浆料表面张力
MLCC工艺简介(经理)

MLCC工艺简介配流工序原则上讲,配方和生产工艺是影响和决定陶瓷材料质量和性能的两大方面。
配料和流延工序不但包含了配方的确定过程,而且是mlcc制备工艺中的起始工序,该环节的工序质量对后续生产有重要影响。
因此,从产品的角度讲,配流可以说是整个生产过程中最重要的环节。
1. 配料工序配料工序包括两个过程,备料和分散。
后续成型工艺的不同对原料的种类要求不同。
针对流延成型来讲,备料是指按照配方要求给定的配比准确称量瓷粉、粘合剂、溶剂和各种助剂,混和置入球磨罐中准备分散;分散是指以球磨机或者砂磨机为工具通过机械粉碎和混合的原理达到细化粉粒、均匀化浆料的目的。
1.1 关于原料1.1.1 瓷粉瓷粉是电容行为发生的主体,整个工艺是围绕瓷粉为核心进而展开的。
不同体系瓷粉其主要成分不同,比如高频陶瓷常采用BT系、BTL三价稀土氧化物系、ZST系材料,中高压陶瓷常采用BT系、SBT系以及反铁电体材料。
我公司所采用瓷粉全部为外购瓷粉,因此对瓷粉材料的成分本身不用太为苛刻,一般只按照使用的产品类型和牌号来进行标识。
目前,公司使用的瓷粉按照端电极材料可以分为BME(based metal electrode)及NME(noble metal electrode)两大系列,按照其容温特性又可具体细分如下:(NP0) 高频热稳定材料:CG-32BME (X7R) 低频中介材料:AN342N、X7R252N、AD352N等(Y5V) 低频高介材料:AD143N、YF123B等(NP0)高频热稳定材料:CG800LC、C0G150L、CGL300、VLF220B NME(X7R)低频中介材料:AD302J、X7R262L等对于粉体材料,控制其物理性能的稳定性对最终产品的一致性有重要意义。
常用的性能参数有:振实密度、比表面积、颗粒度以及微观形貌。
特别是对于有烧结行为的陶瓷电容器粉体材料,为了得到生长适度的晶粒,控制颗粒的初始粒径以及一致性是非常必要的。
喷雾造粒浆料控制点

喷雾造粒浆料控制点喷雾造粒是一种常见的制粒方法,通过将液态或溶液状的物质喷雾成小液滴,然后在气流中干燥和凝固,最终形成颗粒状的固体物质。
这种方法广泛应用于制药、化工、食品、农业等领域,可以制备出具有特定形状、大小和性质的颗粒,以满足不同领域的需求。
喷雾造粒的关键之一是控制喷雾过程中的各个参数,以确保所得到的颗粒具有所需的特性。
其中一个重要的参数是喷雾液的流量和浓度。
喷雾液的流量决定了每单位时间内喷雾出的液滴数量,而浓度则决定了液滴中所含溶质的浓度。
通过调节这两个参数,可以控制颗粒的大小和均匀度。
另一个关键参数是喷雾液的粘度和表面张力。
粘度较高的喷雾液会形成较大的液滴,而粘度较低的喷雾液则会形成较小的液滴。
表面张力则影响液滴的形状,较高的表面张力会使液滴形成球状,而较低的表面张力则会使液滴形成扁平形状。
通过调节粘度和表面张力,可以控制颗粒的形状和流动性。
喷雾造粒中的干燥过程也是一个重要的环节。
在干燥过程中,喷雾液中的溶剂会逐渐蒸发,使颗粒逐渐凝固。
干燥的速度和温度是影响颗粒形成的关键因素。
较高的干燥速度可以得到较小的颗粒,而较低的干燥速度则可以得到较大的颗粒。
温度的选择要根据喷雾液的性质和所需颗粒的特性来确定。
在喷雾造粒过程中,还可以添加一些辅助剂来改变颗粒的性质。
例如,可以添加一些界面活性剂来增加喷雾液的流动性和润湿性,从而得到更均匀的液滴和颗粒。
还可以添加一些稳定剂来防止颗粒在干燥过程中的团聚和变形。
总的来说,喷雾造粒是一种重要的制粒方法,通过控制喷雾过程中的参数和干燥过程中的条件,可以得到具有所需形状、大小和性质的颗粒。
