固相力化学反应装置、高分子加工助剂生产线及生产方法

技术领域

本发明涉及高分子材料生产技术领域，具体而言，涉及固相力化学反应装置、高分子加工助剂生产线及生产方法。

背景技术

力化学研究物质受机械力的作用而发生化学变化或物理化学变化的化学分支学科；力化学是一门新兴的交叉学科，已在固体材料的改性，新型无机、有机及高分子材料的合成，磁性材料的研制，冶金等领域得到广泛的应用。传统的聚氯乙烯加工助剂是通过化学聚合而成，主要原材料来源于石油，在聚氯乙烯加工助剂生产过程中有大量废气、废水和固体废弃物产生。

发明内容

本发明的目的包括提供一种固相力化学反应装置，其针对聚氯乙烯加工助剂的固相力化学反应装置而设计，能够避免聚氯乙烯加工助剂生产过程中产生三废。

本发明的另一目的包括提供一种高分子加工助剂生产线，其针对聚氯乙烯高分子加工助剂生产线而设计，能够实现连续生产，提高产能，降低制造成本。

本发明的另一目的包括提供一种高分子加工助剂生产方法，其针对聚氯乙烯高分子加工助剂生产方法而设计，能够避免聚氯乙烯加工助剂生产过程中产生三废。

本发明的实施例通过以下技术方案实现：

一种固相力化学反应装置，包括机架、振磨筒组件、弹性支撑组件和激振器，该机架设于该振磨筒组件下方，该弹性支撑组件一端与该机架固定，该弹性支撑组件另一端与该振磨筒组件固定，该激振器固定于该振磨筒组件，该激振器用于驱动该振磨筒组件相对于该机架振动。

在本发明的一实施例中，该机架设有下连接板，该振磨筒组件设有上连接板，该弹性支撑组件包括支撑弹簧、上螺杆和下螺杆，该支撑弹簧一端抵接于该下连接板，该支撑弹簧另一端抵接于上连接板，该上螺杆贯穿该上连接板，该上螺杆设于上紧固螺母，该上紧固螺母与该支撑弹簧对称设于该上连接板的两侧，该下螺杆贯穿该下连接板，该下螺杆设于下紧固螺母，该下紧固螺母与该支撑弹簧对称设于该下连接板的两侧。

在本发明的一实施例中，所述上连接板与所述下连接板均设有定位槽，所述弹性支撑组件的端部插至该定位槽。

在本发明的一实施例中，所述弹性支撑组件还包括上垫板和下垫板，该上垫板与该下垫板均置于所述定位槽内。

一种高分子加工助剂生产线，包括喂料装置和固相力化学反应装置，该喂料装置的出料端与该固相力化学反应装置连接，该喂料装置用于定量喂料至该固相力化学反应装置。

在本发明的一实施例中，还包括依次布置的混料机、除铁装置、干燥除湿装置和称量打包装置，该混料机的出料端与所述喂料装置连接，该除铁装置与所述固相力化学反应装置的出料端连接，该除铁装置用于检测并去除产品中的金属杂质，该干燥除湿装置用于干燥该除铁装置输出的产品，该称量打包装置与所述干燥除湿装置的出料端连接。

