一种适用于聚碳硅烷合成的生产装置的制作方法

allin2023-02-05  67



1.本实用新型涉及一种物料合成装置,具体涉及一种适用于聚碳硅烷合成的生产装置。


背景技术:

2.聚碳硅烷(pcs)作为碳-碳化硅、碳化硅-碳化硅复合材料的最重要的基体,它具有可溶可熔,分子量可调,陶瓷得率高等特点,是陶瓷基复合材料pip工艺法的首选原材料,由它制成的复合材料具有耐高温、高温抗氧化、抗蠕变、热膨胀系数小、高强高模、耐腐蚀等特性,适合应用在航空、航天、能源、高性能武器装备等高科技领域。目前聚碳硅烷量产的制备方法主要为先驱体高温转化法:以聚二甲基硅烷(pdms)等不溶不熔聚合物为先驱体,通过高温开环、高温合成使其变为可溶可熔有机物树脂。但由于先驱体高温转化法制备聚碳硅烷容易产生高分子量的聚碳硅烷,特别是超高分子量的聚碳硅烷(凝胶、不溶不熔),不利于陶瓷基复合材料的制备,导致后期得到的高性能碳化硅复合材料性能产生缺陷。
3.控制聚碳硅烷(pcs)合成反应对保证聚碳硅烷的性能相当重要,现有改良聚碳硅烷合成方法主要集中在通过合成反应温度的调控来控制pcs的质量,以前采用一釜法合成聚碳硅烷,高温开环、高温合成反应均在一个釜内完成,造成温度控制没有针对性,聚碳硅烷分子量过高,反应效率低下。


技术实现要素:

4.为解决一釜法生产聚碳硅烷中存在的问题,本实用新型提供一种适用于聚碳硅烷合成的生产装置。
5.为实现上述目的,本实用新型是通过以下技术方案来实现的:一种适用于聚碳硅烷合成的生产装置,包括合成釜、多列管开环柱和回流罐。合成釜包括釜体和釜外远红外电加热套、耐高温密封搅拌器;多列管开环柱包括开环柱和柱外远红外电加热套;回流罐包括罐体和回流量控制器;合成釜的釜外远红外电加热套按程序控制温度,使合成釜受热均匀,合成釜与多列管开环柱相通,多列管开环柱与冷凝器相连,冷凝液体流入回流罐,液体积聚一定量后由回流量控制器输入合成釜进行聚碳硅烷合成。通过合成釜、多列管开环柱、回流罐、回流量控制器的组合,有效控制聚碳硅烷合成反应、环硅烷开环反应在工艺要求的不同温度下进行,控制聚碳硅烷中大分子的增长,提高反应效率。
6.作为优选的方案,所述合成釜与多列管开环柱分别设置并用管道相连,开环柱采用多管型式增加开环效率;合成釜的下部设有物料流向下一工序的出口。
7.作为优选的方案,所述釜外远红外电加热套、柱外远红外电加热套为耐高温陶瓷组件,表面为远红外涂层,产生远红外辐射加热,能使合成釜、多列管开环柱受热均匀。
8.作为优选的方案,所述回流罐外接有回流量控制器,能有效控制聚碳硅烷合成反应温度和反应速度。
9.与现有技术相比,本实用新型的特点为:合成釜与多列管开环柱分别设置,其通过
管道相连,其有益效果为:合成反应与开环反应在不同的设备中进行,这样可以通过不同的加热器,控制不同的反应温度,使合成反应温度不会超出工艺要求;采用了回流罐及回流量控制器,能有效控制合成反应温度和合成反应速度,有效控制聚碳硅烷分子量增长。
附图说明
10.图1为一种适用于聚碳硅烷合成的生产装置的结构示意图。
11.其中1.合成釜,2.釜外远红外电加热套,3.耐高温密封搅拌器,4.多列管开环柱, 5.柱外远红外电加热套,6.冷凝器,7.回流罐,8.回流量控制器。
具体实施方式
12.下面结合附图通过实施例对本实用新型作出说明。
13.在本实施例中,合成釜(1)中原料的合成温度为400~450℃,多列管开环柱(4)内开环反应温度490~540℃,釜外远红外电加热套(2)设定在450~500 ℃,柱外远红外电加热套(5)设定在530~580℃。抽净空气后,输入原料,开启耐高温密封搅拌器(3)。物料反应过程中保持常压状态,随着温度升高物料开始反应,部分蒸发的混合气体通过多列管开环柱(4)后进入冷凝器(6),经冷凝后流入回流罐(7),通过回流量控制器(8)调节液体回流体积,保证合成釜(1)的反应温度维持400~450℃。反应过程中安排取样测试,确认聚碳硅烷的特性已达目标值后,向体系内充高纯氮气、溶剂等,开始降温,待温度降至室温后,通过底部出口排出。
14.上面的举例方式对本实用新型做了说明,但本实用新型不限于上述具体实施例,依据本实用新型技术方案的原理做的简化、组合、修饰均应为等效的置换方式,均属于本实用新型要求的保护范围。


技术特征:
1.一种适用于聚碳硅烷合成的生产装置,其特征在于:生产装置包括合成釜(1)、多列管开环柱(4)和回流罐(7);所述合成釜(1)包括釜体和釜外远红外电加热套(2)、耐高温密封搅拌器(3);所述多列管开环柱(4)包括开环柱和柱外远红外电加热套(5);所述回流罐(7)包括罐体和回流量控制器(8);合成釜(1)与多列管开环柱(4)相通,多列管开环柱(4)与冷凝器(6)相连;冷凝液体流入回流罐(7),液体再通过回流量控制器(8)输入合成釜(1)继续进行聚碳硅烷合成。2.根据权利要求1所述一种适用于聚碳硅烷合成的生产装置,其特征在于:所述合成釜(1)与多列管开环柱(4)分别设置并用管道相连,多列管开环柱(4)采用多管型式增加开环效率;合成釜(1)的下部设有物料流向下一工序的出口。3.根据权利要求1所述一种适用于聚碳硅烷合成的生产装置,其特征在于:所述釜外远红外电加热套(2)、柱外远红外电加热套(5)为耐高温陶瓷组件,表面为远红外涂层,产生远红外辐射加热。4.根据权利要求1所述一种适用于聚碳硅烷合成的生产装置,其特征在于:所述回流罐(7)外接有回流量控制器(8),能有效调节聚碳硅烷合成反应温度和反应速度。

技术总结
本实用新型公开了一种适用于聚碳硅烷合成的生产装置,包括合成釜、多列管开环柱和回流罐。合成釜包括釜体、耐高温密封搅拌器和釜外远红外电加热套;多列管开环柱包括开环柱和柱外远红外电加热套;回流罐包括罐体和回流量控制器。反应过程中多列管开环柱出来的高温气体通过冷凝器冷凝后流入回流罐,回流罐内的液体通过回流量控制器返回合成釜继续反应。本实用新型的优点在于:通过合成釜、多列管开环柱、回流罐的组合,使聚碳硅烷的合成反应和环硅烷的开环反应可以在不同温度下进行,相比原料直接进入合成釜,合成反应和环开环反应在同一釜内、同一条件下进行,有效控制了聚碳硅烷中的大分子增长,提高了反应效率。提高了反应效率。提高了反应效率。


技术研发人员:田嘉颐 蒋伟鸣
受保护的技术使用者:苏州赛力菲陶纤有限公司
技术研发日:2021.12.10
技术公布日:2022/7/5
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