这种方法在制药、化工、食品、农业等领域有着广泛的应用前景。
未来随着技术的不断发展,喷雾造粒技术将会更加成熟和先进,为各个领域的发展带来更多的可能性。
浆料的流变特性与涂布效果

液面高度
逗号辊
料斗斜板
C辊
B辊
有些公司吊装的 料桶很大,一桶 浆料可以涂布 0.5~1h。这种 简单的料桶没有 搅动装置,随着 涂布时间的增加, 浆料渐渐沉降, 料桶上层的浆料 固含量越来越越涂越厚的问题
这个现象应该是浆料沉淀(分层)造成的。具
体成因大致如下:
缩孔的防治 :
1)对石墨材料表面进一步的改性,提高其亲水性;
2)调整粘合剂,提高表面张力,提高其对石墨材料的 润湿程度。
3)提高浆料粘度
4)适当提高搅拌速度和延长搅拌时间
5)适当缩短干燥时间
(推荐阅读成都茵地乐电源科技有限公司的相关文献)。
浆料斗内的液面高度
• 淹没逗号辊和C辊的结合面的液面高度是合理的高度(举抹 墙、逗号辊、搅拌桨的五菱形的例子)。
浆料的分散状况将直接影响涂布的均匀性
当液体的表面张力低于固体的临界表面张力时,则液体能够 在该固体表面随意铺展和润湿;反之,液体由于不能在固体 表面形成连续的液滴,而无法铺展和润湿固体,涂布时可能 导致缩孔出现。
石墨(人工石墨和天然石墨)本身都无法直接使用,必须通 过抱覆、氧化等方法对石墨进行化学改性和表面改性。
日本平野公司 的涂布机料斗 和挡板,泡棉 夹在两PVC 挡板中间,牢 固耐用,密封 性好
正确的海绵发泡板形状, 被夹在2片PVC塑料板 中间,具有密封强度
错误的海绵发泡板的 形状,被套在塑料挡 板的沟槽中,密封不严
应该用独立发泡的海绵,它具有橡胶的密封特性,又兼有海绵 的弹性。如果不是独立发泡的海绵,浆料就会渗透到里面,干 了之后会变得坚硬,不但失去了密封所需的弹性,还会损坏辊 子,所以不适合做涂布机的挡板。
按照韩国公司的形象解释,第一温区应该像“铁板烧烤”那样 从底部加热,让浆料从里向外干燥,这样才不会卷边和龟裂
涂层浆料的流平剂_概述说明以及解释

涂层浆料的流平剂概述说明以及解释1. 引言1.1 概述涂层浆料是一种常见的表面处理材料,通常用于保护、装饰或改善物体的外观和性能。
在涂层浆料的制备过程中,为了实现理想的施工效果,流平剂被广泛应用。
流平剂可以改善涂层浆料在施工时的流动性和表面光洁度,从而获得均匀、平滑且无缺陷的最终涂层。
本文旨在对涂层浆料中使用的流平剂进行概述、说明和解释。
首先介绍流平剂的定义、分类以及作用原理,然后探讨其在涂层浆料中的应用情况,并介绍可评估浆料性能改善效果的方法。
接着介绍常见的有机流平剂和无机流平剂种类及特点,并提供选型要点和注意事项。
最后总结主要观点和结果,并对未来涂层浆料流平剂研究方向进行展望或提出建议。
1.2 文章结构本文共分为五个部分:引言、流平剂概述、涂层浆料中的流平剂应用、常见涂层浆料流平剂种类与选型要点、结论。
在引言部分,我们将概述本文研究的背景和目的,并介绍文章的整体结构。
随后,我们将逐一详细阐述每个部分的内容。
1.3 目的本文的目的是系统地介绍和解释涂层浆料中流平剂的作用原理及其应用情况。
通过对流平剂定义、分类和作用原理的探索,读者可以全面了解该领域的基础知识。
此外,通过对涂层浆料中不同流平剂种类和选型要点的介绍,读者可以更好地选择合适类型的流平剂,以提升涂层质量和施工效果。
最后,在总结部分,我们将提供对未来研究方向进行展望或给出相关建议,以推动涂层浆料流平剂领域的发展。
2. 流平剂概述2.1 流平剂定义流平剂是一种在涂料、油漆等浆料中加入的化学物质,用于改善其表面润湿性和流动性能。
它可以减小浆料表面的张力,使浆料均匀地分布在被涂覆物体的表面上并形成光滑的薄层。
流平剂通常由有机或无机化合物组成。
