[實用新型]一種溶膠凝膠法制備雙疏涂覆液的反應器

有效

• 申請號: 201821080472.2
• 申請日: 2018-07-09
• 公開（公告）號: CN208852886U
• 公開（公告）日: 2019-05-14
• 發明（設計）人: 劉棟;張希;張鵬宇;劉鳳東;王冬梅;白錫慶
• 申請（專利權）人: 天津市建筑材料科學研究院有限公司
• 主分類號: B01J19/18
• 分類號: B01J19/18;B01J19/00;B01J4/02
• 代理公司: 天津濱海科緯知識產權代理有限公司 12211
• 代理人: 李納

本實用新型提供了一種溶膠凝膠法制備雙疏涂覆液的反應器，包括反應釜、設于反應釜內的攪拌裝置、設于反應釜外側為攪拌裝置提供動力的驅動裝置；反應釜的頂部設有加料口及排氣閥，底部設有出料口，內側壁下端安裝有光源發射器，光源發射器內設有若干個不同波長的光源，內側壁與光源發射器相對的位置處設有光監測器；反應釜內設有溫度傳感器；反應釜內腔底部鋪設出氣管，出氣管的進氣端穿出反應釜與供氣裝置連接；溫度傳感器、驅動裝置、光源發射器及光監測器均通過無線通信裝置與控制顯示裝置連接。本實用新型所述的反應器適用于溶膠凝膠法制備雙疏涂覆液，能夠保證反應釜內反應體系的均一和充分反應，并可對反應進程實時監控。

技術領域

本實用新型屬于化工反應設備領域，尤其是涉及一種溶膠凝膠法制備雙疏涂覆液的反應器。

背景技術

雙疏液體涂覆液能夠改變既有基材表面潤濕性，使材料表面具有荷葉效應，能夠實現疏水、疏油、自清潔、抗菌、耐沾污等多重工效，可廣泛應用于民用及工業各領域，受到了廣泛的關注。雙疏材料的制備方法多樣，而溶膠凝膠法制備的雙疏涂層以液體形式呈現，可靈活涂覆于各類基材，因此成為一種理想方法。

以溶膠-凝膠法制備雙疏涂覆液一般分為溶膠-凝膠及接枝改性兩個步驟：將前驅體與溶劑混合后，進行水解、縮聚化學反應，前驅體形成具有一定交聯程度的納米溶膠粒子，粒子均勻分散在溶液中形成穩定透明的溶膠體系；再利用含氟化合物對納米溶膠粒子進行表面改性，接入疏水-疏油基團，從而形成雙疏涂覆液。在溶膠-凝膠反應中需加入氨水/氨氣調控反應進程：以氨水為例，在加入的初期能夠促進水解-縮聚反應，形成一定交聯度的納米粒子，在加入后期由于過量氨水形成的堿性環境，抑制了反應進一步進行，確保體系始終保持液體狀態。而氨氣通入水中可形成氨水。

在溶膠-凝膠法制備雙疏涂覆液時有兩個特點。一是需要以緩慢速度加入氨水/氨氣，加入過快導致溶膠迅速反應形成交聯度過高的凝膠體，液體失去流動性；在反應體系中滴入氨水可能造成反應不均一，局部已進行反應，形成交聯度較高的溶膠粒子，而未接觸到氨水的溶液尚未進行反應，形成的溶膠粒子交聯度較低，從而導致制備的溶膠粒子粒度大小不一，這種涂覆液進行應用時可能導致雙疏效果不一致的情況，并且氨水/氨氣具有一定揮發性，如果采用懸滴方式可能難以進入反應體系，造成制備重現性差。二是需要形成一定粒度、均勻分散的溶膠粒子，如果反應進程不足、尚未形成溶膠，則無法進行后續的改性接枝反應，反之如果反應進程過深，形成粒子過大，則在涂覆液應用時將影響基材表面顏色，失去透明度。基于以上兩點原因，需要一種可精確調控、對反應過程嚴密監測的反應設備。

目前尚未有一種可適用于制備雙疏液體涂覆液的反應設備。參考類似設備，例如常見的雙層玻璃反應釜，或者是已有的油漆、涂料反應設備，帶有攪拌裝置、加料裝置、溫控設備等，這種設備較為簡單，加料裝置不可控，采用這類設備只能將溶膠-凝膠助劑以氨水形式加入，當加入氨水溶液時可能難以控制反應速率，并造成反應不均一的情況。另外，由于溶膠-凝膠合成方法制備雙疏液體涂覆液必須避免聚合度過大，避免凝膠成為固體，因此反應釜需要時刻監控反應體系內的溶質粒徑大小，即通過激光散射溶質，借助丁達爾現象監測粒子大小。而現有的常規反應釜無法實現這一功能。

發明內容

有鑒于此，本實用新型旨在提出一種適用于溶膠凝膠法制備雙疏涂覆液的反應器，以解決上述問題。

為達到上述目的，本實用新型的技術方案是這樣實現的：