一种应用于羊绒纤维的相变微胶囊的界面聚合方法及设备与流程

本发明涉及界面聚合，具体为一种应用于羊绒纤维的相变微胶囊的界面聚合方法及设备。

背景技术：

1、相变微胶囊是一种实现热能管理的智能材料，结构分为芯材与壁材两层，芯材通常是石蜡、脂肪酸等相变材料，能在特定温度下通过固液态转变吸收或释放大量潜热，壁材是一层稳定的高分子聚合物薄膜，把芯材牢牢包裹起来，防止泄漏，将相变微胶囊应用在羊绒上，就是让它附着在纤维表面或嵌入纤维内部，其核心作用是赋予羊绒智能控温功能，让它从普通保暖品升级为主动调节温度的智能纺织品，界面聚合法是制备微胶囊最常用的方法之一，其原理是两种反应活性很高的单体，分别溶解在水和有机溶剂中，在两种液体的界面处发生聚合反应，瞬间形成薄膜，把芯材包住；

2、现有界面聚合法制备相变微胶囊通常在搅拌釜中进行，油相滴加入水相后，在旋转离心力作用下被甩向釜壁，导致釜底中心区域形成涡流盲区，物料在此处轴向流动极慢，几乎不参与主体循环，靠近釜壁的流体受壁面摩擦阻力影响，流速骤降，导致釜壁中上部会形成流体滑移层，导致油相液滴在此处停留时间过长，发生粘壁或聚并，虽然提高转速能增强湍流，将死区中的物料拽出来，但强行提速带来的极高剪切应力会直接撕裂乳化剂形成的界面膜，导致液滴发生聚并，且强剪切力还可能会直接击穿或剥离初生壳体，造成芯材泄漏，为此，我们提出一种应用于羊绒纤维的相变微胶囊的界面聚合方法及设备。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种应用于羊绒纤维的相变微胶囊的界面聚合方法及设备，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种应用于羊绒纤维的相变微胶囊的界面聚合设备，包括反应釜，固定安装于所述反应釜上端的釜盖，所述釜盖上端设置有入料口，所述反应釜底部设置排料口，所述反应釜内壁中固定安装有若干个用于加热的电热环，所述反应釜一侧设置有用于盛放油相的储油罐，所述储油罐底部固定安装有用于输送油相的流量泵，所述反应釜内壁上设置有进油孔，所述流量泵输出端与进油孔之间固定连接有输油管；

3、所述釜盖上端固定安装有电机，所述电机输出端设置有转盘，所述转盘下端转动安装有若干个转轴，所述转轴呈圆周排列，每个所述转轴上均固定安装有若干个搅拌杆，所述釜盖下端固定安装有套筒，所述套筒内壁上设置有往复螺槽，所述转盘外圈上固定安装有与往复螺槽相配合的导向块，所述套筒内壁上固定安装有齿环，所述齿环高度大于往复螺槽高度，每个所述转轴上均固定安装有与齿环相啮合的齿轮。

4、优选的，所述反应釜内设置有用于防止液体向上飞溅的挡盘，每个所述转轴均与挡盘转动连接，所述挡盘下端固定安装有用于刮除反应釜内壁上油相的刮条，所述刮条呈环形设置，并抵住反应釜内壁。

5、优选的，所述挡盘下端转动安装有若干个转环，所述转环与转轴一一对应，每个所述转环均套设于对应的转轴上，每个所述转环上均固定安装有若干个用于刮除挡盘下端油相的刮板，每个所述刮板均呈倾斜设置，且其上端抵住挡盘下端。

6、优选的，每个所述转轴上均套设有滑动环，所述滑动环位于转环下方，每个所述转轴上均固定安装有若干个用于对滑动环进行限位的导向条，每个所述滑动环密度均小于水相密度，每个所述滑动环上端均固定安装有若干个推板，每个所述转环下端均固定安装有若干个与推板相配合的挡板，所述推板与挡板一一对应。

7、优选的，所述导向块运动至往复螺槽最低端时，所述挡板位于推板的运动轨迹上，且所述挡盘下表面与反应釜中液面齐平。

8、优选的，所述挡盘上固定安装有若干个橡胶圈，所述橡胶圈呈上宽下窄的漏斗形设置，所述橡胶圈底部位于刮板的运动轨迹上。

9、优选的，所述进油孔位于反应釜底部，所述进油孔内滑动安装有滑筒，所述滑筒顶部设置有用于封堵进油孔的盖板，所述滑筒上环形排列有若干个用于释放油相的出液孔。

10、优选的，所述盖板下端固定安装有匀液杆，所述匀液杆位于滑筒内，且其下端设置成圆弧状。

11、优选的，每个所述转轴上的搅拌杆均呈多列螺旋设置。

12、一种应用于羊绒纤维的相变微胶囊的界面聚合方法，具体包括以下步骤：

13、s1、根据要求选择合适的原料配置水相与油相，并将水相与油相分别注入反应釜与储油罐中；

14、s2、启动流量泵，将储油罐中的油相以恒定速度注入反应釜，油相向上推动盖板和滑筒，经匀液杆弧面分散后由出液孔流入反应釜内；

15、s3、启动电机，通过往复螺槽与导向块的配合以及齿轮与齿环的配合，使转盘带动转轴和搅拌杆进行圆周运动、自转以及上下往复运动，对水相中的油相进行高效搅拌，促进相变微胶囊形成；

