一种新型超声乳化制备蜡乳液的装置及制备方法与流程

1.本发明涉及新型超声乳化制备蜡乳液技术领域，尤其涉及一种新型超声乳化制备蜡乳液的装置及制备方法。


背景技术：

2.蜡乳液是天然蜡与合成蜡等材料在乳化剂的作用分散于水中的一种多相体系的乳液，制备方法主要是相转化的乳化法；低熔点的蜡可赋予皮革表面蜡感，适度封闭粒面伤残，还可改善皮堆积性，防止熨烫或压花时粘板。熔点较高的蜡乳液，则能赋予高光泽，可抛光，透明度极好，能用于苯胺涂饰。
3.传统的石油化工、日用化工、医用化学制剂产品的乳化，普遍采用机械搅拌法、高速剪切法，但这两种乳化方法对相容性较差的两相液体的乳化存在以下缺点：能耗高、乳液分布宽、粒径大，乳液易分层、乳化剂用量大、效率低，成本高，同时，搅拌组件在进行搅拌混合时，单一的冲击只能造成双层夹套釜内部的液体随着搅拌而进行旋转，机械搅拌效果较差，降低该制备装置的使用价值。


技术实现要素：

4.本发明提出的一种新型超声乳化制备蜡乳液的装置，包括双层夹套釜，双层夹套釜内部含有加热隔层，加热隔层内部填充有导热油，所述双层夹套釜上设有冲击挤压分切乳化组件，且冲击挤压分切乳化组件包括搅拌电机，所述搅拌电机固定连接于双层夹套釜的顶部外壁，且搅拌电机的输出轴通过联轴器固定连接有搅拌轴，搅拌轴的外壁固定连接有安装环，安装环的外壁等距离固定连接有搅拌杆，所述搅拌杆的顶部外壁和底部外壁均等距离固定连接有冲击叶片，且每个冲击叶片的外壁均等距离固定连接有挤压片，每个搅拌杆靠近冲击叶片的外壁均固定连接有带动板，每个带动板的内侧外壁均等距离固定连接有冲击板，所述双层夹套釜的内壁等距离固定连接有上固定板，且双层夹套釜位于每个上固定板下方的内壁均固定连接有下固定板，上固定板和下固定板的相对一侧外壁均等距离固定连接有配合切片，搅拌杆位于上固定板和下固定板之间，每相邻的上固定板和下固定板的外壁固定连接有同一个限位弹板，搅拌轴的底部外壁等距离固定连接有切杆。
5.作为本发明进一步的方案，所述双层夹套釜的内部设有四组翻转组件，且翻转组件包括翻转电机和翻转叶。
6.作为本发明进一步的方案，所述双层夹套釜的外壁等距离固定连接有电机架，且翻转电机固定连接于电机架的外壁，翻转电机的输出轴通过联轴器固定连接有翻转轴，双层夹套釜的内壁等距离固定连接有轴块，翻转轴通过轴承连接于轴块的外壁，翻转叶固定连接于翻转轴的外壁，翻转叶的外壁等距离固定连接有翻起弧板。
7.作为本发明进一步的方案，所述双层夹套釜的顶部外壁开有一号进料孔，且一号进料孔的内壁固定连接有粉末进料管，粉末进料管的外壁通过法兰连接有二号管阀。
8.作为本发明进一步的方案，所述双层夹套釜的顶部外壁开有二号进料孔，且二号
进料孔的内壁固定连接有液体进料管，液体进料管的外壁通过法兰连接有一号管阀。
9.作为本发明进一步的方案，所述双层夹套釜的底部外壁开有下料孔，且下料孔的内壁固定连接有下料管，下料管的外壁通过法兰连接有下料阀。
10.作为本发明进一步的方案，所述双层夹套釜的顶部外壁固定连接有驱动器，所述驱动器的输出端设置有传动轴；还包括定子和转子，定子的侧面上均排布有流通孔，转子同轴设于定子的圆环内部，所述转子通过传动轴连接在驱动器的输出轴上，定子通过多根固定杆连接在驱动的外壳上。
11.作为本发明进一步的方案，所述双层夹套釜的顶部外壁固定连接有超声波发生器，且超声波发生器的输出端设有振动子，振动子位于双层夹套釜的内部。
12.作为本发明进一步的方案，所述双层夹套釜的内壁等距离通过铰链连接有安装板，且每个安装板的外壁均等距离固定连接有插杆，双层夹套釜靠近每个安装板的内壁均固定连接有连接板。
13.作为本发明进一步的方案，所述连接板的外壁固定连接有筒架，且筒架的外壁等距离开有安装孔，每个安装孔的内壁均插接有挤压筒，挤压筒的内壁等距离固定连接有筒片，插杆的位置与挤压筒的位置相对应。
14.一种新型超声乳化制备蜡乳液的方法，包括以下步骤：s1：将28-38份的氧化聚乙烯蜡、2.35-3.55份的脂肪醇聚氧乙烯醚，4.45-7.55份的平平加o通过粉体进料管加入到双层夹套釜中，接着关闭二号管阀，密封双层夹套釜，将双层夹套釜内隔层中的导热油温度加热到95-125℃，待粉体完全熔融后，通过冲击挤压分切乳化组件和翻转组件对双层夹套釜内部的物体进行冲击挤压分切乳化和翻转操作，低速搅拌使物料混合均匀；s2：在另一个双层夹套釜中把55-75份的水及0.5-3份的碱加热至90-105℃形成热水溶液；s3：将双层夹套釜的加热温度降低至90-98℃，冲击挤压分切乳化组件和翻转组件转速提高至500-1000rpm待物料状态稳定后，用转子泵将s2中的热水溶液通过液体进料管匀速缓慢地泵入双层夹套釜中，开启驱动器，驱动器通过传动轴带动转子进行旋转，转速调整至1500-2500rpm，打开超声波发生器，待热的水溶液完全加完后，关闭一号管阀，乳化保温30-120min；s4：乳化保温结束后，用冷却水将乳液温度降低至25-50℃，然后关闭超声波发生器，打开下料管上的下料阀，收料于密封容器中；s5用激光粒度仪测试所得蜡乳液的粒径分布。
15.本发明中的有益效果为：1、通过设置有冲击挤压分切乳化组件，在进行双层夹套釜内部的液体搅拌混合时，启动搅拌电机，搅拌电机带动搅拌轴上的搅拌杆进行快速旋转，旋转中的带动板和其上等距离分布的冲击板将部分液体导入上固定板和下固定板之间，则该部分液体撞击在限位弹板上，上固定板和下固定板之间的配合切片与冲击叶片上的挤压片对冲击过程中的液体进行挤压分切，从而提高该部分液体搅拌混合程度，在双层夹套釜的内部均匀分布有上固定板和下固定板，在单圈旋转过程中，实现多次冲击挤压分切操作，从而确保双层夹套釜内部的液体可以充分混合，提高乳化效果。
16.2、通过设置有穿插乳化组件，在双层夹套釜内部的液体快速旋转的过程中，旋转中的液体带动安装板进行翻转，从而将安装板上的插杆插入筒架上的挤压筒内部，挤压筒内部填充有液体，插杆插入的过程中，插杆与挤压筒内部的筒片进行配合，对该部分液体进行充分挤压混合，插杆插入的过程中，液体对其的反作用力，使其复位，从而使得该安装板在反复的调节，确保该穿插乳化组件一直处于工作的状态，提高该制备装置的使用价值。
17.3、通过设置有四组翻转组件，四组翻转组件分别分布于双层夹套釜的四个边角位置，在进行双层夹套釜内部的液体乳化的过程中，启动翻转电机，翻转电机带动翻转轴上的翻转叶进行快速旋转，带动翻转叶上的多个翻起弧板对双层夹套釜内部的液体进行翻动，从而使得位于下方的液体快速的与上方的液体实现对换，完成双层夹套釜内部的液体的充分搅动，下方的液体翻转至上方的过程中，在穿插乳化组件的作用下实现二次搅拌效果，进一步提高该制备装置的使用价值。
18.4、通过设置有超声波发生器和振动子，在超声波发生器工作的过程中，振动子带动双层夹套釜内部的液体进行快速的振动，振动的过程中，超声波发生器把混合相的乳液打碎，与搅拌、乳化组件结合起来会有利于乳液的粒径分布变窄，与冲击挤压分切乳化组件和穿插乳化组件相配合，完成不相容液体之间的混合，提高制备出的蜡乳液的使用价值。
19.5、发现冲击挤压分切乳化组件和翻转组件&超声波发生器有一定协同作用，但是发现当冲击挤压分切乳化组件和翻转组件&超声波发生器间隔开启的时候，乳化效果更佳，乳液粒径分布更窄。
附图说明
20.图1为本发明提出的一种新型超声乳化制备蜡乳液的装置的整体结构示意图；图2为本发明提出的一种新型超声乳化制备蜡乳液的装置的双层夹套釜内部结构示意图；图3为本发明提出的一种新型超声乳化制备蜡乳液的装置的冲击挤压分切乳化组件示意图；图4为图3的部分结构放大图；图5为本发明提出的一种新型超声乳化制备蜡乳液的装置的穿插乳化组件示意图；图6为本发明提出的一种新型超声乳化制备蜡乳液的装置的翻转组件示意图；图7为本发明中对比例及实施例所得乳液的粒径分布图。
