El ultrasonido en el revestimiento de formulación

Diversos componentes, tales como pigmentos, cargas, aditivos químicos, crosslinkers y modificadores de la reología entrar en formulaciones de revestimiento y pintura. El ultrasonido es un medio eficaz para la dispersión y emulsión, desaglomeración y molienda de esos componentes en los revestimientos.

El ultrasonido se utiliza en la formulación de recubrimientos para:

• emulsificación de los polímeros en los sistemas acuosos
• la dispersión y la molienda fina de pigmentos
• la reducción de tamaño de nanomateriales en los revestimientos de alto rendimiento

Revestimientos caída en dos grandes categorías: transmitidas por el agua y disolvente resinas y recubrimientos. Cada tipo tiene sus propios retos. Instrucciones para llamar Reducción de los COV y los altos precios de disolvente estimular el crecimiento en transmitidas por el agua tecnologías de recubrimiento de resina. El uso de ultrasonidos puede mejorar el rendimiento de dichos Eco-Friendly sistemas de.

El ultrasonido puede ayudar a los formuladores de recubrimientos arquitectónicos, industriales, de automoción y de la madera para mejorar las características del revestimiento, tales como la fuerza del color, a los arañazos, el crack y la resistencia a UV o la conductividad eléctrica. Algunas de estas características de recubrimiento son alcanzadas por la la inclusión de tamaño nano-materiales de, Por ejemplo, óxidos metálicos (TiO₂, Sílice, Ceria, ZnO, ...).

El ultrasonido es más ayuda en el antiespumante (burbujas atrapadas) y desgasificación (gases disueltos) de productos de alta viscosidad.

Como la tecnología de dispersión de ultrasonido puede ser usado en laboratorio, banco-top y nivel de producción, Teniendo en cuenta las tasas de rendimiento de más de 10 toneladas / hora se está aplicando en la fase de I + D y en la producción comercial. Los resultados del proceso se pueden ampliar con facilidad (lineal).

Hielscher dispositivos de ultrasonidos son muy eficiente de la energía. Los dispositivos de convertir aprox. 80 a 90% de la potencia eléctrica en la actividad mecánica en el líquido. Esto lleva a los costos de procesamiento considerablemente menor.

A continuación, puede leer sobre el uso de la ecografía en el la emulsificación de los polímeros en sistemas acuosos, La la dispersión y la molienda fina de pigmentos, Y la la reducción de tamaño de los nanomateriales.

Polimerización en emulsión

Formulaciones de revestimiento tradicionales utilizan la química de polímeros de base. El cambio a base de agua, la tecnología de recubrimiento de tiene un impacto sobre la selección de materias primas, propiedades y métodos de formulación.

En la polimerización en emulsión convencional, por ejemplo, para revestimientos de agua, las partículas se construyen desde el centro hasta su superficie. Cinética de las partículas influyen en los factores de la homogeneidad y la morfología.

Procesamiento de ultrasonidos se puede utilizar de dos maneras de generar emulsiones de polímeros.

• Top-Down: Emulsionante/dispersión de partículas mayores de polímero para generar partículas más pequeñas por la reducción de tamaño
• Bottom-Up: El uso de ultrasonido antes o durante el de polimerización de las partículas

Polímeros nanopartículas en Miniemulsions

De la polimerización de las partículas en miniemulsions permite la fabricación de la dispersión de partículas de polímero con buen control de tamaño de partícula. La síntesis de nanopartículas de polímeros en partículas de miniemulsions ( "nanoreactors"), presentado por K. Landfester es el método para la formación de nanopartículas poliméricas. Este método utiliza el elevado número de pequeñas nanocompartments (fase dispersa) en una emulsión como nanoreactors. En estos, las partículas se sintetizan en una forma altamente paralelas en el gotas de limitarse individuales,. En su documento (La Generación de nanopartículas en Miniemulsions) Landfester presenta la polimerización en nanoreactors en la perfección de alta para la generación de partículas altamente idénticos de tamaño casi uniforme. El imagen de arriba muestra partículas obtenidas por poliadición en miniemulsions.

