CN216125634U - 一种生产纳米分散液的反应装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种生产纳米分散液的反应装置，包括主反应釜和安装在主反应釜上的进料管，所述主反应釜的一侧并列设置有副反应釜，副反应釜与主反应釜之间设置有溢流管，副反应釜与主反应釜之间还设置真空调节组件，所述主反应釜内底壁安装有通气盘，所述主反应釜的底部安装有与副反应釜连通的循环管，循环管上安装有超声组件，所述主反应釜上设置有置换组件。该生产纳米分散液的反应装置，原料从进料管进入主反应釜后，运作传动电机，搅拌片和双层搅拌桨即工作，双层搅拌桨搅拌时进行剪切，且物料将分散，有利于反应分子碰撞促进聚合二次成核，而搅拌片的锚与釜壁间隙较小，釜内物料搅拌均匀，剪切力小，有利于有机分子链定向发展。

Description

一种生产纳米分散液的反应装置

技术领域

本实用新型涉及生产纳米分散液用器械技术领域，具体为一种生产纳米分散液的反应装置。

背景技术

有机纳米聚合物材料主要是利用具有剪切或搅拌功能的反应釜进行合成，经过后续超声波粉碎、研磨等物理或化学处理制备得到，有机纳米聚合物材料的制备过程复杂，涉及的生产设备较多，且不同种类的聚合物的纳米化处理技术有所差别，导致其生产过程所需的设备也有所不同。

在纳米分散液的制备过程中，目前的用于制备纳米材料的反应釜大多仅具有搅拌或剪切的功能，但是无法进行超声处理，导致其制备得到的有机纳米聚合物的平均粒径较大，粒径分布较宽，功能性质较差，无法满足使用需要，给人们使用带来了不便。

现有技术中，CN210145994U公开了一种用于制备纳米材料的反应釜，在自吸式釜的基础上加了超声杆，实现了反应釜中物料剪切、气体保护和粉碎等功能集成。然而自吸搅拌持气率很高，正常搅拌容易造成后期生成的纳米颗粒被大量的小气泡“上浮”分层，而设置的转动叶片很难消泡；另外，插入釜中的超声杆粉碎效率不高。对于生产物性要求较高的导电聚合物分散液，如高导电高透明pedt/pss分散液，反应装置还需要进行改进。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种生产纳米分散液的反应装置，具备制备所得的纳米分散液状态稳定、颗粒分布较窄和功能性质较好等优点，解决了传统反应釜不能制备状态稳定、颗粒分布较窄和功能性质较好的纳米分散液的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种生产纳米分散液的反应装置，包括主反应釜和安装在主反应釜上的进料管，所述主反应釜的一侧并列设置有副反应釜，副反应釜与主反应釜之间设置有溢流管，副反应釜与主反应釜之间还设置真空调节组件，所述主反应釜内底壁安装有通气盘，所述主反应釜的底部安装有与副反应釜连通的循环管，循环管上安装有超声组件，所述主反应釜上设置有置换组件。

进一步，所述真空调节组件包括安装在副反应釜与主反应釜之间的通气管，和安装在通气管上的承接管，以及安装在通气管上的真空管。

进一步，所述超声组件包括安装在循环管上的超声波发生控制器和设置在循环管内侧的超声变幅杆。

进一步，所述主反应釜的外侧安装有换热夹套，所述主反应釜和副反应釜的顶部均安装有传动电机，所述循环管的底部固定有卸料管。

进一步，所述主反应釜的内部设置双层搅拌桨，且双层搅拌桨与安装在主反应釜上的传动电机的驱动轴传动连接，双层搅拌桨的上层为六叶或六叶折叶桨中的一种，下层为推进式桨或半圆分散盘桨中的一种。

进一步，所述副反应釜的内部设置有搅拌片，且搅拌片与安装在副反应釜上的传动电机的驱动轴传动连接，搅拌片采用锚式或框式搅拌中的一种。

进一步，所述置换组件包括与通气盘连通的导流管和与导流管连通的两个进气管。

与现有技术相比，本申请的技术方案具备以下有益效果：

1、该生产纳米分散液的反应装置，原料从进料管进入主反应釜后，运作传动电机，搅拌片和双层搅拌桨即工作，双层搅拌桨搅拌时进行剪切，将物料分散，有利于反应分子碰撞促进聚合二次成核，而搅拌片的锚与釜壁间隙较小，釜内物料搅拌均匀，剪切力小，有利于有机分子链定向发展。

2、该生产纳米分散液的反应装置，搅拌时通过操作超声波发生控制器，使超声变幅杆工作产生超声，超声向上产生“空穴”气泡，且会集中能量将流经的物料中的大胶团有效地破碎，主反应釜和副反应釜之间产生密度差，通过溢流管导流，主反应釜中的液体将进入副反应釜，通过循环管导流，副反应釜中的液体将进入主反应釜，实现循环，以获得状态稳定、颗粒分布较窄和功能性质较好的纳米分散液。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型结构中真空调节组件的示意图；

图3为本实用新型结构中置换组件的示意图。

图中：1主反应釜、2副反应釜、3溢流管、4通气盘、5循环管、6通气管、7承接管、8真空管、9超声波发生控制器、10超声变幅杆、11换热夹套、 12传动电机、13双层搅拌桨、14搅拌片、15进料管、16导流管、17进气管、 18卸料管。

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。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-3，本实施例中的一种生产纳米分散液的反应装置，包括主反应釜1和固定在主反应釜1顶部的进料管15，进料管15用于进料，主反应釜 1的外侧固定有换热夹套11，换热夹套11用于换热，对主反应釜1中液体温度进行控制，主反应釜1的一侧并列设置有副反应釜2，主反应釜1和副反应釜2的顶部均固定有传动电机12，副反应釜2与主反应釜1之间固定有溢流管3，副反应釜2与主反应釜1之间还设置真空调节组件，真空调节组件用于调节副反应釜2与主反应釜1中是否为真空，主反应釜1内底壁固定有通气盘4，主反应釜1的底部固定有与副反应釜2连通的循环管5，溢流管3和循环管5用于导流，循环管5上安装有超声组件，超声组件用于将物料中的大胶团有效地进行破碎，循环管5的底部固定有卸料管18，卸料管18用于完成卸料，主反应釜1上设置有置换组件，置换组件与通气盘4连通，使通气盘4 可以流出不同的气体，实现对反应中产生的含氧基去除。

另外，请参阅图1，本实施例中的主反应釜1的内部设置双层搅拌桨13 且双层搅拌桨13与固定在主反应釜1顶部的传动电机12的驱动轴传动连接，双层搅拌桨13的上层为六叶或六叶折叶桨中的一种，下层为推进式桨或半圆分散盘桨中的一种，本实施例中双层搅拌桨13上层采用六叶折叶桨，下层采用推进式桨，双层搅拌桨13工作转速为110-800rpm，可对物料进行剪切，使其均匀分散，有利于反应分子碰撞促进聚合二次成核，副反应釜2的内部设置有搅拌片14，且搅拌片14与固定在副反应釜2上的传动电机12的驱动轴传动连接，搅拌片14采用锚式或框式搅拌中的一种，本实施例中搅拌片14 采用锚式搅拌，搅拌片14的工作转速为21-85rpm，锚与釜壁间隙较小，釜内物料搅拌均匀，剪切力小，有利于有机分子链定向发展。

请参阅图1和图3，本实施例中的置换组件包括与通气盘4连通的导流管 16和与导流管16连通的两个进气管17，两个进气管17用于进氢气和氮气，进而对反应中产生的含氧基进行去除。

请参阅图1和图2，本实施例中的真空调节组件包括固定在副反应釜2与主反应釜1之间的通气管6，和固定在通气管6上的承接管7，通气管6用于导流，以及固定在通气管6上的真空管8，真空管8用于引真空对主反应釜1 和副反应釜2进行抽真空。

且，请参阅图1-3，本实施例中，导流管16、进气管17、承接管7和卸料管18的外侧均固定有电动阀。

请参阅图1，本实施例中的超声组件包括固定在循环管5外侧的超声波发生控制器9和设置在循环管5内侧的超声变幅杆10，超声变幅杆10与超声波发生控制器9固定连接，通过操作超声波发生控制器9，即可使超声变幅杆 10工作产生超声，超声向上产生“空穴”气泡且会集中能量将流经的物料中的大胶团有效地破碎，使主反应釜1和副反应釜2之间产生密度差，经过溢流管3和循环管5的导流，实现液体循环。

