Hielscher Ultraschall Technologie

Ultrasound an der Coating Formuléierung

Verschidde Komponenten, wéi Pigmenter, Fëller, chemesch Additive, Vernetzer a Rheologie-Modifikateur, ginn an d'Coating- a Lack-Formuléierung. Ultrasound ass eng effektiv Aart a Weis fir d'Dispersioun an d'Emulgatioun, Deagglomeratioun an d'Fräsen vu solche Komponenten an de Coatings.

Ultraschall gëtt an der Formuléierung vun Beschichtungen fir:

De Coatings falen zwou grouss Kategorien: Waasserstoff a lösemittelenbaséierter Harze a Beschichtungen. All Zort huet hir eegen Erausfuerderungen. Direktioune ruffen VOC Reduktioun a héich Léisungsmëttel Präisser fir d'Wuesstem an d'Wasserverbrauchte-Hartschaumtechnologien z'entwéckelen. D'Verwäertung vun Ultraschall kann d'Leeschtungsfähegkeet vu souwuel verbesseren ëmweltfrëndlecht Systemer.

Ultraschall kann Formulatoren vun architektoneschen, industriellen, automobilen an hölzerne Beschichtungen hëllefen, d'Beschreiwungseigenschaften ze erhéijen, wéi d'Faarfkraaft, d'Null, d'Rack- an UV-Resistenz oder d'elektresch Leitung. Verschidde vun dëse Beschreiwungsschafte ginn duerch den Inklusioun vun NanomaterialzB Metalloxiden (TiO2, Silica, Ceria, ZnO, …).

Ultraschall hëlleft weider Hëllef Defoaming (agepaukt Blasen) an degasséiert (opgeléist Gas) vu héich viskose Produkter.

Als Ultraschelen-Dispersiounstechnik kann benotzt ginn Labo, An Bankcheck an Produktiounsniveau, fir datt Dopingraten iwwer 10 Tonnen / Stonn dofir an der R applizéieren&D Stadium an an der kommerzieller Produktioun. Prozessresultater kënnen liicht doséieren (linear).

Déi gesamt Energieeffizienz ass wichteg fir d'Oltrasonicatioun vu FlëssegkeetenHielscher Ultraschall Geräter sinn ganz Energieeffizienz. Déi Apparater konvertéiere ronn. 80 bis 90% vun der elektrescher Inputkraaft an der mechanescher Aktivitéit an der Flëssegkeets. Dëst féiert zum wesentlech manner Reduktiounskäschten.

Hei fannt Dir iwwer den Ultraschall benotzt Emulsioun vun Polymeren an wässerleche Systemer, de Dispergéieren a Feinfräifen vu Pigmenter, an der Gréisstreduktioun vun Nanomaterial.

Emulsioun Polymeriséierung

Traditiounsbeschreiwungsformulatiounen benotzen Basis Basischemie. De Ännerung vun der Waasserbasis Beschreiwung Technologie huet en Impakt op d'richteger Auswiel, d'Proportiounen a Formulatiounsmethoden.

Bei der konventioneller Emulsiounspolymerisatioun, zB fir Waasserverdeelung, sinn d'Partikel aus dem Zentrum op hirer Uewerfläch gebaut. Kinetic Faktoren beaflossen d'Homogenitéit vu Partikel a Morphologie.

D'Ultraschallveraarbechtung kann op zwou Weeër benotzt gi fir Polymere Emulsiounen.

  • Uewen erof: Emulgéiert/ufänken vu méi grousser Polymerpartikel fir méi kleng Partikel ze reduzéieren
  • D'ënnescht d'iewecht: Benotzung vun Ultraschall oder virun Partikel Polymeriséierung

Nanopartikulair Polymere bei Miniemulsionen

Partikele kritt duerch Polyadditioun a Miniemulsiounen

D'Polymeriséierung vun Partikeln an Miniemulsiounen erméiglecht d'Erweiderung vun dispergéierten Polymerpartikelen mat Gutt Kontroll iwwer d'PartikelgréisstAn. D'Synthese vun nanopartikuléierte Polymerpartikelen a Miniemulsiounen (“nanoreactors”), wéi presentéiert vun K. Landfester ass Method fir d'Bildung vu polymeresche Nanopartikel. Dëse Konzept benotzt déi grouss Zuel vu klengen Nanocompartments (disperser) an enger Emulsioun als Nanoreaktoren. An dësem Fall sinn d'Partikelen ganz séier parallell individuell, begrenzte Tropfen. An hirem Pabeier (D'Generatioun op Nanopartikelen zu Miniemulsionen) De Landfester stellt d'Polymeriséierung vun Nanoreaktoren an héijer Perfektioun fir d'Generatioun vun héije identesch Partikelen vun nawell enger Uniform. De Bild hei uewen weist Partikelen duerch Polyadditioun an Miniemulsiounen.

Kleng Drëpsen generéiert duerch d'Applikatioun vum héich Scher (Ultraschung) a stabiliséiert duerch Stabiliséierungsmëttelen (Emulgatoren), kënne vun der anschliessender Polymeriséierung oder duerch Temperaturabfall an de Fall vu niddreg Temperature schmëlzen Materialien gehärt ginn ginn. Als Ultraschall kann ganz kleng Dréchenten produzéieren bal gréissert Uniform a Stéck a Produktiounsprozess, et erméiglecht et e gudden Kontroll iwwer d'Finale Partikelgréisst. Fir d'Polymeriséierung vun Nanopartikelen kënne hydrophile Monomer zu enger organescher Phase empfaangen ginn an hydrophobe Monomer am Waasser.

Impakt vun der Partikelgréisst op der UewerflächWann d'Reduktioun vun der Partikelgréisst vergréissert, vergréissert d'total Partikeloberfläche gläichzäiteg. D'Bild no lénks weist d'Korrelatioun tëscht der Partikelgréisst an der Uewerfläch an d'Kugelpartikelen (Klickt fir méi grouss Sicht!). Dofir erhéicht d'Quantitéit vum Surfaktant, dee gebraucht gëtt fir d'Emulsioun ze stabiliséieren, bal linear mat der gesamter Partikeloberfläche erop. Den Typ an d'Quantitéit vum Surfaktant beaflosst d'Tropettgréisst. Droplets vun 30 bis 200nm kënnen mat Hëllef vun anioneschen oder kationesche Surfaktanten kritt ginn.

Pigmenter bei Coatings

Bio a anorganesch Pigmente sinn e wichtegt Bestanddeel vun Beschichtungsformulatiounen. Fir dat ze maximéieren Pigment Leeschtung Gutt Kontroll iwwer d'Partikelgréisst gëtt gebraucht. Wann Dir Pigmentpulver zu Waasserbett, Solvent- oder Epoxy-Systemen addéiere kann, tendéieren d'individuell Pigmentpartikel e grouss agglomeréiert. High-Scherrer Mechanismen, wéi Rotorstatmaker oder Rührperlmier, ginn normalerweis benotzt fir esou Agglomerater ze bremsen an d'individuell Pigmentpartikel ze grindelen. Ultrasonikatioun an enger extrem effektiv Alternativ fir dëse Schrëtt an der Fabrikatioun vu Coatings.

D'Bild op der riets (Klickt fir méi grouss Sicht!) den Impakt vun der Opléisung op d'Gréisst vun engem Pearel-Glanzpigment ze weisen. Den Ultraschall schmëlzt d'individuell Pigmentpartikel duerch High-Speed-Interpartikulatiounskollisioun. De grousse Virdeel

Ultrasonic Veraarbechtung iwwer Héichgeschwindegkeet Mixer, Medienmillen ass déi méi konsequent Veraarbechtung vun all Partikel. Dëst reduzéiert de Problem vum “tailing”An. Wéi et op der Foto ze gesinn ass, sinn d'Verdeelungskurven bal no lénks geréckelt. Allgemeng produzéiert Ultrasonication extrem enger Vergréisserung vun Partikelgréissten (Pigmentstéierungskurven). Dëst verbessert d'Gesamtqualitéit vun de Pigmentdispersiounen, well méi grouss Partikelen typescherweis mat der Veraarbechtung vu Fächer, Glanz, Widerstands- a opteschen Erscheinung stoën.

Zënter dem Partikel Fräiraum a Gréisung baséiert op Interpartikulatiounskollisioun als Resultat vun Ultraschall Kavitation, Ultraschallreaktoren ka matmaachen héije festen Konzentratiounen (zB Master Chargen) a produzéiere nach ëmmer gutt Effekter fir Reduktioun. D'Tabellner ënnendrënner do Biller vum Naass-Fräsen vu TiO2 (Klickt op d'Biller fir eng méi grouss Visite!).

virdrun
Sonication
duerno
Sonication
TiO2 vu Kugelmillen virun der Sonikatioun TiO2 aus Kuchermaus sprutzen gedréchent TiO2 nach d'Sonikatioun
TiO2 vu Kugelmillen virun der Sonikatioun sprëtzen getrocknet TiO2 sprutzen gedréchent TiO2 nach d'Sonikatioun

Partikelgréisst Verdeelungskurven fir d'Deagglomeratioun vu Degussa Anatase Titandioxid duerch UltrasonicatiounD'Bild no riets (Klickt fir méi grouss Vue!) Weist d'Partikelgréisst Verdeelungskurven fir d'Deagglomeratioun vu Degussa Anatase Titandioxid duerch Ultrasonicatioun. Déi schmuel Form vun der Kurve no der Sonikatioun ass eng typesch Feature vun der Ultraschallveraarbechtung.

Nanosize Material an High Performance Coatings

Nanotechnologie ass eng nei Technologie déi hire Wee a ville Industrien mécht. Nanomaterialien an Nanokompositen ginn an Beschichtungsproduktiounen benotzt, zB fir Abrasioun a Schraufbeständegkeet oder UV-Stabilitéit ze verbesseren. Déi gréissten Erausfuerderung fir d'Applikatioun am Wopen ass d'Erhalen vun Transparenz, Kloerheet a Glanz. Dofir sinn d'Nanopartikel ganz kleng fir d'Interferenz mat dem sichtbare Spektrum vum Liicht ze vermeiden. Fir vill Applikatiounen ass dëst wesentlech manner wéi 100nm.

Déi naass Schleifen vun héich performanten Komponenten bis zum Nanometerberäich gëtt e wichtege Schrëtt an der Formuléierung vun nanoengineeréierte Beschichtungen. All Partikelen, déi mam sichtbare Liicht stéieren, verursaache Schwieregkeeten a Verloscht vun der Transparenz. Dofir si ganz schmuel Gréisst Verdeelunge gefuerdert. Ultrasonication ass e ganz effektive Mëttel fir de Fräiraum vu Feststoffer. Ultraschall Kavitation an Flëssegkeeten bewirkt High-Speed-Inter-partikel Kollisionen. Ënner anerem vun de konventionellen Perlmëltel an Kieselbud sinn d'Partikelen sech zesummegestallt, d'Fräilummedien net noutwendeg.

Firmen, grad ewéi Panadur (Däitschland) benotzen Hielscher Ultraschall-Apparater fir d'Dispergéieren an d'agglomeréiere vun Nanomaterial an de-Coil-Beschichtungen. Klickt hei fir méi iwwer dëst ze liesen.

Fir d'Ofdreiwung vu brennbarem Flëssegkeete oder Léisungsmëttelen a geféierlechen Ëmfeld FM a ATEX-zertifizéierter Ofdreiwunge wéi de UIP1000-Exd sinn disponibel.

Méi Informatiounen iwwer dës Applikatioun unzefroen!

Benotzt weg de Formulaire weg, wann Dir weider Informatiounen iwwer dës Applikatioun bezuelt wëllt. Mir wäerten Iech friddlech bidden Iech en Ultraschallsystem ze treffen deen Är Ufuerderungen entsprécht.










Literatur

Behrend, O., Schubert, H. (2000): Influenz vun der kontinuéierter Phasviskositéit op Emulsioun duerch Ultraschall, an: Ultraschall Sonochemie 7 (2000) 77-85.

Behrend, O., Schubert, H. (2001): Influenz vum hydrostatesche Drock a Gasgehalt op kontinuierter Ultraschall Emuléierung, an: Ultraschall Sonochemie 8 (2001) 271-276.

Landfester, K. (2001): D'Generatioun vun Nanopartikelen an Miniemulsiounen; an: Avancéiert Material 2001, 13, No 10, May17th. Wiley-VCH.

Hielscher, T. (2005): D'Ultraschallproduktioun vun Nano-Gréissten Dispersiounen an Emulsiounen,: Proceedings vun der europäescher Nanosystems Konferenz ENS’05.