Различните компоненти, такива като пигменти, пълнители, химически добавки, омрежващи средства и реологични модификатори отидат в покритие и боя формулировки. Блокада е ефективно средство за дисперсията и емулгиращи, деагломерация и фрезоване на такива компоненти в покрития.

Блокада се използва при формулирането на покрития за:

• емулгиране на полимери във водни системи
• диспергиращи и фино смилане на пигменти
• намаляване на размера на наноматериалите във високопроизводителни покрития

Покритията попадат в две широки категории: пренасяни по вода и разтворител смоли и покрития. Всеки тип има свои собствени предизвикателства. Упътванията, призоваващи за намаляване на ЛОС и високи цени на разтворителите стимулират растежа в технологиите за покритие от смола, пренасяни от вода. Използването на ултразвук може да засили производителността на такива екологични системи.

Засилено покритие формулация дължи ultrasonication

Ултразвукът може да помогне на формулаторите на архитектурни, промишлени, автомобилни и дървесни покрития за повишаване на характеристиките на покритието, като цветова якост, надраскване, устойчивост на пукнатини и UV или електрическа проводимост. Някои от тези характеристики на покритието се постигат чрез включването на материали с нано размери, например метални оксиди (TiO₂, Silica, церий, ZnO, …).

Ултразвукът прави допълнителна помощ при обезпаряването (утъпканите мехурчета) и дегазация (разтворен газ) на високо вискозни продукти. Прочетете повече за ултразвуковата де-аелация и дегазация на течности!

Като ултразвукова диспергиране технология може да се използва на лаборатория, пейка-топ и промишлено производствено ниво, което позволява за пропускателни курсове над 10 тона / час тя се прилага в R&D етап и в търговското производство. Резултатите от процеса могат да бъдат мащабирани лесно и линейно.

Hielscher ултразвукови устройства са много енергийно ефективни. Устройствата превръщат приблизително 80 до 90% от електрическата входна мощност в механична активност в течността. Това води до съществено по-ниски разходи за обработка.

Следвайки връзките по-долу, можете да прочетете повече за използването на ултразвук с висока производителност за

• емулгиране на полимери във водни системи,
• диспергиращи и фино смилане на пигменти,
• и намаляване на размера на наноматериали,

Емулсия полимеризация с помощта на Sonication

Традиционните формулировки за покритие използват основна полимерна химия. Промяната на технологията за покритие на водна основа оказва влияние върху подбора на суровините, свойствата и методологиите за формулиране.

В конвенционален емулсионна полимеризация, например По отношение на водния покрития, частиците са изградени от центъра на тяхната повърхност. Кинетичните фактори влияят хомогенност на частиците и морфология.

Ултразвукова обработка може да се използва по два начина генерира полимерни емулсии.

• Отгоре надолу: емулгиране/Диспергиращи на по-големи полимерни частици за генериране на малки частици от намаляване на размера
• Отдолу нагоре: Използване на ултразвук преди или по време на полимеризация на частици

 

 

Под формата на наночастици Полимери в Miniemulsions

Полимеризацията на частиците в миниемулсии позволява производството на дисперсни полимерни частици с добър контрол над размера на частиците. Синтезът на наночастици полимерни частици в миниемулсии (известни още като нанореактори), както е представен от К. Ландфестър (2001 г.), е отличен метод за образуването на полимерни наночастици. Този подход използва високия брой малки наночасти (дисперсна фаза) в емулсия като нанореактори. При тях частиците се синтезират в силно паралелна мода в отделните, ограничени капчици. В своя вестник Landfester (2001) представя полимеризацията в нанореакторите във високо съвършенство за генериране на силно еднакви частици с почти еднакъв размер. Изображението по-горе показва частици, получени чрез ултразвуково подпомагана полиадиция в миниемулсии.

Малки капчици, генерирани от прилагането на високо срязване (ултразвукова обработка) и стабилизирани от стабилизиращи агенти (емулгатори), могат да бъдат втвърдени чрез последваща полимеризация или чрез намаляване на температурата в случай на материали с нискотемпературно топене. Тъй като ultrasonication може да произвежда много малки капчици с почти еднакъв размер в партиден и производствен процес, тя позволява добър контрол върху крайния размер на частиците. За полимеризацията на наночастиците хидрофилните мономери могат да бъдат емулгифицирани в органична фаза, и хидрофобни мономери във вода.

