CN115608314B - 一种聚酰亚胺用生产设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及材料生产技术领域，具体为一种聚酰亚胺用生产设备，包括反应炉、铰接在反应炉顶端的炉盖、固定安装在炉盖上端的多个进料管、固定安装在反应炉底部的出料管，所述炉盖的上端固定安装有电机，所述反应炉的内部转动安装有驱动杆，所述电机的输出端和驱动杆的顶端固定连接，所述驱动杆的底端固定安装有多个搅拌杆，所述反应炉的内部设有用于析出聚酰亚胺固体的真空干燥机构。本发明通过设置缓冲箱、导气管、通气管等机构，将原料从进料管投入反应炉中，制得PI溶液后启动电机，电机带动驱动杆在反应炉的内部转动，从而带动搅拌杆对溶液进行搅拌，防止PI溶液内部的溶质析出，之后启动抽气泵，通过抽气管将反应炉内部的空气抽出。

Description

一种聚酰亚胺用生产设备

技术领域

本发明涉及材料生产技术领域，具体为一种聚酰亚胺用生产设备。

背景技术

聚酰亚胺指主链上含有酰亚胺环的一类聚合物，是综合性能最佳的有机高分子材料之一。其耐高温达400°C以上 ，长期使用温度范围-200～300°C，部分无明显熔点，高绝缘性能。根据重复单元的化学结构，聚酰亚胺可以分为脂肪族、半芳香族和芳香族聚酰亚胺三种，聚酰亚胺作为一种特种工程材料，已广泛应用在航空、航天、微电子、纳米、液晶、分离膜、激光等领域。

聚酰亚胺（PI）的生产过程：将原材料酮酐提前溶解高沸点的二甲基乙酰胺（DMAC）溶剂中，然后将2-乙烯酸酯（或己二酸二甲酯,DMA或TMA）滴加至上述酮酐溶液中，滴加20小时左右滴加完（基本滴加时间都控制在20小时左右，与反应釜大小无关），完成后90℃反应20小时，得到PI溶液（溶液浓度约20%左右）；然后将PI溶液通过分液盘滴加至丙酮溶剂中，析出PI丝状沉淀物，过滤后经离心、真空干燥得到PI固体，再经机械或气流式粉碎机得到粒径为15微米左右的PI粉末。

但是PI的制备过程中，由于丙酮与DMAC共沸，所以DMAC溶剂的回收问题待解决，有机废液太多，回收难，回收成本高。

为此，提出一种聚酰亚胺用生产设备。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明提供一种聚酰亚胺用生产设备，本发明所要解决的技术问题是：PI的制备过程中，由于反应釜中各溶液的沸点不一致，导致有机废液太多，回收困难。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种聚酰亚胺用生产设备，包括反应炉、铰接在反应炉顶端的炉盖、固定安装在炉盖上端的多个进料管、固定安装在反应炉底部的出料管，所述炉盖的上端固定安装有电机，所述反应炉的内部转动安装有驱动杆，所述电机的输出端和驱动杆的顶端固定连接，所述驱动杆的底端固定安装有多个搅拌杆，所述反应炉的内部设有用于析出聚酰亚胺固体的真空干燥机构；

所述真空干燥机构包括固定安装在炉盖上端的缓冲箱，所述电机固定安装在缓冲箱的上端，所述缓冲箱的侧壁上固定安装有两个对称设置的进气管，所述进气管的另一端连通现有高温气体装置，所述反应炉的侧壁上固定安装有抽气管，且抽气管的另一端和真空泵连通，所述电机的输出端和驱动杆的顶端之间固定安装有导气管，所述导气管的侧壁上开设有多个对称设置的通气口，所述通气口设于缓冲箱的内部，所述导气管上固定安装有多个通气管，所述通气管的底部固定安装有多个喷气管，所述通气管和导气管连通，所述反应炉的内部开设有内腔，且内腔的内部设有200摄氏度的热油。

在一个优选的实施方式中，所述反应炉的内部设有用于清理反应炉内壁晶体的刮除机构，所述刮除机构包括固定安装在驱动杆上的两个固定板，两个所述固定板的侧壁上均固定安装有第一轴承，两个所述第一轴承之间固定安装有转杆，所述转杆上固定安装有固定架，所述转杆的顶端贯穿固定架的侧壁并延长至固定架的上端，所述固定架的侧壁上固定安装有多个第二轴承，同侧边上下的两个所述第二轴承之间固定安装有刷辊，所述转杆上固定安装有毛刷。

在一个优选的实施方式中，所述驱动杆和转杆的上端之间固定连接有卷簧，且每个对称位置的卷簧分别顺逆缠绕在转杆上。

在一个优选的实施方式中，所述导气管的底端固定安装有第三轴承，所述驱动杆的顶端固定安装在第三轴承的内部，所述驱动杆上固定安装有螺带搅拌器。

在一个优选的实施方式中，所述反应炉上设有用于提醒工作人员的提醒机构，所述提醒机构包括固定连接在通气管底部的弹性绳，所述弹性绳的底端固定安装有球壳，所述球壳的底部开设有凹槽，所述球壳的底壁上固定安装有压力传感器，所述球壳的内部设有浮球，所述反应炉的一侧固定安装有警示灯。

在一个优选的实施方式中，所述喷气管和通气管之间的夹角为45°，且驱动杆两侧的喷气管对称设置。

在一个优选的实施方式中，所述刷辊的材料采用顺丁橡胶。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、本发明通过设置缓冲箱、导气管、通气管等机构，将原料从进料管投入反应炉中，制得PI溶液后启动电机，电机带动驱动杆在反应炉的内部转动，从而带动搅拌杆对溶液进行搅拌，防止PI溶液内部的溶质析出，之后启动抽气泵，通过抽气管将反应炉内部的空气抽出，随着反应炉内部的空气逐渐被抽离，炉内渐渐产生负压，进气管端连通的高温气体在负压的带动下首先进入缓冲箱内部，防止气体容量过多而集聚在反应炉内部，高温气体从通气口进入导气管中，再从喷气管内部进行雾化后喷向反应炉的内部，实现对PI溶液的高温干燥。

2、本发明通过设置固定板、第一轴承、转杆等机构，驱动杆转动时带动两个固定板的旋转，刷辊和反应炉的内壁接触，在固定板旋转时带动刷辊沿着炉壁公转，刷辊随着第二轴承发生自转，对反应炉内壁上的晶体进行刮除，同时转杆随着第一轴承发生转动，进而带动毛刷对刷辊表面进行刷洗，将刷辊表面附着的晶体扫除，防止晶体附着在刷辊上而导致产品质量损失。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的正剖图；

图3为本发明的真空干燥机构放大图；

图4为本发明的刮除机构放大图；

图5为本发明的提醒机构放大图；

图6为本发明的图2中A处结构放大图。

图中：1、反应炉；2、炉盖；3、进料管；4、出料管；51、电机；52、驱动杆；53、搅拌杆；6、真空干燥机构；61、缓冲箱；62、进气管；63、抽气管；64、导气管；65、通气口；66、通气管；67、喷气管；68、内腔；7、刮除机构；71、固定板；72、第一轴承；73、转杆；74、固定架；75、第二轴承；76、刷辊；77、毛刷；78、卷簧；81、第三轴承；82、螺带搅拌器；9、提醒机构；91、弹性绳；92、球壳；93、凹槽；94、压力传感器；95、浮球；96、警示灯。

具体实施方式

下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，另外，在以下的实施方式中记载的各结构的形态只不过是例示，本发明所涉及的一种聚酰亚胺用生产设备并不限定于在以下的实施方式中记载的各结构，在本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施方式都属于本发明保护的范围。

参照图1-图3，本发明提供了一种聚酰亚胺用生产设备，包括反应炉1、铰接在反应炉1顶端的炉盖2、固定安装在炉盖2上端的多个进料管3、固定安装在反应炉1底部的出料管4，炉盖2的上端固定安装有电机51，反应炉1的内部转动安装有驱动杆52，电机51的输出端和驱动杆52的顶端固定连接，驱动杆52的底端固定安装有多个搅拌杆53，反应炉1的内部设有用于析出聚酰亚胺固体的真空干燥机构6；

真空干燥机构6包括固定安装在炉盖2上端的缓冲箱61，电机51固定安装在缓冲箱61的上端，缓冲箱61的侧壁上固定安装有两个对称设置的进气管62，进气管62的另一端连通现有高温气体装置，反应炉1的侧壁上固定安装有抽气管63，且抽气管63的另一端和真空泵连通，电机51的输出端和驱动杆52的顶端之间固定安装有导气管64，导气管64的侧壁上开设有多个对称设置的通气口65，通气口65设于缓冲箱61的内部，导气管64上固定安装有多个通气管66，通气管66的底部固定安装有多个喷气管67，通气管66和导气管64连通，反应炉1的内部开设有内腔68，且内腔68的内部设有200摄氏度的热油。

与现有技术相比，本发明通过设置缓冲箱61、导气管64、通气管66等机构，将原料从进料管3投入反应炉1中，制得PI溶液后启动电机51，电机51带动驱动杆52在反应炉1的内部转动，从而带动搅拌杆53对溶液进行搅拌，防止PI溶液内部的溶质析出，之后启动抽气泵，通过抽气管63将反应炉1内部的空气抽出，随着反应炉1内部的空气逐渐被抽离，炉内渐渐产生负压，进气管62端连通的高温气体在负压的带动下首先进入缓冲箱61内部，防止气体容量过多而集聚在反应炉1内部，高温气体从通气口65进入导气管64中，再从喷气管67内部进行雾化后喷向反应炉1的内部，实现对PI溶液的高温干燥；其中内腔68中的高温热油使得反应炉1内部的温度持续保持在稳定的温度下，防止反应炉1内部溶液冷却，保证内部溶质不粘结。

参照图2-图6，反应炉1的内部设有用于清理反应炉1内壁晶体的刮除机构7，刮除机构7包括固定安装在驱动杆52上的两个固定板71，两个固定板71的侧壁上均固定安装有第一轴承72，两个第一轴承72之间固定安装有转杆73，转杆73上固定安装有固定架74，转杆73的顶端贯穿固定架74的侧壁并延长至固定架74的上端，固定架74的侧壁上固定安装有多个第二轴承75，同侧边上下的两个第二轴承75之间固定安装有刷辊76，转杆73上固定安装有毛刷77。

本申请实施例中，本发明通过设置固定板71、第一轴承72、转杆73等机构，驱动杆52转动时带动两个固定板71的旋转，刷辊76和反应炉1的内壁接触，在固定板71旋转时带动刷辊76沿着炉壁公转，刷辊76随着第二轴承75发生自转，对反应炉1内壁上的晶体进行刮除，同时转杆73随着第一轴承72发生转动，进而带动毛刷77对刷辊76表面进行刷洗，将刷辊76表面附着的晶体扫除，防止晶体附着在刷辊76上而导致产品质量损失。

参照图2、图5、图6，驱动杆52和转杆73的上端之间固定连接有卷簧78，且每个对称位置的卷簧78分别顺逆缠绕在转杆73上。

本申请实施例中，本发明通过设置卷簧78等机构，驱动杆52转动时带动卷簧78形成收卷，并且当卷簧78收卷到极限时在自转力的作用下反向伸长，进一步加强转杆73在固定板71上的转动，使得转杆73的转动和刷辊76的旋转形成错位，以便毛刷77对刷辊76表面充分清理。

参照图4、图5，导气管64的底端固定安装有第三轴承81，驱动杆52的顶端固定安装在第三轴承81的内部，驱动杆52上固定安装有螺带搅拌器82。

本申请实施例中，导气管64在电机51的带动下旋转，导气管64带动第三轴承81转动，驱动杆52随着第三轴承81转动的同时也发生自转，进而带动螺带搅拌器82对溶液进行搅拌，加速晶体的析出。

参照图2、图5，反应炉1上设有用于提醒工作人员的提醒机构9，提醒机构9包括固定连接在通气管66底部的弹性绳91，弹性绳91的底端固定安装有球壳92，球壳92的底部开设有凹槽93，球壳92的底壁上固定安装有压力传感器94，球壳92的内部设有浮球95，反应炉1的一侧固定安装有警示灯96。

本申请实施例中，本发明通过设置弹性绳91、球壳92、压力传感器94等机构，通气管66旋转时通过弹性绳91带动球壳92产生向心力，并且溶液浓度高时，溶液从凹槽93进入球壳92的内部，使得浮球95漂浮在球壳92的内部，避免浮球95挤压压力传感器94，当工作结束后溶液的浓度降低，浮球95在自身重力的作用下下降并挤压压力传感器94，压力传感器94通过CPU将数据传递给控制器并控制警示灯96发光，对工作人员进行提醒，方便对晶体进行收集。

参照图2，喷气管67和通气管66之间的夹角为45°，且驱动杆52两侧的喷气管67对称设置。

本申请实施例中，通气管66和喷气管67之间形成45°夹角，使得喷气管67对反应炉1内部进行全面覆盖，使得喷气管67对反应炉1内部全面进行喷洒，方便晶体的充分析出。

参照图2，刷辊76的材料采用顺丁橡胶。

本申请实施例中，顺丁橡胶，具有高弹性、耐磨性、耐腐蚀性等特性，使得刷辊76对反应炉1内壁刮除的同时能够对炉壁进行良好的保护，并且刷辊76自身的使用寿命更长。

工作原理：将原料从进料管3投入反应炉1中，制得PI溶液后启动电机51，其中将原材料酮酐提前溶解高沸点的二甲基乙酰胺（DMAC）溶剂中，然后将2-乙烯酸酯（或己二酸二甲酯,DMA或TMA）滴加至上述酮酐溶液中，滴加20小时左右滴加完（基本滴加时间都控制在20小时左右，与反应釜大小无关），完成后90℃反应20小时，得到PI溶液，电机51带动驱动杆52在反应炉1的内部转动，从而带动搅拌杆53对PI溶液进行搅拌，防止PI溶液内部的溶质析出，之后启动抽气泵，通过抽气管63将反应炉1内部的空气抽出，随着反应炉1内部的空气逐渐被抽离，炉内渐渐产生负压，进气管62端连通的高温气体在负压的带动下首先进入缓冲箱61内部，防止气体容量过多而集聚在反应炉1内部，高温气体从通气口65进入导气管64中，再从喷气管67内部喷向反应炉1的内部，其中内腔68中的高温热油使得反应炉1内部的温度持续保持在稳定的温度下，

驱动杆52转动时带动两个固定板71的旋转，刷辊76和反应炉1的内壁接触，在固定板71旋转时带动刷辊76沿着炉壁公转，刷辊76随着第二轴承75发生自转，对反应炉1内壁上的晶体进行刮除，同时转杆73随着第一轴承72发生转动，进而带动毛刷77对刷辊76表面进行刷洗，将刷辊76表面附着的晶体扫除，驱动杆52转动时带动卷簧78形成收卷，并且当卷簧78收卷到极限时在自转力的作用下反向伸长，进一步加强转杆73在固定板71上的转动，使得转杆73的转动和刷辊76的旋转方向形成错位，使得刷辊76旋转的周长大于转杆73的旋转周长，使得毛刷77持续接触转杆73，以便毛刷77对刷辊76表面充分清理，导气管64带动第三轴承81转动，驱动杆52随着第三轴承81转动的同时也发生自转，进而带动螺带搅拌器82对溶液进行搅拌，通气管66旋转时通过弹性绳91带动球壳92产生向心力，并且溶液浓度高时，溶液从凹槽93进入球壳92的内部，使得浮球95漂浮在球壳92的内部，避免浮球95挤压压力传感器94，当工作结束后溶液的浓度降低，浮球95在自身重力的作用下下降并挤压压力传感器94，压力传感器94通过CPU将数据传递给控制器并控制警示灯96发光，对工作人员进行提醒。

最后应说明的几点是：首先，在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变，则相对位置关系可能发生改变；

其次：本发明公开实施例附图中，只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计，在不冲突情况下，本发明同一实施例及不同实施例可以相互组合；

最后：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种聚酰亚胺用生产设备，包括反应炉（1）、铰接在反应炉（1）顶端的炉盖（2）、固定安装在炉盖（2）上端的多个进料管（3）、固定安装在反应炉（1）底部的出料管（4），其特征在于：所述炉盖（2）的上端固定安装有电机（51），所述反应炉（1）的内部转动安装有驱动杆（52），所述电机（51）的输出端和驱动杆（52）的顶端固定连接，所述驱动杆（52）的底端固定安装有多个搅拌杆（53），所述反应炉（1）的内部设有用于析出聚酰亚胺固体的真空干燥机构（6）；

所述真空干燥机构（6）包括固定安装在炉盖（2）上端的缓冲箱（61），所述电机（51）固定安装在缓冲箱（61）的上端，所述缓冲箱（61）的侧壁上固定安装有两个对称设置的进气管（62），所述进气管（62）的另一端连通现有高温气体装置，所述反应炉（1）的侧壁上固定安装有抽气管（63），且抽气管（63）的另一端和真空泵连通，所述电机（51）的输出端和驱动杆（52）的顶端之间固定安装有导气管（64），所述导气管（64）的侧壁上开设有多个对称设置的通气口（65），所述通气口（65）设于缓冲箱（61）的内部，所述导气管（64）上固定安装有多个通气管（66），所述通气管（66）的底部固定安装有多个喷气管（67），所述通气管（66）和导气管（64）连通，所述反应炉（1）的内部开设有内腔（68），且内腔（68）的内部设有200摄氏度的热油；

