Homogenizer Cat Berkinerja Tinggi
Mixer ultrasonik merupakan alat yang andal untuk menghomogenkan, mendispersikan, dan mengemulsikan formulasi cat cair dan pigmen. Homogenizer ultrasonik tidak hanya menghasilkan emulsi dan dispersi cat yang sangat stabil dan seragam, tetapi sonikator juga digunakan untuk menggiling dan menghaluskan pigmen, nanomaterial, dan partikel primer. Berkat hasil dispersi dan penggilingan yang sangat baik, homogenizer ultrasonik diterapkan oleh industri cat sebagai salah satu teknik pencampuran cat dan pasta pigmen paling canggih yang tersedia.
Homogenisasi, Dispersi, dan Emulsi Cat
Homogenisasi diterapkan untuk mengurangi ukuran partikel padat atau tetesan guna memudahkan produksi emulsi dan dispersi yang stabil dan berkualitas tinggi. Dalam formulasi cat, pelapis, dan pernis, ukuran partikel yang seragam sangat penting untuk memperoleh hasil yang merata dalam pewarnaan, perilaku saat aplikasi, dan fungsionalitas formulasi cat atau pelapis.
Homogenizer Cat Ultrasonik untuk Formulasi Dispersi dan Emulsi
Mixer ultrasonik bergaya geser tinggi ideal untuk aplikasi homogenisasi, emulsifikasi, dan solubilisasi, ketika ukuran partikel atau tetesan serta distribusi yang seragam sangat menentukan kinerja dan kualitas cat.
Sonikasi merupakan teknologi homogenisasi pilihan karena kavitasi akustik intens dari ultrasonik berdaya tinggi mampu memecah molekul secara andal hingga menghasilkan distribusi partikel yang seragam dalam rentang mikron dan nano. Homogenisasi ultrasonik merupakan teknik paling canggih untuk menghasilkan partikel berukuran nano dan mikron. Ukuran partikel (misalnya pigmen, minyak, lilin, aditif, dan sebagainya) dapat disesuaikan secara individual dengan menerapkan intensitas ultrasonik yang tepat.
Selain itu, dispersi ultrasonik dapat menyebabkan modifikasi permukaan pigmen sehingga stabilitas dispersi meningkat secara signifikan.
Prosesor ultrasonik industri UIP16000 (16kW) untuk produksi cat dan bahan pengisi nano
- cat berbasis air
- cat berbasis pelarut
- cat emulsi
- cat dispersi
- dispersi lateks
- emulsi lilin
- kandungan pigmen tinggi
- cat emulsi mengilap
- suspoemulsi (campuran suspensi dan emulsi)
- pelapis berkinerja tinggi
- pernis
- formulasi polimer
- cat enamel
- aditif nanopartikel
- partikel abrasif
- polimerisasi miniemulsi
- stabilisasi mikrobiologis cat dan pelapis
Dispersi Ultrasonik Bahan Pengisi Nano
Bahan pengisi berukuran nano dimasukkan ke dalam pelapis seperti polimer atau resin. Bahan pengisi nano tersebut dapat meningkatkan sifat mekanis secara signifikan, misalnya ketahanan UV, ketahanan gores, kekakuan, dan ketangguhan / kekuatan tarik bahan tertentu. Perbedaan utama antara bahan pengisi konvensional berukuran mikron dan bahan pengisi berukuran nano adalah rasio permukaan spesifik yang tinggi dan, sebagai akibatnya, karakteristik bahan pengisi nano yang berubah sepenuhnya. Nanomaterial (misalnya bahan pengisi berskala nano) harus didispersikan secara seragam ke dalam formulasi cat atau pelapis agar seluruh luas permukaannya dapat berinteraksi dengan matriks di sekelilingnya. Hanya ketika didispersikan sebagai nanopartikel tunggal, bahan pengisi nano dapat menunjukkan sifat materialnya yang luar biasa. Homogenizer dan disperser ultrasonik merupakan teknologi pencampuran unggul untuk mengurai, mendeaglomerasi, dan mendispersikan nanopartikel seperti bahan pengisi nano secara merata ke dalam suatu matriks (misalnya polimer, epoksi, atau resin). Karena gaya geser ultrasonik memutus ikatan antarpartikel, setiap partikel terdispersi secara individual ke dalam matriks dan memperlihatkan seluruh sifatnya. Dengan demikian, dispersi dan homogenisasi ultrasonik merupakan metode paling andal untuk produksi pelapis berkinerja tinggi.
Teknik dispersi ultrasonik memiliki banyak keunggulan dibandingkan teknologi penggilingan tradisional seperti penggiling tiga rol, bola, atau media.
