一种纳米材料改性分散设备

技术领域

本发明涉及纳米材料领域，尤其涉及一种纳米材料改性分散设备。

背景技术

纳米材料因其粒径小，其表面原子占比高，使得纳米材料本身具有很高的表面能，容易发生相互作用，导致纳米粒子团聚形成尺寸较大的团聚体，从而阻碍纳米材料的应用等。

为了保护纳米材料，提高纳米材料的分散性，因此需要对纳米材料进行改性处理。表面化学改性是通过采用表面添加剂的方法，使粒子表面发生化学反应，从而改变粒子表面状态，提高粒子表面活性，表面化学改性是纳米粒子分散、复合的重要手段。

在对纳米材料采用表面化学改性的方法时，首先将纳米颗粒与水配制成纳米材料悬浮液，再将表面添加剂加入到悬浮液中，进行高速搅拌，但是现有技术在对纳米悬浮液加入表面添加剂采用是一次性加入全部的表面添加剂的方法，容易产生搅拌不均匀的现象，则粒子之间化学反应也不均匀，因而需要提高搅拌时间来提高搅拌效果，降低了改性分散的效率。

发明内容

本发明为了克服在对纳米材料进行改性的过程中一次性在悬浮液加入全部的表面添加剂容易导致搅拌不均匀的缺点，本发明提供一种能够在一边搅拌一边加入表面添加剂的方法来提高搅拌效率的纳米材料改性分散设备。

为了解决上述提出的技术问题，本发明提供了这样一种纳米材料改性分散设备，包括底座、搅拌桶和搅拌机构，所述搅拌桶包括桶体和封盖，所述搅拌机构包括第一电机、搅拌杆和搅拌叶片，底座上连接有能在底座上滑动的桶体，桶体上方连接有封盖，封盖上连接有第一电机，封盖下方转动式且上下滑动式连接有搅拌杆，搅拌杆的上部穿过封盖与第一电机的输出轴通过联轴器连接，搅拌杆的下部固接有搅拌叶片，还包括移动机构和间歇下料机构，封盖上连接有用于上下移动所述搅拌机构的移动机构，桶体内连接有用于能够在搅拌过程中间歇加入搅拌材料的间歇下料机构。

优选地，所述移动机构包括第一支撑架、第二电机、转动杆和滑动架，封盖上固接有第一支撑架，第一支撑架上连接有第二电机，第二电机的输出轴上通过联轴器连接有转动杆，第一电机后侧固接有滑动架，转动杆的端部滑动式连接在滑动架上。

优选地，所述间歇下料机构包括放料框、铰接杆、挡板、扭簧、推块和推杆，封盖上左右两侧固接有两个放料框，放料框的下部穿过封盖，放料框底部均转动式连接有铰接杆，铰接杆上均固接有挡板，铰接杆的两端均套设有扭簧，扭簧的一端与铰接杆固接，扭簧的另一端与放料框固接，铰接杆上均固接有推块，搅拌杆上固接有两个推杆，推杆在一定位置与推块接触。

优选地，还包括翻动机构，所述翻动机构包括限位件、连接杆和翻动叶片，封盖底部固接有限位件，搅拌杆穿过限位件，限位件为上小下大空心圆台状，限位件下方的搅拌杆上固接有连接杆，连接杆的两端均转动式连接有翻动叶片，翻动叶片的上部斜向设置，翻动叶片在一定位置与限位件接触。

优选地，还包括卸料机构，所述卸料机构包括第二支撑架、丝杆和把手，桶体周围的底座上固接有第二支撑架，第二支撑架与底座之间转动式连接有丝杆，丝杆与封盖之间螺纹式连接，丝杆的顶部固接有把手。

优选地，还包括固定机构，所述固定机构包括第一连接块、第二连接块、卡块、支撑杆和弹性件，桶体右侧下方固接有第一连接块，右侧的第二支撑架上固接有两个第二连接块，第二连接块的底部还均与底座固接，桶体在一定位置使第一连接块插接在两个第二连接块之间，第一连接块和第二连接块上均开设有卡口，底座上还固接有支撑杆，支撑杆上滑动式连接有卡块，卡块上套设有弹性件，弹性件的一端与支撑杆固接，弹性件的另一端与卡块固接，卡块在一定位置穿过第一连接块和第二连接块上的卡口。

优选地，所述封盖上设有能够密封封盖与桶体21连接处的密封装置。

优选地，所述底座两边设有辅助桶体移出的移动装置。

本发明达到的有益效果：

1、间歇下料机构能够在搅拌机构进行搅拌的同时间歇下料，避免一次性加入表面添加剂使刚开始的搅拌不够均匀而导致反应速率降低的情况发生，从而达到提高所述设备的改性分散效果。

