WFA最低30.5º,这表明它最匹配表现最好的光盘,涂层B,摩擦性能。测试对Respitose产生低WFAs在所有情况下,但Flurene 177显然的最小值(20.4º),比竞争对手的产品。聚对二甲苯的表现也很好。Everlube匹配的性能的涂层,但都明显不如表现最好的光盘。所有涂料都大大低于同WFAs拉丝不锈钢,一种广泛使用的建筑材料在制药行业。

脱脂奶粉(SMP)聚对二甲苯和Flurene光盘胜过其他所有的光盘,虽然除了钢刷,结果密切相似。SMP的详细分析数据(图3)揭示更多关于涂层性能和slip-stick行为的发生与某些光盘。顾名思义,当外加应力下粉开始流但很快锁起来,导致一个振荡和不稳定状态。这种行为表明不稳定性能在处理环境的可能性增加,因此,是不可取的。

Slip-stick pre-shear过程中行为明显(图3)与刷不锈钢盘(红色痕迹)和在较小程度上Everlube盘(绿色痕迹)。然而,Flurene 177(蓝色跟踪)和涂层B(粉红色痕迹)阻止这种行为,表明他们可能是一个更一贯执行选择处理粉。进一步调查滑粘涂料的性能,测试是重复与玉米淀粉材料已知问题的反复无常的行为。所有的光盘展出slip-stick行为除了涂层B,但问题是明显不明显的聚对二甲苯和Flurene 177。图4显示的程度变化剪切应力在pre-shearing记录,直接测量slip-stick行为与任何程度的粉/涂层组合。

料斗设计参数的计算-半角和出口规模集这些结果在一个特定的设计环境(图5)。料斗半角定义了倾斜的梯度,降低料斗的元素,相对于垂直,而出口大小的孔的尺寸粉末退出。

一般来说,较高的壁摩擦角与更少的自由流动系统导致陡料斗角度和扩大出口规模的一半。涂料详细的结果呈现在图6与数据从先前的研究广泛的其他涂料,所有使用Respitose测量。这个图确认了Flurene产品和聚对二甲苯排名很高的流动特性;涂层和Everlube与中档相关性能;涂层B是一个相对贫穷的选择时,料斗的设计。