[實用新型]一種用于芳綸Ⅱ預聚合的物料靜態混合器

有效

• 申請號: 201420472968.X
• 申請日: 2014-08-21
• 公開（公告）號: CN204017688U
• 公開（公告）日: 2014-12-17
• 發明（設計）人: 王鳳德;崔曉靜;李蘭英;鄧建江
• 申請（專利權）人: 中藍晨光化工研究設計院有限公司
• 主分類號: B01F5/00
• 分類號: B01F5/00;B01F15/00;B01F15/06;C08G69/32
• 代理公司: 成都天嘉專利事務所(普通合伙) 51211
• 代理人: 何濤

技術領域

本實用新型涉及一種物料靜態混合器，更具體地說，本實用新型涉及一種用于芳綸Ⅱ預聚合的物料靜態混合器，屬于靜態混合器設備技術領域。

背景技術

杜邦公司于1966年發表了一種高性能聚對苯二甲酰對苯二胺纖維，其正式的商品名為凱夫拉纖維，我國簡稱對位芳綸、芳綸1414或者芳綸Ⅱ。因其具有高強度、高模量和耐高溫等特性，目前廣泛用于輪胎簾子線、高強度索具、高壓容器外殼、汽車摩擦片、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”。

芳綸Ⅱ的聚合過程是對苯二甲酰氯（TPC）和對苯二胺（PPDA）在溶劑體系中進行反應，該反應具有反應速度快，放熱量大的特點，因此制備聚合物通常采用兩步法工藝。首先，將PPDA溶于溶劑（含有氯化鈣的N-甲基吡咯烷酮的）中，形成低溫溶液，然后將等摩爾比的TPC分兩步加入反應中。第一份TPC占總TPC量的20-40%，與PPDA溶液形成預聚物，然后將剩余的TPC與預聚物進行反應，得到最終聚合物。通常可分為間歇法和連續法獲得聚合物，但是間歇法生產效率低下，批次間產品質量波動大，適用于實驗室，在工業化生產中一般采用連續法。在連續法生產芳綸Ⅱ聚合物的過程中，TPC以融態（大于82℃）參與反應，第一份熔融TPC與PPDA低溫溶液進行預聚合，形成預聚物。預聚物控制在低溫狀態并與第二份TPC進入聚合反應器進行反應，獲得芳綸Ⅱ聚合物。

在連續法生產芳綸Ⅱ聚合物，進行預聚合反應過程中，PPDA低溫溶液與第一份熔融態TPC進行反應時，由于該反應過程中兩種物料存在很大的溫差，既要保證高溫物料進料端設備的溫度維持在物料熔點（82℃）之上，否則TPC會由液態轉變為固態，進料口堵塞；又要保證低溫物料端設備溫度維持在低溫狀態（30℃以下），否則由于PPDA活性極強，影響產品性能；同時由于此處的高分子反應易產生少量的低聚物沉淀，累積的結果會造成進料口或出料口的堵塞，生產過程由此終止，因此該設備需要具備在生產中進行適時在線內部清理的功能，避免停車。同時由于芳綸Ⅱ聚合反應對反應單體的計量比精度要求極高，因此對設備的泄漏量也有要求，不允許設備長期處于泄漏狀態，影響反應物配比從而影響產品性能。

我國雖然從20世紀80年代也開始了對位芳綸纖維的研究，當時在聚合物方面已經取得了一定的進展，但是一直沒有找到合適的混合設備能夠進行連續的聚合反應，從而導致生產的芳綸Ⅱ聚合物特性粘度不均勻，使纖維的力學性能的離散系數很大，不能達到使用要求。

國家知識產權局于2008年10月29日公開了一件公告號為CN201140046的實用新型專利，該專利公開了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。該混合器包括殼體、殼體內的混合倉、通向混合倉的兩流體通道及進料口，混合倉的上端設活塞倉，活塞的兩側壁有豎向的導槽，進料口的上端有一插銷穿過活塞兩側的導槽。采用該實用新型能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，連續穩定地生產高分子量的樹脂。

上述混合器主要考慮的是對兩個進料口的清理，并在高溫物料進料端設置了清理活塞。但是，混合器對預聚合反應過程中的低聚物的沉積物的清理功能考慮不足，沒有考慮到活塞在密封方面可能存在的泄漏問題。

上述混合器沒有充分考慮到活塞與混合倉外的密封問題。由于活塞經常運動，因此其密封難度較大，同時在混合倉中的溶劑極易滲透、潤滑，且極性極強，對密封材料的腐蝕嚴重，一旦密封失效發生滲漏，則需要生產停車，損失極大。如果不處理，預聚物或PPDA溶液從混合倉泄漏出去，泄漏量難以控制，造成后續反應過程中物料配比失衡，影響聚合物的品質。

實用新型內容

本實用新型旨在解決現有混合器用于芳綸Ⅱ預聚合時存在的問題，提供一種用于芳綸Ⅱ預聚合的物料靜態混合器，達到適時在線去除低聚物沉淀物，避免生產停車，同時防止物料持續泄漏，影響反應物配比從而影響聚合物品質的目的。

為了實現上述目的，本實用新型的具體技術方案如下：