21.图中：1、双层夹套釜；2、翻转电机；3、电机架；4、翻转轴；5、下料管；6、翻转叶；7、定子；8、一号管阀；9、液体进料管；10、驱动器；11、粉末进料管；12、二号管阀；13、超声波发生器；14、振动子；15、搅拌电机；16、传动轴；17、转子；18、下料阀；19、搅拌轴；20、上固定板；21、下固定板；22、配合切片；23、限位弹板；24、搅拌杆；25、冲击叶片；26、挤压片；27、带动板；28、冲击板；29、安装环；30、安装板；31、插杆；32、连接板；33、筒片；34、挤压筒；35、筒架；36、轴块；37、翻起弧板；38、切杆。
具体实施方式
22.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完
整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
23.参照图1-4，一种新型超声乳化制备蜡乳液的装置，包括双层夹套釜1，双层夹套釜1内部含有加热隔层，加热隔层内部填充有导热油，所述双层夹套釜1上设有冲击挤压分切乳化组件，且冲击挤压分切乳化组件包括搅拌电机15，所述搅拌电机15固定连接于双层夹套釜1的顶部外壁，搅拌轴19的外壁固定连接有安装环29，安装环29的外壁等距离固定连接有搅拌杆24，此处将安装环29设置有正多边形（六边形为最佳），搅拌杆24与安装环29相配合处也设置为正多边形，如此可以实现稳定连接，搅拌杆24的顶部外壁和底部外壁均等距离固定连接有冲击叶片25，且每个冲击叶片25的外壁均等距离固定连接有挤压片26，每个搅拌杆24靠近冲击叶片25的外壁均固定连接有带动板27，每个带动板27的内侧外壁均等距离固定连接有冲击板28，双层夹套釜1的内壁等距离固定连接有上固定板20，且双层夹套釜1位于每个上固定板20下方的内壁均固定连接有下固定板21，上固定板20和下固定板21的相对一侧外壁均等距离固定连接有配合切片22，搅拌杆24位于上固定板20和下固定板21之间，每相邻的上固定板20和下固定板21的外壁固定连接有同一个限位弹板23，搅拌轴19的底部外壁等距离固定连接有切杆38，通过设置有冲击挤压分切乳化组件，在进行双层夹套釜1内部的液体搅拌混合时，启动搅拌电机15，搅拌电机15带动搅拌轴19上的搅拌杆24进行快速旋转，旋转中的带动板27和其上等距离分布的冲击板28将部分液体导入上固定板20和下固定板21之间，则该部分液体撞击在限位弹板23上，上固定板20和下固定板21之间的配合切片22与冲击叶片25上的挤压片26对冲击过程中的液体进行挤压分切，从而提高该部分液体搅拌混合程度，在双层夹套釜1的内部均匀分布有上固定板20和下固定板21，在单圈旋转过程中，实现多次冲击挤压分切操作，从而确保双层夹套釜1内部的液体可以充分混合，提高乳化效果。
24.参照图1、图2和图6，双层夹套釜1的内部设有四组翻转组件，且翻转组件包括翻转电机2和翻转叶6。
25.本发明中，双层夹套釜1的外壁等距离固定连接有电机架3，且翻转电机2固定连接于电机架3的外壁，翻转电机2的输出轴通过联轴器固定连接有翻转轴4，双层夹套釜1的内壁等距离固定连接有轴块36，翻转轴4通过轴承连接于轴块36的外壁，翻转叶6固定连接于翻转轴4的外壁，翻转叶6的外壁等距离固定连接有翻起弧板37，通过设置有四组翻转组件，四组翻转组件分别分布于双层夹套釜1的四个边角位置，在进行双层夹套釜1内部的液体乳化的过程中，启动翻转电机2，翻转电机2带动翻转轴4上的翻转叶6进行快速旋转，带动翻转叶6上的多个翻起弧板37对双层夹套釜1内部的液体进行翻动，从而使得位于下方的液体快速的与上方的液体实现对换，完成双层夹套釜1内部的液体的充分搅动，下方的液体翻转至上方的过程中，在穿插乳化组件的作用下实现二次搅拌效果，进一步提高该制备装置的使用价值。
