Tpu制程中催化剂侧向微量优化添加装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及TPU生产制造工艺设备装置的结构改进技术，尤其是TPU制程中 催化剂侧向微量优化添加装置。
【背景技术】
[0002] TPU名称为热塑性聚氨酯弹性体橡胶，这种材料能在一定热度下变软，而在常 温下可以保持不变.用在鞋上多起稳定支撑的作用。合成TPU最基本的化学反应方程式 为：一N=C=O+HO_ - -NH-COO'这个反应始终伴随着有机异氰酸酯基与羟基的反应， 为了提高异氰酸酯的化学反应速率，一般可以从两方面考虑：其一，选择活性较高的原料和 提高反应温度；其二，添加催化剂，促进反应按预期的方向和速度进行。
[0003] 异氰酸酯的化学反应多种多样，但最有价值的是异氰酸酯与活泼氢化合物的反应 和异氰酸酯的聚合反应。前者是合成聚氨酯的化学基础，后者是合成改性异氰酸酯和碳化 二亚胺水解稳定剂的化学基础，也是聚氨酯改性的重要途径之一。
[0004] 异氰酸醋基一N=C=O具有高度的不饱和性。碳原子显示正电性，氮原子和氧原子 显示负电性，所以原则上只要有一定的亲核或亲电特性，足以使NCO基从共振态转变为高 能活性态的物质均可作为催化剂。所以酸性和碱性化合物、有机金属化合物都可能是异氰 酸酯反应的催化剂。但最有价值的碱性催化剂是叔胺类化合物，最有价值的有机金属化合 物是有机锡、有机铋等化合物。
[0005] 常用的催化剂辛酸亚锡是二价的亚锡化合物，催化活性比二丁基锡二月桂酸酯 高，毒性较小。由于二价锡化合物易被空气中氧和水汽氧化与分解，因此储存时要用氮保 护，必须密封，避免高温和过大湿度，以防活性下降或失效。为了提高反应速率，减少副反 应，会在合成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剂，通过测试 反应固化时间来满足工艺要求。
[0006] 催化剂在高温高湿环境中容易氧化分解，使其失效，所以添加辛酸亚锡的原料要 尽快使用：目前存在的问题主要有两个：
[0007] 其一：辛酸亚锡在高温高湿环境中容易分解而失效。目前聚酯多元醇车间生产一 批有15吨左右，如果2釜或3釜在同一大储槽混合使用，加起来总量就有30吨或45吨左 右；以我们生产的TPU195ASH为例，设计每小时总流量为300kg，其中聚酯多元醇组分每小 时为150kg左右，不同重量的聚酯多元醇所消耗的时间分别为(见表一）：
[0008]
[0009] 如表一所示：生产30T的TPU需要4天多即IOOh左右，为了使前端添加的抗氧剂， 润滑剂等助剂能够很好的溶解及反应时有足够的温度，中间槽的温度控制在80~KKTC， 辛酸亚锡在这么高的温度下，存放4天以上催化效果容易降低甚至失效，所以在平时生产 过程中中途还要重新添加催化剂，重新测试反应时间，这给生产带来极大不便，控制不好很 容易引起生产的稳定性，造成产品质量的不稳定。
[0010] 其二：在聚酯多元醇中添加催化剂辛酸亚锡的添加量比较难把握，添加过量容易 造成聚酯多元醇反应活性太快，使产品容易黄变，而且添加过多的催化剂不能取出，后续处 理工作很难继续进行，只能将中间储槽的聚酯多元醇放出一部分，将未加过催化剂的聚酯 多元醇补入重新调整反应固化时间；所以每次添加时都要添加好几次才能成功，这无形中 拖延了时间，给生产带来了极大的不便。
[0011] 针对以上情况的解决办法是不要将催化剂加在聚酯多元醇中，而是通过侧加以第 四组份形式加入挤出机灌注口内。
[0012] 为了让催化剂辛酸亚锡达到其最佳的催化效果及能够快速的掌握其添加量主要 需要解决两个问题：
[0013] (1)解决催化剂辛酸亚锡的使用温度及湿度，尽量让其在常温下使用；找一种常温 能够稀释催化剂又不能影响反应的溶剂；从而使其能够很好的在常温下使用。
[0014] (2)怎样将稀释好的催化剂添加时以不间断的细线状射出；因为催化剂的添加量 很少（ppm级)，但在使用过程中要连续不中断，所以要求成细线状射出为好，不能成滴漏状 或间断射出，这对泵的要求比较高。 【实用新型内容】
[0015] 本实用新型的目的是提供TPU制程中催化剂侧向微量优化添加装置，以经济方便 地克服添加催化剂活性降低问题。
[0016] 本实用新型的目的将通过以下技术措施来实现：包括机体、顶门、储料桶、引出管、 微量泵、射流管、隔板、搅拌装置和充氮装置；机体上侧开有顶门，机体内安装储料桶、引出 管、微量泵、射流管、搅拌装置和充氮装置，其中，储料桶上安装搅拌装置和充氮装置，储料 桶立式安装，储料桶旁安装微量泵，同时，引出管连接在储料桶旁安装微量泵之间，微量泵 连接射流管并接出机体。
[0017] 尤其是，机体内安装隔板，机体上部表面安装急停开关和报警灯。
[0018] 尤其是，机体上部表面安装触摸屏。
[0019] 尤其是，机体前侧开有前门，前门内安装微量泵和射流管，同时安装储料桶的一侧 机体侧面开有侧门。
[0020] 尤其是，储料桶上安装有搅拌装置和充氮氮气保护装置。
[0021] 尤其是，催化剂射流管是以第四组份形式侧加进入挤出机灌注口。
[0022] 本实用新型的优点和效果：实现催化剂精确计量以微量从侧向添加添加到螺杆反 应设备中，避免常温下催化剂活性降低问题，使用过程中只需调节微量泵的转速实现催化 剂相应的精确用量控制；克服担心催化剂加过量，并便于在侧加状态下，发现加过量及时调 节催化剂补料泵的转数，操作方便，有利于产品稳定；催化剂以经济合理的微量计量灌注加 入反应设备。
【附图说明】
[0023] 图1为本实用新型实施例1结构示意图。
[0024] 附图标记包括：机体1、顶门2、储料桶3、侧门4、引出管5、微量泵6、射流管7、前 门8、隔板9、急停开关10、触摸屏11、报警灯12、搅拌装置13、充氮装置14。
【具体实施方式】
[0025] 本实用新型原理在于，催化剂加在反应螺杆灌注口中微量添加，需要保持添加剂 精确的计量以及保持稳定的理化性质，而且在添加时还需要以一定的射流速度灌注，而且 微量侧向添加的最佳流体形态优选细线状射流。
[0026] 本实用新型包括：机体1、顶门2、储料桶3、引出管5、微量泵6、射流管7、隔板9、 搅拌装置13和充氮装置14。
[0027] 下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
[0028] 实施例1 :如附图1所示，机体1上侧开有顶门2,机体1内安装储料桶3、引出管 5、微量泵6、射流管7、搅拌装置13和充氮装置14,其中，储料桶3上安装搅拌装置13和充 氮装置14,储料桶3立式安装，储料桶3旁安装微量泵6,同时，引出管5连接在储料桶3旁 安装微量泵6之间，微量泵6连接射流管7并接出机体1。
[0029] 前述中，机体1内安装隔板9,机体1上部表面安装急停开关10和报警灯12。
[0030] 前述中，机体1上部表面安装触摸屏11。
[0031] 前述中，机体1前侧开有前门8,前门8内安装微量泵6和射流管7,同时安装储料 桶3的一侧机体1侧面开有侧门4。
[0032] 前述中，储料桶（3)上安装搅拌装置（13)和充氮装置（14)。
[0033] 前述中，将射流管7以第四组份形式侧向添加进入挤出机灌注口。
[0034] 本实用新型中，可通过触摸屏11调控微量泵6、搅拌装置13和充氮装置14,同时， 触摸屏11也显示设备运行参数或状况，遇到紧急事件，报警灯12频闪示警，启闭急停开关 10处警。
[0035] 本实用新型中，将催化剂辛酸亚锡与二丙二醇（DPG)溶剂以一定比例，比如1 :50 左右混合搅匀；将稀释好的催化剂倒入储料桶3中，再次以搅拌装置13搅匀后以充氮装置 14充氮气保护；调节微量泵6使其在使用时，推送前述备好的催化剂以细线状射出，并经过 在螺杆反应设备灌注口上增加的一条进料通道侧向添加。
【主权项】
1. TPU制程中催化剂侧向微量优化添加装置，包括机体（I)、顶门（2)、储料桶（3)、引 出管（5)、微量泵（6)、射流管（7)、隔板（9)、搅拌装置（13)和充氮装置（14);其特征在于， 机体⑴上侧开有顶门（2)，机体⑴内安装储料桶（3)、引出管（5)、微量泵（6)、射流管 (7)、搅拌装置（13)和充氮装置（14)，其中，储料桶（3)上安装搅拌装置（13)和充氮装置 (14)，储料桶（3)立式安装，储料桶（3)旁安装微量泵（6)，同时，引出管（5)连接在储料桶 (3)旁安装微量泵（6)之间，微量泵（6)连接射流管（7)并接出机体（1)。2. 如权利要求1所述的TPU制程中催化剂侧向微量优化添加装置，其特征在于，机体 (1)内安装隔板（9)，机体⑴上部表面安装急停开关（10)和报警灯（12)。3. 如权利要求1所述的TPU制程中催化剂侧向微量优化添加装置，其特征在于，机体 (1)上部表面安装触摸屏（11)。4. 如权利要求1所述的TPU制程中催化剂侧向微量优化添加装置，其特征在于，机体 (1)前侧开有前门（8)，前门（8)内安装微量泵（6)和射流管（7)，同时安装储料桶（3)的一 侧机体（1)侧面开有侧门（4)。5. 如权利要求1所述的TPU制程中催化剂侧向微量优化添加装置，其特征在于，储料桶 (3)上安装搅拌装置（13)和充氮装置（14)。
【专利摘要】TPU制程中催化剂侧向微量优化添加装置,储料桶(3)上安装搅拌装置(13)和充氮装置(14)，储料桶(3)旁安装微量泵(6)，微量泵(6)连接射流管(7)并接出机体(1)。TPU生产制程中采用侧向添加催化剂工艺，用二丙二醇（DPG）将催化剂稀释20～100倍，以增加催化剂添加流量和流量稳定性，通过变频微量泵浦将稀释均匀的催化剂溶液从挤出机灌注口以第四组份形式喂入挤出机，根据工艺需要的固化时间来调整微量泵浦转速以获取合适的催化剂添加流量。避免传统工艺将催化剂添加在聚酯或聚醚多元醇中会随着时间推移逐渐催化失效的不良影响，有助于稳定反应速度和TPU产品品质。
【IPC分类】B01J4/02
【公开号】CN204710276
【申请号】CN201520321736
【发明人】龙双林, 佘文武, 许海亮, 范年春
【申请人】上海联景高分子材料有限公司
【公开日】2015年10月21日
【申请日】2015年5月19日