[发明专利]纳米材料高速分散匀质机

说明书

技术领域

本发明涉及一种高速分散机，尤其是涉及一种纳米材料高速分散匀质机。 

背景技术

分散机广泛应用于涂料、染料、颜料、油墨、胶结剂、涂层、化妆品、食品、电池材料等行业，是一种将固体粉末与液体湿法分散、搅拌、匀质的加工设备。 

由于纳米技术不断兴起，对上述的行业带来了巨大的变化。纳米粉体用于医药行业促进了药品的疗效。用于化妆品保护了妇女的皮肤，使她们年青美貌。用于油漆行业大大改良了油漆的附着力、光泽度和美观度。用于电池行业，提高了锂离子电池材料的电化学性能等等。但是纳米粉体与液体混合时，纳米粉体因范德华尔力的作用易产生团聚现象。若只靠传统的分散高设备技术无法将纳米级的粉体分散开来，阻碍了传统工业纳米化。 

中国专利公开了一种双盘这高速分散机(公开号CN102350251A)及另一个中国专利公开了一种分散机的分散盘（公开号CN202161949.1）。他们的发明都采用了单齿分散盘，由变频电机带动高速旋转。分散盘的线速度达25m/s，其分散细度达5-10微米。但上述二种专利都有不足之处。由于其分散结构中无法产生强有力的剪切力，无法将团聚的纳米粉体分子间的范德华尔力分开，此类单分散盘的分散机只能实现微米级的粉体材料分散而不能实现纳米级粉体材料的分散。 

发明内容

本发明是提供一种纳米材料高速分散匀质机，其主要是解决现有技术所存在的分散机无法将团聚的纳米粉体分子间的范德华尔力分开，只能实现微米级的粉体材料分散而不能实现纳米级粉体材料的分散等的技术问题。 

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的： 

本发明的纳米材料高速分散匀质机，包括物料缸，物料缸上设有上盖板，上盖板、物料缸上分别设有进液口、出液口，所述的物料缸内通过有转子轴，转子轴连接驱动装置，转子轴上固定有转子，转子外设有定子，定子固定在定子固定架上；转子为一个杯形轮，转子内设有多个空腔，转子的外圆开有偶数组的直齿齿形槽，每组直齿齿形槽为2条以上；定子为空心圆柱体，其壁上均匀分布有2条以上的斜齿齿形槽。本发明的分散头由定子和转子组成，定子是一个空心圆柱体，其一端头部开设与轴线成15°角，而且均匀分散着宽4~5mm、高20~25mm的斜齿齿形槽。另一端用结构将其与上盖板固定。转子的形状是一个杯形轮，杯底开孔，杯形圆柱体的头端可根据纳米材料的物性不同在其圆柱体上开设对称布置的2组、4组、6组的直齿齿形槽的转子。每组齿槽6条，槽宽5mm、高20~25mm。当该转子高速旋转时会产生强劲的离心力。将物料从径向甩入到定子与转子间狭窄精密的间隙中。物料受到离心挤压、液层间摩擦、液力撞击等作用力，将团聚的物料分散。分散匀质机内物料不断地从径向高速射出。与此同时在转子区产生负压，转子轴向上部和下部都产生抽吸力，物料被吸入并形成上下两股强烈的翻动紊流，物料经过多次循环后完成分散过程。分散头中的转子（即分散盘）在高速旋转工作时会在分散盘边缘2-5mm处形成湍流区。物料及粒子受到强烈的剪切及冲击，在狭窄的间隙中会产生液层间磨擦导致发热，使浆料温度升高。为防止浆料温度过高改变物料的性质，则需要控制通过转子齿槽的流量。因杯形转子上的齿槽数量有多种，根据不同的物料的物性及浆料的粘度来选择。若物料质硬、浆料粘度高、团聚的粒子多应选用二组对称的齿槽结构。若物料质软、粘度低可选用六组对称齿槽结构。

作为优选，所述的转子内部设有液流分配器，液流分配器为圆盘形，其壁上开有成螺旋形分布的螺旋槽。分散匀质机工作时，杯形的转子（分散盘）上部的浆料受到上部浆料的重力及抽吸力的作用，而转子下部的浆料仅受到抽吸力作用，所以转子上部的浆料受力大于下部，促使上部浆料流入转子内腔的浆料流量大于下部。为了调节进入转子内腔的流量，在分散头中部设计一个液流分配器以控制进入分散的流量。 

作为优选，所述的转子轴下端通过套管连接有带帽螺母，带帽螺母固定有刮底刮刀，刮底刮刀位于物料缸的内底部。为了防止分散后的浆料沉淀于物料缸的底部，设计一种刮底结构装于转子、定子下方，其结构是在一个带帽螺母上垂直于螺母轴线打一轴孔。第一，在该孔中装一根小轴，轴二面伸出相等并焊牢。第二，在此小轴上各装一套用聚四氟乙烯塑料做的刮底刮刀，每个刮底刮刀可在小轴上摆动，刮底刮刀的总成制成后，将此装置上的带帽螺母拧在分散盘轴末端的螺纹上。此装置工作时，刮底刮刀靠自重下垂及浆料对刮底刮刀的压力，使该刮底刮刀紧贴缸底部将沉淀的浆料刮起再去分散。