Ultraschall an der Beschichtungsformuléierung

Verschidde Komponenten, wéi Pigmenter, Filler, chemesch Zousätz, Crosslinker a Rheologiemodifizéierer ginn an d'Beschichtung a Lackformuléierungen. Ultraschall ass en effektiv Mëttel fir d'Dispersioun an d'Emulgéierung, d'Deagglomeratioun an d'Fräsen vun esou Komponenten a Beschichtungen.

Ultraschall gëtt an der Formuléierung vu Beschichtungen benotzt fir:

• Emulsioun vu Polymeren an wässerleche Systemer
• Dispergéierung a Feinmillen vu Pigmenter
• Gréisst Reduktioun vun Nanomaterial an héich-Performance coatings

Beschichtungen falen an zwou breet Kategorien: Waassergedroen a Léisungsmëttelbaséiert Harz a Beschichtungen. All Typ huet seng eegen Erausfuerderungen. Richtungen, déi fir VOC Reduktioun an héich Léisungsmëttelpräisser ruffen, stimuléieren de Wuesstum an de Waassergedroen Harzbeschichtungstechnologien. D'Benotzung vun Ultraschall kann d'Performance vun esou ëmweltfrëndleche Systemer verbesseren.

Verbesserte Beschichtungsformuléierung wéinst Ultraschall

Ultraschall kann Formulateuren vun architektoneschen, industriellen, Automobil- an Holzbeschichtungen hëllefen fir d'Beschichtungseigenschaften ze verbesseren, wéi Faarfstäerkt, Kratzer, Rëss an UV Resistenz oder elektresch Konduktivitéit. E puer vun dëse Beschichtungseigenschaften ginn erreecht duerch d'Inklusioun vun Nano-Gréisst Materialien, zB Metalloxiden (TiO)₂, Silica, Ceria, ZnO, …).

Ultraschall hëlleft weider bei der Entschaumung (afangene Blasen) an Entgasung (opgeléist Gas) vun héichviskose Produkter. Liest méi iwwer Ultraschall-Entlaaschtung an Entgasung vu Flëssegkeeten!

Als Ultraschall-Dispergéierungstechnologie kann op Labo, Bench-Top an Industrieproduktiounsniveau benotzt ginn, wat d'Duerchsatzraten iwwer 10 Tonnen / Stonn erlaabt, gëtt se an der R applizéiert.&D Etapp an an der kommerziell Produktioun. Prozessresultater kënnen einfach a linear opskaléiert ginn.

Hielscher Ultraschall Geräter si ganz energieeffizient. D'Apparater konvertéieren ca. 80 bis 90% vun der elektrescher Input Muecht an mechanesch Aktivitéit an der Flëssegket. Dëst féiert zu wesentlech manner Veraarbechtungskäschte.

No de Linken hei drënner, kënnt Dir méi iwwer d'Benotzung vun High-Performance Ultraschall liesen fir den

• Emulsioun vu Polymeren an wässerleche Systemer,
• Dispergéierung a Feinmillen vu Pigmenter,
• an Gréisst Reduktioun vun Nanomaterialien.

Emulsioun Polymeriséierung mat Sonication

Traditionell Beschichtungsformuléierungen benotzen Basis Polymerchemie. D'Ännerung op Waasserbaséiert Beschichtungstechnologie huet en Impakt op d'Auswiel vu Rohmaterial, Eegeschaften a Formuléierungsmethodologien.

Bei der konventioneller Emulsiounspolymeriséierung, zB fir Waasserbeschichtungen, ginn d'Partikele vum Zentrum op hir Uewerfläch gebaut. Kinetesch Faktoren beaflossen Partikelhomogenitéit a Morphologie.

Ultraschallveraarbechtung kann op zwou Weeër benotzt ginn fir Polymeremulsiounen ze generéieren.

• uewen erof: Emulgéieren/Dispergéieren vu gréissere Polymerpartikelen fir méi kleng Partikelen duerch Gréisstreduktioun ze generéieren
• d'ënnescht d'iewecht: Benotzung vun Ultraschall virun oder während Partikel Polymeriséierung

 

 

Nanopartikulare Polymeren a Miniemulsiounen

D'Polymeriséierung vu Partikelen a Miniemulsiounen erlaabt d'Fabrikatioun vu verspreete Polymerpartikelen mat gudder Kontroll iwwer d'Partikelgréisst. D'Synthese vun Nanopartikuliere Polymerpartikelen a Miniemulsiounen (och bekannt als Nanoreaktoren), wéi presentéiert vum K. Landfester (2001), ass eng exzellent Method fir d'Bildung vu polymereschen Nanopartikelen. Dës Approche benotzt déi héich Zuel vu klenge Nanokompartimenter (disperse Phase) an enger Emulsioun als Nanoreaktoren. An dësen ginn d'Partikelen op eng héich parallel Manéier an den individuellen agespaartene Drëpsen synthetiséiert. An hirem Pabeier presentéiert Landfester (2001) d'Polymeriséierung an Nanoreaktoren an héich Perfektioun fir d'Generatioun vun héich identesche Partikele vu bal eenheetlecher Gréisst. D'Bild hei uewen weist Partikele kritt duerch ultraschall-assistéiert Polyadditioun a Miniemulsiounen.

Kleng Drëpsen, déi duerch d'Applikatioun vun der héijer Scherr (Ultrasonikatioun) generéiert ginn a stabiliséiert duerch Stabiliséierungsmëttelen (Emulgatoren), kënne gehärt ginn duerch spéider Polymeriséierung oder duerch Temperaturofsenkung am Fall vun niddereg-Temperatur-Schmelzmaterialien. Wéi d'Ultraschall ka ganz kleng Tropfen vu bal eenheetlecher Gréisst am Batch- a Produktiounsprozess produzéieren, et erméiglecht eng gutt Kontroll iwwer d'endgülteg Partikelgréisst. Fir d'Polymeriséierung vun Nanopartikelen kënnen hydrophile Monomere an eng organesch Phase emulgéiert ginn, an hydrophobe Monomeren am Waasser.

Wann d'Partikelgréisst reduzéiert gëtt, erhéicht d'total Partikelfläch zur selwechter Zäit. D'Bild lénks weist d'Korrelatioun tëscht Partikelgréisst an Uewerfläch am Fall vu kugelfërmege Partikelen. Dofir erhéicht d'Quantitéit un Surfaktant, déi néideg ass fir d'Emulsioun ze stabiliséieren, bal linear mat der Gesamtpartikelfläch. D'Zort an d'Quantitéit vum Surfaktant beaflosst d'Drëpsgréisst. Drëpsen vun 30 bis 200nm kënne mat anioneschen oder kationesche Surfaktanten kritt ginn.

Pigmenter a Beschichtungen

Organesch an anorganesch Pigmenter sinn e wichtege Bestanddeel vun Beschichtungsformuléierungen. Fir d'Pigmentleistung maximal ze maximéieren ass gutt Kontroll iwwer d'Partikelgréisst gebraucht. Wann Dir Pigmentpudder op Waasserbunnen, Léisungsmëttel- oder Epoxysystemer bäidréit, tendéieren déi eenzel Pigmentpartikelen grouss Agglomeraten ze bilden. Héich-Schéier Mechanismen, wéi Rotor-Stator Mixer oder agitator Perlemillen ginn konventionell benotzt fir esou Agglomeraten ze briechen an déi eenzel Pigmentpartikelen ofzeschneiden. Ultraschall an eng extrem effektiv Alternativ fir dëse Schrëtt an der Fabrikatioun vu Beschichtungen.

D'Grafiken hei ënnen weisen den Impakt vun der Sonikatioun op d'Gréisst vun engem Pärelglanzpigment. Den Ultraschall schleift déi eenzel Pigmentpartikelen duerch High-Speed Inter-Partikel Kollisioun. De prominente Virdeel vun der Ultrasonicatioun ass den héijen Impakt vu kavitationalen Schéierkräften, wat d'Benotzung vu Schleifmedien (zB Perlen, Pärelen) onnéideg mécht. Well d'Partikele vun extrem schnelle Flëssegjets vu bis zu 1000 km/h beschleunegt ginn, kollidéieren déi gewalteg a zerbriechen a kleng Stécker. Partikelabrasion gëtt den ultraschall gemoolten Partikel eng glat Uewerfläch. Insgesamt resultéiert d'Ultraschallfräsen an d'Dispersioun zu enger feingréissten an eenheetlecher Partikelverdeelung.

 

Ultrasonic Fräsen an Dispergéierung iwwerschratt dacks High-Speedmixer a Medienmillen, well d'Sonicatioun eng méi konsequent Veraarbechtung vun all Partikel bitt. Allgemeng produzéiert d'Ultraschall méi kleng Partikelgréissten an eng schmuel Partikelgréisstverdeelung (Pigmentfräsekurven). Dëst verbessert d'Gesamtqualitéit vun de Pigmentdispersioune, well méi grouss Partikelen typesch d'Veraarbechtungsfäegkeet, de Glanz, d'Resistenz an d'optesch Erscheinung stéieren.

Zënter datt d'Partikelfräsen an d'Schleifen op Inter-Partikelkollisioun als Resultat vun der Ultraschallkavitatioun baséiert, kënnen Ultraschallreaktoren zimlech héich fest Konzentratioune (zB Masterbatches) handhaben an ëmmer nach gutt Gréisst Reduktiounseffekter produzéieren. D'Tabell hei drënner weist Biller vun der naass Milling vun TiO2.

De Komplott hei ënnen weist d'Partikelgréisst Verdeelungskurven fir d'Deagglomeratioun vum Degussa Anatase Titandioxid duerch Ultraschall. Déi schmuel Form vun der Kurve no der Sonikatioun ass eng typesch Feature vun der Ultraschallveraarbechtung.

Nanosize Materialien an High Performance Coatings

Nanotechnologie ass eng opkomende Technologie déi säi Wee a vill Industrien mécht. Nanomaterialien an Nanokomposite ginn a Beschichtungsformuléierungen benotzt, zB fir d'Abrasiouns- a Kratzerstand oder d'UV-Stabilitéit ze verbesseren. Déi gréissten Erausfuerderung fir d'Applikatioun a Beschichtungen ass d'Retentioun vun Transparenz, Kloerheet a Glanz. Dofir sinn d'Nanopartikele ganz kleng fir Interferenz mam sichtbare Spektrum vum Liicht ze vermeiden. Fir vill Uwendungen ass dëst wesentlech manner wéi 100nm.

D'naass Schleifen vun High-Performance Komponenten op Nanometer Gamme gëtt e entscheedende Schrëtt an der Formuléierung vun Nano-engineered Beschichtungen. All Partikel, déi mam sichtbare Liicht stéieren, verursaache Niwwel a Verloscht vun der Transparenz. Dofir sinn ganz schmuel Gréisst Verdeelungen néideg. Ultrasonication ass e ganz effektive Mëttel fir d'Feinfräsen vu Feststoffer. Ultraschall / akustesch Kavitatioun a Flëssegkeete verursaacht Héichgeschwindegkeet Inter-Partikel Kollisiounen. Anescht wéi konventionell Perlemillen a Kieselmillen, ginn d'Partikelen selwer géigesäiteg zerstéiert, wat d'Fräsmedien onnéideg mécht.

Firmen, wéi Panadur (Däitschland) benotzt Hielscher Ultraschaller fir d'Dispergéierung an Deagglomeratioun vun Nanomaterialien an In-Mould-Beschichtungen. Klickt hei fir méi iwwer Ultraschalldispersioun vun In-Mould Beschichtungen ze liesen!

Fir d'Sonicatioun vu brennbare Flëssegkeeten oder Léisungsmëttelen a geféierlechen Ëmfeld sinn ATEX-zertifizéiert Prozessoren verfügbar. Léiert méi iwwer den Atex-zertifizéierten Ultrasonicator UIP1000-Exd!