CN210163362U - 一种生产均粒功能性高分子聚合物微球的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种生产均粒功能性高分子聚合物微球的装置，涉及化学工程领域，现提出如下方案，其包括乳化罐、溶胀罐、盘管式反应器、固化罐、水力旋流器、微球收集槽和反应液收集罐，所述乳化罐的出料端通过管道分别与溶胀罐的进料端连接和反应液收集罐的出料端连接，所述盘管式反应器的出料端通过管道连接于固化罐的进料端，所述固化罐的出料端通过管道连接于水力旋流器的水力旋流器进口上，水力旋流器的水力旋流器底流口通过管道连接于微球收集槽上，所述水力旋流器的水力旋流器溢流口通过管道连接于反应液收集罐的进料端。本实用新型粒径均一性高，分散相可循环使用，可降低生产成本，且减少废液的排放。
Description
技术领域
本实用新型涉及化学工程领域，尤其涉及一种生产均粒功能性高分子聚合物微球的装置。
背景技术
种子溶胀聚合方法(seeded-swelling polymerization) 是一种能制备各种功能微球的有用技术之一，种子溶胀聚合方法的聚合系统主要是由种子微球，油相单体，分散剂，引发剂及稳定剂组成，溶胀过程中液体内的油相单体不断溶解于水中，继而被种子微球吸收，直到达到溶胀平衡为止。如果需要粒径呈单分散的种子微球，则每个种子吸收单体的速度几乎是相同的，因此，溶胀后微球的尺寸也呈单分散性。
一般在悬浮聚合的过程中，由于快速的搅拌或分散剂的原因，在聚合的过程中会导致微球粒径不均匀，从而影响产品的性能，甚至会团聚或者结块副反应发生，严重者可能造成生产事故。同时，悬浮聚合法合成功能高分子聚合物微球需要使用大量的水作为媒介，而悬浮聚合方法，固含量一般不高，因此需要大量的水，即造成水资源的浪费，同时生成大量含分散剂的废水。因此，本实用新型设计出生产均粒功能性高分子聚合物微球的装置，可以快速制备出粒径均一的功能性高分子聚合物微球。
发明内容
本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种生产均粒功能性高分子聚合物微球的装置。
为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：
一种生产均粒功能性高分子聚合物微球的装置，包括乳化罐、溶胀罐、盘管式反应器、固化罐、水力旋流器、微球收集槽和反应液收集罐，所述乳化罐的出料端通过管道分别与溶胀罐的进料端连接和反应液收集罐的出料端连接，所述溶胀罐的出料端通过管道连接于盘管式反应器的进料端上，所述盘管式反应器的出料端通过管道连接于固化罐的进料端，所述固化罐的出料端通过管道连接于水力旋流器的水力旋流器进口上，水力旋流器的水力旋流器底流口通过管道连接于微球收集槽上，所述水力旋流器的水力旋流器溢流口通过管道连接于反应液收集罐的进料端。
优选的，所述乳化罐、溶胀罐和固化罐内均分别安装有搅拌器，且三个搅拌器分别由设置在乳化罐顶部、设置在溶胀罐顶部、设置在固化罐顶部的搅拌电机一、搅拌电机二、搅拌电机三驱动。
优选的，所述乳化罐、溶胀罐、固化罐和反应液收集罐的出料管路上均配合安装有阀门。
优选的，所述乳化罐上设有内循环管道，且内循环管道上配合安装有在线式乳化泵。
优选的，所述溶胀罐的顶部设置有种子溶液进口。
优选的，所述溶胀罐与盘管式反应器之间的管道上配合安装有转移泵一；所述溶胀罐与反应液收集罐之间管道上配合安装有转移泵二。
优选的，所述固化罐与水力旋流器之间的管道上配合安装有加压泵。
优选的，所述盘管式反应器设置有加热介质进口和加热介质出口，且外层加热介质为蒸汽或油浴，外层加热温度范围在70-180℃。
优选的，所述水力旋流器为在线式固液分离设备,可以连续快速分离均粒功能性高分子聚合物微球，分离的均粒功能性高分子聚合物微球的粒径范围为20 μm-1.2 mm。
本实用新型的有益效果为：本实用新型中，采用本实用新型所述的一种生产均粒功能性高分子聚合物微球的装置所制得的聚合物的粒径均一性高，分散相可循环使用，可降低生产成本，且减少废液的排放，因此本实用新型专利所述的一种生产均粒功能性高分子聚合物微球的装置具有优秀的应用前景和市场潜力；
均粒功能性高分子聚合物微球的基质为聚苯乙烯、聚苯乙烯交联微球、聚丙烯酸酯、聚丙烯酸酯交联功能性高分子微球中的一种。
附图说明
图1 为本实用新型所述的一种生产均粒功能性高分子聚合物微球的装置的结构示意图。
图中标号：1-乳化罐；2-阀门；3-搅拌电机一；4-溶胀罐；5-加热介质进口；6-盘管式反应器；7-加热介质出口；8-固化罐；9-加压泵；10-水力旋流器；11-微球收集槽；12-反应液收集罐；13-转移泵二；14-水力旋流器进口；15-水力旋流器底流口；16-水力旋流器溢流口；17-搅拌电机二；18-种子溶液进口；19-转移泵一；20-在线式乳化泵、21搅拌电机三。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。
