Cara Mencampur Pernis dengan Nanofiller

Produksi pernis membutuhkan peralatan pencampuran yang kuat yang dapat menangani nano-partikel dan pigmen, yang harus tersebar secara merata ke dalam formulasi. Homogenizer ultrasonik adalah teknik pendispersi yang sangat efisien dan andal yang memberikan distribusi homogen nanopartikel ke dalam polimer.

Produksi Pernis dengan Mixer Ultrasonik Kinerja 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, mineral spirit atau pengencer). Ketika pernis mengering, pelarut yang terkandung menguap, dan konstituen yang tersisa teroksidasi atau berpolimerisasi untuk membentuk film transparan yang tahan lama. Pernis sebagian besar digunakan sebagai pelapis pelindung untuk permukaan kayu, lukisan, dan berbagai benda dekoratif, sedangkan pernis pengawet UV 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 sifat pernis thixotropic.
Misalnya, pernis polieterimida yang diisi nano-silika menunjukkan peningkatan masa pakai hingga tiga puluh kali lebih tinggi daripada 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, wollastonit, bedak, mika, kaolin, feldspar, dan nepheline syenite adalah pengisi murah dan banyak digunakan sebagai pigmen extender, yang ditambahkan untuk memodifikasi reologi (viskositas), stabilitas sedimentasi dan kekuatan film dalam pelapis.

Penelitian Terbukti Keunggulan Ultrasonicators untuk Dispersi Nanofiller

Monteiro et al. (2014) membandingkan teknologi dispersi umum – yaitu mixer rotor-stator, impeller Cowles, dan disperser tipe probe ultrasonik – mengenai efisiensinya dalam menyebarkan titanium dioksida (TiO2, anatase). Ultrasonikasi terungkap sebagai yang paling efisien untuk membubarkan nanopartikel dalam air menggunakan polielektrolit Na-PAA konvensional, dan unggul pencampuran dengan rotor-stator atau impeller Cowles secara signifikan.
Detail Penelitian: Teknik dispersi yang berbeda dibandingkan untuk mengidentifikasi yang paling efektif dalam menciptakan suspensi berair nano-TiO2 yang terdeaglomerasi dengan baik. Garam natrium asam poliakrilat (Na-PAA), yang secara konvensional digunakan dalam industri untuk dispersi air TiO2 digunakan sebagai dispersan referensi. Gambar 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 pada amplitudo 50%). “Dengan 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 yang berpusat pada 0,1 nm dan dua yang jauh lebih kecil dalam kisaran 150-280 nm dan 380-800 nm.”

Distribusi ukuran partikel dispersi berair nano-TiO2 (10mgmL−1, pH = 9) disiapkan menggunakan teknik dispersi yang berbeda. Ultrasonikasi 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 kering semprot 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 mendispersikan partikel TiO2 berukuran nano dalam air. Gelombang kejut yang diciptakan oleh kavitasi akustik / ultrasonik menyebabkan tabrakan antarpartikel yang sangat intens dan penggilingan partikel yang efisien dan deaglomerasi ke fragmen skala nano yang seragam.
(lih. Monteiro et al., 2014)

Homogenizer 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 menjadi fase cair. Dispersi partikel nano membutuhkan teknik pencampuran yang andal dan efektif, yang menerapkan energi yang cukup untuk memecah aglomerat guna melepaskan kualitas partikel skala nano. Ultrasonicators terkenal sebagai disperser yang kuat dan andal, oleh karena itu digunakan untuk mendeaglomerasi dan mendistribusikan berbagai bahan seperti silika, tabung nano, 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 aplikasi homogenisasi dan deaglomerasi.
Ketika datang ke produksi dispersi nano, kontrol sonikasi yang tepat dan perawatan ultrasonik yang andal dari suspensi nanopartikel sangat penting untuk mendapatkan produk berkinerja tinggi. Prosesor Hielscher Ultrasonics memberi Anda kendali 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 pada dispersi nano berkualitas tinggi seperti bubur nanosilika atau nano-TiO2.

Untuk volume / kapasitas apa pun: Hielscher menawarkan ultrasonicator dan portofolio aksesori yang luas. Hal ini memungkinkan konfigurasi sistem ultrasonik yang ideal untuk aplikasi dan kapasitas produksi Anda. Dari botol kecil yang berisi beberapa mililiter hingga aliran volume tinggi ribuan galon per jam, Hielscher menawarkan solusi ultrasonik yang cocok untuk proses Anda.
Viskositas tinggi: Sistem inline ultrasonik dengan 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 ultrasonicator Hielscher dibuat untuk operasi 24/7/365 dan membutuhkan sedikit perawatan.
Keramahan pengguna: Perangkat lunak yang diuraikan dari perangkat ultrasonik kami memungkinkan pra-seleksi dan penyimpanan pengaturan sonikasi untuk sonikasi yang sederhana dan andal. Menu intuitif mudah diakses melalui layar sentuh berwarna digital. Kontrol browser jarak jauh memungkinkan Anda untuk mengoperasikan dan memantau melalui browser internet apa pun. Perekaman data otomatis menyimpan parameter proses dari setiap sonikasi 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.
Kualitas Tinggi & Ketahanan: Ultrasonicators Hielscher diakui karena kualitas, keandalan, dan kekokohannya. Hielscher Ultrasonics adalah perusahaan bersertifikat ISO dan memberikan 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: