Güç ultrasonu, yoğun ve hassas bir şekilde kontrol edilebilen öğütme ve dağıtma etkileri ile bilinir. Bu, ultrasonik homojenizatörleri pigment macunu ve boya formülasyonlarının üretimi için ideal hale getirir. Endüstriyel ultrasonicators, mikron ve nano aralığında oldukça düzgün bir parçacık boyutu dağılımı sağlar. Homojen ıslatma, dispersiyon, deagglomeration ve frezeleme elde etmek için Hielscher sonicators ile yüksek viskoziteli büyük hacimli akışları işleyin!

Ultrason ile İmalatı Boya

Sonikleştirme ile Boyalar, Renkler ve Kaplamalar geliştirin:

• Formülasyon: sulu veya yüksek viskoziteler, yüksek partikül yüklerinin, ister solvent bazlı – Hielscher endüstriyel inline ultrasonicators ile herhangi bir formülasyonu işleyebilirsiniz.
• Micron- ve Nano Boyutu: Akustik kavitasyon tarafından üretilen yüksek kesme kuvvetleri, parçacıkları dakika parçacık çaplarına indirir ve eşit bir dağılım sağlar. Ultrasonikasyon parametrelerini parçacık ve formülasyon gereksinimlerinize göre ayarlamak, nano boyutlu pigmentlerin güvenilir bir şekilde üretilmesini sağlar.
• Optik özellikler: Doğru optik özellikleri elde etmek için, pigment parçacık boyutunun kontrol edilmesi gerekir. Genellikle, opaklık parçacık boyutu ile ilişkilidir: parçacık boyutu ne kadar ince olursa, opaklık o kadar fazla olur. Örneğin, TiO2 özellikle ışığın dalga boyunun yaklaşık yarısına eşdeğer olan 0.20 ila 0.3 mikronluk bir parçacık boyutuna işlenir. Ultrasonication TiO2 pigmentleri optimum boyutlarına indirger, böylece nihai gizleme elde edilir.
• Yüksek Performanslı Parçacıklar: Daha küçük parçacık boyutları daha fazla renk doygunluğu, renk tutarlılığı ve kararlılığı sağlar. Yoğun, ancak hassas bir şekilde kontrol edilebilen ultrason kuvvetleri, kaplanmış parçacıklar, SWNT'ler, MWCNT'ler ve çekirdek kabuk parçacıkları gibi modifiye edilmiş ve işlevselleştirilmiş nano parçacıkların üretilmesine izin verir. Bu tür parçacıklar benzersiz özellikler gösterir ve boya veya kaplama formülasyonlarını yeni bir kalite ve işlevsellik seviyesine yükseltir (örneğin UV direnci, çizilme direnci, mukavemet, yapışkanlık, yüksek ısı direnci, kızılötesi ve güneş yansıtıcılığı).
• Modifiye Parçacıklar: Yüzey modifiye pigmentler, yüksek pigment yüklerinde ( katı maddelerde 2,5 cP), üstün süspansiyon stabilitesine ve yüksek saflığa sahiptir. Ultrasonik destekli parçacık işlevselliği, özel özelliklere sahip yüksek performanslı pigmentlerin sentezlenmesini kolaylaştırır.

Pigment macunları ultrason kavitasyonu kullanılarak öğütülür ve dağıtılır ve yüksek kesme kuvvetleri önemli bir boyut küçültme ve homojen dağılım gösterir. Yukarıdaki grafik, artan ultrasonik enerjide artan boyut küçültmesini göstermektedir.

Boya üretimi için pigmentler, bağlayıcılar/film oluşturucular, seyrelticiler/çözücüler, reçineler, dolgu maddeleri ve katkı maddeleri gibi bileşenlerin homojen bir formülasyonda birbirine karıştırılması gerekir. Pigmentler, boyaya rengini veren belirleyici bileşendir. En önemli beyaz pigment, istenen beyazlık, parlaklık, opaklık derecesini ve çok yüksek bir kırılma indisini göstermek için çapı 0.2 ila 0.3 mikron arasında optimum bir parçacık boyutuna öğütülmesi gereken TiO2'dir. Ultrasonik kesme kuvvetleri, TiO2 parçacıklarının çok etkili ve enerji etkili bir deagglomerasyon ve dağılmasını sağlar (aşağıdaki resme bakın).

Farklı katı konsantrasyonları ile ultrasonik olarak dağılmış TiO2 nanopartikül süspansiyonunun TEM'i. Sonication kullanılarak gerçekleştirildi ultrasonicator UIP1000hdT
Sol: ultrasonik enerji girişi 1.8 × 10⁵ J/L – Sağ: ultrasonik enerji girişi 5.4 × 10⁵ J/L
(Çalışma ve görüntüler: ©Fasaki ve ark., 2012)

 
Ultrasonik frezeleme ve dispersiyon, renk mukavemetini, yoğunluğunu, taşlamanın inceliğini, dispersiyonunu ve reolojisini geliştirerek boya kalitesini arttırır.

Ultrasonik Dispersing & Koşullar Taşlama

Boyaların ve kaplamaların kalitesi, pigmentlerin homojen dağılımına bağlıdır. Hielscher Ultrasonics, özellikle yüksek pigment yüklerine sahip formülasyonlar için, boya dispersiyonu için etkili freze ve taşlama ekipmanları sağlar. Frezeleme, taşlama, deagglomerasyon ve dispersiyon uygulamaları için ultrasonik dağıtıcıların mekanizması esas olarak ultrasonik kavitasyon tarafından üretilen kesme prensibine dayanmaktadır. Parçacıkların ayrışması için gerekli kavitasyonel kesme kuvvetleri, yüksek basınç farkları, yerel sıcak noktalar ve sıvı jetleri tarafından üretilir ve bu da parçacıklar arası çarpışma ile parçacıkların parçalanmasına neden olur.
Ultrasonik prob başına 16.000 watt ile UIP16000hdT gibi endüstriyel ultrasonik dağıtıcılar, boya ve kaplamaların yüksek hacimli akışlarını işleme kapasitesine sahiptir.

Grindometre üzerindeki sonikasyonlu tebeşir boyası, pigmentlerin mükemmel bir şekilde homojen deagglomeration ve partikül boyutu dağılımını gösterir

Nanopartiküller Dağılma

Ultrasonik taşlama ve dispersiyon genellikle sinlge-dispersed birincil parçacıklar elde etmek için nano-parçacıkları verimli bir şekilde işlemek için tek yöntemdir. Küçük bir birincil parçacık boyutu, geniş bir yüzey alanı ile sonuçlanır ve benzersiz parçacık özelliklerinin ve işlevlerinin ifadesi ile ilişkilidir. Aynı zamanda, daha küçük bir parçacık boyutu, daha şiddetli toplama ve reaktivite için yüksek bir yüzey enerjisi ile ilişkilidir, böylece nano parçacıkları homojen olarak formülasyona dağıtmak için yoğun ultrasonik dispersiyon kuvvetleri gerekir.
Ayrıca, ultrasonik bir yüzey işlemi, gelişmiş dağılabilirlik, dağılım stabilitesi, hidrofobiklik ve diğer özelliklere yol açan nano parçacıkları değiştirebilir.
Araştırmacılar, nano parçacıklar için ultrasonik dağılım yöntemini tercih edilen çözelti olarak önerdiler, “Çünkü ultrasonik yöntemle dağılan malzeme, boncuk frezeleme ile üretilenden çok daha saftır.” [Kim ve ark. 2010].

Ultrasonik dispersiyon tekniği, üç silindirli, bilyalı veya medya değirmenleri gibi geleneksel frezeleme teknolojilerine kıyasla birçok avantaja sahiptir.

Masterbatch ve boya formülasyonları için ultrasonik homojenizasyon ve pigment ve renklendiricilerin dispersiyonu hakkında daha fazla bilgi edinin!

Caution: Video "duration" is missing

Edebiyat / Referanslar