2、搅拌机构通过搅拌能够加快表面添加剂与纳米粒子悬浮液之间的化学反应速率，移动机构带动搅拌机构上下移动，使搅拌机构在实现横向搅拌的同时也能够实现竖向搅拌，加强搅拌效果，搅拌机构、移动机构和间歇下料机构相互配合作用。

3、翻动机构的设置通过增加搅拌方向的范围，并配合移动机构增加所述设备的搅拌效果，提高反应速率，进一步提高所述设备的改性分散效果。

4、卸料机构的设置能够方便移开所述设备的其他机构从而便于所述设备收集已完成改性的纳米粒子混合溶液并对其使用。

5、固定机构的设置通过固定桶体，来减少所述设备搅拌使产生的震动，从而提高所述设备的稳定性。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图。

图2为本发明搅拌桶和搅拌机构的立体结构示意图。

图3为本发明搅拌机构和桶体的局部剖视立体结构示意图。

图4为本发明移动机构的立体结构示意图。

图5为本发明间歇下料机构和搅拌杆的立体结构示意图。

图6为本发明间歇下料机构的立体结构示意图。

图7为本发明翻动机构的第一种立体结构示意图。

图8为本发明翻动机构的第二种立体结构示意图。

图9为本发明卸料机构的立体结构示意图。

图10为本发明固定机构的第一种立体结构示意图。

图11为本发明固定机构的第二种立体结构示意图。

附图中的标记为：1-底座，2-搅拌桶，21-桶体，22-封盖，3-搅拌机构，31-第一电机，32-搅拌杆，33-搅拌叶片，4-移动机构，41-第一支撑架，42-第二电机，43-转动杆，44-滑动架，5-间歇下料机构，51-放料框，52-铰接杆，53-挡板，54-扭簧，55-推块，56-推杆，6-翻动机构，61-限位件，62-连接杆，63-翻动叶片，7-卸料机构，71-第二支撑架，72-丝杆，73-把手，8-固定机构，81-第一连接块，82-第二连接块，83-卡块，84-支撑杆，85-弹性件。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

实施例1

一种纳米材料改性分散设备，如图1-图6所示，包括底座1、搅拌桶2和搅拌机构3，所述搅拌桶2包括桶体21和封盖22，所述搅拌机构3包括第一电机31、搅拌杆32和搅拌叶片33，底座1上连接有能在底座1上滑动的桶体21，桶体21上方连接有封盖22，封盖22上螺栓连接有第一电机31，封盖22下方转动式且上下滑动式连接有搅拌杆32，搅拌杆32的上部穿过封盖22与第一电机31的输出轴通过联轴器连接，搅拌杆32的下部焊接有搅拌叶片33，还包括移动机构4和间歇下料机构5，封盖22上连接有用于上下移动所述搅拌机构3的移动机构4，桶体21内连接有用于能够在搅拌过程中间歇加入搅拌材料的间歇下料机构5。

如图1和图4所示，所述移动机构4包括第一支撑架41、第二电机42、转动杆43和滑动架44，封盖22上焊接有第一支撑架41，第一支撑架41上螺栓连接有第二电机42，第二电机42的输出轴上通过联轴器连接有转动杆43，第一电机31后侧焊接有滑动架44，转动杆43的端部滑动式连接在滑动架44上。

如图1、图5和图6所示，所述间歇下料机构5包括放料框51、铰接杆52、挡板53、扭簧54、推块55和推杆56，封盖22上左右两侧焊接有两个放料框51，放料框51的下部穿过封盖22，放料框51底部均转动式连接有铰接杆52，铰接杆52上均焊接有挡板53，铰接杆52的两端均套设有扭簧54，扭簧54的一端与铰接杆52焊接，扭簧54的另一端与放料框51焊接，铰接杆52上均焊接有推块55，搅拌杆32上焊接有两个推杆56，推杆56在一定位置与推块55接触。

向上移动封盖22，在桶体21内加入已经混合完毕的纳米粒子悬浮液，再将封盖22盖在桶体21上，与桶体21形成封闭空间，启动第一电机31，第一电机31的输出轴使搅拌杆32和搅拌叶片33高速转动，对悬浮液搅拌，再往两侧的放料框51内加入表面添加剂，此时，表面添加剂被挡板53挡住，不能够落入到悬浮液中，启动第二电机42，第二电机42带动转动杆43转动，转动杆43的端部在滑动架44上滑动，而转动杆43将通过滑动架44的连接能够使得第一电机31上下移动，当第一电机31使搅拌杆32向上移动时，搅拌杆32带动推杆56转动的同时也向上移动，高速转动的推杆56即能够与推块55接触，当推杆56接触到推块55后，推杆56的继续上移带动推块55使挡板53向下转动，此时扭簧54被挤压，而放料框51内的表面添加剂也能够被加入到悬浮液中，与悬浮液发生化学反应；而当移动机构4使搅拌杆32下移时，搅拌杆32带动推杆56离开推块55，在扭簧54的复位作用下，挡板53重回放料框51底部，停止表面添加剂的加入，直到搅拌杆32再被上移。搅拌机构3、移动机构4和间歇下料机构5相互配合作用，搅拌机构3通过搅拌能够加快表面添加剂与纳米粒子悬浮液之间的化学反应速率，移动机构4带动搅拌机构3上下移动，使搅拌机构3在实现横向搅拌的同时也能够实现竖向搅拌，加强搅拌效果，而间歇下料机构5能够在搅拌机构3进行搅拌的同时间歇下料，避免一次性加入表面添加剂使刚开始的搅拌不够均匀而导致反应速率降低的情况发生，从而达到提高所述设备的改性分散效果。

