Cum se amestecă lacurile cu nanofillere
Producția de lacuri necesită echipamente puternice de amestecare care pot manipula nanoparticule și pigmenți, care trebuie dispersate uniform în formulă. Omogenizatoare cu ultrasunete sunt o tehnică de dispersare extrem de eficientă și fiabilă, care asigură o distribuție omogenă a nanoparticulelor în polimeri.
Producția de lacuri cu mixere cu ultrasunete de înaltă performanță
Un lac este descris ca un strat transparent transparent de protecție dură sau film, care este formulat din rășini (de exemplu, acrilic, poliuretan, alchidic, șelac), ulei de uscare, un uscător de metal și solvenți volatili (de exemplu, nafta, alcool mineral sau diluant). Când lacul se usucă, solventul conținut se evaporă, iar constituenții rămași se oxidează sau polimerizează pentru a forma o peliculă transparentă durabilă. Lacurile sunt utilizate în principal ca acoperiri protectoare pentru suprafețe din lemn, picturi și diverse obiecte decorative, în timp ce lacurile de întărire UV sunt utilizate în acoperiri auto, cosmetice, alimentare, știință și alte ramuri.

UIP1000hdT (1000 wați) ultrasonicator dispersarea nanofillerelor în lacuri
Dispersia cu ultrasunete de nano-siliciu în lac
Un exemplu comun pentru dispersarea cu ultrasunete este încorporarea de silice coloidale, care sunt de obicei adăugate pentru a da lacurilor proprietăți tixotrope.
De exemplu, lacul polieterimidă umplut cu nano-siliciu prezintă o durată de viață crescută de până la treizeci de ori mai mare decât unul standard. Nano-siliciul îmbunătățește proprietățile lacului ca conductivitatea electrică, rezistența dielectrică DC și AC și rezistența la lipire. Dispersoarele cu ultrasunete sunt, prin urmare, utilizate pe scară largă pentru producerea de acoperiri conductive electric.
Alte minerale silicate, wollastonite, talc, mica, caolin, feldspat și nepheline syenite sunt umpluturi ieftine și utilizate pe scară largă ca așa-numiți pigmenți de extensie, care sunt adăugați pentru a modifica reologia (vâscozitatea), stabilitatea sedimentării și rezistența filmului în acoperiri.
- măcinarea și dezaglomerarea nanoparticulelor
- Amestecarea nano-aditivilor
- Dispersii de culoare
- Dispersii pigmentare
- Dispersii mate și lucioase
- subțierea forfecării și modificarea reologiei
- Degazare & dezaerarea lacurilor
Cercetare dovedit superioritatea ultrasonicators pentru dispersia nanofiller
Monteiro et al. (2014) au comparat tehnologiile comune de dispersie – și anume mixer rotor-stator, rotor Cowles și dispersor de tip sondă cu ultrasunete – privind eficiența lor în dispersarea dioxidului de titan (TiO2, anatase). Ultrasonication sa dovedit a fi cel mai eficient pentru a dispersa nanoparticulele în apă folosind polielectrolit convențional Na-PAA, și a excelat amestecarea cu un rotor-stator sau rotor Cowles în mod semnificativ.
Detaliile studiului: Au fost comparate diferite tehnici de dispersie pentru a identifica cele mai eficiente în crearea unei suspensii apoase nano-TiO2 bine deaglomerate. Sarea de sodiu a acidului poliacrilic (Na-PAA), utilizată în mod convențional în industrie pentru dispersiile apoase de TiO2, a fost utilizată ca dispersant de referință. Fig. 1 prezintă distribuția dimensiunii particulelor de volum (PSD) obținute, folosind dispersorul Cowles (30 min la 2000 rpm), mixerul rotor-stator (30 min la 14000 rpm) și ultrasonication tip sondă (Hielscher UIP1000hdT, 2 min la amplitudine 50%). “Folosind dispersorul Cowles, dimensiunile particulelor au fost în trei intervale diferite: 40-100 nm, 350-1000 nm și 1200-4000 nm. Aglomeratele mai mari domină în mod clar distribuția, arătând că această tehnică este ineficientă. Rotorul-stator a furnizat, de asemenea, rezultate nesatisfăcătoare, independent de nanoparticulele adăugate simultan sau treptat de-a lungul timpului de amestecare. Diferența majoră observată în rezultatul lui Cowles este legată de deplasarea vârfului mijlociu la dimensiunea mai mare a particulelor, parțial fuzionând cu vârful cel mai din dreapta. Pe de altă parte, utilizarea ultrasunetelor a dat un rezultat mult mai bun, cu un vârf îngust centrat la 0,1 nm și două mult mai mici în intervalele 150-280 nm și 380-800 nm.”

Distribuțiile dimensionale ale particulelor de dispersii apoase nano-TiO2 (10mgml−1, pH = 9) preparate utilizând diferite tehnici de dispersie. Ultrasonication oferă cele mai mici nanoparticule TiO2 și cele mai înguste curbe de reducere a dimensiunii particulelor. Când s-a utilizat dispersant (Na-PAA), raportul nano-TiO2 a fost de 1:1.
(studiu și grafic: © Monteiro et al., 2014)
Acest rezultat este de acord cu activitatea lui Sato et al. (2008), raportând rezultate mai bune cu ultrasonication decât cu alte tehnici de dispersare a particulelor nanodimensionate TiO2 în apă. Undele de șoc create de cavitația acustică / ultrasonică conduc la coliziuni interparticulare extrem de intense și la frezarea și dezaglomerarea eficientă a particulelor la fragmente uniforme la scară nanometrică.
(cf. Monteiro et al., 2014)

Ultrasonically dispersat TiO2 (Degussa anatase) arată o distribuție îngustă a dimensiunii particulelor.
Omogenizatoare cu ultrasunete de înaltă performanță pentru producția de lacuri
Atunci când nanoparticulele și nanofillerele sunt utilizate în procesele industriale de fabricație, cum ar fi producția de lacuri și acoperiri, pulberea uscată trebuie amestecată omogen într-o fază lichidă. Dispersia nanoparticulelor necesită o tehnică de amestecare fiabilă și eficientă, care aplică suficientă energie pentru a sparge aglomeratele pentru a elibera calitățile particulelor la scară nanometrică. Ultrasonicators sunt bine cunoscute ca dispersoare puternice și fiabile, prin urmare, utilizate pentru a deaglomera și distribui diverse materiale, ar fi silice, nanotuburi, grafen, minerale și multe alte materiale omogen într-o fază lichidă, ar fi rășini, epoxizi și loturi de pigmenți master. Hielscher Ultrasonics proiectează, produce și distribuie dispersoare cu ultrasunete de înaltă performanță pentru orice fel de aplicații de omogenizare și dezaglomerare.
Când vine vorba de producția de nano-dispersii, controlul precis sonicare și un tratament fiabil cu ultrasunete al suspensiei de nanoparticule sunt esențiale pentru a obține produse de înaltă performanță. Hielscher Ultrasonics' procesoare vă oferă control deplin asupra tuturor parametrilor importanți de procesare, ar fi aportul de energie, intensitatea cu ultrasunete, amplitudinea, presiunea, temperatura și timpul de retenție. Astfel, puteți ajusta parametrii la condiții optimizate, ceea ce duce ulterior la nano-dispersie de înaltă calitate, cum ar fi nanosiliciul sau suspensiile nano-TiO2.
Pentru orice volum / capacitate: Hielscher oferă ultrasonicators și un portofoliu larg de accesorii. Acest lucru permite configurarea sistemului cu ultrasunete ideal pentru aplicația și capacitatea de producție. De la flacoane mici care conțin câțiva mililitri la fluxuri de volum mare de mii de galoane pe oră, Hielscher oferă soluția cu ultrasunete potrivită pentru procesul dumneavoastră.
Vâscozități ridicate: Sistemele inline cu ultrasunete procesează cu ușurință formulări asemănătoare pastei, de exemplu, loturi principale de pigmenți, în cazul în care un pigment este amestecat la încărcarea particulelor mari uniform într-un amestec de plastifiant, monomer și polimer.
Robustețe: Sistemele noastre cu ultrasunete sunt robuste și fiabile. Toate ultrasonicators Hielscher sunt construite pentru funcționarea 24/7/365 și necesită foarte puțină întreținere.
Ușurință în utilizare: Software-ul elaborat al dispozitivelor noastre cu ultrasunete permite pre-selectarea și salvarea setărilor sonicare pentru o sonicare simplă și fiabilă. Meniul intuitiv este ușor accesibil prin intermediul unui afișaj tactil digital colorat. Controlul de la distanță al browserului vă permite să operați și să monitorizați prin orice browser de internet. Înregistrarea automată a datelor salvează parametrii procesului de orice sonicare rula pe un built-in SD-card.
Eficiență energetică excelentă: În comparație cu tehnologiile alternative de dispersie, ultrasonicators Hielscher excelează cu o eficiență energetică remarcabilă și rezultate superioare în distribuția dimensiunii particulelor.
Calitate înaltă & Robustețe: Hielscher ultrasonicators sunt recunoscute pentru calitatea lor, fiabilitate și robustețe. Hielscher Ultrasonics este o companie certificată ISO și pune un accent deosebit pe ultrasonicators de înaltă performanță cu tehnologie de ultimă oră și ușurință în utilizare. Desigur, ultrasonicators Hielscher sunt conforme CE și îndeplinesc cerințele UL, CSA și RoHs.

