Hochleistungs-Ultraschallemulgierung in Farbpigmenten

Die Ultraschallemulgierung  führt zu deutlich kleineren Tröpfchen und einer besseren Emulsionsstabilität. Mithilfe der Ultraschall-Nanoemulgierung werden Hochleistungsemulsionen für Hochleistungsmaterialien, Farben, Beschichtungen, Lebensmittel, Pharmazeutika und Kosmetika hergestellt.

 

Organische und anorganische Pigmente sind ein wichtiger Bestandteil bei der Formulierung von Beschichtungen. Um die Leistung des Pigments zu maximieren, ist es notwendig, die Partikelgröße gut zu kontrollieren. Bei der Zugabe von Pigmentpulvern zu wasserbasierten, lösungsmittelbasierten oder Epoxidsystemen neigen einzelne Pigmentpartikel zur Bildung großer Agglomerate. Um dieses Agglomerat aufzubrechen und einzelne Pigmentpartikel zu mahlen, werden häufig mechanische Geräte mit hoher Scherwirkung wie Rotor-Stator-Mischer oder Rührwerkskugelmühlen eingesetzt. Ultraschall ist eine äußerst effektive Alternative zu diesem Schritt in der Beschichtungsherstellung.

 

Das Mahlen und Dispergieren mit Ultraschall ist im Allgemeinen Hochgeschwindigkeitsmischern und Medienmühlen überlegen, da die Ultraschallbehandlung eine gleichmäßigere Behandlung aller Partikel ermöglicht. Im Allgemeinen führt die Ultraschallbehandlung zu einer kleineren Partikelgröße und einer engeren Partikelgrößenverteilung (Pigmentmahlkurve). Dies verbessert die Gesamtqualität der Pigmentdispersion, da größere Partikel häufig die Verarbeitungsleistung, den Glanz, die Beständigkeit und das optische Erscheinungsbild beeinträchtigen.

Anwendung von Ultraschall in der Lackformulierung

Farb- und Beschichtungsformulierungen enthalten verschiedene Komponenten wie Pigmente, Füllstoffe, chemische Zusätze, Vernetzungsmittel und Rheologiemodifikatoren. Ultraschall ist eine wirksame Methode zum Dispergieren, Emulgieren, Desagglomerieren und Mahlen solcher Komponenten in Farbformulierungen.

1.Emulgierung von Polymeren in wässrigen Systemen

2.Dispergierung und Supervermahlung von Pigmenten

3.Größenreduzierung von Nanomaterialien in Hochleistungsbeschichtungen

 

Beschichtungen werden in zwei Hauptkategorien unterteilt: wasserbasierte und lösungsmittelbasierte Harze und Beschichtungen. Jeder Typ hat seine eigenen Herausforderungen. Die Richtung der VOC-Reduzierung und die hohen Lösungsmittelpreise haben das Wachstum der wasserbasierten Harzbeschichtungstechnologie stimuliert. Der Einsatz von Ultraschall kann die Leistung solcher umweltfreundlicher Systeme verbessern.

 

Ultraschall kann die Beschichtungsformulierung verbessern

Ultraschall kann dazu beitragen, dass Formulierungen von Architektur-, Industrie-, Automobil- und Holzbeschichtungen die Lackeigenschaften wie Farbstärke, Kratzer, Risse sowie UV- oder elektrische Beständigkeit verbessern. Einige dieser Beschichtungseigenschaften werden durch den Einschluss von Nanomaterialien wie Metalloxiden (TiO 2, Siliciumdioxid, Cerdioxid, ZnO usw.) erreicht.

Ultraschall trägt außerdem zur Entschäumung und Entgasung hochviskoser Produkte bei.

 

Ultraschall  kann eine Emulsionspolymerisationsbehandlung durchführen

Herkömmliche Beschichtungsformulierungen verwenden eine grundlegende Polymerchemie. Änderungen in der wasserbasierten Beschichtungstechnologie haben Auswirkungen auf die Auswahl der Rohstoffe, Eigenschaften und Formulierungsmethoden.

Bei der herkömmlichen Emulsionspolymerisation, beispielsweise bei Beschichtungen auf Wasserbasis, werden die Partikel von der Mitte zur Oberfläche hin aufgebaut. Dynamische Faktoren beeinflussen die Gleichmäßigkeit und Morphologie von Partikeln. Durch die Ultraschallverarbeitung können Polymeremulsionen auf zwei Arten hergestellt werden:

Von oben nach unten: Emulgieren/Dispergieren größerer Polymerpartikel, um durch Reduzierung ihrer Größe kleinere Partikel zu erzeugen.

Bottom-up: Ultraschall wird vor oder während der Partikelpolymerisation eingesetzt.

 

Im Allgemeinen kann Ultraschall bei der Nanoemulgierung von Beschichtungen den Dispersions- und Emulgierungsprozess von Nanopartikeln fördern und die Gleichmäßigkeit, Stabilität und Leistung von Beschichtungen verbessern. Es handelt sich um eine effiziente und kontrollierbare Technologie, die in der Beschichtungsindustrie weit verbreitet ist.