CN115433347B - 一种聚对苯二甲酸乙二醇酯改性材料的制备方法及设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种聚对苯二甲酸乙二醇酯改性材料的制备方法及设备，涉及对苯二甲酸乙二醇酯改性技术领域，解决了现有技术中进气管正对内筒导致内筒在进气管的位置温度过高远离进气管的位置温度较低导致内筒受热不均匀的问题，包括内筒，内筒的外侧安装有夹套，夹套与内筒之间安装有与夹套固定连接的支撑块，支撑块与内筒转动连接，且夹套上连通有进气管和出气管，此智能化呼叫中心安全监控系统，通过设置有聚气组件和搅动组件以及旋转组件，进而使得蒸气能够均匀对内筒进行加热，从而解决了现有技术中进气管正对内筒导致内筒在进气管的位置温度过高远离进气管的位置温度较低导致内筒受热不均匀的问题。
Description
技术领域
本发明涉及对苯二甲酸乙二醇酯改性技术领域，具体为一种聚对苯二甲酸乙二醇酯改性材料的制备方法及设备。
背景技术
聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)是目前最重要的合成材料之一，主要应用于生产纤维、薄膜及饮料瓶等，PET价格低廉，具有优良的耐磨性、耐热性、耐化学药品性、电绝缘性和力学强度高等特性，因此，20世纪60年代便开始了作为工程塑料的应用开发。目前PET工程塑料已应用于汽车、电机、电子、家用电器及机械等行业。
目前，聚合釜一般由釜体、夹套、搅拌器、传动装置、轴封装置、支承等组成，在对对苯二甲酸乙二醇酯改性的物料反应过程中，需要对内筒进行加热，使其达到物料反应的温度，现有技术中，内筒的加热一般采用进气管向内筒和夹套之间输送高温蒸气，通过蒸气的作用对内筒进行加热，但是现有技术中的进气管一般正对于内筒，进而内筒在正对于进气管的位置处温度比其他位置温度高，从而导致内筒受热不均匀，因此导致物料受热不均匀，从而影响物料的反应，为此，我们提出一种聚对苯二甲酸乙二醇酯改性材料的制备方法及设备。
发明内容
本发明的目的在于提供一种避免蒸气直接正对内筒输送从而便于内筒的均匀受热的聚对苯二甲酸乙二醇酯改性材料的制备方法及设备，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种聚对苯二甲酸乙二醇酯改性材料的制备方法，包括以下步骤：
S1.在催化剂存在下，将乙二醇、对苯二甲酸和结晶促进剂进行反应，得到反应产物；
S2.将所述反应产物脱除过量未反应的乙二醇，然后在缩聚反应条件下进行缩聚，得到改性聚对苯二甲酸乙二醇酯；
其中，所述结晶促进剂选自离聚物，所述离聚物的非离子型骨架链为乙烯-甲基丙烯酸共聚物；
所述催化剂包括组分a、组分c和任选的组分b；
组分a为至少一种由化学式RE(R1)3表示的化合物，其中，RE为稀土金属元素，R1为选自卤素、烷氧基、芳氧基、乙酰丙酮基、R2COO-基团以及它们的水合物中的至少一种，R2为C1-C30的烷基；
组分b为选自化学式M(OR3)x1、M2Ox2和M(-OOCR4)x3表示的化合物中的至少一种，其中，M为钛或锌，x1、x2和x3各自独立地为2、3或4，R3为C1-C10的烷基，R4为C1-C30的烷基；
组分c为磷化合物；
组分a、组分b与组分c的重量比为1:(0～2)：(0.01～10)。
