产品分类

Products

技术文章/ ARTICLE

我的位置:首页  >  技术文章  >  行星式脱泡搅拌机的转速比设定与物料特性有何关联

行星式脱泡搅拌机的转速比设定与物料特性有何关联

更新时间:2025-10-11      浏览次数:43
行星式脱泡搅拌机的转速比(自转速度 / 公转速度) 是核心操作参数,其设定本质是通过调整 “局部剪切力" 与 “全局对流力" 的平衡,适配不同物料的混合与脱泡需求。物料特性(粘度、固体含量、颗粒团聚程度)直接决定了 “需要多少剪切力打散物料" 和 “需要多少对流力实现均匀分布",因此转速比与物料特性呈现强关联。以下从物料核心特性维度,拆解转速比的设定逻辑及对应场景:

一、核心逻辑:转速比决定 “剪切 - 对流" 的力量分配

行星式搅拌的两大核心作用由不同运动承担:
  • 自转:提供局部强剪切力—— 转速越高,剪切力越强,主要用于打散粉末团聚体、撕裂液体界面膜(如树脂与填料的浸润);

  • 公转:提供全局对流力—— 转速越高,对流范围越广,主要用于带动物料整体循环(如容器底部→顶部、边缘→中心),避免局部物料停滞。

转速比(自转 / 公转)的大小,直接决定了 “剪切力" 与 “对流力" 的主次关系:
  • 小转速比(1:1~2:1):公转主导,对流力>剪切力 —— 适合易混合、需温和搅拌的物料;

  • 中转速比(2:1~3:1):剪切与对流平衡 —— 适合需兼顾打散与均匀分布的物料;

  • 大转速比(3:1~5:1):自转主导,剪切力>对流力 —— 适合难打散、高团聚的物料。

二、转速比与物料特性的关联:按特性分类详解

1. 物料粘度:粘度越高,需越大转速比(强化剪切)

粘度是影响物料流动性的关键,直接决定 “是否需要强剪切突破内聚力":
粘度范围物料示例转速比建议设定逻辑
低粘度(100~5000cP)生物试剂、溶剂型涂料、光学胶(OCA)1:1 ~ 2:1物料流动性好,无需强剪切(避免飞溅或过度搅拌导致成分挥发);公转主导对流,确保均匀混合即可(如光学胶需避免剪切破坏透明性)。
中粘度(5000~30000cP)锂电池正极浆料(三元材料)、LED 封装胶2:1 ~ 3:1物料有一定内聚力,需中等剪切打散粉末团聚体(如三元粉末);同时需公转带动对流,避免局部浆料浓度不均(防止电极涂层厚薄差异)。
高粘度(30000~100000cP)硅胶、牙科复合树脂、固态电解质3:1 ~ 5:1物料流动性差,需强剪切(高自转)突破内聚力,打散紧密团聚体(如牙科树脂中的二氧化硅填料);公转仅需辅助带动物料流动,避免搅拌死角(如容器壁粘料)。

2. 物料固体含量:固体含量越高,需越大转速比(强化剪切浸润)

固体含量(粉末 / 颗粒占比)决定 “物料分散难度" 和 “固液浸润需求":
固体含量物料示例转速比建议设定逻辑
低固体含量(<30%)稀释后的导电银浆、UV 胶(含少量光引发剂)1:1 ~ 2:1固体颗粒少且易分散,无需强剪切;公转主导对流,确保少量颗粒均匀分布(如光引发剂避免局部浓度过高导致固化不均)。
中固体含量(30%~60%)锂电池负极浆料(石墨 + 粘结剂)、普通陶瓷浆料2:1 ~ 3:1固体颗粒需一定剪切才能浸润(如石墨与 CMC 粘结剂的结合);公转辅助对流,避免颗粒沉降(防止负极涂层出现 “颗粒团块")。
高固体含量(>60%)高致密陶瓷浆料(氧化铝粉末)、石墨烯复合材料3:1 ~ 5:1固体颗粒多且易形成 “硬团聚"(如氧化铝粉末),需强剪切(高自转)击碎团聚块,同时强制固液浸润(如石墨烯与树脂的结合);公转仅需维持物料基本流动,避免颗粒堆积在容器底部。

