聚氨酯反应挤出设备

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1、 原料：
7 r$ J7 D4 A: f3 m（1） 高分子二醇：聚酯多元醇（PES）
PEA（聚己二酸乙二醇酯）M=2000，羟值55±3 mgKOH/g
' g8 K$ ~+ L' H6 j- s, i* G7 J. zPDA（聚己二酸乙二醇内二醇酯）M=2000，羟值56±2.5 mgKOH/g
% C+ h; L# A& z0 v# hPBA（聚己二酸乙二醇丁二醇酯）M=2000，羟值56±2.5 mgKOH/g
2 ?4 y6 U# E" k% b6 ]2 [（2）二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）（芳香族）
9 s$ ~& C3 w6 C纯MDI在常温下为白色或微黄色固体，加热时有刺激性臭味，熔点≥38℃，沸点194~199℃/5mmHg，密度：1.19。
分子式及分子量：C15H10N2O2；250
& r) f8 h( @( a6 `* H: S. {（3） 扩链剂（低分子二醇）：
8 u' d' h) ~  O1，4丁二醇（BDO）（脂肪开链二醇）
为无色油状液体，极易吸水，相对分子量M=90.1、密度1.02，沸点：229.5℃，熔点20.1℃
2、 配方：
  A4 n) I; a7 {6 F2 y  ?: ^( VPES（MW2000，二官能度） 1克分子
MDI 3克分子
BDO 2克分子
异氰酸酯指数R=（NCO/OH）=0.97~1.03
( l+ I  s1 I+ a2 J9 U性能：密度 1.2 硬度（邵A） 70-95
拉伸强度MP 35-40 300%模量MPa 3-18
伸长率% 450-700 撕裂强度MPa 4-12
磨耗（克损失）0.0025~0.15 脆化温度 -17~-30℃
3、 生产工艺：
4 t( j+ i. m* f% d/ T) p) {将高分子聚酯二醇（PES）熔化后加入A料罐，加热到要求料温（100~120℃）后在低速搅拌下真空脱水2~3h，使之含水量＜0.05%，解除真空通氮气后备用；
( |1 H( G7 Z2 F% C9 Y1 W& I将MDI熔化后加入B料罐，加热到要求温度（60~70℃）后在低速搅拌下真空脱气0.5~1h，使之达到要求后，解除真空并通氮气后备用；
# {1 v$ M" _( H$ W/ A$ l将低分子二醇（BDO）加入C料罐加热到要求温度（30~50℃）后在低速搅拌下真空脱水0.5~1h，使之含水量达到要求后，解除真空并通氮气后备用。
; V- u3 `5 f1 h为了给浇注机各计量泵的连续供料，每个组份均设有相同规格两套料罐，以便作到一个真空脱水，另一个给计量泵供料。
各组原液按配方要求通过计量泵的精确计量输到浇注头，在高速搅拌下进行均匀初混合后，输至双螺反应挤出机使其进一步混合均匀和化学反应，再进行切粒和筛分等。
4、 工艺过程（采用双螺杆连续化工艺）
（1） 原料处理：使原料熔化，达到要求温度和脱气，为了作到连续生产，设备两组贮罐，以便分别进行脱气和供料。
8 O( M; L) ~* W6 [（2） TPU浇注机：对各组份进行连续精确计量和初混合。
（3） 双螺杆反应挤出机：物料的进一步混合和化学反应及输送。（双轴同向旋转、完全啮合，具有自清洁作用）
4 l4 w1 S' s! \) x2 K具有下列特点：
# ?0 _% H; u& g1 c( q/ Z8 V3 r① 在高温高压下进行反应（温度140~250℃，压力4~7MPa）可确保副反应降到最低限度，高压可抑制带有气体的分解反应。
② 使低分子量齐聚物（~1500g/mol）的质量分数降到最低（~0.36%）
$ M3 g6 f2 F$ ]8 g' t③ 相对运动的两螺杆间应有较高的剪切速度梯度（＞2000S-1）使物料良好混合，均质完全，使其反应均匀，不会出现局部凝胶。捏合次数可达7~15次/S。
, _( Y9 D/ U% b" _0 d2 @/ \④ 要求料筒各段温度控制必须均匀而准确，并备快速加热和冷却功能，应具有良好的传热效率。 各段控温参数举例：
一段温控 80~180℃ 六段温控 150~210℃
* T/ S+ B$ T1 h1 K5 G) p, l二段温控 100~200℃ 七段温控 140~200℃
9 e3 e; N% h. ]3 S3 [$ I三段温控 150~210℃ 八段温控 100~190℃
四段温控 150~210℃ 九段温控 90~200℃
7 n7 t7 W- D% ~3 s; k3 \: k五段温控 150~210℃ 机头温控 90~200℃
（4） 高压水流切粒机及离心干燥，分级筛和自动包装。
7 M! S: V7 d( a* t) z三、主要设备简介：
! ]" F3 Z4 a, s& R7 J; ]1、 原料处理设备：
$ Q9 l( D5 p5 d% l* X; R+ W（1） A料（PES）罐：2×200L（φ600×700），三层结构：不锈钢内胆，导热油加热夹套，外包聚氨酯硬泡绝热层，附有框式搅拌（转速30r.p.m，功率0.55kw）设有精密轴封以保证料罐的气密性。设有加料口、视镜、真空及加N2口，最低液面报警装置，加热功率2×4.5kw。
（2） B料（MDI）罐：2×120L（φ500×500），三层结构：不锈钢内胆，导热油加热夹套，外包聚氨酯硬泡绝热层，附有框式搅拌（转速30r.p.m，功率0.55kw）设有精密轴封以保证料罐的气密性。设有加料口、视镜、真空及加N2口，最低液面报警装置，加热功率2×4.5kw。
& [8 o# F+ a% k6 p  i4 }7 F（3） C料（BDO）罐：2×80L（φ400×500），三层结构：不锈钢内胆，导热油加热夹套，外包聚氨酯硬泡绝热层，附有框式搅拌（转速30r.p.m，功率0.55kw）设有精密轴封以保证料罐的气密性。设有加料口、视镜、真空及加N2口，最低液面报警装置，加热功率（1+2）kw。
（4） 真空系统：
9 ^5 ]: n; l5 m; W. N0 p- U' \) n  A9 L① 真空缓冲罐：80L（φ400×500）不锈钢多层挡板式。
7 Z  J2 V: S3 C) z2 T1 h② 真空泵：2X-15A（2.2kw）
（5） 加热系统：（A、B、C分设三套）
① 导热油箱：70L，加热功率4.5kw
② 循环油泵：B-BB16型齿轮油泵0.75kw6P
2、 TPU浇注机：
总浇注量：1~2kg/min（1440~2880kg/d）设计混合比：A:B:C=100:40:10；计量误差≤±0.5%
2 U1 \( K8 _: H7 m工作温度：A料：100~120℃；B料：60~70℃；C料：30~50℃，浇注头：70~80℃
温度误差：±2℃ 真空度：5~10mmHg
& j/ ]! d  U0 f, n（1） 计量泵：高精度低速计量泵（耐压10MPa，耐温450℃）由高精度齿轮减速电机传动，用进口变频器调速。
) F3 Y0 H# S. z5 vA泵 GJ20 转速30~200r.p.m，功率0.75kw 4P，排量0.6~4kg/min
) h& ?  H+ r# `: d+ v: s% _B泵GJ9 转速30~200r.p.m，功率0.75kw 4P，排量0.3~1.8kg/min
9 t% G2 ], x, n" P  vC泵GJ2.4 转速30~200r.p.m，功率0.75kw 4P，排量0.08~0.5kg/min
5 g* t4 l3 q: T2） 浇注头：三组份高温型浇注头，可作到混合均匀和不产生气泡，搅拌电机1.5kw2P，转速3000~8000r.p.m（变频调速）
& N+ T- `) P# A- L9 F  n1 c3 M' k（3） 控制及电器：
① 采用数显智能温控仪，使过滤器、计量泵及浇注头加热可靠，控制准确；
: A% R, Y. T  M, p5 n2 e- N! y② 压力、转速（配比）等采用全数字精密仪表；
③ 电器采用进口元件。
3、 双螺杆反应挤出机：（仅供用户选机时参考）
LSF-75型（九段调温简体）（JB/T5420-91）
螺杆公称直径：φ72 中心距60，螺杆长径比48，螺杆和筒体的间隙≤0.02mm
/ K4 G1 c5 h1 `9 j- F. t1 K螺杆最高转速400r.p.m，（螺杆转速应以物料在螺杆筒内停留时间1~2min为宜）主电机功率75kw，最高产量200kg/h。
8 m5 @0 P0 r$ o# ]文章关键词： 聚氨酯、设备