Tecnologia d'ultrasons Hielscher

Ultrasò en formulació de recobriment

Diversos components, com ara pigments, càrregues, additius químics, agents de reticulació i modificadors de la reologia entren en formulacions de recobriment o de pintura. L'ultrasò és un mitjà eficaç per a la dispersió i emulsificació, la desaglomeració i mòlta de tals components en revestiments.

L'ultrasò s'utilitza en la formulació de recobriments per a:

Revestiments cauen en dues àmplies categories: resines i revestiments a base transmeses per l'aigua i el dissolvent. Cada tipus té els seus propis desafiaments. Direccions que demanen reducció de COV i els alts preus de dissolvent estimular el creixement en tecnologies de recobriment de resina dispersa en aigua. L'ús d'ultrasons pot millorar el rendiment de tals Els sistemes ecològics.

L'ultrasò pot ajudar els formuladors de recobriments arquitectònics, industrials, d'automoció i de la fusta per a millorar les característiques de recobriment, com ara la intensitat de color, a les ratllades, esquerdes i resistència UV o la conductivitat elèctrica. Algunes d'aquestes característiques de recobriment s'aconsegueixen mitjançant el inclusió de materials nano-mida, per exemple. òxids metàl·lics (TiO2, Sílice, òxid de ceri, ZnO, …).

L'ultrasò fa més ajuda en el antiescumant (Bombolles atrapades) i desgasificació (Gas dissolt) de productes altament viscosos.

Com la tecnologia de dispersió per ultrasons es pot utilitzar en Laboratori, de sobretaula i nivell de producció, El que permet taxes de rendiment de més de 10 tones / hora s'està aplicant en el R&etapa D i en la producció comercial. resultats de procés es poden ampliar fàcilment (lineal).

(Feu clic per fer més gran!) L'eficiència energètica global és important per a l'aplicació d'ultrasons de líquids. L'eficiència es descriu com gran part de la potència es transmet des de l'endoll en el líquid. Els nostres dispositius de sonicació tenen una eficiència global de més de 80%.dispositius d'ultrasons Hielscher són molt energia eficient. Els dispositius converteixen aprox. 80 a 90% de la potència elèctrica d'entrada en l'activitat mecànica en el líquid. Això condueix a substancialment més baixos costos de processament.

A continuació podrà llegir sobre l'ús del ultrasò en el emulsificació dels polímers en sistemes aquosos, el dispersant i la mòlta fina de pigments, i la reducció de grandària dels nanomaterials.

La polimerització en emulsió

formulacions de revestiment tradicionals utilitzen la química de polímers bàsica. la canviar a la tecnologia de revestiment basada en aigua té un impacte en les matèries primeres de selecció, propietats i mètodes de formulació.

A la polimerització en emulsió convencional, per exemple, per a revestiments a base d'aigua, les partícules es construeixen des del centre a la seva superfície. factors cinètics influeixen en l'homogeneïtat de les partícules i morfologia.

processament ultrasònic es pot utilitzar de dues maneres generar emulsions de polímer.

  • De dalt a baix: Emulsionants/Dispersió partícules de polímer de major mida per generar partícules més petites per la reducció de mida
  • De baix a dalt: L'ús d'ultrasò abans o durant polimerització de partícules

Els polímers en forma de nanopartícules en miniemulsiones

(Feu clic per fer més gran!) Partícules obtingudes per poliaddició en miniemulsiones

La polimerització de partícules en miniemulsiones permet la fabricació de partícules de polímer disperses amb bon control sobre la mida de partícula. The synthesis of nanoparticulate polymer particles in miniemulsions ("nanoreactors"), as presented by K. Landfester és el mètode per a la formació de nanopartícules polimèriques. Aquest enfocament utilitza l'elevat nombre de petits nanocompartments (fase dispersa) en una emulsió com nanoreactors. En aquests, les partícules es sintetitzen d'una manera altament paral·lel en el , Gotetes individuals confinats. En el seu paper (La generació de nanopartícules en miniemulsiones) Landfester presenta la polimerització en nanoreactors en alta perfecció per a la generació de partícules altament idèntiques de mida gairebé uniforme. la imatge de dalt mostra partícules obtingudes per poliaddició en miniemulsiones.

Petites gotes generades per l'aplicació de d'alt cisallament (Ultrasons) i estabilitzat per agents estabilitzants (emulsionants), es poden endurir mitjançant polimerització posterior o mitjançant disminució de la temperatura en el cas de materials de baixa temperatura de fusió. Com ultrasonicación pot produir gotetes molt petites de mida gairebé uniforme en procés de producció per lots i, permet un bon control sobre la mida de partícula final. Per a la polimerització de les nanopartícules, monòmers hidròfils poden emulsionarse en una fase orgànica, i els monòmers hidròfobs en aigua.

En reduir la mida de partícula, l'àrea superficial total de partícula augmenta al mateix temps. La imatge de l'esquerra mostra la correlació entre la mida de partícula i àrea de superfície en el cas de partícules esfèriques (Feu clic per fer més gran!). Per tant, la quantitat de tensioactiu necessari per estabilitzar els augments d'emulsió gairebé linealment amb l'àrea superficial total de les partícules. El tipus i quantitat d'agent tensioactiu influeix en la mida de les gotes. Les gotetes de 30 a 200 nm es poden obtenir utilitzant agents tensioactius aniònics o catiònics.

