Les mélangeurs à ultrasons sont un outil fiable pour homogénéiser, disperser et émulsionner les formulations de peinture liquide. Les homogénéisateurs à ultrasons ne produisent pas seulement des émulsions et des dispersions de peinture très stables et uniformes, mais les ultrasonateurs sont également utilisés pour broyer des pigments, des nanomatériaux et des particules primaires. Le large éventail de capacités des homogénéisateurs à ultrasons fait des ultrasonateurs l'équipement de mélange de peinture le plus sophistiqué qui soit.

Homogénéisation, dispersion et émulsion de la peinture

L'homogénéisation est appliquée pour réduire la taille des particules de solides ou de gouttelettes afin de faciliter la production d'émulsions et de dispersions stables de haute qualité. Dans la formulation des peintures, des revêtements et des vernis, une taille de particules uniforme est cruciale pour obtenir des résultats uniformes en matière de coloration, de comportement à l'application et de fonctionnalité de la formulation de la peinture ou du revêtement.

Homogénéisateurs de peinture par ultrasons pour les formulations de dispersions et d'émulsions

Les mélangeurs ultrasoniques à haut cisaillement sont idéaux pour les applications d'homogénéisation, d'émulsification et de solubilisation, où la taille des particules ou des gouttelettes et leur répartition uniforme sont essentielles pour la performance et la qualité de la peinture.
L'ultrason est la technologie d'homogénéisation privilégiée, car la cavitation acoustique intense des ultrasons à haute puissance est capable de briser les molécules de manière fiable jusqu'à une distribution uniforme des particules dans la gamme du micron et du nanomètre. L'homogénéisation par ultrasons est la technique la plus sophistiquée pour produire des particules de taille nanométrique et micronique. La taille des particules (par exemple, pigments, huiles, cires, additifs, etc.) peut être ajustée individuellement en appliquant la bonne intensité d'ultrasons.
En outre, la dispersion ultrasonique peut entraîner une modification de la surface des pigments, ce qui augmente considérablement la stabilité de la dispersion.

Dispersion ultrasonique des nanocharges

Des charges de taille nanométrique sont incorporées dans les revêtements tels que les polymères ou les résines. Ces nanocharges peuvent améliorer considérablement les propriétés mécaniques, par exemple la résistance aux UV, la résistance aux rayures, la rigidité et la ténacité/résistance à la traction de certains matériaux. La principale différence entre les charges classiques de taille micronique et les charges de taille nanométrique est le rapport de surface spécifique élevé et donc les caractéristiques complètement modifiées des nanocharges. Les nanomatériaux (par exemple, les charges de taille nanométrique) doivent être uniformément dispersés dans une formulation de peinture ou de revêtement, afin que toute la surface puisse interagir avec la matrice qui l'entoure. Ce n'est que lorsqu'elles sont dispersées sous forme de nanoparticules uniques que les nanocharges peuvent exprimer leurs extraordinaires propriétés matérielles. Les homogénéisateurs et les disperseurs ultrasoniques constituent la technologie de mélange supérieure pour démêler, désagglomérer et disperser uniformément les nanoparticules telles que les nanocharges dans une matrice (par exemple, des polymères, des époxydes ou des résines). Comme les forces de cisaillement ultrasoniques brisent les liaisons entre les particules, chaque particule est dispersée dans la matrice et acquiert ainsi toutes ses propriétés. Ainsi, la dispersion et l'homogénéisation par ultrasons est la méthode la plus fiable pour la production de revêtements haute performance.

Dispersion ultrasonique de l'émulsion de latex

Bien que la peinture au latex ne soit pas la formulation la plus compliquée à préparer, elle doit néanmoins être préparée avec soin et tous les composants d'une formulation au latex doivent être ajoutés dans un ordre choisi. Dans la première étape de préparation, une suspension de peinture de base est préparée. Les pigments sont donc dispersés dans l'eau avec des agents mouillants, des agents antimousse et d'autres additifs nécessaires à la recette de la formulation spécifique. Les pigments de dioxyde de titane (TiO2) sont généralement dispersés en premier, puis les pigments d'extension sont ajoutés. Pour la plupart des formules, l'ordre et la mesure de l'ajout de ces composés est un facteur essentiel, qui influe sur la qualité. La plupart du temps, on utilise des mélangeurs à lames / rotatifs à grande vitesse, qui sont la méthode la plus conventionnelle d'émulsification du latex, pour mouiller et disperser les particules. Avec les mélangeurs à pales ou rotatifs, le mélange d'une formule de base cohérente est un effort qui prend du temps. Ensuite, l'émulsion de latex est ajoutée au mélange et incorporée par un niveau d'énergie de mélange nettement inférieur. Les émulsions de latex ont tendance à se coalescer ou à se briser et nécessitent des conditions d'homogénéisation douces. Des épaississants déjà pré-dispersés sont alors ajoutés pour ajuster la viscosité de l'émulsion de peinture au latex finale à la consistance souhaitée.
Le disperseur ultrasonique permet de traiter facilement et de manière fiable la préparation des émulsions de latex. Comme l'énergie de sonication et donc l'intensité de dispersion peuvent être adaptées à l'émuslification et à l'homogénéisation des différentes étapes de préparation, une décomposition des ingrédients ou la rupture de l'émulsion de latex peuvent être évitées de manière fiable. La dispersion par ultrasons est une technique éprouvée pour le mouillage complet de la poudre. L'ordre d'ajout des matériaux, etc. peut être modifié en fonction des exigences de la formulation. L'apport d'énergie ultrasonore, idéalement ajusté, permet l'expression complète de la coloration des pigments et donne une peinture émulsionnée au latex de haute qualité.
Comme le disperseur ultrasonique à cellule d'écoulement est un système fermé, il n'y a pas d'aération ou de moussage indésirable. Le disperseur à ultrasons offre l'avantage d'être robuste et fiable, facile et sûr à utiliser, d'avoir des cycles de lot plus courts et des procédures de formulation plus simples. Même avec un ultrasonateur de table en configuration de flux, des capacités de production importantes peuvent être traitées de manière efficace et rentable.

Dispersion ultrasonique des émulsions de cire

Les émulsions et dispersions de cire sont des additifs formulés à partir de particules de cire fines et stabilisées, réparties de manière homogène dans l'eau. Lorsque la cire est dispersée sous forme de nano-gouttelettes avec une distribution très homogène des gouttelettes, on obtient une émulsion de cire stable. Les homogénéisateurs ultrasoniques génèrent des forces de cisaillement intenses et sont des systèmes de dispersion fiables et robustes pour produire des nano-émulsions de cire stables.
En savoir plus sur l'émulsification de la cire par ultrasons !

Homogénéisateurs ultrasoniques à haut cisaillement pour les formulations de peinture

Les homogénéisateurs, disperseurs, émulsifiants et broyeurs de Hielscher Ultrasons sont utilisés dans la production industrielle de peintures et de revêtements de haute performance. Grâce à l'énergie intense de la fréquence des ultrasons, les homogénéisateurs à ultrasons créent des forces de cisaillement, des turbulences et des forces destructrices très élevées. Ces forces ultrasonores extraordinairement intenses couplent l'impact requis sur les boues solide-liquide pour disperser et broyer les particules à la taille et à la fonctionnalité souhaitées.

Broyage par ultrasons de charges solides élevées

Les systèmes ultrasoniques en ligne peuvent facilement traiter de très fortes concentrations de matières solides. Tant que la charge de particules de la boue est dans la plage de pompage et peut être amenée à travers la cellule à flux ultrasonique, les homogénéisateurs industriels à ultrasons de Hielscher peuvent traiter de manière fiable tout type de boue pâteuse et très visqueuse. Le broyage humide par ultrasons est couramment utilisé pour préparer des lots maîtres de pigments de taille micronique et nanométrique. La capacité de traiter des charges solides aussi élevées de particules même abrasives fait des homogénéisateurs ultrasoniques à haut cisaillement la technologie de broyage de pigments et de nanoparticules la plus efficace et la plus rentable.

Agitateurs ultrasoniques de réservoir et réacteurs à flux continu

Les formulations de peinture peuvent être mélangées dans des cuves ouvertes ou des lots, dans lesquels une ou plusieurs sondes ultrasoniques sont insérées. Le mélange en conteneur ouvert à l'aide d'une installation comme la Hielscher SonoStation (voir photo de gauche) est une installation idéale pour disperser des volumes moyens de formulations de faible à moyenne viscosité. Pour les gros volumes, les applications intenses de broyage et de rupture de particules primaires ainsi que pour les boues et pâtes très visqueuses, un réacteur ultrasonore pressurisable est l'installation de choix.
Un récipient ouvert tel qu'un réservoir ne peut pas être pressurisé et n'est pas idéal pour le traitement uniforme de volumes plus importants et/ou très visqueux. Un réacteur ultrasonique à flux continu peut être pressurisé jusqu'à plusieurs barges. L'application d'une pression pendant la sonication intensifie la cavitation acoustique et donc les forces de cisaillement et les effets de dispersion / broyage / homogénéisation des ultrasons. En même temps, toutes les peintures ou pigments sont introduits uniformément dans le réacteur : ayant le même temps de séjour et étant traités dans les mêmes conditions ultrasonores, on obtient un résultat de dispersion / broyage très homogène. Le traitement très uniforme sous des forces ultrasonores intenses permet d'obtenir des peintures de qualité supérieure.
Hielscher Ultrasons propose une gamme complète de processeurs à ultrasons haute performance avec des cuves et des réacteurs qui vous fournissent l'équipement de dispersion ultrasonique idéal pour votre production de peinture.

