全自动热塑性弹性体合成系统装置的研发及应用.pdfVIP

·４８０· ＣＰＵＩＡＣＯＮＦＥＲＥＮＣＥ２０１２ 全自动热塑性弹性体合成系统装置的研发及应用 张春锦　张佑涛 （温州飞龙机电设备工程有限公司） 摘　要：研究开发出与反应双螺杆挤出机配套的全自动热塑性弹性体合成系统装置，叙 述了系统组成、优点和设备主要参数。 关键词：ＴＰＵ；反应双螺杆挤出机；计量系统 １　引言 ２００６年８月，我们飞龙聚氨酯设备工程有限公司给南京瑞亚弗斯特高聚物装备有限公司提供 一台ＴＰＵ２０Ｆ－２热塑性弹性体浇注机。当时我司提供设备，其包括贮料装置、保温装置、计量装 置、混合装置、控制装置。另有，高精度流量计和自动化控制装置则是南京瑞亚弗斯特公司自备。 从此，我们飞龙公司开创了全自动热塑性聚氨酯弹性体合成装置的先河。 ２　国内ＴＰＵ发展概况 近年来，在国内鞋业出口贸易和汽车工业等强劲拉动下，国内ＴＰＵ呈现了快速增长的发展趋 势。欧美国家及台湾地区纷纷在中国大陆投资建厂或扩厂：德国巴斯夫公司、美国诺誉在上海投资 生产纤维级熔纺氨纶切片机薄膜级ＴＰＵ；台湾展宁聚氨酯公司、台湾高鼎化学公司、台湾三晃公司 分别在中国大陆的上海、江苏昆山、广东佛山等地设厂投资；再有，国内几家化工行业大公司，如 烟台万华、华峰氨纶、昆山宇田，分别在国内进行设厂投资。由此，在中国大陆已形成了ＴＰＵ生 产 “三足鼎立”（欧美、台湾、大陆）的发展格局。这将有力推动我国ＴＰＵ技术水平的快速提高， 由此国内市场对ＴＰＵ聚氨酯弹性体设备的需求量也随之日益增加。 ３　ＴＰＵ简介 ３１　ＴＰＵ是一种综合性能优异的弹性体材料。 ＴＰＵ是一种由低聚物多元醇软段与二异氰酸酯———扩链剂硬段构成的线性嵌段共聚物，结构为 线型分子，没有或只有少量交联，具有可塑性，在室温下有较强的分子间力连接在一起，具有橡胶 的性能。在一定加工温度下，ＴＰＵ具有流动性，可以加工成为不同用途的产品，如高弹性的橡胶、 薄膜，也可制成纤维。 ３２　分类 ＴＰＵ的品种很多，按用途可分挤出弹性体、注塑弹性体、和熔纺氨纶切片、胶黏剂树脂、热熔 中国聚氨酯工业协会第十六次年会论文集 ·４８１· 胶、油墨连接料树脂等；按软段原料划分有聚酯型、聚醚型、聚碳酸酯型、端羟基聚丁二烯型等； 按所用的异氰酸酯品种分，有芳香型 （不耐黄变）、脂肪型 （耐黄变）等。常用的ＴＰＵ主要是聚 酯型和聚醚型两种。聚酯型有很高的拉伸强度、撕裂强度、硬度等力学性能；聚醚型主要是 ＰＴ ＭＥＧ型，具有较低的玻璃化转变温度，良好的耐水解稳定性和耐霉菌性，较好的力学性能。 ３３　原料 ＴＰＵ主要原料：聚酯多元醇 （聚乙二酸乙醇酯等）或聚醚多元醇 （主要为ＰＴＭＥＧ）、ＭＤＩ和 扩链剂丁二醇。 ３４　生产工艺 ＴＰＵ目前的生产方法主要有双螺杆法、传送带法及间歇法。双螺杆法是将原料计量、混合后， 进入双螺杆反应管中，在高温 （１４０～２５０℃），挤出压力 （４～７ＭＰａ）下进行合成，然后水下连续 造粒，熟化得到成品；传送带是将原料计量、混合后，浇注到带有加热系统的传送带上，经过烘道 熟化，然后破碎、造粒得到成品。这两种方法其工艺都可以形成流水作业，进行连续的聚合，适合 大批量生产。相对而言，双螺杆法更适合大批量生产。 双螺杆法挤出连续生产工艺流程图 生产工艺———流程图 PES MDI BDO A罐 B罐 C罐 TPU浇注机） ４　ＴＰＵ浇注机系统组成 ４１　设计依据 根据生产工艺可采用一步法或半预聚体法：一步法时需要用的ＭＤＩ粘度很低且混合比相差较 大。生产高质量的ＴＰＵ就需要更精密的计量精度：其一是要求计量泵精度，其二是系统精度，系 统精度由质量流量计控制。依据上述两种不同工艺要求，设备设计过程中必须重点考虑连续生产时 设备运行的稳定性，即设备计量精度控制、多点温度控制、动态混合均匀及ＰＬＣ电器附助控制。 ４２　系统组成 ４２１　计量混合系统 由料罐、计量泵、料管、浇注头组成 ① 料罐：贮存原料。包有聚氨酯硬泡绝热层；设有抽真空口、真空吸料口、排