一种悬浮液均匀加料方法及加料装置的制造方法

文档序号:10484234
一种悬浮液均匀加料方法及加料装置的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种悬浮液均匀加料方法及加料装置。将预配的悬浮液加入到容器中并由搅拌装置搅拌,容器由循环介质降温至悬浮液达到设定温度,调节流量,将悬浮液加入后续工序。本发明解决了实验及生产过程中悬浮液在容器及下料管路中沉降的问题,实现均匀下料并避免沉降过快造成的后续工艺不均匀性。与现有的技术相比,本发明简便易行,效果明显,设备结构简单,缩短均匀加料工艺流程。
【专利说明】
一种悬浮液均匀加料方法及加料装置
技术领域
[0001 ]本发明属于悬浮液均匀加料技术领域,具体涉及一种悬浮液均匀加料方法及加料
目.0
【背景技术】
[0002]在工业生产过程中悬浮液无处不在,然而对于溶质比重/溶液比重>1的悬浮液,沉降问题严重影响生产工艺的稳定性。对于超高分子量聚乙烯冻胶纺丝来讲,悬浮液的稳定性决定了纤维丝条的均匀性,现有的超高分子量聚乙烯悬浮液制备方法一般为,把超高分子量聚乙烯与溶剂加入到溶胀釜中搅拌并加热溶胀,制得悬浮液,在常温常压下将悬浮液喂入螺杆。尽管单纯靠增大搅拌桨转速能在一定程度上提高悬浮液均匀性,但容器中悬浮液仍然发生沉降并存在一定的浓度梯度。
[0003]现在工业生产高强高模聚乙烯纤维,另一种配置悬浮液的方法是先溶解部分超高分子量聚乙烯树脂于溶剂中,提高溶液粘度,降温后再与溶胀料混合来配置悬浮液,这种悬浮液中有部分树脂已经溶解,一部分树脂只是溶胀,经过挤出机后有可能导致溶液不均匀而且此种方法工艺冗长。
[0004]中国专利CN1803856A公开了一种均匀悬浮液的连续加料装置,它采用搅拌容器底部与顶部之间、搅拌容器下料管道末端溢流装置与搅拌容器顶端设置循环装置的方法来提高容器内悬浮液的均匀性,但是搅拌容器下料管道设在搅拌容器侧壁中下部,这种设计用在不连续生产的实验线会导致搅拌容器底部一部分积料无法进入挤出机。

【发明内容】

[0005]本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种悬浮液均匀加料方法及加料装置。
[0006]本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:
[0007]—种悬浮液均匀加料方法,将预配的悬浮液加入到容器中并由搅拌装置搅拌,容器由循环介质降温至悬浮液达到设定温度,调节流量,将悬浮液加入后续工序;
[0008]所述设定温度与所述悬浮液的溶剂溶点相比,大于等于所述溶点以上rC_10°C,小于等于溶点以上20 °C-50 °C。
[0009]进一步地,所述设定温度与所述悬浮液的溶剂溶点相比,不低于所述溶点以上I°C-5°C,优选不低于所述溶点以上1°C;不高于所述溶点以上20°C-4(TC,优选不高于所述溶点以上20°C。
[0010]所述悬浮液黏度为0.1Pa.s_50Pa.S,优选IPa.s_20Pa.S。
[0011 ] 所述循环介质的循环流动速率为lL/min-50L/min,优选5L/min_15L/min。
[0012]所述循环介质包括甲醇、乙醇、乙二醇或丙三醇中的至少一种。
[0013]所述的悬浮液搅拌速率为101'/111;[11-1501'/111;[11,优选301'/111;[11-901'/111;[11。
[0014]—种悬浮液均匀加料装置,包括用于盛装悬浮液的容器、置于所述容器中的搅拌装置、计量开关,及用于使悬浮液降温的循环冷冻装置。
[0015]所述的搅拌装置有一根或多根搅拌轴,搅拌轴上设置搅拌桨,搅拌桨类型为锚式、螺杆式、框式、六弯叶圆形,优选锚式、框式。
[0016]所述的计量开关连接于所述容器的底部,用于调节下料流量。
[0017]所述的容器外层有循环介质循环层及保温层,所述的循环介质循环层流动有循环介质。
[0018]所述的循环介质循环层上设有循环介质进口与循环介质出口,所述的循环冷冻装置包括冷冻发生及循环装置,所述的冷冻发生及循环装置通过管道与循环介质进口、循环介质出口连通。
[0019]所述的保温层材质包括聚氨酯、丁腈橡胶或聚氯乙烯中的至少一种。
[0020]在本发明优选的实施方式中,本发明提供的方法和装置用于超高分子量聚乙烯悬浮液均匀加料。其中,用于超高分子量聚乙烯悬浮液均匀加料时,溶剂优选为白油或煤油。
