L'ultrasò en el revestiment de formulació

Diversos components, tals com pigments, càrregues, additius químics, crosslinkers i modificadors de la reologia entrar a formulacions de revestiment i pintura. L'ultrasò és un mitjà eficaç per a la dispersió i emulsió, desaglomeració i mòlta d'aquests components en els revestiments.

El ultrasò s'utilitza en la formulació de recobriments per a:

emulsificació dels polímers en els sistemes aquosos
la dispersió i la mòlta fina de pigments
la reducció de mida de nanomaterials en els revestiments d'alt rendiment

Revestiments caiguda en dues grans categories: transmeses per l'aigua i dissolvent resines i recobriments. Cada tipus té els seus propis reptes. Instruccions per trucar Reducció dels COV i els alts preus de dissolvent estimular el creixement en transmeses per l'aigua tecnologies de recobriment de resina. L'ús d'ultrasons pot millorar el rendiment d'aquests Eco-friendly sistemes de.

L'ultrasò pot ajudar els formuladors de recobriments arquitectònics, industrials, d'automoció i de la fusta per millorar les característiques del revestiment, com ara la força del color, a les ratllades, el crac i la resistència a UV o la conductivitat elèctrica. Algunes d'aquestes característiques de recobriment són assolides per la la inclusió de mida nano-materials de, Per exemple, òxids metàl.lics (TiO₂, Sílice, Cerio, ZnO, ...).

L'ultrasò és més ajuda en el Antiescumejant (bombolles atrapades) i desgasificació (gasos dissolts) de productes d'alta viscositat.

Com la tecnologia de dispersió de ultrasò pot ser usat en laboratori, banc-top i nivell de producció, Tenint en compte les taxes de rendiment de més de 10 tones / hora s'està aplicant en la fase de R + D i en la producció comercial. Els resultats del procés es poden ampliar amb facilitat (lineal).

Hielscher dispositius d'ultrasons són molt eficient de l'energia. Els dispositius de convertir aprox. 80-90% de la potència elèctrica en l'activitat mecànica en el líquid. Això porta els costos de processament considerablement menor.

A continuació, podeu llegir sobre l'ús de l'ecografia al l'emulsificació dels polímers en sistemes aquosos, La la dispersió i la mòlta fina de pigments, I la la reducció de grandària dels nanomaterials.

Polimerització en emulsió

Formulacions de revestiment tradicionals utilitzen la química de polímers de base. L' canvi a base d'aigua, la tecnologia de recobriment de té un impacte sobre la selecció de matèries primeres, propietats i mètodes de formulació.

A la polimerització en emulsió convencional, per exemple, per a revestiments d'aigua, les partícules es construeixen des del centre fins a la seva superfície. Cinètica de les partícules influeixen en els factors de l'homogeneïtat i la morfologia.

Processament d'ultrasons es pot utilitzar de dues maneres de generar emulsions de polímers.

Top-Down: Emulsionant/dispersió de partícules més grans de polímer per generar partícules més petites per la reducció de mida
Bottom-Up: L'ús d'ultrasò abans o durant el de polimerització de les partícules

Polímers nanopartícules en Miniemulsions

De la polimerització de les partícules en miniemulsions permet la fabricació de la dispersió de partícules de polímer amb bon control de mida de partícula. La síntesi de nanopartícules de polímers en partícules de miniemulsions ( "nanoreactors"), presentat per K. Landfester és el mètode per a la formació de nanopartícules polimèriques. Aquest mètode utilitza l'elevat nombre de petites nanocompartments (fase dispersa) en una emulsió com nanoreactors. En aquests, les partícules es sintetitzen en una forma altament paral.leles al gotes de limitar individuals,. En el seu document (La Generació de nanopartícules en Miniemulsions) Landfester presenta la polimerització en nanoreactors en la perfecció d'alta per a la generació de partícules altament idèntics de mida gairebé uniforme. L' imatge de dalt mostra partícules obtingudes per poliadición a miniemulsions.

Petites gotes generades per l'aplicació de de tall d'alta (ultrasons) i estabilitzat mitjançant l'estabilització dels agents (emulgents), pot ser endurida per polimerització posterior o per disminució de la temperatura en el cas de baixa temperatura de fusió de materials. Com ultrasons poden produir gotes molt petites de mida gairebé uniforme en el lot i el procés de producció, permet un bon control sobre la mida de partícula final. Per a la polimerització de les nanopartícules, els monòmers hidrofílics pot emulsionar en una fase orgànica, i monòmers hidrofòbics en l'aigua.

En reduir la mida de les partícules, l'augment de la superfície total de superfície de la partícula al mateix temps. La imatge de l'esquerra mostra la correlació entre la mida de les partícules i la superfície en el cas de les partícules esfèriques (Faci clic per fer més gran!). Per tant, la quantitat de tensioactius necessària per estabilitzar l'emulsió augmenta gairebé linealment amb el total de la superfície de les partícules de la superfície. El tipus i quantitat de surfactant influeix la grandària de la gota. Les gotetes de 30 a 200 milles nàutiques es poden obtenir amb els tensioactius aniònics i catiònics.

