CN215823068U - 一种砜类聚合物的搅拌系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种砜类聚合物的搅拌系统，包括反应釜和搅拌器，搅拌器包括搅拌轴和叶片，叶片包括倾斜叶片，多个倾斜叶片能够将物料朝搅拌轴的上部导流，搅拌轴带动叶片对反应釜中的物料进行逆轴流搅拌。本实用新型中的搅拌系统的叶片能够对反应釜内的物料进行搅拌混匀并并使物料既克服重力沉降朝向反应釜的上部导流，又利用重力沉降朝向反应釜底部流动，从而使反应釜内的物料上下充分混合均匀进行逆轴流搅拌作用，使颗粒物均匀悬浮于体系之中避免物料局部堆积造成反应不完全，能够解决现有制备砜类聚合物的搅拌设备存在搅拌效率低、反应体系混合不均匀，进而导致产品转化率较低、批次间重复性及产品稳定性不理想等的问题。

Description

一种砜类聚合物的搅拌系统

技术领域

本实用新型属于化工设备制造技术领域，尤其涉及一种砜类聚合物的搅拌系统。

背景技术

砜类聚合物是一种无定型、热塑性高性能树脂，因其力学性能、耐磨性等性能优异，使其在医疗器械、航天航空、电子等高端领域得以广泛应用。在砜类聚合物的制备过程中，大多选择以4，4-二氯二苯砜、双酚A、双酚S、对苯二酚、4,4-联苯二酚、氢氧化钠、碳酸钾或碳酸氢钾等作为主要原料，以N,N-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、N,N-二甲基酰胺、N-甲基吡咯烷酮等作为溶剂，以甲苯、二甲苯、氯苯等作为脱水剂，并用单体或氯甲烷封端，聚合结束后再进行聚合物的后处理。

目前，在砜类聚合物的制备过程中，常用的搅拌设备为搅拌釜式反应器，常见的搅拌器分为两类，一类适用于低粘流体，例如三叶后掠式桨、斜桨等；另一类适用于高粘流体，如锚式桨、螺带桨等。但是，在使用上述搅拌设备进行砜类聚合物的制备过程中，仍存在搅拌效率低、反应体系混合不均匀，导致产品转化率较低、批次间重复性及产品稳定性不理想等的问题。

因此，如何研发出一种搅拌效率高、能实现反应体系充分混匀的新型搅拌装置是解决上述问题的关键。

实用新型内容

针对相关技术中存在的不足之处，本实用新型提供了一种砜类聚合物的搅拌系统，具有结构简单、操作简便、搅拌效率高且能够实现反应体系充分混合等特点，能够解决现有制备砜类聚合物的搅拌设备存在搅拌效率低、反应体系混合不均匀，进而导致产品转化率较低、批次间重复性及产品稳定性不理想等的问题。

本实用新型提供一种砜类聚合物的搅拌系统，包括反应釜和搅拌器，搅拌器包括搅拌轴和固定于所述搅拌轴的叶片，叶片包括倾斜叶片，多个倾斜叶片将物料朝搅拌轴的上部导流，即上部有倾斜安装的小叶片及下部叶片前端的后掠板,斜叶片有助于逆轴向流的形成,而后掠板能增加放射流的排出；

搅拌轴带动所述叶片对所述反应釜中的物料进行逆轴流搅拌；

叶片的外缘至所述反应釜的内壁的距离l与搅拌器的半径d之间的比值为0.5≤l/d≤0.8。

在其中一些优选实施例中，还包括混流设备，混流设备将所述反应釜底部并位于搅拌器外缘至反应釜内壁之间的部分混合物引出并从反应釜顶部回流至所述反应釜中。

在其中一些优选实施例中，反应釜设置有液体进料口和液体出料口，液体进料口设置于反应釜的顶部，液体出料口设置于所述反应釜的底部一侧；

混流设备的进料口连通所述液体出料口，混流设备的出料口连通液体进料口。

在其中一些优选实施例中，混流设备为乳化泵、剪切泵、研磨泵、双螺杆挤出机中的一种或多种。

在其中一些优选实施例中，反应釜的底部中心位置处设置有出料口。

在其中一些优选实施例中，反应釜包括釜体和盖合于釜体顶部的釜盖，釜盖顶部一侧开设液体进料口，釜盖顶部另一侧开设有粉体进料口。

在其中一些优选实施例中，叶片包括立式叶片和倾斜叶片，多个立式叶片与多个倾斜叶片交错设置，多个倾斜叶片将反应物朝搅拌轴的上部导流。

在其中一些优选实施例中，倾斜叶片的倾斜角度为35-55°。

在其中一些优选实施例中，倾斜叶片的倾斜角度为45°。

在其中一些优选实施例中，叶片的外缘至反应釜的内壁的距离l与搅拌器的半径d之间的比值l/d为2/3。

与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果在于：

1、本实用新型中的搅拌系统的叶片能够对反应釜内的物料进行搅拌混匀，并使物料既克服重力沉降朝向反应釜的上部导流，又利用重力沉降朝向反应釜底部流动，从而使反应釜内的物料上下充分混合均匀进行逆轴流搅拌作用，避免物料局部堆积造成反应不完全，不仅结构简单、操作简便、搅拌效率高且能够实现反应体系充分混合等特点，而且能够解决现有制备砜类聚合物的搅拌设备存在搅拌效率低、反应体系混合不均匀，进而导致产品转化率较低、批次间重复性及产品稳定性不理想等的问题；

2、本实用新型中的搅拌系统设置的混流设备能够将物料，尤其是反应釜底部的物料，从反应釜的底部引出进行加强剪切、均质并克服重力沉降作用从反应釜的顶部返回至反应釜内，从而与搅拌器的逆轴流搅拌形成双逆反混，进一步使反应釜内部的物料上下、左右全区域内混合均匀，增加了系统内的逆轴流搅拌作用，避免物料局部堆积，使各物料混合更均匀，反应更充分，有效解决高粘物料反应体系混合不均匀导致的转化率低、批次间重复性及稳定性不理想等问题，大大提高了本搅拌系统对各种类反应物料的适用性；

3、本实用新型提出的砜类聚合物的搅拌系统，在搅拌轴底部设置交错设置的立式叶片和倾斜叶片的基础上，进一步限定了倾斜叶片的倾斜角度为35-55°、立式叶片或倾斜叶片的外缘至釜体内壁的距离l与釜体内径d的比值l/d为0.5-0.8，能够提高搅拌系统的搅拌效率，实现反应体系均匀混合，能够很好的应用于砜类聚合物的制备；

4、本实用新型提出的砜类聚合物的搅拌系统整体结构设计简单、便于操作。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为实用新型提供的砜类聚合物的搅拌系统一个实施例的整体结构示意图；

图2为实用新型提供的砜类聚合物的搅拌系统的逆轴流搅拌处理的工作原理示意图；

图3为实用新型提供的砜类聚合物的搅拌系统进行体外循环时的逆轴流搅拌处理的工作原理示意图。

图中：

1、釜体；2、釜盖；3、液体进料口；4、液体出料口；5、粉体进料口；6、出料口；7、搅拌轴；8、立式叶片；9、倾斜叶片；10、电机；11、减速机。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而非全部的实施例。基于本实用新型的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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有特定的方位、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。

术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如附图1-3所示，在本实用新型提供的砜类聚合物的搅拌系统的一个示意性实施例中，该砜类聚合物的搅拌系统包括：

反应釜和搅拌器，搅拌器包括搅拌轴7和固定于搅拌轴7的叶片，叶片包括倾斜叶片9，多个倾斜叶片9将反应物朝搅拌轴7的上部导流；

搅拌轴7带动叶片对反应釜中的反应物进行逆轴流搅拌。

在上述实施例中，本实用新型中的搅拌系统的叶片能够对反应釜内的物料进行搅拌混匀，并使物料既克服重力沉降朝向反应釜的上部导流，又利用重力沉降朝向反应釜底部流动，从而使反应釜内的物料上下充分混合均匀进行逆轴流搅拌作用(如图2所示)，避免物料局部堆叠造成反应不完全现象，不仅结构简单、操作简便、搅拌效率高且能够实现反应体系充分混合等特点，而且能够解决现有制备砜类聚合物的搅拌设备存在的搅拌效率低、反应体系混合不均匀，进而导致产品转化率较低、批次间重复性及产品稳定性不理想等的问题。

还需进一步说明的是，本实用新型中叶片的外缘至反应釜的内壁的距离l与搅拌器的半径d之间的比值为0.3≤l/d≤1，优选地为0.5-0.8；即当反应釜的半径为1m时，搅拌器的半径为0.5-0.75m，此时，搅拌器的叶片的外缘至反应釜的内壁的距离为0.5-0.25m。该结构简单，加工制作方便，而且方便反应过程中的观察、取样，从而形成对反应程度的精确控制。

在某一具体地实施例中，叶片的外缘至所述反应釜的内壁的距离l与搅拌器的半径d之间的比值l/d为2/3。即搅拌器的半径为0.6m，此时，搅拌器的叶片的外缘至反应釜的内壁的距离为0.4m。需要说明的是，对于各部件的尺寸，实际应用中技术人员可以同比例放大或缩小，以上数值并不作为对其的限制。

在其中一些优选实施例中，还包括混流设备，混流设备将反应釜底部并位于搅拌器外缘至反应釜内壁之间的部分混合物引出并从反应釜顶部回流至反应釜中。

在上述实施例中，对于高粘物料，本实用新型中搅拌系统设置的混流设备能够将部分物料，尤其是反应釜底部的物料，从反应釜的底部引出进行加强剪切与均质并克服重力沉降作用从反应釜的顶部返回至反应釜内，从而与搅拌器的逆轴流搅拌形成双逆反混，进一步使反应釜内部的物料上下、左右全区域内混合均匀，增加了系统内的逆轴流搅拌作用(如图3所示)，避免物料局部堆积，使各物料混合更均匀，反应更充分，有效解决高粘物料反应体系混合不均匀导致的转化率低、批次间重复性及稳定性不理想等问题，大大提高了本搅拌系统对各种类反应物料的适用性。

在其中一些优选实施例中，反应釜设置有液体进料口3和液体出料口4，液体进料口3设置于反应釜的顶部，液体出料口4设置于反应釜的底部一侧；

在其中一些优选实施例中，混流设备为乳化泵、剪切泵、研磨泵、双螺杆挤出机中的一种或多种。

在其中一些优选实施例中，反应釜的底部中心位置处设置有出料口6。

在其中一些优选实施例中，反应釜包括釜体1和盖合于釜体1顶部的釜盖2，釜盖2顶部一侧开设液体进料口3，釜盖2顶部另一侧开设有粉体进料口5。

在其中一些优选实施例中，叶片包括立式叶片8和倾斜叶片9，多个立式叶片9与多个倾斜叶片9交错设置，多个倾斜叶片9将反应物朝搅拌轴7的上部导流。

在其中一些优选实施例中，倾斜叶片9的倾斜角度为35-55°。

在其中一些优选实施例中，倾斜叶片9的倾斜角度为45°。

在上述示例中，具体地，如图1所示，砜类聚合物的搅拌系统包括：

反应釜，包括釜体1和盖合于釜体1顶部的釜盖2，釜盖2顶部一侧开设液体进料口3，釜体1底部一侧开设液体出料口4，

驱动装置，设置于釜盖2顶部，

叶片式搅拌器，包括竖直设置于釜体1内部的搅拌轴7和固定于搅拌轴7底部的叶片，及混流设备，其进口连通液体出料口4，其出口连通液体进料口3；

其中，叶片包括多个交错设置的立式叶片8和倾斜叶片9。

砜类聚合物的搅拌系统通过在搅拌轴7底部固定安装交错设置的立式叶片8和倾斜叶片9，能够进一步提升搅拌效率，实现反应体系充分混合。

还需进一步说明的是，在上述技术方案所述的砜类聚合物的搅拌系统中，通过设置混流设备将釜体1内反应原料进行体外引出并回流至反应釜中进行搅拌处理，能够进一步提升搅拌效率，实现反应体系的充分混合。此外，本实用新型实施例并未示出混流设备的具体结构，原因在于：该装置具体选用的是目前常规市售的混流设备，在实际应用过程中，可根据实际需要，在目前市售的乳化泵、剪切泵、研磨泵、双螺杆挤出机中的一种或多种进行选用即可。

倾斜叶片9的倾斜角度为35-55°。

在上述实施例中，倾斜叶片9的倾斜角度具体可选取35°、40°、45°、50°、55°或根据实际需求选取上述限定范围内的任一数值均可；通过将倾斜叶片9的倾斜角度设置为35-55°，能够进一步提升搅拌系统的搅拌效率，实现反应体系的充分混合。

釜盖2顶部另一侧开设有粉体进料口5，用于进行反应原料的加料。

釜体1底部中心位置处开设出料口6，其为制备所得产品的排出口。

驱动装置包括电机10和与电机10驱动连接的减速机11。

减速机11的输出端连接搅拌轴7的上部，搅拌轴7下部延伸至釜体1内的下部中心位置。

下面结合附图1对本实用新型砜类聚合物的搅拌系统的一个实施例的工作过程进行说明，该工作过程以砜类聚合物的搅拌系统制备砜类聚合物为例，具体为：

(1)通过粉体进料口5向反应釜中加入反应原料(例如，干燥单体二氯二苯砜、双酚A以及N,N-二甲基乙酰胺溶剂等)，驱动装置开启，带动搅拌轴7及搅拌轴7底部的立式叶片8和倾斜叶片9对釜体1内部的反应原料进行搅拌处理；

(2)向反应釜中加入与干燥单体等摩尔量的干燥颗粒盐(例如，无水碳酸钾等)，采用双螺杆挤出机将釜体1底部且位于搅拌器外缘至釜体1内壁之间的部分反应原料进行体外引出并回流至反应釜中，并进行搅拌处理和聚合反应，其中，双螺杆挤出机的进口连通液体出料口4，出口连通液体进料口3；

(3)聚合反应一段时间后，得到中间聚合液，中间聚合液从釜体1底部的出料口6排出，再经造粒析出、干燥等后处理后，制得砜类聚合物产品。

通过对本实用新型砜类聚合物的搅拌系统的多个实施例的说明，可以看到本实用新型砜类聚合物的搅拌系统实施例至少具有以下一种或多种优点：

搅拌效率高。本实用新型提出的砜类聚合物的搅拌系统，在搅拌轴底部设置交错设置的立式叶片和倾斜叶片的基础上，进一步限定了倾斜叶片的倾斜角度为35-55°、立式叶片或倾斜叶片的外缘至釜体1内壁的距离与釜体1内径d的比值l/d为0.5-0.8，同时，通过设置釜外混流设备将釜体内反应原料进行体外引出并回流至反应釜中进行搅拌处理，能够进一步提升搅拌效率，实现反应体系的充分混合，能够提高搅拌系统的搅拌效率，实现反应体系均匀混合。

最后应当说明的是：本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。

Claims (10)

1.一种砜类聚合物的搅拌系统，包括反应釜和搅拌器，所述搅拌器包括搅拌轴和固定于所述搅拌轴的叶片，其特征在于，所述叶片包括倾斜叶片，多个所述倾斜叶片将物料朝所述搅拌轴的上部导流；

所述搅拌轴带动所述倾斜叶片对所述反应釜中的物料进行逆轴流搅拌；

所述叶片的外缘至所述反应釜的内壁的距离l与所述搅拌器的半径d之间的比值为0.5≤l/d≤0.8。

2.根据权利要求1所述的砜类聚合物的搅拌系统，其特征在于，还包括混流设备，所述混流设备将所述反应釜底部并位于所述搅拌器外缘至所述反应釜内壁之间的部分混合物引出并从所述反应釜顶部回流至所述反应釜中。

3.根据权利要求2所述的砜类聚合物的搅拌系统，其特征在于，所述反应釜设置有液体进料口和液体出料口，所述液体进料口设置于所述反应釜的顶部，所述液体出料口设置于所述反应釜的底部一侧；

所述混流设备的进料口连通所述液体出料口，所述混流设备的出料口连通所述液体进料口。

4.根据权利要求3所述的砜类聚合物的搅拌系统，其特征在于，所述混流设备为乳化泵、剪切泵、研磨泵、双螺杆挤出机中的一种或多种。

5.根据权利要求3所述的砜类聚合物的搅拌系统，其特征在于，所述反应釜的底部中心位置处设置有出料口。

6.根据权利要求5所述的砜类聚合物的搅拌系统，其特征在于，所述反应釜包括釜体和盖合于所述釜体顶部的釜盖，所述釜盖顶部一侧开设液体进料口，所述釜盖顶部另一侧开设有粉体进料口。

7.根据权利要求1所述的砜类聚合物的搅拌系统，其特征在于，所述叶片还包括立式叶片，多个所述立式叶片与多个所述倾斜叶片交错设置。

8.根据权利要求5所述的砜类聚合物的搅拌系统，其特征在于，所述倾斜叶片的倾斜角度为35-55°。

9.根据权利要求8所述的砜类聚合物的搅拌系统，其特征在于，所述倾斜叶片的倾斜角度为45°。

10.根据权利要求1所述的砜类聚合物的搅拌系统，其特征在于，所述叶片的外缘至所述反应釜的内壁的距离l与所述搅拌器的半径d之间的比值l/d为2/3。

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