本發(fā)明涉及減水劑單體制備，特別是一種減水劑單體制備用催化設(shè)備以及使用方法。

背景技術(shù)：

1、減水劑單體一般為有機高分子化合物，因其單體分子中包含羥基（oh）結(jié)構(gòu)，也被稱為羥基單體。根據(jù)單體結(jié)構(gòu)的不同，減水劑單體可以分為陰離子、陽離子和非離子三種類型。其中，聚羧酸高性能減水劑是以聚羧酸鹽為主體的多種高分子有機化合物，經(jīng)接枝共聚生成的，具有極強的減水性能，是當(dāng)今世界上技術(shù)較高的綠色環(huán)保型混凝土外加劑。

2、在聚羧酸減水劑單體大規(guī)模催化制備過程中，在催化劑的作用下，反應(yīng)物分子之間的化學(xué)鍵斷裂并重新組合成新的化學(xué)鍵，因此會產(chǎn)生大量熱量。如果這些熱量不能得到有效控制，可能會導(dǎo)致反應(yīng)體系溫度過高，進而引發(fā)一系列副反應(yīng)，如丙烯酸的二聚反應(yīng)或生成聚乙二醇二丙烯酸酯的反應(yīng)，這些副反應(yīng)會嚴(yán)重影響最終產(chǎn)物的純度和質(zhì)量。因此，在聚羧酸減水劑單體催化制備過程中，通常采用滴加催化劑的方式生產(chǎn)。涉及到的現(xiàn)有技術(shù)如下；

3、1、公開號為cn203333550u的一種羧酸類減水劑生產(chǎn)設(shè)備，公開了丙烯酸儲罐、催化劑儲罐、軟化水儲罐、丙烯酸中轉(zhuǎn)罐、催化劑中轉(zhuǎn)罐、氧化劑滴加罐、丙烯酸滴加罐、催化劑滴加罐、攪拌罐、反應(yīng)釜、母液儲罐、成品儲罐、閥和輸送泵；其中，丙烯酸儲罐出發(fā)，經(jīng)由丙烯酸中轉(zhuǎn)罐，與來自軟化水儲罐的軟化水在攪拌罐中混合后進入丙烯酸滴加罐，由丙烯酸滴加罐滴加到反應(yīng)釜中參與減水劑的合成反應(yīng)；催化劑從催化劑儲罐出發(fā)，經(jīng)由催化劑中轉(zhuǎn)罐，與來自軟化水儲罐的軟化水在攪拌罐中混合后進入催化劑滴加罐，由催化劑滴加罐滴加到反應(yīng)釜中參與減水劑的合成反應(yīng)；

4、2、公開號為cn206868186u的一種催化劑添加裝置，公開了催化劑存儲罐，所述催化劑存儲罐的底部開設(shè)有催化劑出口，且所述催化劑出口上連接有第一催化劑管道；緩沖罐，所述緩沖罐與所述第一催化劑管道連通，所述緩沖罐上外接有第二催化劑管道，所述第二催化劑管道連接至反應(yīng)釜；玻璃視鏡，所述玻璃視鏡安裝于所述第一催化劑管道上；以及溢流平衡管，所述溢流平衡管一端與所述催化劑存儲罐相連，另一端與所述緩沖罐相連；

5、上述現(xiàn)有技術(shù)中，催化劑通過單一放入通道加入到反應(yīng)設(shè)備中，不便于調(diào)節(jié)催化劑的加入量以及加入速度，靈活性較差，并且在催化劑與反應(yīng)釜中的反應(yīng)物混合時，不具有溫度控制的功能，會導(dǎo)致催化劑與反應(yīng)物融合部位具有較高溫度，無法及時有效地控制該區(qū)域的溫度，不僅可能導(dǎo)致反應(yīng)體系局部溫度過高，還可能加速副反應(yīng)的發(fā)生，如丙烯酸的二聚或聚乙二醇二丙烯酸酯的生成，影響產(chǎn)品的純度和質(zhì)量，降低生產(chǎn)效率，導(dǎo)致生產(chǎn)成本增加，鑒于此，針對上述問題深入研究，遂有本案產(chǎn)生。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是為了解決上述問題，設(shè)計了一種減水劑單體制備用催化設(shè)備以及使用方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中催化劑通過單一放入通道加入到反應(yīng)設(shè)備中，不便于調(diào)節(jié)催化劑的加入量以及加入速度，靈活性較差，并且在催化劑與反應(yīng)釜中的反應(yīng)物混合時，不具有溫度控制的功能，會導(dǎo)致催化劑與反應(yīng)物融合部位具有較高溫度，無法及時有效地控制該區(qū)域的溫度，不僅可能導(dǎo)致反應(yīng)體系局部溫度過高，還可能加速副反應(yīng)的發(fā)生，如丙烯酸的二聚或聚乙二醇二丙烯酸酯的生成，影響產(chǎn)品的純度和質(zhì)量，降低生產(chǎn)效率，導(dǎo)致生產(chǎn)成本增加。

