[發明專利]一種熱塑性聚氨酯彈性體生產工藝

有效

• 申請號: 200710015771.8
• 申請日: 2007-05-24
• 公開（公告）號: CN101050262A
• 公開（公告）日: 2007-10-10
• 發明（設計）人: 王仁鴻;傅桂華;張生;楊永清;劉學棟;趙瑋;王東青;王淑靜
• 申請（專利權）人: 煙臺萬華新材料科技有限公司
• 主分類號: C08G18/08
• 分類號: C08G18/08;C08G18/42;C08G18/48;C08G18/72;C08G101/00
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技術領域

本發明涉及一種熱塑性聚氨酯彈性體生產工藝，屬于聚合物制備技術領域。

背景技術

對于熱塑性聚氨酯彈性體(TPU)的生產來說，由于聚合物本身的特殊性，同一牌號的產品盡管工藝參數設置，配方等盡可能控制相同，但不同批次的產品之間相關物性參數會有一定的差異(盡管都被認為是合格品)，即所謂的質量波動。這種質量波動會給下游客戶的使用帶來不利影響。例如對于TPU來說，下游客戶主要是抽絲，拉膜，注塑，由于質量波動造成下游客戶的生產不穩定，拉膜不均勻，有厚有薄，抽絲易斷，注塑物件強度不穩定等。

當然，影響產品質量的因素很多，如原料產地，生產過程中壓力、溫度、催化劑活性的變化等，這些因素都會導致不同批次產品之間的質量波動，這里所指的波動一般為物性參數，如分子量，密度，熔融指數，含水量等。

傳統的熱塑性聚氨酯彈性體TPU生產工藝過程如下：

將二異氰酸酯，大分子二元醇，擴鏈劑及各種助劑或全部加入擠出機進行反應連續生產或是采用分步加入間歇生產，然后由擠出機擠出造粒，顆粒經過熟化、干燥后直接進行包裝。這種過程生產出來的產品不同批次之間的物性參數會差異較大，從而不利于下游客戶的再加工。

近幾年，隨著中國整體工業水平的提高，各種混合效率高，能耗低的均化料倉不斷的涌現出來。中國專利200520041945.4公開了一種均化料倉，該均化料倉包括上部筒體、三腔摻混管、下部錐體以及與下部錐體通過中心管相連的摻混室，還包括與所述的下部錐體相連的、至少一個以上的脫氣管。該均化料倉具有以下優點：能夠提高一次摻混后的摻混率；提高一次摻混率合格前提下的輸送量；脫除半成品和成品中殘留的少量反應釜或聚合塔中未反應完全的廢氣單體或揮發性氣體，提高半成品和成品的質量；脫除半成品和成品中殘留的少量水分，使半成品和成品進一步干燥；對于高于室溫的半成品和成品，可以降溫冷卻。

中國專利97109113.7公開了一種組合混合式粉狀物料均化系統，該系統是由2-5級并行均化裝置以串行方式構成，各并行均化裝置含3-15個料倉，每級料倉下部有卸料裝置和輸料裝置。該組合系統的優點是投資省，能耗低，操作簡單，易于維護，均化效果好，適合于粉狀物料的均化。

對于TPU顆粒的生產，目前，還沒有生產廠家將均化料倉這種設備用于TPU的生產過程。

均化料倉與早期采用的外循環摻混技術相比，早期采用的外循環摻混技術存在以下不足：(1)投資大，能耗高，外循環增加了動力設備和能源消耗，增加了生產成本；(2)產品質量差，物料經過多次循環，磨損較嚴重，影響產品質量；(3)安全性差，由于長時間的循環，物料會產生大量靜電和粉塵，造成環境污染，危害人體健康。

發明內容

本發明的目的在于提供一種消除目前熱塑性聚氨酯彈性體TPU生產中不同批次產品之間的質量波動，滿足下游客戶對TPU質量穩定性的要求的熱塑性聚氨酯彈性體生產工藝。

一種熱塑性聚氨酯彈性體生產工藝，其特殊之處在于在熱塑性聚氨酯彈性體TPU生產工藝中干燥、熟化系統后增加均化料倉(也稱為摻混料倉)，將不同批次的TPU顆粒進行摻混均化可以降低不同批次產品之間的物性差異，如顆粒的分子量及其分布，熔融指數，熔體強度，密度，水分等，使質量波動得到控制；此外，在TPU經過均化料倉的過程中可以進一步被干燥，降低水分含量，有利于TPU下游客戶的穩定化生產。

對于連續化生產方式，增加均化料倉，首先將二異氰酸酯，大分子二元醇，擴鏈劑及各種助劑加入反應器，如雙螺桿反應擠出機，反應完全后直接從雙螺桿中擠出進行造粒；

然后將顆粒輸送到干燥、熟化系統，由干燥、熟化系統出來的顆粒接著被輸送進入均化料倉，均化料倉用于TPU顆粒的摻混，均化，經均化料倉充分摻混，得到質量穩定的TPU顆粒，最后進行包裝得到成品。

對于間歇式生產方式，增加均化料倉，從開始反應至顆粒進入干燥熟化階段的工藝過程與傳統的間歇生產工藝過程相同，不同之處是經過熟化后TPU顆粒先進入均化料倉進行摻混然后再進行包裝。

應用的均化料倉主要是重力式均化料倉，依靠料倉內物料顆粒自身的重力而流動，摻混過程幾乎無能量消耗，而且由于物料在料倉中低速運行，幾乎不產生靜電和粉塵，物料磨損較輕，重力摻混完全克服了外循環摻混的弱點。

重力式均化料倉按物料在料倉內的流型分為兩類：