Hielscher ultrasunete tehnologie

Ultrasunete în acoperire de formulare

Diferite componente, cum ar fi pigmenți, materiale de umplutură, aditivi chimici, reticulanți și modificatori reologici intră în formulările de acoperire și vopsea. Cu ultrasunete este un mijloc eficient pentru dispersie și emulsifiere, dezaglomerarea și măcinarea unor astfel de componente în acoperiri.

Cu ultrasunete este utilizat în formularea de acoperire pentru:

Coatings se împart în două mari categorii: pe bază de apă și solvenți rășini și lacuri pe bază. Fiecare tip are propriile sale provocări. Direcții de asteptare pentru reducerea COV și prețuri ridicate de solvent stimulează creșterea în tehnologii de acoperire de rășină pe bază de apă. Utilizarea ultrasonication poate îmbunătăți performanța unei astfel de sisteme ecologice.

Formulă de acoperire îmbunătățită

Ultrasunete poate ajuta formulatorii de acoperire arhitecturale, industriale, auto și lemn pentru a îmbunătăți caracteristicile de acoperire, cum ar fi puterea de culoare, zgârieturi, fisuri și rezistență UV sau conductivitate electrică. Unele dintre aceste caracteristici de acoperire sunt realizate prin includerea materialelor nano-size, de exemplu. oxizi metalici (TiO2, Silica, ceriu, ZnO, …).

Ultrasunete nu ajuta în continuare în de despumare (Bule entrapped) și Degazare (Gaz dizolvat) de produse foarte vâscos.

Deoarece tehnologia de dispersie cu ultrasunete poate fi utilizat laborator. banc-top și nivel de producție, Permițând rate de throughput de peste 10 tone / ora aceasta se aplică în R&etapa D și în producția comercială. Rezultatele de proces pot fi scalate cu ușurință (liniare).

Eficiența energetică globală este importantă pentru ultrasonication de lichideHielscher dispozitive cu ultrasunete sunt foarte eficient energetic. Dispozitivele convertesc aprox. 80 până la 90% din puterea electrică de intrare în activitatea mecanică în lichid. Acest lucru conduce la costuri de procesare substanțial mai mici.

Mai jos, puteți citi despre utilizarea cu ultrasunete din emulsionarea polimeri în sisteme apoase, de dispersie și măcinarea fină a pigmenților, si reducerea dimensiunii nanomaterialelor.

emulsie Polimerizarea

Formulările de acoperire tradiționale folosesc chimia polimerilor de bază. schimba la tehnologia de acoperire pe bază de apă are un impact asupra materiilor prime de selecție, proprietăți și metodologii de formulare.

La polimerizarea în emulsie convențională, de exemplu pentru acoperiri pe baza de apa, particulele sunt construite din centru spre suprafața lor. factorii cinetici influențează omogenitatea particulelor și morfologia.

de prelucrare cu ultrasunete poate fi utilizat în două moduri genera emulsii de polimeri.

  • De sus în jos: emulsionare/dispersant particulele de polimer de mari pentru a genera particule mai mici prin reducerea dimensiunii
  • De jos în sus: Utilizarea ultrasunetelor înainte sau în timpul polimerizarea particulelor

Polimeri Nanoparticulate în Miniemulsions

Particule obținute prin poliadiu în miniemulsii

Polimerizarea particulelor în miniemulsions permite fabricarea de particule de polimer dispersate cu bun control asupra dimensiunii particulelor. Sinteza particulelor polimerice nanoparticule în miniemulsii (“nanoreactoare”), astfel sunt prezentate de K. Landfester este metoda pentru formarea de nanoparticule polimerice. Această abordare folosește numărul mare de nanocompartments mici (faza dispersă) într-o emulsie ca nanoreactoare. În acestea, particulele sunt sintetizate într-o manieră extrem de paralelă a , picături individuale limitate. În lucrarea sa (Generația de nanoparticule în Miniemulsions) Landfester prezintă polimerizarea în nanoreactoare în perfecțiune ridicată pentru generarea de particule foarte identice de mărime aproape uniformă. imaginea de mai sus prezintă particule obținute prin poliadiție în miniemulsions.

Picături mici generate de aplicarea forfecare mare (Ultrasonare) și stabilizate prin agenți de stabilizare (emulgatori), poate fi durificat prin polimerizare ulterioară sau prin scăderea temperaturii în cazul materialelor cu emisii reduse de temperatură de topire. După cum ultrasonication poate produce picături foarte mici de dimensiune aproape uniformă în lot și procesul de producție, permite un control bun asupra dimensiunea finală a particulelor. Pentru polimerizarea nanoparticule, monomeri hidrofile poate fi emulsionate într-o fază organică, și monomeri hidrofobi în apă.

Impactul dimensiunii particulelor asupra suprafețeiCând reducerea dimensiunii particulelor, suprafața totală a particulelor crește în același timp. Imaginea din stânga arată corelația dintre dimensiunea particulelor și aria suprafeței în cazul particulelor sferice (Click pentru vizualizare mai mare!). Prin urmare, cantitatea de agent tensioactiv necesarpentru stabilizarea emulsiei crește aproape liniar cu suprafața totală a particulelor. Tipul și cantitatea de agent tensiorisc influențează dimensiunea picăturii. Picături lesede de 30 până la 200nm pot fi obținute utilizând surfactanți anionici sau cationici.

Pigmenți în acoperirile

pigmenți organici și anorganici sunt o componentă importantă a formulărilor de acoperire. În scopul de a maximiza performanță de pigment Este nevoie de un control bun asupra dimensiunii particulelor. La adăugarea de pigment pulbere pentru sistemele pe bază de apă, sau epoxidice solventi, particulele individuale de pigment tind să formeze aglomerate mari. Mecanisme de înaltă forfecare, cum ar fi amestecătoare cu rotor-stator sau mori agitator talon sunt convențional folosite pentru a rupe astfel de aglomerate și să se pisa în jos particulele individuale de pigment. Ultrasonication într-o extrem de eficient alternativă pentru această etapă în procesul de fabricație de acoperiri.

Imaginea din dreapta (Click pentru vizualizare mai mare!) Arată impactul sonicare de mărimea unui pigment luciu perla. Ultrasunetele macină particulele individuale de pigment prin coliziune inter-particule de mare viteză. Avantajul proeminent al

Prelucrarea cu ultrasunete peste mixere de mare viteză, mori de mass-media este prelucrarea mai consistentă a tuturor particulelor. Acest lucru reduce problema “decantare”. După se poate vedea pe imagine, curbele de distribuție sunt aproape deplasate la stânga. În general, ultrasonication nu produce extrem de distribuție îngustă a dimensiunii particulelor (curbe de frezare pigment). Acest lucru îmbunătățește calitatea generală a dispersiilor de pigment, deoarece particulele mai mari de obicei interfera cu capacitatea de prelucrare, luciu, rezistenta si aspectul optic.

Deoarece particula frezare și măcinarea se bazează pe coliziune inter-particule ca rezultat al cavitatie cu ultrasuneteReactoare cu ultrasunete poate manipula corect concentrații solide ridicate (de exemplu loturi master) și încă produc efecte bune de reducere a dimensiunii. Tabelul de mai jos prezintă imagini ale măcinarea umedă a TiO2 (Click pe imagini pentru o vizualizare mai mare!).

inainte de
sonicare
după
sonicare
TiO2 de la moara de bile înainte de sonicare Tio2 de la moara cu bile spray uscate TiO2 după sonicare
TiO2 de la moara de bile înainte de sonicare spray-uscat TiO2 spray uscate TiO2 după sonicare

curbele de distribuție a dimensiunii particulelor pentru deaglomerarea dioxidului de titan dedegussa anatază prin ultrasonicareImaginea la dreapta (Click pentru vedere mai mare!) prezinta curbele de distributie a dimensiunii particulelor pentru deaglomerarea de dioxid de titan degussa anataza prin ultrasonication. Forma îngustă a curbei după sonicare este o caracteristică tipică de prelucrare cu ultrasunete.

Materiale nanosize în acoperiri de înaltă performanță

Nanotehnologia este o tehnologie emergentă care își face loc în multe industrii. Nanomaterialele și nanocompozitele sunt utilizate în formulările de acoperire, de exemplu pentru a spori rezistența la abraziune și la zgârieturi sau stabilitatea UV. Cea mai mare provocare pentru aplicarea în acoperiri este păstrarea transparenței, claritateși luciu. Prin urmare, nanoparticulele au fost foarte mici pentru a evita interferența cu spectrul vizibil al luminii. Pentru multe aplicații, acest lucru este substanțial mai mic decât 100nm.

Măcinarea umedă a componentelor de înaltă performanță la gama nanometrică devine un pas crucial în formularea acoperirilor nanoproiectate. Orice particule care interferează cu lumina vizibilă, provoacă ceață și pierderi de transparență. Prin urmare, sunt necesare distribuții de dimensiuni foarte înguste. Ultrasonication este un mijloc foarte eficient pentru măcinare fină solidelor. cavitatie cu ultrasunete în lichide cauze de mare viteză coliziuni între particule. Diferit de mori șirag de mărgele convenționale și mori de prundis, particulele însele sunt mărunțirea reciproc, făcând media de frezat inutile.

Companii, cum ar fi Panadur (Germania) utilizați Hielscher cu ultrasunete dispozitive de dispersie și dezaglomerarea nanomaterialelor în acoperiri în matriță. Click aici pentru a citi mai multe despre acest lucru.

Pentru sonicare de lichide inflamabile sau solvenți în medii periculoase FM și deivces certificate ATEX, cum ar fi UIP1000-exd Sunt disponibile.

Cerere mai multe informații cu privire la această cerere!

Va rugam sa folositi formularul de mai jos, în cazul în care doriți să solicite informații suplimentare cu privire la această cerere. Vom fi bucuroși să vă oferim un sistem de ultrasunete îndeplinesc cerințele dumneavoastră.









Vă rugăm să rețineți Politica de confidentialitate.


Literatură

Behrend, O., Schubert, H. (2000): Influența vâscozității fazei continue asupra emulsionarea cu ultrasunete, in: Ultrasonics Sonochemistry 7 (2000) 77-85.

Behrend, O., Schubert, H. (2001): Influența presiunii hidrostatice și a conținutului de gaz pe emulsificare cu ultrasunete continuu, în: ultrasunetelor Sonochemistry 8 (2001) 271-276.

Landfester, K. (2001): Generarea Nanoparticulele în Miniemulsions; în: Materiale Avansate 2001, 13, nr 10, May17th. Wiley-VCH.

Hielscher, T. (2005): Producerea ultrasunete dispersiilor Nano-size și Emulsii, În: Lucrările Conferinței europene nanosisteme ENS’05.