Homogénéisateurs de peinture haute performance

Les mélangeurs à ultrasons sont un outil fiable pour homogénéiser, disperser et émulsionner les formulations liquides de peintures et de pigments. Les homogénéisateurs à ultrasons produisent non seulement des émulsions et des dispersions de peinture uniformes et très stables, mais les ultrasonicateurs sont également utilisés pour broyer et moudre des pigments, des nanomatériaux et des particules primaires. Grâce à leurs excellents résultats de dispersion et de broyage, les homogénéisateurs à ultrasons sont mis en œuvre par l’industrie de la peinture comme l’une des techniques de mélange de peintures et de pâtes pigmentaires les plus sophistiquées qui soient.

Homogénéisation, dispersion et émulsion des peintures

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

Homogénéisateurs de peinture à ultrasons pour formulations de dispersions et d’émulsions

Les mélangeurs à ultrasons à fort cisaillement sont idéaux pour les applications d’homogénéisation, d’émulsification et de solubilisation, dans lesquelles la taille des particules ou des gouttelettes et une distribution uniforme sont essentielles pour la performance et la qualité de la peinture.
L’ultrasonication est la technologie d’homogénéisation privilégiée, car la cavitation acoustique intense des ultrasons de haute puissance est capable de fragmenter de manière fiable les molécules jusqu’à une distribution granulométrique uniforme dans la gamme micrométrique et nanométrique. L’homogénéisation par ultrasons est la technique la plus sophistiquée pour produire des particules de taille nanométrique et micrométrique. La taille des particules (p. ex. pigments, huiles, cires, additifs, etc.) peut être ajustée individuellement en appliquant la juste intensité ultrasonore.
En outre, la dispersion par ultrasons peut entraîner une modification de surface des pigments, ce qui se traduit par une stabilité de dispersion nettement accrue.

Dispersion par ultrasons d’une émulsion de latex

Bien que les peintures latex ne soient pas la formulation de peinture la plus compliquée à préparer, elles doivent néanmoins être préparées avec soin, et tous les composants d’une formulation latex doivent être ajoutés dans un ordre déterminé. Lors de la première étape de préparation, une suspension de peinture de base est préparée. À cet effet, les pigments sont dispersés dans l’eau avec des agents mouillants, des agents antimousse et d’autres additifs requis par la recette de formulation spécifique. Les pigments de dioxyde de titane (TiO2) sont généralement dispersés en premier, puis les pigments de charge sont ajoutés. Pour la plupart des formules, l’ordre et la quantité d’ajout de ces composés constituent un facteur essentiel influençant la qualité. Le plus souvent, des mélangeurs à pales / rotatifs à grande vitesse, qui constituent la méthode la plus conventionnelle d’émulsification du latex, sont utilisés pour mouiller et disperser les particules. Avec les mélangeurs à pales ou rotatifs, le mélange d’une formule de base homogène est une opération chronophage. Ensuite, l’émulsion de latex est ajoutée au mélange et incorporée avec un niveau d’énergie de mélange nettement inférieur. Les émulsions de latex ont tendance à coalescer ou à se rompre et nécessitent des conditions d’homogénéisation douces. Des épaississants déjà prédispersés sont ensuite ajoutés pour ajuster la viscosité de l’émulsion de peinture latex finale à la consistance souhaitée.
Les disperseurs à ultrasons peuvent assurer facilement et de manière fiable la préparation d’émulsions de latex. Comme l’énergie de sonication, et donc l’intensité de dispersion, peut être adaptée à l’émulsification et à l’homogénéisation des différentes étapes de préparation, une décomposition des ingrédients ou la rupture de l’émulsion de latex peut être évitée de manière fiable. La dispersion par ultrasons est une technique éprouvée pour le mouillage complet des poudres. 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 la pleine expression de la coloration des pigments et aboutit à une peinture en émulsion latex de haute qualité.
Comme le disperseur à ultrasons équipé d’une cellule à circulation est un système fermé, aucune aération ni formation de mousse indésirable ne se produit. L’ultrasonicateur offre l’avantage d’être robuste et fiable, simple et sûr à utiliser, avec des cycles de lots plus courts et des procédures de formulation plus simples. Même avec un ultrasonicateur de paillasse en configuration à circulation, des capacités de production importantes peuvent être traitées de manière efficace et économique.

