Siêu âm để phân tán và mài: sơn & Sắc tố

Siêu âm điện nổi tiếng với hiệu ứng phay và phân tán mạnh mẽ và có thể kiểm soát chính xác. Điều này làm cho homogenizers siêu âm lý tưởng cho việc sản xuất bột màu và công thức sơn. Ultrasonicators công nghiệp cung cấp một phân phối kích thước hạt đồng đều cao trong phạm vi micron- và nano. Xử lý các dòng thể tích lớn có độ nhớt cao với máy sonicators Hielscher để đạt được sự làm ướt, phân tán, khử kết tụ và phay đồng nhất!

Sản xuất sơn bằng siêu âm

Cải thiện sơn, màu sắc và lớp phủ của bạn với Sonication:

• Xây dựng: Cho dù độ nhớt cao, tải trọng hạt cao, dựa trên nước hoặc dung môi – với Hielscher công nghiệp inline ultrasonicators bạn có thể xử lý bất kỳ công thức.
• Kích thước Micron và Nano: Lực cắt cao được tạo ra bởi xâm thực âm thanh làm giảm các hạt xuống đường kính hạt nhỏ và cung cấp sự phân tán đồng đều. Điều chỉnh các thông số ultrasonication theo yêu cầu hạt và công thức của bạn cho phép sản xuất đáng tin cậy các sắc tố kích thước nano.
• Tính chất quang học: Để có được các tính chất quang học chính xác, kích thước hạt sắc tố phải được kiểm soát. Thông thường, độ mờ tương quan với kích thước hạt: kích thước hạt càng mịn, độ mờ càng nhiều. Ví dụ, TiO2 được xử lý đặc biệt với kích thước hạt từ 0,20 đến 0,3 micron, tương đương với một nửa bước sóng ánh sáng. Ultrasonication làm giảm các sắc tố TiO2 đến kích thước tối ưu của họ, do đó che giấu cuối cùng thu được.
• Các hạt hiệu suất cao: Kích thước hạt nhỏ hơn dẫn đến độ bão hòa màu, tính nhất quán và ổn định màu sắc cao hơn. Các lực siêu âm cường độ cao nhưng có thể kiểm soát chính xác cho phép tạo ra các hạt nano biến đổi và chức năng, chẳng hạn như các hạt tráng, SWNT, MWCNT và các hạt vỏ lõi. Các hạt như vậy cho thấy các đặc tính độc đáo và nâng cao các công thức sơn hoặc lớp phủ lên một cấp độ mới về chất lượng và chức năng (ví dụ: chống tia cực tím, chống trầy xước, độ bền, độ kết dính, chịu nhiệt cao, phản xạ hồng ngoại và mặt trời).
• Các hạt biến đổi: Các sắc tố biến đổi bề mặt có độ nhớt rất thấp ở tải trọng sắc tố cao (2,5cP ở 10% chất rắn), độ ổn định huyền phù vượt trội và độ tinh khiết cao. Chức năng hạt hỗ trợ siêu âm làm cho nó đơn giản để tổng hợp các sắc tố hiệu suất cao với các đặc tính đặc biệt.

Bột nhão sắc tố được xay và phân tán bằng cách sử dụng siêu âm xâm thực và lực cắt cao cho thấy giảm kích thước đáng kể và phân bố đồng đều. Biểu đồ trên cho thấy việc giảm kích thước ngày càng tăng khi tăng năng lượng siêu âm.

Để sản xuất sơn, các thành phần như bột màu, chất kết dính / chất tạo màng, chất pha loãng / dung môi, nhựa, chất độn và phụ gia phải trộn lẫn với nhau thành một công thức đồng nhất. Sắc tố là thành phần quyết định mang lại cho sơn màu sắc của nó. Sắc tố trắng quan trọng nhất là TiO2, cần được xay đến kích thước hạt tối ưu có đường kính từ 0,2 đến 0,3 micron để hiển thị mức độ trắng, độ sáng, độ mờ mong muốn và chỉ số khúc xạ rất cao. Các lực cắt siêu âm cung cấp một deagglomeration rất hiệu quả và tiết kiệm năng lượng và phân tán các hạt TiO2 (xem hình ảnh dưới đây).

TEM của huyền phù hạt nano TiO2 phân tán siêu âm với nồng độ rắn khác nhau. Sonication được thực hiện bằng cách sử dụng siêu âm UIP1000hdT
Trái: đầu vào năng lượng siêu âm 1,8 × 10⁵ J / L – Phải: đầu vào năng lượng siêu âm 5.4 × 10⁵ J / L
(Nghiên cứu và hình ảnh: ©Fasaki et al., 2012)

 
Phay siêu âm và phân tán nâng cao chất lượng sơn bằng cách cải thiện độ bền màu, mật độ, độ mịn của mài, phân tán và lưu biến.

Siêu âm phân tán & Điều kiện mài

Chất lượng của sơn và lớp phủ phụ thuộc vào sự phân tán đồng nhất của các sắc tố. Hielscher Ultrasonics cung cấp thiết bị phay và mài hiệu quả để phân tán sơn, đặc biệt là cho các công thức có tải sắc tố cao. Cơ chế của máy phân tán siêu âm cho các ứng dụng phay, mài, deagglomeration và phân tán chủ yếu dựa trên nguyên tắc cắt được tạo ra bởi cavitation siêu âm. Các lực cắt xâm thực cần thiết cho sự phân ly của các hạt được tạo ra bởi sự chênh lệch áp suất cao, các điểm nóng cục bộ và các tia chất lỏng, dẫn đến sự phá vỡ hạt do va chạm giữa các hạt.
Máy phân tán siêu âm công nghiệp như UIP16000hdT với 16.000 watt mỗi đầu dò siêu âm có khả năng xử lý các dòng sơn và lớp phủ khối lượng lớn.

Sơn phấn sonicated trên grindometer thể hiện sự kết tụ và phân bố kích thước hạt hoàn toàn đồng đều của các sắc tố

Sự phân tán của các hạt nano

Siêu âm mài và phân tán thường là phương pháp duy nhất để xử lý các hạt nano hiệu quả để thu được các hạt sơ cấp phân tán sinlge. Kích thước hạt sơ cấp nhỏ dẫn đến diện tích bề mặt lớn và tương quan với sự biểu hiện của các đặc tính và chức năng hạt độc đáo. Đồng thời, kích thước hạt nhỏ hơn có liên quan đến năng lượng bề mặt cao để kết tập và phản ứng nghiêm trọng hơn, do đó cần có lực phân tán siêu âm cường độ cao để phân tán các hạt nano đồng nhất vào công thức.
Hơn nữa, xử lý bề mặt siêu âm có thể sửa đổi các hạt nano dẫn đến cải thiện khả năng phân tán, ổn định phân tán, kỵ nước và các tính năng khác.
Các nhà nghiên cứu đã khuyến nghị phương pháp phân tán siêu âm cho các hạt nano là giải pháp ưu tiên, “Bởi vì vật liệu phân tán bằng phương pháp siêu âm tinh khiết hơn nhiều so với vật liệu được sản xuất bằng cách nghiền hạt.” [Kim và cộng sự 2010].

Kỹ thuật phân tán siêu âm có nhiều ưu điểm so với các công nghệ phay truyền thống như máy phay ba cuộn, bóng hoặc phương tiện truyền thông.

Đọc thêm về siêu âm đồng nhất và phân tán các sắc tố và chất màu cho masterbatches và công thức sơn!

Caution: Video "duration" is missing

Văn học / Tài liệu tham khảo