Kuidas segada lakke nanotäidistega

Laki tootmiseks on vaja võimsaid segamisseadmeid, mis suudavad käsitseda nanoosakesi ja pigmente, mis peavad olema preparaadis ühtlaselt hajutatud. Ultraheli homogenisaatorid on väga tõhusad ja usaldusväärsed dispergeerimistehnikad, mis tagavad nanoosakeste homogeense jaotumise polümeeridesse.

Laki tootmine suure jõudlusega ultraheli segistitega

Laki kirjeldus on selge läbipaistev kõva kaitsev kate või kile, mis koosneb vaikudest (nt akrüül, polüuretaan, alküüd, šellak), kuivatusõlist, metallikuivatist ja lenduvatest lahustitest (nt raskbensiin, mineraalpiiritus või vedeldi). Kui lakk kuivab, aurustub selle sisaldav lahusti ja ülejäänud koostisosad oksüdeeruvad või polümeriseeruvad, moodustades vastupidava läbipaistva kile. Lakke kasutatakse enamasti puitpindade, maalide ja mitmesuguste dekoratiivesemete kaitsekattena, UV-kõvenevaid lakke aga autokatetes, kosmeetikas, toidus, teaduses ja muudes harudes.

Nano-ränidioksiidi ultraheli dispersioon lakis

Ultraheli hajutamise tavaline näide on kolloidsete ränidioksiidide lisamine, mida tavaliselt lisatakse lakkide tiksotroopsete omaduste andmiseks.
Näiteks nano-ränidioksiidiga täidetud polüeeterimiidlaki eluiga on kuni kolmkümmend korda pikem kui tavalisel. Nano-ränidioksiid parandab laki omadusi elektrijuhtivuse, alalisvoolu ja vahelduvvoolu dielektriliste tugevuste ning sidumistugevusena. Seetõttu kasutatakse ultraheli dispergeerijaid laialdaselt elektrit juhtivate katete tootmiseks.
Muud silikaatmineraalid, wollastoniit, talk, vilgukivi, kaoliin, päevakivi ja nefeliinsüeniit on odavad täiteained ja neid kasutatakse laialdaselt nn pikendavate pigmentidena, mida lisatakse reoloogia (viskoossuse), settimise stabiilsuse ja kile tugevuse muutmiseks katetes.

Uuringud Tõestatud ultrasonikaatorite paremus Nanofilleri dispersiooniks

Monteiro jt (2014) võrdlesid levinud hajutamistehnoloogiaid – nimelt rootor-staatori segisti, Cowlesi tiivik ja ultraheli sondi tüüpi dispergeerija – nende tõhususe kohta titaandioksiidi (TiO2, anataas) dispergeerimisel. Ultraheliuuring osutus kõige tõhusamaks nanoosakeste hajutamiseks vees, kasutades tavapärast Na-PAA polüelektrolüüti, ja paistis silma rootor-staatori või Cowles tiivikuga.
Uuringu üksikasjad: Võrreldi erinevaid dispersioonitehnikaid, et teha kindlaks kõige tõhusam hästi deaglomeeritud nano-TiO2 vesisuspensiooni loomisel. Võrdlusdispergeerijana kasutati polüakrüülhappe (Na-PAA) naatriumsoola, mida tavapäraselt kasutatakse tööstuses TiO2 vesidispersioonide jaoks. Joonisel 1 on näidatud saadud mahuosakeste suuruse jaotused (PSD), kasutades Cowles dispergeerijat (30 min kiirusel 2000 p / min), rootor-staatori segistit (30 min kiirusel 14000 p / min) ja sondi tüüpi ultraheliuuringut (Hielscher UIP1000hdT, 2 min 50% amplituudiga). “Cowlesi dispergeerijat kasutades olid osakeste suurused kolmes erinevas vahemikus: 40–100 nm, 350–1000 nm ja 1200–4000 nm. Suuremad aglomeraadid domineerivad selgelt jaotuses, mis näitab, et see meetod on ebaefektiivne. Rootor-staator andis ka ebarahuldavaid tulemusi, sõltumata nanoosakeste lisamisest korraga või järk-järgult kogu segamisaja jooksul. Cowlesi tulemuses täheldatud peamine erinevus on seotud keskmise piigi nihkumisega suuremale osakeste suurusele, osaliselt ühinedes kõige parempoolsema piigiga. Teisest küljest andis ultrahelide kasutamine palju parema tulemuse, kitsas piik oli keskel 0,1 nm ja kaks palju väiksemat 150–280 nm ja 380–800 nm vahemikus.”

Nano-TiO2 vesidispersioonide osakeste suuruse jaotused (10mgmL−1, pH = 9), mis on valmistatud erinevate dispersioonitehnikate abil. Ultraheli annab väikseimad TiO2 nanoosakesed ja kitsamad osakeste suuruse vähendamise kõverad. Dispergeeriva aine (Na-PAA) kasutamisel oli nano-TiO2 suhe 1:1.
(uuring ja graafik: © Monteiro et al., 2014)

Pihustuskuivatatud TiO2 enne ja pärast ultraheli freesimist

See tulemus nõustub Sato jt (2008) tööga, teatades ultraheliga parematest tulemustest kui teiste nanosuurusega TiO2 osakeste hajutamise tehnikatega vees. Akustilise / ultraheli kavitatsiooni tekitatud lööklained põhjustavad väga intensiivseid osakestevahelisi kokkupõrkeid ning tõhusat osakeste freesimist ja deagglomeratsiooni ühtlasteks nanomõõtmelisteks fragmentideks.
(vrd Monteiro et al., 2014)

Suure jõudlusega ultraheli homogenisaatorid lakkide tootmiseks

Kui nanoosakesi ja nanotäiteid kasutatakse tööstuslikes tootmisprotsessides, näiteks lakkide ja pinnakatete tootmisel, tuleb kuiv pulber homogeenselt vedelaks faasiks segada. Nanoosakeste dispersioon nõuab usaldusväärset ja tõhusat segamistehnikat, mis kasutab piisavalt energiat aglomeraatide purustamiseks, et vallandada nanoosakeste omadused. Ultrasonikaatorid on tuntud kui võimsad ja usaldusväärsed dispergeerijad, seetõttu kasutatakse neid erinevate materjalide, nagu ränidioksiid, nanotorud, grafeen, mineraalid ja paljud muud materjalid, deagglomereerimiseks ja jaotamiseks homogeenselt vedelasse faasi, nagu vaigud, epoksiidid ja pigmendi põhipartiid. Hielscher Ultrasonics projekteerib, toodab ja levitab suure jõudlusega ultraheli dispergeerijaid igasuguste homogeniseerimise ja deagglomeratsiooni rakenduste jaoks.
Nano-dispersioonide tootmisel on suure jõudlusega toodete saamiseks oluline täpne ultrahelitöötluse kontroll ja nanoosakeste suspensiooni usaldusväärne ultraheliravi. Hielscher Ultrasonics'i protsessorid annavad teile täieliku kontrolli kõigi oluliste töötlemisparameetrite üle, nagu energiasisend, ultraheli intensiivsus, amplituud, rõhk, temperatuur ja retentsiooniaeg. Seeläbi saate parameetreid kohandada optimeeritud tingimustele, mis viib seejärel kvaliteetse nano-dispersioonini, nagu nanosilica või nano-TiO2 läga.

Mis tahes mahu / mahu puhul: Hielscher pakub ultrasonikaatoreid ja laia tarvikute portfelli. See võimaldab ideaalse ultraheli süsteemi konfigureerimist teie rakenduse ja tootmisvõimsuse jaoks. Alates väikestest viaalidest, mis sisaldavad paar milliliitrit kuni suure mahuga voogudeni tuhandeid galloneid tunnis, pakub Hielscher teie protsessile sobivat ultraheli lahendust.
Kõrge viskoossus: Ultraheli inline süsteemid kergesti töödelda pastataolisi preparaate, nt pigmendi põhipartiid, kus pigment segatakse suure osakeste laadimisega ühtlaselt plastifikaatori, monomeeri ja polümeeri segus.
Vastupidavus: Meie ultraheli süsteemid on tugevad ja usaldusväärsed. Kõik Hielscheri ultrasonikaatorid on ehitatud 24/7/365 tööks ja vajavad väga vähe hooldust.
Kasutajasõbralikkus: Meie ultraheli seadmete välja töötatud tarkvara võimaldab ultrahelitöötluse seadete eelvalikut ja salvestamist lihtsa ja usaldusväärse ultrahelitöötluse jaoks. Intuitiivne menüü on hõlpsasti ligipääsetav digitaalse värvilise puuteekraani kaudu. Brauseri kaugjuhtimispult võimaldab teil töötada ja jälgida mis tahes Interneti-brauseri kaudu. Automaatne andmete salvestamine salvestab sisseehitatud SD-kaardil käivitatud ultrahelitöötluse protsessiparameetrid.
Suurepärane energiatõhusus: Võrreldes alternatiivsete dispersioonitehnoloogiatega paistavad Hielscheri ultrasonikaatorid silma silmapaistva energiatõhususe ja suurepäraste tulemustega osakeste suuruse jaotamisel.
Kvaliteetne & Vastupidavus: Hielscheri ultrasonikaatoreid tunnustatakse nende kvaliteedi, usaldusväärsuse ja töökindluse poolest. Hielscher Ultrasonics on ISO sertifitseeritud ettevõte ja paneb erilist rõhku suure jõudlusega ultrasonikaatoritele, millel on tipptasemel tehnoloogia ja kasutajasõbralikkus. Loomulikult on Hielscheri ultrasonikaatorid CE-nõuetele vastavad ja vastavad UL, CSA ja RoHs nõuetele.

Allolev tabel annab teile ülevaate meie ultrasonikaatorite ligikaudsest töötlemisvõimsusest: