Visoko zmogljivi homogenizatorji barv
Ultrazvočni mešalniki so zanesljivo orodje za homogenizacijo, razprševanje in emulgiranje tekočih barv in pigmentnih formulacij. Ultrazvočni homogenizatorji ne proizvajajo le zelo stabilnih, enakomernih barvnih emulzij in disperzij, temveč se ultrazvočni aparati uporabljajo tudi za mletje in mletje pigmentov, nanomaterialov in primarnih delcev. Zaradi odličnih rezultatov disperzije in mletja ultrazvočne homogenizatorje izvaja industrija barv kot eno najbolj izpopolnjenih tehnik mešanja barv in pigmentnih past, ki so na voljo.
Homogenizacija, disperzija in emulzija barve
Homogenizacija se uporablja za zmanjšanje velikosti delcev trdnih snovi ali kapljic, da se olajša proizvodnja stabilnih visokokakovostnih emulzij in disperzij. Pri formulaciji barv, premazov in lakov je enakomerna velikost delcev ključnega pomena za enakomerne rezultate v barvi, obnašanju in funkcionalnosti barve ali formulacije premaza.
Ultrazvočni homogenizatorji barv za disperzijske in emulzijske formulacije
Ultrazvočni mešalniki z visokim striženjem so idealni za homogenizacijo, emulgiranje in raztapljanje, kjer sta velikost delcev ali kapljic in enakomerna porazdelitev ključnega pomena za delovanje in kakovost barve.
Ultrasonication je najprimernejša tehnologija homogenizacije, saj je intenzivna akustična kavitacija ultrazvoka visoke moči sposobna zanesljivo razbiti molekule do enakomerne porazdelitve delcev v mikronskem in nano-območju. Ultrazvočna homogenizacija je najbolj izpopolnjena tehnika za proizvodnjo nano- in mikronskih delcev. Velikost delcev (npr. pigmentov, olj, voskov, dodatkov itd.) je mogoče individualno prilagoditi z uporabo prave količine ultrazvočne intenzivnosti.
Poleg tega lahko ultrazvočna disperzija povzroči površinsko spremembo pigmentov, kar povzroči znatno povečano stabilnost disperzije.
Industrijski ultrazvočni procesor UIP16000 (16kW) za proizvodnjo barv in nanopolnil
- barve na vodni osnovi
- barve na osnovi topil
- emulzijske barve
- disperzijske barve
- disperzije lateksa
- voščene emulzije
- visoke obremenitve s pigmentom
- sijajne emulzijske barve
- suspoemulzije (mešanica suspenzije in emulzije)
- Visoko zmogljivi premazi
- Laki
- Polimerne formulacije
- Emajli
- dodatki nanodelcev
- abrazivni delci
- Mini-emulzijska polimerizacija
Ultrazvočna disperzija nanopolnil
Nano-velika polnila so vgrajena v premaze, kot so polimeri ali smole. Takšna nanopolnila lahko znatno izboljšajo mehanske lastnosti, npr. odpornost na UV žarke, odpornost proti praskam, togost in žilavost/natezno trdnost določenih materialov. Glavna razlika med običajnimi mikronskimi in nano-velikimi polnili je visoko specifično površinsko razmerje in s tem popolna spremenjena značilnost nanopolnil. Nanomateriali (npr. polnila v nanomerilu) morajo biti enakomerno razpršeni v formulacijo barve ali premaza, tako da lahko celotna površina medsebojno deluje z okoliškim matrisom. Šele ko so nanopolnila razpršena kot posamezni razpršeni nanodelci, lahko izrazijo svoje izjemne lastnosti materiala. Ultrazvočni homogenizatorji in dispergatorji so vrhunska tehnologija mešanja za razpletanje, deaglomeriranje in enakomerno razpršitev nanodelcev, kot so nanopolnila, v matrico (npr. Polimeri, epoksidi ali smole). Ker ultrazvočne strižne sile prekinejo vezi med delci, se vsak delec razprši v matrico in objame svoje polne lastnosti. Tako je ultrazvočna disperzija in homogenizacija najbolj zanesljiva metoda za izdelavo visoko zmogljivih premazov.
