光热聚合反应装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种光热聚合反应装置，所述光热聚合反应装置包括螺杆挤出设备；螺杆挤出设备的进料口附近设置有透光区，用于将光源通过透光区照射进入螺杆挤出设备内，螺杆挤出设备的出料口附近设置有脱挥口。本实用新型专利技术的光热聚合装置适用于乙烯基单体光热聚合的宏量和连续生产，且聚合产物中单体含量和挥发性有机化合物含量低。

【技术实现步骤摘要】
光热聚合反应装置
本技术涉及一种光热聚合反应装置，特别涉及一种适用于乙烯基单体本体聚合的光热聚合反应装置。
技术介绍
乙烯基单体的自由基聚合反应是连锁反应，放热量大，反应速度快，需要加入溶液降低聚合反应体系的温度和粘度，使反应更加均匀，减少凝胶的产生。但是，大量溶剂的使用容易造成资源浪费和环境污染，另外，一些特殊产品(如压敏胶等)需要将溶剂脱除，降低了生产效率。因此，乙烯基单体的聚合方式需要由溶剂聚合向本体聚合转变。CN104854140B公开了一种利用电离辐射聚合烯键式不饱和材料的方法，将含烯键原料的非脱气混合物置于间歇式反应器中，使含烯键原料的非脱气混合物暴露于电离辐射源，并使至少一部分混合物聚合；使含烯键原料在基本上绝热的条件下聚合，同时继续将所述混合物暴露于电离辐射源。CN1013311161A公开了一种乙烯基单体自由基聚合的方法，将包含可自由基共聚的乙烯基单体、至少一种自由基热引发剂和任选的清除剂单体混合置于间歇式反应器中，加热引发聚合反应。上述方法在本体聚合的过程中没有进行搅拌，反应不均匀，产物中存在较多的凝胶。CN110423304A公开了一种乙烯基聚合物的间隙式光热自由基聚合的制备方法。在反应容器中至少两种乙烯基单体、至少一种光引发剂和可选的至少一种热引发剂的均相混合物，用光照使至少一种光引发剂达到引发条件，从而引起聚合反应并获得含至少部分乙烯单体聚合的混合物，反应放热使温度升高，热引发剂也引发乙烯基单体聚合。该方法反应采用三口烧瓶和机械搅拌，聚合反应需要冷却，没有充分利用聚合反应热。更不利于实际生产使用的是，该方法需要在物料粘度增大至搅拌困难时结束反应。对于Tg较高或高分子量的聚合物，聚合过程的粘度增加迅速，单体转化率低于50％时，反应物料的粘度已经非常高，搅拌会因爬杆效应而无法继续。因此，需要控制反应的单体转化率，或者在反应体系中加入溶剂，这导致反应产物中残留有大量未反应的单体和/或溶剂，该方法不适合宏量和连续生产。CN208946649U公开了一种挤出机，包括：一阶机，包括第一动力系统和与所述第一动力系统连接的第一挤出系统；二阶机，包括第二动力系统和与所述第二动力系统连接的第二挤出系统；脱挥系统；其中，所述第一挤出系统通过第一连接件与所述第二挤出系统连通；所述脱挥系统与所述第二挤出系统通过第二连接件连通；所述第一连接件的垂直距离不高于所述第二连接件的垂直距离。该挤出机不能满足光热聚合反应的应用。
技术实现思路
有鉴于此，本技术提供了一种光热聚合反应装置，该装置适用于乙烯基单体光热聚合的宏量生产，且聚合产物中单体含量和挥发性有机化合物含量低。本技术通过如下技术方案实现上述技术目的。本技术提供一种光热聚合反应装置，所述光热聚合反应装置包括螺杆挤出设备；其中，螺杆挤出设备的进料口附近设置有透光区，用于将光源通过透光区照射进入螺杆挤出设备内，螺杆挤出设备的出料口附近设置有脱挥口。根据本技术的光热聚合反应装置，优选地，所述螺杆挤出设备的螺杆的长径比大于40；所述透光区至少覆盖一部分螺杆挤出设备的螺杆区，且覆盖率为20～100％；其中，所述覆盖率表示所述透光区沿螺杆挤出设备的螺杆轴向的长度与所述螺杆挤出设备的螺杆长度之比。根据本技术的光热聚合反应装置，优选地，所述螺杆挤出设备包括至少一阶的螺杆挤出机。根据本技术的光热聚合反应装置，优选地，所述螺杆挤出设备包括第一阶螺杆挤出机和第二阶螺杆挤出机，且第一阶螺杆挤出机与第二阶螺杆挤出机串联设置。根据本技术的光热聚合反应装置，优选地，所述光热聚合反应装置还包括供反应原料进行光热聚合反应以形成预反应产物的光反应通道；所述光反应通道具有输出端，该输出端与所述进料口连接，其设置为能够向所述螺杆挤出设备输送所述预反应产物。根据本技术的光热聚合反应装置，优选地，所述光反应通道具有至少一层透明层，所述光反应通道相对光源的一侧设置有反光层。根据本技术的光热聚合反应装置，优选地，所述光反应通道具有至少两层透明层，所述反光层设置在最外侧的透明层与内侧的透明层之间。根据本技术的光热聚合反应装置，优选地，所述光反应通道设置有供惰性气体通入的进气口。根据本技术的光热聚合反应装置，优选地，所述光热聚合反应装置还包括用于盛放反应原料的物料罐；所述光反应通道还具有输入端，该输入端设置为能够通过计量泵与所述物料罐相连。根据本技术的光热聚合反应装置，优选地，所述光热聚合反应装置为乙烯基单体本体聚合的光热聚合反应装置。本技术在螺杆挤出设备中进行光热聚合反应，物料停留时间短，实现了乙烯基单体的宏量生产和连续本体聚合生产。在螺杆的捏合和挤出作用下，物料混合充分，单体转化率高，减少了反应产物中的凝胶状产物，产物在反应流道中不积留，无需使用溶剂。进一步地，采用本技术的装置，聚合产物中挥发性有机物含量少。根据本技术优选的实施方式，螺杆挤出设备为二阶螺杆挤出机组，这样能够取得更好的聚合反应效果和脱挥效果。附图说明图1为本技术的一种光热聚合反应装置。图2为本技术的另一种光热聚合反应装置。图3为本技术的再一种光热聚合反应装置。图4为本技术的又一种光热聚合反应装置。附图标记说明如下：1-螺杆挤出设备；2-进料口；3-出料口；4-透光区；5-光源；6-脱挥口；7-物料罐；8-计量泵；9-光反应通道；11-第一阶螺杆挤出机；12-第二阶螺杆挤出机。具体实施方式下面结合具体实施例对本技术作进一步的说明，但本技术的保护范围并不限于此。本技术的所述光热聚合反应装置为利用光和热进行聚合反应的装置。具体地，其可以为乙烯基单体聚合的光热聚合反应装置。本技术的光热聚合反应装置包括螺杆挤出设备。螺杆挤出设备可以为一阶螺杆挤出设备，也可以为多阶螺杆挤出设备。所谓一阶表示仅使用一台螺杆挤出设备。所谓多阶表示具有多个螺杆挤出设备串联使用。每阶螺杆挤出设备可以为单螺杆挤出机或双螺杆挤出机。螺杆挤出设备还可以包括加热装置，用于维持聚合反应的温度。加热装置优选为铸铝加热器。螺杆挤出设备包括机筒和设置在机筒内的螺杆。机筒上具有进料口和出料口。螺杆挤出设备还可以包括传动设备和加料设备。加料设备与进料口相连，传动设备用于驱动螺杆转动。螺杆挤出设备还可以包括机头，用于容纳各种部件。本技术的螺杆挤出设备的进料口附近设置有透光区，用于将光源通过透光区照射进入螺杆挤出设备内。螺杆挤出设备的出料口附近设置有脱挥口。本技术的光热聚合反应装置特别适用于乙烯基单体的光热聚合反应。透光区设置在螺杆挤出设备的进料口附近，至少覆盖一部分螺杆挤出设备的螺杆区。光反应与热反应的反应时间比可以通过调整透光区的覆盖率实现。覆盖率可以为20～100％或20％～50％。覆盖率表示所述透光区沿螺杆挤出设备的螺杆轴向的长度与所述螺杆挤出设备的螺杆长度之比。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光热聚合反应装置，其特征在于，所述光热聚合反应装置包括螺杆挤出设备；其中，螺杆挤出设备的进料口附近设置有透光区，用于将光源通过透光区照射进入螺杆挤出设备内，螺杆挤出设备的出料口附近设置有脱挥口。/n

【技术特征摘要】
1.一种光热聚合反应装置，其特征在于，所述光热聚合反应装置包括螺杆挤出设备；其中，螺杆挤出设备的进料口附近设置有透光区，用于将光源通过透光区照射进入螺杆挤出设备内，螺杆挤出设备的出料口附近设置有脱挥口。


2.根据权利要求1所述光热聚合反应装置，其特征在于：
所述螺杆挤出设备的螺杆的长径比大于40；
所述透光区至少覆盖一部分螺杆挤出设备的螺杆区，且覆盖率为20～100％；其中，所述覆盖率表示所述透光区沿螺杆挤出设备的螺杆轴向的长度与所述螺杆挤出设备的螺杆长度之比。


3.根据权利要求1所述光热聚合反应装置，其特征在于，所述螺杆挤出设备包括至少一阶的螺杆挤出机。


4.根据权利要求1所述光热聚合反应装置，其特征在于，所述螺杆挤出设备包括第一阶螺杆挤出机和第二阶螺杆挤出机，且第一阶螺杆挤出机与第二阶螺杆挤出机串联设置。


5.根据权利要求1所述光热聚合反应装置，其特征在于，所述光热聚合反应装置还包括供反应原料进行光热聚...

【专利技术属性】
技术研发人员：王跃川，鲜磊，林燕兵，
申请(专利权)人：成都优威易比应用技术有限公司，
类型：新型
国别省市：四川;51