一种高分子加工助剂生产方法，包括以下步骤，

S1配料混料：称量各组分原料，并混合均匀；

S2力化学反应：利用喂料装置将混合均匀的各组分原料定量输送至固相力化学反应装置中进行力化学反应，得到半成品。

在本发明的一实施例中，S3金属检测：利用除铁装置检测并清理半成品中的金属杂质。

在本发明的一实施例中，S4干燥除湿：利用干燥除湿装置对去除金属杂质后的半成品进行干燥。

在本发明的一实施例中，S5称量打包：利用称量打包装置对干燥后的半成品进行称量打包。

本发明实施例的技术方案至少具有如下优点和有益效果：

本发明实施例设置包括机架、振磨筒组件、弹性支撑组件和激振器的固相力化学反应装置，利用该固相力化学反应装置使生产聚氯乙烯加工助剂的原料可以直接使用聚氯乙烯，利用振磨改变聚氯乙烯颗粒形态并使聚氯乙烯颗粒形态发生改变后保持稳定，进而实现生产聚氯乙烯加工助剂的目的，与现有技术相比，本技术方案以力化学技术实现聚氯乙烯加工助剂的生产，可直接使用聚氯乙烯颗粒作为原材料，而避免使用石油制品的原材料，以达到避免聚氯乙烯加工助剂生产过程中产生三废的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明中固相力化学反应装置的结构示意图；

图2为图1的左视图；

图3为本发明中弹性支撑组件的结构示意图；

图4为本发明中上连接板与定位槽的结构示意图；

图5为本发明中下连接板与定位槽的结构示意图；

图6为本发明中高分子加工助剂生产线的示意框图。

图标：1-固相力化学反应装置，11-机架，111-下连接板，12-振磨筒组件，121-上连接板，122-上振磨筒，123-下振磨筒，124-连通管，13-弹性支撑组件，131-支撑弹簧，132-上螺杆，133-下螺杆，134-定位槽，135-上垫板，136-下垫板，14-激振器，15-电机，2-喂料装置，3-混料机，4-除铁装置，5-干燥除湿装置，6-称量打包装置。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“配置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参照图1至图5，一种固相力化学反应装置1，包括机架11、振磨筒组件12、弹性支撑组件13和激振器14，该机架11设于该振磨筒组件12下方，该振磨筒组件12内配置有若干钢棒，该弹性支撑组件13一端与该机架11固定，该弹性支撑组件13另一端与该振磨筒组件12固定，该激振器14固定于该振磨筒组件12，该激振器14用于驱动该振磨筒组件12相对于该机架11振动。

为了避免聚氯乙烯加工助剂生产过程中产生三废，本实施例设置包括机架11、振磨筒组件12、弹性支撑组件13和激振器14的固相力化学反应装置1，利用该固相力化学反应装置1使生产聚氯乙烯加工助剂时，生产原料可以直接使用聚氯乙烯颗粒，利用振磨改变聚氯乙烯颗粒形态并使聚氯乙烯颗粒形态发生改变后保持稳定，利用在振动磨中产生的机械力引发聚氯乙烯与弹性体发生接枝共聚反应生成的聚氯乙烯加工助剂，进而实现生产聚氯乙烯加工助剂的目的，与现有技术相比，本技术方案以力化学技术实现聚氯乙烯加工助剂的生产，可直接使用聚氯乙烯颗粒作为原材料，而避免使用石油制品的原材料，以达到避免聚氯乙烯加工助剂生产过程中产生三废的目的。

在本实施例中，如图1-2，该机架11设有四根支撑柱，每根支撑柱的顶端设有下连接板111，该振磨筒组件12设有四块上连接板121，每一块下连接板111的上方都对应有一块上连接板121。如图1-3，该弹性支撑组件13包括支撑弹簧131、上螺杆132和下螺杆133，该支撑弹簧131一端抵接于该下连接板111，该支撑弹簧131另一端抵接于上连接板121，利用该支撑弹簧131实现振磨筒组件12的弹性支撑。该上螺杆132贯穿该上连接板121，该上螺杆132设于上紧固螺母，该上紧固螺母与该支撑弹簧131对称设于该上连接板121的两侧，该下螺杆133贯穿该下连接板111，该下螺杆133设于下紧固螺母，该下紧固螺母与该支撑弹簧131对称设于该下连接板111的两侧。现有技术中，支撑弹簧131与上连接板121、支撑弹簧131与下连接板111固定的螺栓螺母均位于支撑弹簧131内，不便于装配人员方便快捷地完成振磨筒组件12、支撑弹簧131和机架11的装配。本实施例通过使上螺杆132贯穿至上连接板121上表面，装配人员可在上连接板121上表面安装螺母，由于螺母不在支撑弹簧131内，便于装配人员使用扳手等工具拧动螺母。本实施例通过使螺杆贯穿至下连接板111下表面，装配人员可在下连接板111下表面安装螺母，由于螺母不在支撑弹簧131内，便于装配人员使用扳手等工具拧动螺母。

