用于从含弹性体媒介物中脱除挥发性组分的方法及用于该方法的脱气装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及用于对含弹性体媒介物(具体诸如弹性体溶液及分散系)进行脱气的方法以及用于实施所述方法的脱气装置(1)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种从含弹性体媒介物（具体诸如弹性体溶液及分散系）中脱气的方 法以及用于实施该方法的脱气装置。
技术介绍
挤压法是一种在制备、处理及加工聚合物过程中经常采用的方法。在此及在下文 中，按挤压法理解为在单轴或多轴挤压器中处理媒介物。 在聚合物的制备过程中，挤压法在脱除含聚合物媒介物中的挥发性组分（诸如 单体、低聚体以及助剂和溶剂材料）方面具有工业实用性（，S. 192 bis 212, = Klemens Kohlgrilber. Twin-Screw Extruders, Hanser Verlag Milnchen 2007 (, 第 192-212页， = Klemens Kohlgrilber，《双螺杆挤压器》，慕尼黑汉萨出版社，2007年））。 此外，视情况可在挤压期间诸如通过对官能团进行接枝或改性或者通过有目标地控制分子 量的增加或减少对分子量进行修正来实现聚合物的化学改性，或者还可例如通过混入添加 剂来封装聚合物。 挤压器的优越性却存在以下缺陷：尤其在挤压器中常作为处理元件使用的螺杆元 件的凸顶会将大量能量消散到待挤压的含聚合物媒介物中，导致强烈的局部过热。这种局 部过热可能导致产物受损（例如气味、色泽或化学成分的改变）或者导致产物中产生非同 质成分，如胶粒或微粒。 例如，W02009/153000A在第22页第7行至第24页第25行描述了归因于局部过 热的各种聚合物损伤类型。 特别例如聚丁二烯（BR)、天然橡胶（NR)、聚异戊二烯（IR)、丁基橡胶（HR)、氯丁基 橡胶（CIIR)、溴丁基橡胶（BIIR)、苯乙烯-丁二烯橡胶（SBR)、聚氯丁烯（CR)、丁二烯-丙 烯腈橡胶（NBR)、部分氢化丁二烯-丙烯腈橡胶（HNBR)以及乙烯-丙烯-环戊二烯三元共 聚物（EPDM)类橡胶在过高温度下容易交联并胶凝，导致由此所制备产物的机械性能大幅 度降低。在使用氯丁基橡胶和溴丁基橡胶以及氯丁橡胶的情况下，高温会导致分别释放腐 蚀性氯化氢或溴化氢，其转而催化聚合物的进一步分解。 聚合物发生任何损坏的反应速率取决于温度并且可利用阿仑尼乌斯公式描述反 应速率常数k (T): k(T) = A*exp(_EA/(R*T))。 在该等式中，k表示反应速率常数，T以K为单位表示绝对温度，A表示频率因数， EA以J/mol为单位表示活化能且R以X/(mol*K)为单位表示普适气体常数。 因此，用于挤压含聚合物媒介物的方法通常还应从能量角度设计成尽量减小平均 温升并避免出现局部温度峰值，例如根据现有技术在具有常规的Erdmenger (埃德门格氏） 螺杆型线的螺杆元件的凸顶可能会出现的这种温度峰值。 尤其对于从含聚合物媒介物中脱除挥发性组分而言，例如溶剂残留物或水，根据 螺杆的几何形状还有益于达到高度表面更新，有利于脱除挥发性组分。 在现有技术中存在诸多解决这类问题的解决方案。 DE 1 180 718 A披露了一种具有单头式处理元件或螺杆元件的双轴螺杆机。在剖 视图中，螺杆元件的外轮廓由圆弧组成。处于旋转方向的主动翼面包括由三段圆弧组成的 外轮廓，其中点位于螺杆元件的外径或其纵轴线上。其缺陷在于，螺杆元件在调节作用于待 处理物料的剪切和/或拉伸流动方面的灵活性甚微。 W02009/152968和W02011/039016披露了用于挤压器的处理方法，具体为螺杆元 件，所述处理元件由于其加工成圆形而造成输入含聚合物媒介物的能量较少。 EP 1 617 985 Al披露了一种用于从双峰聚烯烃脱气的处理系统及方法。在该处 理系统中相继设有两个同向平行的双轴挤压器，其中从传输方向所视的第二挤压器包括用 于使待处理聚烯烃脱气的脱气区。在这种处理系统的缺陷在于，脱气性能较低，由此在不理 想挥发性组分的脱气水平不高。 EP 0861717 Al披露了一种用于加工强放气物料的方法及系统。挤压装置包括主 挤压器以及在侧面通至该主挤压器的两个副挤压器，从而在主挤压器的蒸发区中产生的气 流至少分为三路分流，这些分流再从挤压器排出。 EP 1 127 609 A2公开了一种用于利用捏合机从含聚合物媒介物中脱除挥发性组 分的方法。在该方法中，通过捏合机的壁部引入部分能量并用于蒸发溶剂。此外，通过捏合 机的旋转轴线引入作为机械能的能量。通过捏合机引入机械能很大程度上取决于产物的粘 性，这大幅度降低了工业应用的方法灵活性，由此降低其吸引力。 EP 1 165 302 Al公开了一种用于塑料的脱气的装置及方法，该装置具有后部脱 气区以及多个沿送料方向的脱气区，这些脱气区在真空下工作，需要真空来获得挥发性组 分的低残留。 在"Process Machinery"，Teil I und II，.祕勤2 und April 2000 ;Autor:CG. Hagberg(《加工机械》第I部及第II部，2000年3月和4月，作者：CG.Hagberg)以及 TO2010/031823A和PCT/EP2011/054415中公开了利用闪发器及一个或多个挤压器橡胶溶 液直接脱气的方法。 US 4, 055, 001公开了一种用于在干燥过程中利用超声波发生器制备聚合物的方 法，如制备含水量低于0. 1重量％的丁基橡胶。然而，由超声波所致的剪切应力极高，而不 利于大规模采用。 US 2001/056176 Al公开了一种用于浓缩橡胶溶液的单步方法。根据此方法，橡胶 溶液利用水蒸气受热，从而通过在真空下脱气实现一步除去现有溶剂，并由此产生白色粉 末。US 2001/056176 Al由此在低蒸汽压下需大量蒸汽流用于脱除挥发性成分并导致粉末 中包含多余的额外水分。EP0764076A披露了用于处理聚合物熔体的螺杆元件，所述螺杆元 件通过挤压器操作中的非对称几何形状在低温下同样利于对这种熔体进行动态捏合。 然而，上述解决方案无法应用或改进用于挤压含弹性体媒介物的方法。 PCT/EP2012/069201披露了一种用于使含聚合物媒介物（具体包括聚合物熔体、 聚合物溶液及分散系）脱气的方法以及用于实施上述方法的脱气装置，其中螺杆的几何形 状须满足特定的几何要求，才能取得更佳的脱气效果。该专利技术基于该目的提供了一种用 于从含弹性体媒介物中脱除挥发性组分的方法，该方法可将高度脱气与弹性体高产量相结 合，同时造成较低的挥发性组分的残余含量。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出一种装置，该装置特别适用于从含聚合物媒介物中脱除挥发 性化合物并且包括至少一个挤压器，该挤压器转而至少包括： ?-个壳体及η个伴有相应孔径Dn的壳孔B n，其中η为2至16的整数，特别优选 为2至12,尤其优选为2至8,进一步优选为2,其中壳孔互相贯通并优选呈平行排布。 · η个可同向旋转驱动的轴Wn，这些轴分别同心布置于其中一个壳孔心内、分别包 括旋转轴4且分别至少配有一个处理元件，其横截面型线沿圆周包括： -m个关于处理元件的横截面型线径向延伸至轴Wn的旋转轴An的相对最高点R m_ n，其中m为1至16的整数，优选为1至8,特别优选为1、2、3或4,尤其优选为1、2或3,进 一步优选为2或3,此外至少一个相对最高点R m_ n为关于处理元件的横截面型线径向延伸 至轴1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包含至少一个挤压器的装置，该挤压器至少具有：·一个壳体及n个具有相应孔径Dn的壳孔Bn，其中n为2至16的整数，特别优选为2至12，尤其优选为2至8，进一步优选为2，并且其中所述壳孔互相贯通并优选呈平行排布·n个优选能同向旋转驱动的轴Wn，所述轴分别同心布置于所述壳孔Bn中的一个壳孔内，所述轴分别具有旋转轴线An且分别配有至少一个处理元件，所述处理元件的横横截面型线沿周向具有：‑m个在所述处理元件的所述横截面型线至所述轴Wn的旋转轴线An的径向延伸方面的相对最大值Rmmax n，其中m为1至16的整数，优选为1至8，特别优选为1、2、3或4，尤其优选为1、2或3，进一步优选为2或3，其中，此外至少一个所述相对最大值Rmmax n为在所述处理元件的所述横截面型线至所述轴Wn的旋转轴线An的径向延伸方面的所述径向延伸的绝对最大值Rmax n，其中对Rmax n适用：Rmax n<＝(Dn/2)·至少一个进料区·一个或多个脱气区，所述脱气区分别包含至少一个脱气孔，所述脱气孔适用于挥发性组分从含弹性体媒介物排出所述挤压器·至少一个卸料区其中所述挤压器具有作为处理元件的螺杆元件SE，所述螺杆元件设计成至少满足下列条件：S1)分别同心布置于互相贯通的相邻壳孔Bn及Bn+1中的两个能旋转驱动的所述轴的所述螺杆元件的型线之间的自由间距ASE在所述横截面型线中在所述轴同向旋转360°时为：i)0.001至0.2AD，其中AD是两个彼此相邻的能旋转驱动的所述轴的所述旋转轴线的间距ii)具有至少一个绝对最小值AminSE及绝对最大值AmaxSE，其中AmaxSE≥1.5AminSE，优选≥5.0AminSE且尤其优选≥10.0AminSE。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：汉斯因戈尔夫·保罗，约尔格·基希霍夫，乌多·维斯纳，卢克·蒂默曼斯，尼古拉·迭尔廷斯，
申请(专利权)人：朗盛国际股份公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH