一種高剪切乳化分散反應(yīng)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了高剪切乳化分散反應(yīng)系統(tǒng)，包括熱媒介質(zhì)溫控裝置、控制模塊、反應(yīng)釜以及安裝于反應(yīng)釜上用于對(duì)反應(yīng)釜內(nèi)物料進(jìn)行攪拌的攪拌模塊和用于對(duì)反應(yīng)釜內(nèi)物料進(jìn)行剪切的剪切模塊，所述剪切模塊包括位于反應(yīng)釜本體內(nèi)的剪切頭，所述剪切頭可拆卸地安裝于剪切電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸上；所述剪切頭包括環(huán)形梳齒狀的定子和位于定子內(nèi)環(huán)的轉(zhuǎn)子，定子和轉(zhuǎn)子之間存在縫隙。在剪切模塊的作用下能夠使得反應(yīng)釜內(nèi)的物料液體被高效率的分散乳化，并且在反應(yīng)的過程中被不間斷的剪切分散，無法凝聚成大粒徑的液滴，從而使得乳化劑的用量大幅減少，也可使乳液保持穩(wěn)定，聚合反應(yīng)順利進(jìn)行，從而使最終的聚合物乳液粒徑保持在納米級(jí)別，并且粒徑分布均勻。
【專利說明】
一種高剪切乳化分散反應(yīng)系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及化學(xué)反應(yīng)設(shè)備，具體涉及一種高剪切乳化分散反應(yīng)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]乳液聚合是單體借助乳化劑經(jīng)機(jī)械攪拌，使單體分散在水中形成乳液，再加入引發(fā)劑引發(fā)單體聚合，其具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0003]1、聚合速度快，產(chǎn)品分子量高；
[0004]2、用水作分散機(jī)介質(zhì)，有利于傳熱控溫；
[0005]3、反應(yīng)達(dá)高轉(zhuǎn)化率后乳聚體系的粘度仍很低，分散體系穩(wěn)定，較易控制和實(shí)現(xiàn)連續(xù)操作；
[0006]4、膠乳可以直接用作最終產(chǎn)品。
[0007]但其也具有以下缺點(diǎn):
[0008]1、對(duì)乳化劑和乳化設(shè)備有較高要求，如果乳化不好，反應(yīng)不能進(jìn)行或容易凝膠、分層；
[0009]2、如果乳液穩(wěn)定性不夠，反應(yīng)過程中容易在反應(yīng)器壁及管道掛膠和堵塞；
[0010]3、乳化劑品種多，用量大，因而產(chǎn)品中殘留雜質(zhì)多，會(huì)影響產(chǎn)品的物性。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0011]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型的目的旨在提供一種可降低乳化劑用量，提高乳液穩(wěn)定性，使聚合反應(yīng)過程在穩(wěn)定的條件下進(jìn)行的高剪切乳化分散反應(yīng)系統(tǒng)。
[0012]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:
[0013]—種高剪切乳化分散反應(yīng)系統(tǒng)，包括熱媒介質(zhì)溫控裝置、控制模塊、反應(yīng)釜以及安裝于反應(yīng)釜上用于對(duì)反應(yīng)釜內(nèi)物料進(jìn)行攪拌的攪拌模塊和用于對(duì)反應(yīng)釜內(nèi)物料進(jìn)行剪切的剪切模塊，反應(yīng)釜中開設(shè)有物料進(jìn)口和物料出口 ；所述反應(yīng)釜包括反應(yīng)釜本體，在反應(yīng)釜本體的外壁上套裝有夾套，夾套的內(nèi)壁和反應(yīng)釜本體的外壁之間的空間形成容納熱媒介質(zhì)的通道，該通道與熱媒介質(zhì)溫控裝置相循環(huán)連通;在反應(yīng)釜本體內(nèi)安裝有溫度感應(yīng)器，溫度感應(yīng)器與控制模塊信號(hào)連接，控制模塊分別與熱媒介質(zhì)溫控裝置、攪拌模塊以及剪切模塊信號(hào)連接；
[0014]所述剪切模塊包括位于反應(yīng)釜本體內(nèi)的剪切頭，所述剪切頭可拆卸地安裝于剪切電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸上;所述剪切頭包括環(huán)形梳齒狀的定子和位于定子內(nèi)環(huán)的轉(zhuǎn)子，定子和轉(zhuǎn)子之間存在縫隙。
[0015]所述攪拌模塊包括位于反應(yīng)釜本體內(nèi)的攪拌槳，攪拌槳安裝于攪拌電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸上。
[0016]在所述物料出口中安裝有放料閥門。
[0017]本實(shí)用新型的有益效果在于:
[0018]本實(shí)用新型的高剪切乳化分散反應(yīng)系統(tǒng)通過反應(yīng)釜上安裝有剪切模塊，在剪切模塊的作用下能夠使得反應(yīng)釜內(nèi)的物料液體被高效率的分散乳化，并且在反應(yīng)的過程中被不間斷的剪切分散，無法凝聚成大粒徑的液滴，從而使得乳化劑的用量大幅減少，也可使乳液保持穩(wěn)定，聚合反應(yīng)順利進(jìn)行，從而使最終的聚合物乳液粒徑保持在納米級(jí)別，并且粒徑分布均勻。
【附圖說明】
[0019]圖1為本實(shí)用新型高剪切乳化分散反應(yīng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖中:1、熱媒介質(zhì)溫控裝置;2、控制模塊;3、反應(yīng)釜;5、攪拌模塊;6、剪切模塊;7、溫度感應(yīng)器;8、放料閥；31、物料進(jìn)口； 32、物料出口； 33、反應(yīng)釜本體;34、夾套;35、通道;51、攪拌槳;52、攪拌電機(jī);61、剪切頭;62、剪切電機(jī);610、定子;611、轉(zhuǎn)子。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面，結(jié)合附圖以及【具體實(shí)施方式】，對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步描述:
[0022]如圖1所示，為本實(shí)用新型較佳實(shí)施例的高剪切乳化分散反應(yīng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，其包括包括熱媒介質(zhì)溫控裝置1、控制模塊2、反應(yīng)釜3以及安裝于反應(yīng)釜3上用于對(duì)反應(yīng)釜3內(nèi)物料進(jìn)行攪拌的攪拌模塊5和用于對(duì)反應(yīng)釜3內(nèi)物料進(jìn)行剪切的剪切模塊6，反應(yīng)釜3中開設(shè)有物料進(jìn)口 31和物料出口 32;
[0023]其中，上述的反應(yīng)釜3包括反應(yīng)釜本體33，在反應(yīng)釜本體33的外壁上套裝有夾套34，夾套34的內(nèi)壁和反應(yīng)釜本體33的外壁之間的空間形成容納熱媒介質(zhì)的通道35，該通道35與熱媒介質(zhì)溫控裝置I相循環(huán)連通，如此熱媒介質(zhì)溫控裝置I中的熱媒介質(zhì)即可循環(huán)進(jìn)入到通道35中，從而可使得反應(yīng)釜本體33內(nèi)的溫度維持在反應(yīng)條件的溫度范圍內(nèi)；在反應(yīng)釜本體33內(nèi)安裝有溫度感應(yīng)器7，溫度感應(yīng)器7與控制模塊2信號(hào)連接，控制模塊2分別與熱媒介質(zhì)溫控裝置1、攪拌模塊5以及剪切模塊6信號(hào)連接，如此，當(dāng)溫度感應(yīng)器7測(cè)量到的溫度不在控制模塊2設(shè)定的溫度范圍值時(shí)，控制模塊2則控制熱媒介質(zhì)溫控裝置I調(diào)整熱媒介質(zhì)的溫度，直至反應(yīng)釜本體33內(nèi)的溫度符合反應(yīng)條件的要求，同時(shí)，本反應(yīng)系統(tǒng)可根據(jù)實(shí)際的反應(yīng)要求，通過控制模塊2來調(diào)整攪拌模塊5的攪拌頻率以及剪切模塊6的剪切頻率；
[0024]其中，上述的剪切模塊6包括位于反應(yīng)釜本體33內(nèi)的剪切頭61，該剪切頭61可拆卸地安裝于剪切電機(jī)62的轉(zhuǎn)動(dòng)軸上;所述剪切頭61包括環(huán)形梳齒狀的定子610和位于定子610內(nèi)環(huán)的轉(zhuǎn)子611，定子610和轉(zhuǎn)子611之間存在縫隙。
