ヒールシャー超音波技術

コーティング配合物中の超音波

例えば顔料、充填剤、化学添加剤、架橋剤及びレオロジー調整剤などの様々な成分は、コーティングおよび塗料配合物に入ります。超音波は、コーティング中のこのような成分の分散および乳化剤、解凝集及び粉砕するための有効な手段です。

超音波はのためのコーティングの製剤に使用されます。

水系及び溶剤系樹脂とコーティング:コーティングは、2つの広いカテゴリーに分類されます。各タイプには、独自の課題があります。求める方向 VOC削減 そして、高い溶剤の価格は、水性樹脂コーティング技術の成長を刺激します。超音波の使用は、このようなのパフォーマンスを向上させることができます 環境に優しいシステム

超音波は、色の強さ、傷、亀裂およびUV抵抗性または導電性等のコーティング特性を高めるために、建築産業、自動車、木材コーティングの配合を助けることができます。これらのコーティング特性のいくつかは、によって達成されます ナノサイズの材料を含めること例えば金属酸化物(のTiO2、シリカ、セリア、酸化亜鉛、 …)。

超音波は、さらなる支援を行います 消泡 (閉じ込められた気泡)と 脱気 高粘性製品の(溶存ガス)。

超音波分散技術が上で使用できるように ラボベンチトップ そして 生産レベル、10トン/時間を超えるスループット・レートを可能にするには、Rに適用されています&Dステージと商業生産インチ処理結果を容易に(線形)アップスケーリングすることができます。

全体的なエネルギー効率は液体の超音波のために重要ですヒールシャー超音波デバイスは非常にあります エネルギー効率。デバイスは、約変換します。液体中の機械的活動への入力電力の80〜90%。これは実質的により低い処理コストにつながります。

以下は、あなたが超音波の使用について読むことができます 水性系中のポリマーの乳化分散及び顔料の微粉砕、 そしてその ナノ材料のサイズ縮小

乳化重合

従来のコーティング配合物は、基本的な高分子化学を使用します。ザ・ 水系コーティング技術への変更 原料の選択、特性および製剤方法に影響を与えます。

従来の乳化重合において、例えば水性コーティングのために、粒子は、その表面に中心から構築されます。キネティック要因は、粒子の均一性および形態に影響を与えます。

超音波処理は2つの方法で使用することができるポリマーエマルジョンを生成します。

  • トップダウン乳化/分散 小型化により、より小さい粒子を生成するために、より大きなポリマー粒子の
  • 一気飲み:前または中の超音波の使用 粒子重合

ミニエマルジョンでのナノ粒子状のポリマー

微粒子化により得られた粒子

ミニエマルジョン中の粒子の重合で分散ポリマー粒子の製造を可能にします 粒子サイズを超える良好な制御.微小エマルジョン中のナノ粒子状ポリマー粒子の合成 (“ナノリアクター”)、によって提示されるとおり K. ランドフェスター ポリマーナノ粒子を形成するための方法です。このアプローチは、ナノリアクターとしてのエマルジョン中の小nanocompartmentsの高い数(分散相)を使用します。これらにおいて、粒子は、高度に平行な様式で合成されます 個々の、限られた小滴。 (彼女の論文でミニエマルジョン中のナノ粒子の生成)Landfesterほぼ均一な大きさの高度に同種粒子の生成のための高い完全にナノリアクター中での重合を提示します。ザ・ 上記の画像 ミニエマルジョンで重付加により得られた粒子を示します。

のアプリケーションによって生成された小さな液滴 高せん断 (超音波)及び剤(乳化剤)を安定化させることにより安定化されたが、その後の重合によって、または低温溶融材料の場合に温度低下によって硬化させることができます。超音波は、非常に小さな液滴を生成することができたよう ほぼ均一な大きさ バッチ及び製造工程では、最終粒径に対して良好な制御を可能にします。ナノ粒子の重合のために、親水性モノマーは有機相中に乳化することができ、水に疎水性モノマー。

粒子サイズが表面積に及ぼす影響粒子サイズを減少させる場合、全粒子表面積が同時に増加します。左の画像は、球状粒子(の場合の粒径と表面積との相関関係を示しています拡大するにはクリックしてください!).したがって、エマルジョンを安定化させるために必要な界面活性剤の量は、全粒子表面積に伴ってほぼ直線的に増加する。界面活性剤の種類と量は、液滴のサイズに影響を与えます。30〜200nmの液滴は、アニオン性またはカチオン性界面活性剤を用いて得ることができる。

塗料中の顔料

有機・無機顔料は、コーティング製剤の重要な構成要素です。最大化するためには 顔料のパフォーマンス 粒子サイズを超える良好な制御が必要とされています。水系、溶剤系またはエポキシ系の顔料粉末を追加する場合、個々の顔料粒子を形成する傾向があります 大きな塊。例えばローターステーターミキサーまたは撹拌ビーズミルなどの高剪断機構は、従来からこのような凝集物を破壊するために、個々の顔料粒子をダウン粉砕するために使用されています。極めて有効で超音波 選択肢 コーティングの製造におけるこのステップのために。

右の画像(拡大するにはクリックしてください!)真珠光沢顔料のサイズに超音波処理の影響を示しています。超音波は、高速粒子間の衝突により、個々の顔料粒子を研削。の顕著な利点

高速ミキサー上の超音波処理は、メディアミルは、すべての粒子のより一貫した処理です。これにより、 “テーリング”.写真に見られるように、分布曲線はほぼ左にシフトしています。一般的に、超音波は非常に生成しません 狭い粒度分布 (顔料粉砕曲線)。より大きな粒子は、典型的には、処理能力、光沢、抵抗および光学的外観を妨害し、これは、顔料分散体の全体的な品質を向上させることができます。

粒子ので、 製粉 そして粉砕はに基づいています 粒子間の衝突 結果として 超音波キャビテーション、超音波原子炉はかなり扱うことができます 高固形分濃度 (例えばマスターバッチ)と、依然として、良好なサイズ削減効果を生み出します。下の表は、TiOの湿式粉砕の写真を示しています2 (拡大するには、写真をクリック!)。


超音波処理
後に
超音波処理
超音波処理の前にボールミルからTiO2 たTiO2 ボールミルから 超音波処理後のスプレー乾燥TiO2
超音波処理の前にボールミルからTiO2 乾燥したTiOスプレー2 超音波処理後のスプレー乾燥TiO2

超音波によるデグサアナターゼ二酸化チタンの脱凝集のための粒度分布曲線右の画像(拡大するにはクリック!)超音波によるデグッサアナターゼ二酸化チタンの脱凝集のための粒度分布曲線を示しています。超音波処理後の曲線の狭い形状は、超音波処理の典型的な特徴です。

高性能コーティングでナノサイズの材料

ナノテクノロジーは、多くの産業に進出する新興技術です。ナノ材料およびナノコンポジットは、例えば、摩耗や耐傷性またはUV安定性を高めるために、コーティング製剤に使用されています。コーティングの適用のための最大の課題は、透明性、透明度、光沢の保持です。したがって、ナノ粒子は、光の可視スペクトルとの干渉を避けるために非常に小さくなっている。多くの用途において、これは100nmより実質的に低い。

ナノメートル範囲への高性能部品の湿潤粉砕は、ナノエンジニアリングコーティングの処方において重要なステップとなる。可視光を妨害する粒子は、透明性の低下や損失を引き起こします。したがって、非常に狭いサイズ分布が必要です。超音波処理は、非常に効果的な手段です。 微粉砕 固体の。 超音波キャビテーション 液体中で高速粒子間衝突を引き起こします。従来のビーズミルや小石の工場とは異なり、粒子自体が不要な粉砕媒体をレンダリングする、お互いに粉砕されています。

企業など Panadur(ドイツ) ヒールシャー超音波デバイスは、インモールドコーティングにおけるナノ材料の分散および解凝集のために使用します。 この詳細情報はこちらをクリックしてください。

危険な環境FMとなどATEX認定deivces、に可燃性の液体または溶媒の超音波処理のための UIP1000-EXD ご利用いただけます。

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文献

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Behrend、O.、シューベルト、H.(2001)。 で連続超音波乳化上の静水圧とガス含有量の影響:超音波ソノケミストリー8(2001)271-276。

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