Cerâmica avançada, também conhecida como cerâmica técnica ou de engenharia, é inorgânica, não metálica, materiais cristalinos básicos de composição rigorosamente controlada e fabricados com regulamentação detalhada a partir de matérias-primas altamente refinadas e/ou caracterizadas, fornecendo atributos precisamente especificados, como resistência superior à corrosão, erosão e desgaste, tenacidade, alto isolamento térmico e elétrico e resistência a altas temperaturas.

Eles são criados para serem usados em ambientes rigorosos e em várias aplicações e setores, incluindo eletrônica (semicondutores), industrial, aeronáutica, automotivo, odontológico/médico, filtragem, engenharia elétrica e outros por suas propriedades superiores.

Dispersantes para formulações de cerâmica avançada

A cerâmica avançada é produzida com o uso de pós altamente refinados e purificados que precisam ser dispersos em meios específicos para serem processados por tecnologias comprovadas tradicionais (secagem por pulverização, fundição por deslizamento e fita, injeção, extrusão) ou mais disruptivas, como fabricação aditiva.

Dispersantes são usados em formulações de cerâmica avançada para umedecer e dispersar os pós finos em diferentes meios (como água, solventes e ceras) e no controle de reologia.

A dispersão e estabilização de partículas cerâmicas em um meio líquido muitas vezes são problemáticas, já que a natureza da superfície sólida da cerâmica pode variar muito com seu tipo químico. Uma boa umectação e estabilização, seja eletrostática, estérica ou eletrostérica, só ocorrerá quando o dispersante polimérico estiver firmemente fixado à superfície do pigmento e a cauda polimérica tiver boa solubilidade no meio solvente usado e tiver comprimento de cadeia (CC) suficiente para neutralizar as forças atrativas entre partículas sólidas. Os dispersantes Lubrizol são criados para conter grupos de fixação que adsorvem fortemente na superfície das partículas cerâmicas, sendo anexados a uma cadeia polimérica projetada para ser compatível com o meio de massa cerâmica e otimizada para proporcionar estabilidade superior à dispersão da massa.

Os dispersantes podem ajudar a reduzir a viscosidade das massas cerâmicas e alcançar a distribuição estreita de tamanhos de partícula ao reduzir a aglomeração. Além disso, o processo de fabricação da cerâmica avançada é extremamente importante e um processo que exige muito trabalho. A escolha do dispersante pode influenciar em diversos parâmetros no processamento da peça cerâmica, mas as propriedades principais são produzir pastas/massas consistentes com baixa viscosidade, fluxo ideal e permitir a desaeração da massa, reduzindo assim qualquer variação de lote e melhorando o fluxo e o preenchimento dos moldes para reduzir lacunas ou defeitos.

No caso dos processos de moldagem ou extrusão cerâmica, o dispersante revestirá completamente as partículas cerâmicas individuais para conseguir as propriedades de fluxo ideal durante a etapa de moldagem e oferecer um encolhimento consistente e reduzido do corpo verde moldado durante a queima.

No caso da água ser usada como meio, o dispersante pode manter a reologia ideal do sistema cerâmico no molde á medida em que ele seque. Mesmo que a água seja drenada pelas paredes do molde, o dispersante pode impedir a sedimentação e permitir que as partículas cerâmicas se movimentem umas sobre as outras para formar um corpo verde "úmido" mais denso. Desse modo, melhorar a densidade do corpo verde com hiperdispersantes leva a menos defeitos e reduz o encolhimento da peça cerâmica durante a remoção (etapa de queima/desvinculação) dos aditivos orgânicos e antes da queima final para sinterizar as partículas restantes juntas visando formar a peça cerâmica final. Essencialmente, ao reduzir os defeitos na peça final, as quebras e os desperdícios podem ser minimizados.

Embora a resistência do produto final do forno seja a maior preocupação dos produtores de cerâmica, muitas falhas no produto final resultam de rachaduras/distorção/defeitos na etapa do corpo verde.

Portanto, a escolha do dispersante também pode afetar o desempenho da peça cerâmica final e a resistência do corpo verde é um fator importante a ser controlado, especialmente porque os fabricantes de cerâmica tentam atender a tolerâncias mais altas em novas peças cerâmicas avançadas, sejam elas para peças maiores ou feitas por novas tecnologias disruptivas, como a fabricação aditiva.

Tecnologias comprovadas de ativos Lubrizol trazem recursos exclusivos

A Lubrizol tem ampla experiência com dispersantes para tintas à base de água e à base solvente e sistemas de revestimento, com uma linha completa de produtos que fornecem excelente compatibilidade com grande variedade de solventes, resinas e outros componentes de formulação. A Lubrizol começou a investigar o uso de dispersantes em cerâmicas decorativas. Embora esta aplicação esteja mudando da impressão analógica tradicional para um sistema de impressão digital, isso criou um bom potencial para o uso de dispersantes Lubrizol com o propósito de criar melhores produtos. Agora estamos usando a experiência adquirida na dispersão de partículas inorgânicas em solventes e água para pintura, tintas, plásticos e cerâmica decorativa para desenvolver dispersantes para aplicações no mercado de cerâmica avançada.

Explorar o portfólio da Lubrizol de hiperdispersantes Solsperse™ AC para cerâmica avançada

Mais recentemente, nos baseamos nesse trabalho inicial para validar como os dispersantes podem agregar valor ao setor de cerâmica. Nesse período, desenvolvemos vários hiperdispersantes de alto desempenho para atender a diferentes requisitos de vários processos de fabricação empregados no mercado de cerâmica avançada, como fundição por deslizamento, fundição de fita, grânulos de secagem por pulverização, extrusão, molde por injeção e prensa a seco.

Esses dispersantes estão agora disponíveis em uma nova linha de produtos hiperdispersantes Solsperse™ AC, uma variedade de dispersantes poliméricos adaptados para as aplicações cerâmicas mais exigentes e para as formulações mais complexas. Os hiperdispersantes Solpserse AC foram criados para ter excelente adsorção às superfícies de partículas cerâmicas diferentes como óxido de alumínio, óxido de zircônio, nitreto de silício e titanato de bário, e também para ter boa compatibilidade com o meio solvente usado, seja água, solvente, monômeros UV ou um plástico. A utilização de hiperdispersantes Solsperse AC pode não apenas ajuda a melhorar o desempenho das massas e dispersões, mas também pode influenciar a qualidade de  produtos finais e os custos gerais da fabricação.

Cerâmica avançada é um mercado em crescimento e os dispersantes são componentes essenciais ao formular pastas e massas cerâmicas. Fale conosco para saber mais sobre a variedade de dispersantes que podem ser incorporados em formulações cerâmicas e como podemos colaborar para beneficiar o processamento e o desempenho das suas peças cerâmicas finais.

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