[實用新型]用于高溫差快速反應的物料混合器

有效

• 申請號: 200720082832.8
• 申請日: 2007-12-29
• 公開（公告）號: CN201140046Y
• 公開（公告）日: 2008-10-29
• 發明（設計）人: 王鳳德;李蘭英;彭濤;崔曉靜;邱鋒
• 申請（專利權）人: 中藍晨光化工研究院有限公司
• 主分類號: B01F5/04
• 分類號: B01F5/04;B01F15/00
• 代理公司: 成都天嘉專利事務所
• 代理人: 徐豐

技術領域

本實用新型涉及一種高溫差快速反應的物料混合器，特別適用于以NMP-CaCl₂為溶劑連續生產聚對苯二甲酰對苯二胺樹脂初始混合反應時的混合器。

背景技術

1935年，美國杜邦公司科學家Carothers實用新型了脂肪族聚酰胺纖維(即聚己二酰己二胺<尼龍66>纖維)，從此，為聚酰胺纖維應用到工業領域開辟了新天地，其中以杜邦公司1966年發表令人注目的高性能聚對苯二甲酰對苯二胺纖維，其正式的商品名為(我國簡稱對位芳綸，芳綸1414和芳綸II)。因其具有高強度、高模量和耐高溫的等特性，目前廣泛用于輪胎簾子線、高強度索具、高壓容器外殼、汽車磨擦片、建筑土工材料、代替鋼鐵的各種增強復合材料、輸送帶、特種帆布等。在軍事方面如制作防彈衣、頭盔、導彈外殼、裝甲板、雷達裝置外罩等。由于它的用途十分廣泛，曾被稱為“全能纖維”，目前已有170多種用途。

自1971年杜邦公司完成試生產設備(100～200t/a)生產以來，經過多次擴產和合資，目前杜邦公司的生產能力已超過3萬t/a。日本帝人公司在松山工廠剛開始生產高強度的共聚對位芳綸纖維，在收購荷蘭阿克蘇公司的Twaron纖維和多次擴產后，目前已達到2.5萬t/a。這兩家公司占據了世界上對位芳綸纖維生產量的98％。

同期研究開發對位芳香族聚酰胺的還有其它一些纖維公司，大多因為連續生產高分子的相對分子量做不高、溶解方面選不出合格的溶劑等困難而終止了研究。

要獲得高特性粘度、高分子量的樹脂，就要求生產對位芳綸樹脂的兩個單體在低溫下瞬時間以精確化學計量系數為配比混合均勻，而要解決這個問題就涉及到混合兩個單體的混合器。我國雖然從20世紀80年代也開始了對位芳綸纖維的研究，當時在樹脂聚合方面已取得了一定的進展，但是就因為一直沒有找到合適的混合設備使反應的兩個單體在溶劑和助溶劑中以精確化學計量系數為配比連續穩定的混合好后進入到聚合反應器中，從而導致生產的樹脂特性粘度不均勻，使纖維的斷裂強度離散系數很大，不能達到使用要求。

設計結構合理的混合器比較困難，主要有以下原因。一是要使兩個單體以化學計量系數為配比進行混合，就要求兩個單體均為液體或者一個為液體另一個為熔融態以便計量準確以保證化學計量系數的平衡，這樣才利于在短時間內混合均勻。目前因為聚對苯二甲酰對苯二胺樹脂以NMP-CaCl₂對溶劑，但是研究發現對苯二甲酰氯與NMP-CaCl₂溶劑在一定溫度下能發生反應，這樣的反應雖然微量也會導致最終樹脂分子量不高，因此只能是對苯二胺溶解在NMP-CaCl₂體系中以液體形式存在，而對苯二甲酰氯以熔融態形式存在；二是兩個單體反應速度特別快而且反應過程中發生相變(即從液態很快變成凝膠態，再反應一段時間后變成固態)，所以要求兩個單體在較短時間內混合均勻并及時移走，否則停留時間過長聚合物就會以凝膠形式存在難以流動，還有物料在混合器內雖然停留時間較短但樹脂仍可能有少量聚合物以小凝膠形式存在，這樣就很容易粘在混合器壁上，要使反應能夠連續穩定地進行就需要及時將粘貼在混合器壁上的物料刮走并送進反應器進行進一步的反應；三是為獲得高分子量的樹脂以及控制初始混合反應的速度要求兩個單體初始混合反應時在低溫下進行，所以不但要求NMP-CaCl₂對苯二胺等預聚物體系以很低的溫度進入混合器中，而且混合器內最好維持低溫狀態，但是對苯二甲酰氯是以熔融態而且進入流量相對預聚物體系小很多的方式進入到混合器中的，所以對苯二甲酰氯的進料口可能受混合器內低溫體系的影響而使對苯二甲酰氯凝固出來而被堵塞掉，使連續混合不能順利進行。

總之，因混合器的問題而使聚對苯二甲酰對苯二胺樹脂生產不能連續穩定地產業化，但因為聚對苯二甲酰對苯二胺纖維用途廣泛，在我國潛在需求量非常大，而目前我國使用的對位芳綸纖維全部靠進口，進口價格近幾年也瘋漲(8年內漲了15倍)。所以實現我國對位芳綸纖維產生產工業化就顯得尤為重要。

實用新型內容

本實用新型旨在針對由于上述原因目前沒有合適的混合設備使反應的兩個單體在溶劑和助溶劑中以精確化學計量系數為配比連續穩定的混合好后進入到聚合反應器中，以致不能連續穩定地生產高分子量的樹脂的現狀，提供一種用于高溫差快速反應的物料混合器，使混合反應順利進行。并將本實用新型應用到芳綸生產中，實現聚對苯二甲酰對苯二胺樹脂連續穩定化地工業生產。