PL101689B1 - A device for polymerizing,mixing and injecting viscous reactive liquids - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest urzadzenie do polimeryzacji, mieszania i wtryskiwania lepkich cieczy reaktywnych.

Znane sa mieszadla kotwicowe lub ramowe, w których nastepowalo mieszanie i jednoczesnie reakcja chemiczna tych reagentów. Ze wzgledu na konstrukcje urzadzenia te nie zapewnialy dokladnego wymieszania skladników i tym samym prawidlowego przebiegu reakcji chemicznych. Znane sa tez mieszadla, których komory przedzielone sa plytami perforowanymi, a mieszane medium jednorazowo przetlaczane jest przez te plyty.

Urzadzenia te zapewniaja wprawdzie dobre wymieszanie skladników, ale nie nadaja sie do mieszania skladników wchodzacych jednoczesnie w reakcje chemiczne.

Znane dotychczas rozwiazania nie uwzglednialy przeprowadzenia jednoczesnie procesów: polimeryzacji, dozowania, mieszania i wtryskiwania. Dotychczas polimeryzacje przeprowadzano osobno w reaktorach szklanych lub metalowych otwartych lub w atmosferze ochronnej argonu, w których powstawaly z monomerów lub komponentów zywice ciekle. Zywice te nastepnie byly mieszane w mieszalnikach z innymi komponentami i wylewane na tace na których dopolimeryzowaly w suszarkach. Otrzymane plyty twardej zywicy mielono na mlynkach i otrzymany proszek byl pólproduktem wtryskarek lub pras hydraulicznych, gdzie otrzymywano gotowy produkt z tworzyw termoplastycznych.

Zaleta wynalazku jest mozliwosc zastosowania do polimeryzacji anionowej izoprenu przy produkcji tzw. „zyjacych polimerów", które mozna w tym samym mieszalniku wymieszac z wypelniaczami, pigmentami i innymi srodkami sieciujaco modyfikujacymi. Otrzymana mieszanine mozna nastepnie ruchem posuwistym tloka wtrysnac do ogrzanej formy, gdzie zestala sie ona w gotowy produkt.

— Podobnie mozna przeprowadzic w mieszalniku tym reakcje otrzymywania tworzyw poliuretanowych, zywic epoksydowych, poliamidowych i innych przy jednoczesnym ich wymieszaniu ze skladnikami modyfikuja¬ cymi i wtrysniecie do formy.

— Przy obecnych badaniach nad bezkorodowa produkcja opon poprzez bezposrednia polimeryzacje w wirujacych formach mieszalnik moze miec duze znaczenie jako urzadzenie zasilajace formy.i 101 689 Przedstawione rozwiazanie umozliwia przeprowadzenie wszystkich operacji w jednym urzadzeniu. Naped hydrauliczny pozwala wprowadzic automatyzacje po kilku cyklach ruchu posuwisto-zwrotno-obrotowego mieszadla, dozownik dozuje poszczególne komponenty, nastepuje ponowne mieszanie i stycznik automatycznie wlacza silownik tloka wtryskowego.

Urzadzenie wedlug wynalazku zawiera mieszadlo obrotowo-przesuwne, z umieszczonym na jego trzonie tlokiem przesuwnym. Powierzchnia czolowa tego tloka jest zblizona do ksztaltu mieszadla stozkowego; a komora mieszania posiada obudowe z doprowadzonym medium chlodzacym, zas w dolnej czesci tej komory znajduje sie króciec do usuwania zuzytego rozpuszczalnika i króciec do zasysania reagentów. Zastosowanie urzadzenia wedlug wynalazku umozliwi prowadzenie polimeryzacji i kopolimeryzacji szczególnie monomerów etenowych lub winylowych i wymieszanie otrzymanego, cieklego polimeru z innymi skladnikami jak wypelnia¬ cze oraz srodki sieciujace i inne, oraz wtryskiwanie gotowej mieszanki do formy, w której ulega sieciowaniu. Za pomoca tego urzadzenia mozna wytwarzac galanterie z tworzyw sztucznych, a takze bezkordonowe opony samochodowe.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony na rysunku w przekroju osiowym.

