CN114307939B - 一种改性聚氨酯材料的制备设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及聚氨酯材料领域，公开了一种改性聚氨酯材料的制备设备及方法，所述的改性聚氨酯材料的制备设备包括：外筒，为圆桶状结构。加热件用于进行加热。反应液注入口，至少设置有一个。温度感应器用于感应外筒内部的温度。排放口连通设置在外筒的底部。内嵌桶同轴转动设置在外筒的内部，内嵌桶上开设有若干透孔。转动轴同轴转动设置在内嵌桶的内部，内嵌桶与转动轴之间设置有传动结构，转动轴上固定设置有若干扇叶。原料斗至少设置一个。驱动件，通过安装架安装在外筒上，并与转动轴连接。控制器，与驱动件、温度感应器、加热件电连接。本发明通过扇叶和透孔方向配合，内嵌桶配合扇叶可以加速混合溶解、脱水、脱气。

Description

一种改性聚氨酯材料的制备设备及方法

技术领域

本发明涉及聚氨酯材料领域，具体涉及一种改性聚氨酯材料的制备设备及方法。

背景技术

聚氨酯高分子材料由于其特有结构和性能，可设计性强，相对密度耐磨、耐水、软硬度可调，弹性及减振性等，通过选择原材料和合理最佳的配方，可广泛应用与各个领域，具有重要的研究价值和广阔的应用前景。现在人们生活品质提高，家居的舒适度越来越好，对自身的安全也越来越重视。因此聚氨酯制品的应用也受到家居生活方面的关注。

目前，市场上的聚氨酯材料制备过程中，设备结构复杂，使用不便。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种改性聚氨酯材料的制备方法，采用一种改性聚氨酯材料的制备设备，所述的改性聚氨酯材料的制备设备包括：

外筒，为圆桶状结构；

加热件，用于进行加热；

反应液注入口，至少设置有一个，其用于液体反应物的定量加入；

温度感应器，其用于感应外筒内部的温度；

排放口，连通设置在外筒的底部，其用于将外筒内部的液体排出；

内嵌桶，同轴转动设置在外筒的内部，内嵌桶上开设有若干透孔，透孔的方向一致且与内嵌桶相切；

转动轴，同轴转动设置在内嵌桶的内部，内嵌桶与转动轴之间设置有传动结构，转动轴上固定设置有若干扇叶；

原料斗，至少设置一个，内部用于固体原料放置，并定量投入到内嵌桶的内部；

驱动件，通过安装架安装在外筒上，并与转动轴连接，用于驱动转动轴转动；

控制器，与驱动件、温度感应器、加热件电连接，控制器用于控制第一原料进入到内嵌桶和外筒的内部；驱动件驱动转动轴和内嵌桶正向转动；加热件使外筒内部的反应物加热到一个预先设置的温度；反应液反应一个预设的时长；控制器控制驱动件带动转动轴和内嵌桶反向转动；排放口排出液体，驱动件驱动转动轴和内嵌桶正向转动；控制器控制第二原料加入；驱动件驱动转动轴和内嵌桶正向转动；加入第三原料，驱动件驱动转动轴和内嵌桶正向转动进行混合；

所述改性聚氨酯材料的制备方法包括如下步骤：

S1、第一原料加入到内嵌桶和外筒的内部；

S2、驱动件驱动转动轴和内嵌桶正向转动，内嵌桶转动使液体通过透孔进入到内嵌桶的内部，扇叶转动使内嵌桶内部的液体向上传送；

S3、加热件使外筒内部的反应物加热到一个预先设置的温度；

S4、反应液反应一个预设的时长；

S5、驱动件带动转动轴和内嵌桶反向转动，使扇叶转动向下挤压进行脱水；

S6、驱动件驱动转动轴和内嵌桶正向转动，扇叶对物料分割进行冷却；

S7、第二原料加入；

S8、驱动件驱动转动轴和内嵌桶正向转动，扇叶对物料分割进行脱气；

S9、加入第三原料，驱动件驱动转动轴和内嵌桶正向转动进行混合。

优选的：所述透孔的内部设置有筛网。

优选的：所述内嵌桶的外壁固定连接有若干弧形圈，弧形圈与透孔一一对应且设置在切线的反向转动侧。

优选的：所述传动结构包括：驱动齿轮、主动齿轮、从动齿轮和齿圈；驱动齿轮与转动轴同轴固定连接；主动齿轮和从动齿轮转动连接在外筒上，且同轴固定连接；齿圈与内嵌桶同轴固定连接，驱动齿轮的直径大于齿圈的直径，从动齿轮的直径大于主动齿轮的直径，主动齿轮与驱动齿轮啮合，从动齿轮与齿圈啮合。

