專利名稱：一種環(huán)氧化天然橡膠制備反應(yīng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種環(huán)氧化天然橡膠制備反應(yīng)裝置
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種機(jī)械反應(yīng)裝置，尤其涉及一種制備環(huán)氧化天然橡膠的機(jī)械反
應(yīng)裝置。
背景技術(shù)：
天然橡膠是一種重要的工程材料，具有優(yōu)異的綜合性能，廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸、國(guó)防建設(shè)、航天航空、醫(yī)療衛(wèi)生等領(lǐng)域。由于天然橡膠本身是一種非極性的天然有機(jī) 高分子材料，其耐熱性、耐油性、氣密性、粘合性等特殊性能較差，限制了天然橡膠的應(yīng)用。 通過化學(xué)反應(yīng)對(duì)天然橡膠進(jìn)行適當(dāng)化學(xué)改性，是擴(kuò)大天然橡膠的應(yīng)用范圍，提高天然橡膠 產(chǎn)品附加值的有效途徑。在各種化學(xué)改性天然橡膠中，環(huán)氧化天然橡膠具有獨(dú)特的分子結(jié)構(gòu)和最廣泛的應(yīng) 用前景。環(huán)氧化天然橡膠是通過環(huán)氧化反應(yīng)將天然橡膠的部分碳_碳雙鍵轉(zhuǎn)化為環(huán)氧鍵所 制備的一種化學(xué)改性天然橡膠，環(huán)氧基團(tuán)隨機(jī)分布在環(huán)氧化天然橡膠的分子鏈上。因此，環(huán) 氧化天然橡膠仍然保持天然橡膠原有的分子構(gòu)型，具有天然橡膠原有的一些通用性能。同 時(shí)，隨著極性環(huán)氧基團(tuán)的引入，環(huán)氧化天然橡膠的耐油性、氣密性、粘合性等性能顯著提高， 可以替代順丁橡膠、丁腈橡膠、丁基橡膠、丁苯橡膠、丁吡橡膠等合成材料用于生產(chǎn)高性能 子午線輪胎、耐油密封制品、藥用瓶塞、力車內(nèi)胎，以及簾布浸膠、紙張粘合等。國(guó)內(nèi)外很多研究機(jī)構(gòu)先后對(duì)環(huán)氧化天然橡膠的制備、結(jié)構(gòu)與性能、應(yīng)用等進(jìn)行了 廣泛地研究。但是，到目前為止仍然無(wú)法實(shí)現(xiàn)環(huán)氧化天然橡膠的規(guī)?；a(chǎn)。制約環(huán)氧化 天然橡膠規(guī)?；a(chǎn)的原因主要有1)不能有效地控制產(chǎn)物的環(huán)氧化反應(yīng)程度；2)不能有 效地抑制環(huán)氧基團(tuán)開環(huán)反應(yīng)的發(fā)生；3)無(wú)法采用現(xiàn)有的天然橡膠標(biāo)準(zhǔn)膠生產(chǎn)線干燥環(huán)氧 化天然橡膠。

發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種適合于天然橡膠膠乳環(huán)氧化反應(yīng)裝置，利用該裝 置可以有效地將反應(yīng)溫度控制在所設(shè)定溫度的士2°C范圍，從而有效地控制環(huán)氧化天然橡 膠的環(huán)氧化程度。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種環(huán)氧化天然橡膠制備 反應(yīng)裝置，包括罐體，罐體底部設(shè)有出料口，罐體上設(shè)有罐蓋，罐蓋中間被一攪拌軸穿過，該 攪拌軸的上端與一電動(dòng)裝置連接，下端伸進(jìn)罐體內(nèi)，連接有攪拌葉片；此外罐體外表面設(shè)有 一層中空的外夾層，外夾層具有外夾層出水管和外夾層入水管。其中，罐體內(nèi)優(yōu)選地設(shè)有一中空內(nèi)夾套，該內(nèi)夾套具有內(nèi)夾套出水管和內(nèi)夾套入 水管。進(jìn)一步優(yōu)選地將內(nèi)夾套設(shè)計(jì)成圓環(huán)形。更進(jìn)一步優(yōu)選地將內(nèi)夾套出水管位置設(shè)置成
