自清潔涂層材料作為一種融合納米技術與表面工程的創(chuàng)新材料,其核心性能(如超親水性、光催化活性、耐候性)的實現(xiàn)高度依賴納米顆粒在基質中的均勻分散。傳統(tǒng)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(xù)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(yè)化生產中展現(xiàn)出不可替代的優(yōu)勢。
一、自清潔涂層的制備挑戰(zhàn)
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(xiàn)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(xù)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(shù)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(xù)分散均質機的工作原理與技術優(yōu)勢
1. 多級剪切與湍流協(xié)同作用
TRILOS連續(xù)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(fā)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(tài)。在TRILOS連續(xù)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(jù)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(shù)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(xù)生產,實現(xiàn)從實驗室小試到工業(yè)化量產的無縫銜接。
三、典型應用場景與工藝優(yōu)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(xù)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(xù)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(lián)劑溶液,通過低速攪拌實現(xiàn)界面偶聯(lián),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(xù)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(xù)分散均質機處理,形成穩(wěn)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(yōu)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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