Különböző komponensek, mint például pigmenteket, töltőanyagokat, kémiai adalékanyagok, térhálósító szerek és reológiai módosítók bemegy bevonat és festék készítmények. Ultrahang hatékony eszköze a diszperziós és emulgeáló, deagglomeration és őrlése ilyen alkatrészek bevonatok.

Ultrahang használjuk a készítményben bevonatok:

• emulgeálás polimerek vizes rendszerekben
• diszpergáló és finom őrlése a pigmentekkel
• a nanoanyagok méretének csökkentése a nagy teljesítményű bevonatokban

A bevonatok két nagy kategóriába sorolhatók: víz- és oldószer alapú gyanták és bevonatok. Minden típusnak megvannak a maga kihívásai. A VOC-csökkentést és a magas oldószerárakat igénylő irányok ösztönzik a vízen terjedő gyantabevonati technológiák növekedését. Az ultrahangos kezelés használata növelheti az ilyen környezetbarát rendszerek teljesítményét.

Fokozott bevonat összetétele miatt Ultrasonication

Az ultrahang segíthet az építészeti, ipari, autóipari és fa bevonatok készítőinek a bevonat jellemzőinek javításában, mint például a színszilárdság, a karcolás, a repedés és az UV-ellenállás vagy az elektromos vezetőképesség. E bevonat jellemzői közül néhány nanoméretű anyagok, pl. fém-oxidok (TiO) bevonásával érhető el₂, Szilícium-dioxid, Ceria, ZnO, …).

Az ultrahang tovább segíti az erősen viszkózus termékek habzásmentesítését (beszorult buborékok) és gáztalanítását (oldott gáz). Tudjon meg többet a folyadékok ultrahangos levegőztetéséről és gáztalanításáról!

Mivel ultrahangos diszpergáló technológia használható laboratóriumi, asztali és ipari termelési szinten, lehetővé téve a 10 tonna / óra feletti átviteli sebességet, amelyet az R-ben alkalmaznak&D szakasz és a kereskedelmi termelés. A folyamateredmények könnyen és lineárisan méretezhetők.

A Hielscher ultrahangos készülékek nagyon energiatakarékosak. Az eszközök az elektromos bemeneti teljesítmény kb. 80-90% -át átalakítják a folyadék mechanikai aktivitásává. Ez lényegesen alacsonyabb feldolgozási költségekhez vezet.

Az alábbi linkeket követve többet olvashat a nagy teljesítményű ultrahang használatáról a

• emulgeálás polimerek vizes rendszerekben,
• diszpergáló és finom őrlése a pigmentekkel,
• és méretének csökkentése nanoanyagok.

Emulziós polimerizáció szonikációval

A hagyományos bevonó készítmények alapvető polimer kémiát használnak. A vízbázisú bevonatolási technológia változása hatással van a nyersanyag kiválasztására, tulajdonságaira és összetételi módszereire.

A szokásos emulziós polimerizációs, például a vízbázisú bevonatok, a részecskék épülnek a központtól, hogy a felületükön. Kinetikai tényezők befolyásolják a részecskék homogenitás és morfológiája.

Ultrahangos feldolgozás lehet használni kétféleképpen generál polimer emulziók.

• Felülről lefelé: emulgeáló/diszpergáló A nagyobb polimer részecskék generálni kisebb részecskék méretének csökkentése
• Alulról felfelé: Ultrahang használata részecskepolimerizáció előtt vagy alatt

 

 

Nanorészecskekészítmények Polimerek miniemulziók

A részecskék polimerizációja miniemulziókban lehetővé teszi a diszpergált polimer részecskék gyártását a részecskeméret jó szabályozásával. A nanorészecskék miniemulziókban (más néven nanoreaktorokban) történő szintézise, amint azt K. Landfester (2001) bemutatta, kiváló módszer polimer nanorészecskék kialakítására. Ez a megközelítés az emulzióban nanoreaktorként használt kis nanokompartmentumok (diszpergáló fázis) nagy számát használja. Ezekben a részecskéket erősen párhuzamosan szintetizáljuk az egyes, zárt cseppekben. Landfester (2001) című tanulmányában a nanoreaktorok polimerizációját nagy tökéletességgel mutatja be a szinte azonos méretű, rendkívül azonos részecskék előállításához. A fenti képen az ultrahanggal segített poliaddícióval nyert részecskék láthatók miniemulziókban.

A nagy nyírás (ultrahangos) alkalmazásával generált és stabilizálószerekkel (emulgeálószerekkel) stabilizált kis cseppek későbbi polimerizációval vagy alacsony hőmérsékletű olvadó anyagok esetében hőmérséklet-csökkenéssel keményíthetők. Mivel az ultrahangos kezelés nagyon kis, szinte egyenletes méretű cseppeket képes előállítani a tételben és a gyártási folyamatban, lehetővé teszi a végső részecskeméret jó ellenőrzését. A nanorészecskék polimerizációjához a hidrofil monomerek szerves fázisba emulgeálhatók, és a hidrofób monomerek vízben.

