一种聚合物乳液脱挥装置的制作方法

1.本实用新型属于高分子材料制备技术领域，具体涉及一种聚合物乳液脱挥装置。


背景技术：

2.采用乳液制备高分子材料是高分子材料制备技术领域的常见技术手段。但是在进行乳液反应的过程中，聚合物乳液中残留的低相对分子质量的单体、助剂、溶剂等挥发分的多少，对聚合物乳液乃至下一步聚合产品的性能和质量影响很大。因此，脱除挥发分(简称脱挥)是聚合物乳液生产过程中重要的后处理工序。脱挥过程的实质是将聚合物乳液中的挥发分从液相分离、脱除到气相。
3.现有的脱挥技术多采用高温、高真空的方式进行，但不是所有的聚合物乳液都可以承受高温、高真空环境，对于部分不耐高温或不能位于高真空环境中的聚合物乳液，采用现有高温、高真空的方式进行脱挥对产品质量的影响很大，或难以起到应有的脱挥作用。


技术实现要素：

4.本实用新型针对现有技术存在的问题，提供了一种聚合物乳液脱挥装置，包括：中空的罐体，所述罐体内设有分散机构，所述罐体外设驱动机构。所述罐体上设有与内部中空腔体联通的排气管、进料管，罐体底部设有出料管。
5.所述分散机构包括：上下相对设置的定子和转子。所述定子与罐体固定，其面对转子的一端设有第一立柱。所述转子由驱动机构驱动相对定子转动，其面对定子的一端设有第二立柱。所述第一立柱、第二立柱沿着径向上交错排列。所述转子内设有液体提升机构。所述液体提升机构进液端靠近罐体底部，出液端位于定子和转子之间。
6.进一步的，所述罐体顶部设有可拆卸固定的端盖，所述排气管、定子固定在端盖上。
7.进一步的，所述定子中轴处设有第一通孔，所述驱动机构的驱动端穿过第一通孔与转子顶部固定。所述驱动机构的驱动端在第一通孔底部与第一通孔通过转动密封机构转动连接。
8.进一步的，所述中空的罐体上设有进气管，所述罐体内部中空腔体靠近底部的位置处设有气体分布器。所述气体分布器与进气管连通。
9.进一步的，所述液体提升机构包括：提升器和液体分布器。
10.所述液体分布器位于定子和转子之间，为中空套筒结构。所述液体分布器筒壁面对第一立柱、第二立柱，并设有第二通孔。
11.所述提升器包括延伸至中空腔体底部的套筒，位于套筒内的提拉柱体。所述提拉柱体顶部与驱动机构的驱动端固定，所述提拉柱体外部绕设由螺纹叶片。
12.可选的，所述液体分布器与定子固定，与转子通过转动密封机构转动连接。
13.可选的，所述液体分布器与转子固定，其面对驱动机构的一端封闭。所述驱动机构的驱动端与液体分布器封闭面的外壁固定，所述提拉柱体与液体分布器封闭面的内壁固
定。所述套筒的外壁与气体分布器固定连接
14.优选的，所述第二通孔为拱门形。
15.进一步的，所述套筒与转子转动连接，其外壁与气体分布器固定连接。
16.进一步的，所述气体分布器包括：中空圆环型的腔体。所述腔体底端排列设有数个第四通孔。所述进气管与气体分布器的内部空腔连通。
17.进一步的，所述罐体外部套设有夹套。所述夹套与罐体外壁之间形成通过热流质的加热层。所述罐体内设有温度传感器。
18.本实用新型至少具有以下优点之一：
19.1.本实用新型通过定子和转子将乳液剪切成液滴，过程中大大增加了气液传质面积，使得乳液的表面更新加快，利于挥发分的脱除。同时定子和转子的设计又防止了乳液所受剪切作用太大，造成破乳。采用本实用新型脱挥装置得到的乳液产品中挥发分含量小于200ppm。
20.2.本实用新型设有气体分布器，可以促进挥发分的脱除，并减少乳液中液体死区的形成。
21.3.本实用新型的聚合物乳液脱挥装置结构简单，相较于传统的搅拌釜脱挥装置，不仅对聚合物乳液中的挥发分脱除效率提高数倍，且显著降低了能耗。
附图说明
22.图1所示为本实用新型聚合物乳液脱挥装置的结构示意图。
23.图2所示为本实用新型定子的结构示意图。
24.图3所示为本实用新型转子的结构示意图。
25.图4所示为本实用气体分布器的结构示意图。
26.图5所示为本实用液体提升机构的结构示意图。
27.图6所示为本实用新型液体分布器的结构示意图。
具体实施方式
28.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
29.实施例1
30.一种聚合物乳液脱挥装置，如图1所示，包括：中空的罐体18，所述罐体18内设有分散机构5，所述罐体18外设驱动机构1。所述罐体18上设有与内部中空腔体联通的排气管4、进料管3，罐体18底部设有出料管8。
31.所述分散机构5包括：上下相对设置的定子501和转子502。如图2、图3、图5所示，所述定子501与罐体18固定，其面对转子502的一端设有第一立柱12。所述转子502由驱动机构1驱动相对定子501转动，其面对定子501的一端设有第二立柱13。所述第一立柱12、第二立柱13沿着径向上交错排列。所述转子502内设有液体提升机构6。所述液体提升机构6进液端靠近罐体18底部，出液端位于定子501和转子502之间。
32.该装置的使用过程为：首先将聚合物乳液通过进料管3加入罐体18内部的空腔内。