W cylindrycznym korpusie 1 umieszczone jest obrotowo-przesuwnie perforowane mieszadlo 2, na którym osadzony jest przesuwnie na trzonie 3 tlok 4, którego powierzchnia 5 dolna jest zblizona do ksztaltu mieszadla 2 stozkowego. Kornera 6 mieszania posiada obudowe 7 zamontowana na korpusie 1 i polaczona z doplywem i odplywem medium chlodzacego ta komore w czasie reakcji chemicznej wydzielajacej cieplo. W dolnej czesci komory 6 znajduje sie króciec 8 do usuwania zuzytego rozpuszczalnika i króciec 9 do zasysania reagnetów, oraz dysza 10.

Doprowadzona do komory 6 mieszania mase przetlacza sie przez otwory mieszadla 2 perforowanego, które moze jednoczesnie wykonywac ruch obrotowy. W czasie reakcji chemicznej wydziela sie cieplo, które odprowadzane jest przez medium przeplywajace w obudowie 7. Na etapie zakonczenia polimeryzacji wprowadza sie przez króciec 11 srodki sieciujace oraz wypelniacze i poddaje sie ponownemu mieszaniu. Wydzielajace sie wówczas cieplo zmniejsza lepkosc oraz ulatwia dalsza wulkanizacje mieszanki.

Tlok 4 po wtrysnieciu mieszanki dysza 10 do formy w ruchu wstecznym zasysa króccem 8 rozpuszczalnik pluczacy mieszadlo 2 i komore 6. Po dokladnym wyplukaniu tlok 4 wypycha zuzyty rozpuszczalnik i zasysa króccem 9 reagenty do nastepnej operacji. Po wtrysnieciu mieszaniny do formy w mieszalniku pozostaje pewna ilosc polimeryzujacej substancji. Ilosc ta jest ograniczona do minimum przez odpowiednie scisle przylegajace do siebie uksztaltowanie powierzchni mieszadlo 2, tloka 5 oraz komory 6 mieszalnika. Twardniejacy polimer móglby jednak zalepic pory w perforowanej powierzchni mieszadla 2 i zlepic powierzchnie tloka 5 i komory 6, dlatego po cyklu wtrysku nastepuje cykl ssani tlokiem 5 rozpuszczalnika pluczacego i po kilku ruchach posuwisto-zwrotno-obrotowych mieszadla wydalenie cieczy pluczacej na zewnatrz. Istotne dla prawidlowego przebiegu procesu jest utrzymanie temperatury na okreslonym poziomie. Przy jej przekroczeniu reakcja przebiegnie leniwo i w efekcie moze zakonczyc sie wybuchem. Jednoczesnie w lepkich ukladach reakcyjnych wymiana ciepla jest ograniczona niskim wspólczynnikiem wnikania tego ciepla.

Intensywne mieszanie polegajace na przeciskaniu mieszaniny przez perforowana i jednoczesnie obracajaca sie plyte mieszadlo, pozwala zwiekszyc intensywnosc wymiany ciepla. Naped tloka 5 i mieszadla 2 uzyskuje sie przez silowniki hydrauliczne, natomiast ruch obrotowy przez silnik elektryczny. Korpus zawiera zawór bezpieczenstwa, przez który tloczy sie reagenty do zbiornika z rozpuszczalnikiem w razie awarii. Rozpuszczalnik rozcienczy wówczas srodowisko reakcji i odprowadzi wydzielajace sie w nadmierne cieplo.

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Urzadzenie do polimeryzacji, mieszania i wtryskiwania lepkich cieczy reaktywnych wyposazone w perforo¬ wane mieszadlo i tlok, znamienne tym, ze na trzonie obrotowo-przesuwnego mieszadla (3) osadzony jest przesuwnie tlok (4), którego powierzchnia (5) czolowa jest zblizona do ksztaltu mieszadla (3) stozkowego oraz ze komora (6) mieszania posiada obudowe (7) z doprowadzonym medium chlodzacym, zas w dolnej czesci tej komory znajduje sie króciec (8) do usuwania zuzytego rozpuszczalnika i króciec (9) do zasysania reagentów.101 689