TRILOS連續分散均質機在自清潔涂層材料制備中的應用

自清潔涂層材料作為一種融合納米技術與表面工程的創新材料，其核心性能（如超親水性、光催化活性、耐候性）的實現高度依賴納米顆粒在基質中的均勻分散。傳統攪拌設備因剪切力不足，易導致納米顆粒團聚，顯著降低涂層的自清潔效率和耐久性。TRILOS連續分散均質機憑借其高剪切分散機制，成為解決這一技術瓶頸的關鍵設備，尤其在新能源、建筑、汽車等領域的工業化生產中展現出不可替代的優勢。

一、自清潔涂層的制備挑戰

自清潔涂層的典型配方包含二氧化鈦（TiO?）、二氧化硅（SiO?）等納米顆粒，通過溶膠-凝膠法、溶液共混法等工藝構建微納粗糙結構并賦予超親水性。然而，納米顆粒的高表面能使其在分散過程中極易團聚，導致涂層表面出現局部缺陷，影響光催化活性和自清潔效果。例如，TiO?顆粒團聚后粒徑超過 100nm 時，其光生載流子分離效率將大幅下降。

TRILOS連續分散均質機通過高速旋轉的轉子與定子間的精密間隙，產生很高的線速度和數十萬次/分鐘的剪切作用，可將團聚的納米顆粒分散，且粒徑分布更窄。這種高效分散能力不僅提升了涂層的均勻性，還縮短了生產周期，大幅降低能耗。

二、TRILOS連續分散均質機的工作原理與技術優勢

1. 多級剪切與湍流協同作用

TRILOS連續分散均質機主要由電機、轉子、定子、工作腔等部分組成。均質機的轉子最高以 25000rpm 的轉速旋轉，將物料從軸向吸入工作腔，隨后在離心力作用下被甩入定轉子間隙。在間隙內，物料同時受到機械剪切（齒形結構切割）、流體湍流（高速流動引發的隨機碰撞）和空穴效應（壓力驟變產生的微射流沖擊）三重作用。這種復合力場可有效破除納米顆粒間的范德華力，使其分散至初級粒徑狀態。在TRILOS連續分散均質機的剪切縫隙處，分散機作用到物料上的能量比攪拌機高1000倍。

2. 模塊化設計與工藝靈活性

設備可根據物料特性靈活調整定轉子組合。例如，處理高粘度樹脂基涂層時，可選用鋸齒形轉子+狹縫式定子的組合，通過增加剪切次數提升分散效果；而在制備水性溶膠時，平滑轉子+多孔定子設計可減少氣泡引入，確保涂層透光率。此外，分散均質機支持在線式連續生產，實現從實驗室小試到工業化量產的無縫銜接。

三、典型應用場景與工藝優化

1. 光伏玻璃超親水涂層制備

在光伏玻璃超親水涂層的生產中，TRILOS連續分散均質機的應用流程如下：

·       預分散階段：將納米 TiO?與硅酸鉬纖維按一定比例加入乙醇溶液，經攪拌機處理，形成均勻混合液。

·       均質處理：將混合液導入TRILOS連續分散均質機處理，使 TiO?顆粒均勻包覆在硅酸鉬纖維表面，形成中空復合結構。

·       后處理：加入硅烷偶聯劑溶液，通過低速攪拌實現界面偶聯，最終涂層的水接觸角＜10°。

2. 建筑幕墻防污涂層生產

針對玻璃幕墻易受酸雨侵蝕的問題，可用TRILOS連續分散均質機制備SiO?/Al?O?復合涂層：

·       納米粉體分散：將納米 SiO?與Al?O?按一定比例投入設備，用TRILOS連續分散均質機處理，形成穩定懸浮液。

·       樹脂基體混合：加入氟烷基硅烷改性樹脂，通過低速剪切+真空脫泡工藝，消除氣泡并提升涂層附著力。

·       性能優化：涂層經鹽霧測試后，表面腐蝕速率大幅減小，且自清潔效率在 100 天后仍保持＞95%。

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