一种水性环氧基硅烷偶联剂的生产装置及方法与流程

本发明涉及硅烷偶联剂生产，具体为一种水性环氧基硅烷偶联剂的生产装置及方法。

背景技术：

1、硅烷偶联剂是一种含有不同性质官能团的物质，是连接有机物与无机物的中间桥梁，硅烷偶联剂按照官能团类型可分为甲基丙烯酰氧基、氨基、环氧基、乙烯基等硅烷，广泛应用于太阳能光伏、玻璃纤维、密封胶、涂料与塑料等行业；

2、在水性涂料行业，对voc指标要求严格，所使用的原料必须环保，普通的环氧基硅烷已逐渐不能满足其需求，这就需要开发一种水性环氧基硅烷；因此，不满足现有的需求，对此提出了一种水性环氧基硅烷偶联剂的生产装置及方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种水性环氧基硅烷偶联剂的生产装置及方法，通过水解缩聚法制备，工艺简单，产品易得且收率高，无副产物，产品稳定性好，应用于水性涂料行业，约1％的加入量可大大提升体系的粘结力、耐水性能与固化速度，无voc残留符合绿色环保要求，可以解决现有技术中的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种水性环氧基硅烷偶联剂的生产装置，包括横置反应釜、滴加罐和溶剂储罐，所述横置反应釜的顶部设置有原料阀口，原料阀口的上方设置有输送管道，所述原料阀口的一侧设置有滴剂阀口，滴剂阀口相邻的一侧设置有辅助阀口，所述横置反应釜底部的两端均设置有平衡支架，所述横置反应釜的一端设置有搅拌连轴，搅拌连轴与横置反应釜转动连接，所述滴加罐设置在横置反应釜的一侧，溶剂储罐设置在横置反应釜的下方，所述溶剂储罐上方的一侧设置有罐压检测组件，罐压检测组件有两个。

3、优选的，所述横置反应釜的内部设置有混合反应腔，混合反应腔的内部设置有对向搅拌叶，所述对向搅拌叶与搅拌连轴设置为一体式结构，所述横置反应釜底部的一端设置有出料阀口。

4、优选的，所述混合反应腔一端的上方设置有气相测孔，混合反应腔一端的下方设置有液相测孔，所述罐压检测组件与气相测孔和液相测孔均通过法兰连接。

5、优选的，所述溶剂储罐包括增压罐体，增压罐体有三个，所述增压罐体的顶部设置有电机组件，所述增压罐体底部的一侧设置有汇料口，增压罐体底部的另一侧设置有出料口，所述出料口通过供料管道与横置反应釜连接。

6、优选的，所述增压罐体的内部设置有增压腔，增压腔设置在汇料口与出料口之间，所述增压腔的上方设置有密封阀套，密封阀套与增压罐体贴合连接，所述增压腔的内部设置有涡流转叶，涡流转叶通过驱动轴与电机组件转动连接。

7、优选的，所述滴加罐的上方设置有通管，滴加罐通过通管与电磁换向阀连接，所述电磁换向阀的一端设置有充压管口，电磁换向阀的另一端设置有输出管口，所述输出管口与滴剂阀口通过法兰连接。

8、优选的，所述电磁换向阀的一侧设置有压力缓冲阀，压力缓冲阀与滴加罐通过通管连接，所述压力缓冲阀包括转接阀座，所述转接阀座的一侧设置有手动排压管阀，手动排压管阀与转接阀座设置为一体式结构。

9、优选的，所述压力缓冲阀的底部设置有转接阀座，转接阀座与通管通过内螺纹连接，所述转接阀座的一侧设置有测压管，测压管延伸至滴加罐的内部。

10、优选的，所述转接阀座的上方设置有支座阀板，支座阀板与转接阀座设置为一体式结构，所述支座阀板的上方设置有缓冲阀板，缓冲阀板的上方设置有弹簧轴架，所述弹簧轴架与支座阀板连接，缓冲阀板与弹簧轴架滑动连接。

