Kā sajaukt lakas ar nanopildvielām

Laku ražošanai ir nepieciešamas jaudīgas sajaukšanas iekārtas, kas spēj apstrādāt nanodaļiņas un pigmentus, kuriem jābūt vienmērīgi izkliedētiem preparātā. Ultraskaņas homogenizatori ir ļoti efektīva un uzticama izkliedēšanas tehnika, kas nodrošina viendabīgu nanodaļiņu sadalījumu polimēros.

Laku ražošana ar augstas veiktspējas ultraskaņas maisītājiem

Laka ir aprakstīta kā caurspīdīgs, caurspīdīgs ciets aizsargpārklājums vai plēve, kas veidota no sveķiem (piemēram, akrila, poliuretāna, alkīda, šellakas), žāvējošas eļļas, metāla žāvētāja un gaistošiem šķīdinātājiem (piemēram, ligroīna, minerālspirta vai atšķaidītāja). Kad laka izžūst, tās sastāvā esošais šķīdinātājs iztvaiko, un atlikušās sastāvdaļas oksidējas vai polimerizējas, veidojot izturīgu caurspīdīgu plēvi. Lakas galvenokārt tiek izmantotas kā aizsargpārklājumi koka virsmām, gleznām un dažādiem dekoratīviem priekšmetiem, savukārt UV cietējošās lakas tiek izmantotas automobiļu pārklājumos, kosmētikā, pārtikā, zinātnē un citās nozarēs.

Nano-silīcija dioksīda ultraskaņas dispersija lakā

Izplatīts ultraskaņas izkliedēšanas piemērs ir koloidālo silīcija dioksīda iekļaušana, ko parasti pievieno, lai piešķirtu lakām tiksotropiskas īpašības.
Piemēram, ar nano-silīcija dioksīdu pildītai poliēterimīda lakai ir palielināts kalpošanas laiks līdz pat trīsdesmit reizēm lielāks nekā standarta. Nano-silīcija dioksīds uzlabo lakas īpašības, jo tā elektriskā vadītspēja, līdzstrāvas un maiņstrāvas dielektriskā stiprība un līmēšanas izturība. Tāpēc ultraskaņas izkliedētāji tiek plaši izmantoti elektriski vadošu pārklājumu ražošanai.
Citi silikātu minerāli, wollastonite, talks, vizla, kaolīns, laukšpats un nefelīna sjenīts ir lētas pildvielas un plaši izmantotas kā tā sauktie pagarinātāja pigmenti, kurus pievieno, lai modificētu reoloģiju (viskozitāti), sedimentācijas stabilitāti un plēves izturību pārklājumos.

Pētījumi pierādīja ultrasonikatoru pārākumu nanofilleru dispersijai

(2014) salīdzināja izplatītākās izkliedēšanas tehnoloģijas – proti, rotora-statora maisītājs, Cowles darbrats un ultraskaņas zondes tipa izkliedētājs – attiecībā uz to efektivitāti titāna dioksīda (TiO2, anatāzes) izkliedēšanā. Ultrasonication atklāja, ka tas ir visefektīvākais, lai izkliedētu nanodaļiņas ūdenī, izmantojot parasto Na-PAA polielektrolītu, un ievērojami izcēlās sajaukšana ar rotora statoru vai Cowles darbratu.
Pētījuma detaļas: Tika salīdzinātas dažādas dispersijas metodes, lai noteiktu visefektīvāko labi deaglomerētas nano-TiO2 ūdens suspensijas izveidē. Kā standarta disperģētāju izmantoja poliakrilskābes nātrija sāli (Na-PAA), ko parasti izmanto rūpniecībā TiO2 ūdens dispersijām. 1. attēlā parādīts tilpuma daļiņu izmēra sadalījums (PSD), kas iegūts, izmantojot Cowles disperģētāju (30 min pie 2000 apgr./min.), rotora-statora maisītāju (30 min pie 14000 apgr./min) un zondes tipa ultrasonikāciju (Hielscher UIP1000hdT, 2 min pie 50% amplitūdas). “Izmantojot Cowles izkliedētāju, daļiņu izmēri bija trīs dažādos diapazonos: 40–100 nm, 350–1000 nm un 1200–4000 nm. Lielākie aglomerāti nepārprotami dominē izplatīšanā, parādot, ka šī metode ir neefektīva. Rotors-stators arī sniedza neapmierinošus rezultātus neatkarīgi no nanodaļiņu pievienošanas uzreiz vai pakāpeniski sajaukšanas laikā. Galvenā atšķirība, kas novērota Cowles rezultātā, ir saistīta ar vidējā pīķa nobīdi uz lielāku daļiņu izmēru, daļēji saplūstot ar labo virsotni. No otras puses, ultraskaņas izmantošana deva daudz labāku rezultātu, ar šauru maksimumu, kura centrā bija 0,1 nm, un diviem daudz mazākiem 150–280 nm un 380–800 nm diapazonos.”

Nano-TiO2 ūdens dispersiju daļiņu izmēra sadalījums (10mgmL−1, pH = 9), kas sagatavots, izmantojot dažādas dispersijas metodes. Ultrasonication dod mazākās TiO2 nanodaļiņas un šaurākās daļiņu izmēra samazināšanas līknes. Ja tika izmantots disperģētājs (Na-PAA), attiecība pret nano-TiO2 bija 1:1.
(pētījums un attēls: © Monteiro et al., 2014)

Izsmidzināmi žāvēts TiO2 pirms un pēc ultraskaņas frēzēšanas

Šis rezultāts atbilst Sato et al. (2008) darbam, ziņojot par labākiem rezultātiem ar ultrasonikāciju nekā ar citām metodēm nanoizmēra TiO2 daļiņu izkliedēšanai ūdenī. Akustiskās / ultraskaņas kavitācijas radītie triecienviļņi izraisa ļoti intensīvas starpdaļiņu sadursmes un efektīvu daļiņu frēzēšanu un deagglomerāciju līdz vienveidīgiem nano mēroga fragmentiem.
(sal. ar Monteiro et al., 2014)

Augstas veiktspējas ultraskaņas homogenizatori laku ražošanai

Ja nanodaļiņas un nanofillerus izmanto rūpnieciskās ražošanas procesos, piemēram, laku un pārklājumu ražošanā, sausais pulveris ir viendabīgi jāsajauc šķidrā fāzē. Nanodaļiņu dispersijai ir nepieciešama uzticama un efektīva sajaukšanas tehnika, kas izmanto pietiekami daudz enerģijas, lai sadalītu aglomerātus, lai atraisītu nano mēroga daļiņu īpašības. Ultrasonikatori ir labi pazīstami kā spēcīgi un uzticami izkliedētāji, tāpēc tos izmanto, lai deaglomerētu un izplatītu dažādus materiālus, piemēram, silīcija dioksīdu, nanocaurules, grafēnu, minerālus un daudzus citus materiālus viendabīgi šķidrā fāzē, piemēram, sveķus, epoksīdus un pigmentu galvenās partijas. Hielscher Ultrasonics projektē, ražo un izplata augstas veiktspējas ultraskaņas izkliedētājus jebkura veida homogenizācijas un deagglomerācijas lietojumiem.
Runājot par nanodispersiju ražošanu, precīza ultraskaņas kontrole un uzticama nanodaļiņu suspensijas ultraskaņas apstrāde ir būtiska, lai iegūtu augstas veiktspējas produktus. Hielscher Ultrasonics' procesori dod jums pilnīgu kontroli pār visiem svarīgajiem apstrādes parametriem, piemēram, enerģijas ievadi, ultraskaņas intensitāti, amplitūdu, spiedienu, temperatūru un aiztures laiku. Tādējādi jūs varat pielāgot parametrus optimizētiem apstākļiem, kas pēc tam noved pie augstas kvalitātes nanodispersijas, piemēram, nanosilica vai nano-TiO2 vircas.

Jebkuram tilpumam / ietilpībai: Hielscher piedāvā ultrasonikatorus un plašu piederumu portfeli. Tas ļauj konfigurēt ideālo ultraskaņas sistēmu jūsu pielietojumam un ražošanas jaudai. No maziem flakoniem, kas satur dažus mililitrus, līdz liela apjoma plūsmām tūkstošiem galonu stundā, Hielscher piedāvā piemērotu ultraskaņas risinājumu jūsu procesam.
Augstas viskozitātes: Ultraskaņas inline sistēmas viegli apstrādā pastas veida preparātus, piemēram, pigmenta galvenās partijas, kur pigments tiek sajaukts ar augstu daļiņu slodzi vienmērīgi plastifikatora, monomēra un polimēra maisījumā.
Stabilitāti: Mūsu ultraskaņas sistēmas ir spēcīgas un uzticamas. Visi Hielscher ultrasonikatori ir būvēti 24/7/365 darbībai un prasa ļoti maz apkopes.
Lietotājdraudzīgumu: Mūsu ultraskaņas ierīču izstrādātā programmatūra ļauj iepriekš izvēlēties un saglabāt ultraskaņas iestatījumus vienkāršai un uzticamai apstrādei ar ultraskaņu. Intuitīvā izvēlne ir viegli pieejama, izmantojot digitālu krāsainu skārienjutīgo displeju. Attālinātā pārlūkprogrammas vadība ļauj darboties un uzraudzīt, izmantojot jebkuru interneta pārlūkprogrammu. Automātiskā datu ierakstīšana saglabā procesa parametrus jebkurai ultraskaņas palaišanai iebūvētā SD kartē.
Izcila energoefektivitāte: Salīdzinot ar alternatīvām dispersijas tehnoloģijām, Hielscher ultrasonikatori izceļas ar izcilu energoefektivitāti un izciliem rezultātiem daļiņu izmēra sadalījumā.
Augsta kvalitāte & Stabilitāti: Hielscher ultrasonikatori ir atzīti par to kvalitāti, uzticamību un izturību. Hielscher Ultrasonics ir ISO sertificēts uzņēmums un īpašu uzsvaru liek uz augstas veiktspējas ultrasonikatoriem, kas piedāvā vismodernākās tehnoloģijas un lietotājdraudzīgumu. Protams, Hielscher ultrasonikatori ir saderīgi ar CE un atbilst UL, CSA un RoHs prasībām.

Zemāk redzamā tabula sniedz norādes par mūsu ultraskaņas aparātu aptuveno apstrādes jaudu: