Homogeneizadores de pintura de alto rendimiento

Los mezcladores ultrasónicos son una herramienta fiable para homogeneizar, dispersar y emulsionar las formulaciones de pintura líquida. Los homogeneizadores ultrasónicos no sólo producen emulsiones y dispersiones de pintura altamente estables y uniformes, sino que también se utilizan para moler y triturar pigmentos, nanomateriales y partículas primarias. La amplia gama de capacidades de los homogeneizadores ultrasónicos hace que los ultrasonidos sean los equipos de mezcla de pintura más sofisticados disponibles.

Homogeneización, dispersión y emulsión de la pintura

Blue pigment powder before ultrasonic dispersion into a paint formula La homogeneización se aplica para reducir el tamaño de las partículas de los sólidos o las gotas a fin de facilitar la producción de emulsiones y dispersiones estables de alta calidad. En la formulación de pinturas, revestimientos y barnices, un tamaño de partícula uniforme es crucial para obtener resultados uniformes en la coloración, el comportamiento de aplicación y la funcionalidad de la formulación de la pintura o el revestimiento.

Homogeneizadores ultrasónicos de pintura para formulaciones de dispersión y emulsión

Los mezcladores ultrasónicos de alto cizallamiento son ideales para aplicaciones de homogeneización, emulsificación y solubilización, en las que el tamaño de las partículas o las gotas y la distribución uniforme son fundamentales para el rendimiento y la calidad de la pintura.
La ecografía es la tecnología preferida de homogeneización, ya que la intensa cavitación acústica de los ultrasonidos de alta potencia es capaz de romper las moléculas de manera fiable hasta una distribución uniforme de las partículas en la gama de micrones y nanomateriales. La homogeneización ultrasónica es la técnica más sofisticada para producir partículas de tamaño nanométrico y micrométrico. El tamaño de las partículas (por ejemplo, pigmentos, aceites, ceras, aditivos, etc.) puede ajustarse individualmente aplicando la cantidad adecuada de intensidad ultrasónica.
Además, la dispersión ultrasónica puede dar lugar a la modificación de la superficie de los pigmentos, lo que aumenta considerablemente la estabilidad de la dispersión.

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El video está demostrando la dispersión ultrasónica del color rojo usando el UP400St con una sonda S24d de 22mm.

Dispersión ultrasónica del color rojo usando el UP400St

High-pwer ultrasound is a reliable dispersing and wet-milling technique applied for the producation of paints, high-performance coatings, and varnishes

Procesador ultrasónico industrial UIP16000 (16kW) para la producción de pinturas y nanorellenos

Homogeneizadores ultrasónicos de pintura para

  • pinturas a base de agua
  • pinturas con base de disolvente
  • pinturas emulsionadas
  • pinturas de dispersión
  • dispersiones de látex
  • emulsiones de cera
  • altas cargas de pigmento
  • pinturas brillantes de emulsión
  • suspoemulsiones (mezcla de suspensión y emulsión)
  • revestimientos de alto rendimiento
  • barnices
  • formulaciones de polímeros
  • esmaltes
  • aditivos de nanopartículas
  • Partículas abrasivas
  • polimerización de mini-emulsión

Dispersión ultrasónica de nanorrellenos

Los rellenos de tamaño nano se incorporan a los revestimientos como polímeros o resinas. Estos nanorrellenos pueden mejorar considerablemente las propiedades mecánicas, por ejemplo, la resistencia a los rayos ultravioleta, la resistencia a los arañazos, la rigidez y la tenacidad / resistencia a la tracción de ciertos materiales. La principal diferencia entre los rellenos convencionales de tamaño micrométrico y los rellenos de tamaño nanométrico es la elevada proporción de superficie específica y, por lo tanto, las características modificadas de los nanorrellenos. Los nanomateriales (por ejemplo, los rellenos a nanoescala) deben dispersarse uniformemente en una formulación de pintura o revestimiento, de modo que toda la superficie pueda interactuar con su matriz circundante. Sólo cuando se dispersan como nanopartículas individuales dispersas, los nanorrellenos pueden expresar sus extraordinarias propiedades materiales. Los homogeneizadores y dispersores ultrasónicos son la tecnología de mezcla superior para desenredar, desagregar y dispersar uniformemente las nanopartículas como los nanorrellenos en una matriz (por ejemplo, polímeros, epoxis o resinas). Como las fuerzas de cizallamiento ultrasónico rompen los enlaces entre partículas, cada una de ellas se dispersa individualmente en la matriz y envuelve todas sus propiedades. Por lo tanto, la dispersión y homogeneización ultrasónica es el método más fiable para la producción de revestimientos de alto rendimiento.

La técnica de dispersión por ultrasonidos tiene muchas ventajas en comparación con las tecnologías de fresado tradicionales como de tres cilindros, de bolas o de los medios de comunicación molinos. (¡Click para agrandar!)

dispersante ultrasónico tiene ventajas significativas contra técnicas de molienda convencionales

Dispersión ultrasónica de la emulsión de látex

Aunque las pinturas de látex no son la formulación de pintura más complicada de preparar, debe prepararse con cuidado y todos los componentes de una formulación de látex deben añadirse en un orden seleccionado. En el primer paso de preparación, se prepara una suspensión de pintura básica. Por lo tanto, los pigmentos se dispersan en agua con agentes humectantes, antiespumantes y otros aditivos necesarios para la receta específica de la formulación. Los pigmentos de dióxido de titanio (TiO2) suelen dispersarse primero y luego se añaden los pigmentos diluyentes. En la mayoría de las fórmulas, el orden y la medida de la adición de estos compuestos es un factor esencial que influye en la calidad. En la mayoría de los casos, se utilizan mezcladores de palas / rotativos de alta velocidad, que son el método más convencional de emulsificación del látex, para humedecer y dispersar las partículas. Con los mezcladores de palas o rotativos, la mezcla de una fórmula base consistente es un esfuerzo que consume mucho tiempo. Posteriormente, la emulsión de látex se añade a la mezcla y se incorpora mediante un nivel significativamente menor de energía de mezcla. Las emulsiones de látex son propensas a coalescer o romperse y requieren unas condiciones de homogeneización suaves. A continuación se añaden espesantes ya pre-dispersados para ajustar la viscosidad de la emulsión final de pintura de látex a una consistencia deseada.
El dispersador ultrasónico puede manejar fácilmente y de manera confiable la preparación de las emulsiones de látex. Dado que la energía de sonicación y, por tanto, la intensidad de la dispersión pueden ajustarse a la emuslificación y homogeneización de los distintos pasos de la preparación, se puede evitar de manera fiable la descomposición de los ingredientes o la rotura de la emulsión de látex. La dispersión ultrasónica es una técnica probada para la humectación completa del polvo. El orden de adición de los materiales, etc. puede modificarse según las exigencias de la formulación. La entrada de energía ultrasónica, idealmente ajustada, permite la expresión completa de la coloración de los pigmentos y da como resultado una pintura de emulsión de látex de alta calidad.
Como el dispersor ultrasónico con célula de flujo es un sistema cerrado, no se produce ninguna aireación o espuma indeseada. El ultrasonido ofrece la ventaja de ser robusto y fiable, fácil y seguro de operar, con ciclos de lotes más cortos y procedimientos de formulación más sencillos. Incluso con un ultrasonido de mesa en configuración de flujo, se pueden procesar de manera eficaz y rentable capacidades de producción sustanciales.

Ultrasonic dispersión resultado en una distribución de tamaño de partícula muy estrecha.

Antes y después de la sonicación: La curva verde muestra el tamaño de partícula antes de la sonicación, la curva roja es la distribución del tamaño de partícula de sílice ultrasónicamente dispersado.

Dispersión ultrasónica de las emulsiones de cera

Las emulsiones y dispersiones de cera son aditivos formulados a partir de partículas de cera finas y estabilizadas, distribuidas homogéneamente en el agua. Cuando la cera se dispersa en forma de nano gotitas con una distribución de gotitas muy homogénea, se obtiene una emulsión de cera estable. Los homogeneizadores ultrasónicos generan fuerzas de cizallamiento intensas y son sistemas de dispersión fiables y robustos para producir nanoemulsiones de cera estables.
Lea más sobre la emulsificación de la cera por ultrasonidos.

Ultrasonic dispersers are used to disperse paints and pigments

Dispersor ultrasónico con célula de flujo de vidrio para mostrar la homogeneización de la pintura roja

La dispersión de ultrasonidos UV Negro de tinta: Los resultados del ultrasonido en una dispersión fina homogénea (Haga clic para agrandar!)

Los pigmentos UV-Negro: Antes y Después de Ultrasonidos

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Homogeneizadores ultrasónicos de alto cizallamiento para formulaciones de pintura

Los homogeneizadores, dispersores, emulsionantes y molinos de Hielscher Ultrasonics se utilizan en la producción industrial de pinturas y revestimientos de alto rendimiento. Con la intensa energía de frecuencia de los ultrasonidos, los homogeneizadores ultrasónicos crean fuerzas de cizallamiento, turbulencias y fuerzas destructivas muy elevadas. Estas fuerzas ultrasónicas extraordinariamente intensas acoplan el impacto necesario en las lechadas sólido-líquido para dispersar y moler las partículas al tamaño y la funcionalidad deseados.

