مجانسات الطلاء عالية الأداء
الخلاطات بالموجات فوق الصوتية هي أداة موثوقة لتجانس وتفريق واستحلاب تركيبات الطلاء السائل والصبغة. لا تنتج المجانسات بالموجات فوق الصوتية مستحلبات وتشتتات طلاء عالية الاستقرار وموحدة فحسب ، بل تستخدم أيضا الموجات فوق الصوتية لطحن وطحن الأصباغ والمواد النانوية والجزيئات الأولية. نظرا لنتائج التشتت والطحن الممتازة ، يتم تنفيذ المجانسات بالموجات فوق الصوتية من قبل صناعة الطلاء كواحدة من أكثر تقنيات خلط الطلاء ومعجون الصباغ تطورا.
تجانس الطلاء والتشتت والمستحلب
يتم تطبيق التجانس لتقليل حجم الجسيمات من المواد الصلبة أو القطرات من أجل تسهيل إنتاج مستحلبات ومشتتات مستقرة عالية الجودة. في صياغة الدهانات والطلاء والورنيش ، يعد حجم الجسيمات الموحد أمرا بالغ الأهمية حتى في النتائج في التلوين وسلوك التطبيق ووظائف الطلاء أو تركيبة الطلاء.
مجانسات الطلاء بالموجات فوق الصوتية لتركيبات التشتت والمستحلب
تعتبر الخلاطات عالية القص بالموجات فوق الصوتية مثالية لتطبيقات التجانس والاستحلاب والذوبان ، حيث يكون حجم الجسيمات أو القطيرات والتوزيع الموحد أمرا بالغ الأهمية لأداء الطلاء وجودته.
Ultrasonication هي التكنولوجيا المفضلة للتجانس ، لأن التجويف الصوتي المكثف للموجات فوق الصوتية عالية الطاقة قادر على كسر الجزيئات بشكل موثوق وصولا إلى توزيع الجسيمات الموحد في نطاق ميكرون ونانو . التجانس بالموجات فوق الصوتية هو التقنية الأكثر تطورا لإنتاج جزيئات بحجم النانو والميكرون. يمكن تعديل حجم الجسيمات (مثل الأصباغ والزيوت والشموع والمواد المضافة وما إلى ذلك) بشكل فردي عن طريق تطبيق الكمية المناسبة من شدة الموجات فوق الصوتية.
علاوة على ذلك ، يمكن أن يؤدي التشتت بالموجات فوق الصوتية إلى تعديل سطح الأصباغ مما يؤدي إلى زيادة كبيرة في استقرار التشتت.
معالج بالموجات فوق الصوتية الصناعية UIP16000 (16 كيلو واط) لإنتاج الدهانات والحشوات النانوية
- الدهانات ذات الأساس المائي
- الدهانات القائمة على المذيبات
- دهانات مستحلب
- دهانات التشتت
- مشتتات اللاتكس
- مستحلبات الشمع
- أحمال عالية الصباغ
- دهانات مستحلب لامعة
- مستحلبات (خليط من التعليق والمستحلب)
- طلاءات عالية الأداء
- الورنيش
- تركيبات البوليمر
- الميناء
- إضافات الجسيمات النانوية
- الجسيمات الكاشطة
- بلمرة مستحلب صغير
التشتت بالموجات فوق الصوتية للحشوات النانوية
يتم دمج الحشوات بحجم النانو في الطلاءات مثل البوليمرات أو الراتنجات. يمكن لمثل هذه الحشوات النانوية تحسين الخواص الميكانيكية بشكل كبير ، على سبيل المثال مقاومة الأشعة فوق البنفسجية ، ومقاومة الخدش ، والصلابة والمتانة / قوة الشد لبعض المواد. يتمثل الاختلاف الرئيسي بين الحشوات التقليدية بحجم ميكرون والحشوات ذات الحجم النانوي في نسبة السطح المحددة العالية وبالتالي استكمال الخصائص المتغيرة للحشوات النانوية. يجب تشتيت المواد النانوية (مثل الحشوات ذات المقياس النانوي) بشكل موحد في تركيبة طلاء أو طلاء ، بحيث يمكن أن تتفاعل مساحة السطح الكاملة مع المصفوفة المحيطة بها. فقط عندما يتم تشتيتها كجسيمات نانوية مشتتة مفردة ، يمكن للحشوات النانوية التعبير عن خصائصها المادية غير العادية. المجانسات والمشتتات بالموجات فوق الصوتية هي تقنية الخلط الفائقة لفك تشابك الجسيمات النانوية وتفكيكها وتشتيتها بالتساوي مثل الحشوات النانوية في مصفوفة (على سبيل المثال ، البوليمرات أو الإيبوكسي أو الراتنجات). نظرا لأن قوى القص بالموجات فوق الصوتية تكسر الروابط بين الجسيمات ، فإن كل جسيم يتشتت في المصفوفة ويطوي خصائصه الكاملة. وبالتالي ، فإن التشتت والتجانس بالموجات فوق الصوتية هو الطريقة الأكثر موثوقية لإنتاج الطلاء عالي الأداء.