Pequeñas gotas generadas por la aplicación de de corte de alta (ultrasonidos) y estabilizado mediante la estabilización de los agentes (emulgentes), puede ser endurecida por polimerización posterior o por disminución de la temperatura en el caso de baja temperatura de fusión de materiales. Como ultrasonidos pueden producir gotas muy pequeñas de tamaño casi uniforme en el lote y el proceso de producción, permite un buen control sobre el tamaño de partícula final. Para la polimerización de las nanopartículas, los monómeros hidrofílicos puede emulsionar en una fase orgánica, y monómeros hidrofóbicos en el agua.

Al reducir el tamaño de las partículas, el aumento de la superficie total de superficie de la partícula al mismo tiempo. La imagen de la izquierda muestra la correlación entre el tamaño de las partículas y la superficie en el caso de las partículas esféricas (Haga clic para agrandar!). Por lo tanto, la cantidad de tensioactivos necesaria para estabilizar la emulsión aumenta casi linealmente con el total de la superficie de las partículas de la superficie. El tipo y cantidad de surfactante influye el tamaño de la gota. Las gotitas de 30 a 200 millas náuticas se pueden obtener con los tensioactivos aniónicos y catiónicos.

Los pigmentos presentes en los recubrimientos

Orgánicos y pigmentos inorgánicos son un componente importante de las formulaciones de revestimiento. Con el fin de maximizar el rendimiento de pigmento un buen control sobre el tamaño de las partículas es necesario. Cuando se añade polvo de pigmento a los sistemas de agua, solventborne o resinas epoxi, las partículas de pigmento individuales tienden a formar grandes aglomerados. Mecanismos de alta cizalladura, como rotor-estator mezcladores o los molinos de bolas agitador son convencionalmente se utilizan para romper los aglomerados tales y para desgastar las partículas individuales de pigmento. Ultrasonidos en un muy efectivo alternativa para este paso en la fabricación de recubrimientos.

La foto de la derecha (Haga clic para agrandar!) Muestran el impacto de la sonicación en el tamaño de un pigmento de brillo nacarado. El ultrasonido muele las partículas individuales de pigmento de alta velocidad entre la colisión de partículas. La ventaja importante de

El procesamiento de ultrasonidos sobre mezcladores de alta velocidad, los medios de comunicación es el procesamiento de las fábricas más coherente de todas las partículas. Esto reduce el problema de las "colas". Como se puede ver en la fotografía, las curvas de distribución son casi desplaza a la izquierda. Generalmente, los ultrasonidos se producen muy estrecha distribución de tamaño de partícula (curvas de molienda de pigmento). Esto mejora la calidad general de las dispersiones de pigmentos, como las partículas más grandes suelen interferir con la capacidad de procesamiento, el brillo, la resistencia y la apariencia óptica.

Dado que la partícula molienda y la molienda se basa en la entre la colisión de partículas como resultado de la cavitación ultrasónica, Los reactores de ultrasonidos puede manejar bastante alta concentración de sólidos (lotes maestros, por ejemplo) y siguen produciendo efectos de reducción de buen tamaño. La siguiente tabla muestra las fotos de la molienda húmeda de TiO₂ (Haga clic en las imágenes para una vista más grande!).

antes de sonicación		después de sonicación
	TiO2 de molino de bolas
	secada por pulverización TiO2

La imagen a la derecha (Haga clic para agrandar!) Muestra la distribución de tamaño de partícula curvas de la desaglomeración de Degussa dióxido de titanio anatasa por ultrasonidos. La forma estrecha de la curva después de la sonicación es un rasgo típico de tratamiento de ultrasonidos.

Materiales de nanopartículas en High Performance Coatings

La nanotecnología es una tecnología emergente haciendo su camino en muchas industrias. Nanomateriales y nanocompuestos están siendo utilizados en las formulaciones de revestimiento, por ejemplo, para mejorar la abrasión y resistencia al rayado o UV-estabilidad. El mayor desafío para la aplicación de recubrimientos es la retención de la transparencia, claridad y brillo. Por lo tanto, las nanopartículas tienen muy pequeño para evitar interferencias con el espectro visible de la luz. Para muchas aplicaciones, esto es sustancialmente inferior a 100 nm.

