[發明專利]高粘度聚合裝置及使用該裝置生產聚乳酸的方法

在審

• 申請號: 201510592022.6
• 申請日: 2015-09-17
• 公開（公告）號: CN105170064A
• 公開（公告）日: 2015-12-23
• 發明（設計）人: 冒彬;湯永彬;周勇軍
• 申請（專利權）人: 河南天仁生物材料研究所有限公司
• 主分類號: B01J19/18
• 分類號: B01J19/18;B01J4/00;C08G63/08;C08G63/78
• 代理公司: 鄭州聯科專利事務所(普通合伙) 41104
• 代理人: 時立新

1.一種高粘度聚合裝置，包括底座及臥式缸體，其特征在于：所述臥式缸體包括相互平行的反應缸體及出料缸體，臥式缸體的上端設有操作口，臥式缸體上設有循環進口及循環出口，臥式缸體的下端安裝有支撐架，所述支撐架的下端固定于底座上；反應缸體為密封的，且反應缸體的截面呈類橢圓形，所述類橢圓形是指由兩個圓心位于同一水平線且直徑相同的圓相交后，兩圓之間的上部通過共切線連接，兩圓的下部通過共切圓弧連接而圍成的封閉圖形，所述反應缸體的內壁與外壁之間中空，并設有夾套和流道，所述夾套通過流道與循環進口及循環出口相連通，且夾套內流通有傳熱介質；反應缸體內部設有兩個攪拌軸，所述攪拌軸分別位于所述類橢圓形的兩個圓心處，所述類橢圓形的兩個圓心是指構成該類橢圓形的兩個相交的圓的圓心；所述攪拌軸上安裝有攪拌槳，兩個攪拌槳大小相同，且兩個攪拌槳的截面均呈梭形，所述梭形的中心為攪拌軸截面的圓心，梭形中部的寬度大于攪拌軸的直徑，兩個攪拌槳的截面相互垂直靠接，且兩個攪拌槳等速、同向旋轉，旋轉過程中，兩個攪拌槳均有一端與反應缸體內壁靠接，其中一個攪拌槳不與反應缸體內壁靠接的一端與另一個攪拌槳靠接，所述攪拌槳的兩端是指所述梭形的兩端；所述出料缸體為圓筒形，出料缸體位于反應缸體的下端，且出料缸體軸向長度大于反應缸體的軸向長度，出料缸體與反應缸體之間設有可封口的進料口，出料缸體通過進料口與反應缸體相連通，出料缸體長出反應缸體的一端設有出料口，出料缸體內安裝有與出料缸體相配合的出料螺桿；底座上設有第一電機及第二電機，所述第一電機通過同步帶傳動與出料螺桿的進料一端相連，第二電機通過同步帶傳動連接有減速器裝置，減速器裝置的輸出端為兩個，并分別連接有耦合器，減速器裝置的輸出端分別通過耦合器與攪拌軸相連接。

2.根據權利要求1所述的高粘度聚合裝置，其特征在于：攪拌軸內部設有通道，攪拌槳內部設有空心的內腔，所述內腔與通道相連通，所述通道與循環進口及循環出口均相連通。

3.根據權利要求1或2所述的高粘度聚合裝置，其特征在于：設有溫度控制系統，傳熱介質的溫度通過溫度控制系統進行調節，所述傳熱介質為蒸汽、導熱油、水或空氣。

4.根據權利要求1所述的高粘度聚合裝置，其特征在于：第一電機的輸出端連接有第一主動齒輪，所述第一主動齒輪外側嚙合有第一齒輪帶，出料螺桿靠近進料口的一端連接有第一從動齒輪，所述第一從動齒輪與第一齒輪帶的內側嚙合傳動，且第一從動齒輪的直徑大于第一主動齒輪的直徑。

5.根據權利要求1所述的高粘度聚合裝置，其特征在于：第二電機的輸出端連接有第二主動齒輪，所述第二主動齒輪外側嚙合有第二齒輪帶，減速器裝置的輸入端連接有第二從動齒輪，所述第二從動齒輪與第二齒輪帶的內側嚙合傳動，且第二從動齒輪的直徑大于第二主動齒輪的直徑。

6.根據權利要求1所述的高粘度聚合裝置，其特征在于：反應缸體通過法蘭連接臥式缸體兩端的側板。

7.根據權利要求1所述的高粘度聚合裝置，其特征在于：出料缸體的出料口安裝有出料模頭。

8.一種使用權利要求1所述高粘度聚合裝置生產聚乳酸的方法，其特征在于，包括以下步驟：

通過操作口加入丙交酯及催化劑，丙交酯及催化劑的總量為反應缸體容積的20%~80%；通過操作口對反應缸體抽真空或通入惰性氣體；根據丙交酯及催化劑的粘度，設定第一電機、第二電機及減速器裝置的型號，根據聚乳酸出料要求選擇出料模頭；

設定溫度控制系統的溫度100℃~130℃，通過循環進口及循環出口，使夾套及攪拌槳的內腔中流通傳熱介質；待丙交酯及催化劑完全融化，打開第一電機，攪拌槳開始攪拌；攪拌均勻后，提高溫度控制系統的溫度至150℃~180℃，保持9~18小時后，加入鏈增長終止劑，并逐漸降低溫度控制系統的溫度；

聚合反應結束，關閉溫度控制系統、循環進口及循環出口，打開進料口，并打開第二電機，聚合產物被攪拌槳推至出料缸體內，經出料螺桿擠出成型，出料完畢后，關閉第一電機及第二電機。

9.根據權利要求8所述的使用高粘度聚合裝置生產聚乳酸的方法，其特征在于：所述丙交酯及催化劑的加入量為反應缸體容積的50%~70%，所述催化劑為辛酸亞錫、氯化亞錫及異丙醇鋁中的一種。

10.根據權利要求8所述的使用高粘度聚合裝置生產聚乳酸的方法，其特征在于：所述鏈增長終止劑為苯甲酸。