Хомогенизатори високих перформанси за боје
Ултразвучне мешалице су поуздан алат за хомогенизацију, дисперговање и емулговање течних формулација боја и пигмената. Ултразвучни хомогенизатори не само да производе веома стабилне, уједначене емулзије и дисперзије боја, већ се ултразвучни уређаји користе и за млевење и уситњавање пигмената, наноматеријала и примарних честица. Због одличних резултата дисперговања и млевења, индустрија боја примењује ултразвучне хомогенизаторе као једну од најсофистициранијих доступних техника мешања боја и пигментних паста.
Хомогенизација, дисперговање и емулзије боја
Хомогенизација се примењује ради смањења величине чврстих честица или капљица како би се олакшала производња стабилних емулзија и дисперзија високог квалитета. При формулисању боја, премаза и лакова, уједначена величина честица је пресудна за уједначене резултате у погледу обојености, понашања при наношењу и функционалности формулације боје или премаза.
Ултразвучни хомогенизатори за боје за формулације дисперзија и емулзија
Ултразвучне мешалице са високим смицањем идеалне су за поступке хомогенизације, емулговања и солубилизације у којима су величина честица или капљица и њихова равномерна расподела пресудне за перформансе и квалитет боје.
Ултразвучна обрада је преферирана технологија хомогенизације, јер интензивна акустична кавитација ултразвука велике снаге може поуздано да разгради молекуле до уједначене расподеле честица у микрометарском и нанометарском опсегу. Ултразвучна хомогенизација је најсофистициранија техника за производњу честица нанометарских и микрометарских величина. Величина честица (нпр. пигмената, уља, воскова, адитива итд.) може се појединачно подесити применом одговарајућег интензитета ултразвука.
Поред тога, ултразвучно дисперговање може довести до модификације површине пигмената, што резултира знатно повећаном стабилношћу дисперзије.
Индустријски ултразвучни процесор UIP16000 (16kW) за производњу боја и нанопунила
- боје на бази воде
- боје на бази растварача
- емулзионе боје
- дисперзионе боје
- дисперзије латекса
- емулзије воска
- високе садржаје пигмената
- сјајне емулзионе боје
- суспоемулзије (мешавина суспензије и емулзије)
- премазе високих перформанси
- лакове
- полимерне формулације
- емајле
- адитиве у облику наночестица
- абразивне честице
- миниемулзиону полимеризацију
- микробиолошку стабилизацију боја и премаза
Ултразвучно дисперговање нанопунила
Пунила нанометарских величина уграђују се у премазе као што су полимери или смоле. Таква нанопунила могу знатно побољшати механичка својства одређених материјала, нпр. отпорност на UV зрачење, отпорност на гребање, крутост и жилавост / затезну чврстоћу. Главна разлика између конвенционалних пунила микрометарских величина и пунила нанометарских величина јесте висок однос специфичне површине, а тиме и потпуно измењена својства нанопунила. Наноматеријали (нпр. пунила нанометарских размера) морају се равномерно дисперговати у формулацији боје или премаза како би целокупна површина могла да ступа у интеракцију са околном матрицом. Само када су диспергована као појединачне наночестице, нанопунила могу испољити своја изузетна својства материјала. Ултразвучни хомогенизатори и диспергатори представљају супериорну технологију мешања за раздвајање, деагломерацију и равномерно дисперговање наночестица, као што су нанопунила, у матрици (нпр. полимерима, епоксидима или смолама). Пошто ултразвучне силе смицања раскидају везе између честица, свака честица се појединачно диспергује у матрици и у потпуности испољава своја својства. Стога су ултразвучно дисперговање и хомогенизација најпоузданији метод за производњу премаза високих перформанси.
Техника ултразвучног дисперговања има бројне предности у поређењу са традиционалним технологијама млевења, као што су млинови са три ваљка, куглични млинови или млинови са телима за млевење.
Ултразвучно дисперговање емулзије латекса
Иако латекс боје нису најсложеније формулације боја за припрему, ипак се морају пажљиво припремати, а све компоненте латекс формулације морају се додавати одређеним редоследом. У првом кораку припреме припрема се основна суспензија боје. У ту сврху пигменти се диспергују у води са средствима за квашење, средствима против пенушања и другим адитивима потребним за конкретну рецептуру. Обично се прво диспергују пигменти титан-диоксида (TiO2), а затим се додају пунилачки пигменти. За већину рецептура, редослед и количина додавања ових једињења представљају суштински фактор који утиче на квалитет. За квашење и дисперговање честица углавном се користе брзоходне лопатичне / ротационе мешалице, које представљају најконвенционалнију методу емулговања латекса. Код лопатичних или ротационих мешалица, мешање уједначене основне формулације захтева много времена. Затим се смеши додаје латекс емулзија и умешава уз знатно нижи ниво енергије мешања. Латекс емулзије су склоне коалесценцији или разбијању и захтевају благе услове хомогенизације. Потом се додају претходно дисперговани згушњивачи како би се вискозност коначне емулзије латекс боје прилагодила жељеној конзистенцији.
