【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于微悬浮乳液的制备，尤其是涉及一种适用于微悬浮乳液的可控分散系统装置。
技术介绍
1、微悬浮聚合法是一种制备聚合物微粒的技术，通过将单体分散在液体介质中形成微小液滴，并在这些液滴中进行聚合反应，该方法结合了悬浮聚合和乳液聚合的优点，能够制备出粒径均匀且分布窄的聚合物颗粒；利用微悬浮聚合法，可以生产多种产品，包括用于实验室试剂和生物医学应用的聚苯乙烯微球、应用于涂料和胶粘剂的聚丙烯酸酯微球、用于纺织品整理和涂料的聚氨酯微球，以及用于地板材料、涂料和合成革的聚氯乙烯糊树脂。
2、其中微悬浮乳液制备在微悬浮聚合法中至关重要，通过精确控制乳液的形成过程，可以获得均匀的液滴尺寸，这对最终聚合物颗粒的粒径和分布具有决定性作用。过去，微悬浮法制备乳液多使用搅拌釜。例如中国专利cn214327614u中使用的分散罐进行机械均化，中国专利申请cn105498586a提出设置多层且不同类型的搅拌桨，以达到对物料的搅拌和分散更加分散、有效。然而，以上乳化方法存在液滴大小分布不均匀、乳化剂用量大、乳化不完全以及长时间运行能耗较高等问题。
3、为解决上述问题，中国专利申请cn106883331a在传统工艺基础上引入了均质泵进行乳化，成功制备出平均粒径为1.10μm的成品。尽管工艺设备有所改进，但仍然面临高剪切力导致设备部件磨损加剧、维护成本增加、剪切过程引起温度上升需额外冷却，以及高压操作导致能耗较大的挑战。
4、因此，针对上述技术难点，亟需开发更高效的乳化设备，以得到更高质量的单体种子。本专利技术提出一种
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题是提供一种适用于微悬浮乳液的可控分散系统装置；该分散系统装置能解决现有微悬浮聚合生产工艺中前处理预混分散存在的诸多问题；通过该系统，可提高单体种子质量，实现乳液粒径的可控性、降低能耗、并确保产品质量的稳定性。根据内部部件和参数不同，乳化后得到的可控乳液粒径范围为0.56～0.70μm，分布指数范围为0.320～0.400。
2、为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案如下：
3、一种适用于微悬浮乳液的可控分散系统装置，包括第一静态混合器、第一超声波发生器、第一超声波换能器、第一均化泵、第一三通阀、第二静态混合器、第二超声波发生器、第二超声波换能器、第二均化泵和第二三通阀；
4、所述第一静态混合器外包覆第一超声波换能器；
5、所述第一超声波发生器通过超声波换能器将超声波能量传递到第一静态混合器；
6、所述第一静态混合器的入口连通原料液管道；
7、所述第一静态混合器的出口通过管道与第一均化泵入口连接相通；
8、所述第一均化泵出口通过管道与第一三通阀的进口连接相通，
9、所述第一三通阀的一个出口通过管道回流到原料液管道中；
10、所述第一三通阀的另一个出口通过管道通向第二静态混合器的入口；所述第二静态混合器外包覆第二超声波换能器；
11、所述第二超声波发生器通过超声波换能器将超声波能量传递到第二静态混合器；
12、所述第二静态混合器的出口通过管道与第二均化泵入口连接相通；
13、所述第二均化泵出口通过管道与第二三通阀的进口连接相通，
14、所述第二三通阀的一个出口通过管道回流到第二静态混合器的入口管道中；
15、所述第二三通阀的另一个出口通过管道通向产品储存罐。
16、优选的，所述第一超声波发生器的超声频率设置范围为10～30khz；第二超声波发生器的超声频率设置范围为30～50khz。
17、优选的，所述第一静态混合器和第二静态混合器的长径比范围均为6-10，第一静态混合器和第二静态混合器的混合管道直径小于12cm。
18、优选的，所述第一三通阀的一个出口通过管道回流到原料液管道中时，回流比范围为2-5。
19、优选的，所述第一静态混合器和第二静态混合器内的混合元件个数均为4-8个，第一静态混合器和第二静态混合器的混合管道内部设有螺旋片。
20、优选的，所述第一静态混合器和第二静态混合器内的混合元件安装时相邻螺旋片交错度数范围为45°～90°。
21、优选的，所述第一静态混合器和第二静态混合器内采用高弹性模量(如钛合金、不锈钢)的材料；所述第一静态混合器和第二静态混合器内混合元件的壁厚最大设置为5cm。
22、优选的，所述第一静态混合器和第二静态混合器内径从上游到下游逐渐减小，最大缩小幅度不超过6cm。
23、本专利技术所记载的任何范围包括端值以及端值之间的任何数值以及端值或者端值之间的任意数值所构成的任意子范围。
24、如无特殊说明，本专利技术中的各原料均可通过市售购买获得，本专利技术中所用的设备可采用所属领域中的常规设备或参照所属领域的现有技术进行。
25、与现有技术相比较，本专利技术具有如下有益效果：
26、1、本专利技术可控分散系统通过将静态混合器与超声装置耦合组成超声静态混合器，静态混合器内部设置不同扭转角度的螺旋片，增强了乳液静态混合效果。同时，静态混合器材料选用能够有效传导超声振幅的材质，并配备外部的回流系统，降低了最终乳液液滴的粒径，使其粒径分布更窄。该设备适用于所有微悬浮乳液的制备过程，对微悬浮乳液制备工艺的优化和提升具有重要意义；根据内部部件和参数不同，乳化后得到的可控乳液粒径范围为0.56～0.70μm，分布指数范围为0.320～0.400。
27、2、本专利技术优化了微悬浮乳液分散过程，减少了所需的处理时间、能耗和物耗，从而显著降低了生产成本。此外，通过该设备制得的可控粒径乳液，能够满足不同工艺的生产需求，尤其用于生产聚氯乙烯糊树脂过程时，可以降低后续对氯乙烯单体回收的能耗，有助于降低环境污染，符合可持续发展的要求。
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1.一种适用于微悬浮乳液的可控分散系统装置，其特征在于：包括第一静态混合器、第一超声波发生器、第一超声波换能器、第一均化泵、第一三通阀、第二静态混合器、第二超声波发生器、第二超声波换能器、第二均化泵和第二三通阀；
2.根据权利要求1所述适用于微悬浮乳液的可控分散系统装置，其特征在于：所述第一超声波发生器的超声频率设置范围为10～30kHz；第二超声波发生器的超声频率设置范围为30～50kHz。
3.根据权利要求1所述适用于微悬浮乳液的可控分散系统装置，其特征在于：所述第一静态混合器和第二静态混合器的长径比范围均为6-10，第一静态混合器和第二静态混合器的混合管道直径小于12cm。
4.根据权利要求1所述适用于微悬浮乳液的可控分散系统装置，其特征在于：所述第一三通阀的一个出口通过管道回流到原料液管道中时，回流比范围为2-5。
5.根据权利要求1所述适用于微悬浮乳液的可控分散系统装置，其特征在于：所述第一静态混合器和第二静态混合器内的混合元件个数均为4-8个，第一静态混合器和第二静态混合器的混合管道内部设有螺旋片。
6.根据
7.根据权利要求1所述适用于微悬浮乳液的可控分散系统装置，其特征在于：所述第一静态混合器和第二静态混合器内采用钛合金或不锈钢材料；所述第一静态混合器和第二静态混合器内混合元件的壁厚为≦5cm。
8.根据权利要求1所述适用于微悬浮乳液的可控分散系统装置，其特征在于：所述第一静态混合器和第二静态混合器内径从上游到下游逐渐减小，缩小幅度≦6cm。
...【技术特征摘要】
1.一种适用于微悬浮乳液的可控分散系统装置，其特征在于：包括第一静态混合器、第一超声波发生器、第一超声波换能器、第一均化泵、第一三通阀、第二静态混合器、第二超声波发生器、第二超声波换能器、第二均化泵和第二三通阀；
2.根据权利要求1所述适用于微悬浮乳液的可控分散系统装置，其特征在于：所述第一超声波发生器的超声频率设置范围为10～30khz；第二超声波发生器的超声频率设置范围为30～50khz。
3.根据权利要求1所述适用于微悬浮乳液的可控分散系统装置，其特征在于：所述第一静态混合器和第二静态混合器的长径比范围均为6-10，第一静态混合器和第二静态混合器的混合管道直径小于12cm。
4.根据权利要求1所述适用于微悬浮乳液的可控分散系统装置，其特征在于：所述第一三通阀的一个出口通过管道回流到原料液管道中时，回流比范围...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙宝昌，谢建行，蒋晓霄，初广文，陈建峰，邹海魁，张亮亮，罗勇，
申请(专利权)人：北京化工大学，
类型：发明
国别省市：
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