Cara Mencampur Pernis dengan Nanofiller

Produksi pernis membutuhkan peralatan pencampuran yang kuat yang dapat menangani partikel nano dan pigmen, yang harus tersebar secara seragam ke dalam formulasi. Homogenizers ultrasonik adalah teknik dispersi yang sangat efisien dan andal yang menyediakan distribusi nanopartikel yang homogen ke dalam polimer.

Produksi Pernis dengan Mixer Ultrasonik Berkinerja Tinggi

Pernis digambarkan sebagai lapisan atau film pelindung keras transparan bening, yang diformulasikan dari resin (misalnya, akrilik, poliuretan, alkid, lak), minyak pengering, pengering logam, dan pelarut yang mudah menguap (misalnya, nafta, roh mineral atau pengencer). Ketika pernis mengering, pelarut yang terkandung menguap, dan konstituen yang tersisa mengoksidasi atau mempolimerisasi untuk membentuk film transparan yang tahan lama. Pernis sebagian besar digunakan sebagai lapisan pelindung untuk permukaan kayu, lukisan, dan berbagai benda dekoratif, sementara pernis uv curing digunakan dalam pelapis mobil, kosmetik, makanan, sains, dan cabang lainnya.

Dispersi Ultrasonik Nano-Silika dalam Pernis

Contoh umum untuk dispersi ultrasonik adalah penggabungan silika koloid, yang biasanya ditambahkan untuk memberikan pernis sifat thixotropic.
Misalnya, pernis polieterimida yang diisi nano-silika menunjukkan peningkatan masa pakai hingga tiga puluh kali lebih tinggi dari yang standar. Nano-silika meningkatkan sifat pernis sebagai konduktivitas listriknya, kekuatan dielektrik DC dan AC dan kekuatan ikatannya. Oleh karena itu, disperser ultrasonik banyak digunakan untuk produksi pelapis konduktif listrik.
Mineral silikat lainnya, wollastonite, bedak, mika, kaolin, feldspar, dan nepheline syenite adalah pengisi murah dan banyak digunakan sebagai apa yang disebut pigmen extender, yang ditambahkan untuk memodifikasi reologi (viskositas), stabilitas sedimentasi dan kekuatan film dalam lapisan.

Penelitian Terbukti Keunggulan Ultrasonicators untuk Dispersi Nanofiller

Monteiro et al. (2014) membandingkan teknologi penyebaran umum – yaitu rotor-stator mixer, Cowles impeller, dan ultrasonic probe-type disperser – mengenai efisiensinya dalam menyebarkan titanium dioksida (TiO2, anatase). Ultrasonication terungkap menjadi yang paling efisien untuk membubarkan nanopartikel dalam air menggunakan polielektrolit Na-PAA konvensional, dan unggul pencampuran dengan rotor-stator atau impeller Cowles secara signifikan.
Rincian Penelitian: Teknik dispersi yang berbeda dibandingkan untuk mengidentifikasi yang paling efektif dalam menciptakan suspensi berair nano-TiO2 yang dideagglomerated dengan baik. Garam natrium asam poliakrilat (Na-PAA), yang secara konvensional digunakan dalam industri untuk dispersi berair TiO2 digunakan sebagai dispersan referensi. 1 menunjukkan distribusi ukuran partikel volume (PSD) yang diperoleh, menggunakan disperser Cowles (30 menit pada 2000 rpm), mixer rotor-stator (30 menit pada 14000 rpm), dan ultrasonikasi tipe probe (Hielscher UIP1000hdT, 2 menit dengan amplitudo 50%). “Menggunakan disperser Cowles, ukuran partikel berada dalam tiga rentang berbeda: 40–100 nm, 350–1000 nm, dan 1200–4000 nm. Aglomerat yang lebih besar jelas mendominasi distribusi, menunjukkan bahwa teknik ini tidak efisien. Rotor-stator juga memberikan hasil yang tidak memuaskan, terlepas dari nanopartikel yang ditambahkan sekaligus atau secara bertahap sepanjang waktu pencampuran. Perbedaan utama yang diamati dalam hasil Cowles terkait dengan pergeseran puncak tengah ke ukuran partikel yang lebih tinggi, sebagian bergabung dengan puncak paling kanan. Di sisi lain, penggunaan ultrasound menghasilkan hasil yang jauh lebih baik, dengan puncak sempit berpusat pada 0,1 nm dan dua yang jauh lebih kecil dalam rentang 150-280 nm dan 380-800 nm.”