[0021]由于采用上述技术方案,悬浮液被冷冻,溶剂在接近溶点时,粘度较大,有效避免悬浮液中发生沉降,保证悬浮液均匀的喂入后续工序,避免沉降过快造成后续工序的不均匀性。并且下料口在容器底部,生产或实验结束后,釜中不存在余料,避免了物料浪费和清洁难度。
[0022]与现有技术相比,本发明简便易行,并且均质效果明显,设备结构简单,大大缩短均匀加料工艺流程。
【附图说明】
[0023]图1为本发明装置的结构示意图。
[0024]图中,1-冷冻发生及循环装置、2-循环介质进口、3-保温层、4-循环介质、5-容器、6-搅拌装置、7-循环介质出口、8-计量开关。
【具体实施方式】
[0025]下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
[0026]实施例1
[0027]如图1所示,一种悬浮液均匀加料装置,包括用于盛装悬浮液的容器5,以及置于所述容器5中的搅拌装置6,连接于所述容器5底部的计量开关8,使悬浮液降温的循环冷冻装置(冷冻发生及循环装置1、循环介质进口 2、循环介质出口 7及管道)。计量开关8用以调节喂料流量与后续加工工艺相匹配,循环介质4在腔体内循环以降低悬浮液温度,增大溶剂粘度以阻止树脂粉料的沉降发生,保温层3减缓外界与冷冻液的热交换。本实施例中的搅拌装置为单轴搅拌,搅拌桨为锚式,冷冻保温材料为聚氨酯,循环介质为乙醇。
[0028]制备质量浓度为10%的超高分子量聚乙烯/白油悬浮液,将悬浮液加入到容器中搅拌,搅拌转速60r/min,循环介质温度设置为_15 °C,循环流动速率为5L/min,悬浮液达到-15°C时打开计量开关,并调节喂料流量与螺杆挤出量相匹配,冷冻悬浮液进入到螺杆进行溶解后经过喷丝板挤出,螺杆稳定后,经仪器测定电流为2.48A,模头压力2.8MPa,连续加工3小时,电流电压均保持稳定,说明挤出均匀,悬浮液没有发生沉降。
[0029]实施例2
[0030]装置同实施例1,制备质量浓度为8%的超高分子量聚乙烯/白油悬浮液,将悬浮液加入到容器中搅拌,搅拌转速30r/min,循环介质温度设置为-20°C,循环流动速率为1L/min,悬浮液达到-20°C时打开计量开关,并调节喂料流量与螺杆挤出量相匹配,冷冻悬浮液进入到螺杆进行溶解后经过喷丝板挤出,螺杆稳定后,经仪器测定电流为2.39A,模头压力
2.6MPa,连续加工3小时,电流电压均保持稳定,说明挤出均匀,悬浮液没有发生沉降。
[0031]实施例3
[0032]装置同实施例1,制备质量浓度为12%的超高分子量聚乙烯/白油悬浮液,将悬浮液加入到容器中搅拌,搅拌转速90r/min,循环介质温度设置为-10°C,循环流动速率为15L/min,悬浮液达到-10°C时打开计量开关,并调节喂料流量与螺杆挤出量相匹配,冷冻悬浮液进入到螺杆进行溶解后经过喷丝板挤出,螺杆稳定后,经仪器测定电流为2.58A,模头压力
3.1MPa,连续加工3小时,电流电压均保持稳定,说明挤出均匀,悬浮液没有发生沉降。
[0033]实施例4
[0034]装置同实施例1,制备质量浓度为8%的超高分子量聚乙烯/煤油悬浮液,将悬浮液加入到容器中搅拌,搅拌转速40r/min,循环介质温度设置为-15°C,循环流动速率为1L/min,悬浮液达到-15°C时打开计量开关,并调节喂料流量与螺杆挤出量相匹配,冷冻悬浮液进入到螺杆进行溶解后经过喷丝板挤出,螺杆稳定后,经仪器测定电流为2.31A,模头压力2.5MPa,连续加工3小时,电流电压均保持稳定,说明挤出均匀,悬浮液没有发生沉降。
[0035]实施例5
[0036]装置同实施例1,制备质量浓度为8%的超高分子量聚乙烯/白油悬浮液,将悬浮液加入到容器中搅拌,搅拌转速50r/min,循环介质温度设置为-15°C,循环流动速率为20L/min,悬浮液达到-15°C时打开计量开关,并调节喂料流量与螺杆挤出量相匹配,冷冻悬浮液进入到螺杆进行溶解后经过喷丝板挤出,螺杆稳定后,经仪器测定电流为2.39A,模头压力2.6MPa,连续加工3小时,电流电压均保持稳定,说明挤出均匀,悬浮液没有发生沉降。
[0037]实施例6
[0038]装置同实施例1,制备质量浓度为8%的超高分子量聚乙烯/煤油悬浮液,将悬浮液加入到容器中搅拌,搅拌转速60r/min,循环介质温度设置为-15°C,循环流动速率为20L/min,悬浮液达到-15°C时打开计量开关,并调节喂料流量与螺杆挤出量相匹配,冷冻悬浮液进入到螺杆进行溶解后经过喷丝板挤出,螺杆稳定后,经仪器测定电流为2.31A,模头压力2.5MPa,连续加工3小时,电流电压均保持稳定,说明挤出均匀,悬浮液没有发生沉降。