Avant et après sonication : la courbe verte montre la taille des particules avant sonication, la courbe rouge représente la distribution granulométrique de la silice dispersée par ultrasons.

Dispersion par ultrasons d’émulsions de cire

Les émulsions et dispersions de cire sont des additifs formulés constitués de fines particules de cire stabilisées, réparties de manière homogène dans l’eau. Lorsque la cire est dispersée sous forme de nanogouttelettes avec une distribution des gouttelettes très homogène, on obtient une émulsion de cire stable. Les homogénéisateurs à ultrasons génèrent d’intenses forces de cisaillement et constituent des systèmes de dispersion fiables et robustes pour produire des nanoémulsions de cire stables.
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Homogénéisateurs à ultrasons à fort cisaillement pour formulations de peinture

Les homogénéisateurs, disperseurs, émulsifieurs et broyeurs de Hielscher Ultrasonics sont utilisés dans la production industrielle de peintures et de revêtements haute performance. Grâce à l’intense énergie à fréquence ultrasonore, les homogénéisateurs à ultrasons créent des forces de cisaillement, des turbulences et des forces destructrices très élevées. Ces forces ultrasonores extraordinairement intenses transmettent l’impact requis aux suspensions solide-liquide afin de disperser et de broyer les particules jusqu’à la taille et la fonctionnalité souhaitées.

Broyage par ultrasons de fortes charges en solides

Les systèmes à ultrasons en ligne peuvent facilement traiter des concentrations de solides très élevées. Tant que la charge en particules de la suspension reste dans une plage permettant son pompage et son passage à travers la cellule à circulation à ultrasons, les homogénéisateurs à ultrasons industriels de Hielscher peuvent traiter de manière fiable tout type de suspension très visqueuse et pâteuse. Le broyage humide par ultrasons est couramment appliqué pour préparer des mélanges maîtres de pigments de taille micrométrique et nanométrique. La capacité à traiter de telles charges élevées en solides, même de particules abrasives, fait des homogénéisateurs à ultrasons à fort cisaillement la technologie de broyage la plus efficace et la plus efficiente pour les pigments et les nanoparticules.

Agitateurs de cuve à ultrasons et réacteurs à circulation

Les formulations de peinture peuvent être mélangées en cuves ouvertes ou en lots, dans lesquels une ou plusieurs sondes à ultrasons sont insérées. Le mélange en récipient ouvert à l’aide d’un dispositif tel que la SonoStation de Hielscher (voir photo à gauche) est une configuration idéale pour disperser des volumes moyens de formulations de viscosité faible à moyenne. Pour un traitement à haut débit volumique, pour les applications intensives de broyage et de fragmentation de particules primaires ainsi que pour les suspensions et pâtes de haute viscosité, un réacteur à ultrasons pressurisable est la configuration de choix.
Un récipient ouvert tel qu’une cuve ne peut pas être pressurisé et n’est pas non plus idéal pour le traitement uniforme de volumes plus importants et/ou très visqueux. Un réacteur à ultrasons à circulation peut être pressurisé jusqu’à plusieurs barg. L’application d’une pression pendant la sonication intensifie la cavitation acoustique et, par conséquent, les forces de cisaillement ainsi que les effets de dispersion / broyage / homogénéisation des ultrasons. Dans le même temps, l’ensemble de la peinture ou des pigments est introduit uniformément dans le réacteur : avec le même temps de séjour et un traitement dans exactement les mêmes conditions ultrasonores, on obtient un résultat de dispersion / broyage très homogène. Le traitement très uniforme sous l’effet de forces ultrasonores intenses permet d’obtenir des produits de peinture supérieurs.
Hielscher Ultrasonics propose la gamme complète de processeurs à ultrasons haute performance avec des configurations en cuve et en réacteur, et vous fournit ainsi l’équipement de dispersion par ultrasons idéal pour votre production de peinture.