3. 颗粒团聚程度:团聚越严重,需越大转速比(强化剪切破团聚)

颗粒团聚程度(是否易形成微米级以上团聚块)决定 “剪切力的强度需求":
团聚程度物料示例转速比建议设定逻辑
难团聚(颗粒分散性好)球形锡粉(导电浆料用)、纳米二氧化硅(低团聚型)1:1 ~ 2:1颗粒自身不易团聚,仅需温和搅拌(低剪切)避免二次团聚;公转主导对流,确保颗粒均匀分布(如锡粉避免局部导电性能差异)。
中等团聚(轻微团聚)三元正极材料(NCM811)、普通石墨粉2:1 ~ 3:1颗粒有轻微静电团聚,需中等剪切打散(如 NCM811 粉末的微米级团聚块);公转辅助对流,防止打散后的颗粒重新团聚。
易团聚(强团聚)纳米石墨烯、纳米碳酸钙、高纯度氧化铝粉末3:1 ~ 5:1颗粒因高比表面积或静电作用形成 “纳米级团聚→微米级硬团聚"(如石墨烯易形成片状团聚),需强剪切(高自转)撕裂团聚结构;公转需配合低速,避免高对流导致团聚块重新结合。

三、特殊物料的转速比调整:兼顾附加需求

除核心特性外,部分物料需考虑 “附加需求"(如热敏性、挥发性),需在转速比基础上微调:
  1. 热敏性物料(如生物试剂、UV 胶)
    • 特性:高温易变性或固化;

    • 调整逻辑:即使需强剪切(如中高粘度),也需降低总转速(自转和公转同步降低),转速比可维持原建议(如 2:1),但自转速度从 300rpm 降至 200rpm,避免摩擦生热导致物料失效。

  2. 易挥发性物料(如含 NMP 的锂电池浆料)
    • 特性:高转速易导致溶剂挥发,改变物料浓度;

    • 调整逻辑:适当降低转速比(如从 3:1 降至 2:1),通过 “稍高公转 + 稍低自转" 减少搅拌时的物料表面挥发(公转带动物料循环,减少局部暴露在真空环境中的时间)。

  3. 高透明要求物料(如光学镜头胶)
    • 特性:过度剪切易产生 “剪切纹",影响透光率;

    • 调整逻辑:采用小转速比(1:1~1.5:1),以公转对流为主,自转仅维持低剪切,避免破坏物料的光学均匀性。

四、核心关lian  总结:物料越 “难处理",转速比越大

物料特性维度难处理方向(需大转速比)易处理方向(需小转速比)转速比变化趋势
粘度高粘度(>30000cP)低粘度(<5000cP)粘度↑→转速比↑
固体含量高固体含量(>60%)低固体含量(<30%)固体含量↑→转速比↑
颗粒团聚程度易团聚(纳米级硬团聚)难团聚(球形分散性好颗粒)团聚程度↑→转速比↑
附加需求无热敏 / 挥发问题热敏 / 易挥发 / 高透明要求无附加限制→转速比可更大

五、实操建议:从 “初始设定" 到 “优化验证"

  1. 初始设定:根据物料粘度、固体含量、团聚程度,按上述表格确定转速比范围(如中粘度 + 中固体 + 中等团聚→2:1~3:1);

  2. 小试验证:取少量物料(如 50mL),在设定转速比下运行 5~10 分钟,观察:

    • 混合均匀度:通过肉眼观察(无明显颗粒团块)或仪器检测(如激光粒度仪测颗粒分布);

    • 脱泡效果:通过透明容器观察气泡残留量(高粘度物料可切片观察);

  3. 微调优化:若有团聚块,增大转速比(如从 2:1 调至 3:1);若出现飞溅或发热,减小转速比(如从 3:1 调至 2:1)。

简言之,转速比的设定是 “物料需求驱动的力量平衡"—— 物料越需要强剪切(高粘、高固、易团聚),转速比越大;越需要温和对流(低粘、低固、易分散),转速比越小。


深圳市京都玉崎电子有限公司
地址:龙华新区梅龙大道906号创业楼
邮箱:ylx@tamasaki.com
传真:86-755-28578000
扫一扫关注我们
SCAN