[發明專利]一種高效安全的氰酸酯聚合設備及聚合工藝

有效

• 申請號: 202110903954.3
• 申請日: 2021-08-06
• 公開（公告）號: CN113578236B
• 公開（公告）日: 2022-10-21
• 發明（設計）人: 柳義波;季靜靜;薛鋒;彭從明
• 申請（專利權）人: 揚州天啟新材料股份有限公司
• 主分類號: B01J19/18
• 分類號: B01J19/18;B01J19/00;B01J4/00;C08G73/06;F28D1/047;F28G9/00
• 代理公司: 合肥正則元起專利代理事務所(普通合伙) 34160
• 代理人: 劉培越

本發明涉及一種高效安全的氰酸酯聚合設備及聚合工藝，屬于高分子材料技術領域。該聚合設備包括鋼平臺，鋼平臺的頂部設置有預熱罐，預熱罐的下方依次設置有若干聚合裝置、急冷裝置和擠出裝置，其聚合工藝包括：第一步、將聚合單體在高于熔化溫度4?7℃預熱成熔融料，第二步、熔融料排入聚合裝置加熱聚合至聚合度達到低于目標值0.02?0.05/105℃，泵入溶劑攪拌成混合料，第三步、混合料排出至急冷裝置中快速降溫終止反應，第四步、聚合物通過擠出裝置冷卻、擠出收集。本發明實現聚合單體預熱、聚合單體快速升溫聚合和聚合物快速降溫，反應過程全程受控，安全高效。

技術領域

本發明屬于高分子材料技術領域，具體地，涉及一種高效安全的氰酸酯聚合設備及聚合工藝。

背景技術

氰酸酯樹脂以其優異的介電性能、突出的耐熱性、良好的綜合力學性能被公認為是制備結構-功能材料的最具競爭力的樹脂種類，其主要用途有3個方面：一是用于高性能印刷電路板基體，二是高性能透波結構材料基體，三是航空航天用結構復合材料基體。

現有技術中，氰酸酯聚合工藝為：一次性投料進反應釜、升溫至單體熔化后開啟攪拌、繼續升溫實時監測物料的聚合度變化、聚合度到達目標后加入丁酮降溫終止反應。這種聚合工藝存在以下兩個弊端：

1、該聚合工藝在冷凍系統能力不足時，反應容易失控，整個體系會放出大量熱量，安全風險系數高；

2、該聚合工藝下生產出來的成品GT指標普遍較高，且受單體GT影響較大，難以滿足品質穩定性的要求。

發明內容

為了克服背景技術中提到的技術問題，本發明的目的在于提供一種高效安全的氰酸酯聚合設備及聚合工藝。

本發明的目的可以通過以下技術方案實現：

一種高效安全的氰酸酯聚合工藝，包括如下步驟：

第一步、將聚合單體原料輸送進聚合設備的預熱罐中，升溫至高于聚合單體熔化溫度4-7℃，攪拌至聚合單體完全熔化，得到熔融料；

第二步、將熔融料泵入聚合裝置，第一電機驅動加熱器對熔融料攪拌升溫至聚合溫度，保溫攪拌進行聚合反應，聚合度達到低于目標值0.02-0.05/105℃時，停止加熱，泵入溶劑攪拌，得到混合料；

第三步、混合料排出至急冷罐中，冷卻劑釋放進冷卻流道中，對混合料快速降溫，終止聚合反應；

第四步、快速降溫后的混合料吸入擠出裝置中，進行緩冷至收集溫度并擠出貯存。

一種高效安全的氰酸酯聚合設備，包括鋼平臺，鋼平臺的頂部設置有預熱罐，預熱罐的下方連通有若干聚合裝置，若干聚合裝置均通過桁架與鋼平臺固定連接，聚合裝置的下方設置有急冷裝置，急冷裝置的下方設置有擠出裝置；

所述聚合裝置包括反應管和設置在反應管中的加熱器，該加熱器的頂部固定有驅動軸，驅動軸貫穿反應管的頂壁，且驅動軸通過密封軸承座與反應管轉動安裝，驅動軸的周側壁固定有碳刷，鋼平臺上設置有電極，通過碳刷為加熱器供電，驅動軸的頂端固定有從動齒輪，鋼平臺的底面設置有第一電機，第一電機的輸出端固定有主動齒輪，且主動齒輪與從動齒輪通過鏈條嚙合傳動連接，該加熱器由工字安裝座和固定于工字安裝座之間的若干電熱管組成，若干電熱管均與碳刷電性連接，使得加熱器轉動和供電，從反應管的中部進行攪拌加熱，避免傳統側壁加熱式聚合釜，在內壁近層局部受熱，導致過反應，從而形成粘度較高的聚合物，影響聚合物換熱。

反應管上部側壁的兩側分別設置有第一喂料管和溶劑管，用于通入熔融料和導入溶劑，反應管的底壁設置有第一排料管，用于排出混合料。

反應管的管壁中設置有保溫材料，在連續聚合反應時，減少熱量損失降低能耗。