Zuhause / Nachrichten / Branchennachrichten / Leitfähige Rußpaste hat eine hohe Viskosität – das Problem könnte in der Dispergierphase liegen
Branchennachrichten
Graphen, Kohlenstoffnanoröhren und leitfähiger Ruß werden zunehmend in leitfähigen Beschichtungen, Funktionstinten und wasserbasierten Pasten verwendet. Diese Pulver bilden jedoch leicht Agglomerate, wenn sie in flüssige Systeme gelangen. Wenn der Benetzungsprozess unzureichend ist, wird die nachfolgende Dispersion leicht beeinträchtigt, was weitere Änderungen der Pastenviskosität, einen nicht idealen Fließzustand und eine erneute Vergröberung nach der Lagerung zur Folge hat – insbesondere bei Erhöhung der Kohlenstoffnanomaterial-Zugabemenge, da sich die Wechselwirkung zwischen den Partikeln weiter verstärkt.
Pulver lässt sich nur schwer vollständig mit Flüssigkeit benetzen
Graphen and carbon nanotubes have large specific surface areas and readily agglomerate in waterborne systems. If the powder surface is not fully wetted, the effect of mechanical dispersion is also easily limited.
Die Viskosität der Paste steigt mit höherem Feststoffgehalt
Mit zunehmender Zugabe von Kohlenstoff-Nanomaterial nimmt auch der Kontakt und die Wechselwirkung zwischen den Partikeln zu – die Paste verdickt sich leicht, was ein Problem darstellt, das häufig auftritt, wenn der Feststoffgehalt in leitfähigen Pasten erhöht wird.
Zustandsinkonsistenz zwischen frischer und gelagerter Paste
Einige Pasten zeigen direkt nach der Dispergierung einen guten Zustand, aber nach längerem Stehen kommt es zu einer Viskositätsänderung, einer erneuten Vergröberung oder einem Absetzen – ein Hinweis darauf, dass das Pulver zwar vorübergehend aufgebrochen wurde, der anschließende stabile Zustand jedoch weiter angepasst werden muss.
Der rheologische Zustand beeinflusst die Anwendung
Bei leitfähigen Pasten muss der Fließzustand entsprechend den Anforderungen des Beschichtungs-, Sprüh- oder Druckprozesses angepasst werden. Eine zu hohe Viskosität erschwert die Anwendung; Ein übermäßiger Fluss kann die Verteilung der Paste auf dem Untergrund beeinträchtigen.
Warum eine Erhöhung der Scherkraft nicht immer das Problem löst
Bei schwer zu dispergierenden Pulvern wie Graphen und Kohlenstoffnanoröhren erhöhen einige Formulierungen die Drehzahl oder verlängern die Dispergierzeit, um die mechanische Wirkung zu verstärken. Dieser Ansatz kann zum Abbau von Agglomeraten beitragen, aber nachdem das Pulver abgetrennt wurde, muss immer noch ein relativ stabiler dispergierter Zustand aufrechterhalten werden. Wenn Partikel nach dem erneuten Kontakt leicht wieder agglomerieren, kann eine einfache Verlängerung der mechanischen Dispersionszeit den Systemzustand nicht grundlegend ändern. Daher müssen mechanische Dispergierung, Pulverbenetzung und Dispersionsstabilisierung gemeinsam betrachtet werden.
DH-6552W: Dispergiermittel für wasserbasierte Kohlenstoff-Nanomaterialsysteme
DH-6552W ist ein wasserbasiertes Systemdispergiermittel, das für Graphen, Kohlenstoffnanoröhren, leitfähigen Ruß und Rußpulver mit großer Oberfläche verwendet werden kann. Bei wässrigen Kohlenstoff-Nanomaterial-Pasten muss das Pulver zunächst gut benetzt werden, bevor es durch mechanische Einwirkung weiter dispergiert werden kann. DH-6552W kann an diesem Prozess teilnehmen und erleichtert so die Durchführung der Pulverdispersion in Medien auf Wasserbasis.
In Bezug auf den Pastenzustand kann das Produkt auch dazu beitragen, dass das System einen bestimmten thixotropen Charakter erhält – eine nützliche Referenz für Formulierungen, bei denen ein Gleichgewicht zwischen statischer Stabilität und Fließfähigkeit beim Auftragen erforderlich ist. Darüber hinaus weist DH-6552W eine gute Kompatibilität mit Acrylharz-, Epoxidharz- und Alkydharzsystemen auf. Bei der tatsächlichen Anwendung: Lassen Sie das Dispergiermittel zunächst vollständig mit der Wasserphase vermischen und fügen Sie dann nach und nach das Kohlenstoff-Nanomaterial-Pulver hinzu. Beobachten Sie die Viskositätsänderungen während der Dispergierung und passen Sie die Zugabegeschwindigkeit entsprechend an. Beobachten Sie auch Viskosität, Feinheit, Absetzen und erneutes Vergröbern nach dem Stehen – nicht nur die frisch zubereitete Paste.
Die Schwierigkeit beim Dispergieren von Graphen, Kohlenstoffnanoröhren und leitfähigem Ruß hängt mit ihren Pulvereigenschaften und ihrer starken Agglomerationsneigung zusammen. Daher kann sich die Formulierungsanpassung für leitfähige Paste nicht nur auf die Erhöhung der Scherkraft stützen, sondern muss gleichzeitig die Pulverbenetzung, den Dispersionszustand und die Pastenrheologie berücksichtigen. DH-6552W kann in wässrigen Kohlenstoff-Nanomaterial-Pastensystemen verwendet werden und verbessert die Pulverbenetzung und den Dispersionszustand bei gleichzeitiger Ausgewogenheit von Thixotropie und Lagerleistung.
Häufig gestellte Fragen
Beeinflusst eine Verbesserung der Graphendispersion dessen elektrische Leitfähigkeit im ausgehärteten Film?
Ja – und die Beziehung ist nuanciert. Eine bessere Verteilung der einzelnen Graphenflocken erhöht die verfügbare leitfähige Oberfläche und verringert die Perkolationsschwelle (die Mindestbeladung, die zum Erreichen der elektrischen Leitfähigkeit erforderlich ist). Die elektrische Leitfähigkeit von Graphen hängt jedoch vom Kontakt zwischen den Flocken ab, der ein kontinuierliches leitfähiges Netzwerk bildet. Wenn die Dispersionsmittelabdeckung den direkten Kontakt von Flocke zu Flocke zu effektiv verhindert, kann die Leitfähigkeit trotz guter Dispersion geringer sein als erwartet. Der optimale Dispersionsgrad für die elektrische Leistung ist typischerweise einer, der eine gleichmäßige Verteilung ohne übermäßige Trennung erzeugt und die Dispersionsstabilität mit dem für die Leitfähigkeit erforderlichen Kontakt zwischen den Partikeln in Einklang bringt.
Was ist der Unterschied in den Dispersionsanforderungen zwischen Kohlenstoffnanoröhren und Graphen in wasserbasierten Systemen?
Kohlenstoffnanoröhren stellen eine andere Dispersionsherausforderung dar als Graphen: Ihre faserige Morphologie mit hohem Aspektverhältnis führt zu einer starken Verflechtung zwischen den Röhren, was eine vollständige Entbündelung sehr schwierig macht – und eine übermäßige Verarbeitung mit hoher Scherung kann die Röhren verkürzen, was ihren Vorteil in der elektrischen Leitfähigkeit verringert. Graphenflocken sind anfälliger für Stapelung (Neuaggregation in der Ausrichtung von Angesicht zu Angesicht), was eine sterische Stabilisierung erfordert, um dies zu verhindern. Dispergiermittel für Kohlenstoffnanoröhren benötigen typischerweise eine starke Adsorption an der Röhrenwand, um eine erneute Bündelung zu verhindern; diejenigen für Graphen benötigen eine wirksame sterische Stabilisierung zwischen den Flockenflächen. DH-6552W ist für beide Typen charakterisiert – die optimale Dosierung und das optimale Verfahren für jeden sollten durch eine Bewertung ermittelt werden.
