连续光合成制备聚硫代醚橡胶的装置

摘要

公开了一种连续光合成制备聚硫代醚橡胶的装置，装置中，混料釜存储制备聚硫代醚橡胶的固体原料，混料釜连通液体原料罐和氮气瓶以混合固体原料和液体原料形成混合料，混合料在氮气压力下注入光合成反应釜，流量计设于液体原料罐和混料釜之间以测量在氮气压力下注入混料釜中的液体原料的流量，合成反应釜连通混料釜和氮气瓶，光合成反应釜包括设于其外的紫外光源以提供紫外光，混合料在紫外光照射下光合成反应生成液体原胶，液体原胶在氮气压力下推送到水洗釜，水洗釜连通光合成反应釜和氮气瓶以水洗液体原胶，液体原胶在氮气压力下输送到除水干燥器，除水干燥器连接水洗釜和氮气瓶，除水干燥器干燥液体原胶形成成品原胶。

权利要求

1.一种连续光合成制备聚硫代醚橡胶的装置，其特征在于，其包括：

氮气瓶，其存储氮气，

液体原料罐，其存储制备聚硫代醚橡胶的液体原料，液体原料罐连通所述氮气瓶，混料釜，其存储制备聚硫代醚橡胶的固体原料，所述混料釜连通液体原料罐和氮气瓶以混合固体原料和液体原料形成混合料，所述混合料在氮气压力下注入光合成反应釜，流量计，其设于所述液体原料罐和混料釜之间以测量在氮气压力下注入混料釜中的液体原料的流量，光合成反应釜，其为透明结构，所述合成反应釜连通所述混料釜和氮气瓶，所述光合成反应釜包括设于其中的紫外光源以提供紫外光，所述混合料在所述紫外光照射下光合成反应生成液体原胶，所述液体原胶在氮气压力下推送到水洗釜，水洗釜，其连通所述光合成反应釜和氮气瓶以水洗所述液体原胶，所述液体原胶在氮气压力下输送到除水干燥器，除水干燥器，其连接所述水洗釜和氮气瓶，所述除水干燥器干燥所述液体原胶形成成品原胶，洗气池，其气体连通混料釜、光合成反应釜、水洗釜以及除水干燥器以清洗废气。

2.根据权利要求1所述的一种连续光合成制备聚硫代醚橡胶的装置，其特征在于，还包括朝向所述反应釜的风扇，所述反应釜表面设有散热片。

3.根据权利要求1所述的一种连续光合成制备聚硫代醚橡胶的装置，其特征在于，所述氮气瓶的连通管路设有减压阀和电磁阀。

4.根据权利要求1所述的一种连续光合成制备聚硫代醚橡胶的装置，其特征在于，所述混料釜的顶端设有固体进料口。

5.根据权利要求1所述的一种连续光合成制备聚硫代醚橡胶的装置，其特征在于，所述光合成反应釜设有测量压力的压力表。

6.根据权利要求1所述的一种连续光合成制备聚硫代醚橡胶的装置，其特征在于，所述水洗釜的底端设有排除废水的废水出口。

说明书

连续光合成制备聚硫代醚橡胶的装置

技术领域

[0001] 本发明涉及航空材料聚硫代醚橡胶制备技术领域，尤其涉及一种连续光合成制备聚硫代醚橡胶的装置。

背景技术

[0002] 聚硫密封胶是由分子量不大的液体聚硫橡胶通过化学交联(硫化)形成的具有良好粘结力的弹性密封材料，聚硫密封剂一直是航空发动机使用的所使用的关键密封材料，
这是由于它具有耐油性优、透气率低以及耐候性佳等特点，制备聚硫密封胶的原胶‑液体聚
硫橡胶是由二卤代烷与碱金属或碱土金属的多硫化物缩聚而得的合成橡胶，结构为 [‑
CH2‑CH2‑Sx‑]n，由于其结构中较多的硫键，使得橡胶对空气、燃料、水汽、非极性液体及大气
环境有良好的耐受能力，始终保有对多种材料表面的可靠粘接力，并具有相对较宽的温度
范围，特别适用于飞机油箱、座舱、水密舱等部分的密封。1838年瑞士科学家就有聚硫橡胶
的相关报道，1928年美国Thiokol Corp.公司首先生产出了可用于密封材料的液体四硫乙
烯聚合物 A。该产品的大力应用推动了聚硫橡胶的快速发展。我国在1955 年由锦
西化工研究院进行中间试验，产量可满足国内需要。苏联、德国、法国、意大利、比利时、日本
等都曾有聚硫橡胶生产。目前仅德国、日本、俄罗斯和我国有生产。目前聚硫橡胶仍然是我
国航空工业的应用重要材料，聚硫橡胶虽然具备许多优点，但随着应用环境要求的不断提
高，液体聚硫橡胶仍然存在着不足，液体聚硫橡胶生胶中含有液体聚硫生胶中含有大量的
二硫键，在受热情况下会首先发生断裂，降低了密封剂的耐热性，于是衍生出聚硫醚橡胶。
聚硫醚和聚硫橡胶一样在分子主链中含有硫原子，因此拥有聚硫橡胶所具有的优点。而且
聚硫醚分子主链中仅含有单硫键即硫醚键(C‑S键能为289kJ/mol)，而聚硫橡胶为二硫键(‑
S‑S‑键能为246kJ/mol)，因此聚硫醚聚合物耐热性比液体聚硫橡胶高出50℃，聚硫醚生胶
的固化过程不受环境湿度的影响，可制备出耐热高达180℃热空气和燃油的密封剂，且使用
寿命是聚硫密封剂的3～10倍。美国PRC公司和Dow Corning 公司成功研制出PR‑2001、PR‑
2201和CS5306等数十种不同功能的系列化的航空聚硫醚密封剂。我国对于聚硫代醚橡胶的
研究主要是北京航材院和锦西化工研究院，目前仅有少量的国产聚硫代醚产品，液体聚硫
代醚的以及其生产设备成为解决当前问题的重中之重。

[0003] 在背景技术部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本发明背景的理解，因此可能包含不构成本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。

发明内容

[0004] 本发明的目的是提供一种连续光合成制备聚硫代醚橡胶的装置，为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

[0005] 本发明的一种连续光合成制备聚硫代醚橡胶的装置包括，

[0006] 氮气瓶，其存储氮气，

[0007] 液体原料罐，其存储制备聚硫代醚橡胶的液体原料，液体原料罐连通所述氮气瓶，

[0008] 混料釜，其存储制备聚硫代醚橡胶的固体原料，所述混料釜连通液体原料罐和氮气瓶以混合固体原料和液体原料形成混合料，所述混合料在氮气压力下注入光合成反应
釜，

[0009] 流量计，其设于所述液体原料罐和混料釜之间以测量在氮气压力下注入混料釜中的液体原料的流量，

[0010] 光合成反应釜，其为透明结构，所述合成反应釜连通所述混料釜和氮气瓶，

[0011] 所述光合成反应釜包括设于其中的紫外光源以提供紫外光，所述混合料在所述紫外光照射下光合成反应生成液体原胶，所述液体原胶在氮气压力下推送到水洗釜，

[0012] 水洗釜，其连通所述光合成反应釜和氮气瓶以水洗所述液体原胶，所述液体原胶在氮气压力下输送到除水干燥器，

[0013] 除水干燥器，其连接所述水洗釜和氮气瓶，所述除水干燥器干燥所述液体原胶形成成品原胶，

[0014] 洗气池，其气体连通混料釜、光合成反应釜、水洗釜以及除水干燥器以清洗废气。

[0015] 所述的一种连续光合成制备聚硫代醚橡胶的装置中，还包括朝向所述反应釜的风扇，所述反应釜表面设有散热片。

[0016] 所述的一种连续光合成制备聚硫代醚橡胶的装置中，所述氮气瓶的连通管路设有减压阀和电磁阀。

[0017] 所述的一种连续光合成制备聚硫代醚橡胶的装置中，所述混料釜的顶端设有固体进料口。

[0018] 所述的一种连续光合成制备聚硫代醚橡胶的装置中，所述光合成反应釜设有测量压力的压力表。

[0019] 所述的一种连续光合成制备聚硫代醚橡胶的装置中，所述水洗釜的底端设有排除废水的废水出口。

[0020] 在上述技术方案中，本发明提供的一种连续光合成制备聚硫代醚橡胶的装置，具有以下有益效果：本发明所述的一种连续光合成制备聚硫代醚橡胶的装置采用电气控制系
统、集成原料罐体、混料釜、光合成反应釜、紫外光源、惰性气体保护、循环冷却系统、水洗系
统、尾气收集以及出料仓等，只需要将原料称量好然后通过设备调节参数，设备可自动执行
程序进行合成的进行，不仅能够很大程度提高试验的效率，同时由于设备整个流程都是密
封状态，能够降低合成过程中气体的释放，降低臭味的散发以污染环境，本装置具有快捷、
准确、产物可控等优点，可持续地聚硫橡胶改性及聚硫醚的合成，具有密封性好、比例可调、
污染可控、气味可控、安全性好的特点，同时大大提高了聚硫醚合成的效率和次数。

附图说明

[0021] 为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一
些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0022] 图1是连续光合成制备聚硫代醚橡胶的装置一个实施例的结构示意图。

具体实施方式

[0023] 为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实
施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，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方式，都属于本发明
保护的范围。

