一种采用旋转液膜反应器制备层状水滑石PVC热稳定剂的方法

摘要

本发明属于无机功能材料制备技术领域的一种旋转液膜反应器并将其用于层状水滑石PVC热稳定剂的制备。本发明从共沉淀法的基本工艺出发，利用晶体化学的原理，通过对流体力学进行计算和分析，设计了一种旋转液膜反应器，使两种流体在限域空间内以湍流形式流动，保证了过饱和度的均一性，提高了体系的成核速率，降低了结晶生长速率，得到粒径较小、粒径分布较窄的层状水滑石PVC热稳定剂产品，产品粒径可以在10～150nm范围内进行控制，其粒度分布范围可以缩小到20nm～50nm。

主权项

一种层状水滑石PVC热稳定剂的制备方法，其特征在于，其具体制备步骤为：A.将可溶性二价金属盐和可溶性三价金属盐按摩尔比为M2+/M3+＝2～4溶于去离子水中配成混合盐溶液，其中[M2+]＝0.1～2.0mol/L；按n(NaOH)/[n(M2+)+n(M3+)]＝1.8～2.5和n(Na2CO3)/n(M2+)＝1.5～2.5的摩尔比例，将NaOH和Na2CO3溶于去离子水中配成相同体积的混合碱溶液；B.将步骤A中的混合盐溶液和混合碱溶液分别通过旋转液膜反应器上方的两个加料口以相同流量0.1～10kg/min同时加入旋转液膜反应器中，控制转子的转速为2000～8000转/分，狭缝宽度为10～30μm，形成的沉淀浆液通过定子底部的出料口流出反应器，其pH值为9～11；C.将流出反应器的浆液收集到晶化釜中于80～200℃晶化1～10h，经洗涤、干燥得到层状水滑石PVC热稳定剂；所述的二价金属盐为镁盐或者Mg2+/Zn2+摩尔比为7∶1～1∶1的镁盐与锌盐的混合物；可溶性三价金属盐为铝盐；镁盐、锌盐和铝盐中相应的酸根为Cl‑、NO3‑、Br‑或SO42‑；M2+代表二价金属阳离子Mg2+和/或Zn2+；M3+代表三价金属阳离子Al3+；所述的旋转液膜反应器是由一封闭的机壳作为定子，定子上端封闭；定子内有一可旋转的锥形转子，转子下面连接电机；转子由上部椎体、中部椎体和底部圆柱体三部分组成，这三部分由三个单独部件组合而成或者整体加工而成；上部椎体的锥角为40～60度，高度为5～8cm，其顶面与定子上壳距离为1～3cm，其底面与中部锥体相连接；中部椎体的锥角为50～85度且中部锥体的锥角大于上部锥体的锥角，高度为8～12cm，其顶面与上部锥体相接，且连接处的截面积相同，其底面与底部圆柱体相连接；底部圆柱体截面与中部锥体的底面大小相同，高度为2～5cm；在转子的上部锥体和定子之间对称地排列两个进料口，进料口低于转子上部锥体的上边缘；定子中部斜边的角度与转子中部锥体的锥角相同，定子下端设有一个出料口和一个狭缝调节螺栓；所述锥角为纵向截面上斜边与底边的夹角；其中，定子斜边的内壁上有3～5层方向不同、倾斜或螺旋分布的凹槽，每层凹槽间夹角为30～150度；转子中部锥体表面有呈20～160度交叉分布的凹槽；定子内表面与转子外表面之间留有一个10～30μm的缝隙，缝隙尺寸通过狭缝调节螺栓调节转子与定子相对位置来控制；定子内壁与转子表面的凹槽的深度为0.1～0.3mm、宽为0.2～0.5mm的矩形，槽间距与槽宽的比为(1～3)∶1。