超声波在涂料配方中的应用

涂料和油漆配方中含有各种成分，例如颜料、填料、化学添加剂、交联剂和流变改性剂。超声波是涂料中此类组分的分散、乳化、解聚和研磨的有效手段。 超声波用于涂料配制：

• 聚合物在水性体系中的乳化
• 颜料的分散和精细研磨
• 高性能涂料中纳米材料的尺寸减小

涂料分为两大类：水性和溶剂型树脂和涂料。每种类型都有其自身的挑战。减少 VOC 的方向和高溶剂价格刺激了水性树脂涂料技术的增长。超声波的使用可以提高此类环保系统的性能。

超声波增强涂层配方

超声波可以帮助建筑、工业、汽车和木器涂料的配方增强涂料特性，例如颜色强度、划痕、裂纹和抗紫外线或导电性。这些涂层特性中的一些是通过包含纳米材料来实现的，例如金属氧化物（TiO 2、二氧化硅、二氧化铈、ZnO等）。

超声波确实进一步有助于高粘度产品的消泡和脱气。

使用超声处理进行乳液聚合

传统的涂料配方使用基本的聚合物化学。水性涂料技术的变化对原材料的选择、性能和配方方法产生了影响。

在传统的乳液聚合中，例如水性涂料，颗粒是从中心到表面构建的。动力学因素影响颗粒均匀性和形态。 超声波加工可采用两种方式生成聚合物乳液：

自上而下：乳化/分散较大的聚合物颗粒，通过减小尺寸生成较小的颗粒。

自下而上：在颗粒聚合之前或期间使用超声波。

涂料中的颜料

有机和无机颜料是涂料配方的重要组成部分。为了最大限度地提高颜料性能，需要对粒径进行良好的控制。当将颜料粉末添加到水性、溶剂型或环氧体系中时，单个颜料颗粒往往会形成大的附聚物。高剪切机械装置，例如转子-定子混合器或搅拌珠磨机，通常用于破坏这种附聚物并研磨单个颜料颗粒。超声波是涂层制造中这一步骤的极其有效的替代方法。

超声波研磨和分散通常优于高速混合器和介质研磨机，因为超声波处理可以对所有颗粒进行更一致的处理。一般来说，超声波处理会产生较小的粒径和较窄的粒径分布（颜料研磨曲线）。这提高了颜料分散体的整体质量，因为较大的颗粒通常会影响加工能力、光泽度、电阻和光学外观。

高性能涂料中的纳米材料

纳米技术是一项新兴技术，正在进入许多行业。纳米材料和纳米复合材料被用于涂料配方，例如增强耐磨性和耐刮擦性或紫外线稳定性。在涂料中应用的最大挑战是保持透明度、清晰度和光泽度。因此，纳米颗粒必须非常小，以避免干扰可见光谱。对于许多应用来说，这远低于 100nm。 将高性能组件湿磨至纳米范围成为纳米工程涂料配方中的关键步骤。任何干扰可见光的颗粒都会导致雾霾和透明度损失。因此，需要非常窄的尺寸分布。超声波是固体精细研磨的一种非常有效的手段。液体中的超声波/声空化引起高速粒子间碰撞。与传统的珠磨机和卵石磨机不同，颗粒本身会相互粉碎，无需研磨介质。