[实用新型]一种纳米二氧化硅剪切增稠液的制备装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种纳米二氧化硅剪切增稠液制备装置。 

背景技术

剪切增稠液是一种新型的智能抗撞击材料，在常态下呈液体状态，当受到高速剪切或外力冲击时，材料粘度及强度迅速提高，由液态转变为类固态，达到吸能防护的效果。 

剪切增稠液由分散相、分散介质、各种添加剂等组成，其中分散相的形貌、粒径、粒径分布、分散度等对其流变性能起着决定性作用。 

现有的文献和资料报道制备二氧化硅剪切增稠液的常用装置为球磨机、高速分散均质机、实验室篮式研磨机、磁力搅拌器、电动搅拌器、胶体磨、超声分散机等。使用这些装置制备剪切增稠液过程时，是将干燥后的微球粉体利用研磨、高速剪切、球磨、超声等方法分散到剪切增稠液的分散介质中。这些装置在制备剪切增稠液过程中有以下几方面的问题：首先，由于粉体在装置中多次研磨会影响粉体形貌，甚至部分被磨碎，最终影响到剪切增稠液的流变性能；其次，粉体和分散介质在这些装置中直接搅拌混合，由于纳米粉体表面能高，粉体的分散难度较大，增加了二氧化硅剪切增稠液的制备周期，增加了生产成本。 

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种结构简单，性能稳定、可靠，且能耗低纳米二氧化硅剪切增稠液制备装置 

本实用新型所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现： 

一种纳米二氧化硅剪切增稠液的制备装置，包括混合筒、蛇形冷凝器、收集筒，其特征在于：所述混合筒由带有进料口、双行星双框混合器及加热外筒组成，混合筒出口与蛇形冷凝器连接，冷凝器上端与真空连接，下端与收集筒连接。 

该装置制备剪切增稠液过程中，单分散纳米二氧化硅微球悬浮醇溶液和剪切增稠液分散介质通过双行星双框桨在混合器中搅拌混合均匀，再经过加热减压使醇蒸发，并在蛇形冷凝器中冷凝后收集，混合液分离醇后形成剪切增稠液。 

所述单分散纳米二氧化硅微球悬浮醇溶液是一种由分散相纳米二氧化硅 微球、醇、水和氨组成的混合溶液。 

所述混合器中装配双行星双框桨，加热外筒设置有温度控制。 

所述蛇形冷凝器连接冷却水，且冷凝器上端与真空连接，下端与收集筒连接。 

单分散纳米二氧化硅微球悬浮醇溶液中的醇包括甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇或丁醇，其中优选乙醇。 

剪切增稠液分散介质包括聚乙二醇、硅油、水、聚丙二醇或聚氧乙烯，其中优选聚乙二醇。 

本实用新型与现有技术相比，具有以下显著特点和积极效果： 

在所述纳米二氧化硅剪切增稠液的制备装置中，该装置集原料混合、增稠液的生成与收集、尾气处理于一体，增稠液生成时间短，且能连续生产，从而简化实验流程，缩短制备周期。 

在所述混合器中，单分散纳米二氧化硅微球悬浮醇溶液和剪切增稠液分散介质通过双行星双框桨搅拌混合均匀，由于没有经过干燥二氧化硅粉体的研磨、分散等工艺，因此减少了粉体球形度的损失，保持了二氧化硅微球的形貌和粒径不受破坏，从而提高剪切增稠液的流变性能和稳定性。 

在所述混合器中，使用双行星双框桨搅拌时，充分利用了公转/自转的原理，两个行星搅拌框各自按照自己的轴心运转，同时又绕同一轴心，沿筒壁旋转，使得每个角落粘度物料都能混合均匀，提高了微球在剪切增稠液中的分散度，从而提高剪切增稠液的流变性能和稳定性。 

在所述混合器和蛇形冷凝器中，在混合器中醇蒸发后通过蛇形冷凝器冷凝处理后可以回收重复利用，降低了生产成本。 

附图说明

附图为本实用新型二氧化硅剪切增稠液的制备装置结构示意图 

具体实施方式：

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白，下面结合具体实施例和图示，进一步阐述本实用新型。 

如图所示，一种纳米二氧化硅剪切增稠液制备装置，包括混合筒11、蛇形冷凝器12和收集筒13，其混合筒11由带有双行星双框桨1的混合内筒2，加 热外筒3和进料口4组成，其双行星双框桨与电机5连接，其蛇形冷凝器12由带有真空接口7、蛇形冷凝管8和放气阀9组成，其真空接口7与真空泵连接，混合筒11右上端与蛇形冷凝器12左下端通过接口6连接，蛇形冷凝器12下端与带有放空阀10的收集筒13连接。