Kā sajaukt lakas ar nanofilleriem

Lakas ražošanai ir nepieciešama jaudīga sajaukšanas iekārta, kas var apstrādāt nanodaļiņas un pigmentus, kuriem jābūt vienmērīgi izkliedētiem preparātā. Ultraskaņas homogenizatori ir ļoti efektīva un uzticama izkliedēšanas tehnika, kas nodrošina nanodaļiņu viendabīgu sadalījumu polimēros.

Lakas ražošana ar augstas veiktspējas ultraskaņas maisītājiem

Laku apraksta kā caurspīdīgu, caurspīdīgu cietu aizsargpārklājumu vai plēvi, kuras sastāvā ir sveķi (piemēram, akrils, poliuretāns, alkīds, šellaka), žāvējoša eļļa, metāla žāvētājs un gaistoši šķīdinātāji (piemēram, ligroīns, minerālspirts vai atšķaidītājs). Kad laka izžūst, tās saturošais šķīdinātājs iztvaiko, un atlikušās sastāvdaļas oksidējas vai polimerizējas, veidojot izturīgu caurspīdīgu plēvi. Lakas lielākoties tiek izmantotas kā aizsargpārklājumi koka virsmām, gleznojumiem un dažādiem dekoratīviem priekšmetiem, savukārt UV cietējošās lakas tiek izmantotas automašīnu 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 iegūtu lakas tiksotropiskas īpašības.
Piemēram, ar nanosilīcija dioksīdu pildītai poliēterimīda lakai ir palielināts kalpošanas laiks līdz pat trīsdesmit reizēm lielāks nekā standarta lakai. Nano-silīcija dioksīds uzlabo lakas īpašības kā tā elektrisko vadītspēju, līdzstrāvas un maiņstrāvas dielektrisko izturību un saķeres izturību. Tāpēc ultraskaņas izkliedētāji tiek plaši izmantoti elektriski vadošu pārklājumu ražošanai.
Citi silikātu minerāli, wollastonite, talks, vizla, kaolīns, laukšpats un nefelīna sjenīts ir lēti pildvielas un plaši tiek izmantoti kā tā sauktie pagarinātāja pigmenti, kurus pievieno, lai modificētu reoloģiju (viskozitāti), sedimentācijas stabilitāti un plēves izturību pārklājumos.

Pētījumi pierādīts ultrasonikatoru pārākums nanofillera 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.
Sīkāka informācija par pētījumu: Tika salīdzinātas dažādas dispersijas metodes, lai noteiktu visefektīvāko, veidojot labi deaglomerētu nano-TiO2 ūdens suspensiju. Kā atsauces disperģētājs tika izmantots poliakrilskābes nātrija sāls (Na-PAA), ko parasti izmanto rūpniecībā TiO2 ūdens dispersijām. 1. attēlā parādīts tilpuma daļiņu izmēra sadalījums (PSD), kas iegūts, izmantojot Cowles izkliedētāju (30 min pie 2000 apgr./min), rotora-statora maisītāju (30 min pie 14000 apgr./min) un zondes tipa ultrasonikāciju (Hielscher UIP1000hdT, 2 min ar 50% amplitūdu). “Izmantojot Cowles disperģētāju, 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. Rotora 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 augstāku daļiņu izmēru, daļēji saplūstot ar labo pīķi. 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 (10mgmL−1, pH = 9) daļiņu izmēra sadalījums, kas sagatavots, izmantojot dažādas dispersijas metodes. Ultrasonication dod mazākās TiO2 nanodaļiņas un šaurākās daļiņu izmēra samazināšanas līknes. Kad tika izmantots disperģētājs (Na-PAA), attiecība pret nano-TiO2 bija 1:1.
(pētījums un grafiks: © Monteiro et al., 2014)

Izsmidzināmi žāvēts TiO2 pirms un pēc ultraskaņas frēzēšanas

Šis rezultāts piekrīt 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 vienmērīgiem 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 viendabīgi jāsamaisa šķidrā fāzē. Nanodaļiņu dispersijai ir nepieciešama uzticama un efektīva sajaukšanas metode, kas izmanto pietiekami daudz enerģijas, lai sadalītu aglomerātus un atbrīvotu nanomēroga daļiņu īpašības. Ultrasonikatori ir labi pazīstami kā spēcīgi un uzticami disperģētāji, tāpēc tos izmanto, lai deaglomerētu un sadalītu dažādus materiālus, piemēram, silīcija dioksīdu, nanocaurules, grafēnu, minerālus un daudzus citus materiālus viendabīgi šķidrā fāzē, piemēram, sveķos, epoksīdos un pigmenta galvenajās partijās. Hielscher Ultrasonics projektē, ražo un izplata augstas veiktspējas ultraskaņas izkliedētājus jebkura veida homogenizācijas un deagglomerācijas lietojumiem.
Kad runa ir par nano-dispersiju 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 nano dispersijas, piemēram, nanosilica vai nano-TiO2 vircas.

Jebkuram tilpumam / ietilpībai: Hielscher piedāvā ultrasonikatorus un plašu piederumu portfeli. Tas ļauj konfigurēt ideālu ultraskaņas sistēmu jūsu lietojumam un ražošanas jaudai. No maziem flakoniem, kas satur dažus mililitrus, līdz liela tilpuma plūsmām tūkstošiem galonu stundā, Hielscher piedāvā piemērotu ultraskaņas risinājumu jūsu procesam.
Augsta viskozitāte: Ultraskaņas inline sistēmas viegli apstrādā pastas līdzīgus preparātus, piemēram, pigmenta galvenās partijas, kur pigments tiek sajaukts ar augstu daļiņu slodzi vienmērīgi plastifikatora, monomēra un polimēra maisījumā.
Stabilitāti: Mūsu ultraskaņas sistēmas ir izturīgas un uzticamas. Visi Hielscher ultrasonikatori ir būvēti 24/7/365 darbībai un prasa ļoti nelielu apkopi.
Lietotājdraudzīgums: Mūsu ultraskaņas ierīču izstrādātā programmatūra ļauj iepriekš izvēlēties un saglabāt ultraskaņas iestatījumus vienkāršai un uzticamai ultraskaņas apstrādei. Intuitīvā izvēlne ir viegli pieejama, izmantojot digitālu krāsainu skārienekrānu. Attālā pārlūka vadība ļauj darboties un uzraudzīt, izmantojot jebkuru interneta pārlūkprogrammu. Automātiska datu ierakstīšana saglabā procesa parametrus jebkurai ultraskaņas apstrādei, kas tiek veikta ar iebūvētu SD karti.
Lieliska energoefektivitāte: Salīdzinot ar alternatīvām dispersijas tehnoloģijām, Hielscher ultrasonikatori izceļas ar izcilu energoefektivitāti un izciliem rezultātiem daļiņu izmēra sadalījumā.
Augstas kvalitātes & Stabilitāti: Hielscher ultrasonikatori tiek 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 atbilst CE prasībām un atbilst UL, CSA un RoHs prasībām.

Zemāk redzamajā tabulā ir sniegta norāde par mūsu ultrasonikatoru aptuveno apstrādes jaudu: