[發(fā)明專利]一種熱塑性彈性體的脫揮方法及設備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310345191.0
• 申請日: 2013-08-09
• 公開（公告）號: CN104339469A
• 公開（公告）日: 2015-02-11
• 發(fā)明（設計）人: 張林;楊麗芳;華倫松;王同祖;王朝雨;周豪;韓明哲;熊純青;馬建江;趙澤鵬;呂慧;黃春艷;杜芳勤;林志勇
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: B29B9/06
• 分類號: B29B9/06;B29B13/06;B29C47/92
• 代理公司: 北京市中實友知識產權代理有限責任公司 11013
• 代理人: 謝小延

技術領域

本發(fā)明涉及一種熱塑性彈性體的后處理脫揮方法及設備，主要包括振動除水、一級干燥、造粒、二級干燥等工序。

背景技術

熱塑性彈性體（TPE）是介于橡膠與樹脂之間的一種高分子材料，它不僅可以取代部分橡膠，還能使塑料得到改性。熱塑性彈性體所具有的橡膠與塑料的雙重性能和寬廣的特性，使之在橡膠工業(yè)中廣泛用于制造膠鞋、膠布等日用制品和膠管、膠帶、膠條、膠板、膠件以及膠粘劑等各種工業(yè)用品。同時，熱塑性彈性體還可代替橡膠大量用在PVC、PE、PP、PS等通用熱塑性樹脂甚至PU、PA、CA等工程塑料的改性方面。

熱塑性彈性體品種不斷涌現，目前，己發(fā)展到l0大類30多個品種。世界上已工業(yè)化生產的TPE有：苯乙烯類（SBS、SIS、SEBS、SEPS）、烯烴類（TP0、TPV）、雙烯類（TPB、TPI）、氯乙烯類（TPVC、TCPE）、氨酯類（TPU）、酯類（TPEE）、酰胺類（TPAE）、有機氟類（TPF）、有機硅類和乙烯類等。

熱塑性彈性體的生產方法可分為聚合和共混兩大類。聚合主要以溶液聚合方式為主，共混主要以橡膠與樹脂機械共混方式為主。

溶液聚合生產過程主要包括原料精制、聚合及膠液后處理三大部分。聚合工藝可采用間歇或連續(xù)聚合工藝，膠液后處理脫除水分及殘余溶劑（脫揮）的方法大體上分為傳統濕法脫揮法和干法脫揮方法。干法脫揮方法尚處在開發(fā)階段，未見有工業(yè)化報道。

傳統濕法脫揮主要流程如下（見附圖1所示）：熱塑性彈性體膠液通過水析凝聚后形成的膠粒中，含有0.01～0.03%（m/m）的溶劑油和50～90%（m/m）水，該膠粒通過緩沖罐、1#振動脫水篩、洗攪罐、2#振動脫水篩處理后，把膠粒中的揮發(fā)分降至30～50%（m/m）；由2#振動脫水篩過來的膠粒進入擠壓脫水機，在一定溫度和壓力條件下進行擠壓脫水，擠出的聚合物被隨軸轉動的切刀切成小膠粒，小膠粒中的揮發(fā)分為5～15%（m/m）；小膠粒進入膨脹干燥機，在高溫、高壓的條件下經膨脹干燥機擠壓膨脹后，膠料從膨脹干燥機噴嘴擠出并閃蒸，同時被偏心軸上獨立變頻馬達驅動的切粒機切成一定粒徑的膠粒，其揮發(fā)分達到1%（m/m）；在熱風作用下，膠粒經過1#振動流化床、2#振動流化床、3#振動流化床，脫除膨脹干燥機擠出時未被閃蒸的揮發(fā)分，使揮發(fā)分控制到0.5%（m/m）以內；干燥處理完畢的物料進入磨碎機，破碎結塊的產品，然后進入稱重包裝部分。實際應用中發(fā)現，傳統濕法脫揮方法存在工藝流程長，設備占地多，脫揮不徹底、揮發(fā)分指標控制不穩(wěn)定，產品凝膠含量高、堆積密度小等問題。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是提供一種熱塑性彈性體的脫揮方法及設備。采用濕法脫揮方法，包括振動篩除水、一級干燥、造粒、二級干燥等工序。該方法具有工藝流程短，設備占地少，脫揮徹底、揮發(fā)分指標控制平穩(wěn)，產品凝膠含量低、堆積密度大等特點。

作為本發(fā)明核心設備的錐形離心干燥機，包括外部防護罩及內置錐形離心篩，篩面上密布有20目～80目的篩孔。在防護罩尾殼中間部位安裝有主動軸承，主動軸承通過動力設備帶動旋轉，小篩口與主動軸承連接。在防護罩頭內殼中間部位安裝有從動軸承，大篩口與從動軸承連接。干燥機內部主要由3個區(qū)域構成，即由防護罩頭外殼和防護罩頭內殼合圍的干膠粒收集區(qū)，篩面內部合圍的離心干燥區(qū)，防護罩側殼和篩面外部合圍的水氣積聚區(qū)。

干燥機內部設有熱風管，熱風管從防護罩頭外殼中間部位沿離心篩中軸線插入，至小篩口處，熱風管外端連接熱風機，熱風機向熱風管內鼓入熱風，里端由熱風管底封封閉。熱風管側壁上設置有熱風孔，為保證各熱風孔風力相當，熱風孔排列密度從熱風管里端向外端方向逐漸降低，或者熱風孔孔徑從熱風管里端向外端方向逐漸減小。

防護罩側殼設置有排風口，可及時排出水氣積聚區(qū)內多余水氣混合物。在小篩口外部設有風壓平衡器，風壓平衡器向離心篩內部吹風，以平衡小篩口處風壓，防止熱風從該處流失，并保證水膠粒進料順利。

防護罩側殼底部設置有清理口，內部為液位槽，液位通過外置排水閥及水泵控制，排出液體作為循環(huán)水重復利用，清理口用于定期清理液位槽，特別是清理從篩孔甩出的膠粒小顆粒。

溶液聚合反應得到的熱塑性彈性體膠液中含有80%～85%（m/m）的低沸點溶劑及15%～20%（m/m）聚合物。在水析凝聚工段，低沸點溶劑被蒸煮脫除后，得到非常疏松的孔結構膠粒，在這些孔結構中含50%～90%（m/m）水及少量溶劑。該膠粒首先送入振動除水工段進行初步脫揮，使揮發(fā)分含量降至30%～50%（m/m）。