然后启动驱动机构1，根据需要驱动机构1可以是驱动电机，驱动机构1带动转子502和液体提升机构6转动，液体提升机构6将罐体18内底部的物料输送到转子502内。此时转子502转动产生的离心力促使输送到转子502内的乳液沿转子502内径向流动，并被定子501和转子502上沿着径向上交错排列的第一立柱12、第二立柱13剪切成小液滴。之后被剪切形成的小液滴喷溅到罐体18内部后流回罐体18底部。
33.本实用新型通过定子和转子将乳液剪切成液滴，过程中大大增加了气液传质面积，使得乳液的表面更新加快，利于挥发分的脱除。同时定子和转子的设计又防止了乳液所受剪切作用太大，造成破乳。采用本实用新型脱挥装置得到的乳液产品中挥发分含量小于200ppm。
34.实施例2
35.基于实施例1所述聚合物乳液脱挥装置，如图1所示，所述罐体18顶部设有可拆卸固定的端盖11，所述排气管4、定子501固定在端盖11上。通过该设置，可在需要对罐体18内部进行维护或清洗时，打开端盖11，从而非常便捷的进行维护或清洗操作。
36.实施例3
37.基于实施例1所述聚合物乳液脱挥装置，如图1所示，所述中空的罐体18上设有进气管2，所述罐体18内部中空腔体靠近底部的位置处设有气体分布器7。所述气体分布器7与进气管2连通。
38.该设置可使得氮气通过进气管2打入气体分布器7后从气体分布器7流至罐体18内部。通入的氮气一方面可以随乳液进入液体提升机构6中起到带走挥发分的作用，另一方面可以加强乳液的扰动以减少液体死区的形成。从乳液中分离出的挥发分在真空作用下从排气管4排出罐体18。
39.实施例4
40.基于实施例1所述聚合物乳液脱挥装置，如图5所示，所述定子501中轴处设有第一通孔503，所述驱动机构1的驱动端穿过第一通孔503与转子502顶部固定。所述驱动机构1的驱动端在第一通孔503底部与第一通孔503通过转动密封机构转动连接。
41.该设置可使得定子501、转子502与驱动机构1的驱动端同轴设置，从而降低运行过程中由于偏心力产生的震动，减小装置运行时由于震动导致的噪音。
42.实施例4
43.基于实施例1所述聚合物乳液脱挥装置，如图5所示，所述液体提升机构6包括：提升器14和液体分布器15。
44.所述液体分布器15位于定子501和转子502之间，为中空套筒结构。所述液体分布器15筒壁面对第一立柱12、第二立柱13，并设有第二通孔1501。
45.所述提升器14包括延伸至中空腔体底部的套筒1401，位于套筒内的提拉柱体1402。所述提拉柱体1402顶部与驱动机构1的驱动端固定，所述提拉柱体1402外部绕设由螺纹叶片1403。
46.此时，罐体18底部的乳液在套筒1401内，被旋转的螺纹叶片1403带动向转子502运动，并从液体分布器15处离开转子502，进入定子501和转子502之间，被第一立柱12、第二立柱13剪切。
47.实施例5
48.基于实施例4所述聚合物乳液脱挥装置，所述液体分布器15与定子501固定，与转子502通过转动密封机构转动连接。该设置可迫使乳液从特定的位置离开液体分布器15。但是新增的液体分布器15与转子502之间的转动密封机构，会导致装置的运行噪音相对较大。
49.实施例6
50.基于实施例4所述聚合物乳液脱挥装置，如图5所示，所述液体分布器15与转子502固定，其面对驱动机构1的一端封闭。所述驱动机构1的驱动端与液体分布器15封闭面的外壁固定，所述提拉柱体1402与液体分布器15封闭面的内壁固定。所述套筒1401的外壁与气体分布器7固定连接。该设置也可以迫使乳液从特定的位置离开液体分布器15，且不涉及新增转动密封机构，设备运行噪音较小。
51.实施例7
52.基于实施例4所述聚合物乳液脱挥装置，所述套筒1401与转子502转动连接，其外壁与气体分布器7固定连接。该设置可将气体分布器7固定在套筒1401外壁上，从而使得气体分布器7可从罐体18空腔的中部位置向罐体18内的乳液注入氮气，从而可使得注入的氮气有效在乳液内分散，从而被乳液带入液体提升机构6内部，进一步与乳液充分混合。
53.实施例8
54.基于实施例1所述聚合物乳液脱挥装置，如图4所示，所述气体分布器7包括：中空圆环型的腔体16。所述腔体16底端排列设有数个第四通孔17。所述进气管2与气体分布器7的内部空腔连通。该设置可均匀的氮气排入罐体18内部的乳液内。
55.基于本实用新型的一个实施例，如图1所示，所述罐体18外部套设有夹套10。所述夹套10与罐体18外壁之间形成通过热流质的加热层。通过该设置可加热乳液，以达到更好地脱挥效果。
56.基于本实用新型的一个实施例，如图1所示，所述罐体18内设有温度传感器9。根据需要所述温度传感器9可以是热电偶。加装的温度传感器9可监控罐体18内部乳液的温度，以避免乳液温度过高，产生生产风险。
57.基于本实用新型的一个实施例，如图6所示，所述第二通孔1501为拱门形。该特定设置的第二通孔1501结构，可迫使离开液体分布器15的乳液为特定液流，从而配合第一立柱12、第二立柱13的剪切，使得乳液可被切为小液滴的同时不容易破乳。
58.应该注意到并理解，在不脱离本实用新型权利要求所要求的精神和范围的情况下，能够对上述详细描述的本实用新型做出各种修改和改进。因此，要求保护的技术方案的范围不受所给出的任何特定示范教导的限制。