Dispersi Ultrasonik Emulsi Lateks
Meskipun cat lateks bukan formulasi cat yang paling rumit untuk dibuat, pembuatannya tetap harus dilakukan dengan cermat dan semua komponen formulasi lateks harus ditambahkan dalam urutan yang dipilih. Pada tahap persiapan pertama, suspensi dasar cat dibuat. Untuk itu, pigmen didispersikan dalam air bersama bahan pembasah, bahan antipembusa, dan aditif lain yang diperlukan untuk resep formulasi tertentu. Pigmen titanium dioksida (TiO2) biasanya didispersikan terlebih dahulu, kemudian pigmen pengisi ditambahkan. Untuk sebagian besar formula, urutan dan takaran penambahan senyawa ini merupakan faktor penting yang memengaruhi kualitas. Umumnya, mixer bilah / putar berkecepatan tinggi, yang merupakan metode emulsifikasi lateks paling konvensional, digunakan untuk membasahi dan mendispersikan partikel. Dengan mixer bilah atau putar, pencampuran formula dasar yang konsisten merupakan pekerjaan yang memakan waktu. Selanjutnya, emulsi lateks ditambahkan ke dalam campuran dan dicampurkan dengan tingkat energi pencampuran yang jauh lebih rendah. Emulsi lateks rentan mengalami koalesensi atau pecah dan memerlukan kondisi homogenisasi yang lembut. Bahan pengental yang telah didispersikan sebelumnya kemudian ditambahkan untuk menyesuaikan viskositas emulsi cat lateks akhir hingga mencapai konsistensi yang diinginkan.
Disperser ultrasonik dapat menangani pembuatan emulsi lateks dengan mudah dan andal. Karena energi sonikasi dan, dengan demikian, intensitas dispersi dapat disesuaikan dengan emulsifikasi dan homogenisasi pada berbagai tahap persiapan, penguraian bahan atau pecahnya emulsi lateks dapat dicegah secara andal. Dispersi ultrasonik merupakan teknik yang telah terbukti untuk pembasahan serbuk secara menyeluruh. Urutan penambahan bahan dan sebagainya dapat diubah sesuai kebutuhan formulasi. Masukan energi ultrasonik yang disesuaikan secara ideal memungkinkan pigmen menampilkan warna sepenuhnya dan menghasilkan cat emulsi lateks berkualitas tinggi.
Karena disperser ultrasonik dengan sel alir merupakan sistem tertutup, tidak terjadi aerasi atau pembentukan busa yang tidak diinginkan. Sonikator menawarkan keunggulan berupa ketangguhan dan keandalan, pengoperasian yang mudah dan aman, siklus batch yang lebih singkat, serta prosedur formulasi yang lebih sederhana. Bahkan sonikator meja dengan konfigurasi aliran kontinu dapat menangani kapasitas produksi yang besar secara efektif dan hemat biaya.
Sebelum dan sesudah sonikasi: Kurva hijau menunjukkan ukuran partikel sebelum sonikasi, sedangkan kurva merah menunjukkan distribusi ukuran partikel silika yang didispersikan secara ultrasonik.
Dispersi Ultrasonik Emulsi Lilin
Emulsi dan dispersi lilin merupakan aditif terformulasi yang dibuat dari partikel lilin halus dan distabilkan, yang terdistribusi secara homogen dalam air. Ketika lilin didispersikan sebagai tetesan nano dengan distribusi tetesan yang sangat homogen, diperoleh emulsi lilin yang stabil. Homogenizer ultrasonik menghasilkan gaya geser intens dan merupakan sistem dispersi yang andal serta tangguh untuk menghasilkan nanoemulsi lilin yang stabil.
Baca lebih lanjut tentang emulsifikasi lilin secara ultrasonik!
Disperser ultrasonik dengan sel alir kaca untuk memperlihatkan homogenisasi cat merah
Pigmen Hitam UV: Sebelum dan Sesudah Sonikasi
Homogenizer Ultrasonik Bergaya Geser Tinggi untuk Formulasi Cat
Homogenizer, disperser, emulsifier, dan penggiling Hielscher Ultrasonics digunakan dalam produksi industri cat dan pelapis berkinerja tinggi. Dengan energi intens pada frekuensi ultrasonik, homogenizer ultrasonik menghasilkan gaya geser, turbulensi, dan gaya perusak yang sangat tinggi. Gaya ultrasonik yang luar biasa intens ini menyalurkan efek yang diperlukan ke dalam bubur padat–cair untuk mendispersikan dan menggiling partikel hingga mencapai ukuran dan fungsionalitas yang diinginkan.
Penggilingan Ultrasonik dengan Kandungan Padatan Tinggi
Sistem ultrasonik inline dapat dengan mudah menangani konsentrasi padatan yang sangat tinggi. Selama kandungan partikel dalam bubur masih memungkinkan pemompaan dan bubur dapat dialirkan melalui sel alir ultrasonik, homogenizer ultrasonik industri Hielscher dapat memproses segala jenis bubur berviskositas tinggi yang menyerupai pasta secara andal. Penggilingan basah ultrasonik umumnya diterapkan untuk menyiapkan batch induk pigmen berukuran mikron dan nano. Kemampuan menangani kandungan padatan yang begitu tinggi, bahkan untuk partikel abrasif, menjadikan homogenizer ultrasonik bergaya geser tinggi sebagai teknologi penggilingan pigmen dan nanopartikel yang paling efektif dan efisien.
Agitator Tangki dan Reaktor Aliran Kontinu Ultrasonik
Formulasi cat dapat dicampur dalam tangki terbuka atau secara batch, dengan memasukkan satu atau beberapa probe ultrasonik. Pencampuran dalam wadah terbuka menggunakan konfigurasi seperti Hielscher SonoStation (lihat gambar di kiri) merupakan konfigurasi ideal untuk mendispersikan formulasi berviskositas rendah hingga sedang dalam volume menengah. Untuk kapasitas pemrosesan volume yang tinggi, aplikasi penggilingan dan pemecahan partikel primer yang intens, serta bubur dan pasta berviskositas tinggi, reaktor ultrasonik yang dapat diberi tekanan merupakan konfigurasi pilihan.
Wadah terbuka seperti tangki tidak dapat diberi tekanan dan juga tidak ideal untuk pemrosesan seragam pada volume yang lebih besar dan/atau berviskositas tinggi. Reaktor ultrasonik aliran kontinu dapat diberi tekanan hingga beberapa barg. Pemberian tekanan selama sonikasi meningkatkan kavitasi akustik dan, dengan demikian, gaya geser serta efek dispersi / penggilingan / homogenisasi ultrasonik. Pada saat yang sama, seluruh cat atau pigmen dimasukkan secara seragam ke dalam reaktor: dengan waktu tinggal yang sama dan pemrosesan dalam kondisi ultrasonik yang persis sama, diperoleh hasil dispersi / penggilingan yang sangat homogen. Perlakuan yang sangat seragam di bawah gaya ultrasonik intens menghasilkan produk cat yang unggul.
Hielscher Ultrasonics menawarkan rangkaian lengkap prosesor ultrasonik berkinerja tinggi dengan konfigurasi tangki dan reaktor, yang menyediakan peralatan dispersi ultrasonik ideal untuk produksi cat Anda.
Disperser Ultrasonik untuk Setiap Kapasitas Produksi
Rangkaian produk Hielscher Ultrasonics mencakup seluruh spektrum prosesor ultrasonik, mulai dari sonikator laboratorium ringkas, sistem meja dan skala pilot, hingga prosesor ultrasonik skala industri penuh dengan kapasitas untuk memproses muatan truk per jam. Rangkaian produk yang lengkap memungkinkan kami menawarkan disperser ultrasonik yang paling sesuai untuk formulasi cat, kapasitas proses, dan target produksi Anda.
Sistem ultrasonik meja ideal untuk uji kelayakan dan optimalisasi proses. Peningkatan skala secara linear berdasarkan parameter proses yang telah ditetapkan sangat memudahkan peningkatan kapasitas pemrosesan dari lot yang lebih kecil hingga produksi komersial penuh. Peningkatan skala dapat dilakukan dengan memasang unit disperser ultrasonik yang lebih kuat atau mengelompokkan beberapa sonikator secara paralel. Dengan UIP16000, Hielscher menawarkan disperser ultrasonik paling kuat di dunia.
Amplitudo yang Dapat Dikendalikan Secara Presisi untuk Hasil Optimal
Semua sonikator Hielscher dapat dikendalikan secara presisi sehingga menjadi peralatan andalan yang dapat diandalkan dalam produksi. Amplitudo merupakan salah satu parameter proses penting yang memengaruhi efisiensi dan efektivitas dispersi serta penggilingan basah ultrasonik untuk pasta pigmen, cat, dan polimer.
Semua prosesor Hielscher Ultrasonics memungkinkan pengaturan amplitudo secara presisi. Sonotrode dan horn penguat merupakan aksesori yang memungkinkan perubahan amplitudo dalam rentang yang lebih luas lagi. Prosesor ultrasonik industri Hielscher dapat menghasilkan amplitudo yang sangat tinggi dan memberikan intensitas ultrasonik yang diperlukan untuk aplikasi yang menuntut. Amplitudo hingga 200µm dapat dengan mudah dijalankan secara kontinu dalam pengoperasian 24/7. Amplitudo tinggi sangat penting untuk aplikasi ultrasonik berdaya tinggi seperti nanodispersi, sintesis nanopartikel, penggilingan partikel primer, dan miniemulsi.
Pengaturan amplitudo yang presisi dan pemantauan terus-menerus terhadap parameter proses ultrasonik melalui perangkat lunak cerdas memungkinkan Anda mengolah pigmen dan bubur serbuk dalam kondisi ultrasonik yang paling efektif. Sonikasi optimal untuk hasil dispersi terbaik!
Pengujian Mudah dan Bebas Risiko
Proses ultrasonik dapat ditingkatkan skalanya secara sepenuhnya linear. Ini berarti setiap hasil yang Anda capai menggunakan sonikator laboratorium atau meja dapat ditingkatkan skalanya untuk menghasilkan keluaran yang persis sama dengan menggunakan parameter proses yang persis sama. Hal ini menjadikan sonikasi ideal untuk pengujian kelayakan bebas risiko, optimalisasi proses, dan penerapan selanjutnya dalam manufaktur komersial. Hubungi kami untuk mengetahui bagaimana sonikasi dapat meningkatkan produksi cat dan pigmen Anda.
Kualitas Tertinggi – Dirancang dan Diproduksi di Jerman
Sebagai perusahaan yang dimiliki dan dikelola oleh keluarga, Hielscher mengutamakan standar kualitas tertinggi untuk prosesor ultrasoniknya. Semua sonikator dirancang, diproduksi, dan diuji secara menyeluruh di kantor pusat kami di Teltow dekat Berlin, Jerman. Ketangguhan dan keandalan peralatan ultrasonik Hielscher menjadikannya peralatan andalan dalam produksi Anda. Pengoperasian 24/7 pada beban penuh dan dalam lingkungan yang menuntut merupakan karakteristik bawaan disperser berkinerja tinggi Hielscher. Hal ini menjadikan peralatan ultrasonik Hielscher sebagai alat kerja andal yang memenuhi kebutuhan pemrosesan cat Anda.
| Volume Batch | Laju Alir | Perangkat yang Direkomendasikan |
|---|---|---|
| 1 hingga 500mL | 10 hingga 200mL/min | UP100H |
| 10 hingga 2000mL | 20 hingga 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 hingga 20L | 0,2 hingga 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 hingga 100L | 2 hingga 10L/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10 hingga 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | lebih besar | kelompok unit UIP16000 |
Hubungi Kami! / Tanyakan kepada Kami!
Literatur / Referensi
- 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.
Fakta yang Perlu Diketahui
Apa Perbedaan antara Dispersi dan Emulsi
Definisi Dispersi:
Suatu dispersi adalah sistem yang di dalamnya partikel suatu bahan terdispersi dalam fase kontinu bahan lain. Kedua fase tersebut dapat memiliki wujud materi yang sama atau berbeda.
Dispersi dibedakan menjadi beberapa jenis. Faktor pembeda antara lain rasio ukuran partikel terdispersi terhadap partikel fase kontinu, ada atau tidaknya presipitasi, serta adanya gerak Brown. Secara umum, dispersi partikel yang cukup besar untuk mengalami sedimentasi disebut suspensi, sedangkan dispersi partikel yang lebih kecil disebut koloid dan larutan. Emulsi merupakan subjenis dispersi tertentu, ketika dua cairan yang tidak saling bercampur (dua fase dengan wujud yang sama) didispersikan satu ke dalam yang lain.
Definisi Emulsi:
Emulsi adalah sistem cair yang terdiri atas setidaknya dua cairan yang tidak saling bercampur, dengan salah satu cairan didispersikan dalam cairan lainnya sebagai tetesan kecil. Fase berupa tetesan kecil yang tersebar disebut fase terdispersi atau fase internal, sedangkan fase lainnya disebut fase kontinu atau fase eksternal. Ada dua jenis utama emulsi yang dibedakan, yaitu emulsi minyak dalam air (O/W) dan air dalam minyak (W/O). Dalam emulsi minyak dalam air (O/W), fase internalnya berupa minyak atau cairan yang dapat bercampur dengan minyak, dan fase eksternalnya berupa air atau cairan yang dapat bercampur dengan air. Dalam emulsi air dalam minyak (W/O), fase internalnya berupa cairan yang menyerupai air, sedangkan fase eksternalnya berupa cairan yang menyerupai minyak.
Sebagian besar emulsi memerlukan bahan pengemulsi, yang dikenal sebagai penstabil atau surfaktan. Ukuran tetesan juga berperan penting dalam stabilitas emulsi. Semakin kecil ukuran tetesan, semakin stabil emulsinya.
Ultrasonik berkinerja tinggi! Rangkaian produk Hielscher mencakup seluruh spektrum, mulai dari sonikator laboratorium ringkas, unit meja, hingga sistem ultrasonik skala industri penuh.