La molienda húmeda de componentes de alto rendimiento para nanómetros gama se hace un paso crucial en la formulación de recubrimientos nanoingeniería. Cualquier partícula que interfieren con la luz visible, neblina causa y la pérdida de la transparencia. Por lo tanto, se requieren distribuciones de tamaño muy reducido. Ultrasonidos es un medio muy eficaz para la molienda fina de los sólidos. Cavitación por ultrasonidos en los líquidos de alta velocidad entre causas de las colisiones de partículas. A diferencia de los tradicionales molinos de grano y los molinos de piedra, las partículas en sí son de molienda entre sí, lo que hace innecesarios los medios de comunicación de molienda.

Las empresas, como Panadur (Alemania) Hielscher uso de dispositivos de ultrasonidos para la dispersión y desaglomeración de nanomateriales en los revestimientos en molde. Haga clic aquí para leer más sobre esto.

Para la sonicación de líquidos inflamables o disolventes en entornos peligrosos FM y ATEX certificados deivces, tales como la UIP1000-Exd están disponibles.

Literatura

Behrend, O., Schubert, H. (2000): Influencia de la viscosidad de fase continua en la emulsificación por ultrasonido, en: Ultrasonidos Sonochemistry 7 (2000) 77-85.

Behrend, O., Schubert, H. (2001): Influencia de la presión hidrostática y contenido de gas en la emulsificación por ultrasonido continuo, en: Ultrasonidos Sonochemistry 8 (2001) 271-276.

Landfester, K. (2001): La Generación de nanopartículas en Miniemulsions, en: Materiales Avanzados de 2001, 13, n º 10, May17th. Wiley-VCH.

Hielscher, T. (2005): Ultrasonidos producción de nano-emulsiones y dispersiones Tamaño de, En: Actas de la Conferencia Europea de Nanosistemas ENS'05.

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Hielscher Ultrasonics GmbH

El ultrasonido en el revestimiento de formulación

Diversos componentes, tales como pigmentos, cargas, aditivos químicos, crosslinkers y modificadores de la reología entrar en formulaciones de revestimiento y pintura. El ultrasonido es un medio eficaz para la dispersión y emulsión, desaglomeración y molienda de esos componentes en los revestimientos.

El ultrasonido se utiliza en la formulación de recubrimientos para:

• emulsificación de los polímeros en los sistemas acuosos
• la dispersión y la molienda fina de pigmentos
• la reducción de tamaño de nanomateriales en los revestimientos de alto rendimiento

Revestimientos caída en dos grandes categorías: transmitidas por el agua y disolvente resinas y recubrimientos. Cada tipo tiene sus propios retos. Instrucciones para llamar Reducción de los COV y los altos precios de disolvente estimular el crecimiento en transmitidas por el agua tecnologías de recubrimiento de resina. El uso de ultrasonidos puede mejorar el rendimiento de dichos Eco-Friendly sistemas de.

El ultrasonido puede ayudar a los formuladores de recubrimientos arquitectónicos, industriales, de automoción y de la madera para mejorar las características del revestimiento, tales como la fuerza del color, a los arañazos, el crack y la resistencia a UV o la conductividad eléctrica. Algunas de estas características de recubrimiento son alcanzadas por la la inclusión de tamaño nano-materiales de, Por ejemplo, óxidos metálicos (TiO₂, Sílice, Ceria, ZnO, ...).

El ultrasonido es más ayuda en el antiespumante (burbujas atrapadas) y desgasificación (gases disueltos) de productos de alta viscosidad.

Como la tecnología de dispersión de ultrasonido puede ser usado en laboratorio, banco-top y nivel de producción, Teniendo en cuenta las tasas de rendimiento de más de 10 toneladas / hora se está aplicando en la fase de I + D y en la producción comercial. Los resultados del proceso se pueden ampliar con facilidad (lineal).

Hielscher dispositivos de ultrasonidos son muy eficiente de la energía. Los dispositivos de convertir aprox. 80 a 90% de la potencia eléctrica en la actividad mecánica en el líquido. Esto lleva a los costos de procesamiento considerablemente menor.

A continuación, puede leer sobre el uso de la ecografía en el la emulsificación de los polímeros en sistemas acuosos, La la dispersión y la molienda fina de pigmentos, Y la la reducción de tamaño de los nanomateriales.

Polimerización en emulsión

Formulaciones de revestimiento tradicionales utilizan la química de polímeros de base. El cambio a base de agua, la tecnología de recubrimiento de tiene un impacto sobre la selección de materias primas, propiedades y métodos de formulación.

En la polimerización en emulsión convencional, por ejemplo, para revestimientos de agua, las partículas se construyen desde el centro hasta su superficie. Cinética de las partículas influyen en los factores de la homogeneidad y la morfología.

Procesamiento de ultrasonidos se puede utilizar de dos maneras de generar emulsiones de polímeros.

• Top-Down: Emulsionante/dispersión de partículas mayores de polímero para generar partículas más pequeñas por la reducción de tamaño
• Bottom-Up: El uso de ultrasonido antes o durante el de polimerización de las partículas

Polímeros nanopartículas en Miniemulsions

De la polimerización de las partículas en miniemulsions permite la fabricación de la dispersión de partículas de polímero con buen control de tamaño de partícula. La síntesis de nanopartículas de polímeros en partículas de miniemulsions ( "nanoreactors"), presentado por K. Landfester es el método para la formación de nanopartículas poliméricas. Este método utiliza el elevado número de pequeñas nanocompartments (fase dispersa) en una emulsión como nanoreactors. En estos, las partículas se sintetizan en una forma altamente paralelas en el gotas de limitarse individuales,. En su documento (La Generación de nanopartículas en Miniemulsions) Landfester presenta la polimerización en nanoreactors en la perfección de alta para la generación de partículas altamente idénticos de tamaño casi uniforme. El imagen de arriba muestra partículas obtenidas por poliadición en miniemulsions.

Pequeñas gotas generadas por la aplicación de de corte de alta (ultrasonidos) y estabilizado mediante la estabilización de los agentes (emulgentes), puede ser endurecida por polimerización posterior o por disminución de la temperatura en el caso de baja temperatura de fusión de materiales. Como ultrasonidos pueden producir gotas muy pequeñas de tamaño casi uniforme en el lote y el proceso de producción, permite un buen control sobre el tamaño de partícula final. Para la polimerización de las nanopartículas, los monómeros hidrofílicos puede emulsionar en una fase orgánica, y monómeros hidrofóbicos en el agua.

Al reducir el tamaño de las partículas, el aumento de la superficie total de superficie de la partícula al mismo tiempo. La imagen de la izquierda muestra la correlación entre el tamaño de las partículas y la superficie en el caso de las partículas esféricas (Haga clic para agrandar!). Por lo tanto, la cantidad de tensioactivos necesaria para estabilizar la emulsión aumenta casi linealmente con el total de la superficie de las partículas de la superficie. El tipo y cantidad de surfactante influye el tamaño de la gota. Las gotitas de 30 a 200 millas náuticas se pueden obtener con los tensioactivos aniónicos y catiónicos.

Los pigmentos presentes en los recubrimientos

Orgánicos y pigmentos inorgánicos son un componente importante de las formulaciones de revestimiento. Con el fin de maximizar el rendimiento de pigmento un buen control sobre el tamaño de las partículas es necesario. Cuando se añade polvo de pigmento a los sistemas de agua, solventborne o resinas epoxi, las partículas de pigmento individuales tienden a formar grandes aglomerados. Mecanismos de alta cizalladura, como rotor-estator mezcladores o los molinos de bolas agitador son convencionalmente se utilizan para romper los aglomerados tales y para desgastar las partículas individuales de pigmento. Ultrasonidos en un muy efectivo alternativa para este paso en la fabricación de recubrimientos.

