Nagy teljesítményű festékhomogenizátorok
Az ultrahangos keverők megbízható eszközök a folyékony festék- és pigmentkészítmények homogenizálására, diszpergálására és emulgeálására. Az ultrahangos homogenizátorok nemcsak rendkívül stabil, egyenletes festékemulziókat és diszperziókat állítanak elő, hanem az ultrahangos készülékeket pigmentek, nanoanyagok és elsődleges részecskék őrlésére és aprítására is használják. A kiváló diszpergálási és őrlési eredményeknek köszönhetően a festékipar az ultrahangos homogenizátorokat az elérhető legkifinomultabb festék- és pigmentpaszta-keverési technikák egyikeként alkalmazza.
Festékek homogenizálása, diszpergálása és emulgeálása
A homogenizálást a szilárd anyagok részecskeméretének vagy a cseppek méretének csökkentésére alkalmazzák, hogy elősegítsék a stabil, kiváló minőségű emulziók és diszperziók előállítását. Festékek, bevonatok és lakkok formulálásakor az egyenletes részecskeméret döntő fontosságú a festék- vagy bevonatkészítmény egyenletes színhatásának, felhordási viselkedésének és funkcionalitásának biztosításához.
Ultrahangos festékhomogenizátorok diszperziós és emulziós készítményekhez
A nagy nyíróhatású ultrahangos keverők ideálisak olyan homogenizálási, emulgeálási és szolubilizálási alkalmazásokhoz, amelyekben a részecske- vagy cseppméret és az egyenletes eloszlás döntő fontosságú a festék teljesítménye és minősége szempontjából.
Az ultrahangos kezelés a homogenizálás előnyben részesített technológiája, mivel a nagy teljesítményű ultrahang intenzív akusztikus kavitációja képes megbízhatóan lebontani a molekulákat, egyenletes részecskeeloszlást eredményezve a mikrométeres és nanométeres tartományban. Az ultrahangos homogenizálás a legkifinomultabb technika a nanométeres és mikrométeres méretű részecskék előállítására. A részecskék (pl. pigmentek, olajok, viaszok, adalékanyagok stb.) mérete a megfelelő ultrahang-intenzitás alkalmazásával egyedileg beállítható.
Ezenfelül az ultrahangos diszpergálás a pigmentek felületének módosulásához vezethet, ami jelentősen növeli a diszperzió stabilitását.
Ipari ultrahangos processzor: UIP16000 (16kW) festékek és nanotöltőanyagok előállításához
- vízbázisú festékek
- oldószerbázisú festékek
- emulziós festékek
- diszperziós festékek
- latexdiszperziók
- viaszemulziók
- nagy pigmenttartalmú készítmények
- fényes emulziós festékek
- szuszpoemulziók (szuszpenzió és emulzió keverékei)
- nagy teljesítményű bevonatok
- lakkok
- polimerkészítmények
- zománcfestékek
- nanorészecske-adalékanyagok
- abrazív részecskék
- miniemulziós polimerizáció
- festékek és bevonatok mikrobiális stabilizálása
Nanotöltőanyagok ultrahangos diszpergálása
Nanométeres méretű töltőanyagokat építenek be olyan bevonatokba, mint a polimerek vagy gyanták. Az ilyen nanotöltőanyagok jelentősen javíthatják bizonyos anyagok mechanikai tulajdonságait, például az UV-állóságot, a karcállóságot, a merevséget és a szívósságot / szakítószilárdságot. A hagyományos, mikrométeres méretű töltőanyagok és a nanométeres méretű töltőanyagok közötti fő különbség a nagy fajlagos felületi arány, és ebből következően a nanotöltőanyagok teljesen megváltozott jellemzői. A nanoanyagokat (pl. nanoméretű töltőanyagokat) egyenletesen kell diszpergálni a festék- vagy bevonatkészítményben, hogy teljes felületük kölcsönhatásba léphessen az őket körülvevő mátrixszal. A nanotöltőanyagok csak egyenként diszpergált nanorészecskékként képesek kifejteni rendkívüli anyagtulajdonságaikat. Az ultrahangos homogenizátorok és diszpergálók a legkiválóbb keverési technológiát jelentik a nanorészecskék, például a nanotöltőanyagok szétválasztására, deagglomerálására és egyenletes diszpergálására egy mátrixban (pl. polimerekben, epoxigyantákban vagy gyantákban). Mivel az ultrahangos nyíróerők megszakítják a részecskék közötti kötéseket, minden részecske egyenként diszpergálódik a mátrixban, és teljes mértékben kifejti tulajdonságait. Ezáltal az ultrahangos diszpergálás és homogenizálás a legmegbízhatóbb módszer a nagy teljesítményű bevonatok előállítására.
