Emulsificazione ad ultrasuoni ad alte prestazioni nel pigmento di vernice

L'emulsificazione ad ultrasuoni  si traduce in goccioline significativamente più piccole e una migliore stabilità dell'emulsione. La nanoemulsificazione ad ultrasuoni viene utilizzata per produrre emulsioni ad alte prestazioni per materiali, vernici, rivestimenti, alimenti, prodotti farmaceutici e cosmetici ad alte prestazioni.

 

I pigmenti organici e inorganici sono una parte importante della formulazione dei rivestimenti. Per massimizzare la resa del pigmento è necessario controllare bene la dimensione delle particelle. Quando le polveri di pigmento vengono aggiunte a sistemi a base acqua, a base solvente o epossidici, le singole particelle di pigmento tendono a formare grandi agglomerati. Per rompere questo agglomerato e macinare le singole particelle di pigmento vengono spesso utilizzati dispositivi meccanici ad alto taglio, come miscelatori rotore-statore o mulini a sfere agitate. Gli ultrasuoni rappresentano un'alternativa estremamente efficace a questa fase nella produzione del rivestimento.

 

La macinazione e la dispersione ad ultrasuoni sono generalmente superiori ai miscelatori ad alta velocità e ai trituratori di supporti perché il trattamento ad ultrasuoni consente un trattamento più coerente di tutte le particelle. In generale, il trattamento ad ultrasuoni produce una granulometria più piccola e una distribuzione granulometrica più stretta (curva di macinazione del pigmento). Ciò migliora la qualità complessiva della dispersione dei pigmenti, poiché le particelle più grandi spesso influiscono sulla potenza di lavorazione, sulla brillantezza, sulla resistenza e sull'aspetto ottico.

Applicazione degli ultrasuoni nella formulazione delle vernici

Le formulazioni di vernici e rivestimenti contengono vari componenti come pigmenti, riempitivi, additivi chimici, agenti reticolanti e modificatori reologici. Gli ultrasuoni sono un metodo efficace per la dispersione, l'emulsificazione, la deagglomerazione e la macinazione di tali componenti nelle formulazioni di vernici.

1.Emulsificazione di polimeri in sistemi acquosi

2.Dispersione e super macinazione dei pigmenti

3.Riduzione dimensionale dei nanomateriali nei rivestimenti ad alte prestazioni

 

I rivestimenti si dividono in due categorie principali: resine e rivestimenti a base acqua e a base solvente. Ogni tipo ha la propria serie di sfide. La direzione della riduzione dei COV e gli alti prezzi dei solventi hanno stimolato la crescita della tecnologia di rivestimento in resina a base acqua. L'uso degli ultrasuoni può migliorare le prestazioni di tali sistemi rispettosi dell'ambiente.

 

Gli ultrasuoni possono migliorare la formulazione del rivestimento

Gli ultrasuoni possono aiutare le formulazioni di rivestimenti architettonici, industriali, automobilistici e per legno a migliorare le caratteristiche della vernice come la forza del colore, i graffi, le crepe e la resistenza ai raggi UV o elettrica. Alcune di queste proprietà di rivestimento sono ottenute mediante l'inclusione di nanomateriali, come ossidi metallici (TiO 2, silice, biossido di cerio, ZnO, ecc.).

Gli ultrasuoni contribuiscono ulteriormente alla formazione di schiuma e al degasaggio dei prodotti ad alta viscosità.

 

Gli ultrasuoni  possono effettuare trattamenti di polimerizzazione in emulsione

Le formulazioni di rivestimento tradizionali utilizzano la chimica base dei polimeri. I cambiamenti nella tecnologia dei rivestimenti a base acqua hanno avuto un impatto sulla selezione delle materie prime, sulle proprietà e sui metodi di formulazione.

Nella tradizionale polimerizzazione in emulsione, come nei rivestimenti a base acqua, le particelle vengono costruite dal centro verso la superficie. I fattori dinamici influenzano l'uniformità e la morfologia delle particelle. L'elaborazione ad ultrasuoni può produrre emulsioni polimeriche in due modi:

Dall'alto verso il basso: emulsionare/disperdere particelle polimeriche più grandi per produrre particelle più piccole riducendone le dimensioni.

Dal basso verso l'alto: gli ultrasuoni vengono utilizzati prima o durante la polimerizzazione delle particelle.

 

In generale, gli ultrasuoni nella nanoemulsificazione del rivestimento possono promuovere il processo di dispersione ed emulsione delle nanoparticelle, migliorare l'uniformità, la stabilità e le prestazioni dei rivestimenti. Si tratta di una tecnologia efficiente e controllabile, ampiamente utilizzata nell’industria dei rivestimenti.