不饱和聚酯的工业化生产过程

  工业化生产可以看成是实验室制法的扩大。目前工厂生产不饱和聚酯树脂的流程如下图所示,其中的反应釜、
管道、阀门一般都用不锈钢材质制作。



   1、生产设备
  (1)反应釜:反应釜是合成不饱和聚酯的关键设备,它设有夹套和内盘管,供加热或冷却用。反应釜容积的大小是根据工厂所需的生产能力来设计的。目前国外的大容量为10m3,国产大容积为6m3的反应釜,现已投入使用。
  由于一般反应釜都是采用夹管加热,当釜的容积增加时,釜表面积增加的比例小于容积增加的比例(表面积按平方倍数,而容积则为立方倍增加),所以对于单位体积而言,有效的加热或冷却面积变小了,使得生产周期延长且难于控制。这是用大容积的反应釜生产的不利因素,但也有其有利的一面,这就是因表面积相对减少,减少了二元醇损失的机会,同样道理,釜内表面物料与空气接触的机会减少了,有利于改善树脂的外观色泽。为弥补上述之不足则采用釜内增加盘管的方法。
  目前反应釜加热的方法有这样几种: a、直接加热―――用煤气或燃料点火加热; b、导热油或其它载油体循环加热; c、电阻丝通电加热; d、低频感应加热; e、电加热棒直接插入反应釜夹套油层内。这五种方式各有利弊,应因地制宜,较多采用的是b、e两种。
  冷却方法则可采用釜内装有的盘管通循环水或使热油(或其它载油剂)通过冷却装置后进行循环冷却。
  (2)搅拌装置:采用摆线式减速器,控制转速在一定范围内,搅拌器多为框架式。
  (3)分馏柱:内填充一定规格的拉西环,其功用是增加接触面积,使沸点高的二元醇气体和缩聚反应析出的水蒸气分离开来。
  (4)立式冷凝器:与分馏柱紧密相连,控制馏头温度勿超过105℃,以防二元醇损失。
  (5)卧式冷凝器:使100℃的水蒸气冷却下来,进入接收口。
  (6)接收口:馏出液的贮槽,同时兼有反应后期抽真空时缓冲之作用。
  (7)稀释釜:容量一般为反应釜的1.5倍,带有搅拌装置和夹套,可供通水冷却或通蒸气加热。聚酯与交联剂在此混合稀释。为防止交联剂蒸气逸出,应与管式冷凝器相接。
  2、合成的工艺方法
  生产不饱和聚酯的工艺方法有熔融缩聚、溶剂共沸脱水、减压法及加压法四种,但普遍采用熔融法生产。
  以酸和醇直接熔融缩聚,除加入原料(后期加入阻聚剂),不需加入其它组分。在惰性气体保护下,利用醇、水沸程差,使副产物水通过分馏柱分离开,完成缩聚反应。此法特点是设备简单、生产周期短、操作方便安全。