均质机的原理和使用方法
1、均质机工作原理:
转子和定子的精密配合,工作头(转子和定子锻件制造)爪式结构,双向吸料,剪切效率高。
间歇式高剪切分散乳化均质机是通过转子高速平稳的旋转,形成高频、强烈的圆周切线速度、角向速度等综合动能效能。
在定子的作用下,定、转子合理狭窄的间隙中形成强烈、往复的液力剪切、摩擦、离心挤压、液流碰撞等综合效应,物料在容器中循环往复以上工作过程,最终获得产品。
2、使用方法:
均质机在豆奶中的应用:均质时豆乳在高压下从均质阀的狭缝压出。脂肪球,蛋白质等颗粒在剪切力,冲击力与空穴效应的共同作用下,进行微细化。形成均一的分散液。防止脂肪上浮,蛋白质沉淀,增加豆乳光泽度,提高了豆乳的稳定性。
豆乳的均质效果受均质压力。均质温度和均质次数三个因素影响。均质压力受到设备的限制。豆乳生产中可用20~30MPa的压力进行均质。均质时温度一般控制在55~65℃之间比较适合。均质次数1~2次。
均质工序可放在豆乳杀菌之前。也可以放在杀菌之后。两种安排各有利弊,均质放在杀菌前,则杀菌过程能在某种程度上破坏均质效果。豆乳易出现油线。但采用这个工艺减少了杀菌后的污染机会。储存的安全性较高。设备费用相对较低。且经过均质的豆乳再进入杀菌机不易结垢。若将均质放在杀菌之后,上述情况则刚好相反。
均质机在原料乳的应用:在强力的机械作用下16.7~20.6MPa将乳中大的脂肪球破碎成小的脂肪球。使之均匀一致地分散在乳中。可有效防止脂肪球上浮。在巴氏杀菌乳的生产中。一般均质机的位置处于杀菌的第一热回收段。在间接加热的超高温灭菌乳生产中,均质机位于杀菌之前。在直接加热的超高温灭菌乳生产中。
均质机位于灭菌之后。因此应使用无菌均质机。均质不仅可以防止脂肪球上浮,而且还具有其他一些优点:经均质后的牛乳脂肪球直径减小,易被人体消化吸收。均质使乳蛋白凝块软化。促进消化和吸收,在酶制干酪生产中,均质可使乳凝固加快,乳产品风味更加一致。
均质前需要进行预热。达到60~65℃,均质方法一般采用二段式,即第一段均质使用较高的压力(16.7~20.6MPa),目的是破碎脂肪球,第二段均质使用低压(3.4~4.9MPa),目的是分散已破碎的小脂肪球,防止粘连。
均质机在柑橘汁的应用:柑橘汁经离心分离后,其果肉颗粒已相当均一化了。为使粒子进一步微细化。在离心后可用用均质机用20~35MPa的压力进行均质。
均质机在蟠桃果肉果汁饮料中的应用:采用25~35MPa的均质压力。增强果胶与果汁的亲和力,同时可提高果汁的稳定性,减少颗粒间的粒度及密度差,防止浆液分层沉淀,并使组织均匀黏稠,口感细腻。
扩展资料:
均质机的种类:
一、高压均质机
1、采用柱塞水平运动结构,与柱塞垂直(上下)运动的实验机相比,其柱塞处可喷淋冷却水,从而延长柱塞密封圈的寿命。
2、物料泄漏后不会进入油箱,不会污染外部工作环境。
3、传动箱部分的润滑油能够使连杆、十字头等得到有效地滑润,再没有传统型设备每次开机前均需加润滑脂的麻烦工作。
4、立方体型的整体造型,不锈钢外罩,美观并且操作方便。
5、工作时只需1升料就能够做实验。
二、均质机全自动均质机
1、可以实行远程控制:该均质机附有一个电气控制柜、用于接收前道工序的信号并控制均质机运行,以及均质机压力的升降。
2、有冷却水保护装置、当冷却水管断水时、设备会马上停下来,起到保护作用。
3、预先设置好一、二级均质所需的压力,启动设备后自动升高到设备好的压力。
4、电控柜上有紧急停止按钮、用在发生紧急状况时、人工紧急停机。
5、安全避免操作人员误操作、很大程度上提高了设备的只用率。
三、均质机高压均质机
外观:
1、采用全封闭不锈钢造型、安全、卫生、美观。
2、外罩采用模块造型,能够实现快速装拆、利于维护和保养。
传动部分:
1、传动部分的润滑采用的飞溅润滑与强制压力润滑相结合的润滑方式,安全可靠性能大幅提。
2、曲轴采用合金钢锻件制造,具有超级的强度和寿命。
3、硬齿面外置式齿轮箱设计、性能可靠、维护简单。
4、配备有单独的强制冷却系统,保证系统油温的运行要求,能够满足设备长期稳定的运转。
液力端部分:
1、整体式泵体结构设计、强度和寿命得到可靠保证。
2、快递装拆阀芯、阀座设计、装拆方。
3、阀座采用双面设计一具有双倍的使用寿命。
4、采用卫生级压力隔膜表显示压力,可靠的性能来自世界品牌的压力表制造商。
参考资料来源:百度百科-均质机
均质机的转子和定子的精密配合,工作头(转子和定子锻件制造)爪式结构,双向吸料,剪切效率高。
间歇式高剪切分散乳化均质机是通过转子高速平稳的旋转,形成高频、强烈的圆周切线速度、角向速度等综合动能效能。
在定子的作用下,定、转子合理狭窄的间隙中形成强烈、往复的液力剪切、摩擦、离心挤压、液流碰撞等综合效应,物料在容器中循环往复以上工作过程,最终获得产品。
扩展资料:
一、均质机特点
1、运转稳定、噪音小、清洗方便、机动灵活,可连续使用 ,对物料可进行超细分散、乳化。可广泛适用于工业生产的乳化、均质和分散。
2、能使料液在挤研.强冲击与失压膨胀的三重作用下使料质细化混合。本设备是食品.乳品.饮料等工业的重要设备。
3、对牛奶豆乳等各类乳品饮料,在高压下进行均质,能使乳品液中的脂肪球显著细化, 使其制品食用后易于消化吸收,提高使用价值。
4、用于冰淇淋等制品的生产中,能提高料液的细洁度和疏松度,使其内在质地明显提高。
5、用于乳剂.胶剂.果汁.浆液等生产中,能起到防止或减少料液得分层,改善料液外观的作用,使其色泽更为鲜艳,香度更浓,口感更醇。
二、应用行业
应用于生物医药;食品工业;日化护理品;涂料油墨;纳米材料;石油化工;印染助剂;造纸工业;农药化肥;塑料橡胶;电力电子;其他精细化工行业。
1、均质机在豆奶中的应用:
均质时豆乳在高压下从均质阀的狭缝压出。脂肪球,蛋白质等颗粒在剪切力,冲击力与空穴效应的共同作用下,进行微细化。形成均一的分散液。防止脂肪上浮,蛋白质沉淀,增加豆乳光泽度,提高了豆乳的稳定性。
2、均质机在原料乳的应用:
在强力的机械作用下16.7~20.6MPa将乳中大的脂肪球破碎成小的脂肪球。使之均匀一致地分散在乳中。可有效防止脂肪球上浮。在巴氏杀菌乳的生产中。
一般均质机的位置处于杀菌的第一热回收段。在间接加热的超高温灭菌乳生产中,均质机位于杀菌之前。在直接加热的超高温灭菌乳生产中。
均质机位于灭菌之后。因此应使用无菌均质机。均质不仅可以防止脂肪球上浮,而且还具有其他一些优点:经均质后的牛乳脂肪球直径减小,易被人体消化吸收。
均质使乳蛋白凝块软化。促进消化和吸收,在酶制干酪生产中,均质可使乳凝固加快,乳产品风味更加一致。
3、均质机在柑橘汁的应用:
柑橘汁经离心分离后,其果肉颗粒已相当均一化了。为使粒子进一步微细化。在离心后可用用均质机用20~35MPa的压力进行均质。
参考资料:
百度百科-均质机
均质机、搅拌机、乳化机有以下区别:
一、原理不同:
1、均质机是通过转子和定子的精密配合,转子高速平稳的旋转,形成高频、强烈的圆周切线速度、角向速度达到均质。
2、搅拌机是通过工作原理是靠搅拌杯底部的刀片高速旋转,在水流的作用下把食物反复打碎。
3、乳化机是通过与发动机连接的均质头的高速旋转,对物料进行剪切,分散,撞击。这样物料就会变得更加细腻。
二、应用区别:
1、均质机一般应用在用于生物技术领域的组织分散、医药领域的样品准备、食品工业的酶处理多数用于研究物质。
2、搅拌机一般应用与家庭可实现多种水果蔬菜的搅拌,从而榨出新鲜美味的果汁和蔬菜汁的小型机器。
3、乳化机一般应用与诸如粘合剂、油漆涂料、化妆品、食品、药品、塑料树脂、印染、油墨、沥青等行业都有广泛的应用。
三、优缺点区别:
1、均质机优点是优点是混合效果最好。缺点为功耗大,产量低,容易出现故障,维修成本较高。
2、搅拌机优点是最传统的搅拌方式,应用最为广泛,方便便捷。缺点对物料没有剪切细化作用,只能进行简单的混合。
3、乳化机优点是混合效果好,选择合适的乳化头可以适用多种工况条件,应用广泛。缺点为产量低,对硬颗粒物料和高粘度物料,混合效果差。
扩展资料乳化机特点:
1.、三级在线分散乳化机。
2、三级定转子形式: 2G (粗) 4M(中)6F (细)。
3、稳定的均质乳浊液和悬浮液的完美选择。
4、分散头可自由组配,模块化,易于维护。
5、只需一次处理便可得到集中的颗粒大小分布。
6、无极调速(变频器)。
7、所有接触物料材质均为SS316。
8、符合CIP/SIP清洁标准,适合食品及医药生产。
9、获得了美国食品及药品管理局(FDA)颁发的3A等级证书。
参考资料来源:百度百科-乳化机
参考资料来源:百度百科-搅拌机
参考资料来源:百度百科-乳化机
均质机厂家举例说明:
上海祗美电子科技,上海全简机电有限公司,四川兴至简机械有限公司,莱州龙骏机械有限公司。产品介绍:
均质机的转子和定子的精密配合,工作头(转子和定子锻件制造)爪式结构,双向吸料,剪切效率高。间歇式高剪切分散乳化均质机是通过转子高速平稳的旋转,形成高频、强烈的圆周切线速度、角向速度等综合动能效能。
均质机的应用行业
应用于生物医药;食品工业;日化护理品;涂料油墨;纳米材料;石油化工;印染助剂;造纸工业;农药化肥;塑料橡胶;电力电子;其他精细化工行业。
均质机在豆奶中的应用:均质时豆乳在高压下从均质阀的狭缝压出。脂肪球,蛋白质等颗粒在剪切力,冲击力与空穴效应的共同作用下,进行微细化。形成均一的分散液。防止脂肪上浮,蛋白质沉淀,增加豆乳光泽度,提高了豆乳的稳定性。
BuB图1:物料被输送至工作阀进口(尚未通过工作阀) 图2:物料源源不断地通过一级均质阀和二级乳化阀
如图1所示,物料在尚未通过工作阀时,一级均质阀和二级乳化阀的阀芯和阀座在力F1和F2的作用下均紧密地贴合在一起。物料在通过工作阀时(如图2),阀芯和阀座都被物料强制地挤开一 条狭缝,同时分别产生压力P1和P2以平衡力F1和F2。物料在通过一级均质阀(序号1、2、3)时,压力从P1突降至P2,也就随着这压力能的突然释放,在阀芯、阀座和冲击环这三者组成的狭小区域内产生类似爆炸效应的强烈的空穴作用,同时伴随着物料通过阀芯和阀座间的狭缝产生的剪切作用以及与冲击环撞击产生的高速撞击作用,如此强烈地综合作用,从而使颗粒得到超微细化。一般来说,P2的压力(即乳化压力)调得很低,二级乳化阀的作用主要是使已经细化的颗粒分布得更加均匀一些。据美国Gaulin公司的资料介绍,绝大部分情况下,单单使用一级均质阀即可获得理想的效果。
主要优缺点:
相对于离心式分散乳化设备(如胶体磨、高剪切混合乳化机等)),高压均质机的特点是1))细化作用更为强烈。这是因为工作阀的阀芯和阀座之间在初始位是紧密贴合的,只是在工作时被料液强制挤出了一条狭缝;而离心式乳化设备的转定子之间为满足高速旋转并且不产生过多的热量,必然有较大的间隙(相对均质阀而言);同时,由于均质机的传动机构是容积式往复泵,所以从理论上说,均质压力可以无限地提高,而压力越高,细化效果就越好。2)均质机的细化作用主要是利用了物料间的相互作用,所以物料的发热量较小,因而能保持物料的性能基本不变。3)均质机能定量输送物料,因为它依靠往复泵送料。4)均质机耗能较大5)均质机的易损使较多,维护工作量较大,特别在压力很高的情况下6)均质机不适合于粘度很高的情况EuE
产 品 分 类 及 选 用
高压均质机的分类:
按结构型式分为立式整体型均质机和卧式组合型均质机。前者一般适用于中小型设备(功率在45kw以下);后者适用于大型设备(功率在45kw以上)。目前国内大多数厂家生产的都是立式整体型均质机。这种型式结构紧凑,外形美观占地面积小。但对大型设备而言,稳定性就成了主要的问题。所谓卧式组合型均质机指的是电机、减速箱、曲轴箱、润滑站等相对独立成块,并分布在同一水平面上,通过皮带(轮)、联轴器、油管等连成一体。整机重心低、运转平稳、检修方便。1995年5月为给世界上最著名的化工企业之一德国BASF公司配套高质量的大吨位均质机,我们研制了国内第一台大型卧式均质机。在此基础上通过几年的实践,该产品形成十几个规格的系列,最大功率达150kw(对应流量20t/h,压力22Mpa)。经上海科技情况所计算机联机检索证明为国内首创,技术水准接近国际先进水平。
按柱塞每分钟的往复次数分为普通型均质机和低速型均质机。美国Gaulin公司将柱塞每分钟往复次数在150次以下划为低速型,在150次以上的称为普通型。均质机曲轴的 转速(即同比决定柱塞的往复频率)是决定整机性能的最关键的因素之一。在材质、加工精度、结构等相同的情况下,在一定范围内转速越低,则各磨擦副(如轴与瓦、柱塞与密封等)在单位时间内的磨损度、泵体内各受力零件(如阀芯、阀座等)在同等时间内的损坏程度均大幅度降低,且设备运转的稳定性也大大提高。所以该系列特别适合于长时间使用的场合。我厂在1995年率先开发的LS系列低速高速能均质机以优异的性能迅速在全国得到推广,截至1999年已有国内外400多家用户选用。
按控制方式可 分为手动控制式、手调液力控制式以及全自动控制式。目前,手动控制式在市场上占主导地位。如果整条生产线都是自动控制的,可选用全自动控制均质机。关于全自动控制均质机,可参阅《均质机、喷雾泵自动控制技术》
按使用情况可分为生产用均质机和实验型均质机。相对于其它厂家的产品,我厂生产的JHG系列实验型均质机具有以下特点:1)采用柱塞水平运动结构,与柱塞垂直(上下)运动的实验机相比,其柱塞处可喷淋冷却水,从而延长柱塞密封圈的寿命 2)物料泄漏后不会进入油箱 3)立方体形的整体造型,美观且操作方便,并可加轮子方便搬运。
按均质机在生产线上的位置可分为上游均质机和下游均质机。一般在灭菌前使用的均质机称上游均质机,在灭菌后使用的均质机称下游均质机。通常前者采用一般的均质机即可,而后者要采用无菌均质机。所谓无菌均质机,就是将均质机柱塞处的动密封泄漏点以及进出口的静密封处的泄漏点通过蒸汽(或过热水)与大气隔绝,这样的均质机可作为无菌设备在杀菌后使用。如果有此类需要,我们将乐意提供该类设备。
高压均质机的选型
(1)选择普通型还是低速型?对应于同样的流量和压力,普通型均质机的单价要比低速型机的单价要低。所以综合考虑价格性能因素,我们建议:如果设备每天的运转时间在10小时以内,则可考虑用普通型(HOMG系列);如果设备每天的运转时间在10小时以上18小时以下,建议选择低速型(LS系列);如果工况为连续使用型,即连续几天或几十天连续不停地使用,则要作为特殊工况单独考虑。
(2)关于流量:用户在使用过程中,会发现很多情况下实际流量比制造商所提供的性能参数中标定的设备流量要小一些。这主要是由以下原因造成的:a)粘度:用户所处理的物料是千变万化的,其粘度差别很大。一般来说,物料的粘度越高,其容量效率越低(即流量损失越大),参见下表:
粘度(CST) 100 1000 2000 6000 10000
容积效率 92% 91% 90.5% 80% 59%
粘度与容积效率的关系(仅供参考)
b)压力:压力对容量效率的影响很大,特别在压力很高等情况下。这是因为,在高压下,通常被视为不可压缩的流体成了弹性体;同时,压力越高,通过泵体内阀芯阀座的内泄漏也增加了 c)进料方式:一般来说,压力进料比自吸进料的容积效率要高一些。
综上所述,我们建议: a)所处理物料的粘度越大,所使用的压力越高,则所选择的设备流量就要留更多的裕量 b)尽量采用压力进料,进料压力在1.5kgf/cm2左右 c)如果整条生产线的产量必须严格保持一致,那么最好采用变频调速的方式使流量无级可调。
(3)关于压力:压力越高,细化效果越好;但同时,压力越高,设备价格也越高,耗电量也同比增大,同时易损件增多也就是说,压力越高,运行费用越大。有必要了解的是,压力和细化效果呈根号曲线关系,而压力与运行费用接近于正比例(见下图)
所以,在选择压力参数时,我们建议采用以下原则:在达到经济破碎效果的前提下,使用压力越小越好。在使用压力选定后,再根据制造商提供的设备性能参数表,选择标定的额定压力大于使用压力的设备即可。
应 用 简 介
均质机操作独特的原理为无数工艺流程的革新以及各种新产品的开发应用提供了简便而卓有成效的途径,均质机的作用主要有:提高产品的均匀度和稳定性;增加保质期;减少反应时间从而节省大量催化剂或添加剂;改变产品的稠度改善产品的口味和色泽等等,其典型的应用领域如下:
化工行业:油漆涂料,各种乳化剂,燃油重油消毒剂,杀虫剂,感光乳剂,橡胶浆,树脂胶,增稠剂,膨润土,香精,硅材料,碳黑,氧化镁,二氧化钛等。
化妆品行业:洗涤剂,调理剂,润肤露,香水等。食品饮料行业:豆乳、牛乳,花生乳,浓缩乳,奶油,混合乳酪,各种果肉型天然饮料,冰淇淋,花粉液等中西保健营养液,食品添加剂,各种调味品等。
制药行业:抗生BuB素,抗酸剂,液浆制剂,静脉乳剂等。
生物工程技术:高压均质机在生物工程上的应用愈来愈受到重视,这主要是因为高压均质机能够高效率地对细胞壁进行破碎从而提取其内含物:如酶、朊等。
下面举几个具体的例子来简单说明一下均质机的应用:
为什么化妆品会被表皮吸收:经常听到化妆品广告中有这样的语句:渗入肌肤表层被肌肤完全吸收。事实上,被肌肤完全吸收是不可能的,但渗入肌肤表层却有着科学的依据。生物学告诉我们,人体表皮微孔的平均直径约在1.5微米,而绝大多数化妆品原料在450kgf/cm的均质压力作用后的平均颗粒度在1微米左右,这样化妆品渗入肌肤就不难理解了。同时也就不难理解国外化妆品行业为什么会大量使用高压均质机。
怎样提高鳖精,蜂皇浆,花粉口服液,药品等的人体吸收率:在这些比较贵重的产品的生产中,提高人体的吸收率有很大的意义,因为吸收率提高意味着达到同样效果时所用原料的减少,也即意味着生产成本的降低。怎样达到这个目的呢?大家知道,人体之所以会吸收是由于酶的作用,吸收效率很大程度上取决于酶促反应的面积。进入人体的物质其颗粒度越小则与酶接触起反应的表面积越大,所以吸收的效率越高。而高压均质机的作用就是使介质的颗粒极度细化(液-液均质平均粒度在1um以下),何况均质后的产品还能得到不沉淀高胶状高稳定性等优点,从而使成品的外观也大大改善,所以在较昂贵的口服液中使用高压均质机的效益是显而易见的。
根据第2条叙述的原理,相信大家不难理解使用高压均质机后为什么可以提高化学催化剂,各种添加剂以及其它化工产品的功效。
有人问:既然均质机的工作介质是流体,那么在粉状产品中又是如何应用的呢?这个问题再简单不过:用高压均质机细化后,在进行干燥的粉状产品即可得到高质量
目前乳化机的使用不单单局限于“乳化”,因为其共同的剪切效果,对粉粒体在液体中的破碎摧毁撞击最终细化到幻想的粒径,然后使固体质充沛掺混到液体中并构成相对不变的悬浮液。当然与乳化剂一样,添加了涣散剂后,悬浮液的不变性就能获得加强。当某种固体物质经过必然工夫与液体的接触可以被液体彻底消融,那么经剪切撞击而构成的小颗料将更快地被液体所消融,由于其比外表积增大了很多倍了。
乳化机对物料的细化及充沛掺混的效果也就是“均质”的进程了。所以我们也可以把乳化机称为均质机,为便于区分,普通可冠于高速或许高剪切均质机,以致于对乳化机有良多种叫法: 真空乳化机、高剪切乳化泵、高剪切乳化机、高剪切均质乳化机、真空均质乳化机、管线式均质乳化机等。
【一】、疏水性二氧化硅:
疏水性二氧化硅又称硅烷处理的二氧化硅(silica by silane treatment)或表面处理的二氧化硅(silica by surface treatment)。白色无定形微细粉末。
具有疏水性。溶于苛性钾(钠)。不溶于水和酸。无毒。无味。无腐蚀性。不燃烧,无氧化性。高温不分解。由稀释的水玻璃经离子交换除去钠离子,加入盐酸进行酸热回流浓缩,加入二甲基二氯硅烷单体溶剂进行疏水化处理,脱除溶剂后干燥制得。主要用作硅橡胶补强剂,塑料填料,以及涂料和油墨的增稠剂等。
【二】、疏水性二氧化硅及其制造方法
二氧化硅(Silica)用途非常广泛,在涂料,油墨、塑料、橡胶及化妆品,都常常添加二氧化硅以增加性能,如吸油、消光、强化机械性......等,并且可以降低成本。其表面性能必须符合被添加物的特性,以便能均匀分散。一般工业级二氧化硅,由于制备工艺不同,可分为二种,一种为干式,烧结型(Fume Type),一种为湿式,沉淀型(Precipitated Type),二者的表面积不同,其表面带有的羟基(-OH)也有相同,一般来说,前者较少,后者较多,二者表面皆偏向亲水性,如应用于亲油性高分子中,如涂料,橡胶......等,若将二氧化硅表面预先处理成疏水性,有较好的效果。
一般最简单的方法,如赵承琛教授的著作“界面科学基础中,分散原理与应用”篇中提及,利用固体表面对表面活性剂的吸咐,改变固体表面的极性。如硬酯酸锌溶于极性溶剂中,加入二氧化硅,除去溶剂,则锌离子部分朝向二氧化硅,硬酯酸烷基部分,则朝向外部,而形成粒子表面疏水性,或二氧化硅加入有机硅化合物,硅原子上的甲氧基或乙氧基,会与二氧化硅表面的羟基(-OH)反应,而有机部分(乙烯基、环氧基、丙烯基(亚克力基)......)则朝向外,不仅使二氧化硅表面呈疏水性,更具反应性,可与亲油性高分子等部分交链,而增加其机械强度。
上述二氧化硅,由亲水性转为疏水性的方式包括二氧化硅表面布满了有机脂肪烷基;西德专利1163784号,利用二甲基二氯硅烷(Dimethyl Dichlorosilane),直接高压合成;日本昭61-50882号,为针对西德专利1163784号,在制备过程中产生副产物及氯化氢的缺点而改善的方法;以及以端基带有三个Si-OH的二甲基聚硅氧烷寡聚物处理的二氧化硅。上述各种方法,均使二氧化硅表面呈疏水性质,但并没有很好的消泡功能。
本发明目的在于提供一种表面接枝聚硅氧烷的二氧化硅。表面积为100~400m2/G,表面具疏水性且兼具消泡功能,制备工艺简单,在常压,100℃以下操作,且不产生副产品(如氯化氢)。
本发明是提供一种表面接枝硅氧烷的疏水性二氧化硅固体粉末。不论干式制法烧结型二氧化硅或湿式制法沉淀型二氧化硅,其表面均含有硅烷醇(Silanol),而能与硅烷醇基反应的聚硅氧烷端基,必须具备烷氧基(Alkoxy)或硅烷醇基,同时在路易斯酸(Lewis Ac-Id)或路易斯碱(Lewis Base)的触媒存在下反应。为使二氧化硅的表面充分与聚硅氧烷分子接触,必须加入分散剂,为使二氧化硅表面接枝的聚硅氧烷分子量适当,可加入分子量调节剂。
疏水性二氧化硅的制造的方法有二种,方法一是于玻璃容器中,加入(1)分散剂,如矿物油(Mineral Oil)、有机溶剂(二甲苯)、八甲基四环硅氧烷(Octamethyl Tetracyclosiloxane)或硅油(Silic-One Oil)......;(2)亲水性二氧化硅固体粉末(Silica),其表面积为100~400m2/G,接触角小于70°;(3)硅油(Silicone Oil);(4)触媒,如氢氧化钠水溶液,氢氧化钾水溶液,碳酸铵水溶液或硫酸......等酸碱;(5)分子量调节剂,其目的为使接枝于二氧化硅粒子上的硅化合物分子量适当,常用的,如四甲基二硅氧烷(Tetramethyl Disiloxane)、六甲基二硅氧烷(Hexamethyl Disi-Loxane)或五甲基甲氧硅烷(Pentamethyl Methoxysilane)。以均质机混合均质化,5至20分钟,然后升温至60℃~80℃,继续搅拌均质化,30分钟至120分钟,过滤并以有机溶剂(如二甲苯)萃洗反应所得的疏水性二氧化硅固体粉末,在约120℃的烘箱中,干燥约6小时。