高于內(nèi)夾套入水管。本實(shí)用新型所述的電動(dòng)裝置優(yōu)選為渦輪減速機(jī)。本實(shí)用新型所述的攪拌葉片優(yōu)選是一對(duì)螺旋式攪拌葉片。[0010]本實(shí)用新型所述的外夾層出水管位置優(yōu)選高于外夾層入水管。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)與創(chuàng)新點(diǎn)是通過外循環(huán)熱水夾層，可提供約50°C的循環(huán)熱 水，同時(shí)內(nèi)置圓環(huán)形夾套提供低于50°C的循環(huán)水，加快了反應(yīng)物料與循環(huán)水之間的熱量傳 遞與交換，有效地將反應(yīng)體系溫度控制在所設(shè)定的溫度范圍之內(nèi)，從而能有效控制反應(yīng)產(chǎn) 物的環(huán)氧化程度，降低環(huán)氧基團(tuán)的開環(huán)反應(yīng)程度。優(yōu)選實(shí)施例中采用內(nèi)夾套，通過熱交換使反應(yīng)過程釋放的熱量能及時(shí)向外傳遞， 從而確保反應(yīng)體系的溫度能有效地控制在所要求的溫度范圍(50°C 士2°C)，使制備的環(huán)氧 化天然橡膠的環(huán)氧化程度能有效控制在士2 3%的誤差范圍內(nèi)。進(jìn)一步優(yōu)選的圓環(huán)形內(nèi)夾套中間部分為軸向和徑向流，圓環(huán)內(nèi)夾套與罐壁之間為 軸向流和少量的徑向流，因此該種循環(huán)方式基本上沒有流動(dòng)死角。罐體傳熱表面積較大，當(dāng)罐的有效工作容積為200kg，此時(shí)罐體直徑為0. 74m,液 體深度0. 495m,內(nèi)置圓環(huán)形內(nèi)夾套的外徑是0. 38m,內(nèi)徑0. 3m，高度0. 3m，總的傳熱(冷卻) 面積達(dá)到2. 3m2。采用該裝置一次投料量200kg，環(huán)氧化程度小于25mol%的環(huán)氧化天然橡膠的環(huán) 氧化程度可控制在理論值的士2% ；環(huán)氧化程度為25mol% -50mol%的環(huán)氧化天然橡膠的 環(huán)氧化程度可控制在理論值的士3%。

圖1為本實(shí)用新型的主視圖具體實(shí)施方式結(jié)合附圖詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)與工作原理如下一種環(huán)氧化天然橡膠制備反應(yīng)裝置，包括罐體2，罐體2底部設(shè)有出料口 10，罐體 2上設(shè)有罐蓋4，罐蓋4中間被一攪拌軸5穿過，該攪拌軸5的上端與一渦輪減速機(jī)6電連 接，下端伸進(jìn)罐體2內(nèi)，連接有一對(duì)螺旋式攪拌葉片；罐體2外表面設(shè)有一層中空的外夾層 1，外夾層1具有外夾層出水管3和外夾層入水管8，其中外夾層出水管3位置高于外夾層入 水管8。罐體內(nèi)設(shè)有一圓環(huán)形中空內(nèi)夾套7，該內(nèi)夾套7具有內(nèi)夾套出水管11和內(nèi)夾套入 水管9，其中內(nèi)夾套出水管11位置高于內(nèi)夾套入水管9。使用時(shí)，向罐體2內(nèi)裝入天然膠乳，在外夾層1中通入熱水對(duì)反應(yīng)體系進(jìn)行加熱。 開動(dòng)減速機(jī)6，帶動(dòng)攪拌軸5轉(zhuǎn)動(dòng)。攪拌軸5下端的一對(duì)螺旋式攪拌葉片帶動(dòng)圓環(huán)形夾套中 部的膠乳向下流動(dòng)，從圓環(huán)形內(nèi)夾套7下部的通道流出，沿罐壁向上流動(dòng)并重新回到夾套 內(nèi)部。在圓環(huán)形內(nèi)夾套7中通入溫度低于50°C的循環(huán)水，通過熱交換使膠乳的溫度保持在 50°C 士2°C。在不斷攪拌條件下，外夾層1中循環(huán)熱水與反應(yīng)物料發(fā)生熱交換，使反應(yīng)物料膠 乳的溫度上升到所需要的反應(yīng)溫度。當(dāng)達(dá)到所規(guī)定的反應(yīng)溫度并開始反應(yīng)時(shí)，反應(yīng)體系產(chǎn) 生的熱量通過熱交換傳遞給內(nèi)置圓環(huán)形內(nèi)夾套7中溫度低于50°C的循環(huán)水，從而確保反應(yīng) 體系溫度不會(huì)進(jìn)一步升高。由于該裝置為具有外夾層1和內(nèi)夾套7，并且內(nèi)夾套7水溫較 低，使熱量向夾層傳遞交換的路徑明顯縮短。因此，能及時(shí)將反應(yīng)體系產(chǎn)生的熱量移走。
權(quán)利要求一種環(huán)氧化天然橡膠制備反應(yīng)裝置，包括罐體(2)，罐體(2)底部設(shè)有出料口(10)，罐體(2)上設(shè)有罐蓋(4)，罐蓋(4)中間被一攪拌軸(5)穿過，該攪拌軸(5)的上端與一電動(dòng)裝置連接，下端伸進(jìn)罐體(2)內(nèi)，連接有攪拌葉片；其特征在于罐體(2)外表面設(shè)有一層中空的外夾層(1)，外夾層(1)具有外夾層出水管(3)和外夾層入水管(8)。
2.如權(quán)利要求1所述的反應(yīng)裝置，其特征在于罐體(2)內(nèi)設(shè)有一中空內(nèi)夾套(7)，該內(nèi) 夾套(7)具有內(nèi)夾套出水管(11)和內(nèi)夾套入水管(9)。
3.如權(quán)利要求2所述的反應(yīng)裝置，其特征在于所述的內(nèi)夾套(7)是圓環(huán)形的。
4.如權(quán)利要求2或3所述的反應(yīng)裝置，其特征在于所述的內(nèi)夾套出水管(11)位置高于 內(nèi)夾套入水管(9)。
5.如權(quán)利要求1所述的反應(yīng)裝置，其特征在于所述的電動(dòng)裝置為渦輪減速機(jī)(6)。
6.如權(quán)利要求1所述的反應(yīng)裝置，其特征在于所述的攪拌葉片是一對(duì)螺旋式攪拌葉片。
7.如權(quán)利要求1所述的反應(yīng)裝置，其特征在于所述的外夾層出水管(3)位置高于外夾 層入水管⑶。
專利摘要本實(shí)用新型一種環(huán)氧化天然橡膠制備反應(yīng)裝置尤其涉及一種制備環(huán)氧化天然橡膠的機(jī)械反應(yīng)裝置。包括罐體，罐體底部設(shè)有出料口，罐體上設(shè)有罐蓋，罐蓋中間被一攪拌軸穿過，該攪拌軸的上端與一電動(dòng)裝置相連接，下端伸進(jìn)罐體內(nèi)，連接有攪拌葉片；此外罐體外表面設(shè)有一層中空的外夾層，內(nèi)部設(shè)置圓環(huán)形夾套，外夾層與內(nèi)置圓環(huán)形夾套具有出水管和入水管。本實(shí)用新型通過外循環(huán)熱水夾層，可提供約50℃的循環(huán)熱水，對(duì)反應(yīng)物料進(jìn)行保溫，同時(shí)內(nèi)置圓環(huán)形夾套提供低于50℃的循環(huán)水，加快了反應(yīng)物料與循環(huán)水之間的熱量傳遞與交換，有效地將反應(yīng)體系溫度控制在所設(shè)定的溫度范圍之內(nèi)，從而能有效控制反應(yīng)產(chǎn)物的環(huán)氧化程度，降低環(huán)氧基團(tuán)的開環(huán)反應(yīng)程度。
文檔編號(hào)C08C19/06GK201553695SQ200920194630
公開日2010年8月18日 申請(qǐng)日期2009年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月10日
發(fā)明者余和平, 許逵, 陳曉光, 黃茂芳 申請(qǐng)人:中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所