Homogenizatori boje visokih performansi
Ultrazvučni mikseri su pouzdan alat za homogenizaciju, disperziju i emulziju tekućih formulacija boja i pigmenta. Ultrazvučni homogenizatori ne samo da proizvode visoko stabilne, ujednačene emulzije i disperzije boja, već se ultrazvučni aparati također koriste za mljevenje i mljevenje pigmenata, nanomaterijala i primarnih čestica. Zbog odličnih rezultata disperzije i mljevenja, ultrazvučni homogenizatori su implementirani u industriji boja kao jedna od najsofisticiranijih dostupnih tehnika miješanja boja i pigmentnih pasta.
Homogenizacija boje, disperzija i emulzija
Homogenizacija se primjenjuje kako bi se smanjila veličina čestica čvrstih tvari ili kapljica kako bi se olakšala proizvodnja stabilnih visokokvalitetnih emulzija i disperzija. U formulaciji boja, premaza i lakova, ujednačena veličina čestica je ključna za ujednačene rezultate bojenja, ponašanja pri nanošenju i funkcionalnosti formulacije boje ili premaza.
Ultrazvučni homogenizatori boja za formulacije disperzije i emulzije
Ultrazvučni mikseri sa visokim smicanjem idealni su za homogenizaciju, emulzifikaciju i solubilizaciju, gde su veličina čestica ili kapljica i ujednačena distribucija kritični za performanse i kvalitet boje.
Ultrazvučna obrada je poželjna tehnologija homogenizacije, budući da je intenzivna akustična kavitacija ultrazvuka velike snage u stanju pouzdano razbiti molekule do ujednačene distribucije čestica u mikronskom i nano opsegu. Ultrazvučna homogenizacija je najsofisticiranija tehnika za proizvodnju nano- i mikronskih čestica. Veličina čestica (npr. pigmenti, ulja, voskovi, aditivi itd.) može se individualno podesiti primjenom prave količine ultrazvučnog intenziteta.
Nadalje, ultrazvučna disperzija može dovesti do modifikacije površine pigmenata što rezultira značajno povećanom stabilnošću disperzije.
- boje na bazi vode
- boje na bazi rastvarača
- emulzione boje
- disperzione boje
- lateks disperzije
- voštane emulzije
- visoka količina pigmenta
- sjajne emulzione boje
- suspoemulzije (mješavina suspenzije i emulzije)
- premazi visokih performansi
- lakovi
- polimerne formulacije
- emajli
- aditivi nano-čestica
- abrazivne čestice
- mini-emulziona polimerizacija
Ultrazvučna disperzija nanopunila
Nano-veličina punila se ugrađuju u premaze kao što su polimeri ili smole. Takva nanopunila mogu značajno poboljšati mehanička svojstva, npr. UV otpornost, otpornost na ogrebotine, krutost i žilavost/zateznu čvrstoću određenih materijala. Glavna razlika između konvencionalnih punila mikronske veličine i punila nano veličine je visok omjer specifične površine i time potpuno promijenjene karakteristike nanopunila. Nanomaterijali (npr. punila u nano-razmjerima) moraju biti jednoliko dispergirani u formulaciju boje ili premaza, tako da cijela površina može stupiti u interakciju s okolnom matricom. Samo kada se dispergiraju kao pojedinačne dispergirane nanočestice, nanopunila mogu izraziti svoja izvanredna svojstva materijala. Ultrazvučni homogenizatori i disperzatori su vrhunska tehnologija miješanja za raspetljavanje, deaglomeraciju i ravnomjerno raspršivanje nanočestica kao što su nanopunila u matricu (npr. polimeri, epoksidi ili smole). Budući da ultrazvučne sile smicanja razbijaju međučestične veze, svaka čestica se pojedinačno raspršuje u matricu i obavija svoja puna svojstva. Stoga je ultrazvučna disperzija i homogenizacija najpouzdanija metoda za proizvodnju premaza visokih performansi.
