Како мешати лакове са нанопунилима

Производња лакова захтева моћну опрему за мешање која може да рукује нано-честицама и пигментима, који се морају равномерно дисперговати у формулацији. Ултразвучни хомогенизатори су високоефикасна и поуздана техника дисперговања која обезбеђује хомогену дистрибуцију наночестица у полимере.

Производња лака са ултразвучним миксерима високих перформанси

Лак је описан као провидни, чврсти заштитни премаз или филм, који је формулисан од смола (нпр. акрил, полиуретан, алкид, шелак), уља за сушење, сушача метала и испарљивих растварача (нпр. нафте, минералног алкохола или разређивача). ). Када се лак осуши, растварач који се налази у њему испарава, а преостали састојци оксидирају или полимеризују да би формирали издржљив провидни филм. Лакови се углавном користе као заштитни премази за дрвене површине, слике и разне декоративне предмете, док се УВ очвршћујући лакови користе у аутомобилским премазима, козметици, храни, науци и другим гранама.

Ултразвучна дисперзија нано-силицијум диоксида у лаку

Уобичајени пример за ултразвучно дисперговање је уградња колоидних силицијум диоксида, који се обично додају за давање лакова тиксотропних својстава.
На пример, полиетеримидни лак пуњен нано-силицијумом показује продужени животни век до тридесет пута дужи од стандардног. Нано-силицијум побољшава својства лака као што су његова електрична проводљивост, ДЦ и АЦ диелектричне чврстоће и чврстоћа везивања. Ултразвучни дисперзатори се стога широко користе за производњу електрично проводљивих премаза.
Остали силикатни минерали, воластонит, талк, лискун, каолин, фелдспат и нефелин сиенит су јефтини пуниоци и нашироко се користе као такозвани екстендер пигменти, који се додају да модификују реологију (вискозност), стабилност седиментације и чврстоћу филма у премазима.

Истраживањем доказана супериорност ултразвучних апарата за дисперзију нанопунила

Монтеиро ет ал. (2014) упоредио је уобичајене технологије дисперговања – наиме ротор-статор миксер, Цовлес радно коло и ултразвучни дисперзор типа сонде – у погледу њихове ефикасности у дисперговању титанијум диоксида (ТиО2, анатаз). Показало се да је ултразвук најефикаснији за дисперговање наночестица у води коришћењем конвенционалног На-ПАА полиелектролита и значајно је одлично мешање са ротор-статором или Цовлесовим радним колом.
Детаљи студије: Упоређене су различите технике дисперзије како би се идентификовала најефикаснија у стварању добро деагломерисане нано-ТиО2 водене суспензије. Као референтни дисперзант коришћена је натријумова со полиакрилне киселине (На-ПАА), која се конвенционално користи у индустрији за водене дисперзије ТиО2. Слика 1 приказује расподелу запреминске величине честица (ПСД) добијену коришћењем Цовлес дисперзера (30 мин при 2000 о/мин), миксера ротор-статор (30 мин при 14000 о/мин) и ултразвучног типа сонде (Хиелсцхер УИП1000хдТ, 2 мин при 50% амплитуде). “Користећи Цовлес дисперзер, величине честица су биле у три различита опсега: 40–100 нм, 350–1000 нм и 1200–4000 нм. Већи агломерати јасно доминирају дистрибуцијом, што показује да је ова техника неефикасна. Ротор-статор је такође дао незадовољавајуће резултате, независно од тога да се наночестице додају одједном или постепено током времена мешања. Највећа разлика уочена у Цовлесовом резултату је повезана са померањем средњег врха ка већој величини честица, делимично спајајући се са крајњим десним врхом. С друге стране, употреба ултразвука је дала много бољи резултат, са уским врхом са центром на 0,1 нм и два много мања у опсегу 150–280 нм и 380–800 нм.”