Tehnika ultrazvočne disperzije ima številne prednosti v primerjavi s tradicionalnimi tehnologijami rezkanja, kot so trivaljni, kroglični ali medijski mlini.
Ultrazvočna disperzija emulzije lateksa
Čeprav barve iz lateksa niso najbolj zapletena formulacija barve za pripravo, jo je treba še vedno skrbno pripraviti in vse sestavine formulacije iz lateksa dodati v izbranem vrstnem redu. V prvem koraku priprave pripravimo osnovno suspenzijo barve. Zato se pigmenti razpršijo v vodi z vlažilnimi sredstvi, sredstvi proti penjenju in drugimi dodatki, potrebnimi za specifično recepturo formulacije. Pigmenti titanovega dioksida (TiO2) se običajno najprej razpršijo, nato pa se dodajo podaljški pigmenti. Za večino formul je vrstni red in mera dodajanja teh spojin bistven dejavnik, ki vpliva na kakovost. Večinoma se za vlaženje in razpršitev delcev uporabljajo visokohitrostni rezilni / rotacijski mešalniki, ki so najbolj običajna metoda emulgiranja lateksa. Pri rezilih ali rotacijskih mešalnikih je mešanje dosledne osnovne formule dolgotrajen napor. Nato se mešanici doda emulzija lateksa in vključi bistveno nižja raven energije mešanja. Lateks emulzije so nagnjene k združevanju ali lomu in zahtevajo blage homogenizacijske pogoje. Nato se dodajo že predhodno dispergirani zgoščevalci, da se viskoznost končne emulzije barve iz lateksa prilagodi želeni konsistenci.
Ultrazvočni dispergator lahko enostavno in zanesljivo obvladuje pripravo emulzij iz lateksa. Ker je mogoče ultrazvočno energijo in s tem intenzivnost razpršitve prilagoditi emuslifikaciji in homogenizaciji različnih korakov priprave, je mogoče zanesljivo preprečiti razgradnjo sestavin ali lom emulzije lateksa. Ultrazvočna disperzija je dokazana tehnika za popolno vlaženje prahu. Vrstni red dodajanja materialov itd. se lahko spremeni glede na zahteve po formulaciji. Idealno prilagojen ultrazvočni vnos energije omogoča popolno izražanje obarvanosti pigmentov in ima za posledico visoko kakovostno emulzijsko barvo iz lateksa.
Ker je ultrazvočni razpršilnik s pretočno celico zaprt sistem, ne pride do neželenega prezračevanja ali penjenja. Ultrazvočni aparat ponuja prednost robustnega in zanesljivega, enostavnega in varnega za uporabo, krajših serijskih ciklov in enostavnejših postopkov formuliranja. Tudi z namiznim ultrazvočnim aparatom v pretočni nastavitvi je mogoče učinkovite in stroškovno učinkovito obdelati znatne proizvodne zmogljivosti.
Pred in po ultrazvočnem razbijanju: Zelena krivulja prikazuje velikost delcev pred ultrazvočno razpršenim silicijevim dioksidom, rdeča krivulja je porazdelitev velikosti delcev ultrazvočno razpršenega silicijevega dioksida.
Ultrazvočna disperzija emulzij voska
Voščene emulzije in disperzije so formulirani dodatki iz finih in stabiliziranih delcev voska, homogeno porazdeljenih v vodi. Ko se vosek razprši kot nano kapljice z zelo homogeno porazdelitvijo kapljic, dobimo stabilne emulzije voska. Ultrazvočni homogenizatorji ustvarjajo intenzivne strižne sile in so zanesljivi in robustni disperzijski sistemi za proizvodnjo stabilnih nano-emulzij voska.
