Augstas veiktspējas krāsu homogenizatori
Ultraskaņas maisītāji ir uzticams instruments šķidru krāsu un pigmentu formulējumu homogenizēšanai, disperģēšanai un emulģēšanai. Ultraskaņas homogenizatori ne tikai rada ļoti stabilas, viendabīgas krāsu emulsijas un dispersijas, bet ultraskaņas iekārtas izmanto arī pigmentu, nanomateriālu un primāro daļiņu malšanai un smalcināšanai. Pateicoties izciliem disperģēšanas un malšanas rezultātiem, krāsu rūpniecībā ultraskaņas homogenizatorus izmanto kā vienu no sarežģītākajām pieejamajām krāsu un pigmentu pastu maisīšanas tehnoloģijām.
Krāsu homogenizēšana, disperģēšana un emulsijas
Homogenizēšanu izmanto, lai samazinātu cieto daļiņu vai pilienu izmēru un tādējādi atvieglotu stabilu, augstas kvalitātes emulsiju un dispersiju ražošanu. Izstrādājot krāsu, pārklājumu un laku formulējumus, vienmērīgs daļiņu izmērs ir izšķiroši svarīgs, lai nodrošinātu vienmērīgu krāsojumu, uzklāšanas īpašības un krāsas vai pārklājuma formulējuma funkcionalitāti.
Ultraskaņas krāsu homogenizatori dispersiju un emulsiju formulējumiem
Ultraskaņas maisītāji ar augstu bīdes intensitāti ir ideāli piemēroti homogenizēšanai, emulģēšanai un solubilizēšanai, kur daļiņu vai pilienu izmērs un vienmērīgs sadalījums ir izšķiroši svarīgs krāsas ekspluatācijas īpašībām un kvalitātei.
Apstrāde ar ultraskaņu ir vēlamā homogenizēšanas tehnoloģija, jo lieljaudas ultraskaņas intensīvā akustiskā kavitācija spēj droši sašķelt molekulas, iegūstot vienmērīgu daļiņu sadalījumu mikrometru un nanometru diapazonā. Ultraskaņas homogenizēšana ir vissarežģītākā tehnoloģija nanometru un mikrometru izmēra daļiņu iegūšanai. Daļiņu (piemēram, pigmentu, eļļu, vasku, piedevu utt.) izmēru var individuāli pielāgot, izmantojot atbilstošu ultraskaņas intensitāti.
Turklāt disperģēšana ar ultraskaņu var izraisīt pigmentu virsmas modificēšanu, ievērojami palielinot dispersijas stabilitāti.
Rūpniecisks ultraskaņas procesors UIP16000 (16kW) krāsu un nanopildvielu ražošanai
- ūdens bāzes krāsām
- šķīdinātāju bāzes krāsām
- emulsijas krāsām
- dispersijas krāsām
- lateksa dispersijām
- vaska emulsijām
- augstam pigmentu saturam
- spīdīgām emulsijas krāsām
- suspoemulsijām (suspensijas un emulsijas maisījumam)
- augstas veiktspējas pārklājumiem
- lakām
- polimēru formulējumiem
- emaljām
- nanodaļiņu piedevām
- abrazīvām daļiņām
- miniemulsiju polimerizācijai
- krāsu un pārklājumu mikrobiālajai stabilizācijai
Nanopildvielu disperģēšana ar ultraskaņu
Nanometru izmēra pildvielas iestrādā pārklājumos, piemēram, polimēros vai sveķos. Šādas nanopildvielas var ievērojami uzlabot noteiktu materiālu mehāniskās īpašības, piemēram, UV izturību, izturību pret skrāpējumiem, stingumu un sīkstumu / stiepes izturību. Galvenā atšķirība starp parastajām mikrometru izmēra pildvielām un nanometru izmēra pildvielām ir lielā īpatnējās virsmas attiecība un līdz ar to pilnībā atšķirīgās nanopildvielu īpašības. Nanomateriāli (piemēram, nanomēroga pildvielas) ir vienmērīgi jādisperģē krāsas vai pārklājuma formulējumā, lai viss to virsmas laukums varētu mijiedarboties ar apkārtējo matricu. Tikai tad, ja nanopildvielas ir disperģētas kā atsevišķas nanodaļiņas, tās var izpaust savas izcilās materiāla īpašības. Ultraskaņas homogenizatori un disperģētāji ir pārāka maisīšanas tehnoloģija, lai atšķetinātu, deaglomerētu un vienmērīgi disperģētu nanodaļiņas, piemēram, nanopildvielas, matricā (piemēram, polimēros, epoksīdos vai sveķos). Tā kā ultraskaņas bīdes spēki sarauj saites starp daļiņām, katra daļiņa tiek atsevišķi disperģēta matricā un pilnībā izpauž savas īpašības. Tādējādi disperģēšana un homogenizēšana ar ultraskaņu ir visuzticamākā metode augstas veiktspējas pārklājumu ražošanai.
