[实用新型]一种溶胶凝胶法制备双疏涂覆液的反应器

说明书

本实用新型提供了一种溶胶凝胶法制备双疏涂覆液的反应器，包括反应釜、设于反应釜内的搅拌装置、设于反应釜外侧为搅拌装置提供动力的驱动装置；反应釜的顶部设有加料口及排气阀，底部设有出料口，内侧壁下端安装有光源发射器，光源发射器内设有若干个不同波长的光源，内侧壁与光源发射器相对的位置处设有光监测器；反应釜内设有温度传感器；反应釜内腔底部铺设出气管，出气管的进气端穿出反应釜与供气装置连接；温度传感器、驱动装置、光源发射器及光监测器均通过无线通信装置与控制显示装置连接。本实用新型所述的反应器适用于溶胶凝胶法制备双疏涂覆液，能够保证反应釜内反应体系的均一和充分反应，并可对反应进程实时监控。

技术领域

本实用新型属于化工反应设备领域，尤其是涉及一种溶胶凝胶法制备双疏涂覆液的反应器。

背景技术

双疏液体涂覆液能够改变既有基材表面润湿性，使材料表面具有荷叶效应，能够实现疏水、疏油、自清洁、抗菌、耐沾污等多重工效，可广泛应用于民用及工业各领域，受到了广泛的关注。双疏材料的制备方法多样，而溶胶凝胶法制备的双疏涂层以液体形式呈现，可灵活涂覆于各类基材，因此成为一种理想方法。

以溶胶-凝胶法制备双疏涂覆液一般分为溶胶-凝胶及接枝改性两个步骤：将前驱体与溶剂混合后，进行水解、缩聚化学反应，前驱体形成具有一定交联程度的纳米溶胶粒子，粒子均匀分散在溶液中形成稳定透明的溶胶体系；再利用含氟化合物对纳米溶胶粒子进行表面改性，接入疏水-疏油基团，从而形成双疏涂覆液。在溶胶-凝胶反应中需加入氨水/氨气调控反应进程：以氨水为例，在加入的初期能够促进水解-缩聚反应，形成一定交联度的纳米粒子，在加入后期由于过量氨水形成的碱性环境，抑制了反应进一步进行，确保体系始终保持液体状态。而氨气通入水中可形成氨水。

在溶胶-凝胶法制备双疏涂覆液时有两个特点。一是需要以缓慢速度加入氨水/氨气，加入过快导致溶胶迅速反应形成交联度过高的凝胶体，液体失去流动性；在反应体系中滴入氨水可能造成反应不均一，局部已进行反应，形成交联度较高的溶胶粒子，而未接触到氨水的溶液尚未进行反应，形成的溶胶粒子交联度较低，从而导致制备的溶胶粒子粒度大小不一，这种涂覆液进行应用时可能导致双疏效果不一致的情况，并且氨水/氨气具有一定挥发性，如果采用悬滴方式可能难以进入反应体系，造成制备重现性差。二是需要形成一定粒度、均匀分散的溶胶粒子，如果反应进程不足、尚未形成溶胶，则无法进行后续的改性接枝反应，反之如果反应进程过深，形成粒子过大，则在涂覆液应用时将影响基材表面颜色，失去透明度。基于以上两点原因，需要一种可精确调控、对反应过程严密监测的反应设备。

目前尚未有一种可适用于制备双疏液体涂覆液的反应设备。参考类似设备，例如常见的双层玻璃反应釜，或者是已有的油漆、涂料反应设备，带有搅拌装置、加料装置、温控设备等，这种设备较为简单，加料装置不可控，采用这类设备只能将溶胶-凝胶助剂以氨水形式加入，当加入氨水溶液时可能难以控制反应速率，并造成反应不均一的情况。另外，由于溶胶-凝胶合成方法制备双疏液体涂覆液必须避免聚合度过大，避免凝胶成为固体，因此反应釜需要时刻监控反应体系内的溶质粒径大小，即通过激光散射溶质，借助丁达尔现象监测粒子大小。而现有的常规反应釜无法实现这一功能。

发明内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种适用于溶胶凝胶法制备双疏涂覆液的反应器，以解决上述问题。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：