[發明專利]一種磁力攪拌微噴頭以及微納米直寫平臺

有效

• 申請號: 201710914355.5
• 申請日: 2017-09-30
• 公開（公告）號: CN107597461B
• 公開（公告）日: 2019-05-17
• 發明（設計）人: 劉益芳;楊曉杰;戴婷婷
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: B05B5/025
• 分類號: B05B5/025;B05B15/40;B05B5/00;B05B5/16
• 代理公司: 廈門市精誠新創知識產權代理有限公司 35218
• 代理人: 何家富

本發明涉及磁力攪拌微噴頭以及微納米直寫平臺，在現有微噴頭的結構基礎上設置磁力攪拌裝置，實現了出料口處由磁力攪拌溶液的技術效果，在溶液攪拌的前提下，解決了靜電噴霧工作過程中聚合物溶液易于沉淀，聚合物溶劑不易于揮發等問題。

技術領域

本發明涉及一種基于近場靜電噴霧技術的微噴頭，尤其是涉及一種具有對靜電噴霧所用溶液磁力攪拌功能的磁力攪拌微噴頭以及具備該微噴頭的微納米直寫平臺。

背景技術

隨著納米技術的迅猛發展，電噴霧技術逐漸被應用到微、納米材料的制備中，利用這一技術可以制備納米薄膜、納米纖維、納米管、納/微米包囊、量子點等多種結構的納米材料，廣泛應用于化學分析、過濾膜、生物材料、傳感器、微電子器件、符合增強材料等。用傳統的噴頭加接收極的靜電噴霧裝置在制備微米及納米顆粒，由于裝置過于簡單，已經很難完成制備要求。比如，粒徑均勻性控制、噴口低電壓要求，顆粒收集前處理等都受到極大的限制。尤其在醫藥行業，使用友好高分子溶液載藥，經靜電噴霧干燥，可以制備多樣化、可控的載藥模型，從而使靜電噴霧技術得到極大關注。而其他行業如汽車、家用電器、測量儀器等外殼的噴涂工業生產中，奶粉、食品、藥物粉末顆粒的制備，以及對農作物農藥噴灑等諸多領域，也使靜電噴霧技術作為一種關鍵的技術被廣泛研發。

靜電噴霧裝置通常由靜電噴頭，高壓電源和接收裝置等三部分組成。靜電噴霧使用具有較小粘度的非牛頓流體(如玻璃漿料溶液)作為噴射物體，其工作原理是：聚合物溶液被輸送至一帶高壓的毛細管尖端時，在收集板和噴頭之間會產生靜電場，并且在電場力的作用下毛細管尖端處的溶液被拉伸，形成泰勒錐。如果電場強度足夠大，靜電力超過液滴表面張力時，液滴會發生破裂產生噴霧。從噴霧射出的微納液滴帶有相同極性的電荷。液滴間的排斥力以及靜電力，促使液滴繼續細化，從而形成了噴霧錐體。通過調節聚合物溶液的粘度和液滴表面張力等因素，可以控制產物的形貌，使其形成球狀顆粒。目前，靜電噴霧的建模仿真以及靜電噴霧裝置的研發已經取得很多成果，這為靜電噴霧的實驗的設計提供了充分的實驗條件和理論依據，有利于靜電噴霧技術向良好的方向發展。

然而，利用電噴霧技術制備微、納米材料的技術上仍然存在一些問題，比如，(1)對控制微粒的形狀、分布、粒度、性能等技術的研究還很不夠；納米微粒的收集、存放也是急待解決的問題。(2)靜電噴霧所用溶液多為固液混合態，例如所用的玻璃漿料溶液，靜電噴霧過程比較緩慢，溶液流量很小，所用時間經常長達數個小時，所以在工作過程中非常容易產生沉淀現象，從而影響薄膜的質量。(3)近場的靜電噴霧裝置與收集板之間距離較短，使得聚合物中的溶劑很難在噴射工程中揮發完全，故很難獲得幾十納米的微納米結構。

因此，在電噴霧設備中，引入攪拌功能，實現微粒控制、壁面混合液沉淀以及提高噴射效果，十分必要。

發明內容

本發明旨在提供一種磁力攪拌微噴頭，以解決現有靜電噴霧工作過程中聚合物溶液易于沉淀，聚合物溶劑不易于揮發等問題。

具體方案如下：一種磁力攪拌微噴頭，包括一殼體，其特征在于，該殼體上設有泵液系統以及攪拌系統：該泵液系統包括相互連通的進液管以及出液管，以及包括一液泵；該進液管具有一進液口，該進液口上設有一單向流入的第一單向閥；該出液管具有一出液口，該出液口上設有一單向流出的第二單向閥，且通過該第二單向閥連通有一噴針；該液泵連通至該進液管，以用于驅動進液口進液以及出液口出液；該攪拌系統包括旋轉電機、磁鐵安裝盤、活動磁鐵以及磁力攪拌裝置；該磁力攪拌裝置設于該出液口位置，該旋轉電機安裝于該殼體上；該活動磁鐵設于該磁鐵安裝盤上，且設于靠近磁力攪拌裝置的位置；而后該磁鐵安裝盤與該旋轉電機的輸出軸傳動連接，以在后者的驅動下繞一旋轉軸線轉動。

進一步的，該進液管的進液口上設有一進液支管，該第一單向閥設于該進液支管上，進而通過該進液支管設于該進液口上；該出液管的出液口上設有一第二出液管，該第二單向閥設于該第二出液管上，且該噴針設于該第二出液管背離出液口的一端；該磁力攪拌裝置套設于該第二出液管上。