[實(shí)用新型]熱塑性聚氨酯一步法反應(yīng)裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201420147553.5
• 申請(qǐng)日: 2014-03-29
• 公開（公告）號(hào): CN203737251U
• 公開（公告）日: 2014-07-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李振中;樊剛偉;田生喜;覃富忠;白靜靜;王玉龍;趙彥亮;劉艷軍;范曉波;丁彥瑋
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 太原工業(yè)學(xué)院
• 主分類號(hào): B01J19/18
• 分類號(hào): B01J19/18;B01J4/00;B01J4/02;C08G18/76;C08G18/66;C08G18/42;C08G18/32;C08G18/08
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技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及熱塑性聚氨酯一步法反應(yīng)裝置，屬于熱塑性聚氨酯彈性體加工技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

熱塑性聚氨酯TPU因其優(yōu)越的性能和環(huán)保概念日益受到人們的歡迎，產(chǎn)品涵蓋了工業(yè)應(yīng)用和民用必需品的范圍，目前工業(yè)上TPU的一步法生產(chǎn)工藝主要采用雙螺桿連續(xù)化生產(chǎn)工藝。主要流程為：將經(jīng)脫水的聚酯（醚）多元醇或者預(yù)聚物、二異氰酸酯、擴(kuò)鏈劑，分三路用“齒輪泵+質(zhì)量計(jì)量泵”準(zhǔn)確計(jì)量，并輸送入高速混合器混合，混合物料進(jìn)入100℃左右的雙螺桿反應(yīng)器中，在一定螺桿轉(zhuǎn)速下，連續(xù)反應(yīng)和移動(dòng)，經(jīng)雙螺桿反應(yīng)器的不同分段溫度區(qū)反應(yīng)一段時(shí)間后，由機(jī)頭擠出造粒并干燥包裝。

傳統(tǒng)的雙螺桿連續(xù)生產(chǎn)工藝存在以下問題：1、“齒輪泵+質(zhì)量計(jì)量泵“體系價(jià)格昂貴，對(duì)高粘度的預(yù)聚物體系的適應(yīng)能力不強(qiáng)；2、物料在雙螺桿擠出機(jī)內(nèi)的停留時(shí)間有限，一般小于1分鐘，使得反應(yīng)難于充分反應(yīng)，現(xiàn)在工業(yè)上的措施往往是增加雙螺桿反應(yīng)擠出機(jī)的長(zhǎng)徑比，一般長(zhǎng)徑比達(dá)到80左右，這樣又大大提升設(shè)備的造價(jià)。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是克服上述工藝設(shè)備的缺點(diǎn)，改變聚氨酯反應(yīng)所需的三種組分多元醇，異氰酸酯和擴(kuò)鏈劑的計(jì)量方式，由質(zhì)量流量泵的動(dòng)態(tài)計(jì)量體系改變?yōu)橹降撵o態(tài)計(jì)量體系，改變聚氨酯的主要反應(yīng)場(chǎng)所，從雙螺桿中改變到柱塞式反應(yīng)器中，提供一種具有精密計(jì)量、高速攪拌混合、反應(yīng)合成時(shí)間可控、連續(xù)供料的熱塑性聚氨酯一步法反應(yīng)裝置。

其目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，熱塑性聚氨酯一步法反應(yīng)裝置，包括儲(chǔ)料罐、靜態(tài)計(jì)量加料器、單向閥、反應(yīng)器、閥門、緩沖器，各部分之間通過管道進(jìn)行連接；所述的靜態(tài)計(jì)量加料器由氣動(dòng)球閥、柱塞缸體、柱塞和和驅(qū)動(dòng)裝置組成，所述的驅(qū)動(dòng)裝置或?yàn)橛透谆驗(yàn)榻z杠，氣動(dòng)球閥為三通閥，分別連接單向閥、反應(yīng)器進(jìn)料口和柱塞缸體，柱塞設(shè)置在柱塞缸體內(nèi)，柱塞連接驅(qū)動(dòng)裝置；所述的緩沖器進(jìn)料口通過閥門和反應(yīng)器出料口連接，緩沖器由緩沖器釜體、柱塞以及油缸組成，緩沖器設(shè)置有緩沖器出料口。