Disperģēšanas tehnoloģijai ar ultraskaņu ir daudz priekšrocību salīdzinājumā ar tradicionālajām malšanas tehnoloģijām, piemēram, trīs veltņu, ložu vai malšanas ķermeņu dzirnavām.
Lateksa emulsijas disperģēšana ar ultraskaņu
Lai gan lateksa krāsas nav vissarežģītākie pagatavojamie krāsu sastāvi, tās tomēr jāsagatavo rūpīgi, un visi lateksa sastāva komponenti jāpievieno noteiktā secībā. Pirmajā sagatavošanas posmā sagatavo krāsas pamatsuspensiju. Šim nolūkam pigmentus disperģē ūdenī kopā ar mitrinātājiem, pretputošanas līdzekļiem un citām piedevām, kas nepieciešamas konkrētajai sastāva receptei. Parasti vispirms disperģē titāna dioksīda (TiO2) pigmentus un pēc tam pievieno pildvielu pigmentus. Lielākajai daļai sastāvu šo savienojumu pievienošanas secība un daudzums ir būtisks kvalitāti ietekmējošs faktors. Daļiņu mitrināšanai un disperģēšanai galvenokārt izmanto ātrgaitas lāpstiņu / rotācijas maisītājus, kas ir visizplatītākā lateksa emulģēšanas metode. Izmantojot lāpstiņu vai rotācijas maisītājus, viendabīga pamatsastāva sajaukšana ir laikietilpīgs darbs. Pēc tam maisījumam pievieno lateksa emulsiju un iemaisa to ar ievērojami mazāku maisīšanas enerģiju. Lateksa emulsijām ir nosliece uz koalescenci vai sabrukšanu, un tām nepieciešami saudzīgi homogenizēšanas apstākļi. Pēc tam pievieno iepriekš disperģētus biezinātājus, lai pielāgotu gatavās lateksa krāsas emulsijas viskozitāti vēlamajai konsistencei.
Ultraskaņas disperģētājs ļauj viegli un uzticami sagatavot lateksa emulsijas. Tā kā apstrādes ar ultraskaņu enerģiju un līdz ar to disperģēšanas intensitāti var pielāgot emulģēšanai un homogenizēšanai dažādos sagatavošanas posmos, var droši novērst sastāvdaļu sadalīšanos vai lateksa emulsijas sabrukšanu. Disperģēšana ar ultraskaņu ir pārbaudīta metode pilnīgai pulvera samitrināšanai. Materiālu pievienošanas secību un citus nosacījumus var mainīt atbilstoši sastāva prasībām. Ideāli pielāgota ultraskaņas enerģijas ievade ļauj pilnībā izpausties pigmentu krāsai un iegūt augstas kvalitātes lateksa emulsijas krāsu.
Tā kā ultraskaņas disperģētājs ar plūsmas šūnu ir slēgta sistēma, nenotiek nevēlama gaisa iekļūšana vai putošana. Ultraskaņas ierīces priekšrocības ir izturība un uzticamība, vienkārša un droša lietošana, īsāki partiju apstrādes cikli un vienkāršākas sastāvu sagatavošanas procedūras. Pat ar galda ultraskaņas ierīci caurplūdes konfigurācijā var efektīvi un ekonomiski apstrādāt ievērojamus ražošanas apjomus.
Pirms un pēc apstrādes ar ultraskaņu: zaļā līkne parāda daļiņu izmēru pirms apstrādes ar ultraskaņu, savukārt sarkanā līkne attēlo ar ultraskaņu disperģēta silīcija dioksīda daļiņu izmēru sadalījumu.
Vaska emulsiju disperģēšana ar ultraskaņu
Vaska emulsijas un dispersijas ir īpaši sagatavotas piedevas, kas sastāv no smalkām un stabilizētām vaska daļiņām, kuras ir viendabīgi sadalītas ūdenī. Disperģējot vasku nanopilienu veidā ar ļoti viendabīgu pilienu sadalījumu, iegūst stabilu vaska emulsiju. Ultraskaņas homogenizatori rada intensīvus bīdes spēkus un ir uzticamas un izturīgas disperģēšanas sistēmas stabilu vaska nanoemulsiju ražošanai.
Lasiet vairāk par vaska emulģēšanu ar ultraskaņu!
Ultraskaņas homogenizatori ar augstu bīdes intensitāti krāsu sastāviem
Hielscher Ultrasonics homogenizatorus, disperģētājus, emulģētājus un dzirnavas izmanto augstas veiktspējas krāsu un pārklājumu rūpnieciskajā ražošanā. Ar intensīvu ultraskaņas frekvences enerģiju ultraskaņas homogenizatori rada ļoti lielus bīdes spēkus, turbulenci un graujošus spēkus. Šie ārkārtīgi intensīvie ultraskaņas spēki pārnes nepieciešamo iedarbību uz cieto vielu suspensijām šķidrumā, lai disperģētu un samaltu daļiņas līdz vēlamajam izmēram un nodrošinātu vēlamo funkcionalitāti.
Maisījumu ar augstu cieto vielu saturu malšana ar ultraskaņu
Ultraskaņas caurplūdes sistēmas var viegli apstrādāt suspensijas ar ļoti augstu cietvielu koncentrāciju. Kamēr daļiņu saturs suspensijā pieļauj tās sūknēšanu un padevi caur ultraskaņas plūsmas šūnu, Hielscher rūpnieciskie ultraskaņas homogenizatori var uzticami apstrādāt jebkāda veida ļoti viskozas, pastveida suspensijas. Ultraskaņas mitro malšanu parasti izmanto mikrometru un nanometru izmēra pigmentu koncentrātu sagatavošanai. Spēja apstrādāt suspensijas ar tik augstu pat abrazīvu daļiņu saturu padara ultraskaņas homogenizatorus ar augstu bīdes intensitāti par visiedarbīgāko un visefektīvāko pigmentu un nanodaļiņu malšanas tehnoloģiju.
Ultraskaņas maisītāji tvertnēm un caurplūdes reaktori
Krāsu kompozīcijas var sajaukt atvērtās tvertnēs vai atsevišķās partijās, ievietojot tajās vienu vai vairākas ultraskaņas zondes. Maisīšana atvērtā traukā, izmantojot tādu iekārtu komplektu kā Hielscher SonoStation (skat. attēlu pa kreisi), ir ideāli piemērota vidēja apjoma kompozīciju disperģēšanai ar zemu līdz vidēju viskozitāti. Lielam tilpuma ražīgumam, intensīvai malšanai un primāro daļiņu sagraušanai, kā arī ļoti viskozām suspensijām un pastām ieteicamā izvēle ir ultraskaņas reaktors, kurā var paaugstināt spiedienu.
Atvērtā traukā, piemēram, tvertnē, nevar paaugstināt spiedienu, un tas arī nav ideāli piemērots lielāku un/vai ļoti viskozu apjomu vienmērīgai apstrādei. Ultraskaņas caurplūdes reaktorā spiedienu var paaugstināt līdz vairākiem barg. Spiediena piemērošana apstrādes ar ultraskaņu laikā pastiprina akustisko kavitāciju un līdz ar to arī bīdes spēkus un ultraskaņas disperģējošo / maļošo / homogenizējošo iedarbību. Vienlaikus visa krāsa vai visi pigmenti tiek vienmērīgi padoti reaktorā: vienāds uzturēšanās laiks un apstrāde pilnīgi vienādos ultraskaņas apstākļos nodrošina ļoti viendabīgu disperģēšanas / malšanas rezultātu. Ļoti vienmērīga apstrāde intensīvu ultraskaņas spēku ietekmē ļauj iegūt izcilas kvalitātes krāsu produktus.
Hielscher Ultrasonics piedāvā pilnu augstas veiktspējas ultraskaņas procesoru klāstu ar tvertņu un reaktoru konfigurācijām, nodrošinot jums ideālu ultraskaņas disperģēšanas aprīkojumu krāsu ražošanai.