2.2 流平剂分类根据组成和性质的不同,流平剂可分为有机流平剂和无机流平剂两大类。
有机流平剂主要由有机化合物构成,例如聚硅氧烷、聚酯、聚醚等。
这些有机流平剂具有良好的亲水性和润湿性能,可以降低液体之间以及浆料与被涂覆物体之间的表面张力。
锂离子电池浆料表面张力测量

锂离子电池浆料表面张力测量1. 引言1.1 概述锂离子电池作为一种重要的能量存储装置,在移动电子设备、电动车辆和储能系统等领域得到广泛应用。
然而,随着对锂离子电池性能提升要求的不断增加,对其材料表面性质进行深入研究变得尤为重要。
其中,浆料的表面张力是一个关键参数,它直接影响到锂离子电池内部碳酸盐沉积、固液界面反应和离子传输等过程。
1.2 文章结构该文将以“锂离子电池浆料表面张力测量”为主题,系统地介绍了相关的测量方法、仪器和实验操作步骤,并通过梳理已有的研究进展案例,展示了表面张力在锂离子电池研究中的应用。
最后,本文总结存在问题与不足,并指出未来研究方向。
1.3 目的本文旨在全面阐述锂离子电池浆料表面张力的测量方法及其在锂离子电池研究中的应用价值。
通过对已有研究的综述,总结出相关问题和不足,并提出未来的研究方向。
通过这样的分析与探讨,可以为锂离子电池材料设计和性能优化提供重要的参考依据,推动锂离子电池技术的发展。
2. 锂离子电池浆料表面张力测量方法2.1 界面张力的基本概念界面张力是指两种不同介质之间的相互作用力,即液体与气体或液体与固体之间相互作用产生的表面张力。
在浆料中,由于存在不同组分的粒子和溶剂,这些组分之间存在着复杂的相互作用。
界面张力的测量可以帮助我们了解材料内部结构和化学活性。
2.2 常用的测量方法和原理常用的锂离子电池浆料表面张力测量方法包括垂直平衡法、动态悬滴法、静态悬滴法和脱附法等。
- 垂直平衡法:通过向待测试液体中加入一根细玻璃管,在重力作用下使液体形成液柱,并通过调整液柱长度来平衡液-气界面上的张力。
根据杨氏方程计算出表面张力。
- 动态悬滴法:使用一支注射器注入待测试液体,然后以恒定速率从针尖自然流下形成一个毛细管吸湿滴。
通过测量滴落的时间和重力对液滴的拉开长度,计算出表面张力。
- 静态悬滴法:使用一支针管将待测试液体吸入,并使其形成一个静止在针尖上的液滴。
通过测量液滴的形态和重力对液滴的拉伸程度,计算出表面张力。
浆料的流变特性与涂布效果PPT课件

• 涂布起始端隆起还会破坏圆柱电池极组的圆度
(除了影响电池性能外)
1)极片厚薄不匀 (这个现象少见,属于特例)
2)间歇涂布的起始部分 隆起(极片厚)
隆起部分
3)极耳未压成圆弧形 平直极耳 整形极耳
卷针
• 浆料的良好流动性使其成为具有张力 特性的流体
– 流体的表面张力使拖尾的锯齿界面向流体内侧 收拢聚集,减小了锯齿的幅度。
• 浆料的粘度意义
– 粘度高的浆料当然也不容易沉淀,它的分散匀 度也会好一些。但是当其粘度下降后,悬浮在 其中的固体(包括粉体)就会开始分层,重量 较大者在下层,而重量较轻者会浮在上层,比 如浆料中的炭黑导电剂就会浮在表层。粘度越 低,沉降越明显。好的浆料需要性能优越的增 稠剂,还希望悬浮的颗粒表面积大(颗粒越小 其表面积越大)。另外,优良的制浆设备和工 艺可以减少以上的沉降和分层现象。
• 质地均匀的浆料具有显著的表面张力,使得浆料 界面向其内部集聚,减小了对刀口的附着力。
• 逗号辊的材质不同,其表面的摩擦力也不同。镀 铬的逗号辊具有最小的摩擦力,而不锈钢的逗号 辊容易使浆料附着。
• 磷酸铁锂比其它材料更容易出现越涂越薄的现象。
(表面积大,附着力强的原因)
上料桶太大的原因(尤其是粘度较低的负极)
液面高度
逗号辊
料斗斜板
C辊
B辊