Ultrazvučna disperzija lateks emulzije
Iako lateks boje nisu najkomplikovanija formulacija boje za pripremu, ona se ipak mora pažljivo pripremiti i sve komponente formulacije lateksa dodati odabranim redoslijedom. U prvom pripremnom koraku priprema se osnovna suspenzija boje. Zbog toga se pigmenti raspršuju u vodi sa sredstvima za vlaženje, sredstvima protiv pjene i drugim aditivima potrebnim za specifičnu recepturu formulacije. Pigmenti titanijum dioksida (TiO2) obično se prvo raspršuju, a zatim se dodaju pigmenti za proširenje. Za većinu formula, redosled i mera dodavanja ovih jedinjenja je bitan faktor koji utiče na kvalitet. Uglavnom se za vlaženje i raspršivanje čestica koriste brze lopatične / rotacijske miješalice, koje su najkonvencionalnija metoda emulgiranja lateksa. Kod mješalica s oštricama ili rotirajućih miksera, miješanje konzistentne osnovne formule je naporan napor. Nakon toga, lateks emulzija se dodaje u smjesu i ugrađuje uz znatno niži nivo energije miješanja. Lateksne emulzije su sklone spajanju ili lomljenju i zahtijevaju blage uslove homogenizacije. Zatim se dodaju već prethodno dispergovani zgušnjivači kako bi se viskozitet konačne emulzije lateks boje podesio na željenu konzistenciju.
Ultrazvučni disperzer može lako i pouzdano da se nosi sa pripremom lateks emulzija. Budući da se energija ultrazvuka, a time i intenzitet dispergiranja, može prilagoditi emulzifikaciji i homogenizaciji različitih koraka pripreme, može se pouzdano spriječiti razgradnja sastojaka ili lomljenje lateks emulzije. Ultrazvučna disperzija je dokazana tehnika za potpuno vlaženje praha. Redoslijed dodavanja materijala itd. može se promijeniti prema zahtjevima formulacije. Idealno prilagođen ulaz ultrazvučne energije omogućava punu ekspresiju obojenja pigmenata i rezultira visokokvalitetnom lateks emulzijskom bojom.
Budući da je ultrazvučni disperzer sa protočnom ćelijom zatvoren sistem, ne dolazi do neželjene aeracije ili pjene. Ultrasonikator nudi prednost robusnog i pouzdanog, jednostavnog i sigurnog za rad, ima kraće cikluse serije i jednostavnije procedure formulacije. Čak i sa stolnim ultrasonikatorom u postavci protoka, znatni proizvodni kapaciteti mogu biti efikasni i ekonomično obrađeni.
Ultrazvučna disperzija voštanih emulzija
Voštane emulzije i disperzije su formulisani aditivi napravljeni od finih i stabilizovanih čestica voska, homogeno raspoređenih u vodi. Kada se vosak disperguje kao nano kapljice sa vrlo homogenom distribucijom kapljica, dobija se stabilna emulzija voska. Ultrazvučni homogenizatori stvaraju intenzivne sile smicanja i pouzdani su i robusni dispergirajući sistemi za proizvodnju stabilnih nano-emulzija voska.
Pročitajte više o ultrazvučnoj emulziji voska!
Ultrazvučni homogenizatori visokog smicanja za formulacije boja
Hielscher Ultrasonics homogenizatori, disperzatori, emulgatori i mlinovi se koriste u industrijskoj proizvodnji boja i premaza visokih performansi. Uz intenzivnu energiju ultrazvučne frekvencije, ultrazvučni homogenizatori stvaraju vrlo velike sile smicanja, turbulencije i destruktivne sile. Ove izuzetno intenzivne ultrazvučne sile spajaju potreban uticaj na čvrstu i tečnu suspenziju kako bi se raspršile i samelele čestice do željene veličine i funkcionalnosti.
Ultrazvučno glodanje visoko čvrstih opterećenja
Ultrazvučni inline sistemi mogu lako podnijeti vrlo visoke koncentracije krutih tvari. Sve dok je opterećenje česticama suspenzije u opsegu mogućnosti pumpanja i može se ubaciti kroz ultrazvučnu protočnu ćeliju, Hielscher-ovi industrijski ultrazvučni homogneizatori mogu pouzdano obraditi bilo koju vrstu visoko viskoznih, pastoznih kaša. Ultrazvučno mokro mljevenje se obično primjenjuje kako bi se pripremile glavne serije pigmenata mikronske i nano-veličine. Sposobnost rukovanja tako velikim čvrstim opterećenjem čak i abrazivnih čestica čini ultrazvučne homogenizatore sa visokim smicanjem najefikasnijom i najefikasnijom tehnologijom mljevenja pigmenata i nanočestica.
Ultrazvučni rezervoari za mešanje i protočni reaktori
Formulacije boja mogu se miješati u otvorenim rezervoarima ili serijama, u koje je umetnuta jedna ili više ultrazvučnih sondi. Otvoreno miješanje u kontejneru korištenjem postavke kao što je Hielscher SonoStation (vidi sliku lijevo) je idealna postavka za raspršivanje srednjih volumena formulacija niske do srednje viskoznosti. Za velike količine protoka, intenzivne primjene mljevenja i lomljenja primarnih čestica, kao i za visoko viskozne kaše i paste, ultrazvučni reaktor pod pritiskom je postavka izbora.
Otvorena posuda kao što je rezervoar ne može biti pod pritiskom niti je idealna za jednoličnu obradu većih i/ili visoko viskoznih zapremina. Ultrazvučni protočni reaktor može biti pod pritiskom do nekoliko bara. Primjena pritiska tokom ultrazvučne obrade pojačava akustičnu kavitaciju, a time i sile smicanja i efekte dispergiranja / mljevenja / homogenizacije ultrazvuka. U isto vrijeme, sve boje ili pigmenti se ravnomjerno unose u reaktor: imaju isto vrijeme zadržavanja i obrađuju se pod potpuno istim ultrazvučnim uvjetima, postiže se vrlo homogena disperzija/mljevenje rezultat. Vrlo ujednačen tretman pod intenzivnim ultrazvučnim silama rezultira vrhunskim proizvodima boje.
Hielscher Ultrasonics nudi cijeli niz ultrazvučnih procesora visokih performansi s postavkama spremnika i reaktora koji vam osiguravaju idealnu opremu za ultrazvučno raspršivanje za vašu proizvodnju boje.
Ultrazvučni disperzatori za svaki kapacitet proizvoda
Asortiman proizvoda Hielscher Ultrasonics pokriva cijeli spektar ultrazvučnih procesora od kompaktnih laboratorijskih ultrasonikatora preko stolnih i pilot sistema do potpuno industrijskih ultrazvučnih procesora sa kapacitetom za obradu kamiona po satu. Cijeli asortiman proizvoda nam omogućava da vam ponudimo najprikladniji ultrazvučni disperzer za vaše formulacije boja, kapacitet procesa i proizvodne ciljeve.
Ultrazvučni stoni sistemi su idealni za testove izvodljivosti i optimizaciju procesa. Linearno povećanje na osnovu utvrđenih parametara procesa olakšava povećanje preradnih kapaciteta od manjih serija do potpuno komercijalne proizvodnje. Povećanje se može izvršiti bilo instaliranjem snažnije jedinice za ultrazvučni disperzator ili grupiranjem nekoliko ultrazvučnih uređaja paralelno. Sa UIP16000, Hielscher nudi najmoćniji ultrazvučni disperzer na svijetu.
Precizno kontrolisane amplitude za optimalne rezultate
Svi Hielscher ultrasonikatori su precizno kontrolirani i time pouzdani radni konji u proizvodnji. Amplituda je jedan od ključnih parametara procesa koji utiču na efikasnost i efektivnost ultrazvučnog dispergovanja i mokrog mlevenja pigmentnih pasta, boja i polimera.
Svi Hielscher Ultrasonics’ procesori omogućavaju precizno podešavanje amplitude. Sonotrode i buster rogovi su dodaci koji omogućavaju modificiranje amplitude u još širem rasponu. Hielscherovi industrijski ultrazvučni procesori mogu isporučiti vrlo visoke amplitude i isporučiti potreban ultrazvučni intenzitet za zahtjevne primjene. Amplitude do 200 µm mogu se lako raditi u kontinuitetu u radu 24/7. Visoke amplitude su neophodne kada su u pitanju ultrazvučne aplikacije velike snage kao što su nano-disperzije, sinteza nano-čestica, mljevenje primarnih čestica i mini-emulzije.
