Как да смесвате лакове с нанофилъри

Производството на лакове изисква мощно смесително оборудване, което може да се справи с наночастици и пигменти, които трябва да бъдат равномерно диспергирани във формулировката. Ултразвуковите хомогенизатори са високоефективна и надеждна диспергираща техника, която осигурява хомогенно разпределение на наночастиците в полимери.

Производство на лакове с високоефективни ултразвукови смесители

Лакът се описва като прозрачно прозрачно твърдо защитно покритие или филм, който е съставен от смоли (напр. акрил, полиуретан, алкид, шеллак), изсушаващо масло, метална сушилня и летливи разтворители (напр. нафта, минерален спирт или разредител). Когато лакът изсъхне, съдържащият се в него разтворител се изпарява, а останалите съставки се окисляват или полимеризират, за да образуват траен прозрачен филм. Лаковете се използват най-вече като защитни покрития за дървени повърхности, картини и различни декоративни предмети, докато лаковете за UV втвърдяване се използват в автомобилни покрития, козметика, храни, наука и други отрасли.

Ултразвукова дисперсия на нано-силициев диоксид в лак

Често срещан пример за ултразвуково диспергиране е включването на колоидни силициеви диоксиди, които обикновено се добавят за придаване на лакове тиксотропни свойства.
Например, полиетеримидният лак, напълнен с нано-силициев диоксид, показва увеличен живот до тридесет пъти по-висок от стандартния. Нано-силициевият диоксид подобрява свойствата на лака като неговата електрическа проводимост, неговата DC и AC диелектрична якост и здравината на свързване. Поради това ултразвуковите диспергатори се използват широко за производството на електропроводими покрития.
Други силикатни минерали, воластонит, талк, слюда, каолин, фелдшпат и нефелин сиенит са евтини пълнители и широко се използват като така наречените удължителни пигменти, които се добавят за модифициране на реологията (вискозитета), стабилността на утаяване и здравината на филма в покритията.

Изследвания доказали превъзходството на ултразвуковите апарати за дисперсия на нанофилъри

Monteiro et al. (2014) сравняват общи технологии за диспергиране – а именно ротор-статорен смесител, работно колело на Cowles и ултразвуков диспергатор тип сонда – относно тяхната ефективност при диспергиране на титанов диоксид (TiO2, анатаз). Ултразвукът се оказа най-ефективен за диспергиране на наночастиците във вода с помощта на конвенционален полиелектролит Na-PAA и значително превъзхожда смесването с ротор-статор или работно колело на Cowles.
Подробности за изследването: Различни техники за дисперсия бяха сравнени, за да се идентифицират най-ефективните при създаването на добре деагломерирана нано-TiO2 водна суспензия. Като референтен диспергатор е използвана натриева сол на полиакрилова киселина (Na-PAA), конвенционално използвана в промишлеността за водни дисперсии на TiO2. 1 показва полученото разпределение на обемните частици по размер (PSD) с помощта на диспергатор на Cowles (30 минути при 2000 об / мин), смесител ротор-статор (30 минути при 14000 об / мин) и ултразвук тип сонда (Hielscher UIP1000hdT, 2 мин при 50% амплитуда). “С помощта на диспергатора на Cowles размерите на частиците са в три различни диапазона: 40–100 nm, 350–1000 nm и 1200–4000 nm. По-големите агломерати очевидно доминират в разпределението, което показва, че тази техника е неефективна. Ротор-статор също дава незадоволителни резултати, независимо от наночастиците, които се добавят наведнъж или постепенно по време на смесването. Основната разлика, наблюдавана в резултата на Каулс, е свързана с изместването на средния пик към по-високия размер на частиците, частично сливайки се с най-десния връх. От друга страна, използването на ултразвук дава много по-добър резултат, с тесен пик, центриран на 0,1 nm и два много по-малки в диапазона 150–280 nm и 380–800 nm.”

