Оптимизация тонкого производственного процесса хрома зеленого пигмента

Ii. Резюме

Хром зеленый пигмент, известный своей отличной устойчивостью к погодным условиям и видимым светоотражающим, находит широкое применение в камуфляжных покрытий. Достижение желаемого размера частиц этого пигмента имеет решающее значение для его спектральных свойств. В этом исследовании исследует метод мокрого шлифования для эффективной подготовки микро-и нано-порошков хрома зеленого пигмента. Она применяет теорию шлифования для определения оптимальных параметров процесса и использует ортогональный экспериментальный дизайн для оценки различных факторов#- 39; Воздействие на размер частиц. Исследование определяет скорость вращения как наиболее влиятельный фактор, за которым следуют время шлифования, скорость заполнения шлифовальных средств и размер шлифовальных средств. Оптимизированные условия, достигаемые путем корректировки на основе этих факторов, дают хром зеленый пигмент с D90 336 нм и узким распределением. Этот контролируемый процесс позволяет производить пигмент с улучшенным покрытием и адгезией для таких применений, как камуфляжные покрытия.

1. 1. Введение

Хром зеленый пигмент славится своей отличной устойчивостью к погодным условиям и видимыми светоотражающими свойствами, что делает его ценным компонентом в различных применениях, особенно в камуфляжных покрытий. При уменьшении до микро и нано размеров, этот пигмент имеет превосходный охват, насыщение и адгезию в покрытиях. Достижение желаемого размера частиц пигмента имеет важное значение, поскольку существенно влияет на спектральные свойства, что делает его особенно полезным для создания видимой и инфракрасной маскировки. Хотя мокрое измельчение является широко используемым методом в тонкой химической промышленности, существуют ограниченные исследования по производству микро-и наноразмеров пигментов. Это исследование посвящено подготовке хрома зеленых пигментов в этих масштабах, анализу воздействия различных технологических параметров и изучению эффективных методов их производства.

2. В экспериментальном порядке

2.1 сырье и оборудование

• Сырьевые материалы:Хром зеленый пигмент (роквуд, США), бусины оксида циркония (PZC-80).

• Оборудование:Горизонтальный песочный станок, анализатор размера лазерных частиц (Malvern Instruments, MS3000), ультразвуковой очиститель (KQ2230B, Kunshan ultrasonic Instruments Co., Ltd.), магнитный штирер (DF-101S, Gongyi Kori Instrument Co., Ltd.), электронный прецизионный Весы (AR2130/C, Shanghai Ohaus Corporation), рентгеноскопический дифрактометр (D8Advance, Bruker Instruments, Germany), сканирующий электронный микроскоп (SEM, Hitachi S4800, Hitachi Limited, Япония).

2.2 экспериментальный метод

2.2.1 экспериментальная процедура

Препарат предусматривал создание подвески путем смешивания растворителя и диспергента с последующим добавлением пигмента. Затем подвеска была подвергнута шлифовке на песочной мельнице для получения различных размеров частиц пигмента.

2.2.2 метод подготовки

Микро-и нано-хром зеленый порошок был подготовлен с использованием песочной мельницы, с оптимальными параметрами процесса, определяемыми ортогональной экспериментальной конструкции. Интенсивность нагрузки, определяемая такими факторами, как диаметр шлифовального шара, плотность и скорость вращения, а также количество циклов нагрузки являются ключевыми определяющими факторами эффективности шлифования. Был проведен четырехфакторный четырехуровневый эксперимент (L16) с учетом таких факторов, как диаметр шлифовального шара, скорость вращения, скорость наполнения шлифовальных сред и время шлифования. Весовые коэффициенты влияния были присвоены этим факторам с использованием метода определения значения k, что позволило осуществлять контролируемую корректировку параметров для достижения желаемого размера частиц.

2.2.3 методы определения характеристик

• Анализ состава:Выполнено с использованием рентгеновской дифракции (XRD) с помощью прибора D8Advance из брюкера, Германия.

• Описание морфологии:Используется сканирующий электронный микроскоп (SEM, Hitachi S4800, Hitachi Limited, Япония) для наблюдения за микроструктурой и размером частиц пигмента.

• Анализ размера частиц:Осуществляется с использованием анализатора размера лазерных частиц (Malvern MS3000) в конкретных условиях измерения.

2.3 экспериментальная конструкция

2.3.1 определение диапазонов параметров для каждого оказывающего влияние фактора

В ходе исследования циркониевые бусины рассматривались в качестве шлифовальной среды с испытательным диаметром шлифовального шара 0,3 мм, 0,5 мм, 0,7 мм и 0,9 мм. Скорость заполнения шлифовальных сред варьировалась от 70% до 90%, а скорость вращения была установлена на уровне 2000 об/мин, 2500 об/мин, 2800 об/мин и 3000 об/мин.