Pigments en recobriments

pigments orgànics i inorgànics són un component important de les formulacions de revestiment. Per tal de maximitzar el el rendiment del pigment Es necessita un bon control sobre la mida de partícula. Quan l'addició de pols de pigment als sistemes a força d'aigua, dissolvents o epoxi, les partícules de pigment individuals tendeixen a formar grans aglomerats. mecanismes d'alta cisallament, com ara mescladors de rotor-estator o molins de perles agitador convencionalment s'utilitzen per trencar tals aglomerats i per moldre avall les partícules de pigment individuals. Ultrasons d'una manera extremadament efectiva alternativa per aquest pas en la fabricació de recobriments.

La imatge de la dreta (Feu clic per fer més gran!) Mostra l'impacte de la sonicació sobre la mida d'un pigment de brillantor perla. L'ultrasò mol les partícules de pigment individuals per col·lisió entre les partícules d'alta velocitat. L'avantatge destacada de

Ultrasonic processing over high speed mixers, media mills is the more consistent processing of all particles. This reduces the problem of "tailing". As it can be seen on the picture, the distribution curves are almost shifted to the left. Generally, ultrasonication does produce extremely estreta distribució de mida de partícula (Corbes de mòlta de pigment). Això millora la qualitat general de les dispersions de pigments, com partícules més grans generalment interfereixen amb la capacitat de processament, brillantor, resistència i aparença òptica.

Des de la partícula mòlta i la mòlta es basa en col·lisió entre partícules com a resultat de cavitació ultrasònica, Reactors d'ultrasons poden manejar bastant concentracions de sòlids elevades (Per exemple mescles mare) i encara produeixen bons efectes de reducció de mida. En el quadre següent es mostren imatges de la mòlta humida de TiO2 (Feu clic a les imatges per a una vista més gran!).

abans

El tractament amb ultrasons
després

El tractament amb ultrasons

Tio2 de molí de boles

ruixar TiO va assecar2

La imatge a la dreta (Instruccions per ampliar!) Mostra les corbes de distribució de mida de partícula per a la desaglomeració de Degussa diòxid de titani anatasa mitjançant ultrasonicación. La forma estreta de la corba després de la sonicació és una característica típica de processament ultrasònic.

Els materials de mida nanomètrica en revestiments d'alt rendiment

La nanotecnologia és una tecnologia emergent que fa el seu camí en moltes indústries. Els nanomaterials i els nanocompostos s'estan utilitzant en formulacions de recobriment, per exemple, per millorar la resistència a l'abrasió i el ratllat o l'estabilitat UV. El major desafiament per a l'aplicació en recobriments és la retenció de transparència, claredat i brillantor. Per tant, les nanopartícules han de ser molt petites per evitar interferències amb l'espectre visible de la llum. Per a moltes aplicacions, això és substancialment inferior a 100 nm.

La mòlta humida de components d'alt rendiment a escala nanomètrica es converteix en un pas crucial en la formulació de recobriments nanoenginyeria. Qualsevol partícula que interfereixen amb la llum visible, causen terbolesa i la pèrdua de transparència. Per tant, es requereixen distribucions de mida molt estreta. Ultrasons és un mitjà molt eficaç per a la mòlta fina de sòlids. cavitació ultrasònica en líquids provoca col·lisions entre les partícules d'alta velocitat. Diferent de molins de perles convencionals i molins de còdols, les pròpies partícules estan de trituració entre si, fent que els mitjans de mòlta innecessari.

Les empreses, com Panadur (Alemanya) utilitzar dispositius d'ultrasons Hielscher per la dispersió i la desaglomeració dels nanomaterials en els revestiments en motlle. Feu clic aquí per llegir més sobre això.

Per a la sonicació de líquids inflamables o dissolvents en entorns perillosos FM i deivces amb certificació ATEX, com ara la UIP1000-Ex està disponible.

Sol·licitar més informació sobre aquesta aplicació!

Utilitzeu el formulari de sota, si voleu demanar informació addicional respecte a aquesta sol·licitud. Estarem encantats d'oferir un sistema d'ultrasons a les seves exigències.









Tingueu en compte que Política de privacitat.


literatura

Behrend, O., Schubert, H. (2000): Influència de la viscositat de la fase contínua en la emulsificació per ultrasò, a: Ultrasons Sonochemistry 7 (2000) 77-85.

Behrend, O., Schubert, H. (2001): Influència de la pressió hidrostàtica i el contingut de gas a la emulsificació ultrasò continu, a: Ultrasons Sonochemistry 8 (2001) 271-276.

Landfester, K. (2001): La Generació de nanopartícules en miniemulsiones; a: Advanced Materials 2001, 13, n ° 10, May17th. Wiley-VCH.

Hielscher, T. (2005): Ultrasònica preparació de dispersions de mida nanomètrica i emulsions, En: Actes de la Conferència Europea de nanosistemes ENS’05.