Ultradźwięki w preparacie do powlekania

Różne części składowe, takie jak pigmenty, wypełniacze, środki sieciujące, dodatki chemiczne i modyfikatorów reologii, i przejść do powlekania farbą preparatów. Ultradźwięków jest skutecznym środkiem do dyspersji i emulgującego deaglomeracji i obróbce tych składników w powłokach.

USG jest stosowany w formułowaniu otuliny:

• emulgowanie polimerów w układach wodnych
• środki dyspergujące i drobne mielenie barwniki
• zmniejszenie wielkości Nanomateriały w powłokach o wysokiej wydajności

Powłoki można podzielić na dwie kategorie: żywice oparte wodorozcieńczalne i rozpuszczalnikowe i powłoki. Każdy typ ma swoje wyzwania. Kierunki wzywające do redukcja LZO i wysokie ceny rozpuszczalnik pobudzenia wzrostu w zakresie technologii powlekania żywicą wodorozcieńczalnych. Zastosowanie ultradźwięków mogą poprawić skuteczność takich systemy ekologiczne.

Ultradźwiękowa pomaga Preparatów architektonicznych, przemysłowe, powłoki samochodowe i drewna w celu zwiększenia właściwości powłokowe, takie jak wytrzymałość na kolor, na zarysowanie, odporność na pęknięcia i UV lub przewodnictwa elektrycznego. Niektóre z tych cech powłok są osiągane przez włączenie materiału nanocząstkiNp tlenki metali (Tio₂Krzemionkę, tlenek cerowy, ZnO …).

Ultradźwięki nie dalszej pomocy w pianotłumiące (Uwięzione pęcherzyki) i odgazowanie (Rozpuszczonego gazu) produktów o dużej lepkości.

Ponieważ technologia ultradźwiękowa rozpraszający może być używany na laboratorium, powierzchni roboczych i produkcjiPozwalając na przerobie ponad 10 ton / godzinę, to jest stosowane w R&Etap D, w produkcji przemysłowej. Wyniki procesu można łatwo skalowane (liniowy).

Hielscher ultradźwiękowe urządzenia są bardzo energooszczędne, Urządzenia konwersji ok. 80 do 90% energii elektrycznej wejściowe działaniu mechanicznemu w cieczy. Prowadzi to do znacznego obniżenia kosztów przetwarzania.

Poniżej można przeczytać o wykorzystaniu ultradźwięków w Emulgowanie polimerów w układach wodnychThe środki dyspergujące i drobne mielenie pigmentówOraz zmniejszenie wielkości nanomateriałów.

Polimeryzacja emulsyjna

Tradycyjne kompozycje powłokowe używać podstawowego chemii polimerów. zmieni się na bazie wody technologii powlekania Ma to wpływ na zużycie surowców selekcji, właściwości i metod formułowania.

W konwencjonalnej polimeryzacji emulsyjnej, na przykład dla powłok wodorozcieńczalnych, cząstki zbudowane są z centrum na ich powierzchni. czynniki kinetyczne wpływu na jednorodność cząstek i morfologię.

Przetwarzanie ultradźwięków można stosować na dwa sposoby generowania polimerowe emulsje.

• Top-Down: emulgacja/Dyspersacja większych cząstek polimeru w celu wytworzenia mniejszych cząstek przez zmniejszenie rozmiaru
• Oddolne: Zastosowanie ultrasonografii przed lub w trakcie polimeryzacja cząstki

Polimery nanocząstek w Miniemulsions

Polimeryzacja cząstek miniemulsions umożliwia wytwarzania cząstek polimeru rozproszonej dobrą kontrolę wielkości cząstek. The synthesis of nanoparticulate polymer particles in miniemulsions ("nanoreactors"), as presented by K. Landfester jest sposób tworzenia nanocząstek polimerowych. Podejście to korzysta z dużej liczby małych nanocompartments (faza rozproszona) w emulsji jako nanoreactors. W te cząstki są syntetyzowane w wysoce równoległy w Indywidualne uwięzione kropelki, W swoim artykule (Pokolenie na nanocząsteczek w Miniemulsions) Landfester przedstawia polimeryzację w nanoreactors w wysokiej doskonałości na wytwarzanie wysoce identycznych cząsteczek prawie jednakowej wielkości. powyższe zdjęcie ma cząstki otrzymywane przez poliaddycję w miniemulsions.

Małe krople powstające w wyniku zastosowania wysowkich sił ścinających (Ultrasonikacja), i stabilizowana przez środki stabilizujące (środki emulgujące), może być utwardzana za pomocą kolejnych polimeryzacji i przez spadek temperatury w przypadku materiałów o niskiej temperaturze topienia. Jak ultradźwięki mogą wytwarzać bardzo małe kropelki prawie jednolity rozmiar partiami lub w procesie produkcyjnym pozwala na dobrą kontrolę uziarnienia. Polimeryzacji nanocząstek, hydrofilowe monomery mogą być emulgowane w fazie organicznej i monomery hydrofobowe w wodzie.

Podczas zmniejszania rozmiaru cząstek, całkowita powierzchnia cząstek zwiększa się w tym samym czasie. Obraz po lewej stronie pokazuje zależność między wielkością cząstek i powierzchni w przypadku cząstek sferycznych (Kliknij aby powiększyć widok!). W związku z tym ilość środka powierzchniowo czynnego potrzebna do ustabilizowania emulsji wzrasta niemal liniowo wraz z całkowitą powierzchnią cząsteczek. Rodzaj i ilość środka powierzchniowo czynnego wpływa na wielkość kropli. Kropelki o długości fali 30-200 nm można uzyskać stosując anionowe lub kationowe środki powierzchniowo czynne.

Pigmenty w Coatings

pigmenty organiczne i nieorganiczne, to ważny składnik kompozycji powłokowych. W celu zmaksymalizowania korzyści wydajność pigment potrzebna jest dobra kontrola rozmiaru cząstek. Podczas dodawania proszku do systemów pigmentu na bazie wody, rozpuszczalnik lub epoksydowe, w której poszczególne cząstki pigmentu mają tendencję do tworzenia duże aglomeraty, mechanizmy wysokiej sile ścinającej, takiego jak mieszalniki typu rotor-stator lub mieszalnika młynów perełkowych są konwencjonalnie wykorzystywane do złamania tych aglomeratów i rozdrabniać poszczególne cząsteczki pigmentu. Ultradźwięki w niezwykle skuteczny alternatywny na tym etapie w produkcji powłok.

Na zdjęciu z prawej strony (Kliknij aby powiększyć widok!) Przedstawiają wpływ działania ultradźwiękami na wielkość pigment perłowy połysk. USG miele poszczególne cząsteczki pigmentu poprzez szybki kolizji między cząstek. Wybitny zaletą

Ultrasonic processing over high speed mixers, media mills is the more consistent processing of all particles. This reduces the problem of "tailing". As it can be seen on the picture, the distribution curves are almost shifted to the left. Generally, ultrasonication does produce extremely wąski rozkład wielkości cząstek (krzywe mielenia pigmentu). To poprawia ogólną jakość dyspersji pigmentu, ponieważ większe cząstki zwykle zakłóca zdolności przetwarzania, połysku, wytrzymałości i wyglądu optycznego.

Ponieważ cząstka Przemiał i opiera się na szlifowanie kolizji między cząsteczkami w wyniku Kawitacja ultradźwiękowaReaktory ultradźwiękowe może obsługiwać dość Wysokie stężenia stałe (przykład przedmieszki) i wciąż dają dobre działanie rozdrabniające. Poniższa tabela pokazuje zdjęcia z mokrego mielenia TiO₂ (Kliknij na zdjęcia dla większej widzenia!).

przed ultradźwiękami		po ultradźwiękami
	TiO2 od młynie kulowym
	suszony rozpyłowo TiC2

Zdjęcie po prawej stronie (kliknij, aby zobaczyć większy widok!) pokazuje krzywe rozkładu wielkości cząstek dla deagregacji dwutlenku tytanu anatazowego Degussa za pomocą ultradźwięków. Wąski kształt krzywej po sonicju jest typową cechą przetwarzania ultradźwiękowego.

Materiały nano-rozmiarze w Powłoki o wysokiej wydajności

Nanotechnologia to nowa technologia, która przeniosła się do wielu gałęzi przemysłu. Nanomateriały i nanokompozyty są stosowane w recepturach powłok, np. w celu zwiększenia odporności na ścieranie i zadrapania lub odporności na promieniowanie UV. Największym wyzwaniem dla aplikacji w powłokach jest zachowanie przejrzystości, przejrzystości i połysku. Dlatego nanocząsteczki muszą być bardzo małe, aby uniknąć ingerencji w widzialne spektrum światła. Dla wielu zastosowań jest to znacznie mniej niż 100 nm.

Szlifowanie na mokro wysokowydajnych komponentów do zakresu nanometrów staje się kluczowym etapem w tworzeniu powłok nanoinżynieryjnych. Wszelkie cząsteczki, które zakłócają światło widzialne, powodują zamglenie i utratę przejrzystości. Dlatego też wymagane są bardzo wąskie rozkłady wielkości. Ultrasonizacja jest bardzo efektywnym środkiem dla drobny przemiał ciał stałych. Kawitacja ultradźwiękowa cieczy powoduje wysokie prędkości kolizji między cząsteczkami. W odróżnieniu od konwencjonalnych młynach kulowych i żwir młynów, cząstki są same rozdrabnianie siebie, co powoduje mielący zbędne.

Przedsiębiorstw, jak Panadur (Niemcy) używać Hielscher ultradźwiękowe urządzenia do rozpraszania i deaglomeracji nanomateriałów w zgrzewane powłok. Kliknij tutaj, aby przeczytać więcej na ten temat.

Do sonikacji palnych cieczy lub rozpuszczalników w niebezpiecznych FM i ATEX certyfikat deivces, takich jak UIP1000-Exd są dostępne.

Literatura

Behrend, O., Schubert, H. (2000): Influence of continuous phase viscosity on emulsification by ultrasound, in: Ultrasonics Sonochemistry 7 (2000) 77-85.

Behrend, O., Schubert, H. (2001): Influence of hydrostatic pressure and gas content on continuous ultrasound emulsification, in: Ultrasonics Sonochemistry 8 (2001) 271-276.

Landfester, K. (2001): Die Erzeugung von Nanopartikeln in Miniemulsions; in: Advanced Materials 2001, 13, Nr. 10, May17th. Wiley-VCH.

Hielscher, T. (2005): Ultrasonic Production of Nano-Size Dispersions and Emulsions, in: Proceedings of European Nanosystems Conference ENS’05.