Các thành phần khác nhau, chẳng hạn như bột màu, chất độn, phụ gia hóa học, tác nhân tạo liên kết ngang và chất biến đổi lưu biến có trong công thức sơn và lớp phủ. Siêu âm là một phương tiện hiệu quả để phân tán và nhũ hóa, rã đống và nghiền nhỏ các thành phần như vậy trong lớp phủ.
Siêu âm được sử dụng trong việc xây dựng các lớp phủ cho:
- - Nhũ hóa các polime trong các hệ thống chất lỏng
- - Phân tán và nghiền mịn các chất màu
- - Giảm kích thước vật liệu nano trong lớp phủ hiệu suất cao
Các lớp phủ được chia thành hai loại lớn: các lớp phủ và nhựa gốc dung môi và nước. Mỗi loại có những thách thức riêng của nó. Việc kêu gọi giảm VOC và giá dung môi cao kích thích tăng trưởng trong công nghệ phủ nhựa gốc nước. Việc sử dụng siêu âm có thể nâng cao hiệu suất của các hệ thống thân thiện với môi trường.
Siêu âm có thể giúp tạo công thức lớp phủ kiến trúc, công nghiệp, ô tô và gỗ nhằm tăng cường những đặc tính lớp phủ, chẳng hạn bền màu, kháng trầy xước, nứt và tia cực tím hoặc dẫn điện. Một số đặc tính lớp phủ này có được nhờ thêm vào các vật liệu có kích thước nano, ví dụ: oxit kim loại (TiO2, Silica, Ceria, ZnO,…).
Siêu âm không những giúp khử bọt (bong bóng bị kẹt) và loại khí (khí hòa tan) trong các sản phẩm có độ nhớt cao.
Công nghệ phân tán siêu âm có thể được sử dụng trên quy mô phòng thí nghiệm, bán sản xuất và sản xuất công nghiệp, từ quy mô công suất trên 10 tấn / giờ trong giai đoạn R & D và đến sản xuất thương mại. Kết quả quá trình có thể tăng quy mô dễ dàng (đồng dạng).
Thiết bị siêu âm của Hielscher rất hiệu quả về mặt năng lượng hiệu quả. Các thiết bị chuyển đổi xấp xỉ. 80 đến 90% công suất điện đầu vào thành hoạt động cơ học trong chất lỏng. Điều này dẫn đến giảm chi phí xử lý thấp hơn đáng kể.
Polyme hóa nhũ tương
Công thức lớp phủ truyền thống sử dụng hóa học polymer cơ bản. Sự thay đổi công nghệ sang sơn gốc nước có tác động lớn đến việc lựa chọn nguyên liệu thô, tính chất và phương pháp xây dựng công thức.Trong việc polyme hóa nhũ tương thông thường, ví dụ: lớp phủ gốc nước, các hạt được xây dựng từ trung tâm đến bề mặt của chúng. Các yếu tố động học ảnh hưởng đến tính đồng nhất và hình thái của hạt. Xử lý siêu âm có thể được sử dụng theo hai cách tạo nhũ polymer.
Từ trên xuống: Nhũ hóa / phân tán các hạt polyme lớn hơn để tạo ra các hạt nhỏ hơn bằng cách giảm kích thước
Từ dưới lên: Sử dụng siêu âm trước hoặc trong quá trình polyme hóa hạt.
Tạo hạt nano polyme trong nhũ nano
Việc polyme hóa các hạt trong nhũ nano cho phép sản xuất các hạt polymer phân tán có khả năng kiểm soát tốt kích thước hạt. Sự tổng hợp của các hạt polyme nano hóa trong nhũ nano ("bình pản ứng nano"), được trình bày bởi K. Landfester là phương pháp hình thành các hạt nano polyme. Cách tiếp cận này sử dụng số lượng lớn các buồng nano nhỏ (pha phân tán) trong nhũ tương như các bình phản ứng nano. Trong đó, các hạt được tổng hợp theo kiểu song song cao trong các giọt riêng lẻ, hạn chế. Trong bài báo của mình (Thế hệ hạt nano trong nhũ nano) Landfester trình bày sự polyme hóa trong các bình phản ứng nano tạo ra các hạt có độ đồng nhất cao kính thước hầu như đồng đều. Hình ảnh trên cho
thấy các hạt thu được bằng cách xếp chồng lên nhau trong nhũ nano.
Các giọt nhỏ được tạo ra bởi áp dụng lực cắt cao (siêu âm) và ổn định bằng các chất ổn định (chất nhũ hóa), có thể được làm rắn bằng polyme hóa tiếp theo hoặc giảm nhiệt độ trong trường hợp vật liệu nóng chảy ở nhiệt độ thấp. Khi siêu âm có thể tạo giọt rất nhỏ có kích thước gần như đồng đều trong mẻ và quá trình sản xuất, nó cho phép kiểm soát tốt hơn kích thước hạt cuối cùng. Để polyme hóa các hạt nano, các monome ưa nước có thể nhũ hoá thành một pha hữu cơ và các monome kỵ nước trong nước.
Khi giảm kích thước hạt, đồng thời tổng diện tích bề mặt hạt tăng. Hình bên trái cho thấy mối tương quan giữa kích thước hạt và diện tích bề mặt trong trường hợp các hạt hình cầu. Do đó, lượng chất hoạt động bề mặt cần thiết để ổn định nhũ tương tăng gần như tuyến tính với tổng diện tích bề mặt hạt. Loại và lượng chất hoạt động bề mặt ảnh hưởng đến kích thước giọt. Các giọt từ 30 đến 200nm có thể thu được bằng cách sử dụng các chất hoạt động bề mặt dạng anion hoặc cation.
Chất tạo màu trong lớp phủ
riêng lẻ. Siêu âm cực kỳ hiệu quả trong sản xuất sơn.
Hình ảnh cho thấy tác động của siêu âm lên kích thước của bột màu ngọc trai. Siêu âm nghiền các hạt màu riêng lẻ bằng va chạm liên hạt tốc độ cao. Xử lý siêu âm có ưu điểm hơn máy trộn tốc độ cao, máy nghiền vì phù hợp nhất cho tất cả các hạt. Vì nó làm giảm vấn đề "cái đuô". Như thấy trên hình ảnh, các đường cong phân phối gần như dịch sang bên trái. Nói chung, siêu âm không tạo ra phân bố kích thước hạt cực kỳ hẹp (đường cong nghiền bột màu). Điều này cải thiện chất lượng tổng thể của sự phân tán bột mầu, vì các hạt lớn hơn thường ảnh hưởng đến khả năng xử lý, độ bóng, độ bền và diện mạo quang học.
Vì nghiền hạt dựa trên sự va chạm giữa các hạt do lỗ trống siêu âm, bình phản ứng siêu âm có thể xử lý nồng độ rắn khá cao và vẫn tạo ra hiệu ứng giảm kích thước tốt. Bảng dưới đây cho thấy hình ảnh của nghiền ướt của TiO2.
Vật liệu kích thước nano trong lớp phủ hiệu năng cao
Công nghệ nano là một công nghệ mới nổi đang tiến vào nhiều ngành công nghiệp. Vật liệu nano và nanocomposite đang được sử dụng trong công thức phủ, ví dụ để tăng cường khả năng chịu mài mòn và chống trầy xước hoặc ổn định UV. Thách thức lớn nhất đối với ứng dụng trong lớp phủ là giữ độ trong suốt, độ bóng. Do đó, các hạt nano phải rất nhỏ để tránh nhiễu với quang phổ ánh sáng khả kiến. Đối với nhiều ứng dụng, thì kịch thước là thấp hơn 100nm.
Việc nghiền ướt các thành phần hiệu năng cao đến dải nanomet trở thành một bước quan trọng trong việc xây dựng lớp phủ kỹ thuật nano. Bất kỳ hạt nào cản trở ánh sáng khả kiến, gây ra sự mờ và mất độ trong suốt. Do đó, yêu cầu phân bố kích thước rất hẹp. Siêu âm là một phương tiện rất hiệu quả cho việc nghiền mịn chất rắn. Lỗ trống siêu âm trong chất lỏng gây ra sự va chạm tốc độ cao liên hạt. Khác với nghiền hạt thông thường, các hạt tự nghiền lẫn nhau nên không cần máy nghiền.
Các tin bài cùng chuyên mục
- TLT thông báo tuyển dụng nhân viên hành chính tổng hợp
- Hệ thống phân tán GRAPHENE bằng siêu âm hiệu năng cao
- Hệ thống siêu âm đồng hóa SONOSHEMISTRY 20 Khz 3000W
- Trạm phản ứng hóa học Microwave đa chức năng Uwave-2000
- Trạm tổng hợp bằng microway MAS-II
- Thiết bị phân tích Kjeldahl Protein/Nitrogen tự động K1160
- Máy Phân Tích Kết Cấu TX-700
- TLT thông báo về việc nghỉ Lễ Giỗ Tổ Hùng Vương năm 2020
- Phân tích độ ẩm bằng sấy
- TLT Thông báo nghỉ lễ Quốc Khánh 02/09/2019
Công ty TNHH Thiết bị kỹ thuật TLT
Hotline: 0913027730 - 0904147995
Email: letruc@tltech.vn và sale@tlt.net.vn