Højtydende malingshomogenisatorer
Ultralydsblandere er et pålideligt værktøj til at homogenisere, sprede og emulgere flydende maling og pigmentformuleringer. Ultralydshomogenisatorer producerer ikke kun meget stabile, ensartede malingsemulsioner og dispersioner, men ultralydapparater bruges også til at fræse og slibe pigmenter, nanomaterialer og primære partikler. På grund af fremragende dispersions- og fræseresultater implementeres ultralydshomogenisatorer af malingsindustrien som en af de mest sofistikerede blandingsteknikker til maling og pigmentpasta, der findes.
Malingshomogenisering, dispersion og emulsion
Homogenisering anvendes til at reducere partikelstørrelsen af faste stoffer eller dråber for at lette produktionen af stabile emulsioner og dispersioner af høj kvalitet. Ved formulering af maling, belægninger og lakker er en ensartet partikelstørrelse afgørende for ensartede resultater i farve, påføringsadfærd og funktionalitet af malingen eller belægningsformuleringen.
Ultralydsmalingshomogenisatorer til dispersions- og emulsionsformuleringer
Ultralydsblandere med høj forskydning er ideelle til homogenisering, emulgering og opløselige applikationer, hvor partikel- eller dråbestørrelse og ensartet fordeling er afgørende for malingens ydeevne og kvalitet.
Ultralydbehandling er den foretrukne homogeniseringsteknologi, da den intense akustiske kavitation af ultralyd med høj effekt er i stand til at nedbryde molekyler pålideligt ned til en ensartet partikelfordeling i mikron- og nanoområdet. Ultralydshomogenisering er den mest sofistikerede teknik til fremstilling af partikler i nano- og mikronstørrelse. Størrelsen af partiklerne (f.eks. pigmenter, olier, voks, tilsætningsstoffer osv.) kan justeres individuelt ved at anvende den rigtige mængde ultralydsintensitet.
Desuden kan ultralydsdispersion føre til overflademodifikation af pigmenter, hvilket resulterer i en signifikant øget dispersionsstabilitet.
Industriel ultralydsprocessor UIP16000 (16kW) til fremstilling af maling og nanofillers
- vandbaseret maling
- opløsningsmiddelbaseret maling
- emulsionsmaling
- dispersion maling
- latex dispersioner
- voks emulsioner
- høje pigmentbelastninger
- Blank emulsionsmaling
- Suspoemulsioner (blanding af suspension og emulsion)
- højtydende belægninger
- Lak
- polymere formuleringer
- Emalje
- tilsætningsstoffer til nanopartikler
- slibende partikler
- mini-emulsionspolymerisation
Ultralydsdispersion af nanofillers
Fyldstoffer i nanostørrelse er inkorporeret i belægninger såsom polymerer eller harpikser. Sådanne nanofillers kan forbedre mekaniske egenskaber betydeligt, f.eks. UV-modstand, ridsefasthed, stivhed og sejhed / trækstyrke af visse materialer. Den største forskel mellem konventionelle fyldstoffer i mikronstørrelse og fyldstoffer i nanostørrelse er det høje specifikke overfladeforhold og dermed fuldstændige ændrede egenskaber ved nanofyldstofferne. Nanomaterialer (f.eks. fyldstoffer i nanoskala) skal dispergeres ensartet i en malings- eller belægningsformulering, så hele overfladearealet kan interagere med den omgivende matrix. Kun når de dispergeres som enkeltdispergerede nanopartikler, kan nanofillers udtrykke deres ekstraordinære materialeegenskaber. Ultralydshomogenisatorer og dispergeringsmidler er den overlegne blandingsteknologi til at detanglere, deagglomerere og jævnt sprede nanopartikler såsom nanofillers i en matrix (f.eks. polymerer, epoxy eller harpikser). Da ultralydsforskydningskræfter bryder interpartikelbindinger, bliver hver partikel enkelt spredt i matrixen og omslutter dens fulde egenskaber. Derved er ultralydsdispersion og homogenisering den mest pålidelige metode til fremstilling af højtydende belægninger.
Ultralydsdispersionsteknikken har mange fordele i sammenligning med traditionelle fræseteknologier såsom tre-rulle-, kugle- eller mediemøller.
