低色泽环氧树脂合成系统的制作方法

1.本实用新型涉及环氧树脂合成技术领域，特别是涉及一种低色泽环氧树脂合成系统。


背景技术：

2.环氧树脂是一种高分子聚合物，分子式为(c11h12o3)n，是指分子中含有两个以上环氧基团的一类聚合物的总称。它是环氧氯丙烷与双酚a或多元醇的缩聚产物。由于环氧基的化学活性，可用多种含有活泼氢的化合物使其开环，固化交联生成网状结构，因此它是一种热固性树脂。双酚a型环氧树脂不仅产量最大，品种最全，而且新的改性品种仍在不断增加，质量正在不断提高。
3.高纯度的双酚a环氧树脂是无色透明的高粘度液体或者固体。在双酚a环氧树脂的制备过程中，由于氧气的存在，双酚a存在被氧化成有色醌的可能性，导致环氧树脂呈现出浅黄色至黄色的色泽。无色透明的环氧树脂给人的观感较好，同时也适用于高端的应用场合。随着市场竞争的日益激烈，色泽越低的环氧树脂越能够抢占市场先机，进而提高产品的竞争力。


技术实现要素：

4.本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种低色泽环氧树脂合成系统，在反应釜的底部注入氮气，氮气上浮需要一定的过程，增加了氮气在反应釜内的停留时间，提高了氮气的利用率。与此同时，氮气在上浮过程中，可以将溶解在原料体系内的氧气排出，降低了环氧树脂合成过程中的氧化现象，降低了环氧树脂的色泽。
5.与此同时，本实用新型还提出一种低色泽环氧树脂合成方法。
6.根据本实用新型第一方面实施例提出的低色泽环氧树脂合成系统，包括：
7.反应釜，构造出容纳原料的空腔，所述反应釜的顶部设置有第一气孔以及第三气孔，所述反应釜的底部设置有第二气孔，所述第一气孔、所述第二气孔以及所述第三气孔均连通于所述空腔；
8.氮气保护组件，通过管道分别连通于所述第一气孔与所述第二气孔；
9.真空泵组件，通过管道连通于所述第三气孔；
10.搅拌组件，连接于所述反应釜，适于对所述空腔内的原料进行搅拌。
11.根据本实用新型的一个实施例，所述第二气孔设置于所述反应釜的底部边缘位置，所述第二气孔与所述反应釜的内壁之间倾斜设置。
12.根据本实用新型的一个实施例，所述第二气孔的数量至少为2个，所述第二气孔均匀分布于所述反应釜的底部边缘位置。
13.根据本实用新型的一个实施例，所述氮气保护组件包括氮气源以及连通于所述氮气源的调节阀；
14.所述调节阀通过第一管道连通于所述第一气孔，所述调节阀通过第二管道连通于所述第二气孔；
15.所述第一管道与所述第二管道上均设置有通断阀门。
16.根据本实用新型的一个实施例，所述氮气源与所述调节阀之间设置有流量计。
17.根据本实用新型的一个实施例，所述真空泵组件包括容积泵。
18.根据本实用新型的一个实施例，所述真空泵组件包括水环式真空泵与罗茨泵形成的泵组。
19.根据本实用新型的一个实施例，所述搅拌组件包括电机、连接于所述电机的转动轴以及设置在所述转动轴上的搅拌件。
20.与此同时，根据本实用新型第二方面实施例提供的低色泽环氧树脂合成方法，包括以下步骤：
21.向反应釜内加入原料并搅拌均匀；
22.从反应釜的顶部抽真空使反应釜内处于绝压状态并维持绝压状态一段时间；
23.从反应釜的顶部向空腔内注入氮气进行氮气置换，氮气置换完成后从反应釜的底部向空腔内注入氮气。
24.根据本实用新型的一个实施例，所述从反应釜的顶部向空腔内注入氮气进行氮气置换，氮气置换完成后从反应釜的底部向空腔内注入氮气具体包括：
25.从反应釜的顶部向空腔内注入氮气进行氮气置换；
26.氮气置换完成后从反应釜的底部向空腔内注入氮气，氮气气流倾斜流动，对反应釜内的原料进行搅拌。
27.本实用新型中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果之一：
28.反应釜内构造出容纳原料的空腔，反应釜的顶部设置有第一气孔和第三气孔，反应釜的底部设置有第二气孔。氮气保护组件通过管道连通于第一气孔和第二气孔，在不同阶段分别向反应釜的空腔内注入氮气。真空泵组件通过管道连通于第三气孔，用于抽取反应釜内的氧气。搅拌组件连接于反应釜，适用于搅拌空腔内的原料。在反应釜的底部注入氮气，氮气上浮需要一定的过程，增加了氮气在反应釜内的停留时间，提高了氮气的利用率。与此同时，氮气在上浮过程中，可以将溶解在原料体系内的氧气排出，降低了环氧树脂合成过程中的氧化现象，降低了环氧树脂的色泽。
附图说明
29.图1为本实用新型实施例提供的低色泽环氧树脂合成系统的示意性结构图；
30.图2为本实用新型实施例提供的低色泽环氧树脂合成系统的工作流程图一；
31.图3为本实用新型实施例提供的低色泽环氧树脂合成系统的工作流程图二。
32.附图标记：
33.1、反应釜；10、空腔；11、第一气孔；12、第二气孔；13、第三气孔；2、氮气保护组件；21、氮气源；22、调节阀；23、第一管道；24、第二管道；25、通断阀门；26、流量计；3、真空泵组件；4、搅拌组件；41、电机；42、转动轴；43、搅拌件。
具体实施方式
34.为使实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实用新型中的附图，对实用新型中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于实用新型保护的范围。
35.在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
36.在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型实施例中的具体含义。
37.在本实用新型实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
38.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
39.高纯度的双酚a环氧树脂是无色透明的高粘度液体或者固体。在双酚a环氧树脂的制备过程中，由于氧气的存在，双酚a存在被氧化成有色醌的可能性，导致环氧树脂呈现出浅黄色至黄色的色泽。无色透明的环氧树脂给人的观感较好，同时也适用于高端的应用场合。随着市场竞争的日益激烈，色泽越低的环氧树脂越能够抢占市场先机，提高企业产品竞争力。
40.本实用新型第一方面实施例提供了一种低色泽环氧树脂合成系统，请参阅图1，包括反应釜1、氮气保护组件2、真空泵组件3以及搅拌组件4。
41.反应釜1是环氧树脂合成时的反应容器，反应釜1内构造出容纳原料的空腔10。
42.反应釜1的顶部设置有第一气孔11和第三气孔13，反应釜1的底部设置有第二气孔12。第一气孔11、第二气孔12和第三气孔13均连通于反应釜1的空腔10。
43.氮气保护组件2通过管道分别连通于第一气孔11和第二气孔12，可以从反应釜1的顶部和底部向空腔10内注入氮气。
44.真空泵组件3通过管道连通于第三气孔13，可以将反应釜1的空腔10抽成真空状态，将氧气排出空腔10。
45.搅拌组件4连接于反应釜1，搅拌组件4的部分组件延伸至空腔10内，用于对空腔10内的原料进行搅拌，使多种原料均匀混合。
46.使用时，通过控制电路启动搅拌组件4，使空腔10内的原料混合均匀。
47.原料在重力作用下占据了空腔10的下部空间，空腔10内的上部空间存在空气。由于空气中氧气的存在，氧气会在后续反应过程中与原料发生氧化反应，生成有色醌，导致环氧树脂的色泽升高，影响环氧树脂的纯度。
48.将空腔10内的原料搅拌均匀后，通过真空泵组件3抽取空腔10内上部空间的空气，尽可能抽出所有氧气。实际使用时，达到真空状态后，使空腔10内保持一段时间的真空状态，可以将空气抽取的更彻底。
49.空腔10内抽完真空之后，从第一气孔11向反应釜1的空腔10内注入氮气进行氮气置换，可以避免空腔10内再次进入空气，使空腔10内处于隔绝氧气的状态。然后，从第二气孔12向反应釜1的空腔10内注入氮气，氮气的密度小于空气和混合原料，氮气在原料体系中逐渐上浮。
50.氮气在原料体系中上浮需要经历一定的过程，增加了氮气在原料体系中的滞留时间，提高了氮气的利用效率。同时，氮气在原料体系中上浮时，可以将溶解在原料体系内的氧气排出，降低了环氧树脂合成过程中的氧化现象，降低了环氧树脂的色泽。
51.本实用新型实施例提供的低色泽环氧树脂合成系统，氮气在上浮过程中，会带动原料体系的流动，可以利用氮气气流的上浮过程，增加原料的混合效果。
52.根据本实用新型的一个实施例，第二气孔12设置在反应釜1的底部边缘位置，第二气孔12的孔径中心线，即氮气流出时的方向线，与反应釜1的内壁之间倾斜设置。
53.使用时，氮气从第二气孔12内流出，氮气的气流对原料体系形成推动力，进而增加了原料体系的搅拌效果，增加了原料的反应速率。
54.氮气气流的侧向冲击还会使原料体系中氮气分布均匀，有利于提升氮气对氧气的排挤效果。
55.在一项实施例中，第二气孔12的数量可以为多个，多个第二气孔12均匀分布在反应釜1的底部边缘。
56.使用时，多个第二气孔12同时喷出氮气，可以增加原料体系的搅拌效果以及搅拌速率。
57.本实用新型实施例提供的低色泽环氧树脂合成系统，氮气保护组件2用于从顶部和底部分别向反应釜1的空腔10内注入氮气，氮气保护组件2可以是两个独立的系统，也可以是一个整体的系统。
58.根据本实用新型的一个实施例，氮气保护组件2包括氮气源21和调节阀22。
59.氮气源21采用气瓶等装置，内部储存液态或者气态的氮气。调节阀22连通于氮气源21，用于控制氮气的通断以及释放速率。
60.调节阀22通过第一管道23连通于第一气孔11，通过第二管道24连通于第二气孔
12，第一管道23和第二管道24上均设置有通断阀门25。
61.使用时，打开调节阀22，氮气从氮气源21内流出。
62.打开第一管道23上的通断阀门25，氮气从第一气孔11流入反应釜1的空腔10内。
63.打开第二管道24上的通断阀门25，氮气从第二气孔12流入反应釜1的空腔10内。
64.在一项实施例中，通断阀门25为手动阀门，根据操作人员的调节，来控制氮气的输送工作。
65.在另一项实施例中，通断阀门25为自动切断阀门，可以通过电路控制。
66.本实用新型实施例提供的低色泽环氧树脂合成系统，氮气源21向反应釜1的空腔10内注入氮气，氮气的使用量需要严格控制。一方面充足的氮气才可以起到隔绝氧气的效果，另一方面也要避免过多使用氮气造成浪费。
67.根据本实用新型的一个实施例，氮气源21和调节阀22之间设置有流量计26，流量计26可以监测氮气的流通速率和流量，可以反馈氮气的使用情况。
68.本实用新型实施例提供的低色泽环氧树脂合成系统，真空泵组件3对反应釜1的空腔10进行抽真空，进而减少空腔10内氧气的存在，真空泵组件3的真空度会影响到空腔10内氧气存在的可能性。
69.根据本实用新型的一个实施例，真空泵组件3为容积泵，容积泵可以实现较高的真空度，可以降低空腔10内氧气存在的可能性。
70.在另一项实施例中，真空泵组件3为水环式真空泵与罗茨泵形成的泵组，泵组可以充分置换反应釜1内的气相，形成完全的隔氧氛围。
71.本实用新型实施例提供的低色泽环氧树脂合成系统，搅拌组件4用于将反应釜1的空腔10内的原料进行搅拌，使原料混合均匀，增加原料的反应速率。
72.根据本实用新型的一个实施例，搅拌组件4包括电机41、转动轴42以及搅拌件43。
73.电机41安装在反应釜1上，转动轴42连接于电机41的驱动端，搅拌件43设置在转动轴42上。
