聚氨酯反应挤出原料和工艺

1、 原料：
（1） 高分子二醇：聚酯多元醇（PES）
PEA（聚己二酸乙二醇酯）M=2000，羟值55±3 mgKOH/g
PDA（聚己二酸乙二醇内二醇酯）M=2000，羟值56±2.5 mgKOH/g
PBA（聚己二酸乙二醇丁二醇酯）M=2000，羟值56±2.5 mgKOH/g
（2）二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）（芳香族）
纯MDI在常温下为白色或微黄色固体，加热时有刺激性臭味，熔点≥38℃，沸点194~199℃/5mmHg，密度：1.19。
分子式及分子量：C15H10N2O2；250
（3） 扩链剂（低分子二醇）：
1，4丁二醇（BDO）（脂肪开链二醇）
为无色油状液体，极易吸水，相对分子量M=90.1、密度1.02，沸点：229.5℃，熔点20.1℃
2、 配方：
PES（MW2000，二官能度） 1克分子
MDI 3克分子
BDO 2克分子
异氰酸酯指数R=（NCO/OH）=0.97~1.03
性能：密度 1.2 硬度（邵A） 70-95
拉伸强度MP 35-40 300%模量MPa 3-18
伸长率% 450-700 撕裂强度MPa 4-12
磨耗（克损失）0.0025~0.15 脆化温度 -17~-30℃
3、 生产工艺：
将高分子聚酯二醇（PES）熔化后加入A料罐，加热到要求料温（100~120℃）后在低速搅拌下真空脱水2~3h，使之含水量＜0.05%，解除真空通氮气后备用；
将MDI熔化后加入B料罐，加热到要求温度（60~70℃）后在低速搅拌下真空脱气0.5~1h，使之达到要求后，解除真空并通氮气后备用；
将低分子二醇（BDO）加入C料罐加热到要求温度（30~50℃）后在低速搅拌下真空脱水0.5~1h，使之含水量达到要求后，解除真空并通氮气后备用。
为了给浇注机各计量泵的连续供料，每个组份均设有相同规格两套料罐，以便作到一个真空脱水，另一个给计量泵供料。
各组原液按配方要求通过计量泵的精确计量输到浇注头，在高速搅拌下进行均匀初混合后，输至双螺反应挤出机使其进一步混合均匀和化学反应，再进行切粒和筛分等。
4、 工艺过程（采用双螺杆连续化工艺）
（1） 原料处理：使原料熔化，达到要求温度和脱气，为了作到连续生产，设备两组贮罐，以便分别进行脱气和供料。
（2） TPU浇注机：对各组份进行连续精确计量和初混合。
（3） 双螺杆反应挤出机：物料的进一步混合和化学反应及输送。（双轴同向旋转、完全啮合，具有自清洁作用）
具有下列特点：
① 在高温高压下进行反应（温度140~250℃，压力4~7MPa）可确保副反应降到最低限度，高压可抑制带有气体的分解反应。
② 使低分子量齐聚物（~1500g/mol）的质量分数降到最低（~0.36%）
③ 相对运动的两螺杆间应有较高的剪切速度梯度（＞2000S-1）使物料良好混合，均质完全，使其反应均匀，不会出现局部凝胶。捏合次数可达7~15次/S。
④ 要求料筒各段温度控制必须均匀而准确，并备快速加热和冷却功能，应具有良好的传热效率。 各段控温参数举例：
一段温控 80~180℃ 六段温控 150~210℃
二段温控 100~200℃ 七段温控 140~200℃
三段温控 150~210℃ 八段温控 100~190℃
四段温控 150~210℃ 九段温控 90~200℃
五段温控 150~210℃ 机头温控 90~200℃
（4） 高压水流切粒机及离心干燥，分级筛和自动包装。
三、主要设备简介：
1、 原料处理设备：
（1） A料（PES）罐：2×200L（φ600×700），三层结构：不锈钢内胆，导热油加热夹套，外包聚氨酯硬泡绝热层，附有框式搅拌（转速30r.p.m，功率0.55kw）设有精密轴封以保证料罐的气密性。设有加料口、视镜、真空及加N2口，最低液面报警装置，加热功率2×4.5kw。
（2） B料（MDI）罐：2×120L（φ500×500），三层结构：不锈钢内胆，导热油加热夹套，外包聚氨酯硬泡绝热层，附有框式搅拌（转速30r.p.m，功率0.55kw）设有精密轴封以保证料罐的气密性。设有加料口、视镜、真空及加N2口，最低液面报警装置，加热功率2×4.5kw。
（3） C料（BDO）罐：2×80L（φ400×500），三层结构：不锈钢内胆，导热油加热夹套，外包聚氨酯硬泡绝热层，附有框式搅拌（转速30r.p.m，功率0.55kw）设有精密轴封以保证料罐的气密性。设有加料口、视镜、真空及加N2口，最低液面报警装置，加热功率（1+2）kw。
（4） 真空系统：
① 真空缓冲罐：80L（φ400×500）不锈钢多层挡板式。
② 真空泵：2X-15A（2.2kw）
（5） 加热系统：（A、B、C分设三套）
① 导热油箱：70L，加热功率4.5kw
② 循环油泵：B-BB16型齿轮油泵0.75kw6P
2、 TPU浇注机：
总浇注量：1~2kg/min（1440~2880kg/d）设计混合比：A:B:C=100:40:10；计量误差≤±0.5%
工作温度：A料：100~120℃；B料：60~70℃；C料：30~50℃，浇注头：70~80℃
温度误差：±2℃ 真空度：5~10mmHg
（1） 计量泵：高精度低速计量泵（耐压10MPa，耐温450℃）由高精度齿轮减速电机传动，用进口变频器调速。
A泵 GJ20 转速30~200r.p.m，功率0.75kw 4P，排量0.6~4kg/min
B泵GJ9 转速30~200r.p.m，功率0.75kw 4P，排量0.3~1.8kg/min
C泵GJ2.4 转速30~200r.p.m，功率0.75kw 4P，排量0.08~0.5kg/min
2） 浇注头：三组份高温型浇注头，可作到混合均匀和不产生气泡，搅拌电机1.5kw2P，转速3000~8000r.p.m（变频调速）
（3） 控制及电器：
① 采用数显智能温控仪，使过滤器、计量泵及浇注头加热可靠，控制准确；
② 压力、转速（配比）等采用全数字精密仪表；
③ 电器采用进口元件。
3、 双螺杆反应挤出机：（仅供用户选机时参考）
LSF-75型（九段调温简体）（JB/T5420-91）
螺杆公称直径：φ72 中心距60，螺杆长径比48，螺杆和筒体的间隙≤0.02mm
螺杆最高转速400r.p.m，（螺杆转速应以物料在螺杆筒内停留时间1~2min为宜）主电机功率75kw，最高产量200kg/h。

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