在本实施例中，如图4-5，上连接板121与所述下连接板111均设有定位槽134，所述弹性支撑组件13的端部插至该定位槽134，弹性支撑组件13还包括上垫板135和下垫板136，该上垫板135与该下垫板136均置于所述定位槽134内。通过设置定位槽134，便于将支撑弹簧131放置在定位槽134中，实现支撑弹簧131的快速定位，便于支撑弹簧131的装配。

在本实施例中，如图1，所述振磨筒组件12包括上下平行的一对振磨筒，以及固定该对振磨筒的筒架，上连接板121固定在筒架上，上振磨筒122一端设有进料口，上振磨筒122另一端通过连通管124与下振磨筒123连通，下振磨筒123设有出料口，出料口与连通管124分别位于下振磨筒123的两端。在筒架中间且在该对振磨筒之间设有一根主轴，在机架11上还设有电机15，电机15通过绕性联轴节与主轴连接。激振器14包括一根转轴，转轴与主轴连接，该转轴两端分别装有主偏心块和副偏心块，该激振器14采用现有技术即可，如振磨机中的激振器14。在生产时，聚氯乙烯颗粒从进料口加入上振磨筒122，加料结束后，启动电机15，电机15通过主轴驱动激振器14，激振器14迫使上振磨筒122与下振磨筒123振动，在振动过程中，上振磨筒122与下振磨筒123内的钢棒对聚氯乙烯颗粒产生振磨效果，在振动磨中产生的机械力引发聚氯乙烯与弹性体发生接枝共聚反应形成的聚氯乙烯加工助剂，该弹性体可以是EPDM、TPE或者NBR。而且在振磨过程中，上振磨筒122内的聚氯乙烯颗粒经连通管124进入下振磨筒123，依次在上振磨筒122与下振磨筒123内经历钢棒的振磨。在振磨过程中，上振磨筒122与下振磨筒123温度会升高，为了冷却上振磨筒122与下振磨筒123，该磨筒设有水冷夹套。振磨筒内配置有若干钢棒，磨筒两端设有可拆卸的盖板，以便从上振磨筒122与下振磨筒123内取放钢棒。

需要说明的是，聚氯乙烯颗粒在上振磨筒122与下振磨筒123内振磨中会产生较高的温度，为了降低聚氯乙烯颗粒的温度，上振磨筒122设有用于添加降温计的加料口，降温计可以采用无水乙醇，该加料口与液体流量计连接，液体流量计采用现有技术即可，利用降温计的挥发性实现聚氯乙烯颗粒的降温。

本固相力化学反应装置1的工作原理：电机15通过绕性联轴节带动激振器14中的偏心块旋转，产生周期性的激振力，使上振磨筒122与下振磨筒123在支撑弹簧131上产生高频振动，振磨筒组件12获得近似于圆的椭圆形运动轨迹。随着上振磨筒122与下振磨筒123的振动，上振磨筒122与下振磨筒123内的钢棒获得强烈的抛射运动、高速同向自转运动、慢速公转运动；聚录乙烯颗粒进入上振磨筒122与下振磨筒123后受到钢棒强烈地冲击和研磨，并随着料面的平衡逐渐向出料口运动，最后排出筒体。

