Wysokowydajne homogenizatory do farb

Mieszalniki ultradźwiękowe są niezawodnym narzędziem do homogenizacji, dyspergowania i emulgowania płynnych formulacji farb i pigmentów. Homogenizatory ultradźwiękowe nie tylko wytwarzają bardzo stabilne, jednorodne emulsje i dyspersje farb, lecz sonikatory są również wykorzystywane do mielenia i rozdrabniania pigmentów, nanomateriałów oraz cząstek pierwotnych. Dzięki doskonałym wynikom dyspergowania i mielenia homogenizatory ultradźwiękowe są stosowane w przemyśle farbiarskim jako jedna z najbardziej zaawansowanych dostępnych technik mieszania farb i past pigmentowych.

Homogenizacja, dyspergowanie i emulgowanie farb

Homogenizację stosuje się w celu zmniejszenia wielkości cząstek stałych lub kropli, aby ułatwić wytwarzanie stabilnych emulsji i dyspersji wysokiej jakości. Przy opracowywaniu formulacji farb, powłok i lakierów jednakowa wielkość cząstek ma kluczowe znaczenie dla uzyskania równomiernego zabarwienia, właściwości aplikacyjnych oraz funkcjonalności formulacji farby lub powłoki.

Ultradźwiękowe homogenizatory do farb do przygotowywania formulacji dyspersji i emulsji

Ultradźwiękowe mieszalniki o wysokim ścinaniu idealnie nadają się do homogenizacji, emulgowania i solubilizacji, w których wielkość cząstek lub kropli oraz ich równomierny rozkład mają kluczowe znaczenie dla właściwości użytkowych i jakości farby.
Sonikacja jest preferowaną technologią homogenizacji, ponieważ intensywna kawitacja akustyczna wywoływana przez ultradźwięki o dużej mocy umożliwia niezawodne rozbijanie cząsteczek do uzyskania jednorodnego rozkładu cząstek w zakresie mikrometrowym i nanometrowym. Homogenizacja ultradźwiękowa jest najbardziej zaawansowaną techniką wytwarzania cząstek o rozmiarach nanometrowych i mikrometrowych. Wielkość cząstek (np. pigmentów, olejów, wosków, dodatków itp.) można indywidualnie dostosować, stosując odpowiednią intensywność ultradźwięków.
Ponadto dyspergowanie ultradźwiękowe może prowadzić do modyfikacji powierzchni pigmentów, skutkującej znacznym zwiększeniem stabilności dyspersji.

Ultradźwiękowe dyspergowanie emulsji lateksowej

Chociaż farby lateksowe nie należą do najbardziej skomplikowanych formulacji farb pod względem przygotowania, nadal trzeba je przygotowywać starannie, a wszystkie składniki formulacji lateksowej muszą być dodawane w określonej kolejności. W pierwszym etapie przygotowania sporządza się bazową zawiesinę farby. W tym celu pigmenty dysperguje się w wodzie z dodatkiem środków zwilżających, środków przeciwpieniących i innych dodatków wymaganych przez konkretną recepturę. Zwykle najpierw dysperguje się pigmenty dwutlenku tytanu (TiO2), a następnie dodaje pigmenty wypełniające. W większości receptur kolejność i ilość dodawanych związków są istotnym czynnikiem wpływającym na jakość. Do zwilżania i dyspergowania cząstek najczęściej stosuje się szybkoobrotowe mieszalniki łopatkowe / obrotowe, stanowiące najbardziej konwencjonalną metodę emulgowania lateksu. Przy użyciu mieszalników łopatkowych lub obrotowych uzyskanie jednorodnej formulacji bazowej wymaga czasochłonnego mieszania. Następnie do mieszaniny dodaje się emulsję lateksową i wprowadza ją przy znacznie niższym poziomie energii mieszania. Emulsje lateksowe są podatne na koalescencję lub rozpad i wymagają łagodnych warunków homogenizacji. Następnie dodaje się uprzednio zdyspergowane zagęstniki, aby dostosować lepkość końcowej emulsji farby lateksowej do pożądanej konsystencji.
Dyspergator ultradźwiękowy umożliwia łatwe i niezawodne przygotowywanie emulsji lateksowych. Ponieważ energię sonikacji, a tym samym intensywność dyspergowania, można dostosować do emulgowania i homogenizacji na różnych etapach przygotowania, można niezawodnie zapobiegać rozkładowi składników lub rozpadowi emulsji lateksowej. Dyspergowanie ultradźwiękowe jest sprawdzoną techniką całkowitego zwilżania proszków. Kolejność dodawania materiałów itp. można zmieniać zgodnie z wymaganiami formulacji. Idealnie dobrana ilość dostarczanej energii ultradźwiękowej pozwala w pełni wykorzystać właściwości barwiące pigmentów i uzyskać wysokiej jakości lateksową farbę emulsyjną.
Ponieważ dyspergator ultradźwiękowy z komorą przepływową jest układem zamkniętym, nie występuje niepożądane napowietrzanie ani pienienie. Zaletami sonikatora są solidność i niezawodność, łatwa i bezpieczna obsługa, krótsze cykle przetwarzania partii oraz prostsze procedury przygotowywania formulacji. Nawet sonikator stołowy w konfiguracji przepływowej umożliwia skuteczne i ekonomiczne przetwarzanie przy znacznej wydajności produkcji.

Przed sonikacją i po niej: zielona krzywa przedstawia wielkość cząstek przed sonikacją, a czerwona krzywa przedstawia rozkład wielkości cząstek krzemionki zdyspergowanej ultradźwiękowo.

Ultradźwiękowe dyspergowanie emulsji woskowych

Emulsje i dyspersje woskowe to dodatki formulacyjne złożone z drobnych, ustabilizowanych cząstek wosku, jednorodnie rozmieszczonych w wodzie. Gdy wosk jest zdyspergowany w postaci nanokropli o bardzo jednorodnym rozkładzie, otrzymuje się stabilną emulsję woskową. Homogenizatory ultradźwiękowe generują intensywne siły ścinające i stanowią niezawodne, solidne układy dyspergujące do wytwarzania stabilnych nanoemulsji woskowych.
Dowiedz się więcej o ultradźwiękowym emulgowaniu wosków!

Ultradźwiękowe homogenizatory o wysokim ścinaniu do formulacji farb

Homogenizatory, dyspergatory, emulgatory i młyny Hielscher Ultrasonics są wykorzystywane w przemysłowej produkcji farb i powłok o wysokich parametrach użytkowych. Dzięki intensywnej energii o częstotliwości ultradźwiękowej homogenizatory ultradźwiękowe wytwarzają bardzo duże siły ścinające, turbulencje i siły destrukcyjne. Te niezwykle intensywne siły ultradźwiękowe przekazują wymagane oddziaływanie zawiesinom ciał stałych w cieczach, aby dyspergować i mielić cząstki do pożądanej wielkości i funkcjonalności.

Ultradźwiękowe mielenie przy dużej zawartości fazy stałej

Ultradźwiękowe systemy do pracy w linii mogą z łatwością przetwarzać materiały o bardzo wysokim stężeniu ciał stałych. O ile zawartość cząstek w zawiesinie umożliwia jej pompowanie i przepuszczanie przez ultradźwiękową komorę przepływową, przemysłowe homogenizatory ultradźwiękowe Hielscher mogą niezawodnie przetwarzać wszelkiego rodzaju zawiesiny o wysokiej lepkości i konsystencji pasty. Ultradźwiękowe mielenie na mokro jest powszechnie stosowane do przygotowywania koncentratów pigmentów o rozmiarach mikrometrowych i nanometrowych. Możliwość przetwarzania materiałów o tak dużej zawartości fazy stałej, nawet z cząstkami ściernymi, sprawia, że homogenizatory ultradźwiękowe o wysokim ścinaniu stanowią najbardziej skuteczną i wydajną technologię mielenia pigmentów i nanocząstek.

Ultradźwiękowe mieszadła zbiornikowe i reaktory przepływowe

Formulacje farb można mieszać w otwartych zbiornikach lub partiami, wprowadzając do nich jedną lub więcej sonotrod ultradźwiękowych. Mieszanie w otwartym pojemniku za pomocą układu takiego jak Hielscher SonoStation (zob. zdjęcie po lewej) jest idealnym rozwiązaniem do dyspergowania średnich objętości formulacji o niskiej lub średniej lepkości. W przypadku dużej wydajności objętościowej, intensywnego mielenia i rozbijania cząstek pierwotnych, a także zawiesin i past o wysokiej lepkości, rozwiązaniem z wyboru jest reaktor ultradźwiękowy umożliwiający pracę pod ciśnieniem.
Otwartego naczynia, takiego jak zbiornik, nie można poddać działaniu podwyższonego ciśnienia i nie jest ono idealne do równomiernego przetwarzania większych objętości i/lub materiałów o wysokiej lepkości. Ultradźwiękowy reaktor przepływowy może pracować pod ciśnieniem do kilku barg. Zastosowanie ciśnienia podczas sonikacji nasila kawitację akustyczną, a tym samym siły ścinające oraz efekty dyspergowania / mielenia / homogenizacji wywoływane przez ultradźwięki. Jednocześnie cała farba lub wszystkie pigmenty są równomiernie doprowadzane do reaktora: dzięki jednakowemu czasowi przebywania i przetwarzaniu w dokładnie takich samych warunkach ultradźwiękowych uzyskuje się bardzo jednorodny rezultat dyspergowania / mielenia. Bardzo równomierne przetwarzanie pod działaniem intensywnych sił ultradźwiękowych pozwala uzyskać farby o doskonałych właściwościach.
Hielscher Ultrasonics oferuje pełną gamę wysokowydajnych procesorów ultradźwiękowych w konfiguracjach ze zbiornikami i reaktorami, zapewniając idealne urządzenia do dyspergowania ultradźwiękowego na potrzeby produkcji farb.

Dyspergatory ultradźwiękowe do każdej wydajności produkcji

Oferta Hielscher Ultrasonics obejmuje pełne spektrum procesorów ultradźwiękowych, od kompaktowych sonikatorów laboratoryjnych, przez systemy stołowe i pilotażowe, po w pełni przemysłowe procesory ultradźwiękowe o wydajności pozwalającej przetwarzać w ciągu godziny ilości odpowiadające ładunkom samochodów ciężarowych. Pełna gama produktów pozwala nam zaoferować dyspergator ultradźwiękowy najlepiej dostosowany do formulacji farb, wydajności procesu i celów produkcyjnych.
Stołowe systemy ultradźwiękowe idealnie nadają się do testów wykonalności i optymalizacji procesu. Liniowe zwiększanie skali na podstawie ustalonych parametrów procesu pozwala bardzo łatwo zwiększać wydajność przetwarzania od mniejszych partii do produkcji w pełnej skali komercyjnej. Skalę można zwiększyć przez zainstalowanie mocniejszego dyspergatora ultradźwiękowego lub połączenie kilku sonikatorów pracujących równolegle. Model UIP16000 oferowany przez Hielscher jest najmocniejszym dyspergatorem ultradźwiękowym na świecie.

Precyzyjnie regulowane amplitudy dla optymalnych wyników

Wszystkie sonikatory Hielscher umożliwiają precyzyjną regulację, dzięki czemu są niezawodnymi urządzeniami do intensywnej pracy produkcyjnej. Amplituda jest jednym z kluczowych parametrów procesu wpływających na wydajność i skuteczność ultradźwiękowego dyspergowania oraz mielenia na mokro past pigmentowych, farb i polimerów.
Wszystkie procesory Hielscher Ultrasonics umożliwiają precyzyjne ustawienie amplitudy. Sonotrody i wzmacniacze amplitudy to akcesoria pozwalające zmieniać amplitudę w jeszcze szerszym zakresie. Przemysłowe procesory ultradźwiękowe Hielscher mogą zapewniać bardzo wysokie amplitudy i wymaganą intensywność ultradźwięków w wymagających zastosowaniach. Amplitudy do 200µm można z łatwością utrzymywać podczas ciągłej pracy w trybie 24/7. Wysokie amplitudy są niezbędne w zastosowaniach ultradźwięków o dużej mocy, takich jak wytwarzanie nanodyspersji, synteza nanocząstek, mielenie cząstek pierwotnych i wytwarzanie miniemulsji.
Precyzyjne ustawienia amplitudy i stałe monitorowanie parametrów procesu ultradźwiękowego za pomocą inteligentnego oprogramowania umożliwiają przetwarzanie pigmentów i zawiesin proszków w najskuteczniejszych warunkach ultradźwiękowych. Optymalna sonikacja dla najlepszych wyników dyspergowania!

Łatwe testowanie bez ryzyka

Procesy ultradźwiękowe można skalować całkowicie liniowo. Oznacza to, że każdy wynik uzyskany przy użyciu sonikatora laboratoryjnego lub stołowego można przenieść na większą skalę, uzyskując dokładnie taki sam rezultat przy dokładnie tych samych parametrach procesu. Dzięki temu sonikacja idealnie nadaje się do testów wykonalności bez ryzyka, optymalizacji procesu i późniejszego wdrożenia do produkcji komercyjnej. Skontaktuj się z nami, aby dowiedzieć się, jak sonikacja może usprawnić produkcję farb i pigmentów.

Najwyższa jakość – projektowanie i produkcja w Niemczech

Jako firma będąca własnością rodziny i przez nią zarządzana, Hielscher przywiązuje najwyższą wagę do najwyższych standardów jakości swoich procesorów ultradźwiękowych. Wszystkie sonikatory są projektowane, produkowane i dokładnie testowane w naszej siedzibie w Teltow koło Berlina w Niemczech. Solidność i niezawodność urządzeń ultradźwiękowych Hielscher sprawiają, że są one wytrzymałymi narzędziami do intensywnej pracy produkcyjnej. Praca w trybie 24/7 przy pełnym obciążeniu i w wymagających warunkach jest naturalną cechą wysokowydajnych dyspergatorów Hielscher. Dzięki temu urządzenia ultradźwiękowe Hielscher są niezawodnymi narzędziami pracy, które spełniają wymagania dotyczące przetwarzania farb.