Disperseurs à ultrasons pour chaque capacité de produit

La gamme de produits Hielscher Ultrasons couvre tout l'éventail des processeurs ultrasoniques, depuis les ultrasonores compacts de laboratoire jusqu'aux processeurs ultrasoniques industriels capables de traiter des charges de camion à l'heure, en passant par les systèmes de table et les systèmes pilotes. La gamme complète de produits nous permet de vous proposer le disperseur ultrasonore le mieux adapté à vos formulations de peinture, à la capacité du processus et aux objectifs de production.
Les systèmes ultrasoniques de table sont idéaux pour les tests de faisabilité et l'optimisation des processus. La mise à l'échelle linéaire basée sur des paramètres de processus établis permet d'augmenter très facilement les capacités de traitement, depuis les petits lots jusqu'à la production entièrement commerciale. La mise à l'échelle peut se faire soit en installant une unité de dispersion des ultrasons plus puissante, soit en regroupant plusieurs ultrasonateurs en parallèle. Avec l'UIP16000, Hielscher propose le disperseur à ultrasons le plus puissant au monde.

Des amplitudes précisément contrôlables pour des résultats optimaux

Tous les ultrasonateurs Hielscher sont contrôlables avec précision et donc des chevaux de travail fiables en production. L'amplitude est l'un des paramètres de processus cruciaux qui influencent l'efficacité de la dispersion et du broyage humide par ultrasons des pâtes pigmentaires, des peintures et des polymères.
Tous les ultrasons Hielscher’ Les processeurs permettent de régler précisément l'amplitude. Les sonotrodes et les cornes d'amplification sont des accessoires qui permettent de modifier l'amplitude dans une plage encore plus large. Les processeurs ultrasoniques industriels de Hielscher peuvent fournir des amplitudes très élevées et délivrer l'intensité ultrasonore requise pour des applications exigeantes. Des amplitudes allant jusqu'à 200 µm peuvent facilement être utilisées en continu, 24 heures sur 24 et 7 jours sur 7. Des amplitudes élevées sont essentielles pour les applications d'ultrasons de haute puissance telles que les nano-dispersions, la synthèse de nanoparticules, le broyage de particules primaires et les mini-émulsions.
Des réglages d'amplitude précis et le contrôle permanent des paramètres du processus ultrasonore par un logiciel intelligent vous donnent la possibilité de traiter vos pigments et vos boues de poudre dans les conditions ultrasonores les plus efficaces. Une sonication optimale pour de meilleurs résultats de dispersion !

Des tests faciles et sans risque

Les processus ultrasonores peuvent être mis à l'échelle de manière totalement linéaire. Cela signifie que chaque résultat obtenu avec un ultrasonateur de laboratoire ou de table peut être mis à l'échelle pour obtenir exactement le même résultat en utilisant exactement les mêmes paramètres de processus. Cela rend l'ultrasonographie idéale pour les tests de faisabilité sans risque, l'optimisation des processus et leur mise en œuvre ultérieure dans la fabrication commerciale. Contactez-nous pour savoir comment la sonication peut améliorer votre production de peinture et de pigments.

La plus haute qualité – Conçu et fabriqué en Allemagne

En tant qu'entreprise familiale, Hielscher accorde la priorité aux normes de qualité les plus élevées pour ses processeurs à ultrasons. Tous les appareils à ultrasons sont conçus, fabriqués et testés de manière approfondie dans notre siège social de Teltow, près de Berlin, en Allemagne. La robustesse et la fiabilité des équipements à ultrasons de Hielscher en font un cheval de bataille dans votre production. Le fonctionnement 24 heures sur 24, 7 jours sur 7, à pleine charge et dans des environnements exigeants est une caractéristique naturelle des disperseurs haute performance de Hielscher. Cela fait de l'équipement à ultrasons de Hielscher un outil de travail fiable qui répond à vos exigences en matière de traitement de la peinture.

Le tableau ci-dessous vous donne une indication de la capacité de traitement approximative de nos ultrasonicators: