一种高剪切乳化分散反应系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了高剪切乳化分散反应系统，包括热媒介质温控装置、控制模块、反应釜以及安装于反应釜上用于对反应釜内物料进行搅拌的搅拌模块和用于对反应釜内物料进行剪切的剪切模块，所述剪切模块包括位于反应釜本体内的剪切头，所述剪切头可拆卸地安装于剪切电机的转动轴上；所述剪切头包括环形梳齿状的定子和位于定子内环的转子，定子和转子之间存在缝隙。在剪切模块的作用下能够使得反应釜内的物料液体被高效率的分散乳化，并且在反应的过程中被不间断的剪切分散，无法凝聚成大粒径的液滴，从而使得乳化剂的用量大幅减少，也可使乳液保持稳定，聚合反应顺利进行，从而使最终的聚合物乳液粒径保持在纳米级别，并且粒径分布均匀。
【专利说明】
一种高剪切乳化分散反应系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及化学反应设备，具体涉及一种高剪切乳化分散反应系统。
【背景技术】
[0002]乳液聚合是单体借助乳化剂经机械搅拌，使单体分散在水中形成乳液，再加入引发剂引发单体聚合，其具有以下优点:
[0003]1、聚合速度快，产品分子量高；
[0004]2、用水作分散机介质，有利于传热控温；
[0005]3、反应达高转化率后乳聚体系的粘度仍很低，分散体系稳定，较易控制和实现连续操作；
[0006]4、胶乳可以直接用作最终产品。
[0007]但其也具有以下缺点:
[0008]1、对乳化剂和乳化设备有较高要求，如果乳化不好，反应不能进行或容易凝胶、分层；
[0009]2、如果乳液稳定性不够，反应过程中容易在反应器壁及管道挂胶和堵塞；
[0010]3、乳化剂品种多，用量大，因而产品中残留杂质多，会影响产品的物性。
【实用新型内容】
[0011]针对现有技术的不足，本实用新型的目的旨在提供一种可降低乳化剂用量，提高乳液稳定性，使聚合反应过程在稳定的条件下进行的高剪切乳化分散反应系统。
[0012]为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案:
[0013]—种高剪切乳化分散反应系统，包括热媒介质温控装置、控制模块、反应釜以及安装于反应釜上用于对反应釜内物料进行搅拌的搅拌模块和用于对反应釜内物料进行剪切的剪切模块，反应釜中开设有物料进口和物料出口 ；所述反应釜包括反应釜本体，在反应釜本体的外壁上套装有夹套，夹套的内壁和反应釜本体的外壁之间的空间形成容纳热媒介质的通道，该通道与热媒介质温控装置相循环连通;在反应釜本体内安装有温度感应器，温度感应器与控制模块信号连接，控制模块分别与热媒介质温控装置、搅拌模块以及剪切模块信号连接；
[0014]所述剪切模块包括位于反应釜本体内的剪切头，所述剪切头可拆卸地安装于剪切电机的转动轴上;所述剪切头包括环形梳齿状的定子和位于定子内环的转子，定子和转子之间存在缝隙。
[0015]所述搅拌模块包括位于反应釜本体内的搅拌桨，搅拌桨安装于搅拌电机的转动轴上。
[0016]在所述物料出口中安装有放料阀门。
[0017]本实用新型的有益效果在于:
[0018]本实用新型的高剪切乳化分散反应系统通过反应釜上安装有剪切模块，在剪切模块的作用下能够使得反应釜内的物料液体被高效率的分散乳化，并且在反应的过程中被不间断的剪切分散，无法凝聚成大粒径的液滴，从而使得乳化剂的用量大幅减少，也可使乳液保持稳定，聚合反应顺利进行，从而使最终的聚合物乳液粒径保持在纳米级别，并且粒径分布均匀。
【附图说明】
[0019]图1为本实用新型高剪切乳化分散反应系统的结构示意图；
[0020]图中:1、热媒介质温控装置;2、控制模块;3、反应釜;5、搅拌模块;6、剪切模块;7、温度感应器;8、放料阀；31、物料进口； 32、物料出口； 33、反应釜本体;34、夹套;35、通道;51、搅拌桨;52、搅拌电机;61、剪切头;62、剪切电机;610、定子;611、转子。
【具体实施方式】
[0021]下面，结合附图以及【具体实施方式】，对本实用新型做进一步描述:
[0022]如图1所示，为本实用新型较佳实施例的高剪切乳化分散反应系统的结构示意图，其包括包括热媒介质温控装置1、控制模块2、反应釜3以及安装于反应釜3上用于对反应釜3内物料进行搅拌的搅拌模块5和用于对反应釜3内物料进行剪切的剪切模块6，反应釜3中开设有物料进口 31和物料出口 32;