Preberite več o ultrazvočni emulgaciji voska!
Ultrazvočni dispergator s stekleno pretočno celico za prikaz homogenizacije rdeče barve
UV-črni pigmenti: pred in po ultrazvočni obdelavi
Ultrazvočni homogenizatorji z visokim striženjem za formulacije barv
Hielscher Ultrasonics homogenizatorji, dispergatorji, emulgatorji in mlini se uporabljajo v industrijski proizvodnji visoko zmogljivih barv in premazov. Z intenzivno ultrazvočno frekvenčno energijo ultrazvočni homogenizatorji ustvarjajo zelo visoke strižne sile, turbulence in destruktivne sile. Te izjemno intenzivne ultrazvočne sile združujejo potreben vpliv na trdno-tekoče gnojevke, da razpršijo in zmeljejo delce na želeno velikost in funkcionalnost.
Ultrazvočno rezkanje obremenitev z visoko trdnimi trdnostmi
Ultrazvočni inline sistemi lahko zlahka obvladajo zelo visoke koncentracije trdnih snovi. Dokler je obremenitev delcev gnojevke v območju črpanja in se lahko napaja skozi ultrazvočno pretočno celico, lahko Hielscherjevi industrijski ultrazvočni homogneizatorji zanesljivo obdelajo vse vrste zelo viskoznih, pastastih gnojevk. Ultrazvočno mokro mletje se običajno uporablja za pripravo matičnih serij mikronskih in nano-velikih pigmentov. Sposobnost ravnanja s tako visokimi trdnimi obremenitvami celo abrazivnih delcev naredi ultrazvočne homogenizatorje z visokim strižjem najbolj učinkovito in učinkovito tehnologijo mletja pigmentov in nanodelcev.
Ultrazvočna mešala rezervoarjev in pretočni reaktorji
Formulacije barv se lahko mešajo v odprtih rezervoarjih ali serijah, v katere je vstavljena ena ali več ultrazvočnih sond. Mešanje odprte posode z uporabo nastavitve, kot je Hielscher SonoStation (glej sliko levo), je idealna nastavitev za razpršitev srednje velikih količin nizko do srednje viskoznih formulacij. Za veliko prepustnost, intenzivno uporabo mletja in lomljenja primarnih delcev ter za visoko viskozne suspenzijo in paste je izbira ultrazvočni reaktor pod tlakom.
V odprti posodi, kot je cisterna, ni mogoče vzdrževati tlaka in ni idealna za enakomerno obdelavo večjih in/ali zelo viskoznih količin. V ultrazvočnem pretočnem reaktorju je mogoče doseči tlak do nekaj bargov. Uporaba tlaka med sonikacijo okrepi akustično kavitacijo in s tem strižne sile ter disperzijske / mlinske / homogenizacijske učinke ultrazvoka. Hkrati se vse barve ali pigmenti enakomerno dovajajo v reaktor: imajo enak čas zadrževanja in se obdelujejo pod popolnoma enakimi ultrazvočnimi pogoji, zato se doseže zelo homogena disperzija / mletje. Zelo enakomerna obdelava pod intenzivnimi ultrazvočnimi silami daje vrhunske barvne izdelke.
Hielscher Ultrasonics ponuja celotno paleto visoko zmogljivih ultrazvočnih procesorjev z rezervoarji in reaktorji, ki vam zagotavljajo idealno ultrazvočno disperzijsko opremo za vašo proizvodnjo barv.
Ultrazvočni razpršilniki za vsako zmogljivost izdelka
Paleta izdelkov Hielscher Ultrasonics zajema celoten spekter ultrazvočnih procesorjev od kompaktnih laboratorijskih ultrazvočnih naprav preko namiznih in pilotnih sistemov do popolnoma industrijskih ultrazvočnih procesorjev z zmogljivostjo obdelave tovornjakov na uro. Celotna paleta izdelkov nam omogoča, da vam ponudimo najprimernejši ultrazvočni dispergator za vaše formulacije barv, procesne zmogljivosti in proizvodne cilje.
Ultrazvočni namizni sistemi so idealni za preskuse izvedljivosti in optimizacijo procesov. Linearno povečanje na podlagi uveljavljenih procesnih parametrov omogoča zelo enostavno povečanje predelovalnih zmogljivosti od manjših serij do popolnoma komercialne proizvodnje. Povečanje obsega se lahko izvede z namestitvijo močnejše ultrazvočne razpršilne enote ali vzporedno združevanjem več ultrazvočnih zvočnikov. S UIP16000 Hielscher ponuja najmočnejši ultrazvočni razpršilnik po vsem svetu.
Natančno nadzorovane amplitude za optimalne rezultate
Vsi Hielscher ultrazvočni aparati so natančno nadzorovani in s tem zanesljivi delovni konji v proizvodnji. Amplituda je eden ključnih procesnih parametrov, ki vplivajo na učinkovitost in uspešnost ultrazvočne disperzije in mokrega mletja pigmentnih past, barv in polimerov.
Vsi Hielscher ultrazvočni’ Procesorji omogočajo natančno nastavitev amplitude. Sonotrode in pospeševalni rogovi so dodatki, ki omogočajo spreminjanje amplitude v še širšem obsegu. Hielscherjevi industrijski ultrazvočni procesorji lahko zagotovijo zelo visoke amplitude in zagotovijo zahtevano ultrazvočno intenzivnost za zahtevne aplikacije. Amplitude do 200 μm se lahko enostavno neprekinjeno izvajajo v 24/7 delovanju. Visoke amplitude so bistvenega pomena, ko gre za ultrazvočne aplikacije z visoko močjo, kot so nano-disperzije, sinteza nano-delcev, mletje primarnih delcev in mini emulzije.
Natančne nastavitve amplitude in stalno spremljanje parametrov ultrazvočnega procesa s pametno programsko opremo vam omogočajo, da svoje pigmente in prašne suspenzije obdelate v najučinkovitejših ultrazvočnih pogojih. Optimalna ultrazvočna razbijanje za najboljše rezultate disperzije!
Enostavno testiranje brez tveganja
Ultrazvočni procesi so lahko popolnoma linearno skalirani. To pomeni, da lahko vsak rezultat, ki ste ga dosegli z laboratorijskim ali namiznim ultrazvočnim aparatom, prilagodite na popolnoma enak izhod z uporabo popolnoma enakih procesnih parametrov. Zaradi tega je ultrazvok idealen za testiranje izvedljivosti brez tveganja, optimizacijo procesov in kasnejšo uvedbo v komercialno proizvodnjo. Kontaktirajte nas, če želite izvedeti, kako lahko ultrazvočno razbijanje izboljša vašo proizvodnjo barv in pigmentov.
Najvišja kakovost – Zasnovano in izdelano v Nemčiji
Kot družinsko in družinsko podjetje Hielscher daje prednost najvišjim standardom kakovosti za svoje ultrazvočne procesorje. Vsi ultrazvočni aparati so zasnovani, izdelani in temeljito preizkušeni na našem sedežu v Teltowu blizu Berlina v Nemčiji. Robustnost in zanesljivost Hielscherjeve ultrazvočne opreme je delovni konj v vaši proizvodnji. 24/7 delovanje pri polni obremenitvi in v zahtevnih okoljih je naravna značilnost Hielscherjevih visoko zmogljivih razpršilnikov. Zaradi tega je Hielscherjeva ultrazvočna oprema zanesljivo delovno orodje, ki izpolnjuje vaše zahteve za obdelavo barv.
| Obseg serije | Pretok | Priporočene naprave |
|---|---|---|
| 1 do 500 ml | 10 do 200 ml / min | UP100H |
| 10 do 2000 ml | 20 do 400 ml / min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 do 20L | 00,2 do 4 l/min | UIP2000hdT |
| 10 do 100L | 2 do 10 l/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10 do 100 l/min | UIP16000 |
| n.a. | Večji | Grozd UIP16000 |
Kontaktirajte nas! / Vprašajte nas!
Literatura / Reference
- N.P. Badgujar , Y.E. Bhoge , T.D. Deshpande , B.A. Bhanvase , P.R. Gogate , S.H. Sonawane , R.D. Kulkarni (2015): Ultrasound assisted organic pigment dispersion: advantages of ultrasound method over conventional method. Pigment & Resin Technology, Vol. 44 No. 4, 2015. 214-223.
- Siti Hajar Othman, Suraya Abdul Rashid, Tinia Idaty Mohd Ghazi, Norhafizah Abdullah (2012): Dispersion and Stabilization of Photocatalytic TiO2 Nanoparticles in Aqueous Suspension for Coatings Applications. Journal of Nanomaterials, Volume 2012.
- Kimitoshi Sato; Ji‐Guang Li; Hidehiro Kamiya; Takamasa Ishigaki (2008): Ultrasonic Dispersion of TiO2 Nanoparticles in Aqueous Suspension. Jouranl of American Cermaic Society Vol. 91, Issue 8, 2008.
- Karl A. Kusters; Sotiris E. Pratsinis; Steven G. Thoma; Douglas M. Smith (1994): Energy–Size Reduction Laws for Ultrasonic Fragmentation. September 1994, Powder Technology 80 (3), 1994. 253–263.
- Stoffer J.O.; Fahim M. (1991): Ultrasonic dispersion of pigment in water based paints. Journal of Coatings Technology, 63, (797), 61.
Dejstva, ki jih je vredno vedeti
Kakšna je razlika med disperzijami in emulzijami
Opredelitev disperzije:
A disperzija je sistem, v katerem so porazdeljeni delci enega materiala razpršeni v neprekinjeni fazi drugega materiala. Obe fazi sta lahko v enakem ali različnih stanjih snovi.
Razlikujejo se različne vrste disperzij. Razlikovalni dejavniki so na primer razmerje velikosti delcev razpršenih delcev glede na delce zvezne faze, ne glede na to, ali pride do obarjanja ali ne, in prisotnost Brownovega gibanja. Na splošno se disperzije delcev, ki so dovolj veliki za sedimentacijo, imenujejo suspenzije, medtem ko se disperzije manjših delcev imenujejo koloidi in raztopine. Emulzija je specifičen podtip disperzije, kjer se dve tekočini, ki se ne mešata (dve fazi istega stanja), razpršita ena v drugo.
Opredelitev emulzije:
Emulzije so tekoči sistemi z najmanj dvema tekočinama, ki se ne mešajo, pri čemer je ena od tekočin razpršena v drugi kot majhne kapljice. Faza majhnih, porazdeljenih kapljic se imenuje dispergirana ali notranja faza, druga faza pa se imenuje zvezna ali zunanja faza. Obstajata dve glavni vrsti emulzij, ki se razlikujeta: emulzije olje v vodi (O/W) in voda v olju (W/O). V emulziji olje v vodi (O / W) je notranja faza olje ali tekočina, ki se meša z oljem, zunanja faza pa je voda ali tekočina, ki se meša z vodo. V emulziji voda v olju (W/O) je notranja faza voda, podobna tekočina, medtem ko je zunanja faza olju podobna tekočina.
Večina emulzij zahteva emulgator, znan kot stabilizator ali površinsko aktivna snov. Velikost kapljic ima tudi ključno vlogo pri stabilnosti emulzije. Manjša kot je velikost kapljice, bolj stabilna je emulzija.
Visoko zmogljiva ultrazvoka! Hielscherjeva paleta izdelkov zajema celoten spekter od kompaktnega laboratorijskega ultrazvočnega aparata preko namiznih enot do popolnoma industrijskih ultrazvočnih sistemov.