超声波涂料分散是一种利用超声波的空化效应和机械振动能量，高效实现涂料中固体颗粒（如颜料、填料）均匀分散的技术。该技术广泛应用于涂料、油墨、纳米材料等领域，尤其适用于传统搅拌或研磨难以处理的纳米级或高黏度体系。
一、基本原理
1.空化效应：
超声波在涂料液体中传播时会产生交替的高压和低压区域。在低压区域，液体内部的压力低于液体的饱和蒸气压，从而形成微小的气泡（空化泡）。这些空化泡会随着超声波的传播而生长、移动。
当进入高压区域时，空化泡迅速崩溃闭合。气泡崩溃时会产生较高的压力（可达几百甚至上千个大气压）和温度（约5000K左右），这种强烈的能量释放会对涂料中的固体颗粒产生冲击作用。
2.微射流效应：
空化泡崩溃时，除了产生高压冲击外，还会形成高速的微射流。微射流的流速可高达100m/s以上，这些微射流能够直接冲击涂料中的团聚颗粒，将其破碎成更小的颗粒，从而使颗粒均匀地分散在涂料的液体介质中。
二、超声波涂料分散设备的组成
1.超声波振动系统为了获得大功率，其共振频率选在15kHz~20KHz左右；
2.超声波发生器(也称为超声波电源)，其效率高达90%，且体积小，重量轻，超声发生器与共振系统组成了一个频率自动跟踪系统；
3.超声波分散工具，由钛合金或不锈钢制成，具有耐腐蚀性好；振动功率传递要快；耐酸蚀性要好等特点；
4.分散容器，当超声波发生器输出高频电压加于超声振动子，经振动子变幅杆机械振幅放大后在分散工具作用下，在容器内进行强烈的分散处理。
三、应用场景
1.纳米材料分散：碳纳米管、石墨烯、纳米二氧化硅等在涂料中的均匀分散，提升导电性、耐磨性。
2.高黏度体系：环氧涂料、不饱和聚酯等黏稠体系中，传统搅拌效率低，超声波可穿透深层实现分散。
3.水性涂料：减少表面活性剂用量，提高分散稳定性，避免储存后分层或返粗。
4.功能涂料开发：光伏涂料、抗菌涂料中的功能性颗粒分散，确保性能均匀性。
四、优点
1.提高分散效率：
相比于传统的机械搅拌分散方法，超声波分散能够在较短的时间内使涂料中的固体颗粒达到更均匀的分散状态。尤其是对于一些纳米级的颜料和填料，超声波分散可以有效地克服颗粒之间的范德华力等相互作用，将其分散到纳米级尺度，提高涂料的稳定性。
2.改善涂料性能：
均匀的分散使得涂料具有更好的流变性、遮盖力和着色力。在涂料的储存过程中，由于颗粒分散均匀，不易发生团聚和沉降现象，从而延长了涂料的使用寿命。同时，在涂装过程中，均匀分散的涂料能够形成更加均匀、致密的涂层，提高涂层的耐腐蚀性、耐磨性和光泽度等性能。
3.减少团聚现象：
超声波的能量可以破坏涂料中固体颗粒之间形成的团聚体。对于一些容易团聚的颜料（如炭黑等），超声波分散能够将其分散成单个或接近单个的颗粒状态，避免在涂料使用过程中出现颜色不均匀、涂层性能不稳定等问题。
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