Vernikler Nano Dolgularla Nasıl Karıştırılır

Vernik üretimi, formülasyona homojen bir şekilde dağıtılması gereken nano partikülleri ve pigmentleri işleyebilen güçlü karıştırma ekipmanı gerektirir. Ultrasonik homojenizatörler, nanopartiküllerin polimerlere homojen bir şekilde dağılmasını sağlayan yüksek verimli ve güvenilir dispersiyon tekniğidir.

Yüksek Performanslı Ultrasonik Mikserler ile Vernik Üretimi

Bir vernik, reçineler (örneğin akrilik, poliüretan, alkid, gomalak), kurutma yağı, bir metal kurutucu ve uçucu çözücülerden (örneğin nafta, mineral ispirto veya tiner) formüle edilen şeffaf şeffaf sert koruyucu kaplama veya film olarak tanımlanır. Vernik kuruduğunda, içerdiği çözücü buharlaşır ve kalan bileşenler, dayanıklı şeffaf bir film oluşturmak için oksitlenir veya polimerize olur. Vernikler daha çok ahşap yüzeyler, tablolar ve çeşitli dekoratif objeler için koruyucu kaplama olarak kullanılırken, UV kürleme vernikleri otomobil kaplamaları, kozmetik, gıda, bilim ve diğer dallarda kullanılmaktadır.

Nano-silikanın vernikte ultrasonik dispersiyonu

Ultrasonik dispersiyon için yaygın bir örnek, genellikle verniklere tiksotropik özellikler kazandırmak için eklenen kolloidal silikaların dahil edilmesidir.
Örneğin, nano-silika dolgulu polieterimid vernik, standart bir vernikten otuz kata kadar daha uzun bir kullanım ömrü gösterir. Nano-silika, elektriksel iletkenliği, DC ve AC dielektrik dayanımları ve yapışma mukavemeti olarak vernik özelliklerini geliştirir. Ultrasonik dağıtıcılar bu nedenle elektriksel olarak iletken kaplamaların üretimi için yaygın olarak kullanılmaktadır.
Diğer silikat mineralleri, wollastonit, talk, mika, kaolin, feldispat ve nefelin siyenit ucuz dolgu maddeleridir ve kaplamalarda reoloji (viskozite), sedimantasyon stabilitesi ve film mukavemetini değiştirmek için eklenen genişletici pigmentler olarak yaygın olarak kullanılır.

Nanofiller dispersiyonu için ultrasonikatörlerin kanıtlanmış üstünlüğü araştırılmıştır

Monteiro ve ark. (2014) yaygın dispersiyon teknolojilerini karşılaştırdı – yani rotor-stator karıştırıcı, Cowles çarkı ve ultrasonik prob tipi dağıtıcı – titanyum dioksiti (TiO2, anataz) dağıtmadaki etkinlikleri ile ilgili olarak. Ultrasonikasyon, konvansiyonel Na-PAA polielektrolit kullanarak nanopartikülleri suda dağıtmak için en verimli olduğunu ve bir rotor-stator veya Cowles pervanesi ile önemli ölçüde mükemmel bir karışım olduğunu ortaya koydu.
Çalışmanın Detayları: İyi deagglomere edilmiş bir nano-TiO2 sulu süspansiyon oluşturmada en etkili olanı belirlemek için farklı dispersiyon teknikleri karşılaştırıldı. Referans dağıtıcı olarak endüstride geleneksel olarak TiO2 sulu dispersiyonları için kullanılan poliakrilik asidin (Na-PAA) sodyum tuzu kullanılmıştır. Şekil 1, Cowles dağıtıcı (2000 rpm'de 30 dakika), rotor-stator karıştırıcı (14000 rpm'de 30 dakika) ve prob tipi ultrasonikasyon (Hielscher UIP1000hdT, P genlikte 2 dakika). “Cowles dağıtıcı kullanılarak parçacık boyutları üç farklı aralıktaydı: 40-100 nm, 350-1000 nm ve 1200-4000 nm. Daha büyük aglomeralar dağılıma açıkça hakimdir ve bu da bu tekniğin verimsiz olduğunu gösterir. Rotor-stator ayrıca, nanopartiküllerin karıştırma süresi boyunca bir kerede veya kademeli olarak eklenmesinden bağımsız olarak tatmin edici olmayan sonuçlar verdi. Cowles'ın sonucunda gözlemlenen en büyük fark, orta tepenin daha yüksek parçacık boyutuna kayması ve kısmen en sağdaki tepe ile birleşmesi ile ilgilidir. Öte yandan, ultrason kullanımı, 0.1 nm'de merkezlenmiş dar bir tepe ve 150-280 nm ve 380-800 nm aralıklarında çok daha küçük iki tepe ile çok daha iyi bir sonuç verdi.”

