Tpu制程中催化劑側向微量優(yōu)化添加裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及TPU生產(chǎn)制造工藝設備裝置的結構改進技術，尤其是TPU制程中 催化劑側向微量優(yōu)化添加裝置。
【背景技術】
[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最基本的化學反應方程式 為：一N=C=O+HO_ - -NH-COO'這個反應始終伴隨著有機異氰酸酯基與羥基的反應， 為了提高異氰酸酯的化學反應速率，一般可以從兩方面考慮：其一，選擇活性較高的原料和 提高反應溫度；其二，添加催化劑，促進反應按預期的方向和速度進行。
[0003] 異氰酸酯的化學反應多種多樣，但最有價值的是異氰酸酯與活潑氫化合物的反應 和異氰酸酯的聚合反應。前者是合成聚氨酯的化學基礎，后者是合成改性異氰酸酯和碳化 二亞胺水解穩(wěn)定劑的化學基礎，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)轉變?yōu)楦?能活性態(tài)的物質均可作為催化劑。所以酸性和堿性化合物、有機金屬化合物都可能是異氰 酸酯反應的催化劑。但最有價值的堿性催化劑是叔胺類化合物，最有價值的有機金屬化合 物是有機錫、有機鉍等化合物。
[0005] 常用的催化劑辛酸亞錫是二價的亞錫化合物，催化活性比二丁基錫二月桂酸酯 高，毒性較小。由于二價錫化合物易被空氣中氧和水汽氧化與分解，因此儲存時要用氮保 護，必須密封，避免高溫和過大濕度，以防活性下降或失效。為了提高反應速率，減少副反 應，會在合成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，通過測試 反應固化時間來滿足工藝要求。
[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：
[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，設計每小時總流量為300kg，其中聚酯多元醇組分每小 時為150kg左右，不同重量的聚酯多元醇所消耗的時間分別為(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， 潤滑劑等助劑能夠很好的溶解及反應時有足夠的溫度，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，所以在平時生產(chǎn) 過程中中途還要重新添加催化劑，重新測試反應時間，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)進行，只能將中間儲槽的聚酯多元醇放出一部分，將未加過催化劑的聚酯 多元醇補入重新調(diào)整反應固化時間；所以每次添加時都要添加好幾次才能成功，這無形中 拖延了時間，給生產(chǎn)帶來了極大的不便。
[0011] 針對以上情況的解決辦法是不要將催化劑加在聚酯多元醇中，而是通過側加以第 四組份形式加入擠出機灌注口內(nèi)。
[0012] 為了讓催化劑辛酸亞錫達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以不間斷的細線狀射出；因為催化劑的添加量 很少（ppm級)，但在使用過程中要連續(xù)不中斷，所以要求成細線狀射出為好，不能成滴漏狀 或間斷射出，這對泵的要求比較高。 【實用新型內(nèi)容】
[0015] 本實用新型的目的是提供TPU制程中催化劑側向微量優(yōu)化添加裝置，以經(jīng)濟方便 地克服添加催化劑活性降低問題。
[0016] 本實用新型的目的將通過以下技術措施來實現(xiàn)：包括機體、頂門、儲料桶、引出管、 微量泵、射流管、隔板、攪拌裝置和充氮裝置；機體上側開有頂門，機體內(nèi)安裝儲料桶、引出 管、微量泵、射流管、攪拌裝置和充氮裝置，其中，儲料桶上安裝攪拌裝置和充氮裝置，儲料 桶立式安裝，儲料桶旁安裝微量泵，同時，引出管連接在儲料桶旁安裝微量泵之間，微量泵 連接射流管并接出機體。
[0017] 尤其是，機體內(nèi)安裝隔板，機體上部表面安裝急停開關和報警燈。
[0018] 尤其是，機體上部表面安裝觸摸屏。
[0019] 尤其是，機體前側開有前門，前門內(nèi)安裝微量泵和射流管，同時安裝儲料桶的一側 機體側面開有側門。
[0020] 尤其是，儲料桶上安裝有攪拌裝置和充氮氮氣保護裝置。
[0021] 尤其是，催化劑射流管是以第四組份形式側加進入擠出機灌注口。
[0022] 本實用新型的優(yōu)點和效果：實現(xiàn)催化劑精確計量以微量從側向添加添加到螺桿反 應設備中，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)微量泵的轉速實現(xiàn)催化 劑相應的精確用量控制；克服擔心催化劑加過量，并便于在側加狀態(tài)下，發(fā)現(xiàn)加過量及時調(diào) 節(jié)催化劑補料泵的轉數(shù)，操作方便，有利于產(chǎn)品穩(wěn)定；催化劑以經(jīng)濟合理的微量計量灌注加 入反應設備。
