Ultraskaņa izkliedēšanai un slīpēšanai: krāsa & Pigmenti

Jaudas ultraskaņa ir labi pazīstama ar intensīvu un precīzi kontrolējamu frēzēšanu un izkliedēšanas efektiem. Tas padara ultraskaņas homogenizatorus ideāli piemērotus pigmenta pastas un krāsu preparātu ražošanai. Rūpnieciskie ultrasonikatori nodrošina ļoti vienmērīgu daļiņu izmēru sadalījumu mikronu un nano diapazonā. Apstrādājiet liela apjoma plūsmas ar augstu viskozitāti ar Hielscher ultraskaņas aparātiem, lai panāktu viendabīgu mitrināšanu, izkliedēšanu, deagglomerāciju un frēzēšanu!

Krāsu ražošana ar ultraskaņu

Uzlabojiet krāsas, krāsas un pārklājumus ar ultraskaņu:

• Formulējumu: Neatkarīgi no tā, vai tā ir augsta viskozitāte, lielas daļiņu slodzes, uz ūdens vai šķīdinātāja bāzes – ar Hielscher rūpnieciskajiem inline ultrasonikatoriem jūs varat apstrādāt jebkuru preparātu.
• Mikronu un nano izmērs: Akustiskās kavitācijas radītie augstie bīdes spēki samazina daļiņas līdz minūšu daļiņu diametram un nodrošina vienmērīgu izkliedi. Ultrasonication parametru pielāgošana jūsu daļiņu un preparāta prasībām ļauj droši ražot nano izmēra pigmentus.
• Optiskās īpašības: Lai iegūtu pareizas optiskās īpašības, ir jākontrolē pigmenta daļiņu izmērs. Parasti necaurredzamība korelē ar daļiņu izmēru: jo smalkāks ir daļiņu izmērs, jo vairāk necaurredzamības. Piemēram, TiO2 tiek īpaši apstrādāts līdz daļiņu izmēram no 0, 20 līdz 0, 3 mikroniem, kas ir aptuveni vienāds ar pusi no gaismas viļņa garuma. Ultrasonication samazina TiO2 pigmentus līdz to optimālajam izmēram, lai iegūtu galīgo slēpšanos.
• Augstas veiktspējas daļiņas: Mazāki daļiņu izmēri nodrošina lielāku krāsas piesātinājumu, krāsas konsistenci un stabilitāti. Intensīvie, bet precīzi kontrolējamie ultraskaņas spēki ļauj ražot modificētas un funkcionālas nanodaļiņas, piemēram, pārklātas daļiņas, SWNTs, MWCNTs un kodola apvalka daļiņas. Šādām daļiņām piemīt unikālas īpašības, un tās paceļ krāsas vai pārklājuma preparātus jaunā kvalitātes un funkcionalitātes līmenī (piemēram, UV izturība, izturība pret skrāpējumiem, izturība, adhēzija, augsta karstumizturība, infrasarkanā un saules atstarošanas spēja).
• Modificētas daļiņas: Virsmas modificētajiem pigmentiem ir ļoti zema viskozitāte pie lielām pigmenta slodzēm (2,5cP pie 10% cietām vielām), izcila suspensijas stabilitāte un augsta tīrība. Ultrasoniski atbalstīta daļiņu funkcionalizācija ļauj vienkārši sintezēt augstas veiktspējas pigmentus ar īpašām īpašībām.

Pigmenta pastas tiek slīpētas un izkliedētas, izmantojot ultraskaņas kavitāciju, un augstas bīdes spēki parāda ievērojamu izmēru samazinājumu un vienmērīgu sadalījumu. Iepriekš redzamais sižets parāda pieaugošo izmēru samazinājumu, palielinot ultraskaņas enerģiju.

