CN211159656U - 一种阻燃剂生产用自动加料装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种阻燃剂生产用自动加料装置，其解决了现有装置结构设计不合理，存在现有技术中溴化反应不可控、自动化程度低、生产效率低、质量差的技术问题，包括溴化剂合成装置和阻燃剂合成反应装置，溴化剂合成装置和阻燃剂合成反应装置均为设有外夹层的反应釜，溴化剂合成装置的反应釜顶部还分别设有液体原料加料装置和固体粉末加料装置；阻燃剂合成反应装置的顶部还连接设有溴化剂加料管；溴化剂合成装置的出液口与阻燃剂合成反应装置顶部的溴化剂加料管通过第一管路相连接，溴化剂合成装置和阻燃剂合成反应装置之间的第一管路上还连接设有溴化剂计量装置，可广泛应用于阻燃剂生产装置领域。

Description

一种阻燃剂生产用自动加料装置

技术领域

本实用新型属于阻燃剂生产装置领域，具体涉及一种阻燃剂生产用自动加料装置。

背景技术

阻燃剂是一种用于提高有机聚合物阻燃性能的优良助剂，溴系阻燃剂以其优异的阻燃效能、较少的添加量、较低的机械性能损害而被广泛应用。随着全球社会的不断发展，小分子阻燃剂因其存在逃逸性、生物累积毒性、增塑性等诸多缺点而被逐步淘汰，高分子阻燃剂凭借其持久的阻燃性能及较低的机械影响性能成为阻燃剂发展的重要趋势。目前高分子溴系阻燃剂使用最为广泛。

然而，目前高分子溴系阻燃剂的生产方法，主要是采用间歇式溴素溴化法，生产装置仍然是传统的人工控制生产。由于高分子溴系阻燃剂自身高分子材料结构复杂、且官能团较多的结构特点，现有的溴系阻燃剂生产工艺的加料方式及加料速率无法实现有效控制，就容易造成高分子材料分子链断裂、异位溴化、过度溴化等诸多问题，导致产品的溴含量不稳定、热失重过高，不能满足工程塑料的阻燃要求。

同时，传统的原料输送及溴化剂加料速率全部由人工控制，却忽略了化学反应热对于溴化反应的影响，人工控制响应不及时、效率低下，人工成本高，且合成阻燃剂质量差等问题，产品质量差，严重影响了下游客户的使用，阻碍了溴系阻燃剂在高品质工程塑料中的应用。

发明内容

本实用新型针对现有技术中存在的缺点和不足，提供一种反应过程可控，且自动化程度高、清洁环保安全性能显著提高，实现高分子溴系阻燃剂的定位定量溴化、溴化剂各原料配比准确，还避免了过度溴化，保证了高分子材料的定量溴化，设备自动化水平高，生产效率高，设备利用率高的、产品质量显著提高的阻燃剂生产用自动加料装置。

为此，本实用新型提供一种阻燃剂生产用自动加料装置，包括溴化剂合成装置和阻燃剂合成反应装置，溴化剂合成装置和阻燃剂合成反应装置均为设有外夹层的反应釜，反应釜为具有封闭内腔的筒体，筒体内设有其上连接有叶片的搅拌轴，搅拌轴由连接在筒体顶部的动力装置驱动，筒体底部设有出液口；

溴化剂合成装置的反应釜顶部还分别设有液体原料加料装置和固体粉末加料装置；阻燃剂合成反应装置的顶部还连接设有溴化剂加料管；溴化剂合成装置的出液口与阻燃剂合成反应装置顶部的溴化剂加料管通过第一管路相连接，溴化剂合成装置和阻燃剂合成反应装置之间的第一管路上还连接设有溴化剂计量装置。

优选的，溴化剂计量装置包括分别与控制器电连接的第一自动电磁阀和溴化剂计量泵，第一自动电磁阀设于溴化剂合成装置的出液口处，溴化剂计量泵设于阻燃剂合成反应装置顶部的溴化剂加料管上端。

优选的，溴化剂合成装置上的固体粉末加料装置包括依次连接的固体粉末储箱、与控制器电连接的固体粉末输送泵和锥形加料漏斗，锥形加料漏斗的漏斗颈与溴化剂合成装置的反应釜相连接，固体粉末输送泵将固体粉末储箱中的固体原料泵入锥形加料漏斗的漏斗口内。