如图2所示，所述封盖22上设有能够密封封盖22与桶体21连接处的密封装置，在本实施例中所述密封装置取用为橡胶圈，橡胶圈使封盖22与桶体21形成密封空间，此时使用所述设备进行搅拌，桶体21内的混合液将不会从封盖22与桶体21的连接处溢出，减少纳米材料的浪费，从而提高所述设备的实用性。

如图2所示，所述底座1两边设有辅助桶体21移出的移动装置，在本实施例中所述移动装置为滚轮，当桶体21在底座1滑动推出时，滚轮将减少底座1与桶体21之间的摩擦力，从而便于所桶体21的移动，为所述设备的使用提供便利。

实施例2

在实施例1的基础之上，如图7和图8所示，还包括翻动机构6，所述翻动机构6包括限位件61、连接杆62和翻动叶片63，封盖22底部焊接有限位件61，搅拌杆32穿过限位件61，限位件61为上小下大空心圆台状，限位件61下方的搅拌杆32上焊接有连接杆62，连接杆62的两端均转动式连接有翻动叶片63，翻动叶片63的上部斜向设置，翻动叶片63在一定位置与限位件61接触。

当搅拌杆32被移动机构4带动向上移动时，搅拌杆32也带动翻动叶片63高速转动且向上移动，当翻动叶片63接触到限位件61之后，限位件61内部的斜面将挤压翻动叶片63顶部的斜面，从而使翻动叶片63绕连接杆62向上转动，而搅拌杆32下移时，翻动叶片63在重力作用下复位转回，从而实现对悬浮液的纵向搅拌。翻动机构6的设置通过增加搅拌方向的范围，并配合移动机构4增加所述设备的搅拌效果，提高反应速率，进一步提高所述设备的改性分散效果。

如图1和图9所示，还包括卸料机构7，所述卸料机构7包括第二支撑架71、丝杆72和把手73，桶体21周围的底座1上焊接有第二支撑架71，第二支撑架71与底座1之间转动式连接有丝杆72，丝杆72与封盖22之间螺纹式连接，丝杆72的顶部焊接有把手73。

当使用所述设备时，将桶体21移动到封盖22下方，通过把手73转动丝杆72带动封盖22盖在桶体21上，封盖22带动搅拌机构3、移动机构4和间歇下料机构5进入桶体21内部对纳米粒子悬浮液和表面添加剂搅拌；当完成搅拌反应，即完成纳米粒子表面化学改性后，再转动丝杆72，丝杆72使封盖22向上移动，封盖22带动搅拌机构3、移动机构4和间歇下料机构5离开桶体21，此时向外移动桶体21，即可收集已被改性处理后的纳米粒子混合液，再对混合液处理即可收集到已完成改性的纳米粒子，并进行应用。卸料机构7的设置能够方便移开所述设备的其他机构从而便于所述设备收集已完成改性的纳米粒子混合溶液并对其使用。

如图1、图10和图11所示，还包括固定机构8，所述固定机构8包括第一连接块81、第二连接块82、卡块83、支撑杆84和弹性件85，桶体21右侧下方焊接有第一连接块81，右侧的第二支撑架71上焊接有两个第二连接块82，第二连接块82的底部还均与底座1焊接，桶体21在一定位置使第一连接块81插接在两个第二连接块82之间，第一连接块81和第二连接块82上均开设有卡口，底座1上还固接有支撑杆84，支撑杆84上滑动式连接有卡块83，卡块83上套设有弹性件85，弹性件85的一端与支撑杆84焊接，弹性件85的另一端与卡块83焊接，卡块83在一定位置穿过第一连接块81和第二连接块82上的卡口。

在使用卸料机构7之前，当将桶体21移动到封盖22下方后，向外拉动卡块83，弹性件85被挤压，此时使第一连接块81插入到两个第二连接块82之间，松开对卡块83的控制，在弹性件85的复位作用下，卡块83卡接入第一连接块81和第二连接块82的卡口内，从而实现对桶体21的固定；当要将桶体21取下时，向外拉动卡块83即能够松开对桶体21的固定。固定机构8的设置通过固定桶体21，来减少所述设备搅拌使产生的震动，从而提高所述设备的稳定性。

以上所述实施例仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于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、改进及替代，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。