Disperseurs à ultrasons pour toutes les capacités de production

La gamme de produits de Hielscher Ultrasonics couvre tout le spectre des processeurs à ultrasons, des ultrasonicateurs de laboratoire compacts aux processeurs à ultrasons entièrement industriels capables de traiter des chargements de camion entiers par heure, en passant par les systèmes de paillasse et pilotes. Cette gamme complète nous permet de vous proposer le disperseur à ultrasons le mieux adapté à vos formulations de peinture, à votre capacité de traitement et à vos objectifs de production.
Les systèmes à ultrasons de paillasse sont idéaux pour les tests de faisabilité et l’optimisation des procédés. La mise à l’échelle linéaire basée sur des paramètres de procédé établis permet d’augmenter très facilement les capacités de traitement, des petits lots jusqu’à la production entièrement commerciale. La mise à l’échelle peut se faire soit en installant une unité de dispersion à ultrasons plus puissante, soit en regroupant plusieurs ultrasonicateurs en parallèle. Avec l’UIP16000, Hielscher propose le disperseur à ultrasons le plus puissant au monde.

Amplitudes contrôlables avec précision pour des résultats optimaux

Tous les ultrasonicateurs Hielscher sont contrôlables avec précision et constituent ainsi des bêtes de somme fiables en production. L’amplitude est l’un des paramètres de procédé cruciaux qui influencent l’efficience et l’efficacité de la dispersion et du broyage humide par ultrasons des pâtes pigmentaires, des peintures et des polymères.
Tous les processeurs de Hielscher Ultrasonics permettent un réglage précis de l’amplitude. Les sonotrodes et les cornets boosters sont des accessoires qui permettent de modifier l’amplitude dans une plage encore plus large. Les processeurs à ultrasons industriels de Hielscher peuvent fournir des amplitudes très élevées et délivrer l’intensité ultrasonore requise pour les applications exigeantes. Des amplitudes allant jusqu’à 200µm peuvent facilement être maintenues en continu en fonctionnement 24/7. Les amplitudes élevées sont essentielles pour les applications d’ultrasons de haute puissance telles que les nanodispersions, la synthèse de nanoparticules, le broyage de particules primaires et les mini-émulsions.
Le réglage précis de l’amplitude et la surveillance permanente des paramètres du procédé ultrasonore via un logiciel intelligent vous permettent de traiter vos pigments et vos suspensions de poudres dans les conditions ultrasonores les plus efficaces. Une sonication optimale pour les meilleurs résultats de dispersion !

Tests faciles et sans risque

Les procédés à ultrasons peuvent être mis à l’échelle de manière entièrement linéaire. Cela signifie que chaque résultat obtenu avec un ultrasonicateur de laboratoire ou de paillasse peut être transposé exactement au même rendement en utilisant exactement les mêmes paramètres de procédé. Cela rend l’ultrasonication idéale pour les tests de faisabilité sans risque, l’optimisation des procédés et la mise en œuvre ultérieure dans la fabrication commerciale. Contactez-nous pour découvrir comment la sonication peut améliorer votre production de peintures et de pigments.

Qualité optimale – conçu et fabriqué en Allemagne

En tant qu’entreprise familiale, détenue et dirigée par la famille, Hielscher accorde la priorité aux normes de qualité les plus élevées pour ses processeurs à ultrasons. Tous les ultrasonicateurs sont conçus, fabriqués et soigneusement testés dans notre siège de Teltow, près de Berlin, en Allemagne. La robustesse et la fiabilité des équipements à ultrasons de Hielscher en font une bête de somme dans votre production. Le fonctionnement 24/7 à pleine charge et dans des environnements exigeants est une caractéristique naturelle des disperseurs haute performance de Hielscher. Cela fait des équipements à ultrasons de Hielscher un outil de travail fiable qui répond à vos exigences en matière de traitement des peintures.