【附圖說明】
[0023] 圖1為本實用新型實施例1結構示意圖。
[0024] 附圖標記包括：機體1、頂門2、儲料桶3、側門4、引出管5、微量泵6、射流管7、前 門8、隔板9、急停開關10、觸摸屏11、報警燈12、攪拌裝置13、充氮裝置14。
【具體實施方式】
[0025] 本實用新型原理在于，催化劑加在反應螺桿灌注口中微量添加，需要保持添加劑 精確的計量以及保持穩(wěn)定的理化性質，而且在添加時還需要以一定的射流速度灌注，而且 微量側向添加的最佳流體形態(tài)優(yōu)選細線狀射流。
[0026] 本實用新型包括：機體1、頂門2、儲料桶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] 下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。
[0028] 實施例1 :如附圖1所示，機體1上側開有頂門2,機體1內(nèi)安裝儲料桶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，儲料桶3上安裝攪拌裝置13和充 氮裝置14,儲料桶3立式安裝，儲料桶3旁安裝微量泵6,同時，引出管5連接在儲料桶3旁 安裝微量泵6之間，微量泵6連接射流管7并接出機體1。
[0029] 前述中，機體1內(nèi)安裝隔板9,機體1上部表面安裝急停開關10和報警燈12。
[0030] 前述中，機體1上部表面安裝觸摸屏11。
[0031] 前述中，機體1前側開有前門8,前門8內(nèi)安裝微量泵6和射流管7,同時安裝儲料 桶3的一側機體1側面開有側門4。
[0032] 前述中，儲料桶（3)上安裝攪拌裝置（13)和充氮裝置（14)。
[0033] 前述中，將射流管7以第四組份形式側向添加進入擠出機灌注口。
[0034] 本實用新型中，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， 觸摸屏11也顯示設備運行參數(shù)或狀況，遇到緊急事件，報警燈12頻閃示警，啟閉急停開關 10處警。
[0035] 本實用新型中，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料桶3中，再次以攪拌裝置13攪勻后以充氮裝置 14充氮氣保護；調(diào)節(jié)微量泵6使其在使用時，推送前述備好的催化劑以細線狀射出，并經(jīng)過 在螺桿反應設備灌注口上增加的一條進料通道側向添加。
【主權項】
1. TPU制程中催化劑側向微量優(yōu)化添加裝置，包括機體（I)、頂門（2)、儲料桶（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， 機體⑴上側開有頂門（2)，機體⑴內(nèi)安裝儲料桶（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，儲料桶（3)上安裝攪拌裝置（13)和充氮裝置 (14)，儲料桶（3)立式安裝，儲料桶（3)旁安裝微量泵（6)，同時，引出管（5)連接在儲料桶 (3)旁安裝微量泵（6)之間，微量泵（6)連接射流管（7)并接出機體（1)。2. 如權利要求1所述的TPU制程中催化劑側向微量優(yōu)化添加裝置，其特征在于，機體 (1)內(nèi)安裝隔板（9)，機體⑴上部表面安裝急停開關（10)和報警燈（12)。3. 如權利要求1所述的TPU制程中催化劑側向微量優(yōu)化添加裝置，其特征在于，機體 (1)上部表面安裝觸摸屏（11)。4. 如權利要求1所述的TPU制程中催化劑側向微量優(yōu)化添加裝置，其特征在于，機體 (1)前側開有前門（8)，前門（8)內(nèi)安裝微量泵（6)和射流管（7)，同時安裝儲料桶（3)的一 側機體（1)側面開有側門（4)。5. 如權利要求1所述的TPU制程中催化劑側向微量優(yōu)化添加裝置，其特征在于，儲料桶 (3)上安裝攪拌裝置（13)和充氮裝置（14)。
【專利摘要】TPU制程中催化劑側向微量優(yōu)化添加裝置,儲料桶(3)上安裝攪拌裝置(13)和充氮裝置(14)，儲料桶(3)旁安裝微量泵(6)，微量泵(6)連接射流管(7)并接出機體(1)。TPU生產(chǎn)制程中采用側向添加催化劑工藝，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灌注口以第四組份形式喂入擠出機，根據(jù)工藝需要的固化時間來調(diào)整微量泵浦轉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隨著時間推移逐漸催化失效的不良影響，有助于穩(wěn)定反應速度和TPU產(chǎn)品品質。
【IPC分類】B01J4/02
【公開號】CN204710276
【申請?zhí)枴緾N201520321736
【發(fā)明人】龍雙林, 佘文武, 許海亮, 范年春
【申請人】上海聯(lián)景高分子材料有限公司
【公開日】2015年10月21日
【申請日】2015年5月19日