تتميز تقنية التشتت بالموجات فوق الصوتية بالعديد من المزايا مقارنة بتقنيات الطحن التقليدية مثل المطاحن ثلاثية الأسطوانات أو الكرة أو الوسائط.
التشتت بالموجات فوق الصوتية من مستحلب اللاتكس
على الرغم من أن دهانات اللاتكس ليست أكثر تركيبات الطلاء تعقيدا للتحضير ، إلا أنه لا يزال يتعين إعدادها بعناية ويجب إضافة جميع مكونات تركيبة اللاتكس بترتيب محدد. في خطوة التحضير الأولى ، يتم إعداد تعليق الطلاء الأساسي. لذلك ، يتم تشتيت الأصباغ في الماء باستخدام عوامل ترطيب وعوامل مضادة للرغوة والمواد المضافة الأخرى المطلوبة لوصفة التركيبة المحددة. عادة ما يتم تشتيت أصباغ ثاني أكسيد التيتانيوم (TiO2) أولا ثم تضاف أصباغ الموسع. بالنسبة لمعظم الصيغ ، يعد ترتيب وقياس إضافة هذه المركبات عاملا أساسيا مؤثرا على الجودة. في الغالب ، يتم استخدام الخلاطات ذات الشفرات / الدوارة عالية السرعة ، وهي الطريقة الأكثر تقليدية لاستحلاب اللاتكس ، لترطيب الجسيمات وتشتيتها. مع الخلاطات ذات الشفرات أو الخلاطات الدوارة ، يعد خلط التركيبة الأساسية المتسقة جهدا يستغرق وقتا طويلا. بعد ذلك ، يضاف مستحلب اللاتكس إلى الخليط ويدمج بمستوى أقل بكثير من طاقة الخلط. مستحلبات اللاتكس عرضة للتجمع أو الانكسار وتتطلب ظروف تجانس خفيفة. ثم يتم إضافة مثخنات مشتتة مسبقا بالفعل لضبط لزوجة مستحلب طلاء اللاتكس النهائي إلى الاتساق المطلوب.
يمكن للمشتت بالموجات فوق الصوتية التعامل بسهولة وموثوقية مع إعداد مستحلبات اللاتكس. نظرا لأنه يمكن ضبط طاقة الصوتنة وبالتالي شدة التشتت على التجانس والتجانس لخطوات التحضير المختلفة ، يمكن منع تحلل المكونات أو كسر مستحلب اللاتكس بشكل موثوق. التشتت بالموجات فوق الصوتية هو تقنية مجربة لترطيب المسحوق الكامل. يمكن تغيير ترتيب إضافة المواد ، وما إلى ذلك إلى متطلبات الصياغة. يسمح إدخال الطاقة بالموجات فوق الصوتية المعدل بشكل مثالي بالتعبير الكامل عن التلوين للأصباغ وينتج عنه طلاء مستحلب لاتكس عالي الجودة.
نظرا لأن المشتت بالموجات فوق الصوتية مع خلية التدفق هو نظام مغلق ، فلا تحدث تهوية أو رغوة غير مرغوب فيها. يوفر ultrasonicator ميزة قوية وموثوقة وسهلة وآمنة للعمل، وجود دورات دفعة أقصر وإجراءات صياغة أبسط. حتى مع وجود الموجات فوق الصوتية على مقاعد البدلاء في إعداد التدفق ، يمكن أن تكون القدرات الإنتاجية الكبيرة فعالة ومعالجتها بكفاءة من حيث التكلفة.
قبل وبعد صوتنة: يظهر المنحنى الأخضر حجم الجسيمات قبل صوتنة ، والمنحنى الأحمر هو توزيع حجم الجسيمات من السيليكا المشتتة بالموجات فوق الصوتية.
التشتت بالموجات فوق الصوتية لمستحلبات الشمع
مستحلبات الشمع والتشتت عبارة عن إضافات مصنوعة من جزيئات الشمع الدقيقة والمستقرة ، موزعة بشكل متجانس في الماء. عندما يتم تشتيت الشمع على شكل قطرات نانو مع توزيع قطرات متجانسة للغاية ، يتم الحصول على مستحلبات شمع مستقرة. تولد المجانسات بالموجات فوق الصوتية قوى قص مكثفة وهي أنظمة تشتيت موثوقة وقوية لإنتاج مستحلبات نانوية شمعية مستقرة.
قراءة المزيد عن استحلاب الشمع بالموجات فوق الصوتية!
مشتت بالموجات فوق الصوتية مع خلية تدفق الزجاج لعرض تجانس الطلاء الأحمر
أصباغ الأشعة فوق البنفسجية السوداء: قبل وبعد الموجات فوق الصوتية
المجانسات عالية القص بالموجات فوق الصوتية لتركيبات الطلاء
Hielscher Ultrasonics الخالطات، مشتتات، المستحلبات، والمطاحن تستخدم في الإنتاج الصناعي للدهانات والطلاء عالية الأداء. مع طاقة تردد الموجات فوق الصوتية المكثفة ، تخلق المجانسات بالموجات فوق الصوتية قوى قص عالية جدا واضطرابات وقوى مدمرة. تجمع هذه القوى فوق الصوتية المكثفة بشكل غير عادي التأثير المطلوب على الملاط الصلب السائل لتفريق الجسيمات وطحنها بالحجم والوظائف المطلوبة.
الطحن بالموجات فوق الصوتية للأحمال عالية الصلابة
يمكن للأنظمة المضمنة بالموجات فوق الصوتية التعامل بسهولة مع تركيزات صلبة عالية جدا. طالما أن تحميل جسيمات الملاط في نطاق كونه قابلا للضخ ويمكن تغذيته من خلال خلية التدفق بالموجات فوق الصوتية ، يمكن لأجهزة المتجانسة الصناعية بالموجات فوق الصوتية من Hielscher معالجة أي نوع من الملاط عالي اللزوجة الذي يشبه اللصق بشكل موثوق. يتم تطبيق الطحن الرطب بالموجات فوق الصوتية بشكل شائع من أجل إعداد دفعات رئيسية من أصباغ بحجم ميكرون ونانو. إن القدرة على التعامل مع مثل هذه الأحمال الصلبة العالية حتى للجزيئات الكاشطة تجعل المجانسات عالية القص بالموجات فوق الصوتية أكثر تقنيات الطحن فعالية وكفاءة للأصباغ وجزيئات النانو.
محرضات الخزان بالموجات فوق الصوتية ومفاعلات التدفق
يمكن خلط تركيبات الطلاء في خزانات أو دفعات مفتوحة ، حيث يتم إدخال واحد أو أكثر من مجسات الموجات فوق الصوتية. خلط الحاوية المفتوحة باستخدام إعداد مثل Hielscher SonoStation (انظر الصورة. يسار) هو إعداد مثالي لتفريق الأحجام متوسطة الحجم من التركيبات منخفضة إلى متوسطة اللزوجة. بالنسبة للإنتاجية ذات الحجم الكبير ، والتطبيقات المكثفة للطحن وكسر الجسيمات الأولية وكذلك للملاط والمعاجين عالية اللزوجة ، فإن المفاعل بالموجات فوق الصوتية القابل للضغط هو الإعداد المفضل.
لا يمكن ضغط وعاء مفتوح مثل الخزان كما أنه ليس مثاليا للمعالجة الموحدة للأحجام الأكبر و / أو عالية اللزوجة. يمكن ضغط مفاعل التدفق بالموجات فوق الصوتية حتى عدة بارج. يؤدي تطبيق الضغط أثناء الصوتنة إلى تكثيف التجويف الصوتي وبالتالي قوى القص وتشتيت / طحن / تجانس تأثيرات الموجات فوق الصوتية. في الوقت نفسه ، يتم تغذية جميع الطلاء أو الأصباغ بشكل موحد في المفاعل: بعد نفس وقت الإقامة ومعالجتها في ظل نفس ظروف الموجات فوق الصوتية بالضبط ، يتم تحقيق نتيجة تشتت / طحن متجانسة للغاية. ينتج عن المعالجة الموحدة للغاية تحت قوى الموجات فوق الصوتية المكثفة منتجات طلاء فائقة.
Hielscher الفوق صوتيات يقدم مجموعة كاملة من معالج الموجات فوق الصوتية عالية الأداء مع إعدادات خزان ومفاعل توريد لكم مع معدات تشتيت بالموجات فوق الصوتية المثالية لإنتاج الطلاء الخاص بك.
مشتتات بالموجات فوق الصوتية لكل سعة المنتج
تغطي مجموعة منتجات Hielscher Ultrasonics مجموعة كاملة من المعالجات بالموجات فوق الصوتية من الموجات فوق الصوتية مختبر المدمجة على مقاعد البدلاء وأنظمة تجريبية إلى معالجات الموجات فوق الصوتية الصناعية بالكامل مع القدرة على معالجة حمولات الشاحنات في الساعة. تتيح لنا مجموعة المنتجات الكاملة أن نقدم لك أنسب مشتت بالموجات فوق الصوتية لتركيبات الطلاء وقدرة العملية وأهداف الإنتاج.
تعتبر أنظمة الطاولة بالموجات فوق الصوتية مثالية لاختبارات الجدوى وتحسين العملية. إن التوسع الخطي القائم على معلمات العملية المحددة يجعل من السهل جدا زيادة قدرات المعالجة من القطع الأصغر إلى الإنتاج التجاري الكامل. يمكن إجراء الترقية إما عن طريق تثبيت وحدة تشتيت بالموجات فوق الصوتية أكثر قوة أو تجميع العديد من الموجات فوق الصوتية بالتوازي. مع UIP16000، تقدم Hielscher أقوى مشتت بالموجات فوق الصوتية في جميع أنحاء العالم.
سعات يمكن التحكم فيها بدقة للحصول على أفضل النتائج
جميع الموجات فوق الصوتية Hielscher يمكن التحكم فيها بدقة وبالتالي خيول عمل موثوقة في الإنتاج. السعة هي واحدة من معلمات العملية الحاسمة التي تؤثر على كفاءة وفعالية التشتت بالموجات فوق الصوتية والطحن الرطب لمعاجين الصباغ والدهانات والبوليمرات.
جميع Hielscher الفوق صوتيات’ تسمح المعالجات بالإعداد الدقيق للسعة. Sonotrodes وأبواق التعزيز هي الملحقات التي تسمح لتعديل السعة في نطاق أوسع. يمكن لمعالجات الموجات فوق الصوتية الصناعية من Hielscher تقديم سعات عالية جدا وتقديم كثافة الموجات فوق الصوتية المطلوبة للتطبيقات الصعبة. يمكن تشغيل السعات التي تصل إلى 200 ميكرومتر بسهولة بشكل مستمر في عملية 24/7. السعات العالية ضرورية عندما يتعلق الأمر بتطبيقات الموجات فوق الصوتية عالية الطاقة مثل تشتت النانو ، وتوليف الجسيمات النانوية ، وطحن الجسيمات الأولية والمستحلبات الصغيرة.
تمنحك إعدادات السعة الدقيقة والمراقبة الدائمة لمعلمات العملية بالموجات فوق الصوتية عبر البرامج الذكية إمكانية معالجة أصباغك وملاط المسحوق في ظل أكثر ظروف الموجات فوق الصوتية فعالية. صوتنة الأمثل للحصول على أفضل نتائج التشتت!
اختبار سهل وخالي من المخاطر
يمكن أن تكون عمليات الموجات فوق الصوتية خطية بالكامل. هذا يعني أن كل نتيجة حققتها باستخدام مختبر أو جهاز الموجات فوق الصوتية على مقاعد البدلاء ، يمكن تحجيمها إلى نفس الإخراج بالضبط باستخدام نفس معلمات العملية بالضبط. وهذا يجعل الموجات فوق الصوتية مثالية لاختبار الجدوى خالية من المخاطر ، وتحسين العملية والتنفيذ اللاحق في التصنيع التجاري. اتصل بنا لمعرفة كيف يمكن صوتنة تحسين الطلاء وإنتاج الصباغ.
أعلى جودة – صمم وصنع في ألمانيا
كشركة عائلية وتديرها عائلة ، تعطي Hielscher الأولوية لأعلى معايير الجودة لمعالجاتها بالموجات فوق الصوتية. تم تصميم جميع الموجات فوق الصوتية وتصنيعها واختبارها بدقة في مقرنا الرئيسي في Teltow بالقرب من برلين ، ألمانيا. متانة وموثوقية معدات الموجات فوق الصوتية Hielscher جعلها حصان العمل في الإنتاج الخاص بك. عملية 24/7 تحت الحمل الكامل وفي البيئات الصعبة هي سمة طبيعية لمشتتات Hielscher عالية الأداء. هذا يجعل معدات الموجات فوق الصوتية Hielscher أداة عمل موثوقة تلبي متطلبات معالجة الطلاء الخاصة بك.
| حجم الدفعة | معدل التدفق | الأجهزة الموصى بها |
|---|---|---|
| 1 إلى 500 مل | 10 إلى 200 مل / دقيقة | UP100H |
| 10 إلى 2000 مل | 20 إلى 400 مل / دقيقة | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 إلى 20 لتر | 0.2 إلى 4 لتر / دقيقة | UIP2000hdT |
| 10 إلى 100 لتر | 2 إلى 10 لتر / دقيقة | UIP4000hdT |
| ن.أ. | 10 إلى 100 لتر / دقيقة | UIP16000 |
| ن.أ. | أكبر | مجموعة من UIP16000 |
اتصل بنا! / اسألنا!
الأدب / المراجع
- N.P. Badgujar , Y.E. Bhoge , T.D. Deshpande , B.A. Bhanvase , P.R. Gogate , S.H. Sonawane , R.D. Kulkarni (2015): Ultrasound assisted organic pigment dispersion: advantages of ultrasound method over conventional method. Pigment & Resin Technology, Vol. 44 No. 4, 2015. 214-223.
- Siti Hajar Othman, Suraya Abdul Rashid, Tinia Idaty Mohd Ghazi, Norhafizah Abdullah (2012): Dispersion and Stabilization of Photocatalytic TiO2 Nanoparticles in Aqueous Suspension for Coatings Applications. Journal of Nanomaterials, Volume 2012.
- Kimitoshi Sato; Ji‐Guang Li; Hidehiro Kamiya; Takamasa Ishigaki (2008): Ultrasonic Dispersion of TiO2 Nanoparticles in Aqueous Suspension. Jouranl of American Cermaic Society Vol. 91, Issue 8, 2008.
- Karl A. Kusters; Sotiris E. Pratsinis; Steven G. Thoma; Douglas M. Smith (1994): Energy—Size Reduction Laws for Ultrasonic Fragmentation. September 1994, Powder Technology 80 (3), 1994. 253–263.
- Stoffer J.O.; Fahim M. (1991): Ultrasonic dispersion of pigment in water based paints. Journal of Coatings Technology, 63, (797), 61.
حقائق تستحق المعرفة
ما الفرق بين التشتت والمستحلبات
تعريف التشتت:
A التشتت هو نظام يتم فيه تشتيت الجسيمات الموزعة من مادة ما في مرحلة مستمرة من مادة أخرى. قد تكون المرحلتان في نفس الحالة أو حالات مختلفة.
تتميز أنواع مختلفة من التشتت. العوامل المميزة هي على سبيل المثال نسبة حجم الجسيمات للجسيمات المشتتة فيما يتعلق بجسيمات الطور المستمر ، سواء حدث هطول الأمطار أم لا ، ووجود الحركة البراونية. بشكل عام ، تسمى تشتتات الجسيمات الكبيرة بما يكفي للترسيب معلقات ، بينما تسمى جزيئات الجسيمات الأصغر الغرويات والمحاليل. المستحلب هو نوع فرعي محدد من التشتت ، حيث يتم تشتيت سائلين غير قابلين للامتزاج (مرحلتان من نفس الحالة) في بعضهما البعض.
تعريف المستحلب:
المستحلبات هي أنظمة سائلة من سائلين غير قابلين للامتزاج على الأقل ، حيث ينتشر أحد السوائل في الآخر على شكل قطرات صغيرة. تسمى مرحلة القطرات الصغيرة الموزعة المرحلة المشتتة أو الداخلية ، بينما تسمى المرحلة الأخرى المرحلة المستمرة أو الخارجية. هناك نوعان رئيسيان من المستحلبات ، والتي تتميز بين: مستحلبات الزيت في الماء (O / W) ومستحلبات الماء في الزيت (W / O). في مستحلب الزيت في الماء (O / W) ، يكون الطور الداخلي عبارة عن زيت أو سائل قابل للامتزاج بالزيت ، والمرحلة الخارجية عبارة عن ماء أو سائل قابل للامتزاج بالماء. في مستحلب الماء في الزيت (W / O) ، يكون الطور الداخلي هو السائل الشبيه بالماء ، بينما يكون الطور الخارجي هو السائل الشبيه بالزيت.
تتطلب معظم المستحلبات عامل استحلاب ، يعرف باسم المثبت أو الفاعل بالسطح. يلعب حجم القطرة أيضا دورا مهما فيما يتعلق باستقرار المستحلب. أصغر حجم القطرة ، وأكثر استقرارا هو مستحلب.
الموجات فوق الصوتية عالية الأداء! تغطي مجموعة منتجات Hielscher الطيف الكامل من الموجات فوق الصوتية للمختبر المدمجة على وحدات مقاعد البدلاء إلى أنظمة الموجات فوق الصوتية الصناعية الكاملة.