Ултразвучни диспергатор може лако и поуздано да обави припрему латекс емулзија. Пошто се енергија соникације, а тиме и интензитет дисперговања, могу прилагодити емулговању и хомогенизацији у различитим корацима припреме, разлагање састојака или разбијање латекс емулзије могу се поуздано спречити. Ултразвучно дисперговање је доказана техника за потпуно квашење праха. Редослед додавања материјала и други поступци могу се мењати у складу са захтевима формулације. Идеално подешен унос ултразвучне енергије омогућава потпуно испољавање боје пигмената и даје висококвалитетну латекс емулзиону боју.
Пошто ултразвучни диспергатор са проточном ћелијом представља затворен систем, не долази до нежељеног уношења ваздуха или пенушања. Предности ултразвучног уређаја су робусност и поузданост, једноставно и безбедно руковање, краћи циклуси шаржне обраде и једноставнији поступци припреме формулација. Чак и стони ултразвучни уређај у проточној конфигурацији може делотворно и економично да обрађује значајне производне количине.
Пре и после соникације: Зелена крива приказује величину честица пре соникације, а црвена крива представља расподелу величине честица ултразвучно диспергованог силицијум-диоксида.
Ултразвучно дисперговање емулзија воска
Емулзије и дисперзије воска су формулисани адитиви састављени од финих и стабилизованих честица воска, хомогено распоређених у води. Када се восак диспергује у облику нанокапљица са веома хомогеном расподелом капљица, добија се стабилна емулзија воска. Ултразвучни хомогенизатори стварају интензивне силе смицања и представљају поуздане и робусне системе за дисперговање ради производње стабилних наноемулзија воска.
Прочитајте више о ултразвучном емулговању воска!
Ултразвучни хомогенизатори са високим смицањем за формулације боја
Хомогенизатори, диспергатори, емулгатори и млинови компаније Hielscher Ultrasonics користе се у индустријској производњи боја и премаза високих перформанси. Интензивном енергијом ултразвучних фреквенција, ултразвучни хомогенизатори стварају веома велике силе смицања, турбуленције и разорне силе. Ове изузетно интензивне ултразвучне силе преносе потребно дејство на суспензије чврстих материја у течности како би се честице дисперговале и самлеле до жељене величине и функционалности.
Ултразвучно млевење при високом садржају чврсте фазе
Ултразвучни системи за линијску обраду могу лако да обрађују веома високе концентрације чврсте материје. Све док садржај честица у суспензији омогућава њено пумпање и пролаз кроз ултразвучну проточну ћелију, индустријски ултразвучни хомогенизатори компаније Hielscher могу поуздано да обрађују све врсте високовискозних суспензија пастозне конзистенције. Ултразвучно мокро млевење обично се примењује за припрему мастербач смеша пигмената микронске и нанометарске величине. Способност обраде тако високих садржаја чврсте материје, чак и абразивних честица, чини ултразвучне хомогенизаторе са високим смицањем најделотворнијом и најефикаснијом технологијом млевења пигмената и наночестица.
Ултразвучне мешалице за резервоаре и проточни реактори
Формулације боја могу се мешати у отвореним резервоарима или шаржама, у које се урања једна или више ултразвучних сонди. Мешање у отвореној посуди помоћу система као што је Hielscher SonoStation (видети слику лево) идеално је за дисперговање средњих запремина формулација ниске до средње вискозности. За велики запремински капацитет обраде, интензивне примене млевења и разбијања примарних честица, као и за високовискозне суспензије и пасте, најбољи избор је ултразвучни реактор који може да ради под притиском.
Отворена посуда, као што је резервоар, не може да ради под притиском, нити је идеална за равномерну обраду већих запремина и/или високовискозних материјала. Ултразвучни проточни реактор може да ради под притиском до неколико barg. Примена притиска током соникације појачава акустичну кавитацију, а тиме и силе смицања и ефекте дисперговања / млевења / хомогенизације ултразвуком. Истовремено, сва боја или сви пигменти равномерно се доводе у реактор: захваљујући истом времену задржавања и обради под потпуно истим ултразвучним условима, постиже се веома хомоген резултат дисперговања / млевења. Веома равномерна обрада под дејством интензивних ултразвучних сила даје боје врхунског квалитета.
Hielscher Ultrasonics нуди комплетан асортиман ултразвучних процесора високих перформанси са системима резервоара и реактора, обезбеђујући вам идеалну опрему за ултразвучно дисперговање у производњи боја.
Ултразвучни диспергатори за сваки производни капацитет
Асортиман производа компаније Hielscher Ultrasonics обухвата читав спектар ултразвучних процесора, од компактних лабораторијских ултразвучних уређаја, преко стоних и пилот-система, до потпуно индустријских ултразвучних процесора са капацитетом обраде камионских количина на сат. Комплетан асортиман производа омогућава нам да вам понудимо најпогоднији ултразвучни диспергатор за ваше формулације боја, капацитет процеса и производне циљеве.
Стони ултразвучни системи идеални су за испитивања изводљивости и оптимизацију процеса. Линеарно повећање размера на основу утврђених процесних параметара омогућава веома лако повећање капацитета обраде са мањих шаржи на пуни комерцијални обим производње. Повећање размера може се постићи уградњом снажнијег ултразвучног диспергатора или паралелним повезивањем више ултразвучних уређаја. Са моделом UIP16000, Hielscher нуди најснажнији ултразвучни диспергатор на свету.
Прецизно подесиве амплитуде за оптималне резултате
Сви ултразвучни уређаји компаније Hielscher омогућавају прецизно управљање и стога су поуздани ослонци у производњи. Амплитуда је један од кључних процесних параметара који утичу на ефикасност и делотворност ултразвучног дисперговања и мокрог млевења пигментних паста, боја и полимера.
Сви процесори компаније Hielscher Ultrasonics омогућавају прецизно подешавање амплитуде. Сонотроде и појачивачи амплитуде су додаци који омогућавају промену амплитуде у још ширем опсегу. Индустријски ултразвучни процесори компаније Hielscher могу да постигну веома високе амплитуде и обезбеде потребан интензитет ултразвука за захтевне примене. Амплитуде до 200µm могу се лако одржавати непрекидно у режиму рада 24/7. Високе амплитуде су неопходне за примене ултразвука велике снаге, као што су нанодисперзије, синтеза наночестица, млевење примарних честица и миниемулзије.
Прецизно подешавање амплитуде и стално праћење параметара ултразвучног процеса помоћу паметног софтвера омогућавају вам да обрађујете пигменте и суспензије прахова под најделотворнијим ултразвучним условима. Оптимална соникација за најбоље резултате дисперговања!
Једноставно испитивање без ризика
Ултразвучни процеси могу се у потпуности линеарно скалирати. То значи да се сваки резултат који сте постигли помоћу лабораторијског или стоног ултразвучног уређаја може пренети на веће размере уз потпуно исти исход и потпуно исте процесне параметре. Због тога је ултразвучна обрада идеална за испитивање изводљивости без ризика, оптимизацију процеса и накнадно увођење у комерцијалну производњу. Контактирајте нас да бисте сазнали како соникација може да унапреди вашу производњу боја и пигмената.
Највиши квалитет – пројектовано и произведено у Немачкој
Као предузеће у породичном власништву којим управља породица, Hielscher даје предност највишим стандардима квалитета за своје ултразвучне процесоре. Сви ултразвучни уређаји се пројектују, производе и темељно испитују у нашем седишту у Телтову код Берлина, у Немачкој. Робусност и поузданост ултразвучне опреме компаније Hielscher чине је поузданим ослонцем у вашој производњи. Рад 24/7 под пуним оптерећењем и у захтевним окружењима природна је одлика диспергатора високих перформанси компаније Hielscher. То чини ултразвучну опрему компаније Hielscher поузданим радним алатом који испуњава ваше захтеве за обраду боја.
| Запремина шарже | Проток | Препоручени уређаји |
|---|---|---|
| 1 до 500mL | 10 до 200mL/min | UP100H |
| 10 до 2000mL | 20 до 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 до 20L | 0,2 до 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 до 100L | 2 до 10L/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10 до 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | већи | група уређаја UIP16000 |
Контактирајте нас! / Питајте нас!
Литература / Референце
- 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.
Чињенице које вреди знати
Која је разлика између дисперзија и емулзија
Дефиниција дисперзије:
Једна Дисперзија је систем у коме су распоређене честице једног материјала дисперговане у континуалној фази другог материјала. Две фазе могу бити у истом или различитим агрегатним стањима.
Разликују се различите врсте дисперзија. Критеријуми разликовања су, на пример, однос величине диспергованих честица према величини честица континуалне фазе, да ли долази до таложења и присуство Брауновог кретања. Уопштено, дисперзије честица довољно великих за седиментацију називају се суспензијама, док се дисперзије мањих честица називају колоидима и растворима. Емулзија је посебан подтип дисперзије у коме су две течности које се међусобно не мешају (две фазе истог агрегатног стања) дисперговане једна у другој.
Дефиниција емулзије:
Емулзије су течни системи од најмање две течности које се међусобно не мешају, при чему је једна течност диспергована у другој у облику ситних капљица. Фаза ситних, распоређених капљица назива се диспергована или унутрашња фаза, док се друга фаза назива континуална или спољашња фаза. Разликују се два главна типа емулзија: емулзије уља у води (O/W) и воде у уљу (W/O). У емулзији уља у води (O/W), унутрашња фаза је уље или течност која се меша са уљем, а спољашња фаза је вода или течност која се меша са водом. У емулзији воде у уљу (W/O), унутрашња фаза је течност слична води, док је спољашња фаза течност слична уљу.
Већини емулзија потребан је емулгатор, познат као стабилизатор или површински активна материја. Величина капљица такође има кључну улогу у стабилности емулзије. Што су капљице мање, то је емулзија стабилнија.
Ултразвучна технологија високих перформанси! Асортиман производа компаније Hielscher обухвата читав спектар, од компактног лабораторијског ултразвучног уређаја, преко стоних јединица, до потпуно индустријских ултразвучних система.