一种聚对苯二甲酸乙二醇酯改性材料的制备设备，包括内筒，所述内筒的外侧安装有夹套，所述夹套与所述内筒之间安装有与所述夹套固定连接的支撑块，所述支撑块与所述内筒转动连接，且所述夹套上连通有进气管和出气管；还包括聚气组件，用于聚集蒸气的所述聚气组件安装于所述夹套与所述内筒之间，且与所述进气管相连通；搅动组件，用于对所述聚气组件中蒸气进行搅动的所述搅动组件与所述聚气组件相连接；旋转组件，用于带动所述内筒旋转的所述旋转组件安装于所述内筒上，且与所述搅动组件相连接，避免蒸气直接正对内筒输送从而便于内筒的均匀受热。
优选的，所述聚气组件包括与所述进气管相连通的聚气盒，所述聚气盒与所述夹套固定连接，且所述聚气盒的一侧开设有若干组出气孔，所述出气孔内安装有密封块，所述密封块的一端固定连接有密封板，所述密封板上连接有与所述聚气盒相连接的弹性件，有利于聚合蒸气，使得蒸气通过出气孔排出，进而便于内筒均匀受热。
优选的，所述弹性件包括与所述密封板固定连接的连接柱，所述连接柱与所述聚气盒滑动连接，且所述连接柱的外表面套设有弹簧，所述弹簧的一端与所述聚气盒固定连接，且另一端固定连接有与所述连接柱固定连接的连接块，有利于密封块以及密封板复位密封聚气盒。
优选的，所述搅动组件包括多组安装于所述聚气盒内且与所述聚气盒转动连接的转动轴，所述转动轴的外表面固定连接有搅动叶片，所述转动轴的一端延伸至所述聚气盒的外侧且固定连接有第一平齿轮，所述第一平齿轮上连接有转动件，有利于对聚气盒内部的蒸气进行搅动，加速蒸气充满聚气盒。
优选的，所述转动件包括多组齿条，多组所述齿条分别与多组所述第一平齿轮啮合连接，且所述齿条的一侧固定连接有与所述聚气盒滑动连接的连接板，所述聚气盒上开设有与所述连接板相适配的滑槽，且所述连接板上固定连接有螺纹块，所述螺纹块上螺纹连接有往复丝杆，所述的底端连接有驱动件，且顶端与旋转组件相连接，有利于带动第一平齿轮转动。
优选的，所述驱动件包括固定与所述夹套外表面的支架，所述支架上固定连接有驱动电机，所述驱动电机的输出端固定连接有第一联轴器，所述第一联轴器的一端固定连接有延伸至所述夹套内且与所述夹套转动连接的驱动轴，所述驱动轴的一端固定连接有与所述往复丝杆固定连接的第二联轴器，有利于提供稳定的驱动力。
优选的，所述旋转组件包括与所述往复丝杆固定连接的第三联轴器，所述第三联轴器的一端固定连接有连接轴，所述连接轴的一端固定连接有第二平齿轮，所述第二平齿轮的外侧啮合有与所述内筒固定连接的齿轮环，有利于带动内筒转动，便于内筒均匀受热。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明通过设置有聚气组件和搅动组件以及旋转组件，进而通过设置的聚气组件将通过进气管进入聚气盒内的蒸气进行聚合，且通过搅动组件的作用将聚气盒内的蒸气均匀分散至聚气盒内，当聚气盒内的气压达到一定数值后，此时气压将会推动密封块以及密封板移动，从而使得出气孔打开，进而使得蒸气从多组出气孔均匀喷至夹套与内筒之间，且通过旋转组件的作用使得内筒转动，进而使得蒸气能够均匀对内筒进行加热，从而解决了现有技术中进气管正对内筒导致内筒在进气管的位置温度过高远离进气管的位置温度较低导致内筒受热不均匀的问题。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图；
图2为本发明剖面结构示意图；
图3为本发明图2去除内筒后结构示意图；
图4为本发明局部结构示意图；
图5为本发明聚气组件与搅动组件连接结构示意图；
图6为本发明图5中A区结构示意图；
图7为本发明聚气组件爆炸结构示意图；
图8为本发明搅动组件结构示意图；
图9为本发明图8中B区结构示意图；
图10为本发明图8中C区结构示意图；
图11为本发明旋转组件结构示意图。
图中：1-内筒；2-支撑块；3-夹套；4-进气管；5-出气管；6-聚气组件；7-搅动组件；8-旋转组件；9-聚气盒；10-出气孔；11-密封块；12-密封板；13-弹性件；14-连接柱；15-连接块；16-弹簧；17-转动轴；18-搅动叶片；19-第一平齿轮；20-转动件；21-齿条；22-连接板；23-螺纹块；24-往复丝杆；25-驱动件；26-支架；27-驱动电机；28-第一联轴器；29-驱动轴；30-第二联轴器；31-第三联轴器；32-连接轴；33-第二平齿轮；34-齿轮环；35-滑槽。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
请参阅图1-图4说明实施例1，图示中一种聚对苯二甲酸乙二醇酯改性材料的制备设备，包括内筒1，内筒1的外侧安装有夹套3，夹套3与内筒1之间安装有与夹套3固定连接的支撑块2，支撑块2与内筒1转动连接，且夹套3上连通有进气管4和出气管5；聚气组件6，用于聚集蒸气的聚气组件6安装于夹套3与内筒1之间，且与进气管4相连通；搅动组件7，用于对聚气组件6中蒸气进行搅动的搅动组件7与聚气组件6相连接；旋转组件8，用于带动内筒1旋转的旋转组件8安装于内筒1上，且与搅动组件7相连接。
请参阅图5-图7，图示中的聚气组件6包括与进气管4相连通的聚气盒9，聚气盒9与夹套3固定连接，且聚气盒9的一侧开设有若干组出气孔10，出气孔10内安装有密封块11，密封块11的一端固定连接有密封板12，密封板12上连接有与聚气盒9相连接的弹性件13。
请参阅图5和图6，图示中的弹性件13包括与密封板12固定连接的连接柱14，连接柱14与聚气盒9滑动连接，且连接柱14的外表面套设有弹簧16，弹簧16的一端与聚气盒9固定连接，且另一端固定连接有与连接柱14固定连接的连接块15。
请参阅图4-图9，图示中的搅动组件7包括多组安装于聚气盒9内且与聚气盒9转动连接的转动轴17，转动轴17的外表面固定连接有搅动叶片18，转动轴17的一端延伸至聚气盒9的外侧且固定连接有第一平齿轮19，第一平齿轮19上连接有转动件20。
请参阅图8-图10，图示中的转动件20包括多组齿条21，多组齿条21分别与多组第一平齿轮19啮合连接，且齿条21的一侧固定连接有与聚气盒9滑动连接的连接板22，聚气盒9上开设有与连接板22相适配的滑槽35，且连接板22上固定连接有螺纹块23，螺纹块23上螺纹连接有往复丝杆24，的底端连接有驱动件25，且顶端与旋转组件8相连接。
一种聚对苯二甲酸乙二醇酯改性材料的制备方法，包括以下步骤：
S1.在催化剂存在下，将乙二醇、对苯二甲酸和结晶促进剂进行反应，得到反应产物；
S2.将反应产物脱除过量未反应的乙二醇，然后在缩聚反应条件下进行缩聚，得到改性聚对苯二甲酸乙二醇酯；
其中，结晶促进剂选自离聚物，离聚物的非离子型骨架链为乙烯-甲基丙烯酸共聚物；
催化剂包括组分a、组分c和任选的组分b；
组分a为至少一种由化学式RE(R1)3表示的化合物，其中，RE为稀土金属元素，R1为选自卤素、烷氧基、芳氧基、乙酰丙酮基、R2COO-基团以及它们的水合物中的至少一种，R2为C1-C30的烷基；
组分b为选自化学式M(OR3)x1、M2Ox2和M(-OOCR4)x3表示的化合物中的至少一种，其中，M为钛或锌，x1、x2和x3各自独立地为2、3或4，R3为C1-C10的烷基，R4为C1-C30的烷基；
组分c为磷化合物；
组分a、组分b与组分c的重量比为1:(0～2)：(0.01～10)。
本实施方式中，S1.反应：将500g的对苯二甲酸(PTA)、250g的乙二醇(EG)、0.43g的钛酸四丁酯、0.54g的乙酰丙酮钕、0.16g的磷酸三丁酯及0.5g的Surlyn8920加入到2.5L聚合釜中进行反应，反应温度为240℃，反应压力为0.2MPa，反应时间为150min，通过精馏装置排出反应生成的水，反应结束后将聚合釜压力降至常压；
S2.缩聚反应：将聚合釜抽真空为600Pa以排出未反应的乙二醇，时间为80min；继续减压至200Pa，同时将聚合釜升高温度至270℃进行缩聚反应，缩聚反应的时间为80min，聚合釜内的产物达到所需粘度，停止反应，排出产物。
本实施方式中，在通过聚合釜对物料进行反应时，此时需要对反应釜进行加热，此时通过将蒸气通过进气管4输送至聚气盒9内，且在此过程中将会启动驱动件25，进而通过驱动件25的作用将会带动往复丝杆24转动，进而带动螺纹块23延伸往复丝杆24往复移动，进而带动连接板22往复移动，进而带动齿条21往复移动，进而带动第一平齿轮19往复转动，进而带动转动轴17往复转动，进而带动搅动叶片18往复转动，进而对聚气盒9内的蒸气进行搅动，从而使得蒸气快速充满整个聚气盒9，且当聚气盒9内的气压达到一定的数值后，此时聚气盒9内气压的作用将会挤压密封块11，进而带动密封块11以及密封板12移动，因此带动连接柱14移动，从而使得弹簧16压缩，当密封块11移动至远离出气孔10时，此时蒸气将会通过出气孔10进入夹套3与内筒1之间，进入夹套3与内筒1之间后，通过出气管5排除，从而通过高温蒸气的循环对内筒1进行加温，从而便于内筒1内部的物料进行反应。
本实施方式中，在往复丝杆24转动时将会带动旋转组件8运行，进而带动内筒1转动，因此便于蒸气均匀对内筒1进行加热，避免内筒1受热不均匀影响物料的反应。
本实施方式中，驱动电机27优选Y80M1-2型号，驱动电机27的供电接口通过开关连接供电系统，驱动电机27运行电路为常规电机正反转控制程序，电路运行为现有常规电路，本方案中涉及的电路以及控制均为现有技术，在此不进行过多赘述。
实施例2
请参阅图8-图10说明实施例2，本实施方式对实施例1作进一步说明，图示中转动件20包括多组齿条21，多组齿条21分别与多组第一平齿轮19啮合连接，且齿条21的一侧固定连接有与聚气盒9滑动连接的连接板22，聚气盒9上开设有与连接板22相适配的滑槽35，且连接板22上固定连接有螺纹块23，螺纹块23上螺纹连接有往复丝杆24，的底端连接有驱动件25，且顶端与旋转组件8相连接。
请参阅图4和图8，图示中的驱动件25包括固定与夹套3外表面的支架26，支架26上固定连接有驱动电机27，驱动电机27的输出端固定连接有第一联轴器28，第一联轴器28的一端固定连接有延伸至夹套3内且与夹套3转动连接的驱动轴29，驱动轴29的一端固定连接有与往复丝杆24固定连接的第二联轴器30。
本实施方式中，通过启动驱动电机27，进而驱动电机27将会带动第一联轴器28转动，进而带动驱动轴29转动，进而带动第二联轴器30转动，进而带动与之固定连接的往复丝杆24转动，因此使得转动件20运行。
实施例3
请参阅图1-图4说明实施例3，本实施方式对实施例1作进一步说明，图示中一种聚对苯二甲酸乙二醇酯改性材料的制备设备，包括内筒1，内筒1的外侧安装有夹套3，夹套3与内筒1之间安装有与夹套3固定连接的支撑块2，支撑块2与内筒1转动连接，且夹套3上连通有进气管4和出气管5；聚气组件6，用于聚集蒸气的聚气组件6安装于夹套3与内筒1之间，且与进气管4相连通；搅动组件7，用于对聚气组件6中蒸气进行搅动的搅动组件7与聚气组件6相连接；旋转组件8，用于带动内筒旋转的旋转组件8安装于内筒1上，且与搅动组件7相连接。
请参阅图4和图11，图示中的旋转组件8包括与往复丝杆24固定连接的第三联轴器31，第三联轴器31的一端固定连接有连接轴32，连接轴32的一端固定连接有第二平齿轮33，第二平齿轮33的外侧啮合有与内筒1固定连接的齿轮环34。
本实施方式中，在往复丝杆24转动时将会带动第三联轴器31转动，进而带动连接轴32转动，进而带动与之固定连接的第二平齿轮33转动，进而带动齿轮环34转动，进而带动内筒1转动，进而便于内筒1均匀受热。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (1)
1.一种聚对苯二甲酸乙二醇酯改性材料的制备设备，其特征在于，包括：
内筒（1），所述内筒（1）的外侧安装有夹套（3），所述夹套（3）与所述内筒（1）之间安装有与所述夹套（3）固定连接的支撑块（2），所述支撑块（2）与所述内筒（1）转动连接，且所述夹套（3）上连通有进气管（4）和出气管（5）；
还包括：
聚气组件（6），用于聚集蒸气的所述聚气组件（6）安装于所述夹套（3）与所述内筒（1）之间，且与所述进气管（4）相连通；
搅动组件（7），用于对所述聚气组件（6）中蒸气进行搅动的所述搅动组件（7）与所述聚气组件（6）相连接；
旋转组件（8），用于带动所述内筒（1）旋转的所述旋转组件（8）安装于所述内筒（1）上，且与所述搅动组件（7）相连接；
所述聚气组件（6）包括与所述进气管（4）相连通的聚气盒（9），所述聚气盒（9）与所述夹套（3）固定连接，且所述聚气盒（9）的一侧开设有若干组出气孔（10），所述出气孔（10）内安装有密封块（11），所述密封块（11）的一端固定连接有密封板（12），所述密封板（12）上连接有与所述聚气盒（9）相连接的弹性件（13）；
所述弹性件（13）包括与所述密封板（12）固定连接的连接柱（14），所述连接柱（14）与所述聚气盒（9）滑动连接，且所述连接柱（14）的外表面套设有弹簧（16），所述弹簧（16）的一端与所述聚气盒（9）固定连接，且另一端固定连接有与所述连接柱（14）固定连接的连接块（15）；
所述搅动组件（7）包括多组安装于所述聚气盒（9）内且与所述聚气盒（9）转动连接的转动轴（17），所述转动轴（17）的外表面固定连接有搅动叶片（18），所述转动轴（17）的一端延伸至所述聚气盒（9）的外侧且固定连接有第一平齿轮（19），所述第一平齿轮（19）上连接有转动件（20）；
所述转动件（20）包括多组齿条（21），多组所述齿条（21）分别与多组所述第一平齿轮（19）啮合连接，且所述齿条（21）的一侧固定连接有与所述聚气盒（9）滑动连接的连接板（22），所述聚气盒（9）上开设有与所述连接板（22）相适配的滑槽（35），且所述连接板（22）上固定连接有螺纹块（23），所述螺纹块（23）上螺纹连接有往复丝杆（24），底端连接有驱动件（25），且顶端与旋转组件（8）相连接；
所述驱动件（25）包括固定于所述夹套（3）外表面的支架（26），所述支架（26）上固定连接有驱动电机（27），所述驱动电机（27）的输出端固定连接有第一联轴器（28），所述第一联轴器（28）的一端固定连接有延伸至所述夹套（3）内且与所述夹套（3）转动连接的驱动轴（29），所述驱动轴（29）的一端固定连接有与所述往复丝杆（24）固定连接的第二联轴器（30）；
所述旋转组件（8）包括与所述往复丝杆（24）固定连接的第三联轴器（31），所述第三联轴器（31）的一端固定连接有连接轴（32），所述连接轴（32）的一端固定连接有第二平齿轮（33），所述第二平齿轮（33）的外侧啮合有与所述内筒（1）固定连接的齿轮环（34）。
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