一种制备微胶囊的流水生产线

摘要

本发明公开了一种制备微胶囊的流水生产线，包括分散区、固化区、过滤区、储液区。微胶囊乳液由胶囊芯材、表面活性剂、紫外光可固化材料、光引发剂、消泡剂组成，还可以包括热引发剂。在分散区将微胶囊乳液分散好，通过输送设备将液体输送至固化区，经紫外光固化后得到微胶囊的悬浮分散液，经过过滤后得到包覆有芯材的微胶囊，滤液通过输送设备可输送至固化区进行再次固化以提高原料的使用率。使用本发明设计的微胶囊流水生产线能实现大规模、连续、高效的制备微胶囊，具有非常大的现实意义。

说明书

技术领域

本发明涉及一种微胶囊的生产线，特别是一种利用紫外光进行固化来制备微胶囊的流水生产线。

背景技术

微胶囊是通过成膜物质将囊内空间与囊外空间隔离开来以形成特定几何结构的材料。微胶囊技术在现代科技和日常生活中有着非常重要的应用，如相变材料、染料、香料、药物、纳米微粒、气体、活细胞等都可被包覆形成具有多种不同功能的微胶囊。

制备微胶囊的方法很多，如聚合法、溶胶凝胶法、喷雾干燥法、喷雾冷冻法、水相分离法等。聚合法主要包括热引发的聚合和光引发的聚合，其中光引发聚合制备微胶囊的方法具有快速、高效的特点。专利CN101628218A公开了一种紫外光引发聚合快速制备相变储能微胶囊的方法，日本专利JP2214538A报道了用紫外光引发聚合来制备微胶囊的方法，但紫外光具有容易被玻璃等透明容器吸收的缺点，所以要像热聚合那样用一般的反应釜来制备是不可行的，必须使用如专利CN101628218A中提到的石英器皿才可以，而石英器皿造价高昂并且容易造成损坏，大规模使用成本太高。并且，现有文献资料还未报道过使用紫外光固化技术来大规模、连续、高效制备微胶囊的生产线(技术)，而设计开发出这样的流水生产线(技术)对于微胶囊制备来说也非常的迫切，并具有非常大的现实意义。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种制备微胶囊的流水生产线。使用本专利提供的方法可以大规模、连续、高效的制备各种用途的微胶囊。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明涉及一种制备微胶囊的流水生产线，其特征在于包括：分散区、固化区、过滤区、储液区。

所述的分散区由储槽、分散设备和输送设备组成，主要用于微胶囊乳液的分散及输送，乳液流量用输送设备进行控制。

所述的微胶囊乳液包括如下成分：胶囊芯材、表面活性剂、紫外光可固化材料、光引发剂、消泡剂；还可以包括热引发剂。

所述的固化区由紫外光源、固化渠组成，用于固化微胶囊乳液，进入固化区的液层厚度通过输送设备流量控制。

优选的，所述的紫外光源包含有隔热、阻隔小分子挥发物的石英玻璃，反光罩，冷却、排风系统；光源与乳液液面的距离可以根据需要进行调节。

优选的，所述的固化渠的侧壁和底面带有反光作用，并且侧壁和底面可以是平面的也可以是具有一定弧度的抛物面，可以将照射到侧壁和底部的UV光线反射回来。

进一步优选的，固化渠内还设有紊流柱，使得乳液中的颗粒在流动过程中可以自由翻滚，有助于更加充分固化。

进一步优选的，所述的固化渠前端底面设有紫外光源，用石英玻璃嵌在固化渠的底面将乳液与光源隔开。

所述的过滤区由可拆卸的过滤系统构成，用于过滤已经固化成型的微胶囊。

优选的，所述的过滤系统由至少一个过滤单元和液体通道组成，在加压过滤的情况下，当单个过滤单元的过滤压力达到一定值时关闭其对应的液体通道，将过滤单元拆下取出过滤得到的微胶囊。

所述的储液区包括储槽和输送设备，用于储存经过过滤的乳液，并可通过输送设备输送至固化区进行再次固化。

本发明具有如下创新之处：

1、本发明设计的流水生产线中用到的反光材料和紊流柱能很好的提高微胶囊的固化效率；

2、使用并联的方式安装过滤单元，可以实现不间断的过滤操作；

3、本发明所设计的是真正能实现利用紫外光固化技术来大规模、连续、高效生产微胶囊的流水生产线。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

实施例1

在储槽中加入200份水，10份十八烷，8份甲基丙烯酸甲酯，0.4份1173(2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮)，1.2份OP-10，0.05份BYK-028；700rpm搅拌分散30min，再3000rpm高速分散15min，将分散得到的乳液用泵输送至固化区，固化渠宽度为1.2m，长度为1.5m，高度为0.1m，侧壁和底面装有镀铝反光膜，通过控制泵的输送流量来控制乳液在固化渠的流动线速度为5m/min，液层厚度为1.5cm，紫外光源由3盏高压汞灯平行排列组成，安装冷却、排风系统，光源与乳液液面距离为18cm，反光罩覆盖整个固化渠；流经固化区的乳液经固化后进入过滤区，过滤区由2个并联的过滤单元和对应的液体通道组成；经过过滤区的滤液流入储液区的储槽。等全部过滤完毕取下过滤单元收集微胶囊，干燥后测收率为78％。

实施例2

在储槽中加入200份水，12份相变石蜡，2份甲基丙烯酸甲酯，6份二缩三丙二醇二丙烯酸酯，2份季戊四醇三丙烯酸酯，0.4份1173，0.1份过氧化二苯甲酰，0.2份OP-10，1.3份十二烷基磺酸钠，0.06份BYK-028；600rpm搅拌分散35min，再3000rpm高速分散15min，将分散得到的乳液用泵输送至固化区，固化渠宽度为1.2m，长度为3m，高度为0.3m，固化渠前端底面1.5m长度均匀间隔安装3盏高压汞灯(平行排列，安装冷却系统)，石英玻璃嵌在固化渠的底面将乳液与高压汞灯隔开，侧壁和底面余下的1.5m长度安装有镀银反光膜，通过控制泵的输送流量来控制乳液在固化渠的流动线速度为10m/min，液层厚度为20cm，紫外光源由6盏高压汞灯平行排列组成，加装石英隔热片，安装冷却、排风系统，光源与乳液液面距离为15cm；流经固化区的乳液经固化后进入过滤区，过滤区由5个并联的过滤单元和对应的液体通道组成；经过过滤区的滤液流入储液区的储槽，再将滤液通过泵输送至固化区再次固化，等第二次过滤完毕取下过滤单元收集微胶囊，如此循环固化、过滤4遍，干燥后测收率为95％。

实施例3

在储槽中加入200份水，10份染料，2份甲基丙烯酸丁酯，5份二缩三丙二醇二丙烯酸酯，2份丙烯酸丁酯，1份3官能聚氨酯改性丙烯酸酯，0.3份1173，0.2份184(1-羟基-环己基苯甲酮)，，0.4份吐温20，1份十二烷基磺酸钠，0.15份BYK-044；600rpm搅拌分散35min，再3000rpm高速分散15min，将分散得到的乳液用泵输送至固化区，固化渠宽度为1m，长度为2.5m，高度为0.12m，固化渠侧壁和底面装有镀银反光膜，进入固化渠0.5m、1.5m处各装1排紊流柱，第一排均匀安装3根截面宽度为3cm的紊流柱，第二排均匀安装4根截面宽度为3cm的紊流柱，通过控制泵的输送流量来控制乳液在固化渠的流动线速度为20m/min，液层厚度为5cm，紫外光源由4盏无极灯平行排列组成，加装石英隔热片，安装排风系统，光源与乳液液面距离为10cm流经固化区的乳液经固化后进入过滤区，过滤区由6个并联的过滤单元和对应的液体通道组成；经过过滤区的滤液流入储液区的储槽。等全部过滤完毕取下过滤单元收集微胶囊，干燥后测收率为85％。

实施例4

在储槽中加入200份水，10份染料，4份甲基丙烯酸丁酯，3份二缩三丙二醇二丙烯酸酯，2份1，6-己二醇二丙烯酸酯，1份3官能聚氨酯改性丙烯酸酯，0.3份1173，0.2份184，，0.4份吐温20，1份十二烷基磺酸钠，0.15份BYK-044；600rpm搅拌分散35min，再3000rpm高速分散15min，将分散得到的乳液用泵输送至固化区，固化渠宽度为1.2m，长度为5m，高度为0.2m，固化渠侧壁和底面装有镀铝反光膜，进入固化渠0.5m、2.5m处各装1排紊流柱，第一排均匀安装4根截面宽度为3cm的紊流柱，第二排均匀安装5根截面宽度为3cm的紊流柱，通过控制泵的输送流量来控制乳液在固化渠的流动线速度为25m/min，液层厚度为8cm，紫外光源由4盏无极灯和2盏高压汞灯平行排列组成，加装石英隔热片，安装冷却、排风系统，光源与乳液液面距离为15cm；流经固化区的乳液经固化后进入过滤区，过滤区由10个并联的过滤单元和对应的液体通道组成；经过过滤区的滤液流入储液区的储槽，再将滤液通过泵输送至固化区再次固化，等第二次过滤完毕取下过滤单元收集微胶囊，干燥后测收率为95％。

实施例5

在储槽中加入200份水，10份十八烷，6份甲基丙烯酸甲酯，3份甲基丙烯酸丁酯，0.4份1173，1.2份OP-10，0.05份BYK-028；700rpm搅拌分散30min，再3000rpm高速分散15min，将分散得到的乳液用泵输送至固化区，固化渠截面呈U型，渠宽为1.2m，截面渠弧长为1.4m，渠长为1.8m，侧壁和底面装有镀铝反光膜，通过控制泵的输送流量来控制乳液在固化渠的流动线速度为5m/min，液层到渠底距离为6.5cm，紫外光源由4盏高压汞灯平行排列组成，安装冷却、排风系统，光源与乳液液面距离为18cm，每盏汞灯罩一个反光罩，反光罩均匀间隔0.2m；流经固化区的乳液经固化后进入过滤区，过滤区由2个并联的过滤单元和对应的液体通道组成；经过过滤区的滤液流入储液区的储槽。等全部过滤完毕取下过滤单元收集微胶囊，干燥后测收率为79％。

实施例6

在储槽中加入200份水，10份十八烷，6份甲基丙烯酸甲酯，3份甲基丙烯酸丁酯，0.4份1173，1.2份OP-10，0.05份BYK-028；700rpm搅拌分散30min，再3000rpm高速分散15min，将分散得到的乳液用泵输送至固化区，固化渠截面呈U型，渠宽为2m，截面渠弧长为3m，渠长为1.8m，侧壁和底面装有镀铝反光膜，通过控制泵的输送流量来控制乳液在固化渠的流动线速度为5m/min，液层到渠底距离为6.5cm，紫外光源由4盏高压汞灯平行排列组成，安装冷却、排风系统，光源与乳液液面距离为50cm，每盏汞灯罩一个反光罩，反光罩均匀间隔0.2m；流经固化区的乳液经固化后进入过滤区，过滤区由2个并联的过滤单元和对应的液体通道组成；经过过滤区的滤液流入储液区的储槽。等全部过滤完毕取下过滤单元收集微胶囊，干燥后测收率为75％。

实施例7

在储槽中加入200份水，12份相变石蜡，2份甲基丙烯酸甲酯，6份二缩三丙二醇二丙烯酸酯，2份季戊四醇三丙烯酸酯，0.2份1173，0.2份TPO，0.1份过氧化二苯甲酰，0.2份OP-10，1.3份十二烷基磺酸钠，0.06份BYK-028；600rpm搅拌分散35min，再3000rpm高速分散15min，将分散得到的乳液用泵输送至固化区，固化渠宽度为1.2m，长度为2.8m，高度为0.3m，固化渠底面2.8m长度均匀间隔安装3组LED固化灯(平行排列)，石英玻璃嵌在固化渠的底面将乳液与LED灯隔开，侧壁安装有镀银反光膜，通过控制泵的输送流量来控制乳液在固化渠的流动线速度为10m/min，液层厚度为20cm，紫外光源由6盏高压汞灯平行排列组成，加装石英隔热片，安装冷却、排风系统，光源与乳液液面距离为15cm；流经固化区的乳液经固化后进入过滤区，过滤区由5个并联的过滤单元和对应的液体通道组成；经过过滤区的滤液流入储液区的储槽，再将滤液通过泵输送至固化区再次固化，等第二次过滤完毕取下过滤单元收集微胶囊，干燥后测收率为90％。