一种聚酰胺树脂的生产设备制造技术

本实用新型专利技术提供一种聚酰胺树脂的生产设备。该聚酰胺树脂的生产设备包括螺筒和螺杆单元；螺杆单元设于螺筒的容纳腔内；螺杆单元包括芯轴，以及套设于芯轴上的螺杆组件；螺杆组件包括沿物料输送方向依次设置的第一螺杆组件、第二螺杆组件和第三螺杆组件；其中，第一螺杆组件用于物料输送；第二螺杆组件用于使物料进行熔融聚合并脱挥；第二螺杆组件重复排列n次，n≥2；第三螺杆组件用于挤出，得到聚酰胺树脂。本实用新型专利技术中的聚酰胺树脂的生产设备通过对螺杆元件的特别设计和组合，有效减少了热降解的发生，所得聚酰胺树脂熔点和相对粘度更高，树脂切片黄色指数更低，分子量分布更窄，生产效率更高，整体上获得产品质量更优。整体上获得产品质量更优。整体上获得产品质量更优。

【技术实现步骤摘要】
一种聚酰胺树脂的生产设备


[0001]本技术涉及一种聚酰胺树脂的生产设备。

技术介绍

[0002]通常情况下，在工业上高温尼龙的制备一般是通过二元胺与二元酸成盐，随后将得到的尼龙盐引入后续反应器中进行保压、预聚、后聚等最终造粒获得对应产品。然而，无论是采用间歇式或是连续式聚合，整个聚合过程通常要持续数个甚至数十个小时，并且在此过程中需将各阶段中间产物来回转移至不同的聚合器，涉及较长的管路及大型的储存、反应设备；同时，由于聚合工艺流程较长，在进行工艺调整时往往难以得到及时反馈，在聚合不稳定或出现问题时通常需要较长时间才能再次获得稳定产品。综上可知，现有的高温尼龙制备工艺效率较低、所需时间较长，进行工艺调整时也相对不灵活。
[0003]螺杆挤出机在聚合物改性方面应用广泛，可对工艺进行快速调整，已广泛应用于聚合物增塑、增强、复合等方面。近年来，亦有不少关于使用螺杆挤出机进行聚合的专利发布。然而，鲜有采用螺杆直接制备高温尼龙的专利及文献报导。同时，由于高温尼龙熔点较高，在利用螺杆挤出时会面临温度过高导致热降解等问题，而且螺杆挤出机中螺杆元件的类型及组合对挤出机的混合、聚合、脱挥等影响重大，并直接影响产物的分子量、粘度等，因此，高温尼龙的制备过程中对螺杆的元件构型及组合、脱挥及温度控制系统等方面有较高要求，需要进行特殊设计。总体来看，采用螺杆挤出机直接制备高温尼龙具有较高的技术壁垒。
[0004]有鉴于此，亟需提供一种相比于现有技术，不仅能保证制得的高温尼龙产品具有较好的性能，还大大提高了制备高温尼龙的效率，同时，可实现对聚合工艺进行及时、快速的调整，以更好地适应生产的高温尼龙的螺杆设备。

技术实现思路

[0005]本技术为解决现有技术中高温尼龙(即，耐高温聚酰胺树脂)的制备过程中存在聚合时间长、效率低、工艺不灵活的缺陷，而提供一种聚酰胺树脂的生产设备。
[0006]本技术通过以下技术方案解决上述技术问题：一种聚酰胺树脂的生产设备，其包括螺筒和螺杆单元；所述螺杆单元设于所述螺筒的容纳腔内；
[0007]所述螺杆单元包括芯轴，以及套设于所述芯轴上的螺杆组件；
[0008]所述螺杆组件包括沿物料输送方向依次设置的第一螺杆组件、第二螺杆组件和第三螺杆组件；
[0009]其中，所述第一螺杆组件用于物料输送；
[0010]其中，所述第二螺杆组件用于使物料进行熔融聚合并脱挥；所述第二螺杆组件重复排列n次，n≥2；
[0011]所述第二螺杆组件包括沿物料输送方向依次设置的第一组元件和第二组元件；
[0012]所述第一组元件包括依次设置的正向螺纹元件、啮合块和反向螺纹元件，用于使
物料进行聚合反应；
[0013]所述第二组元件包括螺纹元件，用于脱除聚合物中的挥发分；
[0014]其中，所述第三螺杆组件用于挤出，得到聚酰胺树脂。
[0015]本技术中，所述螺筒可为本领域常规，一般由若干节筒体串联而成；优选包括6～30节筒体；更优选包括6～16节筒体；例如10节筒体。根据本领域常规，每个筒体均可配置有独立控温加热系统。
[0016]本技术中，优选地，所述聚酰胺树脂的生产设备中至少包含两根同向旋转的螺杆单元。更优选地，任意两根螺杆单元的芯轴，以及套设于所述芯轴上的螺杆组件均完全相同。
[0017]本技术中，所述芯轴的长径比可为(20～68)∶1；优选为(40～60)∶1；更优选为(45～55)∶1；进一步优选为48∶1。
[0018]所述芯轴的直径可为20～95mm，优选为35～50mm。
[0019]本技术中，根据本领域常规，所述芯轴可与套设于所述芯轴上的螺杆组件固定连接，用于使螺杆芯轴和螺杆组件之间没有任何相对运动。
[0020]本技术中，所述第一螺杆组件可包括沿物料输送方向依次设置的正向螺纹元件和反向螺纹元件。
[0021]其中，所述正向螺纹元件的数量可为本领域常规，例如1～10个，优选为2～8个，更优选为3～6个。所述反向螺纹元件的数量可为本领域常规，例如1～10个，优选为2～8个，更优选为3～6个。
[0022]优选地，所述第一螺杆组件由1个以上的正向螺纹元件和1个以上的反向螺纹元件组成。例如，所述第一螺杆组件由4个正向螺纹元件和4个反向螺纹元件组成。
[0023]其中，所述正向螺纹元件可为大导程正向螺纹元件。所述正向螺纹元件的导程可为1D～2.5D。所述反向螺纹元件的导程可为1D～2D。
[0024]本技术中，所述第一螺杆组件及其对应的若干节筒体可理解为加料输送系统，所述加料输送系统优选用于快速熔化和输送原料。
[0025]所述第一螺杆组件一般可对应2节以上的筒体。
[0026]其中，优选地，所述加料输送系统的第一筒体的上端设有主喂料口，并通过所述主喂料口与主喂料系统连接。
[0027]优选地，所述加料输送系统的第二筒体的上端设有辅助喂料口，并通过所述辅助喂料口与辅助喂料系统连接。
[0028]当所述加料输送系统包括3个以上的筒体时，可选地，所述加料输送系统的第三筒体的上端设有助剂喂料口，并通过所述助剂喂料口与助剂喂料系统连接。
[0029]本技术中，所述第二螺杆组件的第一组元件中，所述正向螺纹元件和所述反向螺纹元件的数量均可独立地为1～5个，优选为2～4个。所述啮合块的数量优选为2个以上。
[0030]优选地，所述第二螺杆组件的第一组元件包括沿物料输送方向依次设置的2个正向螺纹元件、2个啮合块和2个反向螺纹元件。
[0031]所述第二螺杆组件的第一组元件中，所述正向螺纹元件可为小导程螺纹元件。所述正向螺纹元件的导程可为0.1D～0.5D，例如8mm。所述正向螺纹元件的长度可为4～60mm，
优选为8mm。
[0032]所述第二螺杆组件的第一组元件中，所述反向螺纹元件的导程可为0.5D～2D，优选为0.57D～1D，例如20mm。所述反向螺纹元件的长度可为10～120mm，优选为20mm。
[0033]所述第二螺杆组件的第一组元件中，所述啮合块可为本领域常规，例如正向啮合块或反向啮合块。当所述啮合块的数量为2个时，优选包括1个正向啮合块和1个反向啮合块。
[0034]其中，所述啮合块的长度可为20～120mm，优选为56mm。
[0035]其中，相邻啮合块的相接端面之间的错列角可为本领域常规，一般是指相邻啮合块的相接端面以啮合盘元件的轴为中心旋转错开的夹角，优选为45
°
、60
°
或90
°
。其中，啮合盘元件是由至少两块分立的啮合块组成的组合元件。
[0036]本技术中，所述第二螺杆组件的第一组元件及其对应的筒体可理解为聚合系统，优选用于使原料充分聚合。
[0037]优选地，所述第二螺杆组件的第一组元件所对应的筒体为封闭筒体，用于保持压力。
[0038]本实用新本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚酰胺树脂的生产设备，其特征在于，其包括螺筒和螺杆单元；所述螺杆单元设于所述螺筒的容纳腔内；所述螺杆单元包括芯轴，以及套设于所述芯轴上的螺杆组件；所述螺杆组件包括沿物料输送方向依次设置的第一螺杆组件、第二螺杆组件和第三螺杆组件；其中，所述第一螺杆组件用于物料输送；其中，所述第二螺杆组件用于使物料进行熔融聚合并脱挥；所述第二螺杆组件重复排列n次，n≥2；所述第二螺杆组件包括沿物料输送方向依次设置的第一组元件和第二组元件；所述第一组元件包括依次设置的正向螺纹元件、啮合块和反向螺纹元件，用于使物料进行聚合反应；所述第二组元件包括螺纹元件，用于脱除聚合物中的挥发分；其中，所述第三螺杆组件用于挤出，得到聚酰胺树脂。2.如权利要求1所述的聚酰胺树脂的生产设备，其特征在于，所述芯轴的长径比为(20～68)∶1；所述芯轴的直径为20～95mm。3.如权利要求1所述的聚酰胺树脂的生产设备，其特征在于，所述第一螺杆组件包括沿物料输送方向依次设置的正向螺纹元件和反向螺纹元件；其中，所述正向螺纹元件的数量为1～10个；所述正向螺纹元件的导程为1D～2.5D；所述反向螺纹元件的数量为1～10个；所述反向螺纹元件的导程为1D～2D。4.如权利要求1所述的聚酰胺树脂的生产设备，其特征在于，所述第二螺杆组件的第一组元件中，所述正向螺纹...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵元博，高远博，刘修才，
申请(专利权)人：上海凯赛生物技术股份有限公司，
类型：新型
国别省市：