所述的反應(yīng)器由直線導(dǎo)軌、軸套、導(dǎo)軌左右驅(qū)動(dòng)裝置、電機(jī)、萬向聯(lián)軸器、電機(jī)固定板、旋轉(zhuǎn)密封器、攪拌槳、反應(yīng)器釜體、柱塞以及油缸組成，所述的導(dǎo)軌左右驅(qū)動(dòng)裝置或?yàn)橛透谆驗(yàn)榻z杠；反應(yīng)器釜體開有進(jìn)料口和出料口；攪拌槳設(shè)置在反應(yīng)器釜體內(nèi)，攪拌槳通過連接桿與萬向聯(lián)軸器連接，連接桿與反應(yīng)器釜體之間有旋轉(zhuǎn)密封器密封，電機(jī)和萬向聯(lián)軸器固定在電機(jī)固定板，電機(jī)固定板通過軸套與直線導(dǎo)軌連接，電機(jī)固定板導(dǎo)軌左右驅(qū)動(dòng)裝置的作用下，可沿直線導(dǎo)軌左右移動(dòng)；柱塞設(shè)置在反應(yīng)器釜體內(nèi)，柱塞與油缸連接。

儲(chǔ)料罐和管道均可采用加熱帶控制溫度，反應(yīng)器及緩沖器都采用陶瓷加熱器加熱，溫控均采用溫控表進(jìn)行控溫。

攪拌器、活塞運(yùn)動(dòng)皆采用液壓油缸或者伺服電機(jī)絲杠機(jī)構(gòu)來驅(qū)動(dòng)。

本實(shí)用新型所述的熱塑性聚氨酯一步法反應(yīng)裝置，可以和較小長(zhǎng)徑比的雙螺桿擠出機(jī)配套使用，也可以和熔體泵配套使用。

本實(shí)用新型對(duì)比已有技術(shù)相比具有如下積極效果：1、柱塞式靜態(tài)計(jì)量系統(tǒng)采用“柱塞+三通球閥”體系，控制柱塞的抽料活塞的位置，能控制計(jì)量的精度，同時(shí)氣動(dòng)球閥為三通球閥，配合三路管路的開閉動(dòng)作將計(jì)量準(zhǔn)確的物料推入反應(yīng)器，對(duì)不同粘度的物料適應(yīng)性強(qiáng)；2、物料的反應(yīng)主要在反應(yīng)器中進(jìn)行，雙螺桿主要起到輸送物料到切粒系統(tǒng)的功能，因此只需要較小長(zhǎng)徑比的雙螺桿擠出機(jī)即可，一般可選擇長(zhǎng)徑比為10~30的雙螺桿擠出機(jī)，因此可以根據(jù)物料的不同特性和工藝要求調(diào)整物料的反應(yīng)時(shí)間，有利于控制物料的充分反應(yīng)；3、現(xiàn)用的動(dòng)態(tài)計(jì)量系統(tǒng)齒輪泵+質(zhì)量流量泵和大長(zhǎng)徑比雙螺桿擠出機(jī)系統(tǒng)，造價(jià)比較昂貴，采用“柱塞式靜態(tài)計(jì)量系統(tǒng)+普通雙螺桿擠出機(jī)”系統(tǒng)可大大降低生產(chǎn)機(jī)械的成本；4、反應(yīng)器產(chǎn)生的物料通過緩沖器再通過螺桿擠出機(jī)擠出，可實(shí)現(xiàn)連續(xù)供料擠出造粒一步法生產(chǎn)；5本實(shí)用新型所述的裝置可實(shí)現(xiàn)與熔體泵、經(jīng)造粒系統(tǒng)配套使用造粒。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。

圖1為本實(shí)用新型的總體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為柱塞式靜態(tài)計(jì)量加料器的示意圖。

圖3為反應(yīng)器的示意圖。

圖4為緩沖器的示意圖。

圖5為本實(shí)用新型與雙螺桿擠出機(jī)配套使用總體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為本實(shí)用新型與熔體泵配套使用總體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖1中：1.儲(chǔ)料罐，2.靜態(tài)計(jì)量加料器，3.單向閥，4.反應(yīng)器，5.閥門，6.緩沖器；

圖2中：?21.氣動(dòng)球閥，22.?柱塞缸體；