專利名稱：一種納米碳酸鈣活化改性反應(yīng)釜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種納米碳酸鈣活化改性反應(yīng)釜。
背景技術(shù)：
納米碳酸鈣是國內(nèi)外廣泛使用的無機(jī)填料，可應(yīng)用于橡膠、塑料、造紙、油墨、涂料等工業(yè)，不同形態(tài)的納米碳酸鈣，其應(yīng)用領(lǐng)域和功能不同。納米碳酸鈣粒徑小、比表面積大、 表面能高，粒子處于熱力學(xué)非穩(wěn)定狀態(tài)，因而具有強(qiáng)烈的相互吸引而使粒子極易聚集成團(tuán)， 從而影響了納米碳酸鈣的實(shí)際應(yīng)用效果。另外，碳酸鈣表面親水疏油，在有機(jī)介質(zhì)中難以均勻分散，與高聚物之間沒有結(jié)合力，易造成界面缺陷，導(dǎo)致材料的力學(xué)性能下降。因此，為了降低納米碳酸鈣表面能、降低顆粒間的附聚力、改進(jìn)其在基質(zhì)中的分散性和穩(wěn)定性、提高與基料間的潤濕性和結(jié)合力、改善材料性能，必須采用表面改性劑和某些處理方法對納米碳酸鈣粉末進(jìn)行表面改性。碳酸鈣的活化改性處理方法可分為干法活化改性和濕法活化改性。一般對普通填料級的碳酸鈣可采用干法活化改性，對超細(xì)、納米級以及專用型碳酸鈣需要采用濕法處理。 干法活化改性是將碳酸鈣成品放入高速捏合機(jī)內(nèi)，旋轉(zhuǎn)后再投入表面處理劑進(jìn)行表面活化改性。干法活化改性簡單易行，適用于各種有機(jī)表面改性劑，特別是非水溶性的各種表面改性劑；濕法活化改性是直接把表面處理劑或分散劑加入到已經(jīng)增濃處理的碳酸鈣懸浮液中，充分?jǐn)嚢枋贡砻嫣幚韯┚鶆虻赝扛灿谔妓徕}表面進(jìn)行表面處理。濕法活化改性具有表面改性劑分散好、表面包覆均勻等特點(diǎn)，適用于各種可水溶或水解的有機(jī)表面改性劑。用于濕法活化改性的碳酸鈣活化改性反應(yīng)釜應(yīng)遵循活化改性的機(jī)理及工藝要求， 起著混合、分散、活化改性劑在設(shè)備中熔化和均勻分散到物料表面，并產(chǎn)生良好的結(jié)合力的作用?；罨磻?yīng)釜必須滿足加熱和保溫的要求；碳酸鈣粉體在表面改性中應(yīng)處在高速運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)下；要有排氣裝置，可將表面改性時(shí)需排除的水以蒸汽方式排出。現(xiàn)有的納米碳酸鈣活化改性裝置未能完全實(shí)現(xiàn)以上要求，使活化改性后的納米碳酸鈣表面能高，團(tuán)聚嚴(yán)重，界面粘結(jié)差，在聚合物中難于實(shí)現(xiàn)納米分散的問題。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有的反應(yīng)釜處理的納米碳酸鈣表面能高，團(tuán)聚嚴(yán)重，界面粘結(jié)差，在聚合物中難于實(shí)現(xiàn)納米分散。為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是一種納米碳酸鈣活化改性反應(yīng)釜，包括攪拌電機(jī)、反應(yīng)釜體、攪拌裝置；攪拌電機(jī)帶動(dòng)攪拌裝置在反應(yīng)釜體內(nèi)旋轉(zhuǎn)攪拌；所述反應(yīng)釜體上部設(shè)有進(jìn)料口，反應(yīng)釜體底部設(shè)有排料口，所述反應(yīng)釜體側(cè)壁為一中空的雙層結(jié)構(gòu)，反應(yīng)釜體側(cè)壁內(nèi)側(cè)設(shè)有一個(gè)以上的擋板，所述擋板圍繞反應(yīng)釜體均勻排布；反應(yīng)釜體上還設(shè)有自動(dòng)排氣閥；所述攪拌裝置包括攪拌軸、一層以上的攪拌葉；攪拌軸的上端與攪拌電機(jī)的傳動(dòng)軸連接，攪拌葉套接在攪拌軸上，且與攪拌軸垂直。前述中空的雙層結(jié)構(gòu)即一加熱夾套，加熱夾套外接循環(huán)口，通過循環(huán)口向加熱夾套內(nèi)注入熱水、蒸汽或?qū)嵊?，以此提供活化改性反?yīng)所需熱量；擋板的設(shè)置，可有效防止攪拌時(shí)流動(dòng)的物料產(chǎn)生渦流，擋板與攪拌裝置配合使用，使納米碳酸鈣粉在活化改性反應(yīng)中一直處在高速動(dòng)態(tài)的狀態(tài)下，使物料的流動(dòng)及攪拌充分，活化反應(yīng)迅速、完全；自動(dòng)排氣閥在活性改性反應(yīng)釜內(nèi)壓力大于2bar時(shí)，可將活化改性時(shí)需排除的水以蒸汽方式排出，使包覆改性后的納米碳酸鈣具有良好的晶貌形狀，不容易團(tuán)聚，穩(wěn)定性好，作為功能性填充材料具有良好的分散性。前述擋板數(shù)量為3飛塊且均勻分布，擋板的寬度為l(T30mm，擋板高度與釜體高度的比為0. 4 0· 7 :1，擋板的厚度為5 15mm。前述攪拌葉為2飛層，并沿?cái)嚢栎S均勻分布。每層攪拌葉包括2 3個(gè)葉片，每個(gè)葉片厚度為廣5mm，寬度為5(Tl00mm，葉片與水平面的夾角為30° 70°。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是具有低能耗、高效能、高傳質(zhì)能力，能保證物料在溶劑當(dāng)中具有較高的分散性能。

圖1為本實(shí)用新型活化反應(yīng)釜的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖IA-A向的剖視圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明。如圖1-2所示，本實(shí)用新型包括攪拌電機(jī)1、反應(yīng)釜體7、攪拌裝置；攪拌電機(jī)1帶動(dòng)反應(yīng)釜體7內(nèi)的攪拌裝置旋轉(zhuǎn)攪動(dòng)；所述反應(yīng)釜體7上部設(shè)有進(jìn)料口 2，反應(yīng)釜體7底部設(shè)有排料口 9，所述反應(yīng)釜體7側(cè)壁為一加熱夾套6，反應(yīng)釜體7側(cè)壁內(nèi)側(cè)貼有一個(gè)以上的擋板5，所述擋板5圍繞反應(yīng)釜體7均勻排布；反應(yīng)釜體7上還設(shè)有自動(dòng)排氣閥3 ；所述攪拌裝置包括攪拌軸4、攪拌葉8 ；攪拌軸4的上端與攪拌電機(jī)1的傳動(dòng)軸連接，攪拌葉8水平套接在攪拌軸4上，攪拌葉8為2飛層，且沿?cái)嚢栎S4均勻分布。擋板數(shù)量為3飛塊且均勻分布，擋板的寬度為l(T30mm，擋板高度與釜體高度的比為0. 4^0. 7 :1，擋板的厚度為5 15mm，所述的攪拌葉設(shè)有2 3個(gè)葉片，葉片厚度為1飛mm， 葉片寬度為5(Tl00mm，葉片與攪拌軸垂直且與水平面的夾角為30° ^70°。所述的加熱夾套外接循環(huán)口，可以通熱水、蒸汽或熱油，提供活化改性反應(yīng)所需熱量。反應(yīng)器筒體上的自動(dòng)排氣閥可將表面改性時(shí)需排除的水以蒸汽方式排出。使用時(shí)，向活化改性反應(yīng)釜中投入一定量的碳酸鈣漿料，開機(jī)攪拌，并升溫；達(dá)到預(yù)定溫度后，在一定的攪拌速度下，碳酸鈣粉體在活化改性反應(yīng)釜中處在高速動(dòng)態(tài)的狀態(tài)下。將配制好的一定比例的改性劑緩慢通過進(jìn)料口2加入到漿料中。該反應(yīng)釜中的自動(dòng)排氣閥3，可將表面改性時(shí)產(chǎn)生的水以蒸汽方式排出。改性一定時(shí)間后，過濾，用熱的無水乙醇洗滌濾餅，除去未反應(yīng)的改性劑并置換其中的水分。最后干燥、研磨、過篩，即得活性納米碳酸鈣粉體。本實(shí)用新型主要用于納米碳酸鈣的活化改性，也可以用于納米二氧化鈦和納米二氧化硅的活化改性，也可應(yīng)用于氣固或液液反應(yīng)。
權(quán)利要求1.一種納米碳酸鈣活化改性反應(yīng)釜，包括攪拌電機(jī)(1)、反應(yīng)釜體(7)、攪拌裝置；攪拌電機(jī)(1)帶動(dòng)攪拌裝置在反應(yīng)釜體(7 )內(nèi)旋轉(zhuǎn)攪拌；所述反應(yīng)釜體(7 )上部設(shè)有進(jìn)料口( 2 )， 反應(yīng)釜體(7)底部設(shè)有排料口(9)，其特征在于所述反應(yīng)釜體(7)側(cè)壁為一中空的雙層結(jié)構(gòu)，反應(yīng)釜體(7)側(cè)壁內(nèi)側(cè)設(shè)有一個(gè)以上的擋板(5)，所述擋板(5)圍繞反應(yīng)釜體(7)均勻排布；反應(yīng)釜體(7 )上還設(shè)有自動(dòng)排氣閥(3 )；所述攪拌裝置包括攪拌軸(4)、一層以上的攪拌葉(8)；攪拌軸(4)的上端與攪拌電機(jī) (1)的傳動(dòng)軸連接，攪拌葉(8)套接在攪拌軸(4)上，且與攪拌軸(4)垂直。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述納米碳酸鈣活化改性反應(yīng)釜，其特征在于前述擋板(5)數(shù)量為 3飛塊且均勻分布，擋板的寬度為l(T30mm，擋板高度與釜體高度的比為0. 4^0. 7 :1，擋板的厚度為5 15mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述納米碳酸鈣活化改性反應(yīng)釜，其特征在于前述攪拌葉(8) 為2 5層，并沿?cái)嚢栎S(4)均勻分布。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述納米碳酸鈣活化改性反應(yīng)釜，其特征在于每層攪拌葉(8)包括 2 3個(gè)葉片，每個(gè)葉片厚度為廣5mm，寬度為5(Tl00mm，葉片與水平面的夾角為30° 70°。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種納米碳酸鈣活化改性反應(yīng)釜，包括攪拌電機(jī)、反應(yīng)釜體、攪拌裝置；攪拌電機(jī)帶動(dòng)攪拌裝置在反應(yīng)釜體內(nèi)旋轉(zhuǎn)攪拌；所述反應(yīng)釜體上部設(shè)有進(jìn)料口，反應(yīng)釜體底部設(shè)有排料口，所述反應(yīng)釜體側(cè)壁為一中空的雙層結(jié)構(gòu)，反應(yīng)釜體側(cè)壁內(nèi)側(cè)設(shè)有一個(gè)以上的擋板，所述擋板圍繞反應(yīng)釜體均勻排布；反應(yīng)釜體上還設(shè)有自動(dòng)排氣閥；所述攪拌裝置包括攪拌軸、一層以上的攪拌葉；攪拌軸的上端與攪拌電機(jī)的傳動(dòng)軸連接，攪拌葉套接在攪拌軸上，且與攪拌軸垂直。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，容易制作，納米碳酸鈣粉體在表面改性反應(yīng)中處在高速動(dòng)態(tài)的狀態(tài)下，物料的流動(dòng)及攪拌充分，活化反應(yīng)迅速、完全。
文檔編號B01J19/18GK202219165SQ20112026550
公開日2012年5月16日 申請日期2011年7月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月26日
發(fā)明者俞剛, 馮冬梅, 劉淵, 湯升亮, 蔡玉良 申請人:中國中材國際工程股份有限公司