自清洁涂层材料作为一种融合纳米技术与表面工程的创新材料,其核心性能(如超亲水性、光催化活性、耐候性)的实现高度依赖纳米颗粒在基质中的均匀分散。传统搅拌设备因剪切力不足,易导致纳米颗粒团聚,显著降低涂层的自清洁效率和耐久性。TRILOS连续分散均质机凭借其独特的高剪切分散机制,成为解决这一技术瓶颈的关键设备,尤其在新能源、建筑、汽车等领域的工业化生产中展现出不可替代的优势。
一、自清洁涂层的制备挑战
自清洁涂层的典型配方包含二氧化钛(TiO₂)、二氧化硅(SiO₂)等纳米颗粒,通过溶胶-凝胶法、溶液共混法等工艺构建微纳粗糙结构并赋予超亲水性。然而,纳米颗粒的高表面能使其在分散过程中极易团聚,导致涂层表面出现局部缺陷,影响光催化活性和自清洁效果。例如,TiO₂颗粒团聚后粒径超过 100nm 时,其光生载流子分离效率将大幅下降。
TRILOS连续分散均质机通过高速旋转的转子与定子间的精密间隙,产生很高的线速度和数十万次/分钟的剪切作用,可将团聚的纳米颗粒彻底分散,且粒径分布更窄。这种高效分散能力不仅提升了涂层的均匀性,还缩短了生产周期,大幅降低能耗。
二、TRILOS连续分散均质机的工作原理与技术优势
1. 多级剪切与湍流协同作用
TRILOS连续分散均质机主要由电机、转子、定子、工作腔等部分组成。均质机的转子最高以 25000rpm 的转速旋转,将物料从轴向吸入工作腔,随后在离心力作用下被甩入定转子间隙。在间隙内,物料同时受到机械剪切(齿形结构切割)、流体湍流(高速流动引发的随机碰撞)和空穴效应(压力骤变产生的微射流冲击)三重作用。这种复合力场可有效破除纳米颗粒间的范德华力,使其分散至初级粒径状态。在TRILOS连续分散均质机的剪切缝隙处,分散机作用到物料上的能量比搅拌机高1000倍。
2. 模块化设计与工艺灵活性
设备可根据物料特性灵活调整定转子组合。例如,处理高粘度树脂基涂层时,可选用锯齿形转子+狭缝式定子的组合,通过增加剪切次数提升分散效果;而在制备水性溶胶时,平滑转子+多孔定子设计可减少气泡引入,确保涂层透光率。此外,分散均质机支持在线式连续生产,实现从实验室小试到工业化量产的无缝衔接。
三、典型应用场景与工艺优化
1. 光伏玻璃超亲水涂层制备
在光伏玻璃超亲水涂层的生产中,TRILOS连续分散均质机的应用流程如下:
· 预分散阶段:将纳米 TiO₂与硅酸钼纤维按一定比例加入乙醇溶液,经搅拌机处理,形成均匀混合液。
· 均质处理:将混合液导入TRILOS连续分散均质机处理,使 TiO₂颗粒均匀包覆在硅酸钼纤维表面,形成中空复合结构。
· 后处理:加入硅烷偶联剂溶液,通过低速搅拌实现界面偶联,最终涂层的水接触角<10°。
2. 建筑幕墙防污涂层生产
针对玻璃幕墙易受酸雨侵蚀的问题,可用TRILOS连续分散均质机制备SiO₂/Al₂O₃复合涂层:
· 纳米粉体分散:将纳米 SiO₂与Al₂O₃按一定比例投入设备,用TRILOS连续分散均质机处理,形成稳定悬浮液。
· 树脂基体混合:加入氟烷基硅烷改性树脂,通过低速剪切+真空脱泡工艺,消除气泡并提升涂层附着力。
· 性能优化:涂层经盐雾测试后,表面腐蚀速率大幅减小,且自清洁效率在 100 天后仍保持>95%。
四、 产品介绍
· TRILOS连续分散均质机能处理不同粘度的中低粘度物料,节省处理的时间,操作简便、性价比高,可获得可靠的、重复精度高的样品实验结果,使样品达到混合,均质和分散效果,可实现生产的升级。
· 区别于传统的转子-定子原理,TRILOS系列的批次式、连续分散均质机使用了超高转速的技术,样品可获得纳米级的处理效果(因不同样品、处理方法而异),样品处理时间也显著减少,更避免了样品的热应力疲劳。模块化的分散刀头可任意组合,剪切、混合、乳化轻松转换。
· TRILOS提供了从实验室无缝过渡到批量生产的混合/乳化工业设备,覆盖批次式、在线连续式的单机、多功能、成套系统的应用需求;更可根据用户需求,提供量身定制的解决方案。
TRILOS连续分散均质机通过其卓越的分散能力和工艺灵活性,已成为自清洁涂层材料制备的关键设备。其技术优势不仅体现在提升产品质量和生产效率上,更通过绿色制造理念推动了行业的可持续发展。随着纳米材料科学与智能制造技术的深度融合,目前,TRILOS连续分散均质机已在新能源汽车电池隔热片、高端厨具防粘涂层等领域实现规模化应用,有望在更多高端涂层领域(如抗菌涂层、防结冰涂层)实现技术突破,为材料工业的升级提供强大动力。
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