有些公司吊装的 料桶很大,一桶 浆料可以涂布 0.5~1h。这种 简单的料桶没有 搅动装置,随着 涂布时间的增加, 浆料渐渐沉降, 料桶上层的浆料 固含量越来越低, 也会造成越涂越 薄的现象。
逗号辊越涂越厚的问题
这个现象应该浆料沉淀(分层)造成的。具
体成因大致如下:
• 过低粘度的浆料还会使颗粒重新团聚,特别是超 细颗粒容易团聚,破坏涂层“面密度”的均匀性。
浅析锂离子电池极片涂布工艺
浅析锂离子电池极片涂布工艺
在锂离子电池的生产制造中,是由一个个工艺步骤严密联络起来的过程。
整体来说,锂电池的生产包括极片制造工艺、电池组装工艺以及最后的注液、预充、化成、老化工艺。
在这三个阶段的工艺中,每道工序又可分为数道关键工艺,每一步都会对电池最后的性能形成很大的影响。
在极片制造工艺阶段,可细分为浆料制备、浆料涂覆、极片辊压、极片分切、极片干燥五道工艺。
在电池组装工艺,又根据电池规格型号的不同,大致分为卷绕、入壳、焊接等工艺。
在最后的注液阶段又包括注液、排气、封口、预充、化成、老化等各个工艺。
电池制造过程中每道工序都会造成一定的浪费,浪费的原因有员工失误、设备失误、环境原因等等,为了保证产品的成本率足够好,就尽量保证每一步产品都是合格的。
涂布的意义
浆料涂覆是继制备浆料完成后的下一道工序,此工序主要目的是将稳定性好、粘度好、流动性好的浆料均匀地涂覆在正负极集流体上。
极片涂布对锂电池具有重要的意义,主要体现在以下几点:
1.对成品电池容量具有重要意义。
在涂布过程中,若极片前、中、后三段位置正负极浆料涂层厚度不一致,则容易引起电池容量过低、过高,更易在电池循环过程中形成析锂,影响电池寿命。
2.对电池的安全性有重要意义。
涂布之前要做好5S工作,确保涂布过程中没有颗粒、杂物、粉尘等混入极片中,如果混入杂物会引起电池内部微短路,严重时导致电池起火爆炸。
【锂电技术】匀浆涂布关键技术——终结篇
【锂电技术】匀浆涂布关键技术——终结篇思来想去,还是决定把这个写出来,总感觉自己作为锂电工艺技术的路快走到尽头了,匀浆涂布段的大大小小的异常,也都基本看遍了;曾经解决过棘手的团聚和莫名其妙的面密度一致性不良,自认为起码是入了匀浆涂布的门,总想着看看外面的世界,增长更多的见识,冲动着跑了出来,才发现一切都是幻想。
出来了才发现,原来的同事说的是那么正确,论技术、研发配置,比PBI好的也就是那几个大厂了吧。
一陈不变的工艺,一目了然的异常原因,总是被设备故障捆住手脚,体制之下,想向前迈一小步都那么艰难。
那么,谨以此篇,来阐述锂电行业大家最少接触、最摸不着头脑的涂布弊病——“白点”,辊压后就是黑点,这也是我两年多工作中接受的挑战性最高的一项。
现象:在电池涂布中,常呈现为似气泡状白色点状凹坑,或呈露箔状;很多人喜欢将此判断为气泡,我想说,能够被气泡(转移涂布)搞得无所适从也真是本事了。
常规思路着手:第一眼看到湿料上的凹坑的时候,我就认定了,这就是缩孔,虽然实践中没遇到过,但是理论有积累;那么结合工艺配方,以及过去解决团聚的经验,问题必定出在VGCF上。
不过,既然用了分散剂,却还是这么差,确实让人纳闷。
实验方案:作为工艺,保持配方不变来改善浆料是基本原则,如下:添加NMP类高沸点有机溶剂助水系浆料分散和改善涂布烘干效果,是比较常见的作法,其结果也验证了其工艺的可行性;但是,领导不认可,无奈,幸好,咱们是不惧艰难,迎难而上,刻苦钻研的有志好青年,查阅资料更是我的强项,so,很快就有了让人兴奋的线索。
锂电行业早年流传的关于缩孔的就两份,一份据传是ATL的,题目为《关于极片涂布时的“气泡”现象》不知真假,就是那篇用显微镜判断了缩孔是一个坑的。
强悍吧?应该是ATL的吧另一篇《锂离子电池负极极板花斑的刨析》,花斑是涂料中术语,与缩孔类似却不相同,有人对凹坑处也作了分析,没有异物。
但是这两份资料提供的信息都很有限,我满脑子想的就是VGCF 的团聚体作为低表面张力点,导致了缩孔的产生,但是实验六,50%固含量2500mpa`s粘度,让我无力:难道真是设备能力所限(线速度也就15m/min的样子)?一个好习惯,帮我锁定了目标:VGCF+水+PVP+CMC,这几样刮细度便看到了缩孔,那么问题就明了了。
浆料表面张力和粘结剂分布
浆料表面张力和粘结剂分布
浆料的表面张力和粘结剂分布是影响浆料性能和应用效果的两个重要因素。
1. 表面张力:浆料的表面张力是指浆料表面单位长度上的收缩力,反映了液体内部凝聚力和外部拉开力之间的平衡。
表面张力越大,浆料颗粒越趋向于聚集在一起,不易分散和湿润基材。
在某些工业应用中,如涂料、印刷、陶瓷浆料等,通常需要通过添加表面活性剂来降低浆料的表面张力,以提高浆料的流动性、渗透性和涂覆效果。
2. 粘结剂分布:粘结剂在浆料中的分布直接影响浆料的成型性能和最终产品的机械强度。
均匀分布的粘结剂可以确保浆料颗粒间形成稳定的结构,提高浆料的粘结力和固化后的强度。
反之,如果粘结剂分布不均,可能会导致浆料局部过于稀薄或浓稠,进而影响制品的均匀性和质量。
因此,在浆料配方设计和加工过程中,既要关注表面张力的调控,也要确保粘结剂在浆料中的均匀分散,这样才能制得性能优良的浆料产品。
重点讲解锂电池极片挤压涂布厚边现象及解决措施
锂电池极片挤压涂布厚边现象及解决措施在锂电池工业生产上,模头挤压涂布由于高精度、宽涂布窗口、高可靠性等优点成为应用最广泛的涂布方式。
如图1所示,浆料由精确的进料系统(如螺杆泵)提供,进入模头内部型腔,在涂层宽度方向均匀分布,最后浆料受挤压通过模头狭缝,在移动的基材上形成涂层。
由于浆料流体特性,在涂层起始点、终止点以及两侧边缘容易形成如图1中所示半月形特征。
涂布工艺中,极片边缘出现的这种厚度突增的形貌被称为“厚边”现象。
根据电池的结构设计和对应的工艺设计,锂电池极片涂布工艺可分为连续涂布和间歇涂布,如图2所示,连续涂布中,对电池性能和工艺有影响的厚边问题主要在涂层两侧边缘,而对于间隙涂布,除了两侧边缘,涂层的起始和结束边缘(头尾)同样可能存在这种厚边情况。
这种厚边现象是不期望出现的,并会对电池的工艺过程和电池性能和一致性产生问题。
厚边现象的危害不管是连续涂布还是间歇涂布(如图2所示),这种半月形形貌特征都会严重影响涂层的均匀性。
一般地,涂层边缘厚度比正常区域厚几微米至十几微米,在涂布干燥后收卷时,成百上千层极片收成一卷,涂层侧面边缘厚度凸起线累积成几毫米,导致极卷产生鼓边现象,严重时会造成极片断裂,这严重影响涂布收卷整齐度及其后续工序。
这种厚边情况也会影响极片的辊压工艺,由于边缘厚度较中间部位大几微米或十几微米,辊压轧辊压力作用在极片上时,边缘厚度大的区域承受更大的轧制力,从而导致极片辊压压实横向密度不一致,一方面这会造成辊压之后的极片翘曲度更大形成蛇形极片,在后续的分条或模切、卷绕等工艺过程中,极片张力分布不均衡,极片收放卷对齐度无法保证,这也会影响极片加工尺寸,容易出现不良品。
厚边现象造成的极片厚度、压实密度不均匀同样对电池性能有影响,在充放电过程中,可能出现电流分布不均匀,更容易形成极化。
因此,电池极片在充放电膨胀、收缩过程中受力也不一致,厚边缘更容易失效。
一般地,3C电池工艺设计时,切除极片边缘来消除这种厚边的不利影响。
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表面张力对涂料分散的影响