Els pigments presents en els recobriments

Orgànics i pigments inorgànics són un component important de les formulacions de revestiment. Per tal de maximitzar el rendiment de pigment un bon control sobre la mida de les partícules és necessari. Quan s'afegeix pols de pigment als sistemes d'aigua, solventborne o resines epoxi, les partícules de pigment individuals tendeixen a formar grans aglomerats. Mecanismes d'alta cisallament, com rotor-estator mescladors o els molins de boles agitador són convencionalment s'utilitzen per trencar els aglomerats a tals i per desgastar les partícules individuals de pigment. Ultrasons en un molt efectiu alternativa per a aquest pas en la fabricació de recobriments.

(Feu clic per fer més gran!) Impacte de la sonicació en la grandària d'un pigment de brillantor nacrat

La foto de la dreta (Faci clic per fer més gran!) Mostren l'impacte de la sonicació en la grandària d'un pigment de brillantor nacrat. L'ultrasò mol les partícules individuals de pigment d'alta velocitat entre la col.lisió de partícules. L'avantatge important de

El processament d'ultrasons sobre mescladors d'alta velocitat, els mitjans de comunicació és el processament de les fàbriques més coherent de totes les partícules. Això redueix el problema de les "cues". Com es pot veure a la fotografia, les corbes de distribució són gairebé desplaça a l'esquerra. Generalment, els ultrasons es produeixen molt estreta distribució de mida de partícula (corbes de mòlta de pigment). Això millora la qualitat general de les dispersions de pigments, com les partícules més grans solen interferir en la capacitat de processament, la brillantor, la resistència i l'aparença òptica.

Atès que la partícula mòlta i la mòlta es basa en la entre la col lisió de partícules com resultat de la cavitació ultrasònica, Els reactors d'ultrasons pot manejar bastant alta concentració de sòlids (lots mestres, per exemple) i segueixen produint efectes de reducció de bona mida. La següent taula mostra les fotos de la mòlta humida de TiO₂ (Feu clic a les imatges per a una vista més gran!).

abans de
sonicació

després de
sonicació

TiO₂ de molí de boles

assecada per polvorització TiO₂

La imatge a la dreta (Feu clic per fer més gran!) Mostra la distribució de mida de partícula corbes de la desaglomeració de Degussa diòxid de titani anatasa per ultrasons. La forma estreta de la corba després de la sonicació és un tret típic de tractament d'ultrasons.

Materials de nanopartícules en High Performance Coatings

La nanotecnologia és una tecnologia emergent fent el seu camí en moltes indústries. Nanomaterials i nanocompuestos estan sent utilitzats en les formulacions de revestiment, per exemple, per millorar l'abrasió i resistència al ratllat o UV-estabilitat. El major desafiament per a l'aplicació de recobriments és la retenció de la transparència, claredat i brillantor. Per tant, les nanopartícules tenen molt petit per evitar interferències amb l'espectre visible de la llum. Per a moltes aplicacions, això és substancialment inferior a 100 nm.

La mòlta humida de components d'alt rendiment per nanòmetres gamma es fa un pas crucial en la formulació de recobriments nanoenginyeria. Qualsevol partícula que interfereixen amb la llum visible, boirina causa i la pèrdua de la transparència. Per tant, es requereixen distribucions de mida molt reduït. Ultrasons és un mitjà molt eficaç per a la mòlta fina dels sòlids. Cavitació per ultrasons en els líquids d'alta velocitat entre causes de les col lisions de partícules. A diferència dels tradicionals molins de gra i els molins de pedra, les partícules en si són de mòlta entre si, el que fa innecessaris els mitjans de comunicació de mòlta.

Les empreses, com Panadur (Alemanya) Hielscher ús de dispositius d'ultrasons per a la dispersió i desaglomeració de nanomaterials en els revestiments en motlle. Feu clic aquí per llegir més sobre això.

Per a la sonicació de líquids inflamables o dissolvents en entorns perillosos FM i ATEX certificats deivces, com ara la UIP1000-Exd estan disponibles.

Literatura

Behrend, O., Schubert, H. (2000): Influència de la viscositat de fase contínua en la emulsificació per ultrasò, a: Ultrasons Sonochemistry 7 (2000) 77-85.

Behrend, O., Schubert, H. (2001): Influència de la pressió hidrostàtica i contingut de gas a la emulsificació per ultrasò continu, a: Ultrasons Sonochemistry 8 (2001) 271-276.

Landfester, K. (2001): La Generació de nanopartícules en Miniemulsions, a: Materials Avançats de 2001, 13, n º 10, May17th. Wiley-VCH.

Hielscher, T. (2005): Ultrasons producció de nano-emulsions i dispersions Mida de, A: Actes de la Conferència Europea de Nanosistemes ENS'05.