一种零废水排放的水性聚氨酯乳化装置的制作方法

1.本实用新型涉及化合物生产设备领域，尤其涉及一种零废水排放的水性聚氨酯乳化装置。


背景技术：

2.水性聚氨酯因其具有优异的物理和机械性能，广泛应用于涂料、胶粘剂、油墨等行业中。聚氨酯分子链本身具有疏水性，无法分散于水中并具有良好的储存稳定性，因此水性聚氨酯的制备主要有两种方法，一是通过添加外乳化剂，在高速搅拌下使聚氨酯分散于水相中，称为外乳化法；二是在聚氨酯分子链上引入具有亲水性的基团如羧酸基或磺酸基，在高速分散下使聚氨酯分散或溶于水中，称为内乳化法。外乳化法因为添加了外乳化剂，对产品的性能有不良影响，且储存和机械稳定性也较差，因此目前水性聚氨酯的生产大多采用内乳化法。
3.内乳化法制备磺酸型水性聚氨酯的一般工艺流程分为预聚、亲水扩链及乳化和脱除溶剂三个阶段，因此生产过程中至少需要三个釜。第一个釜用于预聚反应，即多元醇和多异氰酸酯、小分子扩链剂进行聚合扩链反应，形成具有较大分子量的聚氨酯预聚体，称为预聚釜；第二个釜用于亲水扩链反应和乳化分散，称为分散釜；第三个釜采用减压蒸馏的方法脱除溶剂，称为蒸馏釜。其中，第二个釜及其附属设备涉及亲水扩链反应、聚氨酯由油相转为水相，是生产水性聚氨酯的关键装置设备。
4.由于水性聚氨酯采用间歇法生产，为了提高各个釜的利用率，生产完一批后，可能马上要进行下一批的生产。分散釜在生产完上一批后，釜壁和釜底无可避免残留有上一批的含有溶剂的水性聚氨酯乳液，如直接对其采用通风吹干手段，则釜壁会形成一层聚氨酯胶膜，多次循环后，胶膜将越积越厚，影响釜壁传热，另外在高速分散过程中，胶膜可能会大块脱落、缠绕在高速旋转的搅拌桨上发生危险。因此，目前采用的办法是用溶剂或自来水对其进行冲洗后再通风干燥，溶剂价格较水昂贵且对水性聚氨酯溶解性差，因此较少用。采用自来水冲洗后，洗釜水一方面含有源于自来水中的钙镁离子(对阴离子型水性聚氨酯具有破乳作用)，不能重复利用；另一方面还含有低浓度的聚氨酯聚合物微粒，外观呈乳白色，直接排放会对土壤和水源造成污染，因此必须采用絮凝等方法对其进行处理才能达到排放标准。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于一种零废水排放的水性聚氨酯乳化装置。
6.为实现上述的目的，本实用新型采用如下的技术方案：
7.一种零废水排放的水性聚氨酯乳化装置，包括一分散釜和向所述分散釜输送纯水的储水高位槽，所述分散釜内设置有搅拌装置，所述分散釜一侧面设有第一进料口，所述分散釜的顶部设有第二进料口和第三进料口，所述分散釜的下部设有第一出料口和第二出料口；所述储水高位槽包括a槽和b槽，所述a槽和b槽中间封闭不连通，所述a槽的顶部设有第
一进水口，所述a槽的底部开设有第一出水口，所述第一出水口通过管道与所述分散釜的第三进料口连接，所述b槽的顶部设有第二进水口，所述b槽的底部设有第二出水口，所述分散釜的第二出料口通过管路与所述b槽的第二进水口连接，所述b槽的第二出水口通过管路与所述分散釜的第三进料口连接。
8.进一步的，所述a槽的第一进水口还连接有纯水机。
9.进一步的，所述a槽的侧壁上设有液位计。
10.进一步的，所述第一出水口与所述分散釜的第三进料口连接的管道上设有阀门以及旁路阀门。
11.进一步的，所述b槽的侧壁上设有液位计。
12.进一步的，所述分散釜的第二出料口与所述b槽的第二进水口连接的管路上设有阀门以及旁路阀门。
13.进一步的，所述分散釜的第二出料口与所述b槽的第二进水口连接的管路上设有压力泵。
14.进一步的，所述分散釜的侧壁设有夹套。
15.针对目前技术中用自来水冲洗分散釜后的洗釜水直接排放污染环境、污水处理成本高等缺点，本实用新型采用纯水一次或多次清洗分散釜，并连接泵将洗釜水重新输入纯水高位槽b槽中，在下一批水性聚氨酯乳化过程中，b槽的洗釜水与a槽的纯水一起进入分散釜中进行循环利用。这样既避免了因为自来水中的钙、镁离子对聚氨酯乳液的稳定性造成破坏，又避免了对洗釜水进行高成本絮凝处理的繁杂过程。
附图说明
16.图1为本实用新型装置的结构示意图。
具体实施方式
17.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，但不构成对本实用新型保护范围的限制。
18.参见图1，本实用新型的一种零废水排放的水性聚氨酯乳化装置，包括一分散釜1和向分散釜1输送纯水的储水高位槽7，分散釜1内设置有搅拌装置，搅拌装置包括高速电机2和搅拌桨3；优选的，分散釜的侧壁设有夹套4；
19.分散釜1的侧面设有第一进料口5，顶部设有第二进料口6和第三进料口10，下部设有第一出料口11和第二出料口14；
20.储水高位槽7包括a槽和b槽，a槽和b槽中间封闭不连通，a槽的顶部设有第一进水口12，a槽的底部开设有第一出水口8，第一出水口8通过管道与分散釜的第三进料口10连接，第一出水口8与分散釜的第三进料口10连接的管道上设有阀门9以及旁路阀门9a；a槽的侧壁上设有液位计13；具体的，a槽的第一进水口12还连接有纯水机(未图示)；
21.b槽的顶部设有第二进水口16，底部设有第二出水口18，分散釜1的第二出料口14通过管路与b槽的第二进水口16连接，b槽的第二出水口18通过管路与分散釜的第三进料口10连接。分散釜的第二出料口与所述b槽的第二进水口连接的管路上设有阀门9以及旁路阀门9a；所述b槽的侧壁上设有液位计13；所述分散釜的第二出料口与b槽的第二进水口16连
接的管路上设有压力泵15。
22.本实用新型的一种零废水排放的水性聚氨酯乳化装置，工作情况如下：第一釜(储水高位槽b槽无洗缸水时)：
23.储水高位槽7分为a槽和b槽，两槽中间封闭不连通。纯水机(图中未标出)提前输送计量的纯水，由顶部第一进水口12进入储水高位槽7的a槽中，a槽的液位计13可计量纯水体积。
24.含溶剂的聚氨酯预聚体一次性由第一进料口5输送至分散釜1，夹套4内设定适宜的水温，高速搅拌电机2以恒定的转速带动剪切搅拌桨3转动，亲水扩链剂从分散釜1顶部第二进料口6加入，进行亲水扩链反应，反应完成后，储水高位槽7内a槽的纯水经第一出水口8、阀门9(阀门9a为备用阀门)，由分散釜1的第三进料口10进入分散釜1中，乳化完成，生产出含有溶剂的水性聚氨酯乳液经分散釜1底部第一出料口11至下一段工序(蒸馏)。
25.由纯水机再从顶部第一进水口12输送定量纯水至a区，经第一出水口8、阀门9和第三进料口10进入分散釜1，开启电机2搅拌清洗分散釜1，洗釜水由分散釜1底部的第二出料口14、经压力泵15从储水高位槽7的顶部第二进水口16进入b槽，备用。b槽设置有液位计13可计量洗釜水体积。至此，分散釜1内清洁完毕，通风干燥备用。如清洁不够彻底，可重复清洁一次，洗釜水经同样路径转移至储水高位槽的b槽中。
26.分散釜1的顶部第二进料口6，可临时作为人孔进入维修使用。
27.第2釜及以后(储水高位槽b槽有洗缸水时)：
28.由于储水高位槽7的b槽已有部分洗釜水，从纯水机输送减量的纯水进入a槽(如需要共3立方米的纯水进行乳化，b槽有0.5立方米的洗缸水，则减量后需要输送2.5立方米的纯水至a槽)。
29.亲水扩链过程同第一釜，反应完成后，储水高位槽7内a槽纯水进入分散釜1的同时，b槽的洗缸水经b槽第二出水口18，阀门9(阀门9a为备用阀门)，由第三进料口10进入分散釜1中，乳化完成，生产出的含有溶剂的水性聚氨酯乳液经第一出料口11至下一段工序。洗釜工序同第一釜，洗釜水仍由分散釜1的底部第二出料口14、经力泵15从储水高位槽的顶部第二进水口16进入b槽备用。
30.以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。