Molienda ultrasónica de cargas de alto sólido

Los sistemas ultrasónicos en línea pueden manejar fácilmente concentraciones de sólidos muy altas. Mientras la carga de partículas del lodo esté en el rango de ser bombeable y pueda ser alimentada a través de la celda de flujo ultrasónica, los homogeneizadores ultrasónicos industriales de Hielscher pueden procesar de manera confiable cualquier tipo de lodo altamente viscoso y pastoso. La molienda húmeda ultrasónica se aplica comúnmente para preparar lotes maestros de pigmentos de tamaño micrónico y nano. La capacidad de manejar cargas sólidas tan altas de partículas incluso abrasivas hace que los homogeneizadores ultrasónicos de alto cizallamiento sean la tecnología de molienda de pigmentos y nanopartículas más eficaz y eficiente.

Agitadores ultrasónicos de tanque y reactores de flujo continuo

The ultrasonic homogenization setup SonoStation consists of ultrasonic disperser, agitator, pump and tank. It is a complete turn-key setup for mixing applications.  Las formulaciones de pintura pueden mezclarse en tanques abiertos o en lotes, en los que se insertan una o más sondas ultrasónicas. La mezcla en recipientes abiertos utilizando una configuración como la Hielscher SonoStation (véase la imagen a la izquierda) es una configuración ideal para dispersar volúmenes medianos de formulaciones de baja a media viscosidad. Para un alto volumen de producción, aplicaciones intensas de molienda y rotura de partículas primarias, así como para lodos y pastas de alta viscosidad, un reactor ultrasónico presurizable es la configuración elegida.
Un recipiente abierto como un tanque no puede ser presurizado ni es ideal para el procesamiento uniforme de volúmenes más grandes y/o altamente viscosos. Un reactor de flujo ultrasónico puede ser presurizado hasta varias barcazas. La aplicación de presión durante la sonicación intensifica la cavitación acústica y, por lo tanto, las fuerzas de cizallamiento y los efectos de dispersión, molienda y homogeneización de los ultrasonidos. Al mismo tiempo, toda la pintura o los pigmentos se introducen uniformemente en el reactor: al tener el mismo tiempo de residencia y al ser procesados bajo las mismas condiciones ultrasónicas, se consigue un resultado de dispersión / molienda muy homogéneo. El tratamiento muy uniforme bajo intensas fuerzas ultrasónicas da como resultado productos de pintura superiores.
Hielscher Ultrasonics ofrece la gama completa de procesadores ultrasónicos de alto rendimiento con configuraciones de tanques y reactores que le proporcionan el equipo de dispersión ultrasónica ideal para su producción de pintura.

Dispersores ultrasónicos para cada capacidad de producto

Célula de flujo UIP4000hdT para sonicación en línea a escala industrialLa gama de productos de Hielscher Ultrasonics abarca todo el espectro de procesadores ultrasónicos, desde los ultrasonidos compactos de laboratorio, pasando por los sistemas de mesa y los sistemas piloto, hasta los procesadores ultrasónicos totalmente industriales con capacidad para procesar cargas de camiones por hora. La gama completa de productos nos permite ofrecerle el dispersador ultrasónico más adecuado para sus formulaciones de pintura, capacidad de proceso y objetivos de producción.
Los sistemas ultrasónicos de mesa son ideales para pruebas de viabilidad y optimización de procesos. La ampliación lineal basada en parámetros de proceso establecidos hace que sea muy fácil aumentar la capacidad de procesamiento de lotes más pequeños a una producción totalmente comercial. El aumento de escala puede hacerse instalando una unidad de dispersión ultrasónica más potente o agrupando varios ultrasonidos en paralelo. Con el UIP16000, Hielscher ofrece el dispersor ultrasónico más potente del mundo.

Amplitudes controlables con precisión para resultados óptimos

Todos los ultrasonidos de Hielscher son controlables con precisión y, por lo tanto, caballos de trabajo fiables en la producción. La amplitud es uno de los parámetros de proceso cruciales que influyen en la eficiencia y eficacia de la dispersión ultrasónica y el molido húmedo de las pastas de pigmentos, pinturas y polímeros.
Hielscher's industrial processors of the hdT series can be comfortable and user-friendly operated via browser remote control.Todos los ultrasonidos de Hielscher’ Los procesadores permiten el ajuste preciso de la amplitud. Los sonotrodos y las bocinas de refuerzo son accesorios que permiten modificar la amplitud en un rango aún más amplio. Los procesadores industriales de ultrasonidos de Hielscher pueden proporcionar amplitudes muy altas y ofrecer la intensidad ultrasónica necesaria para aplicaciones exigentes. Amplitudes de hasta 200µm pueden ser fácilmente operadas continuamente en operación 24/7. Las altas amplitudes son esenciales cuando se trata de aplicaciones de ultrasonido de alta potencia como las nanodispersiones, la síntesis de nanopartículas, la molienda de partículas primarias y las mini-emulsiones.
Los ajustes precisos de amplitud y la supervisión permanente de los parámetros del proceso ultrasónico mediante un software inteligente le dan la posibilidad de tratar sus pigmentos y lodos en polvo en las condiciones ultrasónicas más eficaces. Sonicación óptima para obtener los mejores resultados de dispersión.

Pruebas fáciles y sin riesgos

Los procesos ultrasónicos pueden ser completamente lineales. Esto significa que cada resultado que se ha logrado usando un laboratorio o un ultrasonido de mesa, puede ser escalado a exactamente la misma salida usando exactamente los mismos parámetros de proceso. Esto hace que la ultrasonificación sea ideal para la realización de pruebas de viabilidad sin riesgos, la optimización de los procesos y la posterior aplicación en la fabricación comercial. Contáctenos para saber cómo la sonicación puede mejorar su producción de pintura y pigmentos.

La más alta calidad – Diseñado y fabricado en Alemania

Como empresa familiar, Hielscher da prioridad a los más altos estándares de calidad para sus procesadores de ultrasonidos. Todos los ultrasonidos se diseñan, fabrican y prueban a fondo en nuestra sede en Teltow, cerca de Berlín, Alemania. La robustez y fiabilidad de los equipos de ultrasonidos de Hielscher los convierten en un caballo de batalla en su producción. El funcionamiento 24/7 a plena carga y en entornos exigentes es una característica natural de los dispersores de alto rendimiento de Hielscher. Esto hace que el equipo de ultrasonidos de Hielscher sea una herramienta de trabajo fiable que cumple con sus requisitos de procesamiento de pintura.

ultrasonicador UP200St (200W) dispersando negro de carbón en el agua usando 1%wt Tween80 como surfactante

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En la siguiente tabla encontrará algunas indicaciones sobre la capacidad de procesamiento aproximada de nuestros sonicadores:

Volumen del lote Tasa de flujo Dispositivos recomendados
1 a 500 mL 10 a 200 mL/min. UP100H
10 a 2000 mL 20 a 400 mL/min. UP200Ht, UP400St
0,1 a 20 L 0,2 a 4 L/min UIP2000hdT
10 a 100 L 2 a 10 L/min UIP4000hdT
n.a. 10 a 100 L/min UIP16000
n.a. mayor Grupo de UIP16000

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Literatura / Referencias



Información interesante

¿Cuál es la diferencia entre las dispersiones y las emulsiones?

Definición de Dispersión:
A dispersión es un sistema en el que las partículas distribuidas de un material se dispersan en una fase continua de otro material. Las dos fases pueden estar en el mismo o en diferentes estados de la materia.
Se distinguen diferentes tipos de dispersiones. Los factores distintivos son, por ejemplo, la relación del tamaño de las partículas dispersas en relación con las partículas de la fase continua, si se produce o no precipitación, y la presencia de movimiento Browniano. En general, las dispersiones de partículas suficientemente grandes para la sedimentación se denominan suspensiones, mientras que las de partículas más pequeñas se denominan coloides y soluciones. La emulsión es un subtipo específico de dispersión, en la que dos líquidos inmiscibles (dos fases del mismo estado) se dispersan entre sí.
Definición de Emulsión:
Emulsiones son sistemas líquidos de al menos dos líquidos inmiscibles, donde uno de los líquidos se dispersa en el otro como pequeñas gotas. La fase de pequeñas gotitas distribuidas se llama fase dispersa o interna, mientras que la otra fase se llama fase continua o externa. Hay dos tipos principales de emulsiones, que se distinguen entre sí: Las emulsiones de aceite en agua (O/W) y agua en aceite (W/O). En la emulsión aceite en agua (O/W), la fase interna es un líquido miscible con aceite o aceite, y la fase externa es agua o un líquido miscible con agua. En la emulsión agua en aceite (W/O), la fase interna es el líquido similar al agua, mientras que la fase externa es el líquido similar al aceite.
La mayoría de las emulsiones requieren un agente emulsionante, conocido como estabilizador o surfactante. El tamaño de las gotas también juega un papel crucial en la estabilidad de la emulsión. Cuanto más pequeño es el tamaño de la gota, más estable es la emulsión.


Hielscher Ultrasonics supplies high-performance ultrasonic homogenizers from lab to industrial size.

¡Ultrasonidos de alto rendimiento! La gama de productos de Hielscher cubre todo el espectro, desde el ultrasonido compacto de laboratorio, pasando por las unidades de sobremesa, hasta los sistemas de ultrasonido completamente industriales.