Ultraskaņas disperģētāji jebkurai ražošanas jaudai
Hielscher Ultrasonics produktu klāsts aptver visu ultraskaņas procesoru spektru – no kompaktiem laboratorijas ultraskaņas aparātiem, galda un pilotiekārtām līdz pilnībā rūpnieciskiem ultraskaņas procesoriem, kas stundā spēj apstrādāt kravas automobiļu kravu apjomus. Pilnais produktu klāsts ļauj mums piedāvāt jums vispiemērotāko ultraskaņas disperģētāju atbilstoši jūsu krāsu kompozīcijām, procesa ražīgumam un ražošanas mērķiem.
Galda ultraskaņas sistēmas ir ideāli piemērotas īstenojamības pārbaudēm un procesa optimizācijai. Lineāra mēroga palielināšana, balstoties uz noteiktiem procesa parametriem, ļauj ļoti viegli palielināt apstrādes jaudu no mazākām partijām līdz pilna mēroga komerciālai ražošanai. Mērogu var palielināt, uzstādot jaudīgāku ultraskaņas disperģētāju vai apvienojot vairākus ultraskaņas aparātus paralēlai darbībai. Ar UIP16000 Hielscher piedāvā pasaulē jaudīgāko ultraskaņas disperģētāju.
Precīzi regulējamas amplitūdas optimāliem rezultātiem
Visi Hielscher ultraskaņas aparāti ir precīzi regulējami un tādējādi ir uzticamas darba iekārtas ražošanā. Amplitūda ir viens no būtiskākajiem procesa parametriem, kas ietekmē pigmentu pastu, krāsu un polimēru ultraskaņas disperģēšanas un mitrās malšanas efektivitāti un iedarbīgumu.
Visi Hielscher Ultrasonics procesori ļauj precīzi iestatīt amplitūdu. Sonotrodes un amplitūdas pastiprinātāji ir piederumi, kas ļauj mainīt amplitūdu vēl plašākā diapazonā. Hielscher rūpnieciskie ultraskaņas procesori spēj nodrošināt ļoti lielas amplitūdas un prasīgiem lietojumiem nepieciešamo ultraskaņas intensitāti. Amplitūdas līdz pat 200µm var viegli uzturēt nepārtrauktā 24/7 darbībā. Lielas amplitūdas ir būtiskas lieljaudas ultraskaņas lietojumos, piemēram, nanodispersiju iegūšanā, nanodaļiņu sintēzē, primāro daļiņu malšanā un miniemulsiju iegūšanā.
Precīzi amplitūdas iestatījumi un pastāvīga ultraskaņas procesa parametru uzraudzība ar viedu programmatūru ļauj apstrādāt pigmentus un pulveru suspensijas visefektīvākajos ultraskaņas apstākļos. Optimāla apstrāde ar ultraskaņu vislabākajiem disperģēšanas rezultātiem!
Vienkārša testēšana bez riska
Ultraskaņas procesus var mērogot pilnīgi lineāri. Tas nozīmē, ka jebkuru rezultātu, ko esat sasnieguši ar laboratorijas vai galda ultraskaņas ierīci, var pārnest uz lielāku mērogu, iegūstot tieši tādu pašu rezultātu un izmantojot tieši tādus pašus procesa parametrus. Tādēļ apstrāde ar ultraskaņu ir ideāli piemērota iespējamības pārbaudēm bez riska, procesa optimizācijai un turpmākai ieviešanai komerciālā ražošanā. Sazinieties ar mums, lai uzzinātu, kā apstrāde ar ultraskaņu var uzlabot jūsu krāsu un pigmentu ražošanu.
Visaugstākā kvalitāte – projektēts un ražots Vācijā
Kā ģimenes īpašumā esošs un ģimenes vadīts uzņēmums Hielscher saviem ultraskaņas procesoriem piešķir prioritāti visaugstākajiem kvalitātes standartiem. Visas ultraskaņas ierīces tiek projektētas, ražotas un rūpīgi pārbaudītas mūsu galvenajā mītnē Teltovā, netālu no Berlīnes, Vācijā. Hielscher ultraskaņas iekārtu izturība un uzticamība padara tās par nenogurstošiem palīgiem jūsu ražošanā. Darbība 24/7 ar pilnu slodzi un prasīgos apstākļos ir Hielscher augstas veiktspējas disperģētāju pašsaprotama īpašība. Tādēļ Hielscher ultraskaņas iekārtas ir uzticams darba rīks, kas atbilst jūsu krāsu apstrādes prasībām.
| Partijas tilpums | Plūsmas ātrums | Ieteicamās ierīces |
|---|---|---|
| 1 līdz 500mL | 10 līdz 200mL/min | UP100H |
| 10 līdz 2000mL | 20 līdz 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 līdz 20L | 0,2 līdz 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 līdz 100L | 2 līdz 10L/min | UIP4000hdT |
| nav piemērojams | 10 līdz 100L/min | UIP16000 |
| nav piemērojams | lielāks | savstarpēji savienotas iekārtas UIP16000 |
Sazinieties ar mums! / Jautājiet mums!
Literatūra / Atsauces
- N.P. Badgujar , Y.E. Bhoge , T.D. Deshpande , B.A. Bhanvase , P.R. Gogate , S.H. Sonawane , R.D. Kulkarni (2015): Ultrasound assisted organic pigment dispersion: advantages of ultrasound method over conventional method. Pigment & Resin Technology, Vol. 44 No. 4, 2015. 214-223.
- Siti Hajar Othman, Suraya Abdul Rashid, Tinia Idaty Mohd Ghazi, Norhafizah Abdullah (2012): Dispersion and Stabilization of Photocatalytic TiO2 Nanoparticles in Aqueous Suspension for Coatings Applications. Journal of Nanomaterials, Volume 2012.
- Kimitoshi Sato; Ji‐Guang Li; Hidehiro Kamiya; Takamasa Ishigaki (2008): Ultrasonic Dispersion of TiO2 Nanoparticles in Aqueous Suspension. Jouranl of American Cermaic Society Vol. 91, Issue 8, 2008.
- Karl A. Kusters; Sotiris E. Pratsinis; Steven G. Thoma; Douglas M. Smith (1994): Energy–Size Reduction Laws for Ultrasonic Fragmentation. September 1994, Powder Technology 80 (3), 1994. 253–263.
- Stoffer J.O.; Fahim M. (1991): Ultrasonic dispersion of pigment in water based paints. Journal of Coatings Technology, 63, (797), 61.
Noderīgi fakti
Kāda ir atšķirība starp dispersijām un emulsijām
Dispersijas definīcija:
Dispersija ir sistēma, kurā viena materiāla daļiņas ir izkliedētas cita materiāla nepārtrauktajā fāzē. Abas fāzes var būt vienā un tajā pašā vai dažādos agregātstāvokļos.
Izšķir dažādus dispersiju veidus. Atšķiršanas kritēriji ir, piemēram, disperģēto daļiņu izmēra attiecība pret nepārtrauktās fāzes daļiņu izmēru, nogulšņu veidošanās vai neveidošanās un Brauna kustības esamība. Kopumā dispersijas, kuru daļiņas ir pietiekami lielas, lai sedimentētu, sauc par suspensijām, savukārt dispersijas ar mazākām daļiņām sauc par koloīdiem un šķīdumiem. Emulsija ir īpašs dispersijas apakštips, kurā divi savstarpēji nesajaucami šķidrumi (divas fāzes vienā un tajā pašā agregātstāvoklī) ir disperģēti viens otrā.
Emulsijas definīcija:
Emulsijas ir šķidras sistēmas, kas sastāv no vismaz diviem savstarpēji nesajaucamiem šķidrumiem, kur viens no šķidrumiem ir disperģēts otrā sīku pilienu veidā. Sīko, izkliedēto pilienu fāzi sauc par disperso jeb iekšējo fāzi, savukārt otru fāzi sauc par nepārtraukto jeb ārējo fāzi. Izšķir divus galvenos emulsiju veidus: eļļa ūdenī (O/W) un ūdens eļļā (W/O). Emulsijā eļļa ūdenī (O/W) iekšējā fāze ir eļļa vai ar eļļu sajaucams šķidrums, bet ārējā fāze ir ūdens vai ar ūdeni sajaucams šķidrums. Emulsijā ūdens eļļā (W/O) iekšējā fāze ir ūdenim līdzīgs šķidrums, bet ārējā fāze ir eļļai līdzīgs šķidrums.
Lielākajai daļai emulsiju ir nepieciešams emulgators, ko dēvē par stabilizatoru vai virsmaktīvo vielu. Arī pilienu izmēram ir izšķiroša nozīme emulsijas stabilitātē. Jo mazāki ir pilieni, jo stabilāka ir emulsija.
Augstas veiktspējas ultraskaņas tehnoloģijas! Hielscher produktu klāsts aptver visu spektru – no kompakta laboratorijas ultraskaņas aparāta un galda ierīcēm līdz pilna rūpnieciskā mēroga ultraskaņas sistēmām.

