Ултразвук за дисперговање и млевење: боја & пигменти

Снажни ултразвук је добро познат по својим интензивним и прецизно контролисаним ефектима млевења и дисперговања. Ово чини ултразвучне хомогенизаторе идеалним за производњу пигментних паста и формулација боја. Индустријски ултрасоникатори обезбеђују веома уједначену дистрибуцију величине честица у микронском и нано опсегу. Обрадите велике токове високог вискозитета са Хиелсцхер соникаторима да бисте постигли хомогено влажење, дисперговање, деагломерацију и млевење!

Производња боја ултразвуком

Побољшајте своје боје, боје и премазе помоћу соникације:

• Формулација: Било да се ради о високим вискозностима, великом оптерећењу честицама, на бази воде или растварача – са Хиелсцхер индустријским инлине ултрасоникаторима можете обрадити било коју формулацију.
• Микронска и нано-величина: Велике силе смицања које ствара акустична кавитација смањују честице на мале пречнике честица и обезбеђују уједначену дисперзију. Прилагођавање параметара ултразвучне обраде вашим захтевима за честице и формулацију омогућава поуздану производњу пигмената нано величине.
• Оптичке особине: Да би се добила исправна оптичка својства, величина честица пигмента се мора контролисати. Обично је непрозирност у корелацији са величином честица: што је финија величина честице, то је већа непрозирност. На пример, ТиО2 се посебно обрађује до величине честица од 0,20 до 0,3 микрона, што је приближно еквивалентно једној половини таласне дужине светлости. Ултразвучна обрада смањује ТиО2 пигменте на њихову оптималну величину, тако да се постиже крајње скривање.
• Честице високих перформанси: Мање величине честица резултирају већом засићеношћу боје, конзистенцијом боје и стабилношћу. Интензивне, а ипак прецизно контролисане ултразвучне силе омогућавају производњу модификованих и функционализованих наночестица, као што су обложене честице, СВНТ, МВЦНТ и честице језгра-љуске. Такве честице показују јединствене карактеристике и подижу формулације боја или премаза на нови ниво квалитета и функционалности (нпр. УВ отпорност, отпорност на гребање, чврстоћа, лепљивост, висока отпорност на топлоту, инфрацрвену и сунчеву рефлексивност).
• Модификоване честице: Површински модификовани пигменти имају веома низак вискозитет при великом оптерећењу пигментом (2,5цП при 10% чврстих материја), врхунску стабилност суспензије и високу чистоћу. Ултразвучно потпомогнута функционализација честица олакшава синтезу пигмената високих перформанси са посебним карактеристикама.

Пигментне пасте су млевене и дисперговане коришћењем ултразвучне кавитације и велике силе смицања показују значајно смањење величине и уједначену дистрибуцију. Горњи графикон показује повећање смањења величине при повећању ултразвучне енергије.

За производњу боје, компоненте као што су пигменти, везива/творци филма, разблаживачи/растварачи, смоле, пунила и адитиви морају да се помешају у хомогену формулацију. Пигменти су одлучујућа компонента која боји даје боју. Најважнији бели пигмент је ТиО2, који треба да се самље до оптималне величине честица између 0,2 и 0,3 микрона у пречнику да би се показао жељени степен белине, сјај, непрозирност и веома висок индекс преламања. Ултразвучне силе смицања обезбеђују веома ефикасну и енергетски ефикасну деагломерацију и дисперзију ТиО2 честица (погледајте слику испод).

ТЕМ ултразвучно дисперговане суспензије наночестица ТиО2 са различитим концентрацијама чврсте супстанце. Соникација је изведена коришћењем Ултрасоницатор УИП1000хдТ
Лево: улаз ултразвучне енергије 1,8 × 10⁵ Ј/Л – Десно: улаз ултразвучне енергије 5,4 × 10⁵ Ј/Л
(Студија и слике: ©Фасаки ет ал., 2012)

 
Ултразвучно млевење и дисперговање побољшавају квалитет боје побољшавајући њену јачину боје, густину, финоћу млевења, дисперзију и реологију.

ултразвучно дисперговање & Услови брушења

Квалитет боја и премаза зависи од хомогене дисперзије пигмената. Хиелсцхер Ултрасоницс испоручује ефикасну опрему за млевење и млевење за дисперзију боје, посебно за формулације са великим оптерећењем пигмента. Механизам ултразвучних дисперзатора за млевење, млевење, деагломерацију и дисперзију се углавном заснива на принципу смицања који се генерише ултразвучном кавитацијом. Кавитационе смичне силе неопходне за дисоцијацију честица су произведене високим разликама притиска, локалним врућим тачкама и млазовима течности, што доводи до распада честица сударом између честица.
Индустријски ултразвучни дисперзатори као што је УИП16000хдТ са 16.000 вати по ултразвучној сонди имају капацитет за обраду великих токова боја и премаза.

Соницирана боја креде на гриндометру показује савршено уједначену деагломерацију и расподелу величине честица пигмената

Дисперзија наночестица

Ултразвучно млевење и дисперговање је често једини метод за ефикасну обраду наночестица како би се добиле једноструко дисперговане примарне честице. Мала величина примарне честице резултира великом површином и корелира са изражавањем јединствених карактеристика и функционалности честица. У исто време, мања величина честица је повезана са високом површинском енергијом за већу агрегацију и реактивност, тако да су потребне интензивне ултразвучне силе дисперговања да би се нано честице хомогено дисперговале у формулацију.
Штавише, ултразвучна површинска обрада може модификовати нано честице што доводи до побољшане дисперзибилности, стабилности дисперзије, хидрофобности и других карактеристика.
Истраживачи су препоручили метод ултразвучне дисперзије за нано честице као пожељно решење, “јер је материјал који се распршује ултразвучном методом много чистији од материјала произведеног млевењем перли.” [Ким ет ал. 2010].

Техника ултразвучне дисперзије има многе предности у поређењу са традиционалним технологијама млевења као што су млинови са три ваљка, лоптасти или медијски млинови.

Прочитајте више о ултразвучној хомогенизацији и дисперговању пигмената и боја за мастербатцхе и формулације боја!

Caution: Video "duration" is missing

Литература / Референце