Ultralydsdispersion af latexemulsion
Selvom latexmaling ikke er den mest komplicerede malingsformulering at forberede, skal den stadig forberedes omhyggeligt, og alle komponenter i en latexformulering skal tilsættes i en valgt rækkefølge. I det første forberedelsestrin forberedes en grundlæggende malingssuspension. Derfor dispergeres pigmenter i vand med befugtningsmidler, skumdæmpende midler og andre tilsætningsstoffer, der kræves til den specifikke formuleringsopskrift. Titandioxid (TiO2) pigmenter spredes normalt først, og derefter tilsættes forlængerpigmenterne. For de fleste formler er rækkefølgen og målet for tilsætning af disse forbindelser en væsentlig, kvalitetspåvirkende faktor. For det meste bruges højhastighedsblade / roterende blandere, som er den mest konventionelle metode til latexemulgering, til befugtning og spredning af partiklerne. Med kniv- eller roterende blandere er blandingen af en ensartet basisformel en tidskrævende indsats. Efterfølgende tilsættes latexemulsionen til blandingen og inkorporeres ved et betydeligt lavere niveau af blandingsenergi. Latexemulsioner er tilbøjelige til at smelte sammen eller gå i stykker og kræver milde homogeniseringsforhold. Allerede dispergerede fortykningsmidler tilsættes derefter for at justere viskositeten af den endelige latexmalingsemulsion til den ønskede konsistens.
Ultralydsdispergerer kan nemt og pålideligt håndtere fremstillingen af latexemulsioner. Da sonikeringsenergi og derved dispergeringsintensiteten kan justeres til emuslificering og homogenisering af de forskellige præparattrin, kan en nedbrydning af ingredienser eller brud på latexemulsionen forhindres pålideligt. Ultralydsdispersion er en gennemprøvet teknik til fuldstændig pulverbefugtning. Rækkefølgen af tilsætning af materialer osv. kan ændres til formuleringskrav. Den ideelt justerede ultralydsenergitilførsel giver mulighed for det fulde farveudtryk af pigmenter og resulterer i en latexemulsionsmaling af høj kvalitet.
Da ultralydsdispergeren med flowcelle er lukket system, forekommer der ingen uønsket beluftning eller skumdannelse. Ultralydsapparatet tilbyder fordelen ved robust og pålidelig, let og sikkert at betjene, med kortere batchcyklusser og enklere formuleringsprocedurer. Selv med en stationær ultralydsapparat i gennemstrømningsopsætning kan betydelige produktionskapaciteter være effektive og omkostningseffektivt behandlet.
Før og efter sonikering: Den grønne kurve viser partikelstørrelsen før sonikering, den røde kurve er partikelstørrelsesfordelingen af ultralydsdispergeret silica.
Ultralydsdispersion af voksemulsioner
Voksemulsioner og dispersioner er formulerede additiver fremstillet af fine og stabiliserede vokspartikler, homogent fordelt i vand. Når voks dispergeres som nanodråber med en meget homogen dråbefordeling, opnås en stabil voksemulsion. Ultralydshomogenisatorer genererer intense forskydningskræfter og er pålidelige og robuste dispergeringssystemer til fremstilling af stabile voksnano-emulsioner.
Læs mere om ultralydsvoksemulgering!
Ultralydshomogenisatorer med høj forskydning til malingsformuleringer
Hielscher Ultrasonics homogenisatorer, dispergeringsmidler, emulgatorer og møller anvendes i industriel produktion af højtydende maling og belægninger. Med den intense ultralydsfrekvensenergi skaber ultralydshomogenisatorer meget høje forskydningskræfter, turbulenser og destruktive kræfter. Disse ekstraordinært intense ultralydskræfter kobler den nødvendige indvirkning på fast-flydende opslæmninger for at sprede og fræse partikler til den ønskede størrelse og funktionalitet.
Ultralydsfræsning af belastninger med højt fast stof
Ultralyd inline-systemer kan nemt håndtere meget høje faste koncentrationer. Så længe gyllens partikelbelastning er inden for rækkevidden af at være pumpbar og kan føres gennem ultralydsflowcellen, kan Hielschers industrielle ultralydshomogneisatorer pålideligt behandle enhver form for meget tyktflydende, pastalignende opslæmninger. Ultralyd vådfræsning anvendes almindeligvis for at forberede masterbatcher af mikron- og nano-størrelse pigmenter. Evnen til at håndtere sådanne høje faste belastninger af selv slibende partikler gør ultralydshomogenisatorer med høj forskydning til den mest effektive og effektive fræseteknologi af pigmenter og nanopartikler.
Ultralydstankomrørere og gennemstrømningsreaktorer
Malingsformuleringer kan blandes i åbne tanke eller batches, hvor en eller flere ultralydssonder indsættes. Den åbne beholderblanding ved hjælp af en opsætning som Hielscher SonoStation (se billedet til venstre) er en ideel opsætning til at sprede mellemstore volumener af lav- til mellemviskøse formuleringer. Til høj volumengennemstrømning, intense anvendelser af fræsning og nedbrydning af primære partikler samt til højviskøse slam og pastaer er en trykbetjent ultralydsreaktor den foretrukne opsætning.
En åben beholder som en tank kan ikke sættes under tryk, og den er heller ikke ideel til ensartet behandling af større og/eller meget tyktflydende mængder. En ultralydsgennemstrømningsreaktor kan sættes under tryk op til flere barg. Anvendelse af tryk under sonikering intensiverer den akustiske kavitation og dermed forskydningskræfter og dispergering / fræsning / homogeniserende effekter af ultralyd. Samtidig føres al maling eller pigmenter ensartet ind i reaktoren: med samme opholdstid og behandles under nøjagtig samme ultralydsbetingelser, opnås et meget homogent dispersions- / fræsningsresultat. Den meget ensartede behandling under intense ultralydskræfter resulterer i overlegne malingsprodukter.
Hielscher Ultrasonics tilbyder hele spektret af højtydende ultralydsprocessor med tank- og reaktoropsætninger, der giver dig det ideelle ultralydsdispergeringsudstyr til din malingsproduktion.
Ultralydsdispergeringsmidler til enhver produktkapacitet
Hielscher Ultrasonics produktsortiment dækker hele spektret af ultralydsprocessorer fra kompakte laboratorieultralydapparater over bord- og pilotsystemer til fuldt industrielle ultralydsprocessorer med kapacitet til at behandle lastbiler i timen. Det fulde produktsortiment giver os mulighed for at tilbyde dig den bedst egnede ultralydsdispergeringsmiddel til dine malingsformuleringer, proceskapacitet og produktionsmål.
Ultralydsbordsystemer er ideelle til gennemførlighedstest og procesoptimering. Lineær opskalering baseret på etablerede procesparametre gør det meget nemt at øge forarbejdningskapaciteten fra mindre partier til fuldt kommerciel produktion. Opskalering kan udføres ved enten at installere en mere kraftfuld ultralydsdispergeringsenhed eller klynge flere ultralydapparater parallelt. Med UIP16000 tilbyder Hielscher den mest kraftfulde ultralydsdisperger på verdensplan.
Præcist kontrollerbare amplituder for optimale resultater
Alle Hielscher ultralydapparater er præcist kontrollerbare og dermed pålidelige arbejdsheste i produktionen. Amplituden er en af de afgørende procesparametre, der påvirker effektiviteten af ultralydsdispergering og vådfræsning af pigmentpastaer, maling og polymerer.
Alle Hielscher ultralydsapparater’ Processorer giver mulighed for den præcise indstilling af amplituden. Sonotroder og boosterhorn er tilbehør, der gør det muligt at ændre amplituden i et endnu bredere område. Hielschers industrielle ultralydsprocessorer kan levere meget høje amplituder og levere den krævede ultralydsintensitet til krævende applikationer. Amplituder på op til 200 μm kan nemt køres kontinuerligt i 24/7 drift. Høje amplituder er afgørende, når det kommer til ultralydsapplikationer med høj effekt såsom nanodispersioner, nano-partikelsyntese, fræsning af primære partikler og mini-emulsioner.
Præcise amplitudeindstillinger og permanent overvågning af ultralydsprocesparametrene via smart software giver dig mulighed for at behandle dine pigmenter og pulveropslæmninger under de mest effektive ultralydsforhold. Optimal sonikering for de bedste dispersionsresultater!
Nem, risikofri test
Ultralydsprocesser kan skaleres fuldstændigt lineært. Dette betyder, at hvert resultat, du har opnået ved hjælp af en ultralydsapparat i laboratoriet eller en ultralydsmaskine, kan skaleres til nøjagtigt det samme output ved hjælp af nøjagtig de samme procesparametre. Dette gør ultralydbehandling ideel til risikofri gennemførlighedstest, procesoptimering og efterfølgende implementering i kommerciel fremstilling. Kontakt os for at lære, hvordan sonikering kan forbedre din maling og pigmentproduktion.
Højeste kvalitet – Designet og fremstillet i Tyskland
Som en familieejet og familiedrevet virksomhed prioriterer Hielscher de højeste kvalitetsstandarder for sine ultralydsprocessorer. Alle ultralydapparater er designet, fremstillet og grundigt testet i vores hovedkvarter i Teltow nær Berlin, Tyskland. Robustheden og pålideligheden af Hielschers ultralydsudstyr gør det til en arbejdshest i din produktion. 24/7 drift under fuld belastning og i krævende miljøer er en naturlig egenskab ved Hielschers højtydende dispergeringsmaskiner. Dette gør Hielschers ultralydsudstyr til et pålideligt arbejdsredskab, der opfylder dine krav til malingsbehandling.
| Batch volumen | Flowhastighed | Anbefalede enheder |
|---|---|---|
| 1 til 500 ml | 10 til 200 ml/min | UP100H |
| 10 til 2000 ml | 20 til 400 ml/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 til 20L | 0.2 til 4 l/min | UIP2000hdT |
| 10 til 100L | 2 til 10 l/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10 til 100 l/min | UIP16000 |
| n.a. | Større | klynge af UIP16000 |
Kontakt os! / Spørg os!
Litteratur / Referencer
- 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.
Fakta, der er værd at vide
Hvad er forskellen mellem dispersioner og emulsioner
Definition af spredning:
En dispersion er et system, hvor distribuerede partikler af et materiale spredes i en kontinuerlig fase af et andet materiale. De to faser kan være i samme eller forskellige tilstande af stof.
Der skelnes mellem forskellige typer dispersioner. Kendetegnende faktorer er f.eks. partikelstørrelsesforholdet mellem dispergerede partikler i forhold til partiklerne i den kontinuerlige fase, om der forekommer nedbør eller ej, og tilstedeværelsen af brownsk bevægelse. Generelt kaldes dispersioner af partikler, der er tilstrækkeligt store til sedimentering, suspensioner, mens de af mindre partikler kaldes kolloider og opløsninger. Emulsion er en specifik undertype af dispersion, hvor to ikke-blandbare væsker (to faser af samme tilstand) spredes i hinanden.
Definition af emulsion:
Emulsioner er væskesystemer af mindst to ikke-blandbare væsker, hvor den ene af væskerne er spredt i den anden som små dråber. Fasen med små, distribuerede dråber kaldes dispergeret eller intern fase, mens den anden fase kaldes kontinuerlig eller ekstern fase. Der er to hovedtyper af emulsioner, som der skelnes mellem: Olie-i-vand (O/W) og vand-i-olie (W/O) emulsioner. I olie-i-vand (O/W) emulsionen er den indre fase en olie- eller olieblandbar væske, og den eksterne fase er vand eller en vandblandbar væske. I vand-i-olie (W/O)-emulsionen er den indre fase den vandlignende væske, mens den ydre fase er den olielignende væske.
De fleste emulsioner kræver et emulgeringsmiddel, kendt som stabilisator eller overfladeaktivt middel. Dråbestørrelsen spiller også en afgørende rolle med hensyn til emulsionsstabilitet. Jo mindre dråbestørrelsen er, jo mere stabil er emulsionen.
Højtydende ultralyd! Hielschers produktsortiment dækker hele spektret fra den kompakte laboratorieultralydsapparat over bordenheder til fuldindustrielle ultralydssystemer.