Dispersia cu ultrasunete a siliciului fumed în apă. Omogenizatoare cu ultrasunete pot produce nanodispersii eficiente și fiabile, de exemplu. nanosiliciu.
- eficiență ridicată
- tehnologie de ultimă generație
- fiabilitate & robustețe
- Lot & Inline
- pentru orice volum – de la flacoane mici la camioane pe oră
- dovedit științific
- Software inteligent
- Caracteristici inteligente (de exemplu, protocoale de date)
- CIP (curățare pe loc)
- operare simplă și sigură
- instalare ușoară, întreținere redusă
- benefic din punct de vedere economic (mai puțină forță de muncă, timp de procesare, energie)
Tabelul de mai jos vă oferă o indicație a capacității aproximative de procesare a ultrasonicators noastre:
Volumul lotului | Debitul | Dispozitive recomandate |
---|---|---|
1 până la 500 ml | 10 până la 200 ml/min | UP100H |
10 până la 2000 ml | 20 până la 400 ml / min | UP200Ht, UP400St |
0.1 până la 20L | 00.2 până la 4L / min | UIP2000hdT |
10 până la 100L | 2 până la 10L / min | UIP4000hdT |
15 până la 150L | 3 până la 15L / min | UIP6000hdT |
n.a. | 10 până la 100L / min | UIP16000 |
n.a. | mai mare | grup de UIP16000 |
Contactează-ne! / Întreabă-ne!
Literatură / Referințe
- S. Monteiro, A. Dias, A.M. Mendes, J.P. Mendes, A.C. Serra, N. Rocha, J.F.J. Coelho, F.D. Magalhães (2014): Stabilization of nano-TiO2 aqueous dispersions with poly(ethylene glycol)-b-poly(4-vinyl pyridine) block copolymer and their incorporation in photocatalytic acrylic varnishes. Progress in Organic Coatings, 77, 2014. 1741-1749.
- Vikash, Vimal Kumar (2020): Ultrasonic-assisted de-agglomeration and power draw characterization of silica nanoparticles. Ultrasonics Sonochemistry, Volume 65, 2020.
- K. Sato, J.-G. Li, H. Kamiya, T. Ishigaki (2008): Ultrasonic dispersion of TiO2 nanoparticles in aqueous suspension. Journal of the American Ceramic Society 91, 2008. 2481– 2487.

Hielscher Ultrasonics produce omogenizatoare cu ultrasunete de înaltă performanță de la Laborator spre dimensiunea industrială.