專利名稱：一種環氧化天然橡膠制備反應裝置的制作方法
技術領域：
一種環氧化天然橡膠制備反應裝置
技術領域：
本實用新型涉及一種機械反應裝置，尤其涉及一種制備環氧化天然橡膠的機械反
應裝置。
背景技術：
天然橡膠是一種重要的工程材料，具有優異的綜合性能，廣泛應用于工農業、交通運輸、國防建設、航天航空、醫療衛生等領域。由于天然橡膠本身是一種非極性的天然有機 高分子材料，其耐熱性、耐油性、氣密性、粘合性等特殊性能較差，限制了天然橡膠的應用。 通過化學反應對天然橡膠進行適當化學改性，是擴大天然橡膠的應用范圍，提高天然橡膠 產品附加值的有效途徑。在各種化學改性天然橡膠中，環氧化天然橡膠具有獨特的分子結構和最廣泛的應 用前景。環氧化天然橡膠是通過環氧化反應將天然橡膠的部分碳_碳雙鍵轉化為環氧鍵所 制備的一種化學改性天然橡膠，環氧基團隨機分布在環氧化天然橡膠的分子鏈上。因此，環 氧化天然橡膠仍然保持天然橡膠原有的分子構型，具有天然橡膠原有的一些通用性能。同 時，隨著極性環氧基團的引入，環氧化天然橡膠的耐油性、氣密性、粘合性等性能顯著提高， 可以替代順丁橡膠、丁腈橡膠、丁基橡膠、丁苯橡膠、丁吡橡膠等合成材料用于生產高性能 子午線輪胎、耐油密封制品、藥用瓶塞、力車內胎，以及簾布浸膠、紙張粘合等。國內外很多研究機構先后對環氧化天然橡膠的制備、結構與性能、應用等進行了 廣泛地研究。但是，到目前為止仍然無法實現環氧化天然橡膠的規模化生產。制約環氧化 天然橡膠規模化生產的原因主要有1)不能有效地控制產物的環氧化反應程度；2)不能有 效地抑制環氧基團開環反應的發生；3)無法采用現有的天然橡膠標準膠生產線干燥環氧 化天然橡膠。
發明內容本實用新型的目的在于提供一種適合于天然橡膠膠乳環氧化反應裝置，利用該裝 置可以有效地將反應溫度控制在所設定溫度的士2°C范圍，從而有效地控制環氧化天然橡 膠的環氧化程度。為了實現上述目的，本實用新型的目的是這樣實現的一種環氧化天然橡膠制備 反應裝置，包括罐體，罐體底部設有出料口，罐體上設有罐蓋，罐蓋中間被一攪拌軸穿過，該 攪拌軸的上端與一電動裝置連接，下端伸進罐體內，連接有攪拌葉片；此外罐體外表面設有 一層中空的外夾層，外夾層具有外夾層出水管和外夾層入水管。其中，罐體內優選地設有一中空內夾套，該內夾套具有內夾套出水管和內夾套入 水管。進一步優選地將內夾套設計成圓環形。更進一步優選地將內夾套出水管位置設置成
高于內夾套入水管。本實用新型所述的電動裝置優選為渦輪減速機。本實用新型所述的攪拌葉片優選是一對螺旋式攪拌葉片。[0010]本實用新型所述的外夾層出水管位置優選高于外夾層入水管。本實用新型的優點與創新點是通過外循環熱水夾層，可提供約50°C的循環熱 水，同時內置圓環形夾套提供低于50°C的循環水，加快了反應物料與循環水之間的熱量傳 遞與交換，有效地將反應體系溫度控制在所設定的溫度范圍之內，從而能有效控制反應產 物的環氧化程度，降低環氧基團的開環反應程度。優選實施例中采用內夾套，通過熱交換使反應過程釋放的熱量能及時向外傳遞， 從而確保反應體系的溫度能有效地控制在所要求的溫度范圍(50°C 士2°C)，使制備的環氧 化天然橡膠的環氧化程度能有效控制在士2 3%的誤差范圍內。進一步優選的圓環形內夾套中間部分為軸向和徑向流，圓環內夾套與罐壁之間為 軸向流和少量的徑向流，因此該種循環方式基本上沒有流動死角。罐體傳熱表面積較大，當罐的有效工作容積為200kg，此時罐體直徑為0. 74m,液 體深度0. 495m,內置圓環形內夾套的外徑是0. 38m,內徑0. 3m，高度0. 3m，總的傳熱(冷卻) 面積達到2. 3m2。采用該裝置一次投料量200kg，環氧化程度小于25mol%的環氧化天然橡膠的環 氧化程度可控制在理論值的士2% ；環氧化程度為25mol% -50mol%的環氧化天然橡膠的 環氧化程度可控制在理論值的士3%。