涂料分散过程中胶液要渗入到粉料中,对 粉料进行充分的包覆。在此过程中胶液溶 剂对颗粒润湿的越快、越充分,在粉料进 行分散时,粉料聚集体就越容易被分离, 分散速度也越快,而且效果越好。 胶液渗入粉料 胶液溶剂对粉料的浸润是粉料的表面张力和胶液溶剂的润湿张力决定的。一旦粉料确定 那么粉料表面张力就确定了,因此针对不溶于水的负极石墨材料,在分散前使用NMP 进行对石墨表面进行浸润可提高材料的分散效果。 分散效果的另外一个重要因素是搅拌工艺的设计,干混高粘度稠搅工艺可以通过提高 结团粉料之间的相互摩擦达到使颗粒分散的目的,但粉料颗粒打开后仍需胶液溶剂对 单个粉粒进行包覆浸润,使颗粒间距变大削弱分子间范德华力以防止颗粒的二面张力导致的涂膜异常-缩孔
抽缩:因被涂物表面存在(或者混入浆料中)的异物(如油、水等), 涂料不能均匀附着于地才,产生抽缩而露出被涂面的现象,如果 露底面积大且不均匀则为抽缩
分类
缩孔:如果抽缩呈直径为0.1-0.2mm的圆形成为缩孔
鱼眼:如果圆孔内有颗粒成为鱼眼
产生机理: 1、箔材表面润湿张力不均一(来料表面油污、员工徒手接触铂材等)导致湿膜展 布系数不同,在箔材润湿张力较小的区域展布系数可能小于0,湿膜就产生回缩产 生凹坑或者露出底材导致缩孔。 2、涂料中的液体没有能够完全润湿固体。即粉体中存在着表面张力低于液体介质表 面张力的质点或者涂布喷嘴、烤箱、涂布机头车间存在粉尘纤维落到了具有流动性的 湿膜上,导致该位置表面张力发生变化产生缩孔 3、刚涂出来无异常,随着湿膜进入烤箱溶剂不断挥发,表面张力逐渐增大即湿膜的 展布系数逐渐减小,当展布系数小于零时缩孔就会出现,如在展布系数小于0前湿膜失 去流动性则不会出现缩孔。
研发部胡军笑 2
液体的表层流动
马兰戈尼效应:如果液体表面的组成或温度有区域性差异,液体表面就会存在区域性的 表面张力差,使表面各点的液体受力不平衡,这是表层液体就会从表明张力较小的区域 向表面张力大的区域流动,使表面张力较小的区域逐渐扩大,表面张力较大的区域变小 最终整个表面的表面张力一致,使整个表面能最终达到最小,体系处于最稳定状态。 如果液体中有表面活性物质存在,一旦表面积发生变化,在新旧表面上会出现活性物质 的浓度差异,因为表面活性物质会使液体的表面张力大大降低,所以这时液体表面区域 性的表面张力差异显得很大,造成剧烈的表层流动现象,随着这一浓度差异的逐渐降低 区域性的浓度差异也逐渐小时,体系达到最稳定状态。 根据以上理论可知:由于涂料涂布出来后会出现凹凸或者表面不平现象,当浆料表面 张力较小时,流平较慢,因此涂布烘烤采用逐步升温方式很有必要,延长涂布表面具 有流动性的时间保证表面张力完成平衡同时极片表面能够流平保证涂布外观。 表面张力小不利于流平,表面张力大不利于浸润铺展
浆料表面张力
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表面张力及润湿张力
一滴液体滴在固体表面,会形成一个弧面,在弧面与固体表面 相交的圆周上(液-固-气三相共存)上取一点,在此点上做弧面 的切线,把切线与固体表面之间的夹角叫作接触角。对该点进 行受力分析:rs是固体表面张力,它使液体尽量展布在固体表 面,因为只有这样才能降低体系的表面积也就是表面能,体系 才最稳定。rsL是液-固之间的界面张力,它使液-固界面的面积 尽量小,从而使体系更稳定,rl是液滴的表面张力,它使液滴的 表面积尽量小,是体系更加稳定。 当体系稳定时:rs=rsl+rl cosθ
液体在固体表面的状态
