O ultra-som para dispersar e moendo: Pintura & pigmentos

O ultrassom de potência é bem conhecido por seus efeitos intensos e precisamente controláveis de fresagem e dispersão. Isso torna os homogeneizadores ultrassônicos ideais para a produção de pastas de pigmentos e formulações de tintas. Os ultrasonicators industriais fornecem uma distribuição de tamanho de partículas altamente uniforme na faixa de mícrons e nano. Processe fluxos de grande volume de altas viscosidades com sonicators Hielscher para obter umectação, dispersão, desaglomeração e moagem homogêneas!

Pinte Manufacturing com ultra-som

Melhorar suas tintas, cores e revestimentos com sonicação:

  • Formulação: Se elevadas viscosidades, elevadas cargas de partículas, aqueous- ou à base de solvente – com os ultrasonicators industriais em linha Hielscher você pode processar qualquer formulação.
  • Mícron e Nano-Tamanho: As altas forças de cisalhamento geradas pela cavitação acústica reduzem as partículas a minúsculos diâmetros de partículas e proporcionam uma dispersão uniforme. O ajuste dos parâmetros de ultrassonicação aos seus requisitos de partículas e formulações permite uma produção confiável de pigmentos de tamanho nano.
  • Propriedades ópticas: Para obter as propriedades ópticas corretas, o tamanho das partículas do pigmento deve ser controlado. Normalmente, a opacidade se correlaciona com o tamanho da partícula: quanto mais fino o tamanho da partícula, mais opacidade. Por exemplo, o TiO2 é processado especificamente para um tamanho de partícula de 0,20 a 0,3 mícron, que é aproximadamente o equivalente à metade do comprimento de onda da luz. Ultrasonication reduz os pigmentos de TiO2 ao seu tamanho ideal, para que a ocultação final seja obtida.
  • Partículas de alto desempenho: Tamanhos de partículas menores resultam em maior saturação de cor, consistência de cor e estabilidade. As forças de ultrassom intensas, mas precisamente controláveis, permitem a produção de nanopartículas modificadas e funcionalizadas, como partículas revestidas, SWNTs, MWCNTs e partículas core-shell. Tais partículas apresentam características únicas e elevam as formulações de tintas ou revestimentos a um novo nível de qualidade e funcionalidade (por exemplo, resistência UV, resistência a riscos, resistência, adesividade, alta resistência ao calor, refletividade infravermelha e solar).
  • Partículas de modificação: Os pigmentos modificados superficialmente têm viscosidade muito baixa em altas cargas de pigmentos (2,5cP a 10% de sólidos), estabilidade superior da suspensão e alta pureza. A funcionalização de partículas assistida por ultrassom facilita a síntese de pigmentos de alto desempenho com características especiais.

 

O vídeo está demonstrando dispersão ultrassônica da cor vermelha usando o UP400St com uma sonda S24d 22mm.

Dispersão de cor vermelha ultrassônica usando o UP400St

Miniatura do vídeo

Pastas de pigmento são moídas e dispersas usando cavitação de ultrassom e forças de alta tesoura

O processamento ultrassônico é um método poderoso para moer e dispersar pastas de pigmentos.

Pedido de informação





Use ultra-som para a produção de

  • As formulações finais
  • misturas padrão de pasta de pigmento
  • partículas de refinação após moagem convencional

 

As pastas de pigmentos são moídas e dispersas usando cavitação de ultrassom e forças de alta tesoura mostram uma redução significativa de tamanho e distribuição uniforme.

As pastas de pigmentos são moídas e dispersas usando cavitação de ultrassom e forças de alta tesoura mostram uma redução significativa de tamanho e distribuição uniforme. A trama acima mostra a redução crescente de tamanho no aumento da energia ultrassônica.

 

Para a produção de tintas, os componentes como pigmentos, ligantes/formadores de filmes, diluentes/solventes, resinas, cargas e aditivos devem ser misturados em uma formulação homogênea. Os pigmentos são o componente determinante que dá cor à tinta. O pigmento branco mais importante é o TiO2, que precisa ser moído para um tamanho de partícula ideal entre 0,2 e 0,3 mícrons de diâmetro para mostrar o grau desejado de alvura, brilho, opacidade e um índice de refração muito alto. As forças de cisalhamento ultra-sônicas fornecem uma desaglomeração e dispersão de partículas de TiO2 muito eficazes e energeticamente eficazes (veja a imagem abaixo).

Ultrasonication usando o UIP1000hdT resulta em uma dispersão fina de nanopartículas de TiO2 (Aeroxide P25)

MET de suspensão de nanopartículas de TiO2 ultrassonicamente dispersas com diferentes concentrações de sólidos. A sonicação foi realizada utilizando-se o ultrassônico UIP1000hdT
Esquerda: entrada de energia ultra-sônica 1,8 × 105 J/L – Direita: entrada de energia ultra-sônica 5,4 × 105 J/L
(Estudo e imagens: ©Fasaki et al., 2012)

 
A fresagem ultra-sônica e a dispersão melhoram a qualidade da tinta, melhorando sua resistência de cor, densidade, finura de moagem, dispersão e reologia.

Ultrasonic Dispersão & moagem Condições

A qualidade das tintas e revestimentos depende da dispersão homogênea dos pigmentos. Hielscher Ultrasonics fornece equipamentos eficazes de fresagem e moagem para dispersão de tintas, especialmente para formulações com altas cargas de pigmentos. O mecanismo de dispersores ultra-sônicos para aplicações de moagem, moagem, desaglomeração e dispersão é baseado principalmente no princípio de cisalhamento gerado pela cavitação ultra-sônica. As forças de cisalhamento cavitacionais necessárias para a dissociação das partículas são produzidas por diferenças de alta pressão, pontos quentes locais e jatos líquidos, o que resulta na quebra das partículas por colisão interpartículas.
Dispersores ultrassônicos industriais como o UIP16000hdT com 16.000 watts por sonda ultrassônica têm a capacidade de processar fluxos de alto volume de tintas e revestimentos.


ultrasonics energia para moer e dispersão de pigmentos, tintas e cores. (Clique para ampliar!)

Processamento ultrassônico: 7x UIP1000hdT

A tinta de giz ultrassonicamente dispersa no moímetro mostra completa desaglomeração e distribuição homogênea de partículas

A tinta de giz sonicated no moímetro demonstra a desaglomeração perfeitamente uniforme e a distribuição granulométrica dos pigmentos

 

Neste vídeo mostramos um sistema ultrassônico de 2 kilowatts para operação inline em um gabinete purgável. A Hielscher fornece equipamentos ultrassônicos para quase todas as indústrias, como indústria química, farmacêutica, cosmética, processos petroquímicos, bem como para processos de extração à base de solventes. Este armário de aço inoxidável expurgável é projetado para operação em áreas perigosas. Para isso, o armário selado pode ser purgado pelo cliente com nitrogênio ou ar fresco para evitar que gases ou vapores inflamáveis entrem no armário.

Ultrassonicadores 2x 1000 Watts em Gabinete Purgável para Instalação em Áreas Perigosas

Miniatura do vídeo

 

Dispersão de Nanopartículas

A moagem e dispersão ultra-sônica é muitas vezes o único método para processar nanopartículas de forma eficiente, a fim de obter partículas primárias dispersas pelo sino. Um pequeno tamanho de partícula primária resulta em uma grande área de superfície e correlaciona-se com a expressão de características e funcionalidades únicas das partículas. Ao mesmo tempo, um tamanho de partícula menor é associado a uma alta energia de superfície para agregação e reatividade mais severas, de modo que as forças de dispersão ultra-sônica intensa são necessárias para dispersar as nanopartículas homogeneamente na formulação.
Além disso, um tratamento de superfície ultra-sônico pode modificar as nanopartículas, o que leva a uma melhor dispersibilidade, estabilidade de dispersão, hidrofobicidade e outras características.
Os pesquisadores recomendaram o método de dispersão ultra-sônica para nanopartículas como solução preferida, “porque o material disperso pelo método ultra-sônico é muito mais puro do que o produzido pela moagem de contas.” [Kim et al. 2010].

Ultrasonic dispersão de UV tinta preta: resultados de ultra-som em uma dispersão fina homogênea (Clique para ampliar!)

Pigmentos UV-Preto: Antes e Depois Ultrasonication

A técnica de dispersão ultra-sónica tem muitas vantagens em comparação com tecnologias de moagem tradicionais, tais como moinhos de três cilindros, esferas ou meios de comunicação. (Clique para ampliar!)

A técnica de dispersão ultra-sônica tem muitas vantagens em comparação com as tecnologias tradicionais de fresagem, como moinhos de três rolos, esferas ou meios.

Leia mais sobre homogeneização ultra-sônica e dispersão de pigmentos e corantes para masterbatches e formulações de tintas!

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O Hielscher SonoStation facilita a sônica de lotes de tamanho médio usando um reator de célula de fluxo.
O compacto SonoStation combina um tanque agitado de 38 litros com uma bomba de cavidade progressiva ajustável que pode alimentar 3 litros por minuto em um ou dois reatores de células de fluxo ultrassônico.

Estação de Mistura Ultrassônica - SonoStation com homogeneizadores de 2 x 2000 Watts

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Literatura / Referências

Fatos, vale a pena conhecer

homogeneizadores de ultra-som de tecidos são frequentemente referidos como sonda de ultra-sons / sonificator, lyser sónico, ultra-som disruptor, moinho de ultra-sons, sono-ruptor, sonicador, Dismembrator sónica, disruptor de células, dispersor ultra-sónico, de emulsionante ou de dissolução. Os diferentes termos resultam das várias aplicações que podem ser cumpridos por sonicação.

Ultrassonicator UP200St (200W) dispersando carbono preto na água usando 1%wt Tween80 como surfactante.

Dispersão Ultrassônica de Carbono Negro usando o ultrassônico UP200St

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Ultrassônicos de alto desempenho! A linha de produtos Hielscher abrange todo o espectro desde o ultrassônico de laboratório compacto sobre unidades de bancada até sistemas ultrassônicos industriais completos.

Hielscher Ultrasonics fabrica homogeneizadores ultrassônicos de alto desempenho de Laboratório para tamanho industrial.


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