优选的，位于锥形加料漏斗本体内还连接设有筛网，位于筛网上部的锥形加料漏斗本体内还设有振动搅拌装置。

优选的，液体原料加料装置包括与溴化剂合成装置的反应釜通过第二管路相连接的液体原料储罐，第二管路上还连接设有与控制器电连接的原料计量泵。

优选的，溴化剂合成装置和阻燃剂合成反应装置的反应釜内均连接设有与控制器电连接的温度传感器装置。

优选的，夹层的反应釜为搪瓷反应釜；搅拌轴为锚式搅拌轴装置。

优选的，溴化剂合成装置的外夹层为冷却夹层，冷却夹层底部和上部分别设有冷却液进口和冷却液出口；阻燃剂合成反应装置的外夹层底部、上部分别设有冷却液进口或者蒸汽冷却水疏水口、和冷却液出口或蒸汽进口。

优选的，溴化剂合成装置和阻燃剂合成反应装置的外夹层的进出口上均设有与控制器电连接的自动电磁阀。

优选的，阻燃剂合成反应装置的溴化剂加料管底部下缘为45°斜切口，且深入阻燃剂合成反应装置内反应液面以下；第一管路和第二管路均为钢衬四氟管路。

本实用新型的有益效果是：

(1)本实用新型的阻燃剂生产用自动加料装置，装置结构简单，制作成本低，设备利用率高、生产效率显著提高，产品质量显著提高。

(2)本实用新型的阻燃剂生产用自动加料装置，反应过程可控，且自动化程度高，能快速连续进行加料生产，规模大，单位产量耗能低，实现高分子溴系阻燃剂的定位定量溴化：溴化剂各原料配比准确，避免了过度溴化，保证了高分子材料的定量溴化；还有效降低了化学反应热对溴化反应的影响，避免了异位溴化，实现了高分子材料的定位溴化，产品质量显著提高。

(3)使用过程中，清洁环保安全性能显著提高，设备总体密封性好，避免了环境污染的发生。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是图1中筛网的俯视图的结构示意图。

图中标记：1.溴化剂合成装置，2.阻燃剂合成反应装置，3.搅拌轴，4.溴化剂加料管，5.第一管路，6.减速电机，7.温度传感器装置，8.第一自动电磁阀，9.溴化剂计量泵，10.固体粉末储箱，11.固体粉末输送泵，12.锥形加料漏斗，13.筛网，14.第二管路，15.液体原料储罐，16.原料计量泵，17.自动电磁阀，18.冷却液进口，19.冷却液出口，20.振动搅拌装置，21.外夹层。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，以助于理解本实用新型的内容。本实用新型中所使用的方法如无特殊规定，均为常规的方法；所使用的原料和装置，如无特殊规定，均为常规的市售产品。

如图1-图2所示，本实用新型提供一种阻燃剂生产用自动加料装置，包括溴化剂合成装置1和阻燃剂合成反应装置2，溴化剂合成装置1和阻燃剂合成反应装置2均为设有外夹层21的反应釜，反应釜为具有封闭内腔的筒体，筒体内设有其上连接有叶片的搅拌轴3，搅拌轴3由连接在筒体顶部的动力装置驱动，筒体底部设有出液口；阻燃剂合成反应装置1用于将高分子材料与溴化剂合成装置1配置好的溴化剂与高分子材料进行溴化反应。

溴化剂合成装置1的反应釜顶部还分别设有液体原料加料装置和固体粉末加料装置；阻燃剂合成反应装置2的顶部还连接设有溴化剂加料管4；溴化剂合成装置1的出液口与阻燃剂合成反应装置2顶部的溴化剂加料管4通过第一管路5相连接，溴化剂合成装置1和阻燃剂合成反应装置2之间的第一管路5上还连接设有溴化剂计量装置，用于输送溴化剂合成装置1内配制好的溴化剂，实现阻燃剂合成反应装置2内反应中的溴化剂等各原料配比准确，避免了过度溴化，保证了高分子材料的定量溴化，显著提高合成高分子溴系阻燃剂合成的产品质量。