所述反应炉（1）的内部设有用于清理反应炉（1）内壁晶体的刮除机构（7），所述刮除机构（7）包括固定安装在驱动杆（52）上的两个固定板（71），两个所述固定板（71）的侧壁上均固定安装有第一轴承（72），两个所述第一轴承（72）之间固定安装有转杆（73），所述转杆（73）上固定安装有固定架（74），所述转杆（73）的顶端贯穿固定架（74）的侧壁并延长至固定架（74）的上端，所述固定架（74）的侧壁上固定安装有多个第二轴承（75），同侧边上下的两个所述第二轴承（75）之间固定安装有刷辊（76），所述转杆（73）上固定安装有毛刷（77）；

所述驱动杆（52）和转杆（73）的上端之间固定连接有卷簧（78），且每个对称位置的卷簧（78）分别顺逆缠绕在转杆（73）上；

所述导气管（64）的底端固定安装有第三轴承（81），所述驱动杆（52）的顶端固定安装在第三轴承（81）的内部，所述驱动杆（52）上固定安装有螺带搅拌器（82）；

所述反应炉（1）上设有用于提醒工作人员的提醒机构（9），所述提醒机构（9）包括固定连接在通气管（66）底部的弹性绳（91），所述弹性绳（91）的底端固定安装有球壳（92），所述球壳（92）的底部开设有凹槽（93），所述球壳（92）的底壁上固定安装有压力传感器（94），所述球壳（92）的内部设有浮球（95），所述反应炉（1）的一侧固定安装有警示灯（96）；

所述喷气管（67）和通气管（66）之间的夹角为45°，且驱动杆（52）两侧的喷气管（67）对称设置；

所述刷辊（76）的材料采用顺丁橡胶。

2.根据权利要求1所述的一种聚酰亚胺用生产设备，其特征在于，包括以下操作步骤：

S1、将原料从进料管（3）投入反应炉（1）中，制得PI溶液后启动电机（51），其中将原材料酮酐提前溶解高沸点的二甲基乙酰胺溶剂中，然后将2-乙烯酸酯滴加至上述酮酐溶液中，滴加20小时滴加完，完成后90℃反应20小时，得到PI溶液，电机（51）带动驱动杆（52）在反应炉（1）的内部转动，从而带动搅拌杆（53）对PI溶液进行搅拌，防止PI溶液内部的溶质析出，之后启动抽气泵，通过抽气管（63）将反应炉（1）内部的空气抽出，随着反应炉（1）内部的空气逐渐被抽离，炉内渐渐产生负压，进气管（62）端连通的高温气体在负压的带动下首先进入缓冲箱（61）内部，防止气体容量过多而集聚在反应炉（1）内部，高温气体从通气口（65）进入导气管（64）中，再从喷气管（67）内部喷向反应炉（1）的内部，其中内腔68中的高温热油使得反应炉（1）内部的温度持续保持在稳定的温度下；

S2、驱动杆（52）转动时带动两个固定板（71）的旋转，刷辊（76）和反应炉（1）的内壁接触，在固定板（71）旋转时带动刷辊（76）沿着炉壁公转，刷辊（76）随着第二轴承（75）发生自转，对反应炉（1）内壁上的晶体进行刮除，同时转杆（73）随着第一轴承（72）发生转动，进而带动毛刷（77）对刷辊（76）表面进行刷洗，将刷辊（76）表面附着的晶体扫除，驱动杆（52）转动时带动卷簧（78）形成收卷，并且当卷簧（78）收卷到极限时在自转力的作用下反向伸长，进一步加强转杆（73）在固定板（71）上的转动，使得转杆（73）的转动和刷辊（76）的旋转方向形成错位，使得刷辊（76）旋转的周长大于转杆（73）的旋转周长，使得毛刷（77）持续接触转杆（73），以便毛刷（77）对刷辊（76）表面充分清理，导气管（64）带动第三轴承（81）转动，驱动杆（52）随着第三轴承（81）转动的同时也发生自转，进而带动螺带搅拌器（82）对溶液进行搅拌，通气管（66）旋转时通过弹性绳（91）带动球壳（92）产生向心力，并且溶液浓度高时，溶液从凹槽（93）进入球壳（92）的内部，使得浮球（95）漂浮在球壳（92）的内部，避免浮球（95）挤压压力传感器（94），当工作结束后溶液的浓度降低，浮球（95）在自身重力的作用下下降并挤压压力传感器（94），压力传感器（94）通过CPU将数据传递给控制器并控制警示灯（96）发光，对工作人员进行提醒。

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