CN109603618B - 一种聚碳酸酯的助剂混合添加系统及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于聚碳酸酯加工技术领域，具体涉及一种聚碳酸酯的助剂混合添加系统，包括通过输送管依次连接的混合配制罐、过滤器、进料罐、抽料泵和静态混合器；所述混合配制罐中装有聚碳酸酯的终止剂，混合配制罐的内壁上绕设有导热管，混合配制罐的顶部开设有供助剂投入的进料斗，所述静态混合器上开设有低聚态聚碳酸酯进料口，所述抽料泵连接于低聚态聚碳酸酯进料口处。本发明使得助剂先溶解于聚碳酸酯产生过程中所需的终止剂中，避免引入新的助剂溶剂，使得助剂能够较好对聚碳酸酯产品的质量以及性能加以改善。
Description
技术领域
本发明属于聚碳酸酯加工技术领域，特别涉及一种聚碳酸酯的助剂混合添加系统及其使用方法。
背景技术
聚碳酸酯是一种含有碳酸酯基的高分子聚合物，具有较高的冲击强度，高度的尺寸稳定性和范围很宽的使用温度、良好的电绝缘性能及耐热性和无毒性，其广泛应用于医疗器械、建筑建材、电子电器等行业。
为了提高聚碳酸酯的性能，通常会在其生产过程中添加一些抗氧剂、抗紫外剂、脱模剂等助剂，这些助剂普遍有较高的熔点，目前为了加快助剂的熔化，通常需要引入新的溶剂。
然而，若引入新的溶剂，该新溶剂则容易对聚碳酸酯产品的质量产生影响。因此，在生产聚碳酸酯过程中，保证聚碳酸酯产品质量的同时加快助剂的熔化是目前急需解决的技术难题。
发明内容
本发明的第一个目的是提供一种聚碳酸酯的助剂混合添加系统，其使用聚碳酸酯生产所需的终止剂作为溶剂以加快助剂的熔化，使得各助剂对聚碳酸酯的改性作用得以有效发挥，以此避免引入新的助剂溶剂，保证了聚碳酸酯产品的质量。
本发明的第二个目的是提供一种聚碳酸酯的助剂混合添加系统的使用方法，其操作简便，能够有效加快助剂的熔化。
本发明的第一个目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种聚碳酸酯的助剂混合添加系统，包括通过输送管依次连接的混合配制罐、过滤器、进料罐、抽料泵和静态混合器；所述混合配制罐中装有聚碳酸酯的终止剂，混合配制罐的内壁上绕设有导热管，混合配制罐的顶部开设有供助剂投入的进料斗，所述静态混合器上开设有低聚态聚碳酸酯进料口，所述抽料泵连接于低聚态聚碳酸酯进料口处。
通过采用上述技术方案，终止剂是聚碳酸酯生产过程中的必要添加剂，目前常用的聚碳酸酯终止剂有松香酸、对异丙基苯酚等，其本身是一种优良的化工用溶剂，助剂在终止剂中的溶解分散性较好，本发明使用聚碳酸酯反应所需的终止剂作为溶剂，通过导热管的加热加以熔化，以此在混合配制罐中混合形成助剂溶液，使得各助剂对聚碳酸酯的改性作用得以有效发挥，具有操作稳定易控制的特点；
过滤器能够将少量未溶解的助剂以及杂质颗粒加以有效拦截，使得进入至进料罐中的助剂溶液为均一稳定的状态；随后再开启抽料泵，助剂溶液在抽料泵的带动下将助剂溶液输送至静态混合器中，与此同时将低聚态聚碳酸酯加入至静态混合器中，使得助剂溶液和低聚态聚碳酸在静态混合器中混合均匀，以此保证了聚碳酸酯后续反应的进行和质量的稳定，避免了引入新的助剂溶剂，保证了聚碳酸酯产品的质量。
本发明进一步设置为：所述抽料泵与进料罐之间连接有一个循环管，且循环管上安装有第一节流阀，抽料泵与静态混合器之间的输送管上安装有第二节流阀。
通过采用上述技术方案，聚碳酸酯在加工前，开启第一节流阀，同时关闭第二节流阀，能够促使助剂溶液在加料罐中循环流动，使得助剂溶液中的各成分均匀分散，以此保证其优良的效果；需要生产聚碳酸酯时，同时开启第一节流阀和第二节流阀，助剂溶液在抽料泵带动下一部分能够回流至进料罐中，以此加大了助剂溶液的流动效率，以免助剂溶剂出现沉淀、凝结等状况，同时使得助剂溶液的流量可以进行调节，以此便于助剂的添加量达到最佳状态，以此促使各助剂对聚碳酸酯的改性作用得以有效发挥。
本发明进一步设置为：所述混合配制罐和进料罐中均设置有一搅拌装置，所述搅拌装置包括驱动电机、悬伸于驱动电机下方并通过驱动电机带动旋转的搅拌轴以及均匀固定于搅拌轴上的若干搅拌桨。
通过采用上述技术方案，混合配制罐中的搅拌装置能够加快助剂溶解于终止剂中，而进料罐中的搅拌装置能够促使助剂溶液始终维持在均一稳定的状态；搅拌装置在运行时，驱动电机带动搅拌轴的旋转，搅拌轴进而带动搅拌桨的旋转，以此实现搅拌功能，其结构简单、操作方便、生产成本低，同时能够有效提高助剂混合的效率。
本发明进一步设置为：所述搅拌桨为长条板，所述搅拌轴的轴线方向与搅拌桨的宽度方向一致，且搅拌桨在其宽度方向的截面呈波浪状。
通过采用上述技术方案，搅拌桨在旋转过程中，长条板以及搅拌轴的轴向方向与搅拌桨的宽度方向一致的设置，使得搅拌桨的板面与其旋转形成的周面相互垂直，以此能够带动更多的液体流动；而搅拌桨呈波浪状的截面能够促使液体经搅拌桨撞击后改变其流动方向，使得液体的流动反向不一致，以此有效加大了搅拌装置的搅拌力度，有助于助剂快速的溶解于终止剂中或保证助剂溶液的均一稳定性。
本发明进一步设置为：所述搅拌桨上均匀开设有若干通孔。
通过采用上述技术方案，搅拌桨在旋转过程中，一部分液体能够通过通孔从搅拌桨的一侧直接流向搅拌桨的另一侧，以此使得液体的通过搅拌桨的速度不一致，以此有效加大了搅拌装置的搅拌力度，有助于助剂快速的溶解于终止剂中或保证助剂溶液的均一稳定性。
本发明的第二个目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种聚碳酸酯的助剂混合添加系统的使用方法，包括以下步骤：
①、将终止剂输送至混合配制罐中，边搅拌边对终止剂进行加热热熔；
②、开启混合配制罐的进料斗，将助剂投入至步骤①的混合配制罐中，混合配制后得到助剂与终止剂的混合液；
③、将步骤②得到的混合液运输至过滤器中，得到助剂溶液；
④、将步骤③得到的助剂溶液运输至进料罐中，随后对助剂溶液加以搅拌同时进行自循环；
⑤、开启静态混合器的助剂进料口和低聚态聚碳酸酯进料口，将助剂和低聚态聚碳酸酯熔体投入静态混合器中并混合均匀，得到聚碳酸酯成品的注塑熔体。
通过采用上述技术方案，本发明将助剂加入至热的终止剂中，促使助剂的快速溶解；随后将制得的混合液输入至过滤器中，以此得到均一的助剂溶液，减少杂质对聚碳酸酯生产的影响；随后再将助剂溶液暂存于进料罐中，抽料泵促使助剂溶液的均一性和稳定性，另外在生产聚碳酸酯过程中用作助剂溶液的流量调节设备；最后再利用静态混合器对低聚态聚碳酸酯熔体和助剂溶液混合，两者都呈液体状，相对于固态，能够得到更好的分散效果，以此保证各助剂对聚碳酸酯的改性作用得以有效发挥。整个使用步骤操作简便，能够实现对助剂的快速溶解，进而有助于较好的提高聚碳酸酯的生产效率和产品质量。
本发明进一步设置为：步骤①中，终止剂的温度维持在90-100℃。