参照图1，一种生产均粒功能性高分子聚合物微球的装置，包括乳化罐1、溶胀罐4、盘管式反应器6、固化罐8、水力旋流器10、微球收集槽11和反应液收集罐12，乳化罐1的出料端通过管道分别与溶胀罐4的进料端连接和反应液收集罐12的出料端连接，溶胀罐4的出料端通过管道连接于盘管式反应器6的进料端上，盘管式反应器6的出料端通过管道连接于固化罐8的进料端，固化罐8的出料端通过管道连接于水力旋流器10的水力旋流器进口14上，水力旋流器10的水力旋流器底流口15通过管道连接于微球收集槽11上，水力旋流器10的水力旋流器溢流口16通过管道连接于反应液收集罐12的进料端。
本实施方式中，乳化罐1、溶胀罐4和固化罐8内均分别安装有搅拌器，且三个搅拌器分别由设置在乳化罐1顶部、设置在溶胀罐4顶部、设置在固化罐8顶部的搅拌电机一3、搅拌电机二17、搅拌电机三21驱动。
本实施方式中，乳化罐1、溶胀罐4、固化罐8和反应液收集罐12的出料管路上均配合安装有阀门2。
本实施方式中，乳化罐1上设有内循环管道，且内循环管道上配合安装有在线式乳化泵20。
本实施方式中，溶胀罐4的顶部设置有种子溶液进口18。
本实施方式中，溶胀罐4与盘管式反应器6之间的管道上配合安装有转移泵一19；溶胀罐4与反应液收集罐12之间管道上配合安装有转移泵二13。
本实施方式中，固化罐8与水力旋流器10之间的管道上配合安装有加压泵9。
本实施方式中，盘管式反应器6设置有加热介质进口5和加热介质出口7，且外层加热介质为蒸汽或油浴，外层加热温度范围在70-180℃。
本实施方式中，水力旋流器10为在线式固液分离设备,可以连续快速分离均粒功能性高分子聚合物微球，分离的均粒功能性高分子聚合物微球的粒径范围为20 μm-1.2mm。
工作原理：乳化罐1和通过阀门2与在线试乳化泵20相连，实现内循环在线乳化；并与溶胀罐4通过液料输送泵串联；其中所述的液料输送泵是将物料按配比输送在乳化罐1、溶胀罐4中，并通过高压泵将溶胀结束的微球输送至盘管式反应器6中；接着反应微球被转移至固化罐中，维持应温度进行固化反应，固化完全的微球经过水力旋流器实现固液分离，在水力旋流在连接水力旋流器底流口收集功能性高分子聚合物微球，溢流口收集分散相，并循环使用，采用本实用新型所述的一种生产均粒功能性高分子聚合物微球的装置所制得的聚合物的粒径均一性高，分散相可循环使用，可降低生产成本，且减少废液的排放，因此本实用新型专利所述的一种生产均粒功能性高分子聚合物微球的装置具有优秀的应用前景和市场潜力；
均粒功能性高分子聚合物微球的基质为聚苯乙烯、聚苯乙烯交联微球、聚丙烯酸酯、聚丙烯酸酯交联功能性高分子微球中的一种。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种生产均粒功能性高分子聚合物微球的装置，其特征在于，包括乳化罐（1）、溶胀罐（4）、盘管式反应器（6）、固化罐（8）、水力旋流器（10）、微球收集槽（11）和反应液收集罐（12），所述乳化罐（1）的出料端通过管道分别与溶胀罐（4）的进料端连接和反应液收集罐（12）的出料端连接，所述溶胀罐（4）的出料端通过管道连接于盘管式反应器（6）的进料端上，所述盘管式反应器（6）的出料端通过管道连接于固化罐（8）的进料端，所述固化罐（8）的出料端通过管道连接于水力旋流器（10）的水力旋流器进口（14）上，水力旋流器（10）的水力旋流器底流口（15）通过管道连接于微球收集槽（11）上，所述水力旋流器（10）的水力旋流器溢流口（16）通过管道连接于反应液收集罐（12）的进料端。
2.根据权利要求1所述的一种生产均粒功能性高分子聚合物微球的装置，其特征在于，所述乳化罐（1）、溶胀罐（4）和固化罐（8）内均分别安装有搅拌器，且三个搅拌器分别由设置在乳化罐（1）顶部、设置在溶胀罐（4）顶部、设置在固化罐（8）顶部的搅拌电机一（3）、搅拌电机二（17）、搅拌电机三（21）驱动。
3.根据权利要求1所述的一种生产均粒功能性高分子聚合物微球的装置，其特征在于，所述乳化罐（1）、溶胀罐（4）、固化罐（8）和反应液收集罐（12）的出料管路上均配合安装有阀门（2）。
4.根据权利要求1所述的一种生产均粒功能性高分子聚合物微球的装置，其特征在于，所述乳化罐（1）上设有内循环管道，且内循环管道上配合安装有在线式乳化泵（20）。
5.根据权利要求1所述的一种生产均粒功能性高分子聚合物微球的装置，其特征在于，所述溶胀罐（4）的顶部设置有种子溶液进口（18）。
6.根据权利要求1所述的一种生产均粒功能性高分子聚合物微球的装置，其特征在于，所述溶胀罐（4）与盘管式反应器（6）之间的管道上配合安装有转移泵一（19）；所述溶胀罐（4）与反应液收集罐（12）之间管道上配合安装有转移泵二（13）。
7.根据权利要求1所述的一种生产均粒功能性高分子聚合物微球的装置，其特征在于，所述固化罐（8）与水力旋流器（10）之间的管道上配合安装有加压泵（9）。
8.根据权利要求1所述的一种生产均粒功能性高分子聚合物微球的装置，其特征在于，所述盘管式反应器（6）设置有加热介质进口（5）和加热介质出口（7），且外层加热介质为蒸汽或油浴，外层加热温度范围在70-180℃。
9.根据权利要求1所述的一种生产均粒功能性高分子聚合物微球的装置，其特征在于，所述水力旋流器（10）为在线式固液分离设备,可以连续快速分离均粒功能性高分子聚合物微球，分离的均粒功能性高分子聚合物微球的粒径范围为20 μm-1.2 mm。
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