A részecskeméret csökkentésekor a teljes részecskefelület egyidejűleg növekszik. A bal oldali képen a részecskeméret és a felület közötti korreláció látható gömb alakú részecskék esetén. Ezért az emulzió stabilizálásához szükséges felületaktív anyag mennyisége szinte lineárisan növekszik a teljes részecskefelülettel. A felületaktív anyag típusa és mennyisége befolyásolja a cseppek méretét. A 30-200 nm-es cseppek anionos vagy kationos felületaktív anyagokkal nyerhetők.

Pigmentek Bevonatokban

A szerves és szervetlen pigmentek a bevonó készítmények fontos összetevői. A pigment teljesítményének maximalizálása érdekében jó kontrollra van szükség a részecskeméret felett. Amikor pigmentport adunk vízbázisú, oldószeres vagy epoxi rendszerekhez, az egyes pigmentrészecskék általában nagy agglomerátumokat képeznek. A nagy nyírószerkezeteket, például a rotor-állórész keverőket vagy a keverő gyöngygyárakat hagyományosan az ilyen agglomerátumok megbontására és az egyes pigmentrészecskék ledarálására használják. Ultrasonication egy rendkívül hatékony alternatíva erre a lépésre a gyártásban a bevonatok gyártásában.

Az alábbi grafikonok az ultrahangos kezelés hatását mutatják a gyöngy csillogó pigment méretére. Az ultrahang az egyes pigmentrészecskéket nagy sebességű részecskékkel őrli meg nagy sebességű részecskék közötti ütközéssel. Az ultrahangos kezelés kiemelkedő előnye a kavitációs nyíróerők nagy hatása, ami szükségtelenné teszi az őrlőközeg (pl. gyöngyök, gyöngyök) használatát. Ahogy a részecskéket extrém gyors, akár 1000 km/h-s folyadéksugarak gyorsítják fel, a részecskék hevesen ütköznek és apró darabokra törnek. A részecske kopása sima felületet ad az ultrahangosan őrölt részecskéknek. Összességében az ultrahangos marás és diszperzió finom méretű és egyenletes részecskeeloszlást eredményez.

 

Az ultrahangos marás és diszpergálás gyakran kiválóan kiváló a nagy sebességű keverők és a médiamalmok, mivel a szonikáció az összes részecske következetesebb feldolgozását biztosítja. Általában az ultrahangos kezelés kisebb részecskeméreteket és keskeny részecskeméret-eloszlást eredményez (pigment marási görbék). Ez javítja a pigment diszperziók általános minőségét, mivel a nagyobb részecskék jellemzően zavarják a feldolgozási képességet, a fényességet, az ellenállást és az optikai megjelenést.

Mivel a részecskemarás és -őrlés az ultrahangos kavitáció következtében a részecskék közötti ütközésen alapul, az ultrahangos reaktorok meglehetősen magas szilárd koncentrációkat képesek kezelni (pl. Mester tételek), és még mindig jó méretcsökkentő hatásokat eredményeznek. Az alábbi táblázat a TiO2 nedves marásának képeit mutatja.

Az alábbi ábra a degussa anatáz titán-dioxid ultrahangos kezeléssel történő deagglomerációjának részecskeméret-eloszlási görbéit mutatja. A görbe keskeny alakja az ultrahangos feldolgozás tipikus jellemzője.

Nanoméretű anyagok High Performance Coatings

A nanotechnológia egy kialakulóban lévő technológia, amely számos iparágba bekerül. Nanoanyagokat és nanokompozitokat használnak a bevonatkészítményekben, pl. a kopás és a karcállóság vagy az UV-stabilitás fokozására. A bevonatok ban való alkalmazás legnagyobb kihívást az átláthatóság, az egyértelműség és a fényesség megőrzése jelenti. Ezért a nanorészecskék nagyon kicsik, hogy elkerüljék a fény látható spektrumának zavarását. Sok alkalmazás, ez lényegesen alacsonyabb, mint 100nm.

A nagy teljesítményű alkatrészek nanométeres tartományba történő nedves csiszolása döntő lépés a nanomérnöki bevonatok kialakításában. Minden olyan részecske, amely zavarja a látható fényt, ködöt és áttetszőségi veszteséget okoz. Ezért nagyon keskeny méreteloszlásokra van szükség. Ultrasonication egy nagyon hatékony eszköz a szilárd anyagok finom marásához. Az ultrahangos / akusztikus kavitáció folyadékokban nagy sebességű részecskék közötti ütközéseket okoz. A hagyományos gyöngymalmoktól és kavicsos malmoktól eltérően maguk a részecskék is aprítják egymást, szükségtelenné téve a maróeszközöket.

Cégek, mint a Panadur (Németország) használjon Hielscher ultrasonicators-t a nanoanyagok diszpergálásához és deagglomerációjához a penészbevonatokban. Kattintson ide, ha többet szeretne megtudni a penészbevonatok ultrahangos diszperziójáról!

A gyúlékony folyadékok vagy oldószerek veszélyes környezetben történő szonikálásához ATEX-tanúsítvánnyal rendelkező processzorok állnak rendelkezésre. Tudjon meg többet az Atex által tanúsított ultrahangos készülékről UIP1000-Exd!