通过采用上述技术方案，当终止剂温度高于100℃时，助剂以及终止剂存在分解、挥发等状况，使得助剂和终止剂在与低聚态聚碳酸酯混合时的添加量比实际投料量低，进而难以保证助剂对聚碳酸酯的改性作用；当终止剂的温度低于90℃时，助剂的溶解速度明显低于90 ℃以上。因此，设定终止剂的温度维持在90-100℃既能保证助剂和终止剂的稳定性，又能有效提高助剂的溶解速度，使得助剂能够较好对聚碳酸酯产品的质量以及性能加以改善。
本发明进一步设置为：步骤②中，助剂与终止剂的混合配制时间为0.8-1.2h。
通过采用上述技术方案，在相同的搅拌条件下，当配制时间少于0.8h时，助剂的溶解速度会相对减慢，进而影响助剂的混合效率；而当配制时间多于1.2h时，助剂以及终止剂的含量则相对降低，进而使得助剂和终止剂在与低聚态聚碳酸酯混合时的添加量比实际投料量低。因此，设定助剂与终止剂的混合配制时间为0.8-1.2h能够保证助剂快速有效的溶解于终止剂中，使得助剂能够较好对聚碳酸酯产品的质量以及性能加以改善。
本发明进一步设置为：步骤③中，混合液在过滤前需经过取样分析，待助剂溶解的重量百分数为98%-100%时，则进行过滤操作。
通过采用上述技术方案，若混合液中助剂溶解的重量百分数低于98%，则代表存在较多的助剂仍未溶解，此时若对混合液加以过滤，便会使得助剂的损耗率较高，进而影响助剂对聚碳酸酯的改性效果。其通过过滤前进行含量测定，能够较好的保证聚碳酸酯产品的质量以及性能。
综上所述，本发明的有益技术效果为：
1.本发明通过设置混合配制罐、过滤器、进料罐和静态混合器，使得助剂先溶解于聚碳酸酯产生过程中所需的终止剂中，避免引入新的助剂溶剂，减少了对聚碳酸酯产品质量的影响；
2.本发明通过循环管的设置，使得进料罐中助剂溶液始终处于均一稳定的状态，同时能够在聚碳酸酯生产过程中对助剂溶液的添加流量加以控制，以此便于助剂的添加量达到最佳状态；
3.本发明通过驱动电机、搅拌轴、搅拌桨的设置，有效加快了助剂在终止剂中的溶解，提高了助剂的混合效率，具有结构简单、助溶效果优良的特点；
4.本发明通过设定终止剂的维持温度和终止剂与助剂的混合配制时间以及通过测定混合液在过滤前助剂的溶解量，以此使得助剂的溶解效率达到最佳，进而使得助剂能够较好对聚碳酸酯产品的质量以及性能加以改善。
附图说明
图1为聚碳酸酯的助剂混合添加系统的结构示意图；
图2为混合配制罐的内部结构示意图，其中进料罐中的搅拌装置与混合配制罐中的搅拌装置相同；
图3为搅拌桨在宽度方向的截面示意图。
图中，1、混合配制罐；11、进料斗；12、釜底阀；13、导热管；2、过滤器；21、过滤入口；22、过滤出口；3、进料罐；31、助剂进口；32、助剂出口；33、循环入口；34、循环管；4、抽料泵；41、抽料口；42、排料口；5、静态混合器；51、低聚态聚碳酸酯进料口；6、输送管；7、隔热棉；8、第一节流阀；9、第二节流阀；10、搅拌装置；101、驱动电机；102、搅拌轴；103、搅拌桨；1031、通孔。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
参照图1，为本发明公开的一种聚碳酸酯的助剂混合添加系统，包括通过输送管6依次连接的混合配制罐1、过滤器2、进料罐3、抽料泵4和静态混合器5。
结合图2，混合配制罐1中装有聚碳酸酯的终止剂，混合配制罐1的顶部设置有进料斗11，混合配制罐1的底部安装有一个釜底阀12，终止剂和助剂均从进料斗11处投入混合配制罐1中。混合配制罐1的内壁上固定安装有一个导热管13，且导热管13沿着混合配制罐1的中心轴螺旋绕设，以此使得导热管13在混合配制罐1内均匀分布，便于对终止剂快速加热。
