乳液聚合反应釜的制作方法
【专利摘要】本实用新型属于化工设备技术领域，具体涉及一种乳液聚合反应釜，包括反应釜体、上封头、进料口和出料口，其中，在上封头顶部设有一搅拌轴，搅拌轴顶部通过连接一转速控制装置连接电动机，搅拌轴的中下部设有搅拌桨叶；上封头上还设有观测口和安全阀；反应釜体的侧壁外侧设有一层水冷套，水冷套上设有进水口与出水口，进水口上设有电动控制阀，反应釜体的底部还设有第一温度传感器、第二温度传感器和电加热器；所述的转速控制装置、电动控制阀、第一温度传感器、第二温度传感器和电加热器均连接控制系统。本实用新型所述的乳液聚合反应釜，可以合理控制搅拌速度和聚合温度，有效提高了乳液聚合单体转化率。
【专利说明】
乳液聚合反应釜
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种乳液聚合反应釜，属于化工设备技术领域。
【背景技术】
[0002]常规乳液聚合是在连续搅拌下进行的。在乳化分散阶段，要求将单体分散成为小珠滴，进入胶束内部，形成大量粒径小的增溶胶束，搅拌强度不够，单体只能形成大珠滴，甚至分层，这一阶段要求较大的搅拌速率。在聚合反应进行时，应有中等的搅拌强度，过高会延长聚合的诱导期，过小则体系内部不能充分混合，单体容易在反应器上部形成一滞留层，乳化剂不能把单体充分乳化，单体不能充分被消耗，反应热不能及时散发，导致自动加速，最终反应器内会出现大量凝聚物。在反应后期，也要采用缓和的搅拌强度，过高会令乳液粒子激烈碰撞而凝聚，但也不能太低甚至不搅拌，这样会使乳液液面聚结成膜。
[0003]乳液聚合反应是在回流温度下进行的，反应开始前必须加热。随着聚合温度的升高，聚合温度的凝聚率增加，稳定性下降，同时乳液粒径增大，相对分子质量变宽，但可使转化率增大。当引发聚合后，由于反应放热，基本上不需要加热，可通过控制滴加单体快慢来维持回流，但聚合到终点时，回流单体减少，此时应升温并保持一段时间，使未反应单体充分反应。聚合反应过程中，温度过低，引发剂分解速率低甚至不能分解，乳化剂的乳化效率低，胶束数目减少，单体转化率低，凝胶严重;温度过高，引发剂分解速率过快，反应速率过高，聚合物粒子变软，粘性增加，乳液粒子布朗运动加剧，粒子间因碰撞而凝聚的可能性增大，容易出现粗粒子，聚合度降低。
[0004]因此，搅拌速度和聚合温度，对乳液聚合单体转化率有着重要影响。
【实用新型内容】
[0005]根据以上现有技术中的不足，本实用新型要解决的技术问题是:提供一种可以合理控制搅拌速度和聚合温度的乳液聚合反应釜。
[0006]本实用新型所述的乳液聚合反应釜，包括反应釜体、上封头、进料口和出料口，其中，在上封头的顶部穿过上封头设有一搅拌轴，搅拌轴深入反应釜体内，并通过轴承固定在反应釜体底部的轴承支撑架上，搅拌轴顶部通过连接一转速控制装置连接电动机，搅拌轴的中下部设有搅拌桨叶；上封头上还设有观测口和安全阀；反应釜体的侧壁外侧设有一层水冷套，水冷套上设有进水口与出水口，进水口上设有电动控制阀，反应釜体的底部还设有第一温度传感器、第二温度传感器和电加热器;所述的转速控制装置、电动控制阀、第一温度传感器、第二温度传感器和电加热器均连接控制系统。
[0007]进一步的，上封头上还设有冲洗装置，反应结束后启动冲洗装置，可对反应釜体内部进行冲洗，便于下次使用。
[0008]进一步的，搅拌桨叶为三叶后掠式搅拌桨叶。
[0009]更进一步的，进水口设置在水冷套的下端，出水口设置在水冷套的上端。
[0010]工作原理及过程:
[0011]在乳化分散阶段，将转速控制装置调至高速挡，启用第一温度传感器，由于反应釜体内液体温度小于第一温度传感器设定的下限温度，因此，电加热器工作加热，在到达第一温度传感器设定的下限温度时，电加热器停止加热；设有观测口，可随时观察聚合反应情况，在观察到聚合反应进行时，将转速控制装置调至中速挡，由于反应放热，基本上不需要加热，若液体温度超过第一温度传感器设定的上限温度时，电动控制阀自动打开，通过水冷套进行冷却，待液体温度低于第一温度传感器设定的上限温度时，电动控制阀自动闭合;设有安全阀，可防止反应釜体内因压力过大而发生爆炸;观察到聚合反应到达终点时，将转速控制装置调至低速挡，同时停止第一温度传感器，启用第二温度传感器，由于第二温度传感器设定的温度大于第一温度传感器，且上下限温度一致，所以液体在升高一定温度后，保持恒定，使未反应单体充分反应;反应结束后，将产品从出料口取出，并打开冲洗装置，对反应釜体内部进行冲洗，以便下次使用。
[0012]本实用新型与现有技术相比所具有的有益效果是:
[0013]本实用新型所述的乳液聚合反应釜，可以合理控制搅拌速度和聚合温度，有效提高了乳液聚合单体转化率。
【附图说明】
[0014]图1是本实用新型结构不意图。
[0015]图中:1、出料口；2、第一温度传感器;3、第二温度传感器;4、轴承支撑架;5、轴承；6、水冷套;7、反应釜体;8、出水口； 9、观测口； 1、安全阀；11、转速控制装置;12、电动机;13、冲洗装置；14、进料口； 15、上封头；16、搅拌桨叶；17、搅拌轴；18、电加热器;19、电动控制阀；20、进水口。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图对本实用新型的实施例做进一步描述:
[0017]如图1所示，本实用新型所述的乳液聚合反应釜，包括反应釜体7、上封头15、进料口 14和出料口 I，其中，在上封头15的顶部穿过上封头15设有一搅拌轴17，搅拌轴17深入反应釜体7内，并通过轴承5固定在反应釜体7底部的轴承支撑架4上，搅拌轴17顶部通过连接一转速控制装置11连接电动机12，搅拌轴17的中下部设有搅拌桨叶16;上封头15上还设有观测口 9和安全阀10;反应釜体7的侧壁外侧设有一层水冷套6，水冷套6上设有进水口 20与出水口 8，进水口 20上设有电动控制阀19，反应釜体7的底部还设有第一温度传感器2、第二温度传感器3和电加热器18;所述的转速控制装置11、电动控制阀19、第一温度传感器2、第二温度传感器3和电加热器18均连接控制系统。
[0018]本实施例中:上封头15上还设有冲洗装置13，反应结束后启动冲洗装置13，可对反应釜体7内部进行冲洗，便于下次使用;搅拌桨叶16为三叶后掠式搅拌桨叶;进水口 20设置在水冷套6的下端，出水口 8设置在水冷套6的上端。
[0019]在乳化分散阶段，将转速控制装置11调至高速挡，启用第一温度传感器2，由于反应釜体7内液体温度小于第一温度传感器2设定的下限温度，因此，电加热器18工作加热，在液体温度到达第一温度传感器2设定的下限温度时，电加热器18停止加热;设有观测口 9，可随时观察聚合反应情况，在观察到聚合反应进行时，将转速控制装置11调至中速挡，由于聚合反应放热，基本上不需要加热，若液体温度超过第一温度传感器2设定的上限温度时，电动控制阀19自动打开，通过水冷套6进行冷却，待液体温度低于第一温度传感器2设定的上限温度时，电动控制阀19自动闭合;设有安全阀10，可防止反应釜体7内因压力过大而发生爆炸;观察到聚合反应到达终点时，将转速控制装置11调至低速挡，同时停止第一温度传感器2，启用第二温度传感器3，由于第二温度传感器3设定的下限温度大于第一温度传感器2设定的上限温度，且上下限温度一致，所以液体在升高一定温度后，保持恒定，使未反应单体充分反应;反应结束后，将产品从出料口 I取出，然后，打开冲洗装置13，对反应釜体7内部进行冲洗，以便下次使用。
[0020]本实用新型所述的乳液聚合反应釜，可以合理控制搅拌速度和聚合温度，有效提高了乳液聚合单体转化率。
【主权项】
1.一种乳液聚合反应釜，包括反应釜体(7)、上封头(15)、进料口(14)和出料口(I)，其特征在于:在上封头(15)的顶部穿过上封头(15)设有一搅拌轴(17)，搅拌轴(17)深入反应釜体(7)内，并通过轴承(5)固定在反应釜体(7)底部的轴承支撑架(4)上，搅拌轴(17)顶部通过连接一转速控制装置(11)连接电动机(I 2)，搅拌轴(I 7)的中下部设有搅拌桨叶(16);上封头(15)上还设有观测口(9)和安全阀(10);反应釜体(7)的侧壁外侧设有一层水冷套(6)，水冷套(6)上设有进水口(20)与出水口(8)，进水口(20)上设有电动控制阀(19)，反应釜体(7)的底部还设有第一温度传感器(2)、第二温度传感器(3)和电加热器(18);所述的转速控制装置(U)、电动控制阀(19)、第一温度传感器(2)、第二温度传感器(3)和电加热器(18)均连接控制系统。2.根据权利要求1所述的乳液聚合反应釜，其特征在于:所述的上封头(15)上还设有冲洗装置(13)。3.根据权利要求1或2所述的乳液聚合反应釜，其特征在于:所述的搅拌桨叶(16)为三叶后掠式搅拌桨叶。4.根据权利要求3所述的乳液聚合反应釜，其特征在于:所述的进水口(20)设置在水冷套(6)的下端，出水口(8)设置在水冷套(6)的上端。
【文档编号】B01J19/18GK205413004SQ201620143840
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2016年2月25日
【发明人】吕京宁
【申请人】济宁学院