[0039]实施例7
[0040]装置同实施例1,制备质量浓度为10%的超高分子量聚乙烯/煤油悬浮液,将悬浮液加入到容器中搅拌,搅拌转速50r/min,循环介质温度设置为-15°C,循环流动速率为15L/min,悬浮液达到-15°C时打开计量开关,并调节喂料流量与螺杆挤出量相匹配,冷冻悬浮液进入到螺杆进行溶解后经过喷丝板挤出,螺杆稳定后,经仪器测定电流为2.38A,模头压力2.6MPa,连续加工3小时,电流电压均保持稳定,说明挤出均匀,悬浮液没有发生沉降。
[0041 ] 实施例8
[0042]装置同实施例1,制备质量浓度为10%的超高分子量聚乙烯/白油悬浮液,将悬浮液加入到容器中搅拌,搅拌转速50r/min,循环介质温度设置为-15°C,循环流动速率为15L/min,悬浮液达到-15°C时打开计量开关,并调节喂料流量与螺杆挤出量相匹配,冷冻悬浮液进入到螺杆进行溶解后经过喷丝板挤出,螺杆稳定后,经仪器测定电流为2.48A,模头压力
2.8MPa,连续加工3小时,电流电压均保持稳定,说明挤出均匀,悬浮液没有发生沉降。
[0043]对比例
[0044]装置同实施例1,制备质量浓度为10%的超高分子量聚乙烯/白油悬浮液,将悬浮液加入到容器中搅拌,搅拌转速60r/min,循环介质温度设置为30 V,循环流动速率为5L/min,悬浮液达到30°C时打开计量开关,并调节喂料流量与螺杆挤出量相匹配,冷冻悬浮液进入到螺杆进行溶解后经过喷丝板挤出螺杆稳定后,经仪器测定电流为2.52A,模头压力
2.9MPa,连续加工3小时后,电流变为2.44A,电压变为2.7MPa,前期模头压力大,悬浮液浓度高,后期模头压力小,悬浮液浓度低,说明加工过程中悬浮液发生沉降。
[0045]上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改,并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此,本发明不限于上述实施例,本领域技术人员根据本发明的揭示,不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种悬浮液均匀加料方法,其特征在于,将预配的悬浮液加入到容器中并由搅拌装置搅拌,容器由循环介质降温至悬浮液达到设定温度,调节流量,将悬浮液加入后续工序; 所述设定温度与所述悬浮液的溶剂溶点相比,大于等于所述溶点以上l°c-10°c,小于等于溶点以上20°c-50°c。2.根据权利要求1所述的一种悬浮液均匀加料方法,其特征在于,在设定温度下,所述悬浮液黏度为0.1Pa.s-50Pa.S。3.根据权利要求1所述的一种悬浮液均匀加料方法,其特征在于,所述循环介质的循环流动速率为lL/min-50L/min。4.根据权利要求1所述的一种悬浮液均匀加料方法,其特征在于,所述的悬浮液搅拌速率为 10r/min_150r/mino5.—种用于实施如权利要求1-4任一项所述方法的悬浮液均匀加料装置,其特征在于,包括用于盛装悬浮液的容器、置于所述容器中的搅拌装置、计量开关,及用于使悬浮液降温的循环冷冻装置。6.根据权利要求5所述的一种悬浮液均匀加料装置,其特征在于,所述的搅拌装置有一根或多根搅拌轴,搅拌轴上设置搅拌桨,搅拌桨类型为锚式、螺杆式、框式或六弯叶圆形。7.根据权利要求5所述的一种悬浮液均匀加料装置,其特征在于,所述的计量开关连接于所述容器的底部,用于调节下料流量。8.根据权利要求5所述的一种悬浮液均匀加料装置,其特征在于,所述的容器外层有循环介质循环层及保温层,所述的循环介质循环层流动有循环介质。9.根据权利要求5所述的一种悬浮液均匀加料装置,其特征在于,所述的循环介质循环层上设有循环介质进口与循环介质出口,所述的循环冷冻装置包括冷冻发生及循环装置,所述的冷冻发生及循环装置通过管道与循环介质进口、循环介质出口连通。10.根据权利要求5所述的一种悬浮液均匀加料装置,其特征在于,所述的保温层材质包括聚氨酯、丁腈橡胶或聚氯乙烯中的至少一种。
【文档编号】D01F6/04GK105839200SQ201610156960
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年3月18日
【发明人】巩明方, 王新威, 孙勇飞, 徐迅, 王萍, 张玉梅, 侯秀红
【申请人】上海化工研究院
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