CN115814947A - 液体原料质量控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种液体原料质量控制系统，属于弹性体合成领域，具体包括设置在流股入口处的高梯度磁分离器，所述高梯度磁分离器用于脱除在聚合过程中各流股引入的铁磁性杂质，其中，所述高梯度磁分离器包括：箱体，为不锈钢材质，用于对流股进行引流，所述箱体的内壁涂覆有高分子聚合物；永磁体，沿所述流股的流向对称设置在所述箱体的外侧，所述永磁体的N磁极和S磁极之间距离为0.5‑5厘米，用于对所述箱体内的空间施加磁场；多层铁网，沿所述流股的流向设置在箱体内，在所述磁场的作用下吸附所述铁磁性杂质。通过本申请的处理方案，提高了在电子级全氟醚弹性体合成过程中脱除杂质的效率。

Description

液体原料质量控制系统

技术领域

本发明涉及弹性体合成领域，具体涉及一种液体原料质量控制系统。

背景技术

全氟醚弹性体是由四氟乙烯、全氟烷甲基乙烯基醚、第三单体共聚而成，聚合所形成的乳液还需添加溶剂如水、表面活性剂和助剂等。为了生产高洁净度低释出型全氟醚弹性体，使用的单体一般都采用高纯度的电子级原料，溶剂如水等经过过滤、渗透和反渗透等纯化过程，电导率可达0.0547μS·cm-1，或电阻为18.3MΩ·cm(25℃)，输送液体的管道采用高洁净度的不锈钢管道或内衬PTFE或PP等，但合成过程依然存在着一些随机的不可控因素，例如液体原料通过泵输送到高位槽或直接泵送到反应釜中，由于机械磨损和车间或容器空间携带的粉尘等原因，输送的液体中通常包含微量的固体颗粒以及金属或金属离子杂质如铁(Fe)、锌(Zn)、钠(Na)、钙(Ca)、锰(Mn)等，这些杂质混入到最终产品中导致产品不满足高洁净度低释出型全氟醚弹性体的要求。

在高精度的晶片生产中，微量的杂质都会很大程度上降低产品的性能：例如，碱金属杂质(Na、Ca等)会溶进氧化膜中，从而导致耐绝缘电压下降；重金属杂质(Cu、Fe、Cd、Ag等)附着在硅晶片的表面上，将会使PN结耐电压降低；杂质分子或离子的附着是造成腐蚀或漏电等化学故障的主要原因。

因此，开发全氟醚弹性体需要对整个生产过程实施全程质量控制，不但要求合成过程中所使用的单体、溶剂和助剂达到电子级要求，还要控制各流股在输送过程中生成和产生的微量颗粒，以助于降低全氟醚弹性体中金属离子浓度至一定数量，使得残留的金属离子不影响用所述制备的全氟醚弹性体在半导体行业的应用。

发明内容

因此，为了克服上述现有技术的缺点，本发明提供一种液体原料质量控制系统。

为了实现上述目的，本发明提供一种液体原料质量控制系统，用于在电子级全氟醚弹性体合成过程中脱除杂质，包括设置在流股入口处的高梯度磁分离器，所述高梯度磁分离器用于脱除在聚合过程中各流股引入的铁磁性杂质，其中，所述高梯度磁分离器包括：箱体，为不锈钢材质，用于对流股进行引流，所述箱体的内壁涂覆有高分子聚合物；永磁体，沿所述流股的流向对称设置在所述箱体的外侧，所述永磁体的N磁极和S磁极之间距离为0.5-5厘米，用于对所述箱体内的空间施加磁场；多层铁网，沿所述流股的流向设置在箱体内，在所述磁场的作用下吸附所述铁磁性杂质。

在一个实施例中，不同层的所述铁网平行与所述流股的流向，且所述铁网相互之间的最小间距范围为3～5mm。

在一个实施例中，所述铁网为磁化强度较高的铁素体不锈钢丝网，不同层的不锈钢丝网之间还设置有垂直安装的不锈钢丝网。

在一个实施例中，所述箱体的进料口处设置有圆转方转换接头，出料口处设置有方转圆转换接头。

在一个实施例中，所述液体原料质量控制系统还包括设置在所述高梯度磁分离器的入口前端的前置过滤器，所述前置过滤器的过滤精度为0.1-100μm。

在一个实施例中，所述前置过滤器包括：筒体，为不锈钢材质，内壁涂覆有高分子聚合物；至少一个滤芯，设置在所述筒体内，用于去除所述流股内非磁性的杂质。

与现有技术相比，本发明的优点在于：沿流股的流向设置多层铁网，通过铁网与永磁体的距离形成不同梯度的高磁场，从而分离流股中金属颗粒或金属离子等磁性物质；且适合于不同的使用环境，例如可以在高纯液体中除去在输运过程中产生的固体颗粒，也适用于乳液或干粉中磁性颗粒的脱除；且磁分离器中还将铁丝网作为磁场的增强辅助介质，增强了磁分离器对磁性颗粒的吸附能力。整个液体原料质量控制系统可适用不同的压降体系。采用本发明的液体原料质量控制系统可以确保整个输运、聚合、干燥全流程产生的磁性固体颗粒的有效脱除。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本发明的实施例中液体原料质量控制系统在竖直面的剖视图；

图2是本发明的实施例中高梯度磁分离器在水平面的剖视图。

具体实施方式

下面结合附图对本申请实施例进行详细描述。

以下通过特定的具体实例说明本申请的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。本申请还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本申请的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本申请，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目和方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。

还需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本申请的基本构想，图式中仅显示与本申请中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

另外，在以下描述中，提供具体细节是为了便于透彻理解实例。然而，所属领域的技术人员将理解，可在没有这些特定细节的情况下实践所述方面。

如图1所示，本申请实施例提供一种液体原料质量控制系统，用于在电子级全氟醚弹性体合成过程中脱除杂质。杂质为磁性杂质，例如，过渡族金属(如铁、镍)或/及它们的合金和化合物构成的铁磁性杂质等。液体原料质量控制系统包括设置在流股入口处的高梯度磁分离器10。高梯度磁分离器10用于脱除在聚合过程中各流股引入的铁磁性杂质。

高梯度磁分离器10包括箱体11、永磁体12和多层铁网13。

箱体11为不锈钢材质，用于对流股进行引流。箱体11的内壁涂覆有高分子聚合物。高分子聚合物可以是PTFE等具有低损耗，低能量反射，及低电长度变化的聚合物。箱体11的磁分离区域可以为长方体。

在其中一个实施例中，箱体11的进料口111处设置有圆转方转换接头，出料口112处设置有方转圆转换接头。流股可以由进料口的“圆转方结构”通道进入由网格化铁丝网组成的聚磁区域，流股通过聚磁区域后，磁性物质被吸附分离，而后流股可以从出料口的“方转圆结构”通道流出。方转圆转换接头在出料口处实现各种物料的收集和分配，例如当永磁体工作时，可以实现流股的收集；当永磁体停止工作时，实现磁性杂质的收集。箱体11按一定的的尺寸设计，如图1所示，箱体11磁分离区域的长度可以为600mm，宽度为480mm，高度为500mm，磁分离区域被分为20小段，每小段安装一个50*50*25mm尺寸的永磁体12。磁分离区域和两个通道的长度可以为700mm，箱体总长度可以为900mm。

永磁体12沿流股的流向对称设置在箱体的外侧。当箱体为圆柱形时，永磁体也可以对应为圆柱形。永磁体N磁极和S磁极之间距离为0.5-5厘米，用于对箱体内的空间施加磁场。箱体11内的磁场强度为1000-12000奥斯特。永磁体可以是永磁材料制备得到的，也可以是电磁材料制备得到的。当永磁体由电磁材料制备时，可以通过对永磁体进行通断电，实现磁性杂质的回收。当永磁体为永磁材料制备时，永磁体与箱体11可拆卸连接，可以通过将永磁体从箱体11上拆卸，实现磁性杂质的回收。永磁体具体可以是NdFeB永磁体。

在一个实施例中，箱体上还设置有可与永磁体12配合的轭铁14，轭铁14用来增强铁丝网的吸合力。箱体11可以沿流股的流向竖直设置在液体原料质量控制系统中，也可以沿流股的流向水平设置在液体原料质量控制系统中。当箱体11水平设置时，箱体的底部可以设置有杂质的出口。轭铁14可以与箱体11的内壁贴合，也可以设置在箱体11的中间。当箱体11竖直设置时，可以在箱体11的侧面设置清扫口113，清扫口113除杂时设置有遮挡门。待需要清理被吸附的磁性杂质时，打开遮挡门，将磁性杂质从清扫口113处清扫。

如图2所示，多层铁网13沿流股的流向设置在箱体内，在磁场的作用下吸附铁磁性杂质。多层铁网13可以相互平行分布，也可以如图1所示，构成多个铁网笼。当箱体为竖直设置时，铁网竖直设置在箱体内，多层铁网相互间平行。在永磁体12的作用下，铁网在其表面能够形成磁力线的非均匀分布，从而产生高梯度磁场，形成强大的磁场力(磁场力是磁场强度与梯度磁场的乘积)，促使铁磁性物质向聚磁介质(铁网)表面移动，最终吸附于聚磁介质的表面，从而达到分离的目的。在一个实施例中，铁网可拆卸地设置在箱体11内。当永磁体为永磁材料制备时，可以通过将铁网从箱体11上拆卸，实现磁性杂质的回收。

在其中一个实施例中，不同层的铁网平行与流股的流向，且铁网相互之间的最小间距范围为3～5mm。

如图2所示，在其中一个实施例中，铁网为磁化强度较高的铁素体不锈钢丝网，不同层的不锈钢丝网之间还设置有垂直安装的不锈钢丝网。垂直安装的不锈钢丝网和平行铁网将箱体内空间分割为多个相互独立的通路，流股通过通路从进料口流向出料口。相互垂直的铁网可以提高箱体的装填密度，从而更好对磁性杂质进行过滤。

上述液体原料质量控制系统，沿流股的流向设置多层铁网，通过铁网与永磁体的距离形成不同梯度的高磁场，从而分离流股中金属颗粒或金属离子等磁性物质；且适合于不同的使用环境，例如可以在高纯液体中除去在输运过程中产生的固体颗粒，也适用于乳液或干粉中磁性颗粒的脱除；且磁分离器中还将铁丝网作为磁场的增强辅助介质，增强了磁分离器对磁性颗粒的吸附能力。整个液体原料质量控制系统可适用不同的压降体系。采用的液体原料质量控制系统可以确保整个输运、聚合、干燥全流程产生的磁性固体颗粒的有效脱除。且高梯度磁分离器的能耗少，操作简单，不会产生二次污染，成本较低，分离效率高。

在一个实施例中，构成铁网的钢丝直径约1mm，间距约3-5mm。在一个实施中，还可以在提高流速的基础上，出料口安装超声振动装置，从而防止杂质淤积堵塞出料口。高梯度磁分离器的聚磁介质(铁网)采用磁化强度较高的铁素体不锈钢，具有很好的防腐蚀性能。且聚磁介质的截面积越小，磁场梯度越高，磁性分离器可产生1T的磁场和100T/cm的磁场梯度，磁性杂质分离的效率越高，可去除几微米到上百微米的铁磁性颗粒。

铁网的外层可以包覆高分子聚合物。高分子聚合物可以是PTFE等具有低损耗，低能量反射，及低电长度变化的聚合物。

在一个实施例中，箱体11在进料口111处还设置有分流板15，分流板15可以对流股进行分流，从而更好地对流股进行除杂。

在其中一个实施例中，液体原料质量控制系统还包括设置在高梯度磁分离器的入口前端的前置过滤器，前置过滤器的过滤精度为0.1-100μm。前置过滤器用于脱除洁净流股的在输运过程中产生的固体颗粒，由于固体颗粒的沉积产生的压降较小，可以定期反冲过滤器中的滤芯、实现滤芯再生。当流股为液体时，前置过滤器可以更好地去除流股中杂质。

在其中一个实施例中，前置过滤器包括筒体和至少一个滤芯。

筒体，为不锈钢材质，内壁涂覆有高分子聚合物。

滤芯，设置在筒体内，用于去除流股内非磁性的杂质。滤芯可以根据滤材选择线缠绕式滤芯(非金属线缠绕内柱)、折叠圆筒式滤芯、钛滤芯、活性炭滤芯等管状滤芯。滤芯的过滤比在100左右。

在一些实施例中，液体原料质量控制系统还可以包括磁过滤器、聚合反应器、储罐等。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请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申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种液体原料质量控制系统，用于在电子级全氟醚弹性体合成过程中脱除杂质，其特征在于，包括设置在流股入口处的高梯度磁分离器，所述高梯度磁分离器用于脱除在聚合过程中各流股引入的铁磁性杂质，

其中，所述高梯度磁分离器包括：

箱体，为不锈钢材质，用于对流股进行引流，所述箱体的内壁涂覆有高分子聚合物；

永磁体，沿所述流股的流向对称设置在所述箱体的外侧，所述永磁体的N磁极和S磁极之间距离为0.5-5厘米，用于对所述箱体内的空间施加磁场；

多层铁网，沿所述流股的流向设置在箱体内，在所述磁场的作用下吸附所述铁磁性杂质。

2.根据权利要求1所述的液体原料质量控制系统，其特征在于，不同层的所述铁网平行与所述流股的流向，且所述铁网相互之间的最小间距范围为3～5mm。

3.根据权利要求1所述的液体原料质量控制系统，其特征在于，所述铁网为磁化强度较高的铁素体不锈钢丝网，不同层的不锈钢丝网之间还设置有垂直安装的不锈钢丝网。

4.根据权利要求1所述的液体原料质量控制系统，其特征在于，所述箱体的进料口处设置有圆转方转换接头，出料口处设置有方转圆转换接头。

5.根据权利要求1所述的液体原料质量控制系统，其特征在于，所述液体原料质量控制系统还包括设置在所述高梯度磁分离器的入口前端的前置过滤器，所述前置过滤器的过滤精度为0.1-100μm。

6.根据权利要求5所述的液体原料质量控制系统，其特征在于，所述前置过滤器包括：

筒体，为不锈钢材质，内壁涂覆有高分子聚合物；

至少一个滤芯，设置在所述筒体内，用于去除所述流股内非磁性的杂质。

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