另一方法是除了以硅化合物单体代替硅油,其他反应物与方法一同样,常用的硅化合物单体如四甲基二甲氧硅烷(Tetrameth-Yl Dimethoxysilane),因为其本身兼具分散的功能,可不加其他的分散剂。至于反应方法,除了以均质机混合均质化以外,在升温后,同时以回流(Reflux)方式,以利反应,回流时间约10~30分钟,反应完成后,抽真空,以去除残存的硅化合物,再以有机溶剂(如二甲苯)萃洗并过滤已反应完成的二氧化硅固体粉末,置于120℃的烘箱中,干燥约6小时,即得硅氧烷接枝的二氧化硅固体粉末。以这种疏水性二氧化硅固体粉末做压片接触角测定、FTIR光谱仪测定,以及消泡试验,结果列于下面的附表中。
为使本发明的上述和其他目的、特征、和优点能更明显易懂,下文列举一较佳实施例,并配合所附表格,作详细说明如下《实施例1》取80g二甲苯,置于200ml的玻璃容器中,加10g硅油(Dow Cor-Ning,DC-350),0.1g六甲基二硅氧烷(Hexamethyl Disiloxane),2滴10wt%氢氧化钠(Sodium Hydroxide),20g亲水性二氧化硅固体粉末(PPG,Label 20),该亲水性二氧化硅固体粉末的粒径为30nm,表面积为200m2/G。以均质机,混合均质化10分钟,再加热至80℃,继续混合均质化30分钟,过滤,再以二甲苯萃洗,所得反应完成的聚硅氧烷接枝二氧化硅固体粉末,置于120℃烘箱中,干燥约6小时。《实施例二》取80g的四甲基二甲氧硅烷(Tetramethyl Dimethoxy Silane),置入200ml的玻璃容器中,再加入0.8g五甲基甲氧硅烷(Pentameth-Yl Methoxysilane),以及2g 20wt%碳酸铵,和20g亲水性二氧化硅(PPG,Label 20),以均质机混合均质化10分钟,加热后,继续混合均质化,并回流20分钟后,抽真空以去除硅化合物单体,并以二甲苯萃洗并过滤反应完成的聚硅氧烷接枝的二氧化硅固体粉末,置于120℃的烘箱中,干燥约6小时。消泡试验·消泡乳液配制分别取亲水性二氧化硅的粒子(PPG,Label 20)、实施例一、二所制得的二氧化硅粒子各1.5g,加入适量的硅油、乳化剂以及分散剂,以均质机混合均质化,成为固含量约20wt%的消泡乳液。·实验步骤将配制好的起泡剂(Tween 80 0.1%),置入4个1升的玻璃容器中,预留8公分以上起泡高度,将盛装Tween 80水溶液的玻璃容器置于25℃恒温槽,于每个容器中各连接循环泵(Pump),起动循环泵,测定起泡8公分所需时间,分别滴入10滴已配制好的消泡乳液于不同玻璃容器中,测量消泡所需的时间以及消泡后泡高。
表一、比较反应前后二氧化硅的接触角项目 接触角Lsbel 20(反应前) 0°实施例一145°实施例二112°表二、比较反应前后二氧化硅FTIR吸收光谱波数(Cm-1) 官能基 反应前 反应后1260 Si-C 无 有2961 Si上有机烷基 无 有3500 -OH 有 无表三、比较反应前后二氧化硅消泡性能Tween 80加消 Tween 80加消泡乳液后项目 泡乳液前泡高消泡时间泡高Label 20 8cm 5分30秒6.5cm(反应前)实施例一 8cm 2分30秒1cm实施例二 8cm 2分30秒2.5cm用以限定本发明,任何熟悉本技艺者,在不脱离本发明的精神和范围内,可作一些变更和修饰,因此本发明的保护范围当以后附的权利要求书所限定的为准。
权利要求
1.一种疏水性二氧化硅的制造方法,包括在常温下,将反应物,亲水性二氧化硅固体粉末、硅油、分散剂、触媒及分子量调节剂加以混合,约5至20分钟;升温至60℃至80℃,持续混合,约30分钟至120分钟,反应形成疏水性二氧化硅;以溶剂萃洗并过滤上述疏水性二氧化硅;去除该溶剂及剩余的反应物。
