[實用新型]一種合成超細氫氧化鎂阻燃劑的裝置

有效

• 申請號: 201220714557.8
• 申請日: 2012-12-22
• 公開（公告）號: CN203079704U
• 公開（公告）日: 2013-07-24
• 發明（設計）人: 劉有智;申紅艷;焦緯洲;祁貴生;袁志國;栗秀萍;張巧玲;王建偉
• 申請（專利權）人: 中北大學
• 主分類號: C01F5/22
• 分類號: C01F5/22;C09K21/02
• 代理公司: 太原晉科知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 14110
• 代理人: 王瑞玲

發明領域

本實用新型屬于無機化工技術領域，具體涉及一種合成超細氫氧化鎂阻燃劑的裝置。

背景技術

隨著高分子材料工業的迅速發展，塑料、合成橡膠、合成纖維等高分子材料越來越廣泛應用于建材、家電、電子設備、汽車、化工、交通等領域。但高分子材料的易燃性問題日益引起人們的重視。據統計，火災中的死亡事故有30%以上是材料產生的濃煙和有毒氣體造成的。因而，對于易燃制品，除了研究所添加阻燃劑的阻燃效果外，低毒、低煙也是阻燃劑必不可少的指標，這也是近幾年來阻燃劑研究領域內最活躍的課題之一。

氫氧化鎂作為一種無機阻燃劑，除具有高效的阻燃性能外，還具有抑煙、中和燃燒過程中生成的酸性氣體等特點，而且材料無毒、無腐蝕性，是一種環境友好型綠色無機阻燃劑，目前已成為國內外開發與研究的熱點。在西方發達國家，氫氧化鎂阻燃劑已占整個阻燃劑市場的30%以上，并以明顯的趨勢增長。我國雖然鎂資源豐富，但生產規模小、品種少、產品質量差、技術水平低，產量和質量遠遠不能滿足市場的需求，整體行業水平亟待提高。

氫氧化鎂作為阻燃劑，其在高分子材料中的添加量對材料的機械性能會有一定的影響。研究表明：使氫氧化鎂超細化是解決這一問題的最好方法之一。但是目前在合成超細氫氧化鎂時，存在的問題如下：(1)?合成的氫氧化鎂的粒度分布不均勻；(2)?氫氧化鎂易團聚；(3)?過濾沉降性能差。

目前，國內外合成氫氧化鎂的主要方法有常溫固相法、直接沉淀法、水熱反應法、均相沉淀法、溶膠-凝膠法等，但各種方法都有一定的局限性。常溫固相法產品純度不高(一般為95%～96%)，晶型不易控制，粒徑較大；直接沉淀法易形成膠體，難以進行沉降、過濾和洗滌，產品純度低、雜質含量高；水熱反應法工藝復雜、設備投資較大，條件苛刻，工業化實施較困難；均相沉淀法反應時間長，尿素用量大，產率相對較低，生產成本高；溶膠-凝膠法工藝復雜，能耗大，實驗條件苛刻，難以實現大規模生產。調查研究表明，國內外工業生產氫氧化鎂大多采用直接沉淀法，而采用直接沉淀法制備超細氫氧化鎂的關鍵是為快速反應的氫氧化鎂沉淀反應提供一個均勻穩定的反應環境。國內外圍繞此問題已進行了許多研究，但所用的裝置設備龐大、生產能耗大、費用高、混合效率低，難以為沉淀反應提供一個理想的反應環境。因此，采用直接沉淀法制備高質量的超細氫氧化鎂，就必須尋求一種新的具有強化傳質、強化微觀混合、低成本的反應器。

發明內容

本實用新型針對現有氫氧化鎂合成裝置均存在上述各自不同缺點的問題，提供一種具有強化反應物的混合效率、使產品分散性好、粒度分布均勻等優點的合成超細氫氧化鎂阻燃劑的裝置。

本實用新型是采用如下技術方案實現的：?一種合成超細氫氧化鎂阻燃劑的裝置，包括超重力反應器以及含有電機、電機架和連接軸的動力控制裝置，其中超重力反應器的結構包含殼體、設置于殼體內部的環形填料層以及安裝于殼體一側的液體分布器，液體分布器分別通過原料液輸送管路與儲液槽Ⅰ、儲液槽Ⅱ連通，本實用新型的創新點在于所述液體分布器由與進液口Ⅰ相通的進液管Ⅰ和與進液口Ⅱ相通的進液管Ⅱ組成，進液管Ⅰ為直管狀，進液管Ⅱ為前端設有90度彎頭的直管狀，其中進液管Ⅰ前端管壁上間隔開有噴嘴Ⅰ，位于進液管Ⅱ前端的彎頭上開有與進液管Ⅰ的噴嘴Ⅰ對應的噴嘴Ⅱ，噴嘴Ⅰ、噴嘴Ⅱ均為直徑是1～3mm的圓孔。?????所述液體分布器的噴嘴Ⅰ、噴嘴Ⅱ位于環形填料層中央的空腔部位。

所述儲液槽Ⅰ和儲液槽Ⅱ均為密閉槽，避免原料液與空氣接觸發生化學反應，儲液槽Ⅰ及與其連通的原料液輸送管路外設有加熱保溫層，保證反應溫度。

所述殼體底部設有錐形出液口，所合成的氫氧化鎂沉淀物不會沉積在設備的死角，從底部出液口直接排出，避免了產物氫氧化鎂的損失。

所述電機的控制端連有變頻器，通過變頻器控制轉速進行反應。

采用本實用新型所述裝置，氯化鎂溶液和氫氧化鈉溶液同時由超重力反應器的進液口進入液體分布器，并在進液管的噴嘴處以一定速度相向撞擊，同時兩個進液管及噴嘴的設計，保證了反應原料液第一次快速均勻的混合、反應，隨后進入以一定轉速旋轉的填料層內緣，氯化鎂溶液和氫氧化鈉溶液由內向外徑向通過填料層，在高速旋轉而產生的超重力場的作用下，液體變成更細小的液絲、液膜或液滴，使溶液呈高度分散狀態，在環形填料層內完成第二次快速均勻的混合、反應，產物經超重力反應器的錐形出液口排出。

與現有技術相比，本實用新型的有益效果如下：