[0025]本反應(yīng)系統(tǒng)工作時(shí)，攪拌模塊5首先會(huì)對(duì)反應(yīng)釜本體33內(nèi)的物料進(jìn)行拌混合，物料經(jīng)過初步的攪拌混合后，則開啟剪切模塊6，剪切頭61在剪切電機(jī)62的帶動(dòng)下會(huì)對(duì)物料進(jìn)行剪切攪拌，由于剪切頭61主要是由環(huán)形梳齒狀的定子610和位于定子610內(nèi)環(huán)的轉(zhuǎn)子611組成的，定子610和轉(zhuǎn)子611之間存在縫隙的，如此液體物料在縫隙間會(huì)受到高剪切力作用，被破碎成納米級(jí)的微粒，從而使得物料具有很好的穩(wěn)定性;而被剪切后的液體物料從梳齒狀空隙被甩出定子和轉(zhuǎn)子之間的縫隙，新的物料液體隨之被吸入縫隙間被剪切頭61粉碎，如此循環(huán)，反應(yīng)釜本體33內(nèi)的物料液體被高效率的分散乳化，并且在反應(yīng)的過程中被不間斷的剪切分散，無法凝聚成大粒徑的液滴，從而使得乳化劑的用量大幅減少，也可使乳液保持穩(wěn)定，聚合反應(yīng)順利進(jìn)行，從而使最終的聚合物乳液粒徑保持在納米級(jí)別，并且粒徑分布均勻。而且由于乳化劑用量的降低，減少了乳化劑對(duì)聚合物性能的影響，還可以降低產(chǎn)品的成本。
[0026]其中，上述的攪拌模塊5包括位于反應(yīng)釜本體33內(nèi)的攪拌槳51，攪拌槳51安裝于攪拌電機(jī)52的轉(zhuǎn)動(dòng)軸上。
[0027]此外，為了調(diào)節(jié)物料的出料速度，在物料出口32中安裝有放料閥8。
[0028]其中，需要說明的是，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在了解本系統(tǒng)的工作原理后，必然可以毫無疑問地制作出上述相應(yīng)的控制模塊2，比如PLC控制模塊，在此就不再詳細(xì)描述;上述的熱媒介質(zhì)溫控裝置I主要包括用于對(duì)熱媒介質(zhì)進(jìn)行加熱的加熱管、對(duì)熱媒介質(zhì)進(jìn)行冷卻降溫的盤管熱交換器以及用于對(duì)熱媒介質(zhì)進(jìn)行輸送的輸液栗，能實(shí)現(xiàn)將熱媒介質(zhì)加熱、冷卻以及傳送即可；上述的熱媒介質(zhì)為甘油、二甲基甘油、高溫導(dǎo)熱油中的一種，當(dāng)然也不僅僅限于所列舉的這幾種，只要是導(dǎo)熱性能良好的液體介質(zhì)即可。
[0029]對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，可根據(jù)以上描述的技術(shù)方案以及構(gòu)思，做出其它各種相應(yīng)的改變以及形變，而所有的這些改變以及形變都應(yīng)該屬于本實(shí)用新型權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高剪切乳化分散反應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于，包括熱媒介質(zhì)溫控裝置、控制模塊、反應(yīng)釜以及安裝于反應(yīng)釜上用于對(duì)反應(yīng)釜內(nèi)物料進(jìn)行攪拌的攪拌模塊和用于對(duì)反應(yīng)釜內(nèi)物料進(jìn)行剪切的剪切模塊，反應(yīng)釜中開設(shè)有物料進(jìn)口和物料出口；所述反應(yīng)釜包括反應(yīng)釜本體，在反應(yīng)爸本體的外壁上套裝有夾套，夾套的內(nèi)壁和反應(yīng)爸本體的外壁之間的空間形成容納熱媒介質(zhì)的通道，該通道與熱媒介質(zhì)溫控裝置相循環(huán)連通;在反應(yīng)釜本體內(nèi)安裝有溫度感應(yīng)器，溫度感應(yīng)器與控制模塊信號(hào)連接，控制模塊分別與熱媒介質(zhì)溫控裝置、攪拌模塊以及剪切模塊信號(hào)連接;所述剪切模塊包括位于反應(yīng)釜本體內(nèi)的剪切頭，所述剪切頭可拆卸地安裝于剪切電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸上;所述剪切頭包括環(huán)形梳齒狀的定子和位于定子內(nèi)環(huán)的轉(zhuǎn)子，定子和轉(zhuǎn)子之間存在縫隙。2.如權(quán)利要求1所述的高剪切乳化分散反應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于，所述攪拌模塊包括位于反應(yīng)釜本體內(nèi)的攪拌槳，攪拌槳安裝于攪拌電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸上。3.如權(quán)利要求1所述的高剪切乳化分散反應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于，在所述物料出口中安裝有放料閥門。
【文檔編號(hào)】C08F2/01GK205435700SQ201620204046
【公開日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2016年3月16日
【發(fā)明人】吳裕, 劉明輝
【申請(qǐng)人】珠海華大浩宏化工有限公司