26.参照图1和图2，双层夹套釜1的顶部外壁开有一号进料孔，且一号进料孔的内壁固定连接有粉末进料管11，粉末进料管11的外壁通过法兰连接有二号管阀12。
27.本发明中，双层夹套釜1的顶部外壁开有二号进料孔，且二号进料孔的内壁固定连接有液体进料管9，液体进料管9的外壁通过法兰连接有一号管阀8。
28.本发明中，双层夹套釜1的底部外壁开有下料孔，且下料孔的内壁固定连接有下料管5，下料管5的外壁通过法兰连接有下料阀18。
29.所述双层夹套釜1的顶部外壁固定连接有驱动器10，所述驱动器的输出端设置有传动轴16；还包括定子7和转子17，定子7的侧面上均排布有流通孔，转子17同轴设于定子7的圆环内部，所述转子17通过传动轴16连接在驱动器10的输出轴上，定子7通过多根固定杆连接在驱动10的外壳上。
30.本发明中，双层夹套釜1的顶部外壁固定连接有超声波发生器13，且超声波发生器13的输出端设有振动子14，振动子14位于双层夹套釜1的内部。
31.参照图1、图2和图5，双层夹套釜1的内壁等距离通过铰链连接有安装板30，且每个安装板30的外壁均等距离固定连接有插杆31，双层夹套釜1靠近每个安装板30的内壁均固定连接有连接板32。
32.本发明中，连接板32的外壁固定连接有筒架35，且筒架35的外壁等距离开有安装孔，每个安装孔的内壁均插接有挤压筒34，挤压筒34的内壁等距离固定连接有筒片33，插杆31的位置与挤压筒34的位置相对应，通过设置有穿插乳化组件，在双层夹套釜1内部的液体快速旋转的过程中，旋转中的液体带动安装板30进行翻转，从而将安装板30上的插杆31插入筒架35上的挤压筒34内部，挤压筒34内部填充有液体，插杆31插入的过程中，插杆31与挤压筒34内部的筒片33进行配合，对该部分液体进行充分挤压混合，插杆31插入的过程中，液体对其的反作用力，使其复位，从而使得该安装板30在反复的调节，确保该穿插乳化组件一直处于工作的状态，提高该制备装置的使用价值。
33.一种新型超声乳化制备蜡乳液的方法，包括以下步骤：s1：将28-38份的氧化聚乙烯蜡、2.35-3.55份的脂肪醇聚氧乙烯醚，4.45-7.55份的平平加o通过粉体进料管11加入到双层夹套釜1中，接着关闭二号管阀12，密封双层夹套釜1，将双层夹套釜1内隔层中的导热油温度加热到95-125℃，待粉体完全熔融后，通过冲击挤压分切乳化组件和翻转组件对双层夹套釜内部的物体进行冲击挤压分切乳化和翻转操作，低速搅拌使物料混合均匀；s2：在另一个双层夹套釜1中把55-75份的水及0.5-3份的碱加热至90-105℃形成热水溶液；s3：将双层夹套釜1的加热温度降低至90-98℃，冲击挤压分切乳化组件和翻转组件转速提高至500-1000rpm待物料状态稳定后，用转子泵将s2中的热水溶液通过液体进料管9匀速缓慢地泵入双层夹套釜1中，开启驱动器10，驱动器10通过传动轴16带动转子17进行旋转，转速调整至1500-2500rpm，打开超声波发生器13，待热的水溶液完全加完后，关闭一号管阀8，乳化保温30-120min；s4：乳化保温结束后，用冷却水将乳液温度降低至25-50℃，然后关闭超声波发生器13，打开下料管5上的下料阀18，收料于密封容器中；s5：用激光粒度仪测试所得蜡乳液的粒径分布。
34.下面通过五个实施例以及一个对比例来进行描述：实施例1：待原料完全熔化后，加热水开始乳化，打开冲击挤压分切乳化组件和翻转组件&超声波发生器，待热水加完后，即刻关闭超声，乳化保温一定时间后开始对蜡乳液降温，待温度降至合适温度后，关闭冲击挤压分切乳化组件和翻转组件准备收料，用激光粒度仪测试所得蜡乳液的粒径分布，结果如图7中“实施例1”。
35.实施例2：待原料完全熔化后，加热水开始乳化，打开冲击挤压分切乳化组件和翻转组件，待热水加完后开启超声波发生器，乳化保温一定时间后，关闭超声波发生器，然后开始对蜡乳液降温，待温度降至合适温度后，关闭冲击挤压分切乳化组件和翻转组件准备收料，用激光粒度仪测试所得蜡乳液的粒径分布，结果如图7中“实施例2”。
