[实用新型]一种合成超细氢氧化镁阻燃剂的装置

说明书

发明领域

本实用新型属于无机化工技术领域，具体涉及一种合成超细氢氧化镁阻燃剂的装置。

背景技术

随着高分子材料工业的迅速发展，塑料、合成橡胶、合成纤维等高分子材料越来越广泛应用于建材、家电、电子设备、汽车、化工、交通等领域。但高分子材料的易燃性问题日益引起人们的重视。据统计，火灾中的死亡事故有30%以上是材料产生的浓烟和有毒气体造成的。因而，对于易燃制品，除了研究所添加阻燃剂的阻燃效果外，低毒、低烟也是阻燃剂必不可少的指标，这也是近几年来阻燃剂研究领域内最活跃的课题之一。

氢氧化镁作为一种无机阻燃剂，除具有高效的阻燃性能外，还具有抑烟、中和燃烧过程中生成的酸性气体等特点，而且材料无毒、无腐蚀性，是一种环境友好型绿色无机阻燃剂，目前已成为国内外开发与研究的热点。在西方发达国家，氢氧化镁阻燃剂已占整个阻燃剂市场的30%以上，并以明显的趋势增长。我国虽然镁资源丰富，但生产规模小、品种少、产品质量差、技术水平低，产量和质量远远不能满足市场的需求，整体行业水平亟待提高。

氢氧化镁作为阻燃剂，其在高分子材料中的添加量对材料的机械性能会有一定的影响。研究表明：使氢氧化镁超细化是解决这一问题的最好方法之一。但是目前在合成超细氢氧化镁时，存在的问题如下：(1) 合成的氢氧化镁的粒度分布不均匀；(2) 氢氧化镁易团聚；(3) 过滤沉降性能差。

目前，国内外合成氢氧化镁的主要方法有常温固相法、直接沉淀法、水热反应法、均相沉淀法、溶胶-凝胶法等，但各种方法都有一定的局限性。常温固相法产品纯度不高(一般为95%～96%)，晶型不易控制，粒径较大；直接沉淀法易形成胶体，难以进行沉降、过滤和洗涤，产品纯度低、杂质含量高；水热反应法工艺复杂、设备投资较大，条件苛刻，工业化实施较困难；均相沉淀法反应时间长，尿素用量大，产率相对较低，生产成本高；溶胶-凝胶法工艺复杂，能耗大，实验条件苛刻，难以实现大规模生产。调查研究表明，国内外工业生产氢氧化镁大多采用直接沉淀法，而采用直接沉淀法制备超细氢氧化镁的关键是为快速反应的氢氧化镁沉淀反应提供一个均匀稳定的反应环境。国内外围绕此问题已进行了许多研究，但所用的装置设备庞大、生产能耗大、费用高、混合效率低，难以为沉淀反应提供一个理想的反应环境。因此，采用直接沉淀法制备高质量的超细氢氧化镁，就必须寻求一种新的具有强化传质、强化微观混合、低成本的反应器。

发明内容

本实用新型针对现有氢氧化镁合成装置均存在上述各自不同缺点的问题，提供一种具有强化反应物的混合效率、使产品分散性好、粒度分布均匀等优点的合成超细氢氧化镁阻燃剂的装置。

本实用新型是采用如下技术方案实现的： 一种合成超细氢氧化镁阻燃剂的装置，包括超重力反应器以及含有电机、电机架和连接轴的动力控制装置，其中超重力反应器的结构包含壳体、设置于壳体内部的环形填料层以及安装于壳体一侧的液体分布器，液体分布器分别通过原料液输送管路与储液槽Ⅰ、储液槽Ⅱ连通，本实用新型的创新点在于所述液体分布器由与进液口Ⅰ相通的进液管Ⅰ和与进液口Ⅱ相通的进液管Ⅱ组成，进液管Ⅰ为直管状，进液管Ⅱ为前端设有90度弯头的直管状，其中进液管Ⅰ前端管壁上间隔开有喷嘴Ⅰ，位于进液管Ⅱ前端的弯头上开有与进液管Ⅰ的喷嘴Ⅰ对应的喷嘴Ⅱ，喷嘴Ⅰ、喷嘴Ⅱ均为直径是1～3mm的圆孔。     所述液体分布器的喷嘴Ⅰ、喷嘴Ⅱ位于环形填料层中央的空腔部位。

所述储液槽Ⅰ和储液槽Ⅱ均为密闭槽，避免原料液与空气接触发生化学反应，储液槽Ⅰ及与其连通的原料液输送管路外设有加热保温层，保证反应温度。

所述壳体底部设有锥形出液口，所合成的氢氧化镁沉淀物不会沉积在设备的死角，从底部出液口直接排出，避免了产物氢氧化镁的损失。

所述电机的控制端连有变频器，通过变频器控制转速进行反应。

采用本实用新型所述装置，氯化镁溶液和氢氧化钠溶液同时由超重力反应器的进液口进入液体分布器，并在进液管的喷嘴处以一定速度相向撞击，同时两个进液管及喷嘴的设计，保证了反应原料液第一次快速均匀的混合、反应，随后进入以一定转速旋转的填料层内缘，氯化镁溶液和氢氧化钠溶液由内向外径向通过填料层，在高速旋转而产生的超重力场的作用下，液体变成更细小的液丝、液膜或液滴，使溶液呈高度分散状态，在环形填料层内完成第二次快速均匀的混合、反应，产物经超重力反应器的锥形出液口排出。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：