溴化剂合成装置1和阻燃剂合成反应装置2夹层的反应釜均为搪瓷反应釜，且搅拌轴3均为锚式搅拌轴装置，锚式搅拌用于溴化剂合成装置1和阻燃剂合成反应装置2内部反应液混合反应，促进各个体系内分子碰撞及传热，满足阻燃剂生产需求，显著提高合成效率；搅拌轴3由减速电机6驱动，与反应釜连接处设有密封环装置，使设备总体密封性好，避免了环境污染的发生，安全性显著提高。

溴化剂合成装置1和阻燃剂合成反应装置2的反应釜内均连接设有与控制器电连接的温度传感器装置7。溴化剂计量装置包括分别与控制器电连接的第一自动电磁阀8和溴化剂计量泵9，第一自动电磁阀8设于溴化剂合成装置1的出液口处，溴化剂计量泵9设于阻燃剂合成反应装置2顶部的溴化剂加料管4上端。在溴化剂计量装置中，溴化剂合成装置1的反应釜中配制好的溴化剂经第一自动电磁阀8进入溴化剂计量泵9，经溴化剂加料管4进入阻燃剂合成反应装置2中,溴化剂计量泵9与控制器电连接，阻燃剂合成反应装置2的控制器通过温度传感器装置7感应检测阻燃剂合成反应装置2内部的反应温度变化，来控制溴化剂计量泵9的输出，最终控制反应中溴化剂的加入量。阻燃剂合成反应装置2的溴化剂加料管4底部深入阻燃剂合成反应装置2内反应液面以下，且溴化剂加料管4底部下缘为45°斜切口，且插入阻燃剂合成反应装置2内液面以下5-10cm处时，反应效果最好。

溴化剂合成装置1上的固体粉末加料装置包括依次连接的固体粉末储箱10、与控制器电连接的固体粉末输送泵11和锥形加料漏斗12，锥形加料漏斗12的漏斗颈与溴化剂合成装置1的反应釜相连接，固体粉末输送泵11将固体粉末储箱10中的固体原料泵入锥形加料漏斗12的漏斗口内。固体粉末加料装置用于输送季铵盐等固体相转移催化剂；位于锥形加料漏斗12本体内还连接设有筛网13，筛网13上设有分部均匀的孔径，位于筛网13上部的锥形加料漏斗12本体内还设有振动搅拌装置20，用于打散固体粉末物料，实现固体粉末物料均匀通过筛网。使用时，溴化剂合成装置1上方的固体粉末物料经固体粉末储箱10，通过固体粉末输送泵11输送，将固体原料泵入锥形加料漏斗12的漏斗口内，固体粉末输送泵11与控制器电连接，控制器通过温度传感器7感应溴化剂合成装置1内部的温度，实时监测与固体粉末输送泵11来控制固体粉末储箱10中固体粉末物料的加入量，智能化控制固体粉末物料的加入量，操作简单精确、省时省力，自动化水平高，能快速连续进行加料生产，单位产量耗能低，设备利用率高，符合当今追求的环保节能理念。

液体原料加料装置包括与溴化剂合成装置1的反应釜通过第二管路14相连接的液体原料储罐15，第二管路14上还连接设有与控制器电连接的原料计量泵16，用于输送液溴，装置结构简单、操作安全性高，且自动化控制程度高，便于精确控制溴化反应。在液体原料加料装置中，液溴经液体原料储罐15流入原料计量泵16，第二管路14为钢衬四氟管路，液体原料储罐15与溴化剂合成装置1之间也由钢衬四氟管路连接，控制器通过温度传感器7感应溴化剂合成装置1内部的温度，实时监测与自动智能控制原料计量泵16来控制液体原料储罐15中液溴的加入量，智能化控制液溴的加入量，操作简单精确、省时省力，使用寿命长，且操作安全性高。