Расподела величине честица водених дисперзија нано-ТиО2 (10мгмЛ−1, пХ = 9) припремљених коришћењем различитих техника дисперзије. Ултразвучна обрада даје најмање наночестице ТиО2 и најуже криве смањења величине честица. Када је коришћен дисперзант (На-ПАА), однос према нано-ТиО2 био је 1:1.
(студија и графика: © Монтеиро ет ал., 2014)

ТиО2 осушен спрејом пре и после ултразвучног млевења

Овај резултат се слаже са радом Сато ет ал. (2008), извештавајући о бољим резултатима са ултразвуком него са другим техникама за дисперговање нанодимензионираних ТиО2 честица у води. Ударни таласи створени акустичном/ултразвучном кавитацијом доводе до веома интензивних судара између честица и ефикасног млевења честица и деагломерације до униформних фрагмената нано-размера.
(уп. Монтеиро ет ал., 2014)

Ултразвучни хомогенизатори високих перформанси за производњу лакова

Када се наночестице и нанопунила користе у индустријским производним процесима као што је производња лакова и премаза, суви прах се мора хомогено мешати у течну фазу. Дисперзија нано-честица захтева поуздану и ефикасну технику мешања, која примењује довољно енергије да разбије агломерате како би се ослободили квалитети честица нано-размера. Ултрасоникатори су добро познати као моћни и поуздани дисперзатори, стога се користе за деагломерацију и дистрибуцију различитих материјала као што су силицијум диоксид, наноцеви, графен, минерали и многи други материјали хомогено у течну фазу као што су смоле, епоксиди и мастер шарже пигмента. Хиелсцхер Ултрасоницс дизајнира, производи и дистрибуира ултразвучне дисперзере високих перформанси за било коју врсту апликација за хомогенизацију и деагломерацију.
Када је у питању производња нано-дисперзија, прецизна контрола ултразвука и поуздан ултразвучни третман суспензије наночестица су од суштинског значаја за добијање производа високих перформанси. Хиелсцхер Ултрасоницс процесори вам дају потпуну контролу над свим важним параметрима обраде као што су унос енергије, ултразвучни интензитет, амплитуда, притисак, температура и време задржавања. На тај начин можете прилагодити параметре оптимизованим условима, што последично доводи до висококвалитетних нано-дисперзија као што су наносилицијум или нано-ТиО2 суспензија.

За било коју запремину / капацитет: Хиелсцхер нуди ултрасоникаторе и широк портфолио додатне опреме. Ово омогућава конфигурацију идеалног ултразвучног система за вашу примену и производни капацитет. Од малих бочица које садрже неколико милилитара до токова велике запремине од хиљада галона на сат, Хиелсцхер нуди одговарајуће ултразвучно решење за ваш процес.
Високи вискозитет: Ултразвучни инлине системи лако обрађују формулације налик на пасту, нпр. мастер шарже пигмента, где се пигмент меша са високим оптерећењем честица уједначено у мешавини пластификатора, мономера и полимера.
Робусност: Наши ултразвучни системи су робусни и поуздани. Сви Хиелсцхер ултрасоникатори су направљени за рад 24/7/365 и захтевају врло мало одржавања.
Лакоћа: Разрађен софтвер наших ултразвучних уређаја омогућава пред-селекцију и чување подешавања соникације за једноставну и поуздану соникацију. Интуитивни мени је лако доступан преко дигиталног обојеног екрана осетљивог на додир. Даљинска контрола претраживача вам омогућава да управљате и надгледате преко било ког интернет претраживача. Аутоматско снимање података чува параметре процеса било које соникације покренуте на уграђеној СД картици.
Одлична енергетска ефикасност: У поређењу са алтернативним технологијама дисперзије, Хиелсцхер ултрасоникатори се истичу изванредном енергетском ефикасношћу и супериорним резултатима у дистрибуцији величине честица.
Висок квалитет & Робусност: Хиелсцхер ултрасоницатори су признати по свом квалитету, поузданости и робусности. Хиелсцхер Ултрасоницс је ИСО сертификована компанија и ставља посебан нагласак на ултрасоникаторе високих перформанси са најсавременијом технологијом и лакоћом за коришћење. Наравно, Хиелсцхер ултрасоникатори су усаглашени са ЦЕ и испуњавају захтеве УЛ, ЦСА и РоХ.

Табела у наставку даје вам индикацију приближних капацитета обраде наших ултразвучних апарата: