CN207221921U - 一种高岭土的超临界二氧化碳辅助改性设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种高岭土的超临界二氧化碳辅助改性设备，属于材料制备装置技术领域，解决现有设备采用干法工艺制备高岭土时改性剂包覆不均匀技术问题，本实用新型能够在高岭土表面改性的过程中添加超临界二氧化碳，使改性剂均匀包覆在高岭土表面。解决方案为：支架顶部设有驱动电机，支架中部设有悬臂基座，搅拌釜安装于悬臂基座上，搅拌釜外部设置有搅拌釜夹套，搅拌釜夹套与搅拌釜筒体的外壁之间设置有空腔；搅拌釜上端开口部设置有密封盖，密封盖上分别设置有压力表、安全阀、超临界二氧化碳入口与投料口，密封盖心部竖直向下设置有搅拌杆，驱动电机的动力输出端通过皮带传动驱动搅拌杆转动；用于吊装密封盖的吊具竖直向上设置于悬臂基座上。

Description

一种高岭土的超临界二氧化碳辅助改性设备

技术领域

本实用新型属于材料制备装置技术领域，特别涉及一种高岭土的超临界二氧化碳辅助改性设备。

背景技术

超临界流体是一种介于液体及气体间的物质状态，但却拥有不同于纯净液体和气体的性质。当流体所处的温度高于临界温度且压力高于临界压力时，该流体就处于超临界状态，处于该状态下的流体被称为超临界流体。在标准条件下(0℃，标准大气压(1atm))，超临界流体的密度一般比气体大两个数量级，与液体密度相近。粘度比液体的要小，扩散速度比液体更快(约两个数量级)，具有优异的流动性和传递性。

超临界CO₂是指温度高于31.1℃、压力大于7.38MPa的CO₂，它具有近似液体的溶解度和近似气体的扩散系数,同时具有对多数有机物溶解性能好、黏度低、扩散系数大、无毒、不燃、化学惰性、无溶剂残留、价廉易得、使用安全、不污染环境等独特优点。与其他超临界惰性气体(如N₂)相比，超临界CO₂更容易制备，与聚合物也有更强的相互作用。超临界CO₂可以降低聚合物体系的界面张力，对聚合物熔体有很好的增塑作用，因而可以降低聚合物的玻璃化转变温度(Tg)，并能降低聚合物熔体的黏度和提高熔体的流动性，降低挤出温度。超临界CO₂还可以大幅提高其他气体或小分子化合物扩散速度和溶解吸附程度。

对高岭土表面有机处理常用的处理剂有偶联剂、硬脂酸、不饱和有机酸等。表面有机处理工艺通常有三种方法:湿法、半干法和干法。湿法工艺是指将高岭土加入有改性剂和分散剂的溶剂中充分搅拌均匀，然后蒸发去除溶剂，该法的优点是表面有机接枝包覆均匀、处理效果好，缺点是操作较复杂，消耗较大，工业应用成本较高，并且使用了有机溶剂，不环保；半干法工艺是将水、改性剂的混合物加入高岭土粉体中,边搅拌边同时加热到一定温度，反应物料呈粘稠状态，然后稍微干燥即得产品，这一工艺省略了脱水过程,提高了生产效率；干法工艺是指将改性剂及其它助剂用少量的稀释剂稀释后，在高速搅拌机中边搅拌边加入，或利用喷雾的方式加入，控制改性温度和时间，得到产品,这一方法完全省去了脱水和干燥的过程,处理过后就是直接用的产品，因而很大程度上简化了工艺，提高了生产效率，降低了生产成本，适合工业应用，缺点是包覆不均匀。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷，解决现有设备采用干法工艺制备高岭土时改性剂包覆不均匀技术问题，提供一种采用超临界二氧化碳辅助偶联剂、硬脂酸或不饱和有机酸等能够均匀包覆在高岭土表面的高岭土的超临界二氧化碳辅助改性设备。

本实用新型通过以下技术方案予以实现。

一种高岭土的超临界二氧化碳辅助改性设备，它包括支架、搅拌釜及吊具，其中：支架竖直设置，支架的顶部设置有驱动电机，支架的中部设置有悬臂基座，搅拌釜的筒体部分竖直固定安装于悬臂基座上，搅拌釜筒体部分的外部设置有搅拌釜夹套，搅拌釜夹套与搅拌釜筒体的外壁之间设置有空腔，导热油槽通过管道与所述空腔连通，空腔内填充有导热油，空腔底面设置有加热棒，空腔底部设置有泄压口，泄压口处安装有泄压阀；

搅拌釜上端开口部设置有密封盖，密封盖上分别设置有压力表、安全阀、超临界二氧化碳入口与投料口，密封盖心部竖直向下设置有搅拌杆，搅拌杆延伸至搅拌釜中，所述驱动电机的动力输出端通过皮带传动驱动搅拌杆转动；

所述用于吊装密封盖的吊具竖直向上设置于悬臂基座上。

本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果。

本实用新型提供的一种高岭土的超临界二氧化碳辅助改性设备，能够在高岭土表面改性的过程中添加超临界二氧化碳，使得超临界二氧化碳辅助偶联剂、硬脂酸或不饱和有机酸等能够均匀包覆在高岭土表面，保证了改性高岭土的优异性能。

附图说明

图1为本实用新型整体结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型做详细说明：本实施例是以本实用新型技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下面的实施例。

如图1所示，本实施例中的一种高岭土的超临界二氧化碳辅助改性设备，它包括支架1、搅拌釜5及吊具10，其中：支架1竖直设置，支架1的顶部设置有驱动电机9，支架1的中部设置有悬臂基座6，搅拌釜5的筒体部分竖直固定安装于悬臂基座6上，搅拌釜5筒体部分的外部设置有搅拌釜夹套4，搅拌釜夹套4与搅拌釜5筒体的外壁之间设置有空腔，导热油槽14通过管道与所述空腔连通，空腔内填充有导热油，空腔底面设置有加热棒，空腔底部设置有泄压口，泄压口处安装有泄压阀15；

搅拌釜5上端开口部设置有密封盖7，密封盖7上分别设置有压力表11、安全阀12、超临界二氧化碳入口8与投料口13，密封盖7心部竖直向下设置有搅拌杆3，搅拌杆3延伸至搅拌釜5中，所述驱动电机9的动力输出端通过皮带传动驱动搅拌杆3转动；

所述用于吊装密封盖7的吊具10竖直向上设置于悬臂基座6上。

本实用新型的使用过程如下：

吊具10将密封盖7吊装于搅拌釜5上，设备调试完成后设定改性温度和改性压力，搅拌釜5开始升温升压，取煅烧高岭土100kg通过投料口13加入搅拌釜5中，高速搅拌物料，当搅拌釜5温度上升到95℃时，通过投料口13加入改性剂(硅烷KH5500.4kg和钛酸酯0.6kg)，并通入超临界二氧化碳流体，维持压力15MPa,继续高速搅拌物料，平衡一定时间以使超临界二氧化碳携带改性剂在进入高岭土层结构之间；当其温度上升到120℃时，改为低速搅拌5min；最后，停止搅拌，迅速释放压力至常压，插层溶解于高岭土层间结构中的超临界二氧化碳汽化引起层间膨胀，实现高岭土的层间剥离及表面包覆改性，放料，冷却，得到改性高岭土。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (1)

1.一种高岭土的超临界二氧化碳辅助改性设备，它包括支架(1)、搅拌釜(5)及吊具(10)，其特征在于：支架(1)竖直设置，支架(1)的顶部设置有驱动电机(9)，支架(1)的中部设置有悬臂基座(6)，搅拌釜(5)的筒体部分竖直固定安装于悬臂基座(6)上，搅拌釜(5)筒体部分的外部设置有搅拌釜夹套(4)，搅拌釜夹套(4)与搅拌釜(5)筒体的外壁之间设置有空腔，导热油槽(14)通过管道与所述空腔连通，空腔内填充有导热油，空腔底面设置有加热棒，空腔底部设置有泄压口，泄压口处安装有泄压阀(15)；

搅拌釜(5)上端开口部设置有密封盖(7)，密封盖(7)上分别设置有压力表(11)、安全阀(12)、超临界二氧化碳入口(8)与投料口(13)，密封盖(7)心部竖直向下设置有搅拌杆(3)，搅拌杆(3)延伸至搅拌釜(5)中，所述驱动电机(9)的动力输出端通过皮带传动驱动搅拌杆(3)转动；

所述用于吊装密封盖(7)的吊具(10)竖直向上设置于悬臂基座(6)上。