11、一种水性环氧基硅烷偶联剂的生产装置的使用方法，包括如下步骤：

12、步骤一：在反应釜中加入一定量的环氧基硅烷偶联剂，然后按比例配制醇/水/酸溶液，储存于滴加罐中；

13、步骤二：在溶剂储罐的内部分别加入一定量的烷基硅烷偶联剂、乙醇和去离子水，向反应釜中按比例加入烷基硅烷偶联剂和乙醇，同时向反应釜中加入一定量的阻聚剂，搅拌均匀；

14、步骤三：滴加醇/水/酸溶液，控制滴加速度为1d/s，温度不超过60℃，滴加完毕，保温反应6-8h；

15、步骤四：反应结束后减压除去低沸点物质，加入一定量的去离子水与表面活性剂继续保温反应2-3h，反应结束，用ph调节剂调节溶液ph至中性。

16、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

17、1、本发明通过水解缩聚法制备，工艺简单，产品易得且收率高，无副产物，产品稳定性好，应用于水性涂料行业，约1％的加入量可大大提升体系的粘结力、耐水性能与固化速度，无voc残留符合绿色环保要求；

18、2、本发明，滴加罐顶部一端的充压管口与气泵连接，在使用时气泵通过管道向充压管口内部输送压力，与此同时滴加罐内部的液体在内外压强的作用下会进入到电磁换向阀的内部，之后通过输出管口将内部的溶剂输送到滴剂阀口处，在充压的过程中，一部分的气压会进入到滴加罐的内部，随着滴加罐内部的液体容量的减少，管内的气压也会减小，但罐体内部的气体体积会增大，在后续进行滴液操作时，充压的压力值无法进行精准的计算，会导致滴液的速率受到影响，而通过支座阀板和缓冲阀板的配合，可以帮助罐体内部协调压力，当气压进入到罐体内部后，多余的会将缓冲阀板向上顶起，在此过程中，弹簧轴架会起到一个反推的作用，使缓冲阀板的上升存在一定的阻力，这样可以扩大压力的增程，进而使罐体内部的压力维持在一个稳定的标准数值，保障滴液的输送速率，同时工作人员还可以通过缓冲阀板的上升高度来判断罐体内部的压力情况；

19、3、本发明，溶剂储罐是由三个独立的增压罐体组合而成，在每个罐体的底部两侧分别设计有出料口和汇料口，其中，出料口通过供料管道与横置反应釜相连，溶剂通过汇料口进入到增压腔中，随后电机带动内部的驱动轴和涡流转叶进行高速旋转，利用涡流转叶旋转所产生的离心力将汇料口处输入的溶剂加速到出料口，使溶剂顺着管道进入到反应釜的内部。

技术特征：

1.一种水性环氧基硅烷偶联剂的生产装置，包括横置反应釜(1)、滴加罐(2)和溶剂储罐(3)，其特征在于：所述横置反应釜(1)的顶部设置有原料阀口(101)，原料阀口(101)的上方设置有输送管道(1011)，所述原料阀口(101)的一侧设置有滴剂阀口(102)，滴剂阀口(102)相邻的一侧设置有辅助阀口(103)，所述横置反应釜(1)底部的两端均设置有平衡支架(5)，所述横置反应釜(1)的一端设置有搅拌连轴(106)，搅拌连轴(106)与横置反应釜(1)转动连接，所述滴加罐(2)设置在横置反应釜(1)的一侧，溶剂储罐(3)设置在横置反应釜(1)的下方，所述溶剂储罐(3)上方的一侧设置有罐压检测组件(4)，罐压检测组件(4)有两个。

2.根据权利要求1所述的一种水性环氧基硅烷偶联剂的生产装置，其特征在于：所述横置反应釜(1)的内部设置有混合反应腔(105)，混合反应腔(105)的内部设置有对向搅拌叶(1061)，所述对向搅拌叶(1061)与搅拌连轴(106)设置为一体式结构，所述横置反应釜(1)底部的一端设置有出料阀口(104)。

3.根据权利要求2所述的一种水性环氧基硅烷偶联剂的生产装置，其特征在于：所述混合反应腔(105)一端的上方设置有气相测孔(401)，混合反应腔(105)一端的下方设置有液相测孔(402)，所述罐压检测组件(4)与气相测孔(401)和液相测孔(402)均通过法兰连接。

4.根据权利要求3所述的一种水性环氧基硅烷偶联剂的生产装置，其特征在于：所述溶剂储罐(3)包括增压罐体(301)，增压罐体(301)有三个，所述增压罐体(301)的顶部设置有电机组件(304)，所述增压罐体(301)底部的一侧设置有汇料口(302)，增压罐体(301)底部的另一侧设置有出料口(303)，所述出料口(303)通过供料管道(3031)与横置反应釜(1)连接。

5.根据权利要求4所述的一种水性环氧基硅烷偶联剂的生产装置，其特征在于：所述增压罐体(301)的内部设置有增压腔(3012)，增压腔(3012)设置在汇料口(302)与出料口(303)之间，所述增压腔(3012)的上方设置有密封阀套(3011)，密封阀套(3011)与增压罐体(301)贴合连接，所述增压腔(3012)的内部设置有涡流转叶(3041)，涡流转叶(3041)通过驱动轴(3042)与电机组件(304)转动连接。

6.根据权利要求5所述的一种水性环氧基硅烷偶联剂的生产装置，其特征在于：所述滴加罐(2)的上方设置有通管(2011)，滴加罐(2)通过通管(2011)与电磁换向阀(201)连接，所述电磁换向阀(201)的一端设置有充压管口(202)，电磁换向阀(201)的另一端设置有输出管口(203)，所述输出管口(203)与滴剂阀口(102)通过法兰连接。

7.根据权利要求6所述的一种水性环氧基硅烷偶联剂的生产装置，其特征在于：所述电磁换向阀(201)的一侧设置有压力缓冲阀(204)，压力缓冲阀(204)与滴加罐(2)通过通管(2011)连接，所述压力缓冲阀(204)包括转接阀座(2041)，所述转接阀座(2041)的一侧设置有手动排压管阀(2043)，手动排压管阀(2043)与转接阀座(2041)设置为一体式结构。

8.根据权利要求7所述的一种水性环氧基硅烷偶联剂的生产装置，其特征在于：所述压力缓冲阀(204)的底部设置有转接阀座(2041)，转接阀座(2041)与通管(2011)通过内螺纹连接，所述转接阀座(2041)的一侧设置有测压管(2042)，测压管(2042)延伸至滴加罐(2)的内部。

9.根据权利要求8所述的一种水性环氧基硅烷偶联剂的生产装置，其特征在于：所述转接阀座(2041)的上方设置有支座阀板(2044)，支座阀板(2044)与转接阀座(2041)设置为一体式结构，所述支座阀板(2044)的上方设置有缓冲阀板(2045)，缓冲阀板(2045)的上方设置有弹簧轴架(2046)，所述弹簧轴架(2046)与支座阀板(2044)连接，缓冲阀板(2045)与弹簧轴架(2046)滑动连接。

10.一种水性环氧基硅烷偶联剂的生产装置的使用方法，基于权利要求9所述的水性环氧基硅烷偶联剂的生产装置实现，其中，包括如下步骤：

技术总结
本发明公开了一种水性环氧基硅烷偶联剂的生产装置及方法，属于硅烷偶联剂生产技术领域。一种水性环氧基硅烷偶联剂的生产装置及方法，包括横置反应釜、滴加罐和溶剂储罐，所述横置反应釜的顶部设置有原料阀口，原料阀口的上方设置有输送管道，所述原料阀口的一侧设置有滴剂阀口，滴剂阀口相邻的一侧设置有辅助阀口。为解决在水性涂料行业，对VOC指标要求严格，所使用的原料必须环保，普通的环氧基硅烷已逐渐不能满足其需求的问题，通过水解缩聚法制备，工艺简单，产品易得且收率高，无副产物，产品稳定性好，应用于水性涂料行业，约1％的加入量可大大提升体系的粘结力、耐水性能与固化速度，无VOC残留符合绿色环保要求。

技术研发人员：孙佳丽,邱小魁,汤伟强,李泽生,程驰,丁中起
受保护的技术使用者：安徽硅宝有机硅新材料有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12