La foto de la derecha (Haga clic para agrandar!) Muestran el impacto de la sonicación en el tamaño de un pigmento de brillo nacarado. El ultrasonido muele las partículas individuales de pigmento de alta velocidad entre la colisión de partículas. La ventaja importante de

El procesamiento de ultrasonidos sobre mezcladores de alta velocidad, los medios de comunicación es el procesamiento de las fábricas más coherente de todas las partículas. Esto reduce el problema de las "colas". Como se puede ver en la fotografía, las curvas de distribución son casi desplaza a la izquierda. Generalmente, los ultrasonidos se producen muy estrecha distribución de tamaño de partícula (curvas de molienda de pigmento). Esto mejora la calidad general de las dispersiones de pigmentos, como las partículas más grandes suelen interferir con la capacidad de procesamiento, el brillo, la resistencia y la apariencia óptica.

Dado que la partícula molienda y la molienda se basa en la entre la colisión de partículas como resultado de la cavitación ultrasónica, Los reactores de ultrasonidos puede manejar bastante alta concentración de sólidos (lotes maestros, por ejemplo) y siguen produciendo efectos de reducción de buen tamaño. La siguiente tabla muestra las fotos de la molienda húmeda de TiO₂ (Haga clic en las imágenes para una vista más grande!).

antes de sonicación		después de sonicación
	TiO2 de molino de bolas
	secada por pulverización TiO2

La imagen a la derecha (Haga clic para agrandar!) Muestra la distribución de tamaño de partícula curvas de la desaglomeración de Degussa dióxido de titanio anatasa por ultrasonidos. La forma estrecha de la curva después de la sonicación es un rasgo típico de tratamiento de ultrasonidos.

Materiales de nanopartículas en High Performance Coatings

La nanotecnología es una tecnología emergente haciendo su camino en muchas industrias. Nanomateriales y nanocompuestos están siendo utilizados en las formulaciones de revestimiento, por ejemplo, para mejorar la abrasión y resistencia al rayado o UV-estabilidad. El mayor desafío para la aplicación de recubrimientos es la retención de la transparencia, claridad y brillo. Por lo tanto, las nanopartículas tienen muy pequeño para evitar interferencias con el espectro visible de la luz. Para muchas aplicaciones, esto es sustancialmente inferior a 100 nm.

La molienda húmeda de componentes de alto rendimiento para nanómetros gama se hace un paso crucial en la formulación de recubrimientos nanoingeniería. Cualquier partícula que interfieren con la luz visible, neblina causa y la pérdida de la transparencia. Por lo tanto, se requieren distribuciones de tamaño muy reducido. Ultrasonidos es un medio muy eficaz para la molienda fina de los sólidos. Cavitación por ultrasonidos en los líquidos de alta velocidad entre causas de las colisiones de partículas. A diferencia de los tradicionales molinos de grano y los molinos de piedra, las partículas en sí son de molienda entre sí, lo que hace innecesarios los medios de comunicación de molienda.

Las empresas, como Panadur (Alemania) Hielscher uso de dispositivos de ultrasonidos para la dispersión y desaglomeración de nanomateriales en los revestimientos en molde. Haga clic aquí para leer más sobre esto.

Para la sonicación de líquidos inflamables o disolventes en entornos peligrosos FM y ATEX certificados deivces, tales como la UIP1000-Exd están disponibles.

Literatura

Behrend, O., Schubert, H. (2000): Influencia de la viscosidad de fase continua en la emulsificación por ultrasonido, en: Ultrasonidos Sonochemistry 7 (2000) 77-85.

Behrend, O., Schubert, H. (2001): Influencia de la presión hidrostática y contenido de gas en la emulsificación por ultrasonido continuo, en: Ultrasonidos Sonochemistry 8 (2001) 271-276.

Landfester, K. (2001): La Generación de nanopartículas en Miniemulsions, en: Materiales Avanzados de 2001, 13, n º 10, May17th. Wiley-VCH.

Hielscher, T. (2005): Ultrasonidos producción de nano-emulsiones y dispersiones Tamaño de, En: Actas de la Conferencia Europea de Nanosistemas ENS'05.

Enlace rápido

Solicitud de información

Hielscher Ultrasonics GmbH