Az ultrahangos diszpergálási technikának számos előnye van a hagyományos őrlési technológiákhoz, például a háromhengeres malmokhoz, a golyósmalmokhoz vagy az őrlőközeges malmokhoz képest.
Latexemulzió ultrahangos diszpergálása
Bár a latex festékek nem a legbonyolultabban elkészíthető festékkészítmények, előállításuk mégis gondosságot igényel, és a latexkészítmény minden összetevőjét meghatározott sorrendben kell hozzáadni. Az előállítás első lépésében alapfesték-szuszpenziót készítenek. Ehhez a pigmenteket vízben diszpergálják nedvesítőszerekkel, habzásgátlókkal és az adott receptúrához szükséges egyéb adalékanyagokkal. Általában először a titán-dioxid (TiO2) pigmenteket diszpergálják, majd hozzáadják a töltőpigmenteket. A legtöbb receptúra esetében e vegyületek hozzáadásának sorrendje és mennyisége alapvető, a minőséget befolyásoló tényező. A részecskék nedvesítésére és diszpergálására többnyire nagy fordulatszámú lapátos / forgó keverőket használnak, amelyek a latex emulgeálásának leghagyományosabb módszerét jelentik. Lapátos vagy forgó keverőkkel az egyenletes alapkeverék elkészítése időigényes feladat. Ezt követően a latexemulziót hozzáadják a keverékhez, és jelentősen alacsonyabb keverési energiaszint mellett keverik bele. A latexemulziók hajlamosak a koaleszcenciára vagy az emulzió megtörésére, ezért kíméletes homogenizálási körülményeket igényelnek. Ezután előzetesen diszpergált sűrítőanyagokat adnak hozzá, hogy a végső latex festékemulzió viszkozitását a kívánt konzisztenciára állítsák be.
Az ultrahangos diszpergáló könnyen és megbízhatóan képes latexemulziók előállítására. Mivel az ultrahangos kezelés energiája, és ezáltal a diszpergálás intenzitása az egyes előállítási lépések emulgeálási és homogenizálási igényeihez igazítható, az összetevők bomlása vagy a latexemulzió megtörése megbízhatóan megelőzhető. Az ultrahangos diszpergálás bevált technika a porok teljes nedvesítésére. Az anyagok hozzáadásának sorrendje és egyéb körülményei a készítmény követelményeihez igazíthatók. Az ideálisan beállított ultrahangos energiabevitel lehetővé teszi a pigmentek színhatásának teljes kibontakozását, és kiváló minőségű latex emulziós festéket eredményez.
Mivel az átfolyó cellával ellátott ultrahangos diszpergáló zárt rendszer, nem fordul elő nem kívánt levegőbevitel vagy habképződés. Az ultrahangos készülék előnye a robusztusság és megbízhatóság, a könnyű és biztonságos kezelés, a rövidebb gyártási ciklusok és az egyszerűbb formulálási eljárások. Átfolyó elrendezésben még egy asztali ultrahangos készülékkel is jelentős termelési mennyiségek dolgozhatók fel hatékonyan és költséghatékonyan.
Ultrahangos kezelés előtt és után: a zöld görbe az ultrahangos kezelés előtti részecskeméretet mutatja, a piros görbe pedig az ultrahanggal diszpergált szilícium-dioxid részecskeméret-eloszlását.
Viaszemulziók ultrahangos diszpergálása
A viaszemulziók és -diszperziók finom, stabilizált, vízben homogénen eloszlatott viaszrészecskékből készített adalékanyagok. Ha a viaszt nanoméretű cseppekként, nagyon homogén cseppeloszlással diszpergálják, stabil viaszemulzió keletkezik. Az ultrahangos homogenizátorok intenzív nyíróerőket hoznak létre, és megbízható, robusztus diszpergálórendszerek a stabil viasz-nanoemulziók előállítására.
Tudjon meg többet a viasz ultrahangos emulgeálásáról!
Üveg átfolyó cellával ellátott ultrahangos diszpergáló a vörös festék homogenizálásának bemutatására
Nagy nyíróhatású ultrahangos homogenizátorok festékkészítményekhez
A Hielscher Ultrasonics homogenizátorait, diszpergálóit, emulgeálóit és malmait nagy teljesítményű festékek és bevonatok ipari előállítására használják. Az ultrahangos frekvenciájú intenzív energiával az ultrahangos homogenizátorok nagyon nagy nyíróerőket, turbulenciát és roncsoló erőket hoznak létre. Ezek a rendkívül intenzív ultrahangos erők a szükséges hatást közvetítik a szilárd–folyadék szuszpenziókra, hogy a részecskéket a kívánt méretre és funkcionalitás eléréséig diszpergálják és őröljék.
Nagy szilárdanyag-tartalmú rendszerek ultrahangos őrlése
Az ultrahangos inline rendszerek könnyen kezelik a nagyon nagy szilárdanyag-koncentrációkat. Amíg a szuszpenzió részecsketartalma lehetővé teszi a szivattyúzást és az ultrahangos átfolyó cellán való átvezetést, a Hielscher ipari ultrahangos homogenizátorai bármilyen nagy viszkozitású, pasztaszerű szuszpenziót megbízhatóan fel tudnak dolgozni. Az ultrahangos nedves őrlést gyakran alkalmazzák mikrométeres és nanométeres méretű pigmentek mesterkeverékeinek előállítására. Az ilyen nagy szilárdanyag-tartalmú, akár abrazív részecskéket is tartalmazó rendszerek kezelésének képessége a nagy nyíróhatású ultrahangos homogenizátorokat a pigmentek és nanorészecskék legeredményesebb és leghatékonyabb őrlési technológiájává teszi.
Ultrahangos tartálykeverők és átfolyó reaktorok
A festékkészítmények nyitott tartályokban vagy adagokban keverhetők, amelyekbe egy vagy több ultrahangos szondát merítenek. A nyitott edényben végzett keverés egy olyan berendezéssel, mint a Hielscher SonoStation (lásd a bal oldali képet), ideális elrendezést jelent kis és közepes viszkozitású készítmények közepes térfogatú mennyiségeinek diszpergálására. Nagy térfogati feldolgozási kapacitáshoz, elsődleges részecskék intenzív őrléséhez és aprításához, valamint nagy viszkozitású szuszpenziókhoz és pasztákhoz a nyomás alá helyezhető ultrahangos reaktor a választandó elrendezés.
Egy nyitott edény, például egy tartály, nem helyezhető nyomás alá, és nem ideális nagyobb térfogatú és/vagy nagy viszkozitású anyagmennyiségek egyenletes feldolgozására sem. Az ultrahangos átfolyó reaktor akár több barg nyomás alá is helyezhető. Az ultrahangos kezelés során alkalmazott nyomás fokozza az akusztikus kavitációt, és ezáltal a nyíróerőket, valamint az ultrahang diszpergáló / őrlő / homogenizáló hatását. Ezzel egyidejűleg a teljes festék- vagy pigmentmennyiséget egyenletesen vezetik a reaktorba: azonos tartózkodási idő és pontosan azonos ultrahangos kezelési körülmények mellett nagyon homogén diszpergálási / őrlési eredmény érhető el. Az intenzív ultrahangos erők mellett végzett nagyon egyenletes kezelés kiválóbb festéktermékeket eredményez.
A Hielscher Ultrasonics a tartályos és reaktoros elrendezésű, nagy teljesítményű ultrahangos processzorok teljes választékát kínálja, így ideális ultrahangos diszpergálóberendezést biztosít az Ön festékgyártásához.
Ultrahangos diszpergálók minden termelési kapacitáshoz
A Hielscher Ultrasonics termékválasztéka az ultrahangos processzorok teljes skáláját lefedi a kompakt laboratóriumi ultrahangos készülékektől az asztali és kísérleti üzemi rendszereken át a teljesen ipari ultrahangos processzorokig, amelyek óránként teherautónyi mennyiségeket képesek feldolgozni. A teljes termékválaszték lehetővé teszi számunkra, hogy az Ön festékkészítményeihez, feldolgozási kapacitásához és termelési céljaihoz leginkább megfelelő ultrahangos diszpergálót kínáljuk.
Az asztali ultrahangos rendszerek ideálisak megvalósíthatósági vizsgálatokhoz és folyamatoptimalizáláshoz. A meghatározott folyamatparamétereken alapuló lineáris méretnövelés nagyon egyszerűvé teszi a feldolgozási kapacitás növelését a kisebb adagoktól a teljes kereskedelmi léptékű termelésig. A méretnövelés történhet nagyobb teljesítményű ultrahangos diszpergálóegység telepítésével vagy több ultrahangos készülék párhuzamos csoportba kapcsolásával. A UIP16000 készülékkel a Hielscher a világ legnagyobb teljesítményű ultrahangos diszpergálóját kínálja.
Pontosan szabályozható amplitúdók az optimális eredményekért
Minden Hielscher ultrahangos készülék pontosan szabályozható, és ezáltal megbízható, fáradhatatlan munkaeszköz a termelésben. Az amplitúdó az egyik döntő fontosságú folyamatparaméter, amely befolyásolja a pigmentpaszták, festékek és polimerek ultrahangos diszpergálásának és nedves őrlésének hatékonyságát és eredményességét.
A Hielscher Ultrasonics minden processzora lehetővé teszi az amplitúdó pontos beállítását. A szonotródák és az amplitúdóerősítő kürtök olyan tartozékok, amelyek még szélesebb tartományban teszik lehetővé az amplitúdó módosítását. A Hielscher ipari ultrahangos processzorai nagyon nagy amplitúdókat képesek biztosítani, és az igényes alkalmazásokhoz szükséges ultrahang-intenzitást szolgáltatják. Akár 200µm amplitúdóval is könnyen működtethetők folyamatosan, 24/7 üzemben. A nagy amplitúdók nélkülözhetetlenek az olyan nagy teljesítményű ultrahangos alkalmazásokhoz, mint a nanodiszperziók, a nanorészecske-szintézis, az elsődleges részecskék őrlése és a miniemulziók.
Az amplitúdó pontos beállítása és az ultrahangos folyamatparaméterek intelligens szoftverrel végzett folyamatos felügyelete lehetővé teszi, hogy pigmentjeit és porszuszpenzióit a leghatékonyabb ultrahangos körülmények között kezelje. Optimális ultrahangos kezelés a legjobb diszpergálási eredményekért!
Egyszerű, kockázatmentes vizsgálatok
Az ultrahangos folyamatok teljesen lineárisan méretnövelhetők. Ez azt jelenti, hogy minden eredmény, amelyet laboratóriumi vagy asztali ultrahangos készülékkel ért el, pontosan ugyanarra a kimeneti eredményre méretnövelhető, pontosan ugyanazon folyamatparaméterek alkalmazásával. Ez az ultrahangos kezelést ideálissá teszi kockázatmentes megvalósíthatósági vizsgálatokhoz, folyamatoptimalizáláshoz és az azt követő kereskedelmi léptékű gyártásba való bevezetéshez. Lépjen kapcsolatba velünk, hogy megtudja, miként javíthatja az ultrahangos kezelés az Ön festék- és pigmentgyártását.
A legmagasabb minőség – Németországban tervezve és gyártva
Családi tulajdonban lévő és családi vezetésű vállalkozásként a Hielscher az ultrahangos processzorai esetében a legmagasabb minőségi követelményeket helyezi előtérbe. Minden ultrahangos készüléket a németországi, Berlin melletti Teltowban található központunkban tervezünk, gyártunk és alaposan tesztelünk. A Hielscher ultrahangos berendezéseinek robusztussága és megbízhatósága fáradhatatlan munkaeszközzé teszi őket az Ön termelésében. A teljes terhelés és igényes környezeti feltételek mellett végzett 24/7 üzem a Hielscher nagy teljesítményű diszpergálóinak természetes jellemzője. Ez a Hielscher ultrahangos berendezéseit megbízható munkaeszközzé teszi, amely megfelel az Ön festékfeldolgozási követelményeinek.
| Adagtérfogat | Térfogatáram | Ajánlott készülékek |
|---|---|---|
| 1–500mL | 10–200mL/min | UP100H |
| 10–2000mL | 20–400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1–20L | 0,2–4L/min | UIP2000hdT |
| 10–100L | 2–10L/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10–100L/min | UIP16000 |
| n.a. | nagyobb | párhuzamosan csoportba kapcsolt UIP16000 |
Lépjen kapcsolatba velünk! / Kérdezzen tőlünk!