36.实施例3：待原料完全熔化后，加热水开始乳化，打开冲击挤压分切乳化组件和翻转组件&超声波发生器，待热水加完后，不关闭冲击挤压分切乳化组件和翻转组件&超声波发生器，乳化保温一定时间后关闭超声波发生器，然后开始对蜡乳液降温，待温度降至合适温度后，关闭冲击挤压分切乳化组件和翻转组件准备收料，用激光粒度仪测试所得蜡乳液的粒径分布，结果如图7中“实施例3”。
37.实施例4：待原料完全熔化后，加热水开始乳化，打开冲击挤压分切乳化组件和翻转组件&超声波发生器，待热水加完后，不关闭冲击挤压分切乳化组件和翻转组件&超声波发生器，乳化保温一定时间后开始对蜡乳液降温，待温度降至合适温度后，关闭冲击挤压分切乳化组件和翻转组件&超声波发生器准备收料，用激光粒度仪测试所得蜡乳液的粒径分布，结果如图7中“实施例4”。
38.实施例5：待原料完全熔化后，加热水开始乳化，间隔地先打开冲击挤压分切乳化组件和翻转组件再打开超声波发生器，保证冲击挤压分切乳化组件和翻转组件&超声波发生器不同时开启，待热水加完后，只保持冲击挤压分切乳化组件和翻转组件开启状态，关闭超声波发生器，乳化保温一定时间后开始对蜡乳液降温，待温度降至合适温度后，关闭冲击挤压分切乳化组件和翻转组件准备收料，用激光粒度仪测试所得蜡乳液的粒径分布，结果如图7中“实施例5”。
39.对比例1：待原料完全熔化后，加热水开始乳化，打开冲击挤压分切乳化组件和翻转组件，待热水加完并乳化保温一定时间后开始对蜡乳液降温，待温度降至合适温度后，关闭冲击挤压分切乳化组件和翻转组件准备收料，用激光粒度仪测试所得蜡乳液的粒径分布，结果如图7中“对比例1”。
40.如图7所示，具体实施过程中明显发现冲击挤压分切乳化组件和翻转组件&超声波发生器有一定协同作用，但是发现当冲击挤压分切乳化组件和翻转组件&超声波发生器间隔开启的时候，乳化效果更佳，乳液粒径分布更窄。
41.使用时，将液体和粉末均导入双层夹套釜1中，然后开启翻转电机2、驱动器10、超声波发生器13和搅拌电机15，搅拌电机15带动搅拌轴19上的搅拌杆24进行快速旋转，旋转中的带动板27和其上等距离分布的冲击板28将部分液体导入上固定板20和下固定板21之间，则该部分液体撞击在限位弹板23上，上固定板20和下固定板21之间的配合切片22与冲击叶片25上的挤压片26对冲击过程中的液体进行挤压分切，从而提高该部分液体搅拌混合程度，在双层夹套釜1的内部均匀分布有上固定板20和下固定板21，在单圈旋转过程中，实现多次冲击挤压分切操作，从而确保双层夹套釜1内部的液体可以充分混合，在双层夹套釜
1内部的液体快速旋转的过程中，旋转中的液体带动安装板30进行翻转，从而将安装板30上的插杆31插入筒架35上的挤压筒34内部，挤压筒34内部填充有液体，插杆31插入的过程中，插杆31与挤压筒34内部的筒片33进行配合，对该部分液体进行充分挤压混合，插杆31插入的过程中，液体对其的反作用力，使其复位，从而使得该安装板30在反复的调节，确保该穿插乳化组件一直处于工作的状态，翻转电机2带动翻转轴4上的翻转叶6进行快速旋转，带动翻转叶6上的多个翻起弧板37对双层夹套釜1内部的液体进行翻动，从而使得位于下方的液体快速的与上方的液体实现对换，完成双层夹套釜1内部的液体的充分搅动，下方的液体翻转至上方的过程中，在穿插乳化组件的作用下实现二次搅拌效果，在超声波发生器13工作的过程中，振动子14带动双层夹套釜1内部的液体进行快速的振动，振动的过程中，超声波发生器把混合相的乳液打碎，与搅拌、乳化组件结合起来会有利于乳液的粒径分布变窄，与冲击挤压分切乳化组件和穿插乳化组件相配合，完成不相容液体之间的混合，双层夹套釜1内部的液体乳化完成后，打开下料阀18，对其进行收集，结束操作。
42.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。