Ultrasonidos para dispersar y pulverizar pinturas & pigmentos

Los ultrasonidos de potencia son bien conocidos por sus efectos de molienda y dispersión intensos y controlables con precisión. Los ultrasonidos industriales proporcionan una distribución del tamaño de las partículas muy uniforme en el rango de las micras y las nanopartículas. Los ultrasonidos industriales procesan con facilidad flujos de gran volumen y alta viscosidad y consiguen una humectación, dispersión, desaglomeración y molienda homogéneas.

Fabricación de pintura con ultrasonidos

Mejore sus pinturas, colores y revestimientos con la sonicación:

• Formulación: Tanto si se trata de viscosidades altas, cargas de partículas elevadas, base acuosa o disolvente – Con los ultrasonidos en línea industriales de Hielscher puede procesar cualquier formulación.
• Micrones y nanómetros: El cavitacional Las elevadas fuerzas de cizallamiento reducen las partículas a diámetros diminutos y proporcionan una dispersión.
• Propiedades ópticas: Para obtener las propiedades ópticas correctas, hay que controlar el tamaño de las partículas de pigmento. Normalmente, la opacidad está correlacionada con el tamaño de las partículas: cuanto más fino es el tamaño de las partículas, mayor es la opacidad. Por ejemplo, el TiO₂ se procesa específicamente hasta un tamaño de partícula de 0,20 a 0,3 micras, que equivale aproximadamente a la mitad de la longitud de onda de la luz. La ultrasonicación reduce el TiO₂ pigmentos a su tamaño óptimo, de modo que se obtenga la máxima ocultación.
• Partículas de alto rendimiento: Los tamaños de partícula más pequeños dan lugar a una mayor saturación, consistencia y estabilidad del color. Las fuerzas ultrasónicas intensas, pero controlables con precisión, permiten producir nanopartículas modificadas y funcionalizadas, como las partículas recubiertas, SWNTsMWCNT y partículas core-shell. Estas partículas presentan características únicas y elevan las fórmulas de pintura o revestimiento a un nuevo nivel de calidad y funcionalidad (por ejemplo, resistencia a los rayos UV, resistencia al rayado, solidez, adhesividad, alta resistencia al calor y reflectividad infrarroja y solar).
• Partículas modificadas: Los pigmentos modificados en superficie tienen una viscosidad muy baja con altas cargas de pigmento (2,5cP con un 10% de sólidos), una estabilidad de suspensión superior y una gran pureza.

Las pastas de pigmentos molidas y dispersadas mediante cavitación por ultrasonidos y fuerzas de cizallamiento elevadas muestran una importante reducción de tamaño y una distribución uniforme. El gráfico anterior muestra el aumento de la reducción de tamaño al aumentar la energía ultrasónica.

Para la producción de pintura, los componentes como pigmentos, aglutinantes/formadores de película, diluyentes/solventes, resinas, cargas y aditivos tienen que mezclarse en una formulación homogénea. Los pigmentos son el componente determinante que da color a la pintura. Los más importantes El pigmento blanco es TiO₂que debe molerse para obtener tamaño óptimo de las partículas entre 0.2 y 0,3 micras de diámetro para mostrar el grado deseado de blancura, brillo, opacidad y un índice de refracción muy elevado. Las fuerzas de cizallamiento ultrasónicas proporcionan una desaglomeración y dispersión de TiO₂ partículas (véase el cuadro siguiente).
A los Pulverizar y Dispersión influye en la calidad de la pintura mejorando su intensidad de color, densidad, finura de molido, dispersión y reología.

Dispersión ultrasónica & Condiciones de rectificado

La calidad de las pinturas y revestimientos depende de la dispersión homogénea de los pigmentos. Hielscher Ultrasonics suministra equipos eficaces de molienda y trituración para la dispersión de pinturas, especialmente para formulaciones con altas cargas de pigmentos. El mecanismo de dispersores ultrasónicos para fresar & aplicaciones de molienda, desaglomeración y dispersión también se basa en el principio de cizallamiento generado por Cavitación ultrasónica. En cavitacional Las fuerzas necesarias para la disociación de las partículas se producen por diferencias de presión elevadas, puntos calientes locales y chorros de líquido, lo que da lugar a la ruptura de las partículas por colisión entre ellas.
Dispersores ultrasónicos industriales como el UIP16000 tienen capacidad para procesar flujos de gran volumen de pinturas y revestimientos.

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Dispersión de nanopartículas

A los Pulverizar y la dispersión suele ser el único método para procesar nanopartículas de forma eficiente con el fin de obtener partículas primarias. Un tamaño pequeño de partícula primaria da lugar a una gran superficie y se correlaciona con la expresión de características y funcionalidades únicas de la partícula. Al mismo tiempo, un tamaño de partícula más pequeño se asocia a una energía superficial elevada para una agregación y reactividad más severas, de modo que los ultrasonidos intensos Dispersión para dispersar homogéneamente las nanopartículas en la formulación.
Además, un tratamiento ultrasónico de la superficie puede modificar las nanopartículas, lo que da lugar a dispersabilidad mejorada, estabilidad de dispersión, hidrofobicidad y otras características.
Los investigadores han recomendado el método de dispersión por ultrasonidos para nano partículas como solución preferida, “porque el material dispersado por el método ultrasónico es mucho más puro que el producido por el fresado de microesferas”^{[Kim et al. 2010]}.

La dispersión por ultrasonidos presenta importantes ventajas frente a las técnicas de fresado convencionales

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Literatura / Referencias