ワニスとナノフィラーを混ぜる方法

ワニスの製造には、ナノ粒子と顔料を処理できる強力な混合装置が必要であり、これらは製剤中に均一に分散する必要があります。超音波ホモジナイザーは、ポリマーへのナノ粒子の均質分布を提供する非常に効率的で信頼性の高い分散技術です。

高性能超音波ミキサーによるワニス生産

ワニスは、樹脂(アクリル、ポリウレタン、アルキド、シェラックなど)、乾性油、金属乾燥機、および揮発性溶剤(ナフサ、ミネラルスピリット、シンナーなど)から配合された透明透明の硬質保護コーティングまたはフィルムとして説明されています。ワニスが乾燥すると、含まれている溶剤が蒸発し、残りの成分が酸化または重合して耐久性のある透明なフィルムを形成します。ワニスは主に木製の表面、絵画、さまざまな装飾品の保護コーティングとして使用され、UV硬化ワニスは自動車のコーティング、化粧品、食品、科学、その他の分野で使用されています。

ワニス中のナノシリカの超音波分散

超音波分散の一般的な例は、ワニスにチキソトロピー特性を与えるために通常添加されるコロイダルシリカの組み込みである。
例えば、ナノシリカ充填ポリエーテルイミドワニスは、標準的なものよりも最大30倍高い寿命の増加を示す。ナノシリカは、その導電性、そのDCおよびAC絶縁耐力およびその結合強度としてワニス特性を改善する。したがって、超音波分散機は、導電性コーティングの製造に広く使用されています。
他のケイ酸塩鉱物、ウォラストナイト、タルク、マイカ、カオリン、長石、および霞石閃長岩は安価なフィラーであり、コーティングのレオロジー(粘度)、沈降安定性、および膜強度を変更するために添加される、いわゆる体質顔料として広く使用されています。

ナノフィラー分散のための超音波装置の優位性を証明した研究

Monteiro et al. (2014) は、一般的な分散技術を比較しました。 – すなわち、ローターステーターミキサー、カウルズインペラ、超音波プローブ型分散機 – 二酸化チタン(TiO2、アナターゼ)の分散効率に関して。超音波処理は、従来のNa-PAA高分子電解質を使用して水中にナノ粒子を分散させるのに最も効率的であることが明らかになり、ローターステーターまたはカウルズインペラとの混合に著しく優れていました。
研究の詳細:十分に解凝集したナノTiO2水性懸濁液を作成するのに最も効果的なものを特定するために、さまざまな分散技術を比較しました。従来、TiO2水性分散液の工業で使用されていたポリアクリル酸のナトリウム塩(Na-PAA)が参照分散剤として使用されました。図1は、コウルズ分散機(2000rpmで30分)、ローターステーターミキサー(14000rpmで30分)、およびプローブ型超音波(ヒールシャーUIP1000hdT、2%振幅で50分)。 “Cowles分散機を使用した粒子サイズは、40〜100 nm、350〜1000 nm、1200〜4000 nmの3つの異なる範囲でした。より大きな凝集体が明らかに分布を支配しており、この手法が非効率的であることを示しています。ローターステーターはまた、ナノ粒子が混合時間に沿って一度にまたは徐々に添加されることとは無関係に、満足のいく結果を提供しませんでした。Cowlesの結果で観察された主な違いは、中央のピークがより高い粒子サイズにシフトし、部分的に右端のピークと融合することに関連しています。一方、超音波の使用は、0.1nmを中心とした狭いピークと、150〜280nmおよび380〜800nmの範囲の2つのはるかに小さいピークで、はるかに良い結果をもたらしました。”

異なる分散技術を用いて調製したナノTiO2水性分散液(10mgmL−1、pH = 9)の粒度分布。超音波は、最小のTiO2ナノ粒子と最も狭い粒子サイズ減少曲線を与えます。分散剤(Na-PAA)を用いた場合、ナノTiO2に対する比は1:1であった。
(研究とグラフィック:©モンテイロら、2014年)

