[实用新型]TPU制程中催化剂侧向微量优化添加装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及TPU生产制造工艺设备装置的结构改进技术，尤其是TPU制程中催化剂侧向微量优化添加装置。

背景技术

TPU名称为热塑性聚氨酯弹性体橡胶,这种材料能在一定热度下变软,而在常温下可以保持不变.用在鞋上多起稳定支撑的作用。合成TPU最基本的化学反应方程式为：—N=C=O + HOˉ → —NH-COOˉ，这个反应始终伴随着有机异氰酸酯基与羟基的反应，为了提高异氰酸酯的化学反应速率，一般可以从两方面考虑：其一，选择活性较高的原料和提高反应温度；其二，添加催化剂，促进反应按预期的方向和速度进行。

   异氰酸酯的化学反应多种多样，但最有价值的是异氰酸酯与活泼氢化合物的反应和异氰酸酯的聚合反应。前者是合成聚氨酯的化学基础，后者是合成改性异氰酸酯和碳化二亚胺水解稳定剂的化学基础，也是聚氨酯改性的重要途径之一。

   异氰酸酯基—N=C=O具有高度的不饱和性。碳原子显示正电性，氮原子和氧原子显示负电性，所以原则上只要有一定的亲核或亲电特性，足以使NCO基从共振态转变为高能活性态的物质均可作为催化剂。所以酸性和碱性化合物、有机金属化合物都可能是异氰酸酯反应的催化剂。但最有价值的碱性催化剂是叔胺类化合物，最有价值的有机金属化合物是有机锡、有机铋等化合物。

常用的催化剂辛酸亚锡是二价的亚锡化合物，催化活性比二丁基锡二月桂酸酯高，毒性较小。由于二价锡化合物易被空气中氧和水汽氧化与分解，因此储存时要用氮保护，必须密封，避免高温和过大湿度，以防活性下降或失效。为了提高反应速率，减少副反应，会在合成TPU的三大主要原料之一的聚酯多元醇中添加一定比例的催化剂，通过测试反应固化时间来满足工艺要求。

催化剂在高温高湿环境中容易氧化分解，使其失效，所以添加辛酸亚锡的原料要尽快使用：目前存在的问题主要有两个：

   其一：辛酸亚锡在高温高湿环境中容易分解而失效。目前聚酯多元醇车间生产一批有15吨左右，如果2釜或3釜在同一大储槽混合使用，加起来总量就有30吨或45吨左右；以我们生产的TPU 195ASH为例，设计每小时总流量为300kg，其中聚酯多元醇组分每小时为150kg左右，不同重量的聚酯多元醇所消耗的时间分别为（见表一）：

聚酯多元醇重量（T）153045所消耗的时间（h）100200300合成 TPU的重量（T）306090

如表一所示：生产30T的TPU需要4天多即100h左右，为了使前端添加的抗氧剂，润滑剂等助剂能够很好的溶解及反应时有足够的温度，中间槽的温度控制在80～100℃，辛酸亚锡在这么高的温度下，存放4天以上催化效果容易降低甚至失效，所以在平时生产过程中中途还要重新添加催化剂，重新测试反应时间，这给生产带来极大不便，控制不好很容易引起生产的稳定性，造成产品质量的不稳定。

其二：在聚酯多元醇中添加催化剂辛酸亚锡的添加量比较难把握，添加过量容易造成聚酯多元醇反应活性太快，使产品容易黄变，而且添加过多的催化剂不能取出，后续处理工作很难继续进行，只能将中间储槽的聚酯多元醇放出一部分，将未加过催化剂的聚酯多元醇补入重新调整反应固化时间；所以每次添加时都要添加好几次才能成功，这无形中拖延了时间，给生产带来了极大的不便。