Krāsas ražošanai tādas sastāvdaļas kā pigmenti, saistvielas / plēves veidotāji, atšķaidītāji / šķīdinātāji, sveķi, pildvielas un piedevas jāsajauc kopā viendabīgā sastāvā. Pigmenti ir noteicošais komponents, kas piešķir krāsai krāsu. Vissvarīgākais baltais pigments ir TiO2, kas jāslīpē līdz optimālam daļiņu izmēram no 0,2 līdz 0,3 mikroniem diametrā, lai parādītu vēlamo baltuma, spilgtuma, necaurredzamības un ļoti augsta refrakcijas indeksa pakāpi. Ultraskaņas bīdes spēki nodrošina ļoti efektīvu un energoefektīvu TiO2 daļiņu deagglomerāciju un izkliedi (skatīt attēlu zemāk).

Ultrasoniski disperģētas TiO2 nanodaļiņu suspensijas TEM ar dažādām cietām koncentrācijām. Ultraskaņas apstrāde tika veikta, izmantojot Ultrasonicator UIP1000hdT
Pa kreisi: ultraskaņas enerģijas ievade 1.8 × 10⁵ J/L – Pa labi: ultraskaņas enerģijas ievade 5.4 × 10⁵ J/L
(Pētījums un attēli: ©Fasaki et al., 2012)

 
Ultraskaņas frēzēšana un izkliedēšana uzlabo krāsas kvalitāti, uzlabojot tās krāsu izturību, blīvumu, slīpēšanas smalkumu, dispersiju un reoloģiju.

Ultraskaņas izkliedēšana & Slīpēšanas nosacījumi

Krāsu un pārklājumu kvalitāte ir atkarīga no pigmentu viendabīgas dispersijas. Hielscher Ultrasonics piegādā efektīvas frēzēšanas un slīpēšanas iekārtas krāsas dispersijai, īpaši preparātiem ar augstu pigmenta slodzi. Ultraskaņas disperģētāju mehānisms frēzēšanai, slīpēšanai, deagglomerācijai un dispersijas lietojumiem galvenokārt balstās uz bīdes principu, ko rada ultraskaņas kavitācija. Kavitācijas bīdes spēkus, kas nepieciešami daļiņu disociācijai, rada augsta spiediena atšķirības, vietējie karstie punkti un šķidruma strūklas, kas izraisa daļiņu sadalīšanos starpdaļiņu sadursmes rezultātā.
Rūpnieciskie ultraskaņas izkliedētāji, piemēram, UIP16000hdT ar 16 000 vatiem uz ultraskaņas zondi, spēj apstrādāt liela apjoma krāsu un pārklājumu plūsmas.

Ultraskaņas krīta krāsa uz slīpmetra demonstrē perfekti vienmērīgu pigmentu deagglomerāciju un daļiņu izmēru sadalījumu

Nanodaļiņu dispersija

Ultraskaņas slīpēšana un izkliedēšana bieži ir vienīgā metode, kā efektīvi apstrādāt nanodaļiņas, lai iegūtu sinlge-izkliedētas primārās daļiņas. Neliels primāro daļiņu izmērs rada lielu virsmas laukumu un korelē ar unikālu daļiņu īpašību un funkciju izpausmi. Tajā pašā laikā mazāks daļiņu izmērs ir saistīts ar augstu virsmas enerģiju smagākai agregācijai un reaktivitātei, tāpēc intensīvie ultraskaņas izkliedēšanas spēki ir nepieciešami, lai nano daļiņas viendabīgi izkliedētu preparātā.
Turklāt ultraskaņas virsmas apstrāde var modificēt nano daļiņas, kas uzlabo disperģējamību, dispersijas stabilitāti, hidrofobitāti un citas īpašības.
Pētnieki ir ieteikuši ultraskaņas dispersijas metodi nano daļiņām kā vēlamo risinājumu, “Tā kā materiāls, kas izkliedēts ar ultraskaņas metodi, ir daudz tīrāks nekā tas, ko ražo lodīšu frēzēšana.” [Kim et al. 2010].

Ultraskaņas dispersijas tehnikai ir daudz priekšrocību salīdzinājumā ar tradicionālajām frēzēšanas tehnoloģijām, piemēram, trīs ruļļu, bumbiņu vai mediju dzirnavām.

Lasiet vairāk par pigmentu un krāsvielu ultraskaņas homogenizāciju un izkliedēšanu masterbatches un krāsu preparātiem!

Caution: Video "duration" is missing

Literatūra / Atsauces