كيفية خلط الورنيش مع الحشوات النانوية

يتطلب إنتاج الورنيش معدات خلط قوية يمكنها التعامل مع جزيئات النانو والأصباغ ، والتي يجب أن تكون مشتتة بشكل موحد في التركيبة. المجانسات بالموجات فوق الصوتية هي تقنية تشتيت عالية الكفاءة وموثوقة توفر توزيعا متجانسا للجسيمات النانوية في البوليمرات.

إنتاج الورنيش مع خلاطات الموجات فوق الصوتية عالية الأداء

يوصف الورنيش بأنه طبقة أو فيلم واقي صلب شفاف شفاف ، يتم صياغته من الراتنجات (على سبيل المثال ، الأكريليك ، البولي يوريثين ، الألكيد ، اللك) ، زيت التجفيف ، مجفف المعادن ، والمذيبات المتطايرة (على سبيل المثال ، النفتا ، الروح المعدنية أو أرق). عندما يجف الورنيش ، يتبخر المذيب المحتوي عليه ، وتتأكسد المكونات المتبقية أو تتبلمر لتشكيل فيلم شفاف متين. تستخدم الورنيش في الغالب كطلاءات واقية للأسطح الخشبية واللوحات والأشياء الزخرفية المختلفة ، بينما تستخدم ورنيش المعالجة بالأشعة فوق البنفسجية في طلاء السيارات ومستحضرات التجميل والمواد الغذائية والعلوم وغيرها من الفروع.

تشتت نانو السيليكا بالموجات فوق الصوتية في الورنيش

مثال شائع على تشتيت الموجات فوق الصوتية هو دمج السيليكا الغروية ، والتي تضاف عادة لإعطاء خصائص الورنيش متغيرة الانسيابية.
على سبيل المثال ، يظهر ورنيش البولي إيثريميد المملوء بالسيليكا النانوية عمرا متزايدا يصل إلى ثلاثين مرة أعلى من العمر القياسي. تعمل Nano-silica على تحسين خصائص الورنيش مثل الموصلية الكهربائية وقوتها العازلة DC و AC وقوة الترابط. لذلك تستخدم المشتتات بالموجات فوق الصوتية على نطاق واسع لإنتاج الطلاءات الموصلة للكهرباء.
معادن السيليكات الأخرى ، ولاستونيت ، التلك ، الميكا ، الكاولين ، الفلسبار ، والنيفلين سينيت هي حشوات رخيصة وتستخدم على نطاق واسع كأصباغ موسعة ، والتي تضاف لتعديل الريولوجيا (اللزوجة) ، واستقرار الترسيب وقوة الفيلم في الطلاء.

أثبتت الأبحاث تفوقها في الموجات فوق الصوتية لتشتت الحشو النانوي

قارن Monteiro et al. (2014) تقنيات التشتت الشائعة – وهي خلاط الجزء الثابت الدوار ، المكره Cowles ، ومشتت نوع المسبار بالموجات فوق الصوتية – فيما يتعلق بكفاءتها في تشتيت ثاني أكسيد التيتانيوم (TiO2 ، anatase). كشف الموجات فوق الصوتية ليكون الأكثر كفاءة لتفريق الجسيمات النانوية في الماء باستخدام بولي إلكتروليت Na-PAA التقليدي ، وتفوق الخلط مع الجزء الثابت الدوار أو المكره Cowles بشكل كبير.
تفاصيل الدراسة: تمت مقارنة تقنيات التشتت المختلفة من أجل تحديد الأكثر فعالية في إنشاء معلق مائي نانو-TiO2 منزوع التكتل بشكل جيد. تم استخدام ملح الصوديوم لحمض البولي أكريليك (Na-PAA) ، المستخدم تقليديا في الصناعة للتشتت المائي TiO2 كمشتت مرجعي. يوضح الشكل 1 توزيعات حجم الجسيمات الحجمية (PSD) التي تم الحصول عليها ، باستخدام مشتت Cowles (30 دقيقة عند 2000 دورة في الدقيقة) ، وخلاط الجزء الثابت الدوار (30 دقيقة عند 14000 دورة في الدقيقة) ، والموجات فوق الصوتية من نوع المسبار (Hielscher UIP1000hdT، 2 دقيقة بسعة 50٪). “باستخدام مشتت Cowles ، كانت أحجام الجسيمات في ثلاثة نطاقات مختلفة: 40-100 نانومتر ، 350-1000 نانومتر و 1200-4000 نانومتر. من الواضح أن التكتلات الأكبر تهيمن على التوزيع ، مما يدل على أن هذه التقنية غير فعالة. قدم الجزء الثابت الدوار أيضا نتائج غير مرضية ، بغض النظر عن الجسيمات النانوية التي تتم إضافتها مرة واحدة أو تدريجيا على طول وقت الخلط. يرتبط الاختلاف الرئيسي الذي لوحظ في نتيجة كاولز بتحول القمة الوسطى إلى حجم الجسيمات الأعلى ، والاندماج جزئيا مع القمة الموجودة في أقصى اليمين. من ناحية أخرى ، أسفر استخدام الموجات فوق الصوتية عن نتيجة أفضل بكثير ، مع ذروة ضيقة تتمركز عند 0.1 نانومتر واثنتان أصغر بكثير في نطاقات 150-280 نانومتر و 380-800 نانومتر.”