16、s4、挡盘对飞溅的油相与水相进行拦截，在挡盘下降至与液面齐平时，挡板进入推板运动轨迹，滑动环带动转环转动，刮板刮除挡盘下端粘附的油相；

17、s5、刮板旋转产生水流冲刷挡盘底部和刮条内壁，刮板抵住橡胶圈下端使其孔洞闭合，防止油相进入孔洞，同时刮除橡胶圈下表面粘附的油相；

18、s6、油相输入完毕后，保持充分搅拌与加热，确保壁材充分固化，避免壁材未完全固化时发生粘连团聚，直至反应完成；

19、s7、反应结束后冷却，通过离心分离出微胶囊，用去离子水、乙醇反复洗涤，去除杂质，最后干燥得到相变微胶囊。

20、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

21、1、本发明利用电机带动转盘转动，转盘带动转轴与搅拌杆进行圆周运动，通过往复螺槽与导向块的配合，转盘将一边转动一边进行上下往复运动，再通过齿轮与齿环的配合，转轴与搅拌杆将一边进行圆周运动一边进行自转，同时还将进行上下往复运动，提高对水相中油相的搅拌效率，促进相变微胶囊的形成，且搅拌的同时反应釜中的水流将进行无规则流动与碰撞，消除釜壁与釜底处的流动死区，使油相与水相的界面聚合反应更加彻底，且无需过高转速，防止产生过高的剪切力而影响界面聚合反应；

22、2、本发明利用转轴带动挡盘与刮条一边转动一边进行上下往复运动，当导向块未运动至往复螺槽底端时，挡盘位于反应釜内液面上方，挡盘下降高度不足，挡板并不位于推板的运动轨迹上，当导向块运动至往复螺槽底端时，挡盘下降高度足够，挡板将位于推板的运动轨迹上，滑动环将带动推板与挡板以及转环一起转动，刮板将进行圆周运动，且刮板转动方向与挡盘运动方向相反，便于刮板将挡盘下端粘附的油相刮除，此时挡盘下表面与反应釜中液面齐平，刮板刮下的油相将融入水相中继续进行界面聚合反应，同时刮板旋转还将产生水流对挡盘底部以及刮条内壁进行冲刷，防止油相粘附至挡盘以及刮条上。

1.一种应用于羊绒纤维的相变微胶囊的界面聚合设备，包括反应釜（1），固定安装于所述反应釜（1）上端的釜盖（2），其特征在于：所述釜盖（2）上端设置有入料口（3），所述反应釜（1）底部设置排料口（4），所述反应釜（1）内壁中固定安装有若干个用于加热的电热环（5），所述反应釜（1）一侧设置有用于盛放油相的储油罐（6），所述储油罐（6）底部固定安装有用于输送油相的流量泵（7），所述反应釜（1）内壁上设置有进油孔（9），所述流量泵（7）输出端与进油孔（9）之间固定连接有输油管（8）；

2.根据权利要求1所述的一种应用于羊绒纤维的相变微胶囊的界面聚合设备，其特征在于：所述反应釜（1）内设置有用于防止液体向上飞溅的挡盘（23），每个所述转轴（16）均与挡盘（23）转动连接，所述挡盘（23）下端固定安装有用于刮除反应釜（1）内壁上油相的刮条（24），所述刮条（24）呈环形设置，并抵住反应釜（1）内壁。

3.根据权利要求2所述的一种应用于羊绒纤维的相变微胶囊的界面聚合设备，其特征在于：所述挡盘（23）下端转动安装有若干个转环（25），所述转环（25）与转轴（16）一一对应，每个所述转环（25）均套设于对应的转轴（16）上，每个所述转环（25）上均固定安装有若干个用于刮除挡盘（23）下端油相的刮板（26），每个所述刮板（26）均呈倾斜设置，且其上端抵住挡盘（23）下端。

4.根据权利要求3所述的一种应用于羊绒纤维的相变微胶囊的界面聚合设备，其特征在于：每个所述转轴（16）上均套设有滑动环（28），所述滑动环（28）位于转环（25）下方，每个所述转轴（16）上均固定安装有若干个用于对滑动环（28）进行限位的导向条（29），每个所述滑动环（28）密度均小于水相密度，每个所述滑动环（28）上端均固定安装有若干个推板（30），每个所述转环（25）下端均固定安装有若干个与推板（30）相配合的挡板（27），所述推板（30）与挡板（27）一一对应。

5.根据权利要求4所述的一种应用于羊绒纤维的相变微胶囊的界面聚合设备，其特征在于：所述导向块（18）运动至往复螺槽（22）最低端时，所述挡板（27）位于推板（30）的运动轨迹上，且所述挡盘（23）下表面与反应釜（1）中液面齐平。

6.根据权利要求5所述的一种应用于羊绒纤维的相变微胶囊的界面聚合设备，其特征在于：所述挡盘（23）上固定安装有若干个橡胶圈（31），所述橡胶圈（31）呈上宽下窄的漏斗形设置，所述橡胶圈（31）底部位于刮板（26）的运动轨迹上。

7.根据权利要求6所述的一种应用于羊绒纤维的相变微胶囊的界面聚合设备，其特征在于：所述进油孔（9）位于反应釜（1）底部，所述进油孔（9）内滑动安装有滑筒（11），所述滑筒（11）顶部设置有用于封堵进油孔（9）的盖板（10），所述滑筒（11）上环形排列有若干个用于释放油相的出液孔（12）。

8.根据权利要求7所述的一种应用于羊绒纤维的相变微胶囊的界面聚合设备，其特征在于：所述盖板（10）下端固定安装有匀液杆（13），所述匀液杆（13）位于滑筒（11）内，且其下端设置成圆弧状。

9.根据权利要求8所述的一种应用于羊绒纤维的相变微胶囊的界面聚合设备，其特征在于：每个所述转轴（16）上的搅拌杆（17）均呈多列螺旋设置。

10.一种应用于羊绒纤维的相变微胶囊的界面聚合方法，其特征在于：采用了权利要求9所述的一种应用于羊绒纤维的相变微胶囊的界面聚合设备的界面聚合方法，具体包括以下步骤：