TPU预混加热静态混合灌注机,灌注机混合头（1）上连接静态混合器（2）的预混出口（4），在静态混合器（2）的入口（3）的二个接口上分别连接1,4-丁二醇（BDO）料管（8）和多元醇料管（9），在静态混合器（2）的混合段外壁缠绕电热丝（5），并在该电热丝（5）缠绕层外包覆保温维护罩（6）。采用静态混合器2在三种原料进灌注机混合头1之前先将多元醇与1,4-丁二醇（BDO）预混并进行瞬间加热，提高反应活性，缩小多元醇与1,4-丁二醇（BDO）和异氰酸酯MDI的反应活性差距。改进后的设备制成的TPU95A薄膜样品与现有同类产品相比，几乎没有大晶点，而且小晶点明显少很多。以经济合理的提升灌注混合头对原料的混合与分散效果。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及TPU生产制造工艺中静态混合器在TPU原料预混设备装置结构改 进上的应用，尤其是TPU预混加热静态混合灌注机。
技术介绍
TPU(Thermoplasticpolyurethanes)名称为热塑性聚氨醋弹性体橡胶。主要分为 有聚酯型和聚醚型之分，它硬度范围宽（60HA-85HD)、耐磨、耐油，透明，弹性好，在日用品、 体育用品、玩具、装饰材料等领域得到广泛应用，无卤阻燃TPU还可以代替软质PVC以满足 越来越多领域的环保要求。所谓弹性体是指玻璃化温度低于室温度，断裂伸长率>50%，外 力撤除后复原性比较好的高分子材料。聚氨酯弹性体是弹性体中比较特殊的一大类，聚氨 酯弹性体的硬度范围很宽，性能范围很宽，所以聚氨酯弹性体是介于橡胶和塑料的一类高 分子材料。产生晶点的原因与TPU现有的生产工艺有一定的关系。现有的生产工艺是，灌 注机加反应型双螺杆挤出机的模式。原理是合成TPU的三种主原料，即二异氰酸酯、聚酯多 元醇（或聚醚多元醇)，低聚物二醇各自经过灌注机与之对应的计量泵，在混合头当中短暂 混合后进入反应型双螺杆挤出机，通过调整催化剂的量来控制反应活性。目的使反应恰好 完成时物料正好通过挤出机熔体泵即将进入水下切粒环节。 晶点问题与挤出稳定性一直是TPU生产制造过程中的控制难点。关于晶点产生的 原因主要有两大方面：一是物理原因，在反应过程或者生产过程中有高熔点杂质混入，主要 的杂质来原是反应型螺杆表面的碳化物脱落，还有后期干燥桶混合桶与包装时混入的杂质 等。要解决物理原因的方法主要是去除杂质混入的各个环节，如用合适的方法洗螺杆、用两 张400目的过虑网，后期混合桶清理等。二是化学原因，合成TPU最基本的化学反应是生成 氨基甲酸酯。这个反应始终伴随着有机异氰酸酯基与羟基的反应，反应方程式如下： -N=C=O+HO- 一NH-COO;这个反应是放热反应，氨醋的生成是可逆反应， 在常温下平衡状态处于右侧，氨酯的解离反应可以忽略；然而，随着温度的提高，解离的增 加，逆反应确定存在。总体上而言，这个反应对晶点的产生影响不大。有机异氰酸酯基与 羟基的反应是合成TPU的基本反应，这个占了整个反应过程中的绝大部分，但仍有少部分 副反应如异氰酸酯基与水的反应，虽然占的比例很小，但是反应生成二取代脲，脲基熔点较 高，故往往是TPU生产晶点问题的一个来源。合成TPU的原料水分含量要求达到聚氨酯级， 即500ppm以下，但是再低的水分含量，也含量水。另外水的分子量只有18,少量的水将大量 的消耗异氰酸酯，并对产品性能产生重要影响。这是TPU的晶点不能根除的原因之一，只能 采用恰当的方法将其减少到一定的范围。 就目前的挤出行业对TPU的晶点要求而言，TPU的副反应所造成的晶点并不占主 要原因，主要的原因一方面是上面提到的物理原因，另一方面在化学上所占的主要原因有 两个，一是多元醇和扩链剂与MID反应活性的差异引起。