Разпределение на размерите на частиците на нано-TiO2 водни дисперсии (10 mgmL−1, pH = 9), получени с помощта на различни дисперсионни техники. Ултразвукът дава най-малките TiO2 наночастици и най-тесните криви за намаляване на размера на частиците. Когато се използва дисперсант (Na-PAA), съотношението към нано-TiO2 е 1:1.
(проучване и графика: © Monteiro et al., 2014)

Изсушен чрез пулверизиране TiO2 преди и след ултразвуково фрезоване

Този резултат е в съгласие с работата на Sato et al. (2008), отчитайки по-добри резултати с ултразвук, отколкото с други техники за диспергиране на наноразмерни частици TiO2 във вода. Ударните вълни, създадени от акустична / ултразвукова кавитация, водят до силно интензивни сблъсъци между частиците и ефективно смилане на частици и деагломерация до еднородни наноразмерни фрагменти.
(вж. Monteiro et al., 2014)

Високоефективни ултразвукови хомогенизатори за производство на лакове

Когато наночастиците и нанопълнителите се използват в промишлени производствени процеси като производството на лакове и покрития, сухият прах трябва да бъде хомогенно смесен в течна фаза. Дисперсията на наночастици изисква надеждна и ефективна техника на смесване, която прилага достатъчно енергия за разбиване на агломерати, за да се отприщи качествата на наночастиците. Ултразвуковите апарати са добре известни като мощни и надеждни дисперсьори, поради което се използват за деагломериране и разпределение на различни материали като силициев диоксид, нанотръби, графен, минерали и много други материали хомогенно в течна фаза като смоли, епоксидни смоли и пигментни основни партиди. Hielscher Ultrasonics проектира, произвежда и разпространява високоефективни ултразвукови диспергатори за всякакъв вид приложения за хомогенизация и деагломерация.
Когато става въпрос за производство на нанодисперсии, прецизният контрол на ултразвука и надеждната ултразвукова обработка на суспензията от наночастици са от съществено значение за получаването на високоефективни продукти. Процесорите на Hielscher Ultrasonics ви дават пълен контрол върху всички важни параметри на обработката, като входяща енергия, ултразвуков интензитет, амплитуда, налягане, температура и време на задържане. По този начин можете да регулирате параметрите към оптимизирани условия, което впоследствие води до висококачествена нанодисперсия като наносилициев диоксид или нано-TiO2 суспензии.

За всеки обем / капацитет: Hielscher предлага ултразвукови апарати и широко портфолио от аксесоари. Това позволява конфигурирането на идеалната ултразвукова система за вашето приложение и производствен капацитет. От малки флакони, съдържащи няколко милилитра, до потоци с голям обем от хиляди галони на час, Hielscher предлага подходящото ултразвуково решение за вашия процес.
Висок вискозитет: Ултразвуковите вградени системи лесно обработват пастообразни формулировки, например пигментни основни партиди, при които пигментът се смесва равномерно при високо натоварване на частиците в смес от пластификатор, мономер и полимер.
Стабилност: Нашите ултразвукови системи са здрави и надеждни. Всички ултразвукови апарати Hielscher са създадени за работа 24/7/365 и изискват много малко поддръжка.
Удобство за потребителя: Разработеният софтуер на нашите ултразвукови устройства позволява предварителен избор и запазване на настройките за ултразвук за проста и надеждна ултразвук. Интуитивното меню е лесно достъпно чрез цифров цветен сензорен дисплей. Дистанционното управление на браузъра ви позволява да работите и наблюдавате чрез всеки интернет браузър. Автоматичният запис на данни запазва параметрите на процеса на всяко ултразвук, работещо на вградена SD-карта.
Отлична енергийна ефективност: В сравнение с алтернативните дисперсионни технологии, ултразвуковите апарати на Hielscher се отличават с изключителна енергийна ефективност и превъзходни резултати в разпределението на частиците по размера.
Високо качество & Стабилност: Ултразвуковите апарати Hielscher са признати със своето качество, надеждност и здравина. Hielscher Ultrasonics е сертифицирана по ISO компания и поставя специален акцент върху високопроизводителните ултразвукови уреди, отличаващи се с най-съвременна технология и удобство за потребителя. Разбира се, ултразвуковите апарати на Hielscher са съвместими с CE и отговарят на изискванията на UL, CSA и RoHs.

Таблицата по-долу ви дава представа за приблизителния капацитет на обработка на нашите ултразвукови апарати: