[发明专利]一种水性树脂连续型超声乳化装置及其使用方法

说明书

本发明提供一种水性树脂连续型超声乳化装置及其使用方法，包括乳化腔和预混腔，预混腔顶部设置有第一进料口和第二进料口，预混腔中设置有混料搅拌装置，预混腔底部的出料口通过进料泵与乳化腔的进料口连接，乳化腔顶部和底部均设置有聚能超声波发生器，聚能超声波发生器的超声探头伸入乳化腔中，乳化腔顶部设置有高速分散机，高速分散机的分散盘设置在乳化腔中，乳化腔外壁设置有多组发散超声波发生器，乳化腔出料口设置有出料口阀门。本发明利用超声波的机械效应和空化效应在两种物料之间形成微粒间的剧烈作用，在很短的时间内完成物料的乳化过程，改善了超声乳化装置的连续性，提高了乳化产物的产量和产出效率。

技术领域

本发明属于水性树脂生产技术领域，具体属于一种水性树脂连续型超声乳化装置及其使用方法。

背景技术

在工业生产过程中，乳化工艺是产品生产过程中重要的工艺。超声乳化是指在超声波能量作用下，使两种或两种以上不相溶液体混合均匀形成分散物系，其中一种液体均匀分布在另一液体之中而形成乳状液的工艺过程。

现在人们所能接受关于超声乳化的机理有两种，一是空化机理，二是界面不稳定性机理。超声波空化机理是指在强超声波作用下，液体内会产生大量的小气泡，小气泡将随着超声振动而逐渐生长和增大，然后又突然破灭和分裂，分裂后的气泡又连续生长和破灭。这些小气泡急速崩溃时在气泡内产生了高温高压，且因气泡周围的液体高速冲入气泡而在气泡附近的液体中产生了强烈的局部激波，也形成了局部的高温高压，从而产生了超声的粉碎、乳化作用。界面不稳定性机理是指当超声射到两液体分界面上时，界面受到很高的周期性加速度，从而导致界面不稳定，相应的使界面的扰动增大，最后引起一种液体残缺不全地射入到另一种液体，导致乳化。空化和界面不稳定性都是造成超声乳化的原因，这两种机理单独地支配乳化过程或者互相补充，这取决于实验条件。在有利的液体条件下，如有溶解气体、低外压力、低粘滞性等，空化机理是主要的；而当两液体密度相差很大时，界面不稳定性是支配因素。

超声乳化与螺旋浆、胶体磨和均化器等一般乳化设备相比具有许多优点:(1)所形成的乳液平均液滴尺寸小，可为0.2～2μm；液滴尺寸分布范围窄，可为0.1～10μm或更窄；浓度高，纯乳液浓度可超过30％，外加乳化剂可高达70％。(2)所形成的乳液更加稳定。超声乳化的一个重要特点就是可以不用或少用乳化剂使产生极稳定的乳液。(3)可以控制乳液的类型。采用超声乳化，在某些声场条件下，O/W(水包油)和W/O(油包水)型乳液都可制备，然而用机械乳化方法这是不可能的。(4)生产乳液所需功率小。超声乳化的明显优点已促使它在食品、造纸、油漆、化工、医药、纺织、石油、冶金等许多工业处理中已越来越多地得到应用。

在高分子树脂材料的生产过程中，乳化工艺是产品生产过程中最重要的工艺。传统的树脂乳化装置基本上是使用反应釜或单独的分散釜，在釜内设置高速分散机的方式进行乳化。这种方式有很多缺点，一是对于大型反应釜而言，需要大功率的供电设备，投资大，能耗高；二是分散盘不能对釜内所有树脂预聚体形成有效的剪切，可能会导致乳化失败或乳胶粒子直径过大等缺点。

目前，在高分子树脂材料领域乳化效果较好的装置是间歇式超声乳化装置，此装置的优点是乳胶粒子更小，粒径分布更好，乳液稳定性好，投资低，能源消耗少，但是这种乳化装置产量低，连续性差，针对这一缺点，设计出一种连续型的超声乳化装置，将连续型超声乳化装置的优势在树脂工业上应用，提高产量和效率。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种水性树脂连续型超声乳化装置及其使用方法，采用管道式超声乳化处理中的瞬间法，改善了超声乳化装置的连续性，提高了乳化产物的产量和产出效率。