CN210496391U - 一种气相改性反应釜 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种气相改性反应釜，其包括反应釜、搅拌装置、伺服电机、温度控制装置和压力控制装置，反应釜为通过通气管连通的第一反应釜和第二反应釜，在通气管上安装第一截止阀，搅拌装置安装在第一反应釜内，且搅拌装置上部与伺服电机连接，由伺服电机驱动粉碎并搅拌物料，第一反应釜和第二反应釜上均安装温度控制装置。将改性剂分解与被改性物质分开，两个过程单独控制，便于控制改性剂分解的温度，通过调整温度能够实现改性剂的百分比分解，避免高温对被改性物质的影响，无需后处理过程，提高了接枝效率。
Description
技术领域：
本实用新型涉及实验设备及化工设备技术领域，具体为一种气相改性碳基材料的反应釜。
背景技术：
炭黑是纳米结构的功能性填料，但由于比表面积大，很难实现在高分子基体或有机溶剂中的分散，为充分发挥炭黑的特性，需要对炭黑进行改性。最常用的改性方法以表面接枝改性为主，现有技术中通常将有机化合物与炭黑进行混合采用加热、超声、机械剪切、超临界等方法进行原位接枝改性，但后续产物均需经过抽提、过滤等过程以除去游离的有机化合物，过程繁琐不利于规模化生产。通过对容器的结构设计与参数配置，实现工艺要求的加热、蒸发、冷却以及高低速的混配功能，反应釜在化工领域中运用的比较广泛。然而，关于采用液固体高温分解气体小分子来改性固体材料方面的反应釜的设计却比较少，因此本发明主要是提供一种利用气体小分子改性碳基材料的反应釜构造，以得到改性均匀的碳材料。
实用新型内容：
本实用新型目的在于克服现有技术存在的缺点，寻求设计一种无轮辐摩托车前轮，解决了现有摩托车前轮制作过程复杂、成本高的问题。
为了实现上述目的，本实用新型涉及的气相改性反应釜，包括反应釜、搅拌装置、伺服电机、温度控制装置和压力控制装置，反应釜为通过通气管连通的第一反应釜和第二反应釜，在通气管上安装第一截止阀，搅拌装置安装在第一反应釜内，且搅拌装置上部与伺服电机连接，由伺服电机驱动粉碎并搅拌物料，第一反应釜和第二反应釜上均安装温度控制装置。
所述气相改性反应釜还包括固定在反应釜上抽真空装置。
所述温度控制装置包括第一热电偶、第二热电偶、第一加热管、第二加热管、控制器和保温层，反应釜外壁包覆保温层，在反应釜内壁缠绕加热管，第一热电偶、第二热电偶分别安装在第一反应釜和第二反应釜内部，第一热电偶、第二热电偶、第一加热管、第二加热管分别与控制器连接。
在搅拌装置底部可拆卸固定搅拌叶片，搅拌叶片包括用于低速时搅拌物料的平行式搅拌叶片和用于高速时粉碎物料的加厚带锯齿刀片，平行式搅拌叶片置于加厚带锯齿刀片上侧。
本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果：(1)将改性剂分解与被改性物质分开，两个过程单独控制，便于控制改性剂分解的温度，通过调整温度能够实现改性剂的百分比分解，避免现有技术中改性剂与被改性物质混合搅拌时，高温对被改性物质的影响，改性剂难以实现完全分解，还需后续处理工艺将未分解的改性剂从被改性物质表面去除；(2)在压力的作用下将自由基气体分子压入被改性物质中，加快自由基渗入，提高接枝效率；(3)克服现有改性装置所需时间长，过程繁琐，接枝效率低等问题。
附图说明：
图1是本实用新型涉及的气相改性反应釜整体结构示意图。
图2是图1中B部分反应釜局部示意图。
具体实施方式：
下面通过具体实施例并结合附图对本实用新型作进一步说明。
实施例1：
如图1和2所示，本实用新型涉及的气相改性反应釜，包括反应釜、搅拌装置3、伺服电机、温度控制装置和压力控制装置，反应釜为通过通气管9连通的第一反应釜和第二反应釜，在通气管9上安装第一截止阀91，搅拌装置3安装在第一反应釜内，且搅拌装置3上部与伺服电机33连接，由伺服电机33驱动粉碎并搅拌物料，第一反应釜和第二反应釜上均安装温度控制装置，用于调整和保持第一反应釜和第二反应釜内部温度。
所述气相改性反应釜还包括抽真空装置，具体为固定在第二反应釜上的真空泵8。在反应前通过真空泵8将第一反应釜和第二反应釜内抽成真空，以其提高气化和接枝速率。
所述温度控制装置包括第一热电偶13、第二热电偶23、第一加热管7、第二加热管7′、控制器(图中未画出)和保温层(图中未画出)，反应釜外壁包覆保温层，在反应釜内壁缠绕加热管7，第一热电偶13、第二热电偶23分别安装在第一反应釜和第二反应釜内部，第一热电偶13、第二热电偶23、第一加热管 7、第二加热管7′分别与控制器连接。控制器根据第一热电偶13和第二热电偶 23检测的温度，分别控制第一加热管7和第二加热管7′加热时间和保温时间，对釜内温度进行自动精准控制。
所述压力控制装置包括压力表5，压力安全阀4，压力表5安装在第一反应釜出气管道上,第一反应釜出气管道上依次设置第二截止阀6、压力表5和第三截止阀，排气管41连接在压力表5之间的出气管道上，所述压力表5和压力安全阀4分别与控制器连接。通过压力表5实时监控第一反应釜内部的气体压力，通过设定安全阀4的开启压力，可以对反应釜内部的压力进行安全控制，一旦反应釜内部的压力超过设定压力，则安全阀4打开，从排气管41排出，以进行卸压保证安全，所述安全阀4的排气管41要接到安全的地点进行排放和收集，以免因气体喷射而造成事故。
所述第一反应釜(或第二反应釜均)包括釜体13(或23)和顶盖11(或 21)，釜体和顶盖之间通过螺栓10紧固，且通过橡胶密封圈进行密封。
在搅拌装置3底部可拆卸固定搅拌叶片，搅拌叶片包括用于低速时搅拌物料的平行式搅拌叶片31和用于高速时粉碎物料的加厚带锯齿刀片32，平行式搅拌叶片31置于加厚带锯齿刀片32上侧。两组搅拌叶片可拆卸更换，也可根据物料的多少安装相应数量的叶片。
本实用新型涉及的气相改性反应釜适用于理论上在气相状态下能够实现的所有物质改性也用于对其他物质的改性，如炭黑改性，纤维素气凝胶改性。
本实用新型涉及的气相改性反应釜用于对炭黑的改性，具体使用过程为：
(1)打开第一反应釜的顶盖11，将要炭黑放入第一反应釜中，关闭第一截止阀91和第二截止阀6，设置搅拌装置3的搅拌速率，利用搅拌锯齿刀片32对物料进行粉碎，将炭黑从团聚体状态分散成原生粒子将以便使更多的有机小分子进入到炭黑聚集体内；
(2)打开第二反应釜的顶盖21，将改性剂放入第二反应釜的储料罐22中 (聚合物可为固体或液体)，打开截止阀91和第二截止阀6，打开真空泵8将釜内空气抽出；
(3)设置第二反应釜温度(改性剂熔点以上的温度)和第一反应釜温度(改性剂熔点以下的温度)，开启加热管，对反应釜进行加热，当改性剂气化分解成气态自由基时，第二反应釜内压力增大，利用第一反应釜和第二反应釜之间的压力差，气态自由基进入第一反应釜内，开启搅拌装置，通过搅拌增加炭黑与气体分子的接触面积，在特定压力作用下，使气体小分子自由基渗入到炭黑内部，并且被捕捉，发生接枝反应。过程中若反应釜内压力超过安全阀4设置的压力上限，则安全阀自动打开，气体从排气管41排出，直至压力正常。
Claims (4)
1.一种气相改性反应釜，其特征在于，包括反应釜、搅拌装置、伺服电机、温度控制装置和压力控制装置，反应釜为通过通气管连通的第一反应釜和第二反应釜，在通气管上安装第一截止阀，搅拌装置安装在第一反应釜内，且搅拌装置上部与伺服电机连接，由伺服电机驱动粉碎并搅拌物料，第一反应釜和第二反应釜上均安装温度控制装置。
2.根据权利要求1所述的气相改性反应釜，其特征在于，所述气相改性反应釜还包括固定在反应釜上抽真空装置。
3.根据权利要求2所述的气相改性反应釜，其特征在于，所述温度控制装置包括第一热电偶、第二热电偶、第一加热管、第二加热管、控制器和保温层，反应釜外壁包覆保温层，在反应釜内壁缠绕加热管，第一热电偶、第二热电偶分别安装在第一反应釜和第二反应釜内部，第一热电偶、第二热电偶、第一加热管、第二加热管分别与控制器连接。
4.根据权利要求3所述的气相改性反应釜，其特征在于，在搅拌装置底部可拆卸固定搅拌叶片，搅拌叶片包括用于低速时搅拌物料的平行式搅拌叶片和用于高速时粉碎物料的加厚带锯齿刀片，平行式搅拌叶片置于加厚带锯齿刀片上侧。
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