2.3.2 контролируемая подготовка частиц пигмента размера

Ортогональный экспериментальный дизайн был использован для создания матрицы 4х4 с 16 экспериментами (L16). Веса влияния, определяемые методом определения значения k, позволяют регулировать параметры для регулирования размера частиц пигмента.

3. Результаты и обсуждение

3.1 первоначальные свойства хрома зеленого пигмента

3.1.1 состав зеленого хрома

Анализ состава с помощью рентгеновской дифракции (XRD) выявил пигменть' состав s, показывающий дифракционные углы и кристальные плоскостные индексы 41,48 (113) и 50,25 (024) (рис. 1).

3.1.2 начальная морфология и размер частиц хрома зеленого пигмента

На первоначальном изображении SEM были видны различные частицы пигмента неправильной формы (рис. 2). Первоначальное распределение частиц по размеру показывало D90 при 43,19 градиента, D50 при 22 градиента и D10 при 2 градиента (рис. 3).

3.2 влияние различных факторов на размер частиц пигмента

Ортогональный экспериментальный проект с 16 экспериментами (L16) оценивал воздействие факторов на размер частиц пигмента, ранжируя их по весу воздействия следующим образом: Время обработки > Степень наполнения шлифовальных сред > Размер шлифовального носителя.

3.2.1 влияние скорости вращения на размер частиц пигмента

Скорость вращения стала важным фактором, влияющим на размер частиц пигмента. Увеличение скорости вращения с 2000 об/мин до 3000 об/мин привело к уменьшению количества пигментных частиц. Более высокая скорость создает более сильное шлифовальное усилие в постоянных условиях, уменьшая размер частиц.

3.2.2 влияние времени измельчения на размер частиц пигмента

Время измельчения существенно повлияло на размер частиц. Увеличение времени шлифования со 120 минут до 240 минут привело к уменьшению пигментных частиц. Более продолжительное время измельчения облегчило более напряженные циклы, что привело к более тонким частицам.

3.2.3 влияние скорости наполнения шлифовальных сред на размер частиц пигмента

Скорость наполнения шлифовальных сред умеренно влияет на размер частиц. По мере увеличения коэффициента наполнения с 70% до 90%, размер пигментных частиц несколько уменьшился. Это объясняется увеличением частотности столкновений и повышением эффективности шлифования при более высоких темпах наполнения.

3.2.4 влияние размера шлифовальной среды на размер частиц пигмента

Среди изученных факторов наименьшее влияние на размер частиц пигмента оказал размер шлифовальных сред. Поскольку размеры шлифовальных сред увеличились с 0,3 мм до 0,9 мм, было отмечено незначительное увеличение размера частиц пигмента. Это говорит о Том, что размер шлифовальных сред имеет минимальное влияние по сравнению с другими факторами.

3.3 оптимизация технологических параметров

Оптимальные технологические параметры определялись на основе весовых коэффициентов воздействия, полученных в ортогональном экспериментальном дизайне. Оптимизированные условия включали скорость вращения 3000 об/мин, время шлифования 240 минут, скорость заполнения шлифовальных сред 85% и размер шлифовальных сред 0,7 мм.

3.4 характеристика оптимизированного хрома зеленого пигмента

На изображении оптимизированной пигментной стойки показано существенное уменьшение размера частиц по сравнению с исходным пигментом (рис. 4). Распределение размера частиц показало D90 в 336 нм, что указывает на успешную подготовку хрома-зеленого пигмента микро-и наноразмеров с узким распределением (рис. 5).

4. Iii. Выводы и рекомендации

В этом исследовании изучался метод мокрого измельчения для эффективного производства хромового зеленого пигмента микро-и наноразмеров. В ортогональной экспериментальной конструкции оценивалось влияние различных факторов на размер частиц пигмента, при этом скорость вращения, время шлифования, скорость заполнения шлифовальных сред и размер шлифовальных сред определялись в качестве ключевых факторов в порядке уменьшения воздействия. В оптимизированных условиях скорости вращения 3000 об/мин, времени шлифования 240 минут, скорости заполнения шлифовальных сред 85% и размера шлифовальных сред 0,7 мм, исследование успешно подготовило хром зеленый пигмент с D90 336 нм и узким распределением.

Данное исследование обеспечивает управляемый процесс производства пигмента с конкретными размерами частиц, улучшает покрытие, насыщенность и адгезию при нанесении покрытий. Он особенно ценен для создания видимых и инфракрасных камуфляжных пигментов. В исследовании подчеркивается важное значение размера частиц пигмента для достижения желаемых спектральных свойств и закладывается основа для дальнейших исследований в области тонкого химического подбора цветов и применения передовых покрытий.