Tpu制程中催化劑側(cè)向微量?jī)?yōu)化添加裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及TPU生產(chǎn)制造工藝設(shè)備裝置的結(jié)構(gòu)改進(jìn)技術(shù)，尤其是TPU制程中 催化劑側(cè)向微量?jī)?yōu)化添加裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] TPU名稱為熱塑性聚氨酯彈性體橡膠，這種材料能在一定熱度下變軟，而在常 溫下可以保持不變.用在鞋上多起穩(wěn)定支撐的作用。合成TPU最基本的化學(xué)反應(yīng)方程式 為：一N=C=O+HO_ - -NH-COO'這個(gè)反應(yīng)始終伴隨著有機(jī)異氰酸酯基與羥基的反應(yīng)， 為了提高異氰酸酯的化學(xué)反應(yīng)速率，一般可以從兩方面考慮：其一，選擇活性較高的原料和 提高反應(yīng)溫度；其二，添加催化劑，促進(jìn)反應(yīng)按預(yù)期的方向和速度進(jìn)行。
[0003] 異氰酸酯的化學(xué)反應(yīng)多種多樣，但最有價(jià)值的是異氰酸酯與活潑氫化合物的反應(yīng) 和異氰酸酯的聚合反應(yīng)。前者是合成聚氨酯的化學(xué)基礎(chǔ)，后者是合成改性異氰酸酯和碳化 二亞胺水解穩(wěn)定劑的化學(xué)基礎(chǔ)，也是聚氨酯改性的重要途徑之一。
[0004] 異氰酸醋基一N=C=O具有高度的不飽和性。碳原子顯示正電性，氮原子和氧原子 顯示負(fù)電性，所以原則上只要有一定的親核或親電特性，足以使NCO基從共振態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楦?能活性態(tài)的物質(zhì)均可作為催化劑。所以酸性和堿性化合物、有機(jī)金屬化合物都可能是異氰 酸酯反應(yīng)的催化劑。但最有價(jià)值的堿性催化劑是叔胺類化合物，最有價(jià)值的有機(jī)金屬化合 物是有機(jī)錫、有機(jī)鉍等化合物。
[0005] 常用的催化劑辛酸亞錫是二價(jià)的亞錫化合物，催化活性比二丁基錫二月桂酸酯 高，毒性較小。由于二價(jià)錫化合物易被空氣中氧和水汽氧化與分解，因此儲(chǔ)存時(shí)要用氮保 護(hù)，必須密封，避免高溫和過大濕度，以防活性下降或失效。為了提高反應(yīng)速率，減少副反 應(yīng)，會(huì)在合成TPU的三大主要原料之一的聚酯多元醇中添加一定比例的催化劑，通過測(cè)試 反應(yīng)固化時(shí)間來滿足工藝要求。
[0006] 催化劑在高溫高濕環(huán)境中容易氧化分解，使其失效，所以添加辛酸亞錫的原料要 盡快使用：目前存在的問題主要有兩個(gè)：
[0007] 其一：辛酸亞錫在高溫高濕環(huán)境中容易分解而失效。目前聚酯多元醇車間生產(chǎn)一 批有15噸左右，如果2釜或3釜在同一大儲(chǔ)槽混合使用，加起來總量就有30噸或45噸左 右；以我們生產(chǎn)的TPU195ASH為例，設(shè)計(jì)每小時(shí)總流量為300kg，其中聚酯多元醇組分每小 時(shí)為150kg左右，不同重量的聚酯多元醇所消耗的時(shí)間分別為(見表一）：
[0008]
[0009] 如表一所示：生產(chǎn)30T的TPU需要4天多即IOOh左右，為了使前端添加的抗氧劑， 潤(rùn)滑劑等助劑能夠很好的溶解及反應(yīng)時(shí)有足夠的溫度，中間槽的溫度控制在80~KKTC， 辛酸亞錫在這么高的溫度下，存放4天以上催化效果容易降低甚至失效，所以在平時(shí)生產(chǎn) 過程中中途還要重新添加催化劑，重新測(cè)試反應(yīng)時(shí)間，這給生產(chǎn)帶來極大不便，控制不好很 容易引起生產(chǎn)的穩(wěn)定性，造成產(chǎn)品質(zhì)量的不穩(wěn)定。
[0010] 其二：在聚酯多元醇中添加催化劑辛酸亞錫的添加量比較難把握，添加過量容易 造成聚酯多元醇反應(yīng)活性太快，使產(chǎn)品容易黃變，而且添加過多的催化劑不能取出，后續(xù)處 理工作很難繼續(xù)進(jìn)行，只能將中間儲(chǔ)槽的聚酯多元醇放出一部分，將未加過催化劑的聚酯 多元醇補(bǔ)入重新調(diào)整反應(yīng)固化時(shí)間；所以每次添加時(shí)都要添加好幾次才能成功，這無形中 拖延了時(shí)間，給生產(chǎn)帶來了極大的不便。
[0011] 針對(duì)以上情況的解決辦法是不要將催化劑加在聚酯多元醇中，而是通過側(cè)加以第 四組份形式加入擠出機(jī)灌注口內(nèi)。
[0012] 為了讓催化劑辛酸亞錫達(dá)到其最佳的催化效果及能夠快速的掌握其添加量主要 需要解決兩個(gè)問題：
[0013] (1)解決催化劑辛酸亞錫的使用溫度及濕度，盡量讓其在常溫下使用；找一種常溫 能夠稀釋催化劑又不能影響反應(yīng)的溶劑；從而使其能夠很好的在常溫下使用。
[0014] (2)怎樣將稀釋好的催化劑添加時(shí)以不間斷的細(xì)線狀射出；因?yàn)榇呋瘎┑奶砑恿?很少（ppm級(jí))，但在使用過程中要連續(xù)不中斷，所以要求成細(xì)線狀射出為好，不能成滴漏狀 或間斷射出，這對(duì)泵的要求比較高。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0015] 本實(shí)用新型的目的是提供TPU制程中催化劑側(cè)向微量?jī)?yōu)化添加裝置，以經(jīng)濟(jì)方便 地克服添加催化劑活性降低問題。
[0016] 本實(shí)用新型的目的將通過以下技術(shù)措施來實(shí)現(xiàn)：包括機(jī)體、頂門、儲(chǔ)料桶、引出管、 微量泵、射流管、隔板、攪拌裝置和充氮裝置；機(jī)體上側(cè)開有頂門，機(jī)體內(nèi)安裝儲(chǔ)料桶、引出 管、微量泵、射流管、攪拌裝置和充氮裝置，其中，儲(chǔ)料桶上安裝攪拌裝置和充氮裝置，儲(chǔ)料 桶立式安裝，儲(chǔ)料桶旁安裝微量泵，同時(shí)，引出管連接在儲(chǔ)料桶旁安裝微量泵之間，微量泵 連接射流管并接出機(jī)體。
[0017] 尤其是，機(jī)體內(nèi)安裝隔板，機(jī)體上部表面安裝急停開關(guān)和報(bào)警燈。
[0018] 尤其是，機(jī)體上部表面安裝觸摸屏。
[0019] 尤其是，機(jī)體前側(cè)開有前門，前門內(nèi)安裝微量泵和射流管，同時(shí)安裝儲(chǔ)料桶的一側(cè) 機(jī)體側(cè)面開有側(cè)門。
[0020] 尤其是，儲(chǔ)料桶上安裝有攪拌裝置和充氮氮?dú)獗Ｗo(hù)裝置。
[0021] 尤其是，催化劑射流管是以第四組份形式側(cè)加進(jìn)入擠出機(jī)灌注口。
[0022] 本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和效果：實(shí)現(xiàn)催化劑精確計(jì)量以微量從側(cè)向添加添加到螺桿反 應(yīng)設(shè)備中，避免常溫下催化劑活性降低問題，使用過程中只需調(diào)節(jié)微量泵的轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)催化 劑相應(yīng)的精確用量控制；克服擔(dān)心催化劑加過量，并便于在側(cè)加狀態(tài)下，發(fā)現(xiàn)加過量及時(shí)調(diào) 節(jié)催化劑補(bǔ)料泵的轉(zhuǎn)數(shù)，操作方便，有利于產(chǎn)品穩(wěn)定；催化劑以經(jīng)濟(jì)合理的微量計(jì)量灌注加 入反應(yīng)設(shè)備。
【附圖說明】
[0023] 圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例1結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024] 附圖標(biāo)記包括：機(jī)體1、頂門2、儲(chǔ)料桶3、側(cè)門4、引出管5、微量泵6、射流管7、前 門8、隔板9、急停開關(guān)10、觸摸屏11、報(bào)警燈12、攪拌裝置13、充氮裝置14。
【具體實(shí)施方式】
[0025] 本實(shí)用新型原理在于，催化劑加在反應(yīng)螺桿灌注口中微量添加，需要保持添加劑 精確的計(jì)量以及保持穩(wěn)定的理化性質(zhì)，而且在添加時(shí)還需要以一定的射流速度灌注，而且 微量側(cè)向添加的最佳流體形態(tài)優(yōu)選細(xì)線狀射流。
[0026] 本實(shí)用新型包括：機(jī)體1、頂門2、儲(chǔ)料桶3、引出管5、微量泵6、射流管7、隔板9、 攪拌裝置13和充氮裝置14。
[0027] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
[0028] 實(shí)施例1 :如附圖1所示，機(jī)體1上側(cè)開有頂門2,機(jī)體1內(nèi)安裝儲(chǔ)料桶3、引出管 5、微量泵6、射流管7、攪拌裝置13和充氮裝置14,其中，儲(chǔ)料桶3上安裝攪拌裝置13和充 氮裝置14,儲(chǔ)料桶3立式安裝，儲(chǔ)料桶3旁安裝微量泵6,同時(shí)，引出管5連接在儲(chǔ)料桶3旁 安裝微量泵6之間，微量泵6連接射流管7并接出機(jī)體1。
[0029] 前述中，機(jī)體1內(nèi)安裝隔板9,機(jī)體1上部表面安裝急停開關(guān)10和報(bào)警燈12。
[0030] 前述中，機(jī)體1上部表面安裝觸摸屏11。
[0031] 前述中，機(jī)體1前側(cè)開有前門8,前門8內(nèi)安裝微量泵6和射流管7,同時(shí)安裝儲(chǔ)料 桶3的一側(cè)機(jī)體1側(cè)面開有側(cè)門4。
[0032] 前述中，儲(chǔ)料桶（3)上安裝攪拌裝置（13)和充氮裝置（14)。
[0033] 前述中，將射流管7以第四組份形式側(cè)向添加進(jìn)入擠出機(jī)灌注口。
[0034] 本實(shí)用新型中，可通過觸摸屏11調(diào)控微量泵6、攪拌裝置13和充氮裝置14,同時(shí)， 觸摸屏11也顯示設(shè)備運(yùn)行參數(shù)或狀況，遇到緊急事件，報(bào)警燈12頻閃示警，啟閉急停開關(guān) 10處警。
[0035] 本實(shí)用新型中，將催化劑辛酸亞錫與二丙二醇（DPG)溶劑以一定比例，比如1 :50 左右混合攪勻；將稀釋好的催化劑倒入儲(chǔ)料桶3中，再次以攪拌裝置13攪勻后以充氮裝置 14充氮?dú)獗Ｗo(hù)；調(diào)節(jié)微量泵6使其在使用時(shí)，推送前述備好的催化劑以細(xì)線狀射出，并經(jīng)過 在螺桿反應(yīng)設(shè)備灌注口上增加的一條進(jìn)料通道側(cè)向添加。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. TPU制程中催化劑側(cè)向微量?jī)?yōu)化添加裝置，包括機(jī)體（I)、頂門（2)、儲(chǔ)料桶（3)、引 出管（5)、微量泵（6)、射流管（7)、隔板（9)、攪拌裝置（13)和充氮裝置（14);其特征在于， 機(jī)體⑴上側(cè)開有頂門（2)，機(jī)體⑴內(nèi)安裝儲(chǔ)料桶（3)、引出管（5)、微量泵（6)、射流管 (7)、攪拌裝置（13)和充氮裝置（14)，其中，儲(chǔ)料桶（3)上安裝攪拌裝置（13)和充氮裝置 (14)，儲(chǔ)料桶（3)立式安裝，儲(chǔ)料桶（3)旁安裝微量泵（6)，同時(shí)，引出管（5)連接在儲(chǔ)料桶 (3)旁安裝微量泵（6)之間，微量泵（6)連接射流管（7)并接出機(jī)體（1)。2. 如權(quán)利要求1所述的TPU制程中催化劑側(cè)向微量?jī)?yōu)化添加裝置，其特征在于，機(jī)體 (1)內(nèi)安裝隔板（9)，機(jī)體⑴上部表面安裝急停開關(guān)（10)和報(bào)警燈（12)。3. 如權(quán)利要求1所述的TPU制程中催化劑側(cè)向微量?jī)?yōu)化添加裝置，其特征在于，機(jī)體 (1)上部表面安裝觸摸屏（11)。4. 如權(quán)利要求1所述的TPU制程中催化劑側(cè)向微量?jī)?yōu)化添加裝置，其特征在于，機(jī)體 (1)前側(cè)開有前門（8)，前門（8)內(nèi)安裝微量泵（6)和射流管（7)，同時(shí)安裝儲(chǔ)料桶（3)的一 側(cè)機(jī)體（1)側(cè)面開有側(cè)門（4)。5. 如權(quán)利要求1所述的TPU制程中催化劑側(cè)向微量?jī)?yōu)化添加裝置，其特征在于，儲(chǔ)料桶 (3)上安裝攪拌裝置（13)和充氮裝置（14)。
【專利摘要】TPU制程中催化劑側(cè)向微量?jī)?yōu)化添加裝置,儲(chǔ)料桶(3)上安裝攪拌裝置(13)和充氮裝置(14)，儲(chǔ)料桶(3)旁安裝微量泵(6)，微量泵(6)連接射流管(7)并接出機(jī)體(1)。TPU生產(chǎn)制程中采用側(cè)向添加催化劑工藝，用二丙二醇（DPG）將催化劑稀釋20～100倍，以增加催化劑添加流量和流量穩(wěn)定性，通過變頻微量泵浦將稀釋均勻的催化劑溶液從擠出機(jī)灌注口以第四組份形式喂入擠出機(jī)，根據(jù)工藝需要的固化時(shí)間來調(diào)整微量泵浦轉(zhuǎn)速以獲取合適的催化劑添加流量。避免傳統(tǒng)工藝將催化劑添加在聚酯或聚醚多元醇中會(huì)隨著時(shí)間推移逐漸催化失效的不良影響，有助于穩(wěn)定反應(yīng)速度和TPU產(chǎn)品品質(zhì)。
【IPC分類】B01J4/02
【公開號(hào)】CN204710276
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520321736
【發(fā)明人】龍雙林, 佘文武, 許海亮, 范年春
【申請(qǐng)人】上海聯(lián)景高分子材料有限公司
【公開日】2015年10月21日
【申請(qǐng)日】2015年5月19日