超音波フライス加工前後の噴霧乾燥TiO2

この結果は、Sato et al. (2008)による研究と一致し、ナノサイズのTiO2粒子を水中に分散させるための他の技術よりも超音波処理でより良い結果を報告している。音響/超音波キャビテーションによって生成された衝撃波は、非常に激しい粒子間衝突および均一なナノスケールの断片への効率的な粒子粉砕および解凝集をもたらす。
(cf. モンテイロら, 2014)

ワニス生産のための高性能超音波ホモジナイザー

ナノ粒子およびナノフィラーがワニスおよびコーティングの製造などの工業的製造プロセスで使用される場合、乾燥粉末は液相に均質に混合されなければならない。ナノ粒子分散液には、ナノスケールの粒子の品質を解き放つために凝集体を破壊するのに十分なエネルギーを適用する、信頼性が高く効果的な混合技術が必要です。超音波処理器は、強力で信頼性の高い分散機としてよく知られているため、シリカ、ナノチューブ、グラフェン、鉱物、その他多くの材料などのさまざまな材料を樹脂、エポキシ、顔料マスターバッチなどの液相に均一に解凝集して配布するために使用されます。ヒールシャー超音波設計、製造、および均質化および解凝集アプリケーションの任意の種類の高性能超音波分散機を配布します。
ナノ分散液の製造に関しては、精密な超音波処理制御とナノ粒子懸濁液の信頼性の高い超音波処理は、高性能製品を得るために不可欠です。ヒールシャー超音波' プロセッサは、エネルギー入力、超音波強度、振幅、圧力、温度、保持時間などのすべての重要な処理パラメータを完全に制御することができます。これにより、パラメータを最適化された条件に調整することができ、その後、ナノシリカやナノTiO2スラリーなどの高品質のナノ分散につながります。

任意のボリューム/容量: ヒールシャーは、超音波処理器とアクセサリーの幅広いポートフォリオを提供しています。これはあなたの適用および生産能力のための理想的な超音波システムの構成を可能にする。数ミリリットルを含む小さなバイアルから1時間あたり数千ガロンの大量ストリームまで、ヒールシャーはあなたのプロセスに適した超音波ソリューションを提供しています。
高粘度: 超音波インラインシステムは、顔料が可塑剤、モノマーおよびポリマーの混合物中で均一に高粒子負荷で混合されるペースト状の製剤、例えば顔料マスターバッチを処理する。
堅牢 性： 当社の超音波システムは、堅牢で信頼性が高いです。すべてのヒールシャー超音波処理器は、24/7/365操作のために構築され、非常に少ないメンテナンスを必要とします。
使い やす さ： 私たちの超音波デバイスの精巧なソフトウェアは、簡単で信頼性の高い超音波処理のための超音波処理の設定の事前選択と保存を可能にします。直感的なメニューは、デジタルカラーのタッチディスプレイを介して簡単にアクセスできます。リモートブラウザコントロールを使用すると、任意のインターネットブラウザを介して操作し、監視することができます。自動データ記録は、内蔵のSDカード上で実行される任意の超音波処理のプロセスパラメータを保存します。
優れたエネルギー効率: 代替分散技術と比較すると、ヒールシャー超音波処理器は、優れたエネルギー効率と粒子サイズ分布の優れた結果に優れています。
高品質 & 堅牢 性： ヒールシャー超音波装置は、その品質、信頼性と堅牢性のために認識されています。ヒールシャー超音波はISO認定企業であり、最先端の技術と使いやすさを特徴とする高性能超音波装置に特に重点を置きます。もちろん、ヒールシャー超音波装置はCEに準拠しており、UL、CSA、RoHsの要件を満たしています。

下の表は私達のultrasonicatorsのおおよその処理能力の目安を与えます：