Distribusi ukuran partikel dispersi berair nano-TiO2 (10mgmL−1, pH = 9) disiapkan menggunakan teknik dispersi yang berbeda. Ultrasonication memberikan nanopartikel TiO2 terkecil dan kurva pengurangan ukuran partikel tersempit. Ketika dispersan (Na-PAA) digunakan, rasio terhadap nano-TiO2 adalah 1:1.
(studi dan grafik: © Monteiro et al., 2014)

TiO2 semprot-kering sebelum dan sesudah penggilingan ultrasonik

Hasil ini sesuai dengan karya Sato et al. (2008), melaporkan hasil yang lebih baik dengan ultrasonikasi daripada dengan teknik lain untuk menyebarkan partikel TiO2 berukuran nano dalam air. Gelombang kejut yang diciptakan oleh kavitasi akustik / ultrasonik menyebabkan tabrakan interpartikel yang sangat intens dan penggilingan partikel yang efisien dan deagglomeration untuk fragmen skala nano yang seragam.
(lihat Monteiro et al., 2014)

Homogenizers Ultrasonik Kinerja Tinggi untuk Produksi Pernis

Ketika nanopartikel dan nanofiller digunakan dalam proses manufaktur industri seperti produksi pernis dan pelapis, bubuk kering harus dicampur secara homogen ke dalam fase cair. Dispersi partikel nano membutuhkan teknik pencampuran yang andal dan efektif, yang menerapkan energi yang cukup untuk memecahkan aglomerat untuk melepaskan kualitas partikel skala nano. Ultrasonicators dikenal sebagai disperser yang kuat dan andal, oleh karena itu digunakan untuk deagglomerate dan mendistribusikan berbagai bahan seperti silika, nanotube, graphene, mineral dan banyak bahan lainnya secara homogen ke dalam fase cair seperti resin, epoksi dan batch master pigmen. Hielscher Ultrasonics merancang, memproduksi dan mendistribusikan disperser ultrasonik berkinerja tinggi untuk segala jenis homogenisasi dan aplikasi deagglomeration.
Ketika datang ke produksi nano-dispersi, kontrol sonikasi yang tepat dan perawatan ultrasonik yang andal dari suspensi nanopartikel sangat penting untuk mendapatkan produk berkinerja tinggi. Prosesor Hielscher Ultrasonics memberi Anda kontrol penuh atas semua parameter pemrosesan penting seperti input energi, intensitas ultrasonik, amplitudo, tekanan, suhu dan waktu retensi. Dengan demikian, Anda dapat menyesuaikan parameter dengan kondisi yang dioptimalkan, yang selanjutnya mengarah ke dispersi nano berkualitas tinggi seperti nanosilika atau bubur nano-TiO2.

Untuk volume / kapasitas apa pun: Hielscher menawarkan ultrasonicators dan portofolio aksesoris yang luas. Ini memungkinkan konfigurasi sistem ultrasonik yang ideal untuk aplikasi dan kapasitas produksi Anda. Dari botol kecil yang mengandung beberapa mililiter hingga aliran volume tinggi ribuan galon per jam, Hielscher menawarkan solusi ultrasonik yang cocok untuk proses Anda.
Viskositas tinggi: Sistem inline ultrasonik mudah memproses formulasi seperti pasta, misalnya batch master pigmen, di mana pigmen dicampur pada pemuatan partikel tinggi secara seragam dalam campuran plasticizer, monomer dan polimer.
Ketahanan: Sistem ultrasonik kami kuat dan dapat diandalkan. Semua ultrasonicators Hielscher dibangun untuk operasi 24/7/365 dan membutuhkan pemeliharaan yang sangat sedikit.
Keramahan pengguna: Perangkat lunak yang diuraikan dari perangkat ultrasonik kami memungkinkan pra-seleksi dan penghematan pengaturan sonikasi untuk sonikasi yang sederhana dan dapat diandalkan. Menu intuitif mudah diakses melalui layar sentuh berwarna digital. Kontrol browser jarak jauh memungkinkan Anda untuk beroperasi dan memantau melalui browser internet apa pun. Perekaman data otomatis menyimpan parameter proses sonikasi apa pun yang dijalankan pada kartu SD bawaan.
Efisiensi energi yang sangat baik: Jika dibandingkan dengan teknologi dispersi alternatif, ultrasonicators Hielscher unggul dengan efisiensi energi yang luar biasa dan hasil yang unggul dalam distribusi ukuran partikel.
Berkualitas Tinggi & Ketahanan: Ultrasonicators Hielscher diakui untuk kualitas, keandalan dan ketahanannya. Hielscher Ultrasonics adalah perusahaan bersertifikat ISO dan menempatkan penekanan khusus pada ultrasonicators berkinerja tinggi yang menampilkan teknologi canggih dan keramahan pengguna. Tentu saja, ultrasonicators Hielscher sesuai dengan CE dan memenuhi persyaratan UL, CSA dan RoHs.

Tabel di bawah ini memberi Anda indikasi perkiraan kapasitas pemrosesan ultrasonikator kami: