[发明专利]热塑性聚氨酯一步法反应装置

说明书

技术领域

本发明涉及热塑性聚氨酯一步法反应装置，属于热塑性聚氨酯弹性体加工技术领域。

背景技术

热塑性聚氨酯TPU因其优越的性能和环保概念日益受到人们的欢迎，产品涵盖了工业应用和民用必需品的范围，目前工业上TPU的一步法生产工艺主要采用双螺杆连续化生产工艺。主要流程为：将经脱水的聚酯（醚）多元醇或者预聚物、二异氰酸酯、扩链剂，分三路用“齿轮泵+质量计量泵”准确计量，并输送入高速混合器混合，混合物料进入100℃左右的双螺杆反应器中，在一定螺杆转速下，连续反应和移动，经双螺杆反应器的不同分段温度区反应一段时间后，由机头挤出造粒并干燥包装。

传统的双螺杆连续生产工艺存在以下问题：1、“齿轮泵+质量计量泵“体系价格昂贵，对高粘度的预聚物体系的适应能力不强；2、物料在双螺杆挤出机内的停留时间有限，一般小于1分钟，使得反应难于充分反应，现在工业上的措施往往是增加双螺杆反应挤出机的长径比，一般长径比达到80左右，这样又大大提升设备的造价。

发明内容

本发明的目的是克服上述工艺设备的缺点，改变聚氨酯反应所需的三种组分多元醇，异氰酸酯和扩链剂的计量方式，由质量流量泵的动态计量体系改变为柱塞式的静态计量体系，改变聚氨酯的主要反应场所，从双螺杆中改变到柱塞式反应器中，提供一种具有精密计量、高速搅拌混合、反应合成时间可控、连续供料的热塑性聚氨酯一步法反应装置。

其目的是这样实现的，热塑性聚氨酯一步法反应装置，包括储料罐、静态计量加料器、单向阀、反应器、阀门、缓冲器，各部分之间通过管道进行连接；所述的静态计量加料器由气动球阀、柱塞缸体、柱塞和和驱动装置组成，所述的驱动装置或为油缸或为丝杠，气动球阀为三通阀，分别连接单向阀、反应器进料口和柱塞缸体，柱塞设置在柱塞缸体内，柱塞连接驱动装置；所述的缓冲器进料口通过阀门和反应器出料口连接，缓冲器由缓冲器釜体、柱塞以及油缸组成，缓冲器设置有缓冲器出料口。

所述的反应器由直线导轨、轴套、导轨左右驱动装置、电机、万向联轴器、电机固定板、旋转密封器、搅拌桨、反应器釜体、柱塞以及油缸组成，所述的导轨左右驱动装置或为油缸或为丝杠；反应器釜体开有进料口和出料口；搅拌桨设置在反应器釜体内，搅拌桨通过连接杆与万向联轴器连接，连接杆与反应器釜体之间有旋转密封器密封，电机和万向联轴器固定在电机固定板，电机固定板通过轴套与直线导轨连接，电机固定板导轨左右驱动装置的作用下，可沿直线导轨左右移动；柱塞设置在反应器釜体内，柱塞与油缸连接。

储料罐和管道均可采用加热带控制温度，反应器及缓冲器都采用陶瓷加热器加热，温控均采用温控表进行控温。

搅拌器、活塞运动皆采用液压油缸或者伺服电机丝杠机构来驱动。

本发明所述的热塑性聚氨酯一步法反应装置，可以和较小长径比的双螺杆挤出机配套使用，也可以和熔体泵配套使用。

本发明对比已有技术相比具有如下积极效果：1、柱塞式静态计量系统采用“柱塞+三通球阀”体系，控制柱塞的抽料活塞的位置，能控制计量的精度，同时气动球阀为三通球阀，配合三路管路的开闭动作将计量准确的物料推入反应器，对不同粘度的物料适应性强；2、物料的反应主要在反应器中进行，双螺杆主要起到输送物料到切粒系统的功能，因此只需要较小长径比的双螺杆挤出机即可，一般可选择长径比为10~30的双螺杆挤出机，因此可以根据物料的不同特性和工艺要求调整物料的反应时间，有利于控制物料的充分反应；3、现用的动态计量系统齿轮泵+质量流量泵和大长径比双螺杆挤出机系统，造价比较昂贵，采用“柱塞式静态计量系统+普通双螺杆挤出机”系统可大大降低生产机械的成本；4、反应器产生的物料通过缓冲器再通过螺杆挤出机挤出，可实现连续供料挤出造粒一步法生产；5本发明所述的装置可实现与熔体泵、经造粒系统配套使用造粒。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为本发明的总体结构示意图。

图2为柱塞式静态计量加料器的示意图。

图3为反应器的示意图。

图4为缓冲器的示意图。

图5为本发明与双螺杆挤出机配套使用总体结构示意图。

图6为本发明与熔体泵配套使用总体结构示意图。

图1中：1.储料罐，2.静态计量加料器，3.单向阀，4.反应器，5.阀门，6.缓冲器；

图2中： 21.气动球阀，22. 柱塞缸体；