二是各组分流量出现大的波动(一 般主要是异氰酸酯MDI波动）在生产实践中我们经常发现软料出现不熔物和晶点的概率要 大于硬料，其原因一是硬料所用的多元醇一般分子量较低，反应活性要好于软料用的分子 量为2000~4000的多元醇；二是硬料异氰酸酯MDI流量与多元醇的流量比较接近，而软料多 元醇的比例明显大于异氰酸酯MDI，混合效果软料不如硬料。所以要大量减少TPU生产过 程产生的晶点，在化学工艺的改进上就要提高多元醇反应活性，减少与1，4-丁二醇（BDO) 反应活性的差距，提高混合效果。 为了提高混合效果，首先要做的是评估目前的灌注机混合头的混合效果到底够不 够，设计思路是：取现有的一款95A的产品，原配方里有在聚酯多元醇里加入约1-2%的液体 润滑剂。现在将此润滑剂改加到1，4- 丁二醇（BDO)里面。由于聚酯多元醇、1，4- 丁二醇 (BD0)、异氰酸酯MDI，这三者都是经计量泵再到混合头进行混合的，如果混合头效果可以。 那添加方式改动之后生产出来的产品与改动之前的产品特性应当是一致的。 操作步骤包括：先把灌注机1，4-丁二醇（BDO)主机桶里的1，4-丁二醇（BDO)放干 净、1，4- 丁二醇（BDO)与液体润滑剂按30. 5 :6配好，搅拌均匀后再倒入1，4- 丁二醇（BDO) 主机桶中。再按下表的流量来生产TPU: 实验结果： 在1，4- 丁二醇（BDO)里面加入液体润滑剂后，体系的反应活性下降较明显，固化 时间由原来的40s延长到了 90s，从熔体泵中出来的熔体，马上固化，形态上像白色蜡烛，而 且弹性、强度和透明度都很差。以上实验证明了现在的灌注混合头对原料的混合与分散效 果是不够的。将多元醇（聚酯或聚醚多元醇）与1，4-丁二醇（BDO)先经过静态混合器预混 后即能很好地改善混合效果。
技术实现思路
本技术的目的是提供TPU预混加热静态混合灌注机，以经济合理的提升灌注 混合头对原料的混合与分散效果。 本技术的目的将通过以下技术措施来实现：包括灌注机混合头、静态混合器、 入口、预混出口、电热丝、保温维护罩、1，4- 丁二醇（BDO)料管和多元醇料管；灌注机混合头 上连接静态混合器的预混出口，在静态混合器的入口的二个接口上分别连接1，4- 丁二醇 (BDO)料管和多元醇料管，在静态混合器的混合段外壁缠绕电热丝，并在该电热丝缠绕层外 包覆保温维护罩。 尤其是，在静态混合器的预混出口外安装温度表。 尤其是，在静态混合器入口二个接口上分别连接1，4-丁二醇（BDO)料管和多元醇 料管。 尤其是，1，4- 丁二醇（BDO)料管和多元醇料管分别通过一针阀与静态混合器的入 口的二个接口连接。 尤其是，在静态混合器的混合段外壁缠绕电热丝，并在该电热丝缠绕层外包覆保 温维护罩。 尤其是，保温维护罩由内侧的包裹石棉以及外侧的不锈钢外壳构成。当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
TPU预混加热静态混合灌注机, 包括灌注机混合头（1）、静态混合器（2）、入口（3）、预混出口（4）、电热丝（5）、保温维护罩（6）、1,4‑丁二醇（BDO）料管（8）和多元醇料管（9）；其特征在于，灌注机混合头（1）上连接静态混合器（2）的预混出口（4），在静态混合器（2）的入口（3）的二个接口上分别连接1,4‑丁二醇（BDO）料管（8）和多元醇料管（9），在静态混合器（2）的混合段外壁缠绕电热丝（5），并在该电热丝（5）缠绕层外包覆保温维护罩（6）。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：夏挺，佘文武，许海亮，范年春，
申请(专利权)人：上海联景高分子材料有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31
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