74.使用时，启动电机41。转动轴42带动搅拌件43转动，使空腔10内的原料均匀混合。电机41连接于外部控制电路，可以精确控制搅拌时的速率。
75.根据本实用新型第二方面实施例提供的低色泽环氧树脂合成方法，利用本实用新型第一方面实施例提供的低色泽环氧树脂合成系统，请参阅图2至图3，包括以下步骤：
76.s1、向反应釜内加入原料并搅拌均匀。
77.s2、从反应釜的顶部抽真空使反应釜内处于绝压状态并维持绝压状态一段时间。
78.s3、从反应釜的顶部向空腔内注入氮气进行氮气置换，氮气置换完成后从反应釜的底部向空腔内注入氮气。
79.可以理解的是，通过控制电路启动搅拌组件，使空腔内的原料混合均匀。原料在重力作用下占据了空腔的下部空间，空腔内的上部空间存在空气。由于空气中氧气的存在，氧气会在后续反应过程中与原料发生氧化反应，生成有色醌，导致环氧树脂的色泽升高，影响环氧树脂的纯度。
80.将空腔内的原料搅拌均匀后，通过真空泵组件抽取空腔内上部空间的空气，尽可能抽出所有氧气。实际使用时，达到真空状态后，使空腔内保持一段时间的真空状态，可以将空气抽取的更彻底。
81.空腔内抽完真空之后，从顶部向反应釜的空腔内注入氮气，可以避免空腔内再次进入空气，使空腔内处于隔绝氧气的状态。然后，从底部向反应釜的空腔内注入氮气，氮气的密度小于空气和混合的原料，氮气在原料体系中逐渐上浮。
82.氮气在原料体系中上浮需要经历一定的过程，增加了氮气在原料体系中的滞留时间，提高了氮气的利用效率。同时，氮气在原料体系中上浮时，可以将溶解在原料体系内的氧气排出，降低了环氧树脂合成过程中的氧化现象，降低了环氧树脂的色泽。
83.本实用新型实施例提供的低色泽环氧树脂合成方法，氮气在上浮过程中，会带动原料体系的流动，可以利用氮气的上浮过程，增加原料的混合效果。
84.根据本实用新型的一个实施例，从反应釜的顶部向空腔内注入氮气进行氮气置换，氮气置换完成后从反应釜的底部向空腔内注入氮气具体包括以下步骤：
85.s31、从反应釜的顶部向空腔内注入氮气进行氮气置换。
86.s32、氮气置换完成后从反应釜的底部向空腔内注入氮气，氮气气流倾斜流动，对反应釜内的原料进行搅拌。
87.可以理解的是，氮气气流倾斜设置，对空腔内的原料体系形成推动力，原料体系在流动过程中，逐步混合均匀。
88.同时，氮气在原料体系的混合过程中加速溶解，提升了对氧气的排挤效果，进而有效降低了原料体系中的含氧量，降低了环氧树脂合成过程中的氧化现象，降低了环氧树脂的色泽。
89.综上所述，本实用新型实施例提供的低色泽环氧树脂合成系统，反应釜内构造出容纳原料的空腔，反应釜的顶部设置有第一气孔和第三气孔，反应釜的底部设置有第二气孔。氮气保护组件通过管道连通于第一气孔和第二气孔，在不同阶段分别向反应釜的空腔内注入氮气。真空泵组件通过管道连通于第三气孔，用于抽取反应釜内的氧气。搅拌组件连接于反应釜，用于搅拌空腔内的原料。在反应釜的底部注入氮气，氮气上浮需要一定的过程，增加了氮气在反应釜内的停留时间，提高了氮气的利用率。与此同时，氮气在上浮过程中，可以将溶解在原料体系内的氧气排出，降低了环氧树脂合成过程中的氧化现象，降低了环氧树脂的色泽。
90.在第二气孔设置于反应釜的底部边缘的情况下，氮气气流可以增加原料体系的搅拌效果，增加环氧树脂的合成效率，提升了对氧气的排挤效果。
91.在真空泵组件包括水环式真空泵与罗茨泵形成的泵组的情况下，泵组可以充分置换反应釜内的气相，形成完全的隔氧氛围。
92.为验证本实用新型技术方案的效果，使用本实用新型实施例提供的低色泽环氧树脂合成系统开展了15组试验，与一般反应釜系统生产的环氧树脂进行了色泽的对比，详见附表1：
[0093][0094]
附表1
[0095]
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。