Szakirodalom / Hivatkozások
- N.P. Badgujar , Y.E. Bhoge , T.D. Deshpande , B.A. Bhanvase , P.R. Gogate , S.H. Sonawane , R.D. Kulkarni (2015): Ultrasound assisted organic pigment dispersion: advantages of ultrasound method over conventional method. Pigment & Resin Technology, Vol. 44 No. 4, 2015. 214-223.
- Siti Hajar Othman, Suraya Abdul Rashid, Tinia Idaty Mohd Ghazi, Norhafizah Abdullah (2012): Dispersion and Stabilization of Photocatalytic TiO2 Nanoparticles in Aqueous Suspension for Coatings Applications. Journal of Nanomaterials, Volume 2012.
- Kimitoshi Sato; Ji‐Guang Li; Hidehiro Kamiya; Takamasa Ishigaki (2008): Ultrasonic Dispersion of TiO2 Nanoparticles in Aqueous Suspension. Jouranl of American Cermaic Society Vol. 91, Issue 8, 2008.
- Karl A. Kusters; Sotiris E. Pratsinis; Steven G. Thoma; Douglas M. Smith (1994): Energy–Size Reduction Laws for Ultrasonic Fragmentation. September 1994, Powder Technology 80 (3), 1994. 253–263.
- Stoffer J.O.; Fahim M. (1991): Ultrasonic dispersion of pigment in water based paints. Journal of Coatings Technology, 63, (797), 61.
Hasznos tudnivalók
Mi a különbség a diszperziók és az emulziók között?
A diszperzió meghatározása:
A diszperzió olyan rendszer, amelyben az egyik anyag eloszlatott részecskéi egy másik anyag folytonos fázisában vannak diszpergálva. A két fázis azonos vagy eltérő halmazállapotú lehet.
A diszperziók különböző típusait különböztetjük meg. Megkülönböztető tényező például a diszpergált részecskék méretének aránya a folytonos fázis részecskéinek méretéhez képest, az, hogy történik-e kicsapódás, valamint a Brown-mozgás jelenléte. Általában az ülepedéshez elegendően nagy részecskék diszperzióit szuszpenzióknak, míg a kisebb részecskékét kolloidoknak és oldatoknak nevezik. Az emulzió a diszperzió sajátos altípusa, amelyben két, egymással nem elegyedő folyadékot (két azonos halmazállapotú fázist) diszpergálnak egymásban.
Az emulzió meghatározása:
Az emulziók legalább két, egymással nem elegyedő folyadékból álló folyékony rendszerek, amelyekben az egyik folyadék apró cseppek formájában diszpergálódik a másikban. Az apró, eloszlatott cseppek fázisát diszpergált vagy belső fázisnak, míg a másik fázist folytonos vagy külső fázisnak nevezik. Az emulziók két fő típusát különböztetjük meg: az olaj a vízben (O/W) és a víz az olajban (W/O) emulziókat. Az olaj a vízben (O/W) emulzióban a belső fázis olaj vagy olajjal elegyedő folyadék, a külső fázis pedig víz vagy vízzel elegyedő folyadék. A víz az olajban (W/O) emulzióban a belső fázis a vízszerű folyadék, míg a külső fázis az olajszerű folyadék.
A legtöbb emulzió emulgeálószert igényel, amelyet stabilizátornak vagy felületaktív anyagnak neveznek. A cseppméret szintén döntő szerepet játszik az emulzió stabilitásában. Minél kisebb a cseppméret, annál stabilabb az emulzió.
Nagy teljesítményű ultrahangos technológia! A Hielscher termékválasztéka a teljes skálát lefedi a kompakt laboratóriumi ultrahangos készüléktől az asztali egységeken át a teljesen ipari ultrahangos rendszerekig.
