TRILOS连续分散均质机在自清洁涂层材料制备中的应用

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%。

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