优选的：所述原料斗的底部连通在外筒上，外筒的内部开设有转动腔，转动腔的内部竖向转动设置有转动辊，转动辊的侧壁径向固定设置有若干分隔板，内嵌桶的上部侧壁周向开设有若干进料开口，分隔板可以转动嵌入到进料开口的内部，原料斗内部的固体进入到转动腔内部。

优选的：所述外筒的底部设置有支撑架，支撑架的底部固定设置有垫板，垫板上开设有贯穿孔。

优选的：所述外筒的底部设置有支撑架，支撑架的底部设置有转动轮、万向轮中的一种或者两者的组合，转动轮和/或万向轮上设置有用于制动的卡板。

优选的：所述安装架包括若干安装杆和安装台，安装杆的外端固定连接在外筒顶部，安装台固定连接在安装杆的内端。驱动件安装在安装台上。

优选的：所述改性聚氨酯材料的制备设备包括超声波发生器，超声波发生器安装在外筒的内部，用于产生超声波便于溶解。

本发明的技术效果和优点：通过扇叶和透孔方向配合，通过内嵌桶转动完成可以加速混合溶解、脱水、脱气。通过扇叶正反向配合，可以使物料散松或者挤压配合作业，加快了脱水、冷却和混合。

附图说明

图1为本发明提出的一种改性聚氨酯材料的制备设备的立体结构示意图。

图2为本发明提出的一种改性聚氨酯材料的制备设备的俯视结构示意图。

图3为图2中A-A的截面局部剖视结构示意图。

图4为本发明提出的一种改性聚氨酯材料的制备设备中内嵌桶的立体结构示意图。

图5为图3中a的局部放大结构示意图。

图6为图4 中b的局部放大结构示意图。

图7为本发明提出的一种改性聚氨酯材料的制备方法的流程图。

附图标记说明：支撑架1，排放口2，外筒3，反应液注入口4，从动齿轮5，主动齿轮6，驱动齿轮7，安装架8，从动皮带轮9，主动皮带轮10，电机11，原料斗12，齿圈13，内嵌桶14，透孔15，转动轴16，扇叶17，进料开口18，转动辊19，分隔板20，筛网21，弧形圈22。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。本发明的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

实施例1

参考图1~图3，在本实施例中提出了一种改性聚氨酯材料的制备设备，所述的改性聚氨酯材料的制备设备包括：外筒3、内嵌桶14和驱动件。

外筒3，可以是圆桶状结构，外筒3可以是不锈钢材质制成，从而保证具有一定的刚性，避免了作业过程中外筒3发生形变。外筒3的底部可以设置有支撑架1，支撑架1的底部固定设置有垫板，垫板上开设有贯穿孔，螺栓穿过贯穿孔对外筒3进行固定。当然所述的支撑架1的底部还可以设置有转动轮、万向轮中的一种或者两者的组合，转动轮和/或万向轮上设置有用于制动的卡板，从而方便改性聚氨酯材料的制备设备的移动与固定。

加热件，可以设置在外筒3的内部，加热件可以是电加热丝，电加热丝盘设在外筒3的内壁，具体在此不做赘述。

反应液注入口4，至少设置有一个，其上设置有流量剂量计和阀门，用于液体反应物的定量加入，反应液注入口4的数量可以和液体反应物种类数量相对应，当然还可以通过分路连通，具体在此不做赘述。

温度感应器，设置在外筒3的内部，用于感应外筒3内部的温度。

排放口2，连通设置在外筒3的底部，用于将外筒3内部的液体排出，外筒3上设置有控制阀，用于液体排出。

参考图4，内嵌桶14，同轴转动设置在外筒3的内部，内嵌桶14上开设有若干透孔15，透孔15的方向一致且与内嵌桶14相切，内嵌桶14与外筒3之间可以形成间隙，可以允许少量液体存留。

转动轴16，同轴转动设置在内嵌桶14的内部，内嵌桶14与转动轴16之间设置有传动结构，转动轴16上固定设置有若干扇叶17，转动轴16转动可以对内嵌桶14内部的物料进行搅拌，扇叶17随着转动轴16转动可以使内嵌桶14内部的物料形成上下的循环。扇叶17的转动方向不同使循环方向不一样。传动结构可以包括：驱动齿轮7、主动齿轮6、从动齿轮5和齿圈13。驱动齿轮7与转动轴16同轴固定连接，主动齿轮6和从动齿轮5转动连接在外筒3上，且同轴固定连接，齿圈13与内嵌桶14同轴固定连接，驱动齿轮7的直径大于齿圈13的直径，从动齿轮5的直径大于主动齿轮6的直径，主动齿轮6与驱动齿轮7啮合，从动齿轮5与齿圈13啮合，转动轴16带动驱动齿轮7转动，从而使内嵌桶14加速转动，以此实现了扇叶17和内嵌桶14速度递增转动。外筒3和内嵌桶14的底部可拆卸设置，打开外筒3和内嵌桶14底部从而便于固体物的排出，当然还可以通过其他方式排出，具体在此不做赘述。

原料斗12，至少设置一个，可以固定连接在外筒3上，内部用于固体原料放置，并定量投入到内嵌桶14的内部。原料斗12可以是漏斗状结构，原料斗12的底部设置有计量输送结构，具体在此不做赘述。参考图5，原料斗12的底部连通在外筒3上，外筒3的内部开设有转动腔，转动腔的内部竖向转动设置有转动辊19，转动辊19的侧壁径向固定设置有若干分隔板20，内嵌桶14的上部侧壁周向开设有若干进料开口18，分隔板20可以转动嵌入到进料开口18的内部，原料斗12内部的固体进入到转动腔内部，内嵌桶14带动分隔板20转动，分隔板20转动拨动固体通过进料开口18进入到内嵌桶14的内部，从而完成固体原料的加入。避免了固体原料扎堆添加造成堵塞或者难溶，具体在此不做赘述。

驱动件，通过安装架8安装在外筒3上，并与转动轴16连接，用于驱动转动轴16转动。安装架8可以包括若干安装杆和安装台，安装杆的外端固定连接在外筒3顶部，安装台固定连接在安装杆的内端。驱动件安装在安装台上。驱动件可以包括从动皮带轮9、主动皮带轮10和电机11，电机11安装在安装架8上，电机11的输出轴同轴固定连接有主动皮带轮10，从动皮带轮9与转动轴16同轴固定连接，从动皮带轮9和主动皮带轮10之间通过皮带进行连接，从而实现了转动轴16的驱动。安装架8上固定设置有罩壳，罩壳将从动皮带轮9和主动皮带轮10覆盖在内，从而避免了杂物进入到皮带与从动皮带轮9、主动皮带轮10之间影响传动，同时增加了设备的安全性。

超声波发生器，安装在外筒3的内部，用于产生超声波便于溶解。

控制器，与驱动件、温度感应器、加热件电连接。第一原料进入到内嵌桶14和外筒3的内部。第一原料可以包括第一固体原料和第一液体原料。第一固体原料定量加入到内嵌桶14的内部。第一液体原料定量加入到外筒3的内部。第一原料可以是醚、聚四氢呋喃等。驱动件驱动转动轴16和内嵌桶14正向转动，内嵌桶14转动使液体通过透孔15进入到内嵌桶14的内部可以加快溶解。扇叶17转动使内嵌桶14内部的液体向上传送形成循环，从而加快溶解。加热件使外筒3内部的反应物加热到一个预先设置的温度。反应液反应一个预设的时长，控制器控制驱动件带动转动轴16和内嵌桶14反向转动，扇叶17转动向下挤压，并进行脱水和冷却。排放口2排出液体，驱动件驱动转动轴16和内嵌桶14正向转动，扇叶17对物料进行分割，便于热量散去。控制器控制第二原料加入，第二原料可以包括第二固体原料和第二液体原料。第二固体原料定量加入到内嵌桶14的内部。第二液体原料定量加入到外筒3的内部。第二原料可以是异氰酸酯化合物、防水剂和氟硅助剂等。排放口2排出液体，驱动件驱动转动轴16和内嵌桶14正向转动，扇叶17对物料进行分割，便于脱气。加入第三原料，第三原料可以是交联剂，驱动件驱动转动轴16和内嵌桶14正向转动进行混合。

实施例2

参考图6，透孔15的内部可以设置有筛网21，筛网21具有过滤作用，从而便于固体和液体的分离，当然还可以通过透孔15直接进行过滤，但是加工难度大，且清理不方便。内嵌桶14的外壁固定连接有若干弧形圈22，弧形圈22与透孔15一一对应且设置在切线的反向转动侧，弧形圈22的设置可以使内嵌桶14正向转动时，很好的使液体进入到内嵌桶14的内部，反向转动时，可以避免液体进入到内嵌桶14的内部，很好的完成脱水。

实施例3

参考图7，在本实施例中提出了一种改性聚氨酯材料的制备方法，包括如下步骤：

S1、第一原料加入到内嵌桶14和外筒3的内部。

S2、驱动件驱动转动轴16和内嵌桶14正向转动，内嵌桶14转动使液体通过透孔15进入到内嵌桶14的内部，扇叶17转动使内嵌桶14内部的液体向上传送。

S3、加热件使外筒3内部的反应物加热到一个预先设置的温度。

S4、反应液反应一个预设的时长。

S5、控制器控制驱动件带动转动轴16和内嵌桶14反向转动，使扇叶17转动向下挤压进行脱水。

S6、驱动件驱动转动轴16和内嵌桶14正向转动，扇叶17对物料分割进行冷却。

S7、控制器控制第二原料加入。

S8、驱动件驱动转动轴16和内嵌桶14正向转动，扇叶17对物料分割进行脱气。

S9、加入第三原料，驱动件驱动转动轴16和内嵌桶14正向转动进行混合。

显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域及相关领域的普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。本发明中未具体描述和解释说明的结构、装置以及操作方法，如无特别说明和限定，均按照本领域的常规手段进行实施。

Claims (8)

1.一种改性聚氨酯材料的制备方法，采用一种改性聚氨酯材料的制备设备，其特征在于，所述的改性聚氨酯材料的制备设备包括：

外筒，为圆桶状结构；

加热件，用于进行加热；

反应液注入口，至少设置有一个，其用于液体反应物的定量加入；

温度感应器，其用于感应外筒内部的温度；

排放口，连通设置在外筒的底部，其用于将外筒内部的液体排出；

内嵌桶，同轴转动设置在外筒的内部，内嵌桶上开设有若干透孔，透孔的方向一致且与内嵌桶相切；

转动轴，同轴转动设置在内嵌桶的内部，内嵌桶与转动轴之间设置有传动结构，转动轴上固定设置有若干扇叶；

原料斗，至少设置一个，内部用于固体原料放置，并定量投入到内嵌桶的内部；

驱动件，通过安装架安装在外筒上，并与转动轴连接，用于驱动转动轴转动；

控制器，与驱动件、温度感应器、加热件电连接，控制器用于控制第一原料进入到内嵌桶和外筒的内部；驱动件驱动转动轴和内嵌桶正向转动；加热件使外筒内部的反应物加热到一个预先设置的温度；反应液反应一个预设的时长；控制器控制驱动件带动转动轴和内嵌桶反向转动；排放口排出液体，驱动件驱动转动轴和内嵌桶正向转动；控制器控制第二原料加入；驱动件驱动转动轴和内嵌桶正向转动；加入第三原料，驱动件驱动转动轴和内嵌桶正向转动进行混合；

所述改性聚氨酯材料的制备方法包括如下步骤：

S1、第一原料加入到内嵌桶和外筒的内部；

S2、驱动件驱动转动轴和内嵌桶正向转动，内嵌桶转动使液体通过透孔进入到内嵌桶的内部，扇叶转动使内嵌桶内部的液体向上传送；

S3、加热件使外筒内部的反应物加热到一个预先设置的温度；

S4、反应液反应一个预设的时长；

S5、驱动件带动转动轴和内嵌桶反向转动，使扇叶转动向下挤压进行脱水；

S6、驱动件驱动转动轴和内嵌桶正向转动，扇叶对物料分割进行冷却；

S7、第二原料加入；

S8、驱动件驱动转动轴和内嵌桶正向转动，扇叶对物料分割进行脱气；

S9、加入第三原料，驱动件驱动转动轴和内嵌桶正向转动进行混合。

2.根据权利要求1所述的一种改性聚氨酯材料的制备方法，其特征在于，所述透孔的内部设置有筛网。

3.根据权利要求1所述的一种改性聚氨酯材料的制备方法，其特征在于，所述内嵌桶的外壁固定连接有若干弧形圈，弧形圈与透孔一一对应且设置在切线的反向转动侧。

4.根据权利要求1所述的一种改性聚氨酯材料的制备方法，其特征在于，所述传动结构包括：驱动齿轮、主动齿轮、从动齿轮和齿圈；驱动齿轮与转动轴同轴固定连接；主动齿轮和从动齿轮转动连接在外筒上，且同轴固定连接；齿圈与内嵌桶同轴固定连接，驱动齿轮的直径大于齿圈的直径，从动齿轮的直径大于主动齿轮的直径，主动齿轮与驱动齿轮啮合，从动齿轮与齿圈啮合。

5.根据权利要求1所述的一种改性聚氨酯材料的制备方法，其特征在于，所述原料斗的底部连通在外筒上，外筒的内部开设有转动腔，转动腔的内部竖向转动设置有转动辊，转动辊的侧壁径向固定设置有若干分隔板，内嵌桶的上部侧壁周向开设有若干进料开口，分隔板转动嵌入到进料开口的内部，原料斗内部的固体进入到转动腔内部。

6.根据权利要求1所述的一种改性聚氨酯材料的制备方法，其特征在于，所述外筒的底部设置有支撑架，支撑架的底部固定设置有垫板，垫板上开设有贯穿孔。

7.根据权利要求1所述的一种改性聚氨酯材料的制备方法，其特征在于，所述安装架包括若干安装杆和安装台，安装杆的外端固定连接在外筒顶部，安装台固定连接在安装杆的内端，驱动件安装在安装台上。

8.根据权利要求1所述的一种改性聚氨酯材料的制备方法，其特征在于，所述改性聚氨酯材料的制备设备包括超声波发生器；超声波发生器安装在外筒的内部，用于产生超声波便于溶解。

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