一种用于有机硅微球生产的反应装置及其方法与流程

本发明属于有机硅微球生产，具体涉及一种用于有机硅微球生产的反应装置及其方法。

背景技术：

1、有机硅微球是一种具有优异的耐高温、耐腐蚀、耐磨损、单分散性等性能的材料，广泛应用于光扩散板、涂料、化妆品等领域。有机硅微球的生产主要采用溶胶-凝胶法，即将有机硅单体在水中水解聚合，形成溶胶，然后通过固液分离、烘干、制粉得到成品，其中水解聚合的反应步骤为整个生产过程中的核心所在，水解反应时所加的配料、水量等对产品的质量，指标起决定性作用。

2、申请号为cn201921387530.0的专利公开了一种制备单分散性有机硅微球的加料装置，包括存料漏斗和重量传感器，重量传感器安装在存料漏斗底部的一侧，下料管连接所述存料漏斗的下料口，测速阀门安装在所述下料管上，在下料管的尾部连接陶瓷多孔微滤膜，陶瓷多孔微滤膜位于反应釜的顶部。有机硅微球生产是一个多步骤的加工工艺，在反应釜内加料前，还需要对所加的料与水等按比例进行进行配置；此外，根据有机硅微球生产要求，所加的料可能不止一种，料添加的顺序、多少等都需要进行控制。

3、上述加料装置仅可以实现有机硅微球生产的过程中加料多少、快慢的控制，但需要先将所使用的料单独按比例配置后再放在存料漏斗中，然后再引入反应釜中。配料比例的精准也是影响有机硅微球的生产质量的重要环节，在实际生产的过程中，可能随时更改配方，则需重新在存料漏斗中加入新的配料，操作繁琐，影响生产效率，难以根据实际有机硅微球生产的需要相应的调整所加的配料等，即不能实现自动化生产。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本发明旨在提供一种用于有机硅微球生产的反应装置及其方法。

2、为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

3、一种用于有机硅微球生产的反应装置，包括反应釜，多个与反应釜连接的称料罐，与称料罐一一对应设置的配料罐和原料储罐，与反应釜和配料罐连接的纯水箱，以及控制反应装置运转的plc控制柜；

4、纯水箱与反应釜、配料罐之间、反应釜与称料罐之间、以及称料罐与配料罐、原料储罐之间分别通过管道连通；在管道上设置有多个与plc控制柜连接的阀门和泵；

5、称料罐设于称料平台上；配料罐、反应釜、纯水箱和原料储罐设于称料平台下方。

6、优选的，在反应釜和配料罐上分别设置有与plc控制柜连接的搅拌电机，以及与搅拌电机连接的搅拌桨；在反应釜的顶盖上还设置有超声波液位计。

7、优选的，所述阀门包括与反应釜连接的进水阀和放料阀，与称料罐连接的投料阀、进料阀以及回料阀，与配料罐连接的出料阀和入水阀，以及与纯水箱连接的止回阀。

8、优选的，回料阀和出料阀分别与其对应的管道之间采用聚四氟乙烯波纹管软连接。

9、优选的，所述管道包括设于纯水箱与反应釜、配料罐之间的进水管，设于称料罐与反应釜之间的投料管，以及称料罐与配料罐、原料储罐之间进料管和回料管。

10、优选的，在称料平台和反应釜对应设置有用于穿过投料管的开孔，且开孔的内径大于投料管的直径。

11、优选的，在称料罐和配料罐的下方设置有支腿，每只支撑腿底部设置有一称重模块。

12、优选的，纯水箱为组合式不锈钢水箱，在纯水箱的出口端设有压力传感器。

13、一种用于有机硅微球生产的方法，包括如下步骤：

14、s1.进入plc控制柜的面板设置工艺参数；点击“开始生产流程”，将按以下顺序自动执行；

15、(1)判定配料罐内的催化剂、分散剂是否满足反应要求；满足进行下一步；不满足则弹出人工配料程序，进行配料，配料完成后进行下一步；

16、(2)判定反应釜、各称料罐是否排空；已排空进行下一步，未排空弹出提示需人工检查，排除后进入下一步；

17、s2.关闭反应釜的放料阀、称料罐的投料阀，反馈全关后进入下一步；同时开始向反应釜进水，向原料称料罐进料；

18、s3.检查配料罐的搅拌程序是否在运行中，如在运行中则等待搅拌程序执行完毕，如已停止则开始执行催化剂、分散剂进料程序：

19、s4.按水解频率启动反应釜的搅拌电机，搅拌电机到达运行频率后进入下一步；

20、s5.依次开启称料罐(分散剂)和原料称料罐对应的投料阀，称料罐和原料称料罐判定为空后，关闭对应的投料阀，进入下一步；在反应釜中开始水解反应计时，时间到达水解搅拌时间后；开启称料罐(催化剂)对应的投料阀，同时调整反应釜中的搅拌频率，称料罐(催化剂)判定为空，关闭对应投料阀，进入下一步；

21、s6.开始聚合反应计时，时间到达聚合搅拌时间后,关闭反应釜对应的搅拌电机；然后开始反映熟化计时，时间到达反应熟化时间后，开启反应釜的放料阀，将成品排出，判定反应釜为空后关闭反应釜的放料阀，弹窗提示生产流程结束。

22、优选的，称料罐在投料程序执行前均可点击“暂停”选项暂停生产流程，在plc控制柜的面板设置界面输入需更改的参数后，点击“刷新本次工艺参数”开始自动补料/回料，补料/回料完成后弹窗提示“调整完毕是否执行未完成的生产流程”，确定后重新恢复生产流程。

23、与现有技术相比，本发明具有以下优势：

24、本发明中，采用plc控制柜与各部件之间的配合，实现该装置有机硅微球的自动化生产及监控，灵活度高，生产过程中可临时调整配方，提高了生产效率，降低了人工成本，同时提高了产品质量和一致性。

25、各部件都有极高的稳定性，可实现较长时间的不停机持续工作；所有被部件均设置有近端操作箱，可以一键切换为手动模式或急停，称重模块及液位计均配有独立数值显示面板，即便在发生操作系统出错的偶然情况时，也能及时切换为手动模式，不影响生产。

技术特征：

1.一种用于有机硅微球生产的反应装置，其特征在于：包括反应釜(1)，多个与反应釜(1)连接的称料罐，与称料罐一一对应设置的配料罐和原料储罐(3)，与反应釜(1)和配料罐连接的纯水箱(2)，以及控制反应装置运转的plc控制柜；

2.根据权利要求1所述的一种用于有机硅微球生产的反应装置，其特征在于：在反应釜(1)和配料罐上分别设置有与plc控制柜连接的搅拌电机，以及与搅拌电机连接的搅拌桨；在反应釜(1)的顶盖上还设置有超声波液位计(12)。

3.根据权利要求1所述的一种用于有机硅微球生产的反应装置，其特征在于：所述阀门包括与反应釜(1)连接的进水阀(17)和放料阀(18)，与称料罐连接的投料阀、进料阀以及回料阀，与配料罐连接的出料阀和入水阀，以及与纯水箱(2)连接的止回阀(24)。

4.根据权利要求3所述的一种用于有机硅微球生产的反应装置，其特征在于：回料阀和出料阀分别与其对应的管道之间采用聚四氟乙烯波纹管软连接。

5.根据权利要求1所述的一种用于有机硅微球生产的反应装置，其特征在于：所述管道包括设于纯水箱(2)与反应釜(1)、配料罐之间的进水管，设于称料罐与反应釜(1)之间的投料管，以及称料罐与配料罐、原料储罐(3)之间进料管和回料管。

6.根据权利要求5所述的一种用于有机硅微球生产的反应装置，其特征在于：在称料平台(9)和反应釜(1)对应设置有用于穿过投料管的开孔，且开孔的内径大于投料管的直径。

7.根据权利要求1所述的一种用于有机硅微球生产的反应装置，其特征在于：在称料罐和配料罐的下方设置有支腿(25)，每只支撑腿底部设置有一称重模块(26)。

8.根据权利要求1所述的一种用于有机硅微球生产的反应装置，其特征在于：纯水箱(2)为组合式不锈钢水箱，在纯水箱(2)的出口端设有压力传感器(27)。

9.一种用于有机硅微球生产的方法，其特征在于：包括如下步骤：s1.进入plc控制柜的面板设置工艺参数；点击“开始生产流程”，将按以下顺序自动执行；

10.根据权利要求9所述的一种用于有机硅微球生产的方法，其特征在于：称料罐在投料程序执行前均可点击“暂停”选项暂停生产流程，在plc控制柜的面板设置界面输入需更改的参数后，点击“刷新本次工艺参数”开始自动补料/回料，补料/回料完成后弹窗提示“调整完毕是否执行未完成的生产流程”，确定后重新恢复生产流程。

技术总结
本发明公开了一种用于有机硅微球生产的反应装置，包括反应釜，多个与反应釜连接的称料罐，与称料罐一一对应设置的配料罐和原料储罐，与反应釜和配料罐连接的纯水箱，以及控制反应装置运转的PLC控制柜；纯水箱与反应釜、配料罐之间、反应釜与称料罐之间、以及称料罐与配料罐、原料储罐之间分别通过管道连通；在管道上设置有多个与PLC控制柜连接的阀门和泵；称料罐设于称料平台上；配料罐、反应釜、纯水箱和原料储罐设于称料平台下方。采用PLC控制柜与各部件之间的配合，实现该装置有机硅微球的自动化生产及监控，灵活度高，生产过程中可临时调整配方，提高了生产效率，降低了人工成本，同时提高了产品质量和一致性。

技术研发人员：倪凯凯,贺贤举,聂矗,欧阳昌伟,梁烛,王翔,杨军,沈志平,夏锐,兰勇
受保护的技术使用者：贵州正业龙腾新材料开发有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14