1、相对分子质量对聚合物的表面张力有影响。一般随着相对分子质量增加而增大,但当 相对分子质量达到2K-3K后,表面张力的增幅就很小了 2、温度对聚合物表面张力也有影响,在10-50度之间,表面张力随温度增加变化很小, 但温度继续升高,表面张力就显著下降。 3、展布系数S=rs-rsl-rl,其中rs-rsl就是固体临界表面张力或润湿张力 S=0时液体表面张力与固体表面润湿张力相等,因此液体在外力作用下即不展开也不缩 S<0时,液体涂布在固体表面体系表面能会增加变的不稳定,因此即使有外力也会回缩 S>0时,液体计时没有外力也会自发的在固体表面展开 综上:S的大小是体系中液体在固体表面展布的能力反应,润湿张力是液体展布的最小值
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表面张力对涂料与基材附着力的 影响
涂布对基材的附着主要是通过分子间作用力(范德华力)来实现的。要表现出较强的 分子间作用力,条件是分子间的距离要小于0.5nm以内,而浆料中的PVDF和SBR 都是通过该原理完成涂料与基材之间附着的。 当由于基材表面材质性质不均匀,氧化程度不停,灰尘、油污等情况出现时,结果 是同种涂料对基材的润湿程度不同,涂膜的附着力强度也不同。为了使涂膜对基材 的附着良好因此基材的表面性质必须一致。 根据以上理论可知:箔材使用前进行表面达因测试其表面浸润张力很有必要,一般 要求达因>30。当使用30的达因笔进行测试时,测试液应 表现为完全不收缩或基本不收缩,如测试液4S内出现明显收缩则标识箔材表面处理不 合格。
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改善方案: 1、材料表面结构的进一步改性 通过对石墨材料表面进一步的改性,提高极性基团,提高其亲水性 2、调整粘合剂有效成分的分子结构 通过调整粘合剂有效成分的分子结构,降低其极性基团的含量,有效降低粘合剂 产品的表面张力,提高其对石墨材料的润湿程 度。 3、添加具有表面活性的分散剂 在浆料中添加PVP、CMC等具有表面活性的分散剂,保证对低表面张力的颗粒 的乳化分散,提高石墨材料在水中的分散能力,即提高水对石墨材料的润湿程度。 4、添加溶剂 在浆料中添加表面张力较低的溶剂(如乙醇、NMP等),提高水对石墨材料的润湿程度 5、提高搅拌速度和延长搅拌时间。 6、提高浆料的粘度。 7、适当缩短干燥时间。
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表面张力导致的涂膜异常-橘皮
橘皮现象多出现在高速薄膜涂布时,由于喷枪口 喷出的浆料并不是在同时达到工作表面的,时间 不同导致溶剂挥发程度不同,不同浓度的浆料表 面张力不同,涂布表面因张力差导致橘皮现象。 改善以上问题: 1、提高浆料粘度,防止雾滴的掉落 2、加入除泡剂或增加抽真空防止浆料中气泡将 浆料分开在背辊运转时导致雾滴形成 3、提高浆料表面张力,增加流平效果,使轻微橘 皮现象在流平作用下缓解。
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表面张力导致的涂膜异常-浮色发花
浮色:涂层纵向色差-贝纳德旋涡 发花:涂层横向色差-横向流动和颜料浓差
贝纳德旋涡:溶剂从湿膜上挥发导致表层浓度和内层 浓度差,表层的密度大于底层导致表层下沉,底层上升 形成对流导致纵向的流动。 湿膜刚形成时涂层厚度是不均一的,随着溶剂的挥发, 湿膜较厚的地方溶剂总量一般都大于薄处,因此纵向对 流在厚的位置较明显整个湿膜表面就形成了小旋窝。浆 料中粒度较小,密度较小的颜料离子会随着旋窝流动直 到纵向流动性丧失 横向流动和颜料浓差:水平方向由于表面张力的原因, 浆料流动也在进行。同时由于纵向流动将粒度小、密度 小的颜料粒子送达表层后会存在表层的颜料浓度差造成 颜料在表层的流动导致水平方向的颜色差别。