專(zhuān)利名稱(chēng)：一種用于酸性體系的反應(yīng)釜中的組合式雙層攪拌槳的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在酸性體系下的反應(yīng)釜，特別涉及一種用于酸性體系的反應(yīng)釜中的組合式雙層攪拌槳，尤其適用于苯氨基甲酸甲酯(MPC)與甲醛縮合制備二苯甲烷二氨基甲酸甲酯(MDC)的縮合過(guò)程。
背景技術(shù)：
二苯甲烷二異氰酸酯(MDI)是合成聚氨酯的重要原料，也廣泛應(yīng)用于金屬黏結(jié)劑、玻璃纖維、彩色涂料和各種合成革等，市場(chǎng)需求量大。二苯甲烷二氨基甲酸甲酯(MDC) 是非光氣法合成MDI的重要中間體，通常由苯氨基甲酸甲酯(MPC)與甲基化試劑(比如甲醛)縮合反應(yīng)制備。MPC與甲醛縮合制備MDC過(guò)程，在強(qiáng)酸性條件下進(jìn)行。其過(guò)程為，在一定溫度下，先將酸溶液與MPC混合，然后滴加甲醛與MPC反應(yīng)。在攪拌條件下，熔化的MPC與酸溶液以懸蝕液的形態(tài)存在。MPC與水相的甲醛反應(yīng)，產(chǎn)生MDC。反應(yīng)過(guò)程中，有粘性固體物質(zhì)出現(xiàn)，易于將MPC包裹在顆粒中?，F(xiàn)有的普通槳式攪拌槳，如圖1所示，包括攪拌軸1、攪拌槳輪殼 2、槳片固定軸5和槳片4，槳片4呈月牙形，其存在的主要問(wèn)題是，反應(yīng)過(guò)程中，攪拌槳的剪切力不夠，攪拌不充分，存在原料反應(yīng)不完全、導(dǎo)致產(chǎn)物顆粒不均勻和產(chǎn)生團(tuán)聚現(xiàn)象。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，為解決上述問(wèn)題，從而提供一種用于酸性體系的反應(yīng)釜中的組合式雙層攪拌槳，既耐酸腐蝕又能增加剪切力、提高反應(yīng)物的混合程度、防止產(chǎn)物團(tuán)聚。為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了一種用于酸性體系的反應(yīng)釜中的組合式雙層攪拌槳，包括攪拌軸、輪殼、輪盤(pán)和槳片，其特征是所述的攪拌槳包括分布在上、下兩層的槳片，其中，上層的槳片為下推式螺旋槳，下層的槳片為下推式斜葉圓盤(pán)渦輪攪拌槳，該斜葉圓盤(pán)渦輪攪拌槳的圓盤(pán)部分水平設(shè)置，沿圓盤(pán)的圓周以一定的角度設(shè)置有均勻分布的斜葉，所述的斜葉和圓盤(pán)的夾角為30° 75°。該組合式雙層攪拌槳，上層為下推式螺旋槳，將熔化的MPC液體推入水相，增強(qiáng) MPC與水相的接觸；下層攪拌槳為下推式斜葉圓盤(pán)渦輪攪拌槳，剪切力大，能有效分散反應(yīng)生成的MDC和未反應(yīng)的MPC，同時(shí)，斜葉圓盤(pán)渦輪攪拌槳產(chǎn)生向下的推力，將已經(jīng)沉底的顆粒分散，防止產(chǎn)物團(tuán)聚。作為上述技術(shù)方案的一種改進(jìn)，所述的下推式螺旋槳的直徑與反應(yīng)釜的比例為 0.3 0.8，其槳片的角度為45° 60°，其槳片的個(gè)數(shù)為3 4片。作為上述技術(shù)方案的又一種改進(jìn)，所述的下推式斜葉圓盤(pán)渦輪攪拌槳的直徑與反應(yīng)釜的比例為0. 2 0. 5，其葉片個(gè)數(shù)為6 8片。作為上述技術(shù)方案的還一種改進(jìn)，所述的攪拌槳整體采用耐酸材質(zhì)，或采用鐵材質(zhì)外包聚四氟乙烯材料制成，所述的攪拌軸、輪殼、輪盤(pán)和槳片的結(jié)合處采用聚四氟乙烯密封。優(yōu)選地，所述的攪拌軸采用耐高溫環(huán)氧樹(shù)脂制成。所述的輪殼、輪盤(pán)或槳片采用無(wú)氧銅制成。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，本發(fā)明的組合式雙層攪拌槳用于酸性體系的反應(yīng)釜中時(shí)，在酸性反應(yīng)體系下，例如苯氨基甲酸甲酯(MPC)與甲醛縮合制備二苯甲烷二氨基甲酸甲酯 (MDC)過(guò)程中，耐酸腐蝕，剪切力大，液液、固液分散均勻，攪拌效率高。


圖1是現(xiàn)有的槳式攪拌槳的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明的反應(yīng)釜的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明的反應(yīng)釜攪拌槳的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明的反應(yīng)釜攪拌槳上層的下推式螺旋槳的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本發(fā)明的反應(yīng)釜攪拌槳下層的下推式斜葉圓盤(pán)渦輪攪拌槳的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標(biāo)識(shí)1、攪拌軸 2、攪拌槳輪殼 3、輪盤(pán)4、槳片5、槳片固定軸
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案。如圖2和3所示，本發(fā)明的組合式雙層攪拌槳，由攪拌軸1、攪拌槳輪殼2、輪盤(pán)3和槳片4組成。上層為推進(jìn)式螺旋槳4，下層為斜葉圓盤(pán)渦輪攪拌槳4。攪拌槳整體采用耐酸材質(zhì)，或采用鐵材質(zhì)，外包聚四氟乙烯材料，結(jié)合處采用聚四氟乙烯密封。本發(fā)明的攪拌槳可適用于MPC與甲醛縮合制備MDC反應(yīng)，反應(yīng)體系為不溶的兩液相，熔化的MPC液體浮于水相上，產(chǎn)物為有粘性的固體。上層螺旋槳將熔化的MPC推入水相，增強(qiáng)MPC與水相的接觸。 下層渦輪攪拌槳較普通攪拌槳增加了湍流程度，使反應(yīng)物料混合均勻。同時(shí)，對(duì)于生成的固體產(chǎn)物，渦輪攪拌槳剪切力大，使得反應(yīng)產(chǎn)物均勻，避免產(chǎn)物中夾帶原料MPC。斜葉攪拌槳有向下的推力，防止固體產(chǎn)物沉底，產(chǎn)生團(tuán)聚。本發(fā)明的攪拌槳也適用于其他釜式反應(yīng)器中進(jìn)行的，強(qiáng)酸條件下，反應(yīng)中存在粘性固體物的反應(yīng)。實(shí)施例1攪拌軸采用耐高溫環(huán)氧樹(shù)脂，輪殼、輪盤(pán)和槳片采用無(wú)氧銅。如圖5所示，下層渦輪攪拌槳斜葉槳片固定于輪盤(pán)，輪盤(pán)固定于輪殼，連接處采用純銅焊接。攪拌軸與輪殼通過(guò)銅質(zhì)鉚釘固定在一起。渦輪槳片為8片，槳片外徑與反應(yīng)釜的比例為1 3，槳片高度與攪拌槳外徑比例為1 5。采用下推式槳片，槳片角度為45°。上層攪拌槳采用無(wú)氧銅材質(zhì)， 通過(guò)純銅與輪殼焊接在一起。最后，用銅質(zhì)鉚釘固定于攪拌軸。如圖4所示，采用下推式螺旋槳，槳片個(gè)數(shù)為3，槳片外徑與反應(yīng)釜的比例為1 3，槳片角度為30°。該反應(yīng)釜攪拌槳可以用于酸性體系下，苯氨基甲酸甲酯(MPC)與甲醛縮合制備二苯甲烷二氨基甲酸甲酯(MDC)。攪拌槳整體采用無(wú)氧銅和耐高溫環(huán)氧樹(shù)脂，具有很好的耐腐蝕性能。相對(duì)于普通槳式攪拌器，組合式雙層雙層攪拌槳增加了反應(yīng)物料的混合程度，提高了產(chǎn)物的均勻程度，能有效防止產(chǎn)物中夾帶未反應(yīng)的原料。實(shí)施例2
其結(jié)構(gòu)如實(shí)施例1。攪拌軸采用鐵材質(zhì)，外層套聚四氟乙烯管。攪拌槳主體采用無(wú)氧銅，連接處使用鐵鉚釘，外側(cè)用聚四氟乙烯密封。渦輪槳片為6片，槳片外徑與反應(yīng)釜的比例為1 2，槳片高度與攪拌槳外徑比例為1 5。采用下推式槳片，槳片角度為75°。 本實(shí)例的攪拌槳，對(duì)比實(shí)施例1，下層槳片尺寸增大，角度增加，剪切力變大，得到的產(chǎn)物的顆粒更細(xì)，反應(yīng)效果更好。最后所應(yīng)說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制。盡管參照實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，都不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1.一種用于酸性體系的反應(yīng)釜中的組合式雙層攪拌槳，包括攪拌軸、輪殼、輪盤(pán)和槳片，其特征是所述的攪拌槳包括分布在上、下兩層的槳片，其中，上層的槳片為下推式螺旋槳，下層的槳片為下推式斜葉圓盤(pán)渦輪攪拌槳，該斜葉圓盤(pán)渦輪攪拌槳的圓盤(pán)部分水平設(shè)置，沿圓盤(pán)的圓周以一定的角度設(shè)置有均勻分布的斜葉，所述的斜葉和圓盤(pán)的夾角為 30° 75°。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合式雙層攪拌槳，其特征在于，所述的下推式螺旋槳的直徑與反應(yīng)釜的比例為0.3 0.8，其槳片的角度為45° 60°，其槳片的個(gè)數(shù)為3 4片。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合式雙層攪拌槳，其特征在于，所述的下推式斜葉圓盤(pán)渦輪攪拌槳的直徑與反應(yīng)釜的比例為0. 2 0. 5，其葉片個(gè)數(shù)為6 8片。
4.根據(jù)權(quán)利要求1 3中任一項(xiàng)所述的組合式雙層攪拌槳，其特征在于，所述的攪拌槳整體采用耐酸材質(zhì)，或采用鐵材質(zhì)外包聚四氟乙烯材料制成，所述的攪拌軸、輪殼、輪盤(pán)和槳片的結(jié)合處采用聚四氟乙烯密封。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的組合式雙層攪拌槳，其特征在于，所述的攪拌軸采用耐高溫環(huán)氧樹(shù)脂制成。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的組合式雙層攪拌槳，其特征在于，所述的輪殼、輪盤(pán)或槳片采用無(wú)氧銅制成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于酸性體系的反應(yīng)釜中的組合式雙層攪拌槳，包括攪拌軸、輪殼、輪盤(pán)和槳片，其特征是所述的攪拌槳包括分布在上、下兩層的槳片，其中，上層的槳片為下推式螺旋槳，下層的槳片為下推式斜葉圓盤(pán)渦輪攪拌槳，該斜葉圓盤(pán)渦輪攪拌槳的圓盤(pán)部分水平設(shè)置，沿圓盤(pán)的圓周以一定的角度設(shè)置有均勻分布的斜葉，所述的斜葉和圓盤(pán)的夾角為30°～75°。所述的攪拌槳整體采用耐酸材質(zhì)，或采用鐵材質(zhì)外包聚四氟乙烯材料制成，所述的攪拌軸、輪殼、輪盤(pán)和槳片的結(jié)合處采用聚四氟乙烯密封。本發(fā)明的組合式雙層攪拌槳耐酸腐蝕，剪切力大，液液、固液分散均勻，攪拌效率高。
文檔編號(hào)C07C271/28GK102274700SQ201010205399
公開(kāi)日2011年12月14日 申請(qǐng)日期2010年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月11日
發(fā)明者回俊博, 李會(huì)泉, 柳海濤, 裴義霞 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院過(guò)程工程研究所