溴化剂合成装置1和阻燃剂合成反应装置2的外夹层21的进出口上均设有与控制器电连接的自动电磁阀17。溴化剂合成装置1的外夹层21为冷却夹层，冷却夹层底部和上部分别设有冷却液进口18和冷却液出口19；在溴化剂合成应装置中，冷却液由冷却液进口18进入溴化剂合成装置1的夹层然后，经冷却液出口19流出，流经溴化剂合成应装置1的冷却夹层内的冷却液，用于带走溴化剂合成应装置1中溴化剂配制过程产生的化学反应热，维持溴化剂合成应装置1内温度在恒定值，溴化剂合成装置1的外夹层21的进出口上均设有与控制器电连接的自动电磁阀17，自动电磁阀17与温度传感器7共同连接在控制器上，控制器根据温度传感器7感应溴化剂合成装置1内温度变化，自动控制冷却夹层底部和上部的冷却液进口18和冷却液出口19处的自动电磁阀17开关，调整冷却夹层内部冷却液的流量，从而实现对溴化剂合成装置1内部温度的精确控制，自动化程度高，反应过程可控，实现溴化剂各原料配比准确加入。

阻燃剂合成反应装置2的外夹层21底部、上部分别设有冷却液进口或者蒸汽冷却水疏水口、和冷却液出口或蒸汽进口。在阻燃剂合成反应装置2使用过程中，(1)当需要降温反应时，冷却液由阻燃剂合成反应装置2的外夹层21的冷却液进口进入外夹层21后，经其冷却液出口流出，冷却液用于带走溴化剂反应过程产生的化学反应热，维持阻燃剂合成反应装置2内的反应温度的恒定，且阻燃剂合成反应装置2的冷却液进口和均冷却液出口处设有与控制器电连接的自动电磁阀17，控制器根据温度传感器7感应检测的阻燃剂合成反应装置2中温度变化，控制自动电磁阀17来自动控制调整阻燃剂合成反应装置2的外夹层21中冷却液流量。(2)当需要升温反应时，控制器控制蒸汽由蒸汽进口进阻燃剂合成反应装置2的外夹层21，蒸汽冷却水由阻燃剂合成反应装置2反应釜底部的蒸汽冷却水疏水口处排出，自动控制调整阻燃剂合成反应装置2的外夹层21中蒸汽流量与流速，从而实现对阻燃剂合成反应装置2内部温度的实时有效检测与控制，使整个反应过程可控，且自动化程度高，有效降低了化学反应热对溴化反应的影响，避免了异位溴化，实现了高分子材料的定位溴化，确保合成高分子溴系阻燃剂产品的高质量。

第一管路5和第二管路14均为钢衬四氟管路，满足高分子溴系阻燃剂的生产需求，使用寿命长，维修成本低。

本实用新型的阻燃剂生产用自动加料装置，具体使用步骤如下：

(1)液溴由液体原料储罐15进入溴化剂合成装置1的反应釜内，季铵盐由固体粉末储箱10进入溴化剂合成装置1的反应釜内，通过自动化控制器的控制温度传感器7、原料计量泵16和固体粉末输送泵11以及溴化剂合成装置1的冷却液进口18和冷却液出口19的自动电磁阀17，实现溴化剂合成装置1内溴化剂的自动精确配制；

(2)在阻燃剂合成反应装置2中加入高分子材料及有机溶剂，通过控制器控制适宜的反应温度，控制器再通过溴化剂计量装置精确控制将溴化剂合成装置1的反应釜内配置好的溴化剂，经由溴化剂加料管4进入阻燃剂合成反应装置2的反应釜中与高分子材料进行反应，反应结束后，经一系列后处理工序后，得到高质量的高分子溴系阻燃剂产品。

整个反应过程中通过与控制器电连接的控制温度传感器7，感应检测反应釜内的反应温度，来控制阻燃剂合成反应装置2的外夹层21内的介质的流量与流速，实现对反应温度的实时有效控制。

本实用新型的阻燃剂生产用自动加料装置，实现高分子溴系阻燃剂的定位定量溴化：溴化剂各原料配比准确，避免了过度溴化，保证了高分子材料的定量溴化；还有效降低了化学反应热对溴化反应的影响，避免了异位溴化，实现了高分子材料的定位溴化，产品质量显著提高。

综上，本实用新型的阻燃剂生产用自动加料装置，装置结构简单，制作成本低，设备利用率高、生产效率显著提高，产品质量显著提高；反应过程可控，且自动化程度高，能快速连续进行加料生产，规模大，单位产量耗能低，实现高分子溴系阻燃剂的定位定量溴化；使用过程中，清洁环保安全性能显著提高，符合当今追求的环保节能理念。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“前”、“后”、“内”、“外”、“中间”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具备特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

惟以上所述者，仅为本实用新型的具体实施例而已，当不能以此限定本实用新型实施的范围，故其等同组件的置换，或依本实用新型专利保护范围所作的等同变化与修改，皆应仍属本实用新型权利要求书涵盖之范畴。

Claims (10)

1.一种阻燃剂生产用自动加料装置，其特征在于，包括溴化剂合成装置和阻燃剂合成反应装置，所述溴化剂合成装置和所述阻燃剂合成反应装置均为设有外夹层的反应釜，所述反应釜为具有封闭内腔的筒体，所述筒体内设有其上连接有叶片的搅拌轴，所述搅拌轴由连接在筒体顶部的动力装置驱动，所述筒体底部设有出液口；

所述溴化剂合成装置的反应釜顶部还分别设有液体原料加料装置和固体粉末加料装置；所述阻燃剂合成反应装置的顶部还连接设有溴化剂加料管；所述溴化剂合成装置的出液口与所述阻燃剂合成反应装置顶部的溴化剂加料管通过第一管路相连接，所述溴化剂合成装置和阻燃剂合成反应装置之间的第一管路上还连接设有溴化剂计量装置。

2.根据权利要求1所述的一种阻燃剂生产用自动加料装置，其特征在于，所述溴化剂计量装置包括分别与控制器电连接的第一自动电磁阀和溴化剂计量泵，所述第一自动电磁阀设于所述溴化剂合成装置的出液口处，所述溴化剂计量泵设于所述阻燃剂合成反应装置顶部的溴化剂加料管上端。

3.根据权利要求2所述的一种阻燃剂生产用自动加料装置，其特征在于，所述溴化剂合成装置上的所述固体粉末加料装置包括依次连接的固体粉末储箱、与所述控制器电连接的固体粉末输送泵和锥形加料漏斗，所述锥形加料漏斗的漏斗颈与所述溴化剂合成装置的反应釜相连接，所述固体粉末输送泵将所述固体粉末储箱中的固体原料泵入所述锥形加料漏斗的漏斗口内。

4.根据权利要求3所述的一种阻燃剂生产用自动加料装置，其特征在于，位于所述锥形加料漏斗本体内还连接设有筛网，位于所述筛网上部的所述锥形加料漏斗本体内还设有振动搅拌装置。

5.根据权利要求2所述的一种阻燃剂生产用自动加料装置，其特征在于，所述液体原料加料装置包括与所述溴化剂合成装置的反应釜通过第二管路相连接的液体原料储罐，所述第二管路上还连接设有与所述控制器电连接的原料计量泵。

6.根据权利要求2所述的一种阻燃剂生产用自动加料装置，其特征在于，所述溴化剂合成装置和所述阻燃剂合成反应装置的反应釜内均连接设有与所述控制器电连接的温度传感器装置。

7.根据权利要求2所述的一种阻燃剂生产用自动加料装置，其特征在于，所述夹层的反应釜为搪瓷反应釜；所述搅拌轴为锚式搅拌轴装置。

8.根据权利要求2所述的一种阻燃剂生产用自动加料装置，其特征在于，所述溴化剂合成装置的外夹层为冷却夹层，所述冷却夹层底部和上部分别设有冷却液进口和冷却液出口；所述阻燃剂合成反应装置的外夹层底部、上部分别设有冷却液进口或者蒸汽冷却水疏水口、和冷却液出口或蒸汽进口。

9.根据权利要求2所述的一种阻燃剂生产用自动加料装置，其特征在于，所述溴化剂合成装置和所述阻燃剂合成反应装置的外夹层的进出口上均设有与所述控制器电连接的自动电磁阀。

10.根据权利要求5所述的一种阻燃剂生产用自动加料装置，其特征在于，所述阻燃剂合成反应装置的溴化剂加料管底部下缘为45°斜切口，且深入所述阻燃剂合成反应装置内反应液面以下；所述第一管路和所述第二管路均为钢衬四氟管路。

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