上述实施例的工作原理为：

1、原料从进料管15进入主反应釜1后，运作传动电机12，传动电机12 的驱动轴将带动搅拌片14和双层搅拌桨13工作，双层搅拌桨13搅拌时进行剪切，且物料将分散，有利于反应分子碰撞促进聚合二次成核搅拌时，而搅拌片14的锚与釜壁间隙较小，釜内物料搅拌均匀，剪切力小，有利于有机分子链定向发展。

2、搅拌时通过操作超声波发生控制器9，使超声变幅杆10工作产生超声，超声向上产生“空穴”气泡，且会集中能量将流经的物料中的大胶团有效地破碎，主反应釜1和副反应釜2之间产生密度差，通过溢流管3导流，主反应釜1中的液体将进入副反应釜2，通过循环管5导流，副反应釜2中的液体将进入主反应釜1，实现循环，以获得状态稳定、颗粒分布较窄和功能性质较好的纳米分散液。

以下以生产pedt:pss配比为1:2.5的pedt/pss纳米分散液为例，证明本实用新型的技术效果。其中，粘度采用旋转粘度计测定、表面电阻采用四探针电阻仪测定，透光率采用透光率仪测定。

实施例采用本实用新型的反应装置，具体配置为:主反应釜搅拌上层为六叶涡轮下层为半圆分散盘轮，转速为314rpm；副反应釜搅拌为锚式搅拌，转速为42rpm,超声杆为18HZ。生产产品典型参数:粘度约600mPa.s；透光率80％时，表面电阻37.8Ω/sq；透光率:90％时，表面电阻80.0Ω/sq。

对比例为CN210145994U公开相似的反应釜，配置为双层六叶涡轮搅拌 500rpm，自吸搅拌产生的气体由鼓氮气替代，釜内横插超声杆。生产产品典型参数:粘度约400mPa.s；透光率80％时，表面电阻51.6Ω/sq；透光率:90％时，表面电阻109.3Ω/sq。

从以上检测数据可以看出，相对比较例，采用本实用新型装置制备的 pedot/pss纳米分散液的相对表面电阻有所降低，导电率明显提高。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种生产纳米分散液的反应装置，包括主反应釜(1)和安装在主反应釜(1)上的进料管(15)，其特征在于：所述主反应釜(1)的一侧并列设置有副反应釜(2)，副反应釜(2)与主反应釜(1)之间设置有溢流管(3)，副反应釜(2)与主反应釜(1)之间还设置真空调节组件，所述主反应釜(1)内底壁安装有通气盘(4)，所述主反应釜(1)的底部安装有与副反应釜(2)连通的循环管(5)，循环管(5)上安装有超声组件，所述主反应釜(1)上设置有置换组件。

2.根据权利要求1所述的一种生产纳米分散液的反应装置，其特征在于：所述真空调节组件包括安装在副反应釜(2)与主反应釜(1)之间的通气管(6)，和安装在通气管(6)上的承接管(7)，以及安装在通气管(6)上的真空管(8)。

3.根据权利要求1所述的一种生产纳米分散液的反应装置，其特征在于：所述超声组件包括安装在循环管(5)上的超声波发生控制器(9)和设置在循环管(5)内侧的超声变幅杆(10)。

4.根据权利要求1所述的一种生产纳米分散液的反应装置，其特征在于：所述主反应釜(1)的外侧安装有换热夹套(11)，所述主反应釜(1)和副反应釜(2)的顶部均安装有传动电机(12)，所述循环管(5)的底部固定有卸料管(18)。

5.根据权利要求4所述的一种生产纳米分散液的反应装置，其特征在于：所述主反应釜(1)的内部设置双层搅拌桨(13)，且双层搅拌桨(13)与安装在主反应釜(1)上的传动电机(12)的驱动轴传动连接，双层搅拌桨(13)的上层为六叶或六叶折叶桨中的一种，下层为推进式桨或半圆分散盘桨中的一种。

6.根据权利要求4所述的一种生产纳米分散液的反应装置，其特征在于：所述副反应釜(2)的内部设置有搅拌片(14)，且搅拌片(14)与安装在副反应釜(2)上的传动电机(12)的驱动轴传动连接，搅拌片(14)采用锚式或框式搅拌中的一种。

7.根据权利要求1所述的一种生产纳米分散液的反应装置，其特征在于：所述置换组件包括与通气盘(4)连通的导流管(16)和与导流管(16)连通的两个进气管(17)。

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