2、實現(xiàn)上述目的本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種減水劑單體制備用催化設(shè)備，包括釜體，所述釜體上通過法蘭連接有釜蓋；

3、所述釜體上安裝有溫控預(yù)混器，所述溫控預(yù)混器的數(shù)量為多個、且呈圓形陣列狀安裝于釜體上，所述釜蓋上安裝有驅(qū)動連接器，所述驅(qū)動連接器的數(shù)量為多個、且與溫控預(yù)混器一一對應(yīng)安裝，所述釜蓋上還安裝有攪拌器，所述攪拌器與驅(qū)動連接器相互連接；

4、所述溫控預(yù)混器包括催化滴加機以及水箱，所述水箱內(nèi)側(cè)壁面設(shè)置有隔溫棉，所述催化滴加機安裝于釜體側(cè)壁面上，所述催化滴加機包括催化劑出管，所述水箱安裝于釜體內(nèi)側(cè)壁面上，所述水箱上插裝有預(yù)混筒，所述預(yù)混筒的橫截面形狀為矩形結(jié)構(gòu)，所述預(yù)混筒內(nèi)側(cè)壁面上、且位于水箱內(nèi)部部位安裝有雙向閥，所述預(yù)混筒底部側(cè)壁面上插裝有底部通管，所述預(yù)混筒頂部側(cè)壁面上插裝有頂部通管，所述催化劑出管插裝于釜體以及預(yù)混筒側(cè)壁面上，且所述催化劑出管位于頂部通管上方部位，所述水箱上以及釜體上貫穿有進水管以及出水管；

5、所述驅(qū)動連接器包括抽動機以及滴加動力機，所述抽動機安裝于釜蓋上、且活動插裝于預(yù)混筒內(nèi)部，所述滴加動力機與抽動機相互連通，且所述滴加動力機安裝于催化滴加機上。

6、優(yōu)選的，所述雙向閥包括回型座，所述回型座安裝于預(yù)混筒內(nèi)側(cè)壁面上、且位于水箱內(nèi)部部位，所述回型座上壁面嵌裝有回型筒，所述回型筒上壁面活動插裝有升降環(huán)架，所述升降環(huán)架位于回型筒內(nèi)部一端安裝有調(diào)節(jié)塞圈，所述調(diào)節(jié)塞圈活動貼合于回型筒內(nèi)側(cè)壁面上，所述回型筒下端側(cè)壁面上插裝有抽吸管，所述抽吸管貫穿于預(yù)混筒側(cè)壁面上，所述抽吸管一端安裝有雙向水泵，所述升降環(huán)架位于回型筒外部一端安裝有多個啞鈴狀導(dǎo)桿，所述啞鈴狀導(dǎo)桿上活動套裝有第一封蓋，所述第一封蓋活動貼合于回型座上壁面上。

7、優(yōu)選的，所述抽動機包括支撐架，所述支撐架安裝于釜蓋上壁面上，所述支撐架上安裝有限位板，所述限位板上活動插裝有驅(qū)動連接器，所述驅(qū)動連接器上通過螺紋活動插裝有縱向螺桿，所述縱向螺桿活動貫穿于釜蓋以及支撐架，所述縱向螺桿一端安裝有移動塞組件，所述移動塞組件活動貼合于預(yù)混筒內(nèi)側(cè)壁面上，所述支撐架下壁面安裝有十字限位導(dǎo)桿，所述縱向螺桿活動套裝于十字限位導(dǎo)桿上。

8、優(yōu)選的，所述驅(qū)動連接器包括縱向限位段，所述縱向限位段活動插裝于限位板上，所述縱向限位段上端設(shè)置有圓柱齒輪段，所述圓柱齒輪段上端設(shè)置有傘齒輪段。

9、優(yōu)選的，所述移動塞組件包括多個柱形導(dǎo)桿，所述柱形導(dǎo)桿安裝于縱向螺桿一端，所述柱形導(dǎo)桿下端安裝有定型圈，所述定型圈外側(cè)壁面上套裝有抽吸塞圈，所述抽吸塞圈活動貼合于預(yù)混筒內(nèi)側(cè)壁面上，所述柱形導(dǎo)桿上活動套裝有第二封蓋，所述第二封蓋活動貼合于定型圈上壁面上。

10、優(yōu)選的，所述催化滴加機包括存儲箱，所述存儲箱上壁面插裝有供液口，所述存儲箱內(nèi)側(cè)壁面上安裝有隔板，所述隔板上開設(shè)有通液口，所述存儲箱側(cè)壁面上、且位于隔板下方部位活動插裝有橫向螺桿，所述橫向螺桿上通過螺紋套裝有擋塊，所述擋塊活動貼合于存儲箱內(nèi)側(cè)壁面以及隔板下壁面上，所述催化劑出管安裝于存儲箱下壁面、且位于擋塊一側(cè)。

11、優(yōu)選的，所述滴加動力機包括從動傘齒輪，所述從動傘齒輪嚙合于傘齒輪段，所述從動傘齒輪上插裝有轉(zhuǎn)軸，所述轉(zhuǎn)軸一端套裝有主動帶輪，所述橫向螺桿上套裝有從動帶輪，所述主動帶輪與從動帶輪上套裝有皮帶，所述支撐架下壁面安裝有支撐塊，所述轉(zhuǎn)軸活動插裝于支撐塊上。

12、優(yōu)選的，所述驅(qū)動連接器包括攪拌架，所述攪拌架活動插裝于釜蓋中心部位，所述攪拌架上套裝有主動齒輪，所述主動齒輪與圓柱齒輪段相互嚙合，所述攪拌架一端安裝有電機，所述電機與釜蓋之間安裝有穩(wěn)固架。

13、優(yōu)選的，所述釜體下壁面中心部位安裝有出料閥，所述釜蓋上插裝有加料管。

14、一種減水劑單體制備用催化設(shè)備的使用方法，包括以下操作步驟；

15、步驟1、通過加料管將聚羧酸減水劑單體原料混合添加入釜體中，水箱中充滿冷卻水；

16、步驟2、電機往復(fù)轉(zhuǎn)動，攪拌架對產(chǎn)物與催化劑進行混合，同時帶動驅(qū)動連接器轉(zhuǎn)動；

17、步驟3、隨著攪拌器的轉(zhuǎn)動，驅(qū)動連接器通過縱向限位段在限位板上轉(zhuǎn)動，進而帶動傘齒輪段轉(zhuǎn)動，傘齒輪段轉(zhuǎn)動時，與其嚙合的從動傘齒輪也隨之轉(zhuǎn)動，進而帶動轉(zhuǎn)軸在支撐塊上轉(zhuǎn)動，在主動帶輪、從動帶輪與皮帶的配合下，橫向螺桿轉(zhuǎn)動，擋塊在存儲箱內(nèi)側(cè)壁面以及隔板下壁面上移動，當(dāng)擋塊移動至通液口一側(cè)時，催化劑從通液口處進入存儲箱中隔板下方空間，再從催化劑出管處滴入預(yù)混筒中；

18、步驟4、抽動機的縱向螺桿在攪拌器正反轉(zhuǎn)交替工作下，通過螺紋配合和十字限位導(dǎo)桿的導(dǎo)向限位，帶動移動塞組件升降；

19、步驟5、當(dāng)移動塞組件下降時，釜體內(nèi)的原料經(jīng)過底部通管進入預(yù)混筒中，再經(jīng)過雙向閥進入雙向閥以上空間，與催化劑進行預(yù)混，水箱中的冷卻水對預(yù)混過程進行降溫；

20、步驟6、預(yù)混后的產(chǎn)物在攪拌器的繼續(xù)作用下，從頂部通管排出，混入釜體中；

21、步驟7、當(dāng)移動塞組件上升時，第二封蓋下降到貼合定型圈，對定型圈進行封閉，帶動預(yù)混筒中移動塞組件上方空間產(chǎn)物上升至從頂部通道排出預(yù)混筒，此時，雙向閥的升降環(huán)架在啞鈴狀導(dǎo)桿的導(dǎo)向下上升，使第一封蓋離開回型座，預(yù)混筒內(nèi)雙向閥以上空間中的聚羧酸減水劑單體經(jīng)過回型座部位從底部通管處流出；

22、步驟8、上述過程循環(huán)進行，直至聚羧酸減水劑單體催化完成；

23、步驟9、催化完成后，雙向水泵將水箱中的水抽入回型筒中，頂動調(diào)節(jié)塞圈上升，升降環(huán)架因此帶動啞鈴狀導(dǎo)桿上升，使第一封蓋離開回型座，預(yù)混筒內(nèi)雙向閥以上空間中的催化產(chǎn)物經(jīng)過回型座部位從底部通管處流出，催化產(chǎn)物從出料閥排出。

24、利用本發(fā)明的技術(shù)方案制作的減水劑單體制備用催化設(shè)備以及使用方法，通過多個溫控預(yù)混器以圓形陣列的方式安裝，使催化劑能夠均勻且高效地滴加到反應(yīng)釜內(nèi)部，與原料進行預(yù)混合，顯著提高了混合效率和均勻性，溫控預(yù)混器不僅實現(xiàn)了催化劑的均勻滴加，還具備溫度控制功能，能夠有效防止因催化劑與原料反應(yīng)導(dǎo)致的局部溫度過高，從而避免了產(chǎn)物純度下降或副反應(yīng)的發(fā)生，保證了產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本，通過調(diào)節(jié)攪拌器的轉(zhuǎn)動速度，可以靈活調(diào)節(jié)催化劑的滴加速度和加入量，使得催化過程更加可控，增強了設(shè)備的靈活性和適應(yīng)性。