[0023]其中，上述的反应釜3包括反应釜本体33，在反应釜本体33的外壁上套装有夹套34，夹套34的内壁和反应釜本体33的外壁之间的空间形成容纳热媒介质的通道35，该通道35与热媒介质温控装置I相循环连通，如此热媒介质温控装置I中的热媒介质即可循环进入到通道35中，从而可使得反应釜本体33内的温度维持在反应条件的温度范围内；在反应釜本体33内安装有温度感应器7，温度感应器7与控制模块2信号连接，控制模块2分别与热媒介质温控装置1、搅拌模块5以及剪切模块6信号连接，如此，当温度感应器7测量到的温度不在控制模块2设定的温度范围值时，控制模块2则控制热媒介质温控装置I调整热媒介质的温度，直至反应釜本体33内的温度符合反应条件的要求，同时，本反应系统可根据实际的反应要求，通过控制模块2来调整搅拌模块5的搅拌频率以及剪切模块6的剪切频率；
[0024]其中，上述的剪切模块6包括位于反应釜本体33内的剪切头61，该剪切头61可拆卸地安装于剪切电机62的转动轴上;所述剪切头61包括环形梳齿状的定子610和位于定子610内环的转子611，定子610和转子611之间存在缝隙。
[0025]本反应系统工作时，搅拌模块5首先会对反应釜本体33内的物料进行拌混合，物料经过初步的搅拌混合后，则开启剪切模块6，剪切头61在剪切电机62的带动下会对物料进行剪切搅拌，由于剪切头61主要是由环形梳齿状的定子610和位于定子610内环的转子611组成的，定子610和转子611之间存在缝隙的，如此液体物料在缝隙间会受到高剪切力作用，被破碎成纳米级的微粒，从而使得物料具有很好的稳定性;而被剪切后的液体物料从梳齿状空隙被甩出定子和转子之间的缝隙，新的物料液体随之被吸入缝隙间被剪切头61粉碎，如此循环，反应釜本体33内的物料液体被高效率的分散乳化，并且在反应的过程中被不间断的剪切分散，无法凝聚成大粒径的液滴，从而使得乳化剂的用量大幅减少，也可使乳液保持稳定，聚合反应顺利进行，从而使最终的聚合物乳液粒径保持在纳米级别，并且粒径分布均匀。而且由于乳化剂用量的降低，减少了乳化剂对聚合物性能的影响，还可以降低产品的成本。
[0026]其中，上述的搅拌模块5包括位于反应釜本体33内的搅拌桨51，搅拌桨51安装于搅拌电机52的转动轴上。
[0027]此外，为了调节物料的出料速度，在物料出口32中安装有放料阀8。
[0028]其中，需要说明的是，本领域的技术人员在了解本系统的工作原理后，必然可以毫无疑问地制作出上述相应的控制模块2，比如PLC控制模块，在此就不再详细描述;上述的热媒介质温控装置I主要包括用于对热媒介质进行加热的加热管、对热媒介质进行冷却降温的盘管热交换器以及用于对热媒介质进行输送的输液栗，能实现将热媒介质加热、冷却以及传送即可；上述的热媒介质为甘油、二甲基甘油、高温导热油中的一种，当然也不仅仅限于所列举的这几种，只要是导热性能良好的液体介质即可。
[0029]对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本实用新型权利要求的保护范围之内。
【主权项】
1.一种高剪切乳化分散反应系统，其特征在于，包括热媒介质温控装置、控制模块、反应釜以及安装于反应釜上用于对反应釜内物料进行搅拌的搅拌模块和用于对反应釜内物料进行剪切的剪切模块，反应釜中开设有物料进口和物料出口；所述反应釜包括反应釜本体，在反应爸本体的外壁上套装有夹套，夹套的内壁和反应爸本体的外壁之间的空间形成容纳热媒介质的通道，该通道与热媒介质温控装置相循环连通;在反应釜本体内安装有温度感应器，温度感应器与控制模块信号连接，控制模块分别与热媒介质温控装置、搅拌模块以及剪切模块信号连接;所述剪切模块包括位于反应釜本体内的剪切头，所述剪切头可拆卸地安装于剪切电机的转动轴上;所述剪切头包括环形梳齿状的定子和位于定子内环的转子，定子和转子之间存在缝隙。2.如权利要求1所述的高剪切乳化分散反应系统，其特征在于，所述搅拌模块包括位于反应釜本体内的搅拌桨，搅拌桨安装于搅拌电机的转动轴上。3.如权利要求1所述的高剪切乳化分散反应系统，其特征在于，在所述物料出口中安装有放料阀门。
【文档编号】C08F2/01GK205435700SQ201620204046
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年3月16日
【发明人】吴裕, 刘明辉
【申请人】珠海华大浩宏化工有限公司