Precizna podešavanja amplitude i trajno praćenje parametara ultrazvučnog procesa putem pametnog softvera daju vam mogućnost da tretirate svoje pigmente i prah u najefikasnijim ultrazvučnim uslovima. Optimalna sonikacija za najbolje rezultate disperzije!
Lako testiranje bez rizika
Ultrazvučni procesi se mogu potpuno linearno skalirati. To znači da svaki rezultat koji ste postigli korištenjem laboratorijskog ili stonog ultrazvučnog aparata, može se skalirati na potpuno isti izlaz koristeći potpuno iste procesne parametre. Ovo čini ultrasonication idealnim za testiranje izvodljivosti bez rizika, optimizaciju procesa i naknadnu implementaciju u komercijalnu proizvodnju. Kontaktirajte nas da saznate kako ultrazvuk može poboljšati vašu proizvodnju boja i pigmenta.
Najviša kvaliteta – Dizajniran i proizveden u Njemačkoj
Kao porodično preduzeće koje vodi porodica, Hielscher daje prioritet najvišim standardima kvaliteta za svoje ultrazvučne procesore. Svi ultrasonikatori su dizajnirani, proizvedeni i temeljno testirani u našem sjedištu u Teltowu blizu Berlina, Njemačka. Robusnost i pouzdanost Hielscherove ultrazvučne opreme čine je radnim konjem u vašoj proizvodnji. 24/7 rad pod punim opterećenjem iu zahtjevnim okruženjima prirodna je karakteristika Hielscherovih raspršivača visokih performansi. Ovo čini Hielscherovu ultrazvučnu opremu pouzdanim radnim alatom koji ispunjava vaše zahtjeve za obradu boje.
Batch Volume | Flow Rate | Preporučeni uređaji |
---|---|---|
1 do 500 ml | 10 do 200 ml/min | UP100H |
10 do 2000 ml | 20 do 400 ml/min | UP200Ht, UP400St |
0.1 do 20L | 0.2 do 4L/min | UIP2000hdT |
10 do 100L | 2 do 10 l/min | UIP4000hdT |
N / A | 10 do 100L/min | UIP16000 |
N / A | veći | klaster of UIP16000 |
Kontaktiraj nas! / Pitajte nas!
Literatura / Reference
- 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.
Činjenice koje vrijedi znati
Koja je razlika između disperzija i emulzija
Definicija disperzije:
A disperzija je sistem u kojem su distribuirane čestice jednog materijala raspršene u kontinuiranoj fazi drugog materijala. Dvije faze mogu biti u istom ili različitim agregatnim stanjima.
Razlikuju se različite vrste disperzija. Faktori razlikovanja su, na primjer, omjer veličine čestica dispergiranih čestica u odnosu na čestice kontinuirane faze, bez obzira da li dolazi do precipitacije ili ne, i prisustvo Brownovog kretanja. Općenito, disperzije čestica koje su dovoljno velike za sedimentaciju nazivaju se suspenzijama, dok se one manjih čestica nazivaju koloidi i otopine. Emulzija je specifičan podtip disperzije, gdje se dvije tekućine koje se ne miješaju (dvije faze istog stanja) raspršuju jedna u drugu.
Definicija emulzije:
emulzije su tečni sistemi od najmanje dvije tečnosti koje se ne miješaju, gdje je jedna od tekućina dispergirana u drugoj kao male kapljice. Faza malih, raspoređenih kapljica naziva se disperzirana ili unutrašnja faza, dok se druga faza naziva kontinuirana ili vanjska faza. Postoje dvije glavne vrste emulzija, koje se razlikuju: emulzije ulje u vodi (O/W) i voda u ulju (W/O). U emulziji ulje u vodi (O/W), unutrašnja faza je tečnost koja se miješa s uljem ili uljem, a vanjska faza je voda ili tekućina koja se miješa s vodom. U emulziji voda-u-ulju (W/O), unutrašnja faza je tekućina slična vodi, dok je vanjska faza tekućina slična ulju.
Većina emulzija zahtijeva emulgator, poznat kao stabilizator ili surfaktant. Veličina kapljica također igra ključnu ulogu u pogledu stabilnosti emulzije. Što je manja veličina kapljice, to je emulzija stabilnija.