Nano-TiO2 sulu dispersiyonlarının (10mgmL-1, pH = 9) partikül boyutu dağılımları farklı dispersiyon teknikleri kullanılarak hazırlanmıştır. Ultrasonication en küçük TiO2 nanopartikülleri ve en dar partikül boyutu azaltma eğrilerini verir. Dağıtıcı (Na-PAA) kullanıldığında, nano-TiO2'ye oran 1: 1 idi.
(çalışma ve grafik: © Monteiro ve ark., 2014)

Ultrasonik frezeleme öncesi ve sonrası püskürtülerek kurutulmuş TiO2

Bu sonuç, Sato ve ark. (2008), ultrasonikasyon ile nano boyutlu TiO2 parçacıklarını suda dağıtmak için diğer tekniklerden daha iyi sonuçlar bildirmektedir. Akustik / ultrasonik kavitasyon tarafından oluşturulan şok dalgaları, son derece yoğun parçacıklar arası çarpışmalara ve verimli parçacık öğütme ve tek tip nano ölçekli parçalara topaklanmaya yol açar.
(bkz. Monteiro ve diğerleri, 2014)

Vernik Üretimi için Yüksek Performanslı Ultrasonik Homojenizatörler

Nanopartiküller ve nano dolgu maddeleri, vernik ve kaplama üretimi gibi endüstriyel üretim süreçlerinde kullanıldığında, kuru tozun homojen bir şekilde sıvı faza karıştırılması gerekir. Nano parçacık dispersiyonu, nano ölçekli parçacıkların niteliklerini ortaya çıkarmak için aglomeraları kırmak için yeterli enerji uygulayan güvenilir ve etkili bir karıştırma tekniği gerektirir. Ultrasonikatörler, güçlü ve güvenilir dağıtıcılar olarak bilinir, bu nedenle silika, nanotüpler, grafen, mineraller ve diğer birçok malzeme gibi çeşitli malzemeleri reçineler, epoksiler ve pigment ana partileri gibi sıvı bir faza homojen bir şekilde deaglomerarate etmek ve dağıtmak için kullanılır. Hielscher Ultrasonics, her türlü homojenizasyon ve deagglomeration uygulamaları için yüksek performanslı ultrasonik dağıtıcılar tasarlar, üretir ve dağıtır.
Nano dispersiyonların üretimi söz konusu olduğunda, yüksek performanslı ürünler elde etmek için hassas sonikasyon kontrolü ve nanopartikül süspansiyonunun güvenilir bir ultrasonik tedavisi esastır. Hielscher Ultrasonics'in işlemcileri, enerji girişi, ultrasonik yoğunluk, genlik, basınç, sıcaklık ve tutma süresi gibi tüm önemli işlem parametreleri üzerinde tam kontrol sağlar. Böylece, parametreleri optimize edilmiş koşullara ayarlayabilirsiniz, bu da daha sonra nanosilika veya nano-TiO2 bulamaçları gibi yüksek kaliteli nano dispersiyona yol açar.

Herhangi bir hacim / kapasite için: Hielscher Ultrasonicators ve geniş bir aksesuar portföyü sunar. Bu, uygulamanız ve üretim kapasiteniz için ideal ultrasonik sistemin yapılandırılmasına izin verir. Birkaç mililitre içeren küçük şişelerden saatte binlerce galonluk yüksek hacimli akışlara kadar, Hielscher işleminiz için uygun ultrasonik çözümü sunar.
Yüksek viskoziteler: Ultrasonik satır içi sistemler, bir pigmentin plastikleştirici, monomer ve polimer karışımı içinde yüksek partikül yüklemesinde homojen bir şekilde karıştırıldığı pigment ana partileri gibi macun benzeri formülasyonları kolayca işler.
Sağlamlık: Ultrasonik sistemlerimiz sağlam ve güvenilirdir. Tüm Hielscher ultrasonicators 24/7/365 operasyon için üretilmiştir ve çok az bakım gerektirir.
Kullanıcı dostu: Ultrasonik cihazlarımızın ayrıntılı yazılımı, basit ve güvenilir bir sonikasyon için sonikasyon ayarlarının ön seçimine ve kaydedilmesine izin verir. Sezgisel menüye dijital renkli dokunmatik ekran üzerinden kolayca erişilebilir. Uzaktan tarayıcı kontrolü, herhangi bir internet tarayıcısı üzerinden çalıştırmanıza ve izlemenize olanak tanır. Otomatik veri kaydı, yerleşik bir SD kartta çalıştırılan herhangi bir sonikasyonun işlem parametrelerini kaydeder.
Mükemmel enerji verimliliği: Alternatif dispersiyon teknolojileri ile karşılaştırıldığında, Hielscher ultrasonicators olağanüstü enerji verimliliği ve parçacık boyutu dağılımında üstün sonuçlar ile mükemmeldir.
Yüksek Kalite & Sağlamlık: Hielscher ultrasonicators kalitesi, güvenilirliği ve sağlamlığı ile tanınır. Hielscher Ultrasonics, ISO sertifikalı bir şirkettir ve en son teknoloji ve kullanıcı dostu özelliklere sahip yüksek performanslı ultrasonicators'a özel önem vermektedir. Tabii ki, Hielscher ultrasonicators CE uyumludur ve UL, CSA ve RoHs gereksinimlerini karşılar.

Aşağıdaki tablo size ultrasonicators'ımızın yaklaşık işleme kapasitesinin bir göstergesini verir: