[發(fā)明專利]一種粉體表面改性反應器

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310150491.3
• 申請日: 2013-04-26
• 公開（公告）號: CN103223326A
• 公開（公告）日: 2013-07-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 韓卿;張茹
• 申請（專利權(quán)）人: 陜西科技大學
• 主分類號: B01J19/26
• 分類號: B01J19/26;B01J19/02;B01J4/02
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 蔡和平

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種實驗室用反應裝置，特別涉及一種粉體表面改性反應器。

背景技術(shù)

粉體表面改性技術(shù)廣泛應用于塑料、橡膠、涂料等領(lǐng)域。由于無機粉體表面具有親水疏油性，極易團聚，與有機高聚物或樹脂等的相容性差，導致復合材料的某些力學性能下降。為了改善其在有機基質(zhì)中的分散性，人們通常用表面活性劑、偶聯(lián)劑、不飽和有機酸等對粉體進行改性，改變其表面的物理化學特性，增強粉體的表面疏水親油性，使其能在有機基質(zhì)中良好地分散。

目前，常采用表面化學包覆改性法對非金屬礦物粉體進行改性，其中干法改性由于其工藝簡單、操作靈活、投資少以及改性劑適用范圍廣等特點而被廣泛采用。但是由于改性劑的用量很少，一般為粉體（絕干質(zhì)量）的0.5%～3.0%，所以這種改性方法對于粉體物料的循環(huán)與改性劑添加的均勻性有較高的要求，否則容易導致改性劑在顆粒表面的包覆不均勻、包覆率不高，影響物料的改性效果。

為了服務生產(chǎn)和開發(fā)新產(chǎn)品，研究人員需要在實驗室中用少量物料進行探索試驗以便確定最佳的改性工藝。但是，實驗室中常用的混合裝置多為單葉片或雙葉片的攪拌器，只能使物料沿葉片旋轉(zhuǎn)的圓周切向運動，適用于液-液相或低濃固-液相，對于高濃或全干粉體來說并不適用。而生產(chǎn)上多采用高速捏合機或HYB高速氣流沖擊式粉體表面處理機對粉體進行改性。上述這些設(shè)備結(jié)構(gòu)復雜、價格昂貴，即使是最小的型號，也需加物料10L左右，不方便用于實驗室研究。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種控制方便、操作靈活的實驗室用粉體表面改性反應器。

為了達到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

包括筒體，筒體內(nèi)設(shè)有轉(zhuǎn)子，筒體上端設(shè)有能夠開合的上端蓋，上端蓋的內(nèi)側(cè)設(shè)有噴頭，噴頭與筒體外部的噴霧器相連通，筒體設(shè)置在底座上，底座上還設(shè)置有開關(guān)和控制轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速控制器。

所述的筒體外部設(shè)有加熱套，加熱套的外部設(shè)有保溫層，底座上設(shè)置有控制加熱套溫度的溫度控制器。

所述的轉(zhuǎn)子為能夠拆卸的錐體螺旋轉(zhuǎn)子，錐體螺旋轉(zhuǎn)子包括沿軸向葉片直徑逐漸變小的圓錐形轉(zhuǎn)子部分，和與圓錐形轉(zhuǎn)子部分同軸并固定在其最大直徑一端的主軸，錐體螺旋轉(zhuǎn)子的主軸穿過筒體底部中心處并與轉(zhuǎn)速控制器相連。

所述的錐體螺旋轉(zhuǎn)子為單線或雙線螺旋，其螺距為其平均直徑的2～3倍。

所述的上端蓋內(nèi)側(cè)的同一圓周上均勻設(shè)置有若干個噴頭。

所述的噴頭與筒體的外部相連通；或者噴頭通過連接軟管與噴霧器的噴口相連通。

所述的噴霧器的噴口處設(shè)置有流量調(diào)節(jié)閥；所述的筒體的外側(cè)設(shè)置有用于固定噴霧器的噴霧器固定裝置。

所述的筒體的內(nèi)壁涂有防粘層。

所述的筒體由耐磨、耐高溫的透明塑料制成。

所述的筒體的容積為250～2000mL；所述的噴霧器的體積為5～50mL，分度值為0.1mL或1.0mL，壓力為0.1～0.4mPa；所述的轉(zhuǎn)速控制器的速度范圍為0～4000r/min。

進一步的，所述的溫度控制器的溫度范圍為20～300℃。

進一步的，所述的筒體與上端蓋采用螺紋連接。

進一步的，所述的錐體螺旋轉(zhuǎn)子的主軸與轉(zhuǎn)速控制器采用軸承連接。

進一步的，所述的噴霧器為氣壓式噴霧器。

進一步的，所述的防粘層為聚四氟乙烯材質(zhì)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：

本發(fā)明提供的粉體表面改性反應器，通過用轉(zhuǎn)速控制器精確控制轉(zhuǎn)子對筒體內(nèi)物料的旋轉(zhuǎn)速度，并結(jié)合噴霧器及上端蓋內(nèi)側(cè)的噴頭以噴霧式的加藥方式對待噴灑物料進行噴灑，使得筒體內(nèi)物料與噴灑的物料能夠充分的混合均勻，當噴灑的物料為反應原料中的一種或催化劑時，能夠提高物料的反應效率，當噴灑的物料為改性劑時，能夠提高筒體內(nèi)物料表面改性的均勻性和包覆率。本發(fā)明提供的粉體表面改性反應器結(jié)構(gòu)簡單、控制方便、操作靈活，適于在實驗室中使用，尤其適于干法改性的使用，能夠確保實驗精確、高效地進行。

進一步的，本發(fā)明通過采用沿軸向葉片直徑逐漸變小的錐體螺旋轉(zhuǎn)子，不僅使筒體內(nèi)的物料沿著錐體螺旋轉(zhuǎn)子葉片旋轉(zhuǎn)的圓周切向運動，而且借助錐體螺旋轉(zhuǎn)子葉片周邊存在的速度差，引導物料從筒體的底部向上運動而后在重力作用下反落到錐體螺旋轉(zhuǎn)子的附近，使物料在整個筒體中作上下翻滾運動從而產(chǎn)生極佳的循環(huán)，混合效果非常好。

進一步的，本發(fā)明中錐體螺旋轉(zhuǎn)子的主軸與轉(zhuǎn)速控制器采用軸承聯(lián)接，能夠減小摩擦、方便維護。