过滤器2的外侧包裹有一个隔热棉7，使得过滤器2具有良好的保温性能。过滤器2在侧壁的顶部开设有一个过滤入口21，过滤器2在侧壁的底部还开设有一个过滤出口22，其中过滤入口21通过输送管6与混合配制罐1的釜底阀12相连，过滤出口22通过输送管6连接于进料罐3在侧壁的顶部。过滤器2中填充有聚酯纤维制成的过滤棉，其能够对粒径大于5μm的颗粒有效过滤，助剂和终止剂的混合液通过釜底阀12进入过滤器2中，以此能够对混合液中未溶解的助剂以及杂质加以有效过滤。
进料罐3在侧壁的顶部开设有一个助剂进口31，进料阀的底部开设有一个助剂出口32。其中，助剂进口31与过滤器2的过滤出口22相连，助剂出口32与抽料泵4的抽料口41相连，静态混合器5上开设有一个低聚态聚碳酸酯进料口51，抽料泵4为变频齿轮泵，抽料泵4的排料口42连接于静态混合器5的低聚态聚碳酸酯进料口51处，以此过滤所得的助剂溶液在抽料泵4的作用下被运输至静态混合器5中，实现助剂溶液与低聚态聚碳酸酯的混合。
进料罐3在侧壁的顶部开设有一个循环入口33，抽料泵4与进料罐3之间还连接有一个循环管34，且循环管34的一端与循环入口33连接，循环管34的另一端与抽料泵4的排料口42连接。循环管34上还安装有一个第一节流阀8，抽料泵4与静态混合器5之间的输送管6上安装有第二节流阀9，以此使得助剂溶液能够在聚碳酸酯生产过程中同时实现加料和内循环的操作。
混合配制罐1和进料罐3中均设置有一个搅拌装置10，该搅拌装置10包括驱动电机101、悬伸于驱动电机101下方并通过驱动电机101带动旋转的搅拌轴102以及均匀固定于搅拌轴102上的若干搅拌桨103。其中，混合配制罐1的驱动电机101通过螺钉固定安装于混合配制罐1的顶部，其对应的搅拌轴102穿过混合配制罐1的顶部并悬伸于混合配制罐1中；进料罐3的驱动电机101通过螺钉固定安装于进料罐3的顶部，其对应的搅拌轴102穿过进料罐3的顶部并悬伸于进料罐3中。
结合图3，搅拌桨103为长条板，搅拌轴102的轴线方向与搅拌桨103的宽度方向一致，且搅拌桨103在其宽度方向的截面呈波浪状，以此使得搅拌桨103的板面与其旋转方向相互垂直，进而能够带动更多的液体流动，且液体的流动反向不一致。每个搅拌桨103上还均匀开设有若干圆形的通孔1031，使得液体的通过搅拌桨103的速度不一致，进而有效加大了搅拌装置10的搅拌力度。
本发明的一种聚碳酸酯的助剂混合添加系统的使用方法，包括以下步骤：
①、将聚碳酸酯所需的终止剂输送至混合配制罐1中，边搅拌边对该终止剂进行加热熔融，使得终止剂的温度维持在90-100℃；
②、开启混合配制罐1的进料斗11，将助剂投入至步骤①的混合配制罐1中，混合配制0.8-1.2h，得到助剂与终止剂的混合液；
③、将步骤②得到的混合液进行取样分析，待混合液中助剂溶解的重量百分数为实际添加量的98%-100%时，将该混合液运输至过滤器2中进行过滤，得到助剂溶液；
④、将步骤③得到的助剂溶液运输至进料罐3中，随后对助剂溶液加以搅拌同时进行自循环；
⑤、开启静态混合器5的助剂进料口和低聚态聚碳酸酯进料口51，将助剂和低聚态聚碳酸酯熔体投入静态混合器5中并混合均匀，得到聚碳酸酯成品的注塑熔体，以保证聚碳酸酯后续反应的进行和质量的稳定。
本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种聚碳酸酯的助剂混合添加系统，其特征在于，包括通过输送管(6)依次连接的混合配制罐(1)、过滤器(2)、进料罐(3)、抽料泵(4)和静态混合器(5)；所述混合配制罐(1)中装有聚碳酸酯的终止剂，混合配制罐(1)的内壁上绕设有导热管(13)，混合配制罐(1)的顶部开设有供助剂投入的进料斗(11)，所述静态混合器(5)上开设有低聚态聚碳酸酯进料口(51)，所述抽料泵(4)连接于低聚态聚碳酸酯进料口(51)处；其使用方法为：S1、将终止剂输送至混合配制罐(1)中并进行加热；S2、将助剂通过进料斗（11）添加至S1中的混合配制 罐（1）内，得到混合液；S3、将混合液运输至过滤器(2)中，得到助剂溶液；S4、将助剂溶液运输至进料罐（3）中进行搅拌；S5、开启静态混合器(5)的助剂进料口和低聚态聚碳酸酯进料口(51)，将助剂和低聚态聚碳酸酯熔体投入静态混合器(5)中并混合，得到聚碳酸酯成品的注塑熔体。
2.根据权利要求1所述的一种聚碳酸酯的助剂混合添加系统，其特征在于，所述抽料泵(4)与进料罐(3)之间连接有一个循环管(34)，且循环管(34)上安装有第一节流阀(8)，抽料泵(4)与静态混合器(5)之间的输送管(6)上安装有第二节流阀(9)。
3.根据权利要求1所述的一种聚碳酸酯的助剂混合添加系统，其特征在于，所述混合配制罐(1)和进料罐(3)中均设置有一搅拌装置(10)，所述搅拌装置(10)包括驱动电机(101)、悬伸于驱动电机(101)下方并通过驱动电机(101)带动旋转的搅拌轴(102)以及均匀固定于搅拌轴(102)上的若干搅拌桨(103)。
4.根据权利要求3所述的一种聚碳酸酯的助剂混合添加系统，其特征在于，所述搅拌桨(103)为长条板，所述搅拌轴(102)的轴线方向与搅拌桨(103)的宽度方向一致，且搅拌桨(103)在其宽度方向的截面呈波浪状。
5.根据权利要求4所述的一种聚碳酸酯的助剂混合添加系统，其特征在于，所述搅拌桨(103)上均匀开设有若干通孔(1031)。
6.根据权利要求1至5中任意一项所述的一种聚碳酸酯的助剂混合添加系统的使用方法，其特征在于，
①、将终止剂输送至混合配制罐(1)中，边搅拌边对终止剂进行加热；
②、开启混合配制罐(1)的进料斗(11)，将助剂投入至步骤①的混合配制罐(1)中，混合配制后得到助剂与终止剂的混合液；
③、将步骤②得到的混合液运输至过滤器(2)中，得到助剂溶液；
④、将步骤③得到的助剂溶液运输至进料罐(3)中，随后对助剂溶液加以搅拌同时进行自循环；
⑤、开启静态混合器(5)的助剂进料口和低聚态聚碳酸酯进料口(51)，将助剂和低聚态聚碳酸酯熔体投入静态混合器(5)中并混合均匀，得到聚碳酸酯成品的注塑熔体。
7.根据权利要求6所述的一种聚碳酸酯的助剂混合添加系统的使用方法，其特征在于，步骤①中，终止剂的温度维持在90-100℃。
8.根据权利要求6所述的一种聚碳酸酯的助剂混合添加系统的使用方法，其特征在于，步骤②中，助剂与终止剂的混合配制时间为0.8-1.2h。
9.根据权利要求6所述的一种聚碳酸酯的助剂混合添加系统的使用方法，其特征在于，步骤③中，混合液在过滤前需经过取样分析，待助剂溶解的重量百分数为98%-100%时，则进行过滤操作。
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