2.按权利要求1所述的制造方法,其中,所述亲水性二氧化硅固体粉末的接触角小于70度。
3.按权利要求1所述的制造方法,其中,所述亲水性二氧化硅固体粉末的表面积为每克100至400平方米。
4.按权利要求1所述的制造方法,其中,所述分散剂是矿物油、八甲基四环硅氧烷或二甲苯。
5.如权利要求1所述的制造方法,其中,所述触媒是氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸铵或硫酸。
6.按权利要求1所述的制造方法,其中,所述分子量调节剂是六甲基二硅氧烷、五甲基甲氧硅烷或四甲基二硅氧烷。
7.按权利要求1所述的制造方法,其中,所述混合是以均质机完成。
8.按权利要求1所述的制造方法,其中,所述溶剂是二甲苯。
9.按权利要求1所述的制造方法,其中,所述去除溶剂及剩余反应物的方法,是在120℃烘箱,干燥6小时。
10.按权利要求1所述的制造方法,其中,所述亲水性二氧化硅为该硅油的2至3倍重。
11.按权利要求1所述的制造方法,其中,所述触媒用量为0.1至1重量百分比。
12.一种使用权利要求1所述制造方法而制得的疏水性二氧化硅、其疏水接触角为70至150度。
13.一种疏水性二氧化硅的制造方法,包括在常温下,将反应物,亲水性二氧化硅固体粉末、硅化合物单体、触媒及分子量调节剂加以混合,约5至20分钟;升温至反应物的沸点,继续混合,并回流10至30分钟,以反应形成疏水性二氧化硅;以溶剂萃洗并过滤上述疏水性二氧化硅;去除该溶剂及剩余的反应物。
14.按权利要求13所述的制造方法,其中,所述亲水性二氧化硅固体粉末,其接触角小于70度。
15.按权利要求13所述的制造方法,其中,所述亲水性二氧化硅固体粉末,其表面积为每克含100至400平方米。
16.按权利要求13所述的制造方法,其中,所述硅化合物单体是四甲基二甲氧硅烷。
17.按权利要求13所述的制造方法,其中,所述触媒是氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸铵或硫酸。
18.按权利要求13所述的制造方法,其中,所述分子量调节剂是六甲基二硅氧烷、五甲基甲氧硅烷或四甲基二硅氧烷。
19.按权利要求13所述的制造方法,其中,所述混合是以均质机完成。
20.按权利要求13所述的制造方法,其中,所述溶剂是二甲苯。
21.按权利要求13所述的制造方法,其中,所述去除溶剂及剩余反应物的方法,是在120℃煤箱,干燥6小时。
22.按权利要求13所述的制造方法,其中,所述触媒用量为0.1至1重量百分比。
23.一种使用权利要求13所述制造方法所制得的疏水性二氧化硅、其疏水接触角为70至150度。
D10、D50、D90的的粒径大小的参数,代表的含义是10%、50%、90%的颗粒尺寸在所测得的尺寸值。
D10:颗粒累积分布为10%的粒径,即小于此粒径的颗粒体积含量占全部颗粒的10%。
D50:颗粒累积分布为50%的粒径。也叫中位径或中值粒径,这是一个表示粒度大小的典型值,该值准确地将总体划分为二等份,也就是说有50%的颗粒超过此值,有50%的颗粒低于此值。如果一个样品的D50=5μm,说明在组成该样品的所有粒径的颗粒中,大于5μm的颗粒占50%,小于5μm的颗粒也占50%。
D90:颗粒累积分布为90%的粒径。即小于此粒径的颗粒体积含量占全部颗粒的90%。其他以此类推。
扩展资料激光粒度仪是根据颗粒能使激光产生散射这一物理现象测试粒度分布,当一束平行光遭遇到颗粒阻挡时,一部分广将发生散射,散射广的传播方向和主光束的传播方向性形成散射角;
它的大小和颗粒的大小有关,颗粒越大,产生的散射角越小,反之则越大;同时,散射光的强度代表该粒径颗粒的数量,所以,在不同的角度上测量散射光的强度,就可以得到样品的粒度分布
参考资料来源:百度百科-粒径分析仪