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TRILOS连续分散均质机在减反射涂层材料制备中的应用


关键词:连续分散均质机、分散机、均质机、减反射涂层材料制备


引言


在现代光学与光电领域,减反射涂层对于提升光学元件的性能至关重要。其通过降低表面反射率,增加光线的透射率,在太阳能电池、光学镜片、显示屏等众多产品中广泛应用。制备高性能的减反射涂层,关键在于确保涂层材料的均匀分散与稳定,而TRILOS连续分散均质机凭借独特工作原理与出色性能,成为这一制备过程中的得力设备。


减反射涂层材料的制备要求


材料特性需求


减反射涂层材料通常包含纳米级的功能性颗粒,如二氧化硅、二氧化钛等,以及树脂基体。这些纳米颗粒需均匀分散在基体中,形成特定微观结构,以实现低反射率。例如,在太阳能电池减反射涂层中,均匀分散的纳米二氧化钛颗粒可有效减少光的反射,提高光电转换效率;在光学镜片涂层里,合适粒径且分散良好的二氧化硅颗粒能改善镜片的视觉清晰度。同时,涂层材料需具备良好的成膜性、附着力和化学稳定性,以保证在不同环境与使用条件下,涂层性能稳定。


传统制备方法的挑战


传统的减反射涂层材料的制备方法,如搅拌混合、超声分散等,存在诸多不足。简单搅拌难以将纳米颗粒在树脂中充分分散,易造成团聚现象,影响涂层的均一性与光学性能。超声分散虽能在一定程度上打散团聚体,但能耗高、处理量小,且对设备要求苛刻,难以满足大规模工业化生产需求。此外,这些传统方法对于精确控制颗粒粒径分布和分散状态的能力有限,导致涂层性能波动较大。


TRILOS连续分散均质机的工作原理与优势


1.     工作原理


TRILOS连续分散均质机主要由高速旋转的转子和固定的定子组成。工作时,待处理的物料从进料口进入到转子中心区域。随着转子以极高的速度(最高可达25000/分钟)旋转,材料受到强大的离心力作用,被快速甩向定子方向。在转子与定子之间极其狭窄的间隙内,材料经受强烈的剪切、摩擦、撞击和空化等综合作用。例如,转子上的齿形结构与定子的对应结构相互配合,对材料进行多次反复剪切,就像无数把微小的剪刀,将团聚的颗粒迅速打散;高速旋转产生的空化效应,能在局部形成瞬间高压与低压交替的环境,进一步破碎颗粒并促进分散。经过处理后的材料,从定子的出料口排出,完成一次均质过程。若需更精细的分散效果,可通过循环系统让材料多次通过定转子间隙。


2.     相比传统分散设备的优势


与传统分散设备相比,TRILOS连续分散均质机优势显著。在分散效率方面,其能在短时间内实现高效分散,大大缩短制备周期。以某光学企业制备二氧化硅基减反射涂层材料为例,使用传统搅拌设备需数小时才能达到初步分散效果,而TRILOS连续分散均质机仅需几十分钟,生产效率大幅提升。在分散质量上,TRILOS连续分散均质机可将颗粒分散至更细粒径,且粒径分布更窄,确保涂层的光学性能更加稳定均一。在高折射率减反射涂层材料制备中,传统设备处理后的涂层反射率波动范围较大,而TRILOS连续分散均质机处理后,涂层反射率可稳定控制在较低水平,偏差极小。同时,TRILOS连续分散均质机操作相对简单,维护成本较低,适合工业化大规模生产。


TRILOS连续分散均质机在减反射涂层材料制备中的应用案例


案例一:太阳能电池减反射涂层


在太阳能电池产业中,提升减反射涂层性能对提高电池光电转换效率意义重大。某知名太阳能电池生产企业,采用TRILOS连续分散均质机制备以纳米二氧化钛为功能性颗粒、有机硅树脂为基体的减反射涂层材料。首先,将纳米二氧化钛粉体与部分有机硅树脂及溶剂在预混罐中初步混合,形成均匀的浆料。接着,将该浆料通过输送泵送入TRILOS连续分散均质机。通过多次循环处理,使二氧化钛颗粒均匀分散在树脂基体中。经检测,使用该设备制备的涂层材料,二氧化钛颗粒平均粒径从初始的数百纳米降至几十纳米左右,且粒径分布比较窄。将制备好的涂层材料涂覆在太阳能电池表面,电池的光电转换效率有明显提升,有效提高了太阳能电池的发电性能。


案例二:光学镜片减反射涂层


一家专业的光学镜片制造企业,为提升镜片的视觉质量和美观度,利用TRILOS连续分散均质机制备用于镜片的减反射涂层材料。该材料以纳米二氧化硅为主要成分,搭配特殊的丙烯酸树脂。在制备过程中,先将纳米二氧化硅进行表面改性处理,然后与丙烯酸树脂、助剂等在混合釜中初步混合。随后,将混合物料输送至TRILOS连续分散均质机,选择合适的转子与定子组合,在高速下进行均质操作。经过TRILOS连续分散均质机处理后,涂层材料中的二氧化硅颗粒分散均匀,且在后续涂覆过程中,涂层与镜片基底的附着力增强。经实际佩戴测试,使用该设备制备涂层的镜片,视觉清晰度明显提高,反射光强度显著降低,客户满意度大幅提升。


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。




结论


TRILOS连续分散均质机在减反射涂层材料制备中展现出出色的性能与优势,通过高效的分散作用,解决了传统制备方法中颗粒团聚、分散不均、效率低等问题,显著提升了减反射涂层的性能,在太阳能电池、光学镜片等多个领域得到成功应用,推动相关产业向更高性能、更高质量方向发展。同时,在应用过程中,合理优化设备参数,能进一步发挥设备效能,为减反射涂层材料的工业化生产提供可靠保障。



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