如图6所示，一种高分子加工助剂生产线，包括喂料装置2和固相力化学反应装置1，该喂料装置2的出料端与该固相力化学反应装置1连接，该喂料装置2用于定量喂料至该固相力化学反应装置1，该喂料装置2采用现有技术中的螺杆喂料机即可，喂料装置2的出料端通过软管或其他柔性管与上振磨筒122的进料口连通，通过喂料装置2将聚氯乙烯颗粒定量喂送至上振磨筒122内。由于固相力化学反应装置1具有上振磨筒122与下振磨筒123，通过如PLC等外部控制器控制喂料装置2的单次喂料量与喂料间隔时间，当喂料装置2第一次喂送设定量的聚氯乙烯颗粒至上振磨筒122后，停止喂料，停止时间即是喂料间隔时间，在喂料间隔时间内，聚氯乙烯颗粒逐步从上振磨筒122流动至下振磨筒123内，当上振磨筒122内聚氯乙烯颗粒所剩不多或几乎没有聚氯乙烯颗粒时，喂料装置2再次启动，再次向上振磨筒122内喂送聚氯乙烯颗粒。需要说明的是，喂料间隔时间与聚氯乙烯颗粒流出上振磨筒122的时间相同，本领域技术人员根据实际情况设定。聚氯乙烯颗粒经过固相力化学反应装置1振磨后，输出聚氯乙烯加工助剂半成品。本技术方案通过喂料装置2与固相力化学反应装置1连接，能够实现聚氯乙烯加工助剂的连续生产，提高了产能，降低了制造成本。

在本实施例中，如图6所示，高分子加工助剂生产线还包括混料机3，该混料机3的出料端与所述喂料装置2连接，该混料机3采用高速混料机3，将各组分原材料混合均匀，混合均匀后的原材料送至喂料装置2。需要说明的是，在混料机3前端还可以设置配料机。

在本实施例中，如图6所示，高分子加工助剂生产线还包括除铁装置4，该除铁装置4与所述固相力化学反应装置1的出料端连接，该除铁装置4用于检测并去除产品中的金属杂质，该除铁装置4采用现有技术即可，如磁选装置等，利用除铁装置4检测固相力化学装置产出的半成品是否有金属杂质，如果有金属杂质，则通过磁选去除半成品中的金属杂质。

在本实施例中，如图6所示，高分子加工助剂生产线还包括用于干燥产品的干燥除湿装置5，该干燥除湿装置5与所述除铁装置4的出料端连接，干燥除湿装置5可以采用沸腾式干燥器，经除铁装置4去除金属杂质的半成品再经过干燥除湿装置5，该干燥除湿装置5采用现有技术即可，以干燥半成品。

在本实施例中，如图6所示，高分子加工助剂生产线还包括称量打包装置6，该称量打包装置6与所述干燥除湿装置5的出料端连接，称量打包装置6采用现有技术即可，以实现将干燥后的半成品打包装袋。

与现有技术相比，本高分子加工助剂生产线的设备自动化程度提高，高分子加工助剂生产线包括配料机、混料机3、喂料装置2、固相力化学反应装置1、除铁装置4、干燥除湿装置5和称量打包系统，整条生产线实现了生产全自动，减少了中间原料转运环节并降低了操作工的劳动强度。

一种高分子加工助剂生产方法，包括以下步骤，

S1配料混料：利用配料机称量各组分原料，并利用混料机3混合均匀；

S2力化学反应：利用喂料装置2将混合均匀的各组分原料定量输送至固相力化学反应装置1中进行力化学反应，得到半成品。

S3金属检测：利用除铁装置4检测并清理半成品中的金属杂质。

S4干燥除湿：利用干燥除湿装置5对去除金属杂质后的半成品进行干燥。

S5称量打包：利用称量打包装置6对干燥后的半成品进行称量打包。

与现有技术相比，本高分子加工助剂生产方法以力化学技术实现聚氯乙烯加工助剂的生产，可直接使用聚氯乙烯颗粒作为原材料，而避免使用石油制品的原材料，以达到避免聚氯乙烯加工助剂生产过程中产生三废的目的，而且设置包括配料机、混料机3、喂料装置2、固相力化学反应装置1、除铁装置4、干燥除湿装置5和称量打包系统，整条生产线实现了生产全自动，减少了中间原料转运环节并降低了操作工的劳动强度。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。