圖1為本實用新型的主視圖具體實施方式結合附圖詳細說明本實用新型的結構與工作原理如下一種環氧化天然橡膠制備反應裝置，包括罐體2，罐體2底部設有出料口 10，罐體 2上設有罐蓋4，罐蓋4中間被一攪拌軸5穿過，該攪拌軸5的上端與一渦輪減速機6電連 接，下端伸進罐體2內，連接有一對螺旋式攪拌葉片；罐體2外表面設有一層中空的外夾層 1，外夾層1具有外夾層出水管3和外夾層入水管8，其中外夾層出水管3位置高于外夾層入 水管8。罐體內設有一圓環形中空內夾套7，該內夾套7具有內夾套出水管11和內夾套入 水管9，其中內夾套出水管11位置高于內夾套入水管9。使用時，向罐體2內裝入天然膠乳，在外夾層1中通入熱水對反應體系進行加熱。 開動減速機6，帶動攪拌軸5轉動。攪拌軸5下端的一對螺旋式攪拌葉片帶動圓環形夾套中 部的膠乳向下流動，從圓環形內夾套7下部的通道流出，沿罐壁向上流動并重新回到夾套 內部。在圓環形內夾套7中通入溫度低于50°C的循環水，通過熱交換使膠乳的溫度保持在 50°C 士2°C。在不斷攪拌條件下，外夾層1中循環熱水與反應物料發生熱交換，使反應物料膠 乳的溫度上升到所需要的反應溫度。當達到所規定的反應溫度并開始反應時，反應體系產 生的熱量通過熱交換傳遞給內置圓環形內夾套7中溫度低于50°C的循環水，從而確保反應 體系溫度不會進一步升高。由于該裝置為具有外夾層1和內夾套7，并且內夾套7水溫較 低，使熱量向夾層傳遞交換的路徑明顯縮短。因此，能及時將反應體系產生的熱量移走。
權利要求一種環氧化天然橡膠制備反應裝置，包括罐體(2)，罐體(2)底部設有出料口(10)，罐體(2)上設有罐蓋(4)，罐蓋(4)中間被一攪拌軸(5)穿過，該攪拌軸(5)的上端與一電動裝置連接，下端伸進罐體(2)內，連接有攪拌葉片；其特征在于罐體(2)外表面設有一層中空的外夾層(1)，外夾層(1)具有外夾層出水管(3)和外夾層入水管(8)。
2.如權利要求1所述的反應裝置，其特征在于罐體(2)內設有一中空內夾套(7)，該內 夾套(7)具有內夾套出水管(11)和內夾套入水管(9)。
3.如權利要求2所述的反應裝置，其特征在于所述的內夾套(7)是圓環形的。
4.如權利要求2或3所述的反應裝置，其特征在于所述的內夾套出水管(11)位置高于 內夾套入水管(9)。
5.如權利要求1所述的反應裝置，其特征在于所述的電動裝置為渦輪減速機(6)。
6.如權利要求1所述的反應裝置，其特征在于所述的攪拌葉片是一對螺旋式攪拌葉片。
7.如權利要求1所述的反應裝置，其特征在于所述的外夾層出水管(3)位置高于外夾 層入水管⑶。
專利摘要本實用新型一種環氧化天然橡膠制備反應裝置尤其涉及一種制備環氧化天然橡膠的機械反應裝置。包括罐體，罐體底部設有出料口，罐體上設有罐蓋，罐蓋中間被一攪拌軸穿過，該攪拌軸的上端與一電動裝置相連接，下端伸進罐體內，連接有攪拌葉片；此外罐體外表面設有一層中空的外夾層，內部設置圓環形夾套，外夾層與內置圓環形夾套具有出水管和入水管。本實用新型通過外循環熱水夾層，可提供約50℃的循環熱水，對反應物料進行保溫，同時內置圓環形夾套提供低于50℃的循環水，加快了反應物料與循環水之間的熱量傳遞與交換，有效地將反應體系溫度控制在所設定的溫度范圍之內，從而能有效控制反應產物的環氧化程度，降低環氧基團的開環反應程度。
文檔編號C08C19/06GK201553695SQ200920194630
公開日2010年8月18日 申請日期2009年9月10日 優先權日2009年9月10日
發明者余和平, 許逵, 陳曉光, 黃茂芳 申請人:中國熱帶農業科學院農產品加工研究所