[发明专利]具有预混合的连续化高粘硅油乳化工艺及其设备

说明书

技术领域

本发明属于新型硅油乳化技术领域，特别是涉及一种具有预混合的连续化高粘硅油乳化工艺及其设备。

技术背景

硅油(聚硅氧烷)具有优良的化学稳定性、耐热耐寒性、耐候性、憎水性、润滑性、高折射性以及贮存稳定性，广泛应用于各种工业行业，包括汽车、建筑、化学品、电气工程和电子工业、医药工业、纸浆和造纸、运输业、航空航天工业、纺织、皮革、机械工程、金属加工等各个领域。高粘度硅油为高粘流体，由于成膜性好，可用于修复毛发的损伤和提高梳理性，同时因具有独特的润滑功能，其作为皮肤滋润剂、毛发调理剂的优秀性能己得到广泛的公认。另一方面，硅油由于其疏水性，在水相中难以分散，而直接应用于纤维则手感、牢度及弹性均不理想，因此需要制备成硅油乳液后方能应用。与纯硅油相比，硅油乳液不仅产品形态变化了，而且性能也大不一样。目前高粘硅油乳液现己泛用于化妆品、护发产品、塑料加工和纺织品整理等方面，此外在建筑表面防水和皮革护理等方面也有广泛的应用。

高粘硅油的乳化一直存在着乳化困难、乳液稳定性差、乳液的颗粒分布宽和可控性差等问题。通常高粘硅油乳液为水包油(O/W)型，便于相关领域使用。在现有的乳化工艺技术中，常用的工业化工艺都是间歇乳化，在间歇搅拌釜中加入一部分的水剂和乳化剂(水相)，启动搅拌，然后投入硅油(油相)，滴加水剂和乳化剂(水相)，不停搅拌乳化，最后出料。有的工艺在搅拌釜中添加如高剪切均质机、超声波装置或胶体磨等设备，以辅助乳化制备小粒径的乳液。由于高粘硅油与设备材料粘结附着力大，在容器的壁上附着，难以通过搅拌桨搅拌剪切使其乳化而洁净，致使设备的清洗困难，产品配方成分偏离，达不到预期的质量要求；物料体系粘度高，搅拌混合性能差，乳化的效果相应就差，所需的时间很长，生产效率低下；另由于间歇生产，辅助操作时间长，劳动效率低，每批产品的质量不稳定，自动化程度低，往往处理一定量的乳化硅油需要多个的搅拌釜，占地面积大，能耗也高。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有操作方便、运行可靠、实现计量控制，能有效乳化高粘硅油的连续化生产工艺。

本发明的目的是采用这样的技术解决方案实现的：其特征是该生产工艺包括水相(乳化剂和水剂)的配制、水相的定量供给、油相(硅油)的定量供给、预混合和连续乳化工艺步骤，各工艺步骤的内容如下：

水相(乳化剂和水剂)的配制：按照乳化剂和水剂的配方，在水相配制罐中将水剂加热至70℃～80℃，在开启搅拌的情况下，投入乳化剂并保持该温度，直至物料溶解均匀，冷却至50℃左右，备用；

水相的定量供给：将备用的水相物料加入到水相计量罐，水相计量罐和其出料泵及控制阀相连接，通过称重模块和仪表定量控制水相物料的供料流量，该流量为质量流率，按照水相和油相的乳化配方，以供给预混合步骤；

油相(硅油)的定量供给：将待乳化的硅油物料加入到油相相计量罐，油相计量罐和其出料转子泵及控制阀相连接，通过称重模块和仪表定量控制油相物料的供料流量，该流量为质量流率，按照水相和油相的乳化配方，以供给预混合步骤；

预混合：定量控制的水相和油相物料连续流入预混合设备，该预混合设备为一双螺杆泵与静态混合器串联，进行一定停留时间的处理后，连续流出至下一工序的连续乳化步骤处理；

连续乳化：预混合后的物料连续流入乳化搅拌釜，乳化搅拌釜实行真空操作，抽真空至-0.06～-0.08MPa，搅拌乳化并通过外循环转子泵进行物料循环和连续出料，得到合格的硅油乳液产品。

由于本发明采用了先进行预混合工序，克服了常规硅油乳化工艺在乳化釜壁硅油粘结而乳化困难的弊端，实现了水相和油相配比与配方一致；预混合工艺可以使水相与油相在过程中预乳化，形成粘度相对较低的水包油(O/W)乳液，物料的流动性提高，便于在后续的乳化搅拌釜中快速乳化，并控制粒径和粒径分布；乳化过程采用真空乳化，消除乳液中的气泡存在，有利于乳化粒径的控制，提高了产品的稳定性；连续化的乳化工艺方法，有效提高了生产效率，避免了由于间歇操作生产出现的不同批次产品质量差异。

附图说明

图1为本发明工艺的生产设备示意图

图2为本发明工艺的生产设备的乳化搅拌釜结构示意图

具体实施方式

水相(乳化剂和水剂)的配制：按照乳化剂和水剂的配方，在水相配制罐中将水剂加热至70℃～80℃，在开启搅拌的情况下，投入乳化剂并保持该温度，直至物料溶解均匀，冷却至50℃左右，备用；