При намаляване на размера на частиците общата повърхност на частиците се увеличава едновременно. Картината вляво показва корелацията между размера на частиците и площта на повърхността в случай на сферични частици. Ето защо количеството повърхностноактивно устройство, необходимо за стабилизиране на емулсията, се увеличава почти линейно с общата повърхност на частиците. Видът и количеството повърхностноактивно средство влияе върху размера на капчиците. Капчици от 30 до 200nm могат да бъдат получени с помощта на анионни или кациационни повърхностноактивни вещества.

Пигменти в Покрития

Органичните и неорганични пигменти са важен компонент от формулировките на покритието. За да се увеличи максимално ефективността на пигмента е необходим добър контрол върху размера на частиците. При добавяне на пигментен прах към водните, пренасяни от разтворители или епоксидни системи отделните пигментни частици са склонни да образуват големи агломерати. Високосрязване механизми, като ротор-статор смесители или бъркалка топчета мелници се използват конвенционално за счупване на такива агломерати и за смилане на отделните пигментни частици. Ultrasonication в изключително ефективна алтернатива за тази стъпка в производството на покрития.

Графиките по-долу показват въздействието на ултразвука върху размера на перлен лустер пигмент. Ултразвукът смила отделните пигментни частици чрез високоскоростен междучастичен сблъсък. Видното предимство на ултразвука е високото въздействие на кавитационните сили на срязване, което прави използването на шлайфане на медии (напр. мъниста, перли) ненужни. Тъй като частиците се ускоряват от екстремни бързи течни струи до 1000km/ hr, сблъсъкът бурно и разбива на малки парчета. Абразията на частиците придава на ултразвуково бланшираните частици гладка повърхност. Като цяло ултразвуковото фрезоване и дисперсия води до разпределение на фините размери и единните частици.

 

Ултразвуковото фрезоване и дисперсиране често превъзходя високоскоростните смесители и медийните мелници, тъй като ултразвукът осигурява по-последователна обработка на всички частици. По принцип, ultrasonication произвежда по-малки размери на частиците и тясно разпределение на размера на частиците (пигмент фрезоване криви). Това подобрява цялостното качество на пигментните дисперсии, тъй като по-големите частици обикновено пречат на възможността за обработка, гланц, устойчивост и оптичен външен вид.

Тъй като смилането и смилането на частиците се основава на междучастичен сблъсък в резултат на ултразвукова кавитация, ултразвуковите реактори могат да се справят с доста високи твърди концентрации (напр. мастър партиди) и все още произвеждат добри ефекти за намаляване на размера. Таблицата по-долу показва снимки на мокър фрезоване на TiO2.

Парцелът по-долу показва кривите за разпределение на размера на частиците за деагломерация на Дегуса анатаза титанов диоксид чрез ултразвук. Тясната форма на кривата след ултразвук е типична характеристика на ултразвуковата обработка.

Наноразмерни материали при високи покрития на

Нанотехнологията е нововъзникваща технология, която се превръща в много индустрии. Наноматериалите и нанокомпозитите се използват в форми на покритие, например за подобряване на устойчивостта на износване и надраскване или UV стабилност. Най-голямото предизвикателство за нанасянето в покрития е запазването на прозрачност, яснота и блясък. Следователно наночастиците са много малки, за да се избегне намеса танаемия спектър на светлината. За много приложения, Това е значително по-ниска от 100nm.

Мокрото смилане на високопроизводителни компоненти до обхват на нанометър се превръща в решаваща стъпка във формулирането на наноинженерни покрития. Всички частици, които пречат на видимата светлина, причиняват мъгла и загуба в прозрачността. Ето защо се изискват много тесни разпределения на размерите. Ultrasonication е много ефективно средство за финото фрезоване на твърди вещества. Ултразвукова / акустична кавитация в течности причинява висока скорост междучастични сблъсъци. Различни от конвенционалните мелници за мъниста и камъчета мелници, самите частици се доминират един друг, което правят фрезата медия ненужна.

Фирми, като Panadur (Германия) използвайте Ultrasonicators Hielscher за разпръсване и деагломерация на наноматериали в покрития в мухъл. Кликнете тук, за да прочетете повече за ултразвукова дисперсия на ин-мухъл покрития!

За ултразвук на запалими течности или разтворители в опасни среди са на разположение aTEX-сертифицирани процесори. Научете повече за сертифицирания от Atex ultrasonicator UIP1000-Exd!