توزيعات حجم الجسيمات للتشتتات المائية nano-TiO2 (10mgmL −1 ، الرقم الهيدروجيني = 9) المحضرة باستخدام تقنيات تشتت مختلفة. يعطي الموجات فوق الصوتية أصغر الجسيمات النانوية TiO2 وأضيق منحنيات تقليل حجم الجسيمات. عند استخدام المشتت (Na-PAA) ، كانت النسبة إلى nano-TiO2 1: 1.
(دراسة ورسم: © مونتيرو وآخرون ، 2014)

رذاذ المجففة TiO2 قبل وبعد الطحن بالموجات فوق الصوتية

تتفق هذه النتيجة مع عمل Sato et al. (2008) ، حيث أبلغت عن نتائج أفضل مع الموجات فوق الصوتية مقارنة بالتقنيات الأخرى لتشتيت جزيئات TiO2 النانوية في الماء. تؤدي موجات الصدمة الناتجة عن التجويف الصوتي / فوق الصوتي إلى تصادمات جسيمات شديدة للغاية وطحن فعال للجسيمات وإزالة التكتل إلى شظايا موحدة على نطاق النانو.
(راجع مونتيرو وآخرون ، 2014)

المجانسات بالموجات فوق الصوتية عالية الأداء لإنتاج الورنيش

عند استخدام الجسيمات النانوية والحشوات النانوية في عمليات التصنيع الصناعية مثل إنتاج الورنيش والطلاء ، يجب خلط المسحوق الجاف بشكل متجانس في مرحلة سائلة. يتطلب تشتت الجسيمات النانوية تقنية خلط موثوقة وفعالة ، والتي تستخدم طاقة كافية لكسر التكتلات من أجل إطلاق العنان لصفات الجسيمات النانوية. ومن المعروف جيدا الموجات فوق الصوتية كما مشتتات قوية وموثوق بها، وبالتالي تستخدم لتكتل وتوزيع المواد المختلفة مثل السيليكا والأنابيب النانوية والجرافين والمعادن والعديد من المواد الأخرى بشكل متجانس في مرحلة سائلة مثل الراتنجات، الايبوكسي ودفعات الصباغ الرئيسية. Hielscher Ultrasonics تصميم وتصنيع وتوزيع المشتتات بالموجات فوق الصوتية عالية الأداء لأي نوع من تطبيقات التجانس وإزالة التكتل.
عندما يتعلق الأمر بإنتاج تشتت النانو ، فإن التحكم الدقيق في الصوتنة والمعالجة بالموجات فوق الصوتية الموثوقة لتعليق الجسيمات النانوية ضروريان من أجل الحصول على منتجات عالية الأداء. Hielscher المعالجات بالموجات فوق الصوتية 'تعطيك السيطرة الكاملة على جميع المعلمات المعالجة الهامة مثل مدخلات الطاقة، وكثافة الموجات فوق الصوتية، والسعة، والضغط، ودرجة الحرارة ووقت الاحتفاظ. وبالتالي ، يمكنك ضبط المعلمات على الظروف المحسنة ، مما يؤدي لاحقا إلى تشتت نانو عالي الجودة مثل الملاط النانوي أو النانوي TiO2.

لأي حجم / سعة: Hielscher يقدم الموجات فوق الصوتية ومجموعة واسعة من الملحقات. هذا يسمح لتكوين نظام الموجات فوق الصوتية المثالي لتطبيقك وقدرتك الإنتاجية. من قوارير صغيرة تحتوي على بضعة ملليلتر إلى تيارات كبيرة الحجم من آلاف الجالونات في الساعة، Hielscher يقدم الحل بالموجات فوق الصوتية المناسبة لعمليتك.
اللزوجة العالية: تقوم الأنظمة المضمنة بالموجات فوق الصوتية بمعالجة التركيبات الشبيهة بالمعجون بسهولة ، على سبيل المثال دفعات الصباغ الرئيسية ، حيث يتم خلط الصباغ عند تحميل الجسيمات العالية بشكل موحد في خليط من الملدنات والمونومر والبوليمر.
متانه: أنظمتنا بالموجات فوق الصوتية قوية وموثوقة. تم بناء جميع الموجات فوق الصوتية Hielscher لعملية 24/7/365 وتتطلب القليل جدا من الصيانة.
سهولة الاستخدام: يسمح البرنامج المتقن لأجهزتنا بالموجات فوق الصوتية بالاختيار المسبق وحفظ إعدادات الصوتنة للحصول على صوتنة بسيطة وموثوقة. يمكن الوصول إلى القائمة البديهية بسهولة عبر شاشة رقمية ملونة تعمل باللمس. يتيح لك التحكم في المتصفح عن بعد التشغيل والمراقبة عبر أي متصفح إنترنت. يحفظ التسجيل التلقائي للبيانات معلمات العملية لأي صوتنة تعمل على بطاقة SD مدمجة.
كفاءة طاقة ممتازة: بالمقارنة مع تقنيات التشتت البديلة، Hielscher الموجات فوق الصوتية تتفوق مع كفاءة الطاقة المعلقة ونتائج متفوقة في توزيع حجم الجسيمات.
جودة عالية & متانه: يتم التعرف على الموجات فوق الصوتية Hielscher لجودتها وموثوقيتها ومتانتها. Hielscher Ultrasonics هي شركة حاصلة على شهادة الأيزو وتركز بشكل خاص على الموجات فوق الصوتية عالية الأداء التي تتميز بأحدث التقنيات وسهولة الاستخدام. بطبيعة الحال، الموجات فوق الصوتية Hielscher هي CE المتوافقة وتلبية متطلبات UL، وكالة الفضاء الكندية وبنفايات.

يمنحك الجدول أدناه مؤشرا على قدرة المعالجة التقريبية لأجهزة الموجات فوق الصوتية لدينا: