聚氨酯的生產(chǎn)系統(tǒng)及方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及高分子材料制造領域，特別是涉及一種聚氨酯的生產(chǎn)系統(tǒng)及方法。
【背景技術】
[0002]澆注式隔熱鋁型材是由澆注成型的聚氨酯隔熱膠將鋁型材的內(nèi)外兩部分粘結成一個整體而形成的，從而達到節(jié)能目的。聚氨酯隔熱膠是由兩種組分即異氰酸酯與經(jīng)改性的聚醚多元醇按照一定比例混合后，發(fā)生快速交聯(lián)反應而得到的高分子聚合物。這種聚合物由軟鏈段和硬鏈段嵌段組成，具有比較高的力學強度、粘接強度，可代替鉚釘、螺栓等形式來進行鋁型材的結構連接。
[0003]但是，這種澆注式隔熱鋁型材生產(chǎn)工藝對聚氨酯隔熱膠的產(chǎn)品穩(wěn)定性、水分含量等參數(shù)要求非常高，這就要求聚氨酯隔熱膠的生產(chǎn)設備、工藝水平非常高，在聚氨酯隔熱膠的生產(chǎn)過程中，需要對聚醚多元醇進行改性處理以獲得所需要的組份。
[0004]而現(xiàn)有技術中，針對隔熱鋁型材用聚氨酯隔熱膠的生產(chǎn)大多采用人工加料的方法依次將不同的原料按照一定的順序添加到反應釜中，按照特定的工藝反應完全后再通過人工卸料、包裝。這種方法雖然具有操作方便，生產(chǎn)控制很簡單的優(yōu)點，但它還是存在不少缺點:(1)該生產(chǎn)系統(tǒng)是開放式的，不封閉，人工上料時間長，物料暴露在空氣中時間長，尤其是在濕熱天氣生產(chǎn)時，容易吸收空氣中的水分，在人工操作過程中，難免會往物料中人為引入汗水等雜物，造成成品不合格；(2)抽料裝置要頻繁從不同的原料桶進出，容易撒漏，既污染車間環(huán)境，同時物料損耗也大；(3)完全采用人工計量，容易出現(xiàn)計量差錯，導致投料有誤；(4)勞動強度大，生產(chǎn)效率低；(5)由于前述缺陷，使生產(chǎn)穩(wěn)定性差，每批次質量可能都存在差別。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]基于此，有必要針對上述問題，提供一種聚氨酯的生產(chǎn)系統(tǒng)及方法，采用該生產(chǎn)系統(tǒng)及方法，能夠實現(xiàn)聚氨酯隔熱膠的自動化生產(chǎn)，避免了人工操作中可能產(chǎn)生的各種問題和缺陷，提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質量。
[0006]—種聚氨酯的生產(chǎn)系統(tǒng)，包括:
[0007]儲料觸，包括原料儲觸和助劑儲觸;
[0008]反應釜，其上設有進料口、出料口和真空口；
[0009]計量系統(tǒng)，包括計量罐、計量電子秤、計量氣閥、原料氣閥、原料計量栗、助劑氣閥、助劑計量栗，所述計量電子秤用于為計量罐稱重，所述原料儲罐和助劑儲罐分別通過管路連通計量罐，所述計量罐通過管路連通反應釜的進料口，所述計量氣閥設于計量罐與進料口之間的管路上，所述原料氣閥和原料計量栗設于原料儲罐與計量罐之間的管路上，所述助劑氣閥和助劑計量栗設于助劑儲罐與計量罐之間的管路上；
[0010]真空系統(tǒng)，通過管路連通反應釜的真空口 ；
[0011]溫控系統(tǒng)，包括用于為反應釜加熱的加熱系統(tǒng)和用于為反應釜降溫的冷卻系統(tǒng)；以及
[0012]控制系統(tǒng)，與計量系統(tǒng)，真空系統(tǒng)，溫控系統(tǒng)和反應釜電連接，用于監(jiān)控和控制計量系統(tǒng)，真空系統(tǒng)，溫控系統(tǒng)和反應釜的運行。
[0013]上述聚氨酯的生產(chǎn)系統(tǒng)，采用計算機控制系統(tǒng)控制計量系統(tǒng)，真空系統(tǒng)，溫控系統(tǒng)和反應釜，可以使整條生產(chǎn)線由計算機自動完成，按照設定的生產(chǎn)配方自動調(diào)節(jié)各種控制參數(shù)，自動完成生產(chǎn)，并將各參數(shù)跟蹤記錄1C存在計算機內(nèi)，避免人工計量出現(xiàn)的差錯，使得各批次產(chǎn)品質量均一，穩(wěn)定性好。并且實現(xiàn)了封閉式全自動化生產(chǎn)，不僅避免了原料與車間環(huán)境的相互污染，實現(xiàn)清潔生產(chǎn)，還可以避免環(huán)境溫度、濕度的變化對產(chǎn)品品質的影響，進一步提尚了廣品的品質。
[0014]在其中一個實施例中，該生產(chǎn)系統(tǒng)還包括與控制系統(tǒng)電連接的灌裝系統(tǒng)，所述灌裝系統(tǒng)包括灌裝管路、灌裝計量栗、灌裝氣閥和用于為分裝產(chǎn)品稱重的灌裝電子秤，所述灌裝管路一端連通反應釜的出料口，另一端用于輸出得到的產(chǎn)品，所述灌裝計量栗和灌裝氣閥設于灌裝管路上。通過聯(lián)合灌裝系統(tǒng)，使整個生產(chǎn)及灌裝全過程都實現(xiàn)了自動化，一方面可以避免產(chǎn)品受到外界環(huán)境的影響，另一方面還可以最大限度的避免人工操作可能帶來的人為誤差。
[0015]在其中一個實施例中，該生產(chǎn)系統(tǒng)還包括與控制系統(tǒng)電連接的壓縮空氣系統(tǒng)，所述壓縮空氣系統(tǒng)包括壓縮空氣儲罐和壓縮空氣管路，所述壓縮空氣管路一端連通壓縮空氣儲罐，另一端分別連通計量氣閥、原料氣閥、助劑氣閥、灌裝氣閥中的至少一個。當控制系統(tǒng)向計量氣閥、原料氣閥、助劑氣閥、灌裝氣閥發(fā)出開、關的動作指令時，由壓縮空氣為這些裝置提供完成動作指令所需的動力。
[0016]在其中一個實施例中，所述原料儲罐至少為兩個，并且每一個原料儲罐與計量罐之間的管路上均設有原料氣閥和原料計量栗。根據(jù)生產(chǎn)的需要，設置相應數(shù)量的原料儲罐，以滿足多種原料分別儲存的要求。
[0017]在其中一個實施例中，所述加熱系統(tǒng)包括環(huán)繞反應釜外殼設置的加熱盤管，所述加熱盤管的導熱油入口設于反應釜的出料口端，所述加熱盤管的導熱油出口設于反應釜的進料口端；所述冷卻系統(tǒng)包括設置在反應釜的筒體內(nèi)壁與攪拌器之間的冷卻盤管，所述冷卻盤管的冷卻水入口設于反應釜的下端，所述冷卻盤管的冷卻水出口設于反應釜的上端。上述設置具有熱量交換效果好的優(yōu)點。
[0018]在其中一個實施例中，所述控制系統(tǒng)包括用于參數(shù)、指令輸入的操作站，用于監(jiān)控和控制計量系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、溫控系統(tǒng)和反應釜運行的控制站，和用于輸出數(shù)據(jù)的顯示裝置。上述設置利于操作人員的操作和監(jiān)控，具有簡便易行的特點。
[0019]本發(fā)明還公開了一種聚氨酯的生產(chǎn)方法，采用上述的生產(chǎn)系統(tǒng)，包括以下步驟:
[0020]原料送料:通過控制系統(tǒng)啟動計量系統(tǒng)，開啟原料氣閥和原料計量栗，此時計為to時刻，使原料通過原料氣閥和原料計量栗進入計量罐，以計量電子秤稱重，得到tl時刻進入計量罐的原料的重量W，并將該重量W反饋至控制系統(tǒng)，由控制系統(tǒng)根據(jù)to?tl時間段內(nèi)計量罐中原料重量變化AW計算出計量栗的上料速率，根據(jù)預定原料的加入量，控制系統(tǒng)計算出下一時間段tl?t2之間的上料速率，并將該上料速率傳送至原料計量栗，控制調(diào)整原料計量栗的轉速；當計量電子秤稱重得到進入計量罐的原料重量與預定原料加入量一致時，控制系統(tǒng)關閉原料氣閥和原料計量栗；并且控制系統(tǒng)開啟計量氣閥，使經(jīng)過稱量的原料通過進料口進入反應釜；
[0021]除水氣:以控制系統(tǒng)控制真空系統(tǒng)和溫控系統(tǒng)，對反應釜內(nèi)的原料進行加熱和抽真空，去除原料內(nèi)的水分，當原料含水量達到預定要求時，以控制系統(tǒng)控制冷卻系統(tǒng)開啟，將反應釜內(nèi)原料的溫度降到預定溫度；
[0022]助劑送料:按照上述原料送料的方法，通過控制系統(tǒng)啟動計量系統(tǒng)，開啟助劑氣閥和助劑計量栗，使助劑通過助劑氣閥和助劑計量栗進入計量罐，當準確稱量得到與預定助劑加入量一致時，控制系統(tǒng)關閉助劑氣閥和助劑計量栗；并且控制系統(tǒng)開啟計量氣閥，使經(jīng)過稱量的助劑通過進料口進入反應釜；
[0023]反應:原料與助劑在反應釜內(nèi)發(fā)生化學反應，即得產(chǎn)品。
[0024]上述聚氨酯的生產(chǎn)方法，采用上述的生產(chǎn)系統(tǒng)，首先將多種多元醇依次由計量系統(tǒng)準確進料至反應釜中進行混合，經(jīng)加熱、真空除水后冷卻，加入催化劑、流平劑、消泡劑、擴鏈劑、抗氧劑、紫外線吸收劑等助劑，混合均勻反應而得到成品，其中所涉及的工藝參數(shù)包括原料的重量、操作溫度、真空度、攪拌電機的轉速、閥門的控制等，均可通過控制系統(tǒng)進行設定、修改和調(diào)整，能夠實現(xiàn)整個生產(chǎn)過程的自動化操作和控制，并將各參數(shù)跟蹤記錄貯存在計算機內(nèi)，避免人工計量出現(xiàn)的差錯，使得各批次產(chǎn)品質量均一，穩(wěn)定性好。
[0025]并且，更為重要的是，通過原料計量栗和計量電子秤的作用，能夠以控制系統(tǒng)通過不斷調(diào)節(jié)計量栗轉速來達到精確計量的目的，使每種原料嚴格按照配方設定的重量流入到反應釜中。在常規(guī)技術中，通常是僅用重量測量方式的電子秤或僅用體積測量方式的計量栗來控制原料的投料量，而常規(guī)方法具有明顯的缺陷，即:計量栗計量原理只是通過計量原料體積，體積數(shù)據(jù)再乘以密度即是原料重量，但是不同溫度下原料密度是不同的，因此，環(huán)境溫度的改變會造成計量誤差很大；僅用電子稱計量的缺陷為:只能人工計量，無法實現(xiàn)自動控制，誤差大，人為因素干擾很大。上述方法同時采用計量栗和電子秤，控制系統(tǒng)會實時監(jiān)測并改變上料速率，達到精確計量的目的，同時能夠充分保證生產(chǎn)過程中配方的準確性和可靠性。
[0026]在其中一個實施例中，所述反應釜還設有抽檢口，所述除水氣步驟中，從抽檢口抽取適量原料，測定其含水量。操作人員可通過該抽檢口抽取原料進行半成品檢驗，檢驗合格后，即可進行下一工序的生產(chǎn)。
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