CN104325648A

CN104325648A - 制备三聚氰胺甲醛泡沫的装置及工艺

Info

Publication number: CN104325648A
Application number: CN201410551847.9A
Authority: CN
Inventors: 张国强; 龚少立; 何振鹏; 师燕燕; 曾天忠; 彭涛; 俞长庚; 马永金; 王英
Original assignee: Tianhua Institute of Chemical Machinery and Automation Co Ltd
Current assignee: Tianhua Institute of Chemical Machinery and Automation Co Ltd
Priority date: 2014-10-17
Filing date: 2014-10-17
Publication date: 2015-02-04

Abstract

本发明公开了一种制备三聚氰胺甲醛泡沫的装置，包括依次连通的三聚氰胺反应釜、单螺杆挤出机、计量喂料机、反应型双螺杆挤出机、片材机头和微波发泡装置，所述三聚氰胺反应釜设为两台，且并联设置。本发明可以及时有效地移出三聚氰胺与甲醛反应时的大量反应热，使反应平稳受控地进行，可以连续生产质量稳定的三聚氰胺甲醛泡沫产品。

Description

制备三聚氰胺甲醛泡沫的装置及工艺

技术领域

本发明涉及反应挤出技术和塑料发泡技术领域，尤其是一种制备三聚氰胺甲醛泡沫的装置及工艺。

背景技术

三聚氰胺是一种用途广泛的基本有机化工中间产品。三聚氰胺与甲醛混合后经过发泡反应可制成三聚氰胺甲醛泡沫，这种泡沫不易燃，耐水、耐热、耐老化、耐电弧、耐化学腐蚀、有良好的绝缘性能、光泽度和机械强度，同时还具有优良的吸音效果。因此，广泛应用于建筑、汽车甚至航空母舰、潜艇等的吸音阻燃。

但是，三聚氰胺甲醛反应体系的黏度高、反应放热量大、要求反应时间短，很难实现工业化的连续反应。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出一种制备三聚氰胺甲醛泡沫的装置，采用反应型双螺杆挤出机作为主反应器，反应挤出连续生产三聚氰胺甲醛泡沫。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：一种制备三聚氰胺甲醛泡沫的装置，包括依次连通的三聚氰胺反应釜、单螺杆挤出机、计量喂料机、反应型双螺杆挤出机、片材机头和微波发泡装置，所述三聚氰胺反应釜设为两台，且并联设置。

进一步地，该计量喂料机的料斗上设有冷却外夹套。

进一步地，反应型双螺杆挤出机由电机、齿轮箱、机身构成，机身为具有双重冷却的筒体结构，设有熔体加料口、液体注入口，熔体的加料口位于机身侧面；反应区段的长径比应在8～32之间，螺杆采用齿轮啮合型元件。

本发明的另一目的在于利用上述装置制备三聚氰胺甲醛泡沫的工艺。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：一种制备三聚氰胺甲醛泡沫的工艺，包括以下过程：两台三聚氰胺反应釜在搅拌速率为10～30 r/min，在70℃切换生产三聚氰胺预聚体；预聚体通过带夹套的低速单螺杆挤出机冷却输送至计量喂料机的料斗，在输送过程中物料降温至40～60℃，保持45 min；物料继续被计量喂料机料斗的外夹套冷却，冷却后的物料被计量喂料机定量推入反应型双螺杆挤出机，进入双螺杆反应挤出机的物料被双重冷却结构进一步冷却，冷却至45℃,待物料稳定输送后，将浓度为60～80%的甲醛溶液按比例定量从熔体加料口泵入反应型双螺杆挤出机中段的液体注入口，反应体系在输送混合过程中进行反应；反应温度为30～50℃，反应时间为30～40 s；并及时移出反应热；反应完全的三聚氰胺甲醛溶液在挤出压力为1～2.5 MPa下，被连续挤入片材机头挤压成片后，进入微波发泡装置完成发泡。

进一步地，三聚氰胺与甲醛溶液的配比根据最终泡沫硬度1:1.75～3mol进行调整。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

（1）本发明所述反应型双螺杆挤出机，可以及时有效地移出三聚氰胺与甲醛反应时的大量反应热，使反应平稳受控地进行，可以连续生产质量稳定的三聚氰胺甲醛泡沫产品。

（2）本发明所述高黏度反应型双螺杆挤出机，通过设计特殊的螺杆组合，可以有效地控制反应时间，且能使三聚氰胺熔体与低黏度甲醛溶液快速混合、乳化和反应，从而获得质量稳定的三聚氰胺甲醛泡沫产品。

（3）本发明所述反应型双螺杆挤出机，针对各反应组分的物料状态对进料口结构及进料工艺做了特殊设计：粘稠的三聚氰胺预聚体，侧向进料、饱和喂料；液态甲醛，喂料口位于其中一根螺杆（向上旋转的螺杆）的上方，非饱和喂料，恒压进料。上述特殊设计保证了反应物按比例的均匀进料。

附图说明

图1为本发明的工艺流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。

如图1所示的一种制备三聚氰胺甲醛泡沫的装置，包括2台三聚氰胺反应釜1、单螺杆挤出机2、计量喂料机3、反应型双螺杆挤出机4、片材机头5、微波发泡装置6，三聚氰胺反应釜1有效容积1 m³；单螺杆挤出机2螺杆直径120ｍｍ；三聚氰胺反应釜（2台）1并联后与单螺杆挤出机2连接，并通过料斗与计量喂料机3连接，计量喂料机3的螺杆直径为65 mm；计量喂料机3与电机、齿轮箱、机架、机身为整体的反应型双螺杆挤出机4连接。反应型双螺杆挤出机4螺杆直径78ｍｍ，长径比32∶１；反应型双螺杆挤出机4通过片材机头5与微波发泡装置6连接。片材机头5为精诚公司衣架式机头，有效宽度0.8 m；微波发泡装置6为德国microwave公司制造的微波发泡炉。单螺杆挤出机2为带有冷却水道的筒体结构，双螺杆挤出机4机身的筒体具有双重冷却结构（内部设置冷却水流道、外部设置水夹套），设有熔体加料口、液体注入口，熔体的加料口位于机筒侧面，反应区段双螺杆挤出机4螺杆的长径比应在8～32之间，螺杆与齿轮箱齿轮啮合。

三聚氰胺反应釜1、单螺杆挤出机2为切换使用，计量喂料机3、反应型双螺杆挤出机4、片材机头5、微波发泡装置6为连续使用。

上述装置能提供制备三聚氰胺甲醛泡沫的生产工艺，为：2台三聚氰胺反应釜1在70℃切换生产三聚氰胺预聚体；预聚体通过带夹套的低速单螺杆挤出机2，温度设定为40~60℃，保持45 min；冷却输送至计量喂料机3的料斗，在输送过程中物料降温至50℃以下；物料继续被计量喂料机3料斗的外夹套冷却，冷却后的物料被计量喂料机3定量推入反应型双螺杆挤出机4，进入双螺杆反应挤出机4的物料被双重冷却结构（内部设置冷却水流道、外部设置水夹套）进一步冷却，温度设定为30~50℃，保持45min。待物料稳定输送后，三聚氰胺与甲醛的配比在1：1.75～3mol之间调节将甲醛溶液按比例定量从熔体加料口泵入反应型双螺杆挤出机4中段的液体注入口，反应体系在输送混合过程中进行反应。反应温度为30～50℃，反应时间为30～40 s；并及时移出反应热；反应完全的三聚氰胺甲醛溶液在挤出压力约为1～2.5 MPa下，由片材机头挤出压片，三聚氰胺片状物料进入微波发泡装置完成发泡。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种制备三聚氰胺甲醛泡沫的装置，其特征在于：包括依次连通的三聚氰胺反应釜、单螺杆挤出机、计量喂料机、反应型双螺杆挤出机、片材机头和微波发泡装置，所述三聚氰胺反应釜设为两台，且并联设置。

2.如权利要求1所述装置，其特征在于：该计量喂料机的料斗上设有冷却外夹套。

3.如权利要求1所述装置，其特征在于：反应型双螺杆挤出机由电机、齿轮箱、机身构成，机身为具有双重冷却的筒体结构，设有熔体加料口、液体注入口，熔体的加料口位于机身侧面；反应区段的长径比应在8～32之间，螺杆采用齿轮啮合型元件。

4.一种制备三聚氰胺甲醛泡沫的工艺，包括以下过程：两台三聚氰胺反应釜在搅拌速率为10～30 r/min，在70℃切换生产三聚氰胺预聚体；预聚体通过带夹套的低速单螺杆挤出机冷却输送至计量喂料机的料斗，在输送过程中物料降温至40～60℃，保持45 min；物料继续被计量喂料机料斗的外夹套冷却，冷却后的物料被计量喂料机定量推入反应型双螺杆挤出机，进入双螺杆反应挤出机的物料被双重冷却结构进一步冷却，冷却至45℃,待物料稳定输送后，将浓度为60～80%的甲醛溶液按比例定量从熔体加料口泵入反应型双螺杆挤出机中段的液体注入口，反应体系在输送混合过程中进行反应；反应温度为30～50℃，反应时间为30～40 s；并及时移出反应热；反应完全的三聚氰胺甲醛溶液在挤出压力为1～2.5 MPa下，被连续挤入片材机头挤压成片后，进入微波发泡装置完成发泡。

5.如权利要求4所述工艺，其特征在于：三聚氰胺与甲醛溶液的配比根据最终泡沫硬度1:1.75～3mol进行调整。