[0024] 因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式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方式。基于本发明中的实施方式，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方式，都属于本发明
保护的范围。

[0025] 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。

[0026] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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，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设备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。

[0027] 此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者
隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，
除非另有明确具体的限定。

[0028] 在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关
系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体
含义。

[0029] 在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它
们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特
征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在
第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示
第一特征水平高度小于第二特征。

[0030] 为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。

[0031] 如图1所示，一种连续光合成制备聚硫代醚橡胶的装置包括：

[0032] 氮气瓶1，其存储氮气，

[0033] 液体原料罐4，其存储制备聚硫代醚橡胶的液体原料，液体原料罐4连通所述氮气瓶 1，

[0034] 混料釜5，其存储制备聚硫代醚橡胶的固体原料，所述混料釜5连通液体原料罐4和氮气瓶1以混合固体原料和液体原料形成混合料，所述混合料在氮气压力下注入光合成反
应釜7，

[0035] 流量计18，其设于所述液体原料罐4和混料釜5之间以测量在氮气压力下注入混料釜5中的液体原料的流量，

[0036] 光合成反应釜7，其为透明结构，所述合成反应釜连通所述混料釜5和氮气瓶1，

[0037] 所述光合成反应釜7包括设于其中的紫外光源8以提供紫外光，所述混合料在所述紫外光照射下光合成反应生成液体原胶，所述液体原胶在氮气压力下推送到水洗釜12，

[0038] 水洗釜12，其连通所述光合成反应釜7和氮气瓶1以水洗所述液体原胶，所述液体原胶在氮气压力下输送到除水干燥器14，

[0039] 除水干燥器14，其连接所述水洗釜12和氮气瓶1，所述除水干燥器14干燥所述液体原胶形成成品原胶，

[0040] 洗气池17，其气体连通混料釜5、光合成反应釜7、水洗釜12以及除水干燥器14以清洗废气。

[0041] 所述的一种连续光合成制备聚硫代醚橡胶的装置的优选实施例中，还包括朝向所述反应釜的风扇9，所述反应釜表面设有散热片10。

[0042] 所述的一种连续光合成制备聚硫代醚橡胶的装置的优选实施例中，所述氮气瓶1的连通管路设有减压阀2和电磁阀3。

[0043] 所述的一种连续光合成制备聚硫代醚橡胶的装置的优选实施例中，所述混料釜5的顶端设有固体进料口6。

[0044] 所述的一种连续光合成制备聚硫代醚橡胶的装置的优选实施例中，所述光合成反应釜 7设有测量压力的压力表11。

[0045] 所述的一种连续光合成制备聚硫代醚橡胶的装置的优选实施例中，所述水洗釜12的底端设有排除废水的废水出口13。

[0046] 在一个实施例中，所述除水干燥器14包括用于加热的加热电阻15。

[0047] 在一个实施例中，通过更换原料罐体或者加注的方式更换液体原料罐4中的原料，通过固体进料口6加入需要的引发剂及其他固体料。原料注入后便可开启系统，液体原料罐 
4中的原料在正压氮气存在下通过流量计注入混料釜5中与固体原料进行搅拌混合，达到混
合时间后，继续由氮气推动将液体注入到光合成反应釜中7，合成反应釜为透明石英材质，
紫外光源8开启后开始光合成反应，反应过程中反应釜通过冷却风扇9和散热片10来进行散
热降温，合成后的液体原胶接着通过氮气推送到水洗釜12中，经过多次水洗，废水通过出口
13排出，液体原胶再进一步输送到除水干燥器中除去胶中的水分，除水之后的成品原胶通
过出口16送出。在整个气体回路中，正压气体来自气体钢瓶1，通过减压阀和电磁阀进行控
制开启，而输送过程中混料釜5、光合成反应釜7、水洗釜12以及除水干燥器中的废气通过排
气管道最后统一排到洗气池17中。

[0048] 在该试验机器中，整个实验流程通过气、液流体连接输送，并且混合及反应釜中均有搅拌装置，首先方便了系统的清洗，同时反应釜7采用上下压盖的方式，中央为透明石英，
方便于反应的观察，同时也便于拆卸及反应釜内部的清洗。

[0049] 在一个实施例中，还包括PLC控制系统，对装置中的实验过程进行控制，由于聚硫与聚硫醚橡胶其自身和原料均具有强烈的气味、本发明采用密闭管道氮气正压输送的方
式，减少气味的散发，同时将废气集中进行收集。本装置紫外光引发合成反应可连续地具有
快捷、准确、产物可控等优点，推进我国航空用聚硫代醚密封胶的发展。

[0050] 最后应该说明的是：所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的
所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

[0051] 以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所
描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明
权利要求保护范围的限制。