制备液体硅橡胶组合物的方法和设备技术

本发明专利技术提供了连续或半连续制备加成‑交联液体硅橡胶的组件和方法以及由其制得的液体硅橡胶组合物。本发明专利技术还公开了由所述液体硅橡胶组合物制得的制品。

Method and equipment for preparing liquid silicone rubber composition

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】制备液体硅橡胶组合物的方法和设备本专利技术涉及用于连续制备加成-交联液体硅橡胶组合物的方法和装置，以及由此制得的弹性体硅橡胶材料。本专利技术还公开了由所制备的液体硅橡胶组合物制得的制品。通过加成(有时称为硅氢加成)交联来固化的液体硅橡胶(“LSR”)组合物是硅橡胶领域中已知的。为了防止在使用之前过早固化，其通常以两部分制备，所述两部分在最终使用之前立即混合在一起。制造商不断寻求改善的方法以增加加工效率，最小化时间和材料的浪费，并且允许液体硅橡胶组合物中的成分和添加剂的类型和量的更大灵活性。通常分批提供液体硅橡胶组合物，其中每个批料适于根据该组合物的预期最终用途所需包含不同的所选择的添加剂。在一些情况下，连续方法制备太大量的液体硅橡胶，因此，优选分批方法以提供较小的批料量。GB2384488公开了使用两个双螺杆连续捏合机/挤出机单元制备液体硅橡胶基体的方法。该方法符合高生产率和其他要求，但由于计量和进料方面的问题而遭遇质量一致性的问题。当需要体系适应不同类型的组合物时，因为清洁和切换困难而出现问题，整个方法变得复杂，并且必须附接更多的附件以增加初始投资。期望一种具有以高生产率制备液体硅橡胶组合物，同时避免先前的缺点的方法。目前使用的组件依靠具有已知泵送体积的计量泵(活塞或齿轮)来确定主流量。此类组件的一个问题是通过组件的材料密度的可变性，这是由于例如可在相当大的范围内，例如在20℃和130℃之间变化的温度，并且可能还由于存在各种尺寸的气泡，直至较大的气隙。因此，仍然存在一个问题，即准确地确保进入和通过挤出机的质量流量符合预期，以便确保以正确的相对比例添加通过多个引入端口引入挤出机中的材料。当前组件中的压力通常在3巴(300kPa)至200巴(20,000kPa)的范围内。本专利技术提供了一种液体硅橡胶组合物制造组件，其依次包括(i)用于制备硅橡胶基体材料的预处理组件；(ii)初级质量流量计；(iii)挤出机设备，其具有适于引入在所述预处理组件中产生的硅橡胶基体材料的第一引入端口、至少一个附加的引入端口和出口；(iv)包装组件；并且还包括(v)控制装置，所述控制装置适于接收关于从所述预处理组件(i)通过所述初级质量流量计(ii)的硅橡胶基体材料的质量流量信息，以检测来自预先确定的质量流量范围的值的任何变化，并且计算和控制将所述硅橡胶基体材料引入所述挤出机设备(iii)中的补偿速率和/或通过所述挤出机设备中的所述第一引入端口下游的所述至少一个附加的引入端口引入附加的组分的补偿速率。本专利技术还提供了使用上述组件制备加成-交联液体硅橡胶组合物的方法。该方法可为连续或半连续的。该方法可包括以下步骤a)在预处理组件(i)中制备硅橡胶基体组合物；b)通过初级质量流量计(ii)将所述硅橡胶基体组合物从所述预处理组件(i)转移并进入挤出机设备(iii)中，所述挤出机设备具有适于引入所述硅橡胶基体材料的第一引入端口、至少一个附加的引入端口和出口，其中可将添加剂引入所述硅橡胶基体材料中，同时通过所述至少一个附加的引入端口输送通过所述挤出机设备；c)通过控制装置控制所述硅橡胶基体材料和添加剂在所述挤出机设备中的质量流量，所述控制装置适于在通过所述初级质量流量计时检测所述硅橡胶基体材料的预先确定的质量流量范围内的任何变化，并且在需要时，计算并控制经由第一引入端口将所述硅橡胶基体材料引入所述挤出机设备中的补偿速率和/或来自所述挤出机设备中的所述至少一个附加的引入端口的附加的组分的引入速率；d)在挤出机中将所述硅橡胶基体材料和添加剂混合以制备最终组合物以及e)将所述最终组合物从所述挤出机的出口传送至包装组件。本专利技术还涉及由所述连续方法获得的液体硅橡胶组合物以及由其制得的制品。最后本专利技术公开了初级质量流量计在液体硅橡胶组合物制造组件中的用途。本专利技术的方法允许作为连续工艺流程的一部分直接制造液体硅橡胶组合物，这允许在主要混合设备之外添加成分以防止大量清洁、运动或附加的混合步骤。本专利技术的方法允许连续方法，其中可以呈母料组合物形式的硅橡胶基体材料可连续地运行通过所述组件，并且其中所选择的成分和/或添加剂可在包装步骤之前经由例如挤出机中的附加的引入端口添加，使得当在组件上制得的组合物变化时，仅生产线的一部分需要清洁。本专利技术的方法还可适于连续或半连续方法。预处理组件(i)用于制备硅橡胶基体材料，并且可包括用于混合/捏合其成分的任何合适的配混单元。配混单元可包括，例如适用于制备硅橡胶基体材料的连续组件的间歇式捏合机或设备。使用预处理组件(i)将硅橡胶基体材料的成分混合。这些通常为液体含烯基聚二有机硅氧烷聚合物和增强填料，例如二氧化硅。增强填料，例如二氧化硅可已经预处理以使其具有疏水性，或者可在包含如下所讨论的填料处理剂的情况下使其原位成为疏水的。硅橡胶基体材料可以母料的形式制备，即以浓缩形式制备，所述浓缩形式可通过例如在所述方法的稍后阶段添加另外的聚合物来稀释。当在组件中制备部分B(交联剂)组合物时，在预处理组件中制得的硅橡胶基体材料还可包含有机氢聚硅氧烷交联剂，但大多数交联剂将通过挤出机中的附加的引入端口引入组合物中。当在预处理组件中制备部分A组合物时，可在预处理组件中的硅橡胶基体材料中引入合适的催化剂，例如铂催化剂，在这种情况下，挤出机用于经由附加的引入端口引入添加剂。为避免关于部分A组合物的疑问，硅橡胶基体材料可被理解为任选地包含催化剂，例如铂催化剂。在离开预处理组件(i)时，硅橡胶基体材料的温度可在20℃至190℃、或者60℃至130℃、或者80℃至110℃的范围内，这取决于所用的混合方案。在预处理组件(i)中制备的硅橡胶基体材料通过初级质量流量计(ii)从预处理组件(i)输送，并通过第一引入端口进入挤出机设备(iii)中。根据搅拌器类型和预处理组件的间歇/连续性质，可将换网器和/或齿轮泵用作预处理组件(i)和初级质量流量计(ii)之间的“中间部分”。当存在时，使用换网器来过滤离开预处理组件的硅橡胶基体材料。所述齿轮泵(当存在时)被设计成通过初级质量流量计转移硅橡胶基体材料，并且当使用时可在通过质量流量计(ii)之前，在换网器上游施加最大130巴(13,000kPa)、或者最大100巴(10,000kPa)的流量压力。在一些情况下，换网器和齿轮泵可制成强制性的。当换网器和齿轮泵两者均存在于预处理组件(i)和初级质量流量计(ii)之间时，换网器可定位排在齿轮泵之前或之后。另选地，当存在时，换网器可定位在挤出机的出口和包装单元之间。本专利技术组件的初级质量流量计(ii)通常基于科氏力原理，该原理在向控制单元提供信息时可考虑密度可变性。控制单元可包括初级质量流量计(ii)。初级质量流量计(ii)也可被称为“惯性流量计”。初级质量流量计(ii)用于确定进入挤出机中的硅橡胶基体材料的质量流量，并且将信号发送至控制单元以使得控制单元能够控制从其多个附加的引入端口以及通过第一引入端口引入挤出机中的材料的引入速率。其可以能够适应经由第一引入端口进入挤出机设备的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种液体硅橡胶组合物制造组件，其依次包括/n(i)预处理组件，其用于制备硅橡胶基体材料；/n(ii)初级质量流量计；/n(iii)挤出机设备，其具有适于引入在所述预处理组件中产生的硅橡胶基体材料的第一引入端口、至少一个附加的引入端口和出口；/n(iv)包装组件；并且还包括/n(v)控制装置，所述控制装置适于接收关于从所述预处理组件(i)通过所述初级质量流量计(ii)的硅橡胶基体材料的质量流量信息，以检测来自预先确定的质量流量范围的值的任何变化，并且计算和控制将所述硅橡胶基体材料引入所述挤出机设备(iii)中的补偿速率和/或通过所述挤出机设备中的所述第一引入端口下游的所述至少一个附加的引入端口引入附加的组分的补偿速率。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170731 CN PCT/CN2017/0951521.一种液体硅橡胶组合物制造组件，其依次包括
(i)预处理组件，其用于制备硅橡胶基体材料；
(ii)初级质量流量计；
(iii)挤出机设备，其具有适于引入在所述预处理组件中产生的硅橡胶基体材料的第一引入端口、至少一个附加的引入端口和出口；
(iv)包装组件；并且还包括
(v)控制装置，所述控制装置适于接收关于从所述预处理组件(i)通过所述初级质量流量计(ii)的硅橡胶基体材料的质量流量信息，以检测来自预先确定的质量流量范围的值的任何变化，并且计算和控制将所述硅橡胶基体材料引入所述挤出机设备(iii)中的补偿速率和/或通过所述挤出机设备中的所述第一引入端口下游的所述至少一个附加的引入端口引入附加的组分的补偿速率。


2.根据权利要求1所述的挤出机组件，其中所述预处理组件为用于制备硅橡胶基体材料的配混器。


3.根据任一前述权利要求所述的液体硅橡胶组合物制造组件，其中所述初级质量流量计基于科氏力原理。


4.根据任一前述权利要求所述的液体硅橡胶组合物制造组件，其中当离开所述挤出机的所述组合物不符合目标产品组成时，所述控制单元还可监测并识别在成分的相对量和/或时间段的预定义的公差之外的偏差。


5.根据任一前述权利要求所述的液体硅橡胶组合物制造组件，其中所述控制单元还监测并识别一个或多个所述引入端口中的流量相比于预定义的目标范围的偏差，并且触发和/或生成信号/警报以引起其中的流量的补偿变化。


6.根据任一前述权利要求所述的液体硅橡胶组合物制造组件，其中所述挤出机设备的L/D比率在12至30的范围内。


7.根据任一前述权利要求所述的液体硅橡胶组合物制造组件，其中每个附加的引入端口包括改变将其相应成分和/或添加剂引入所述挤出机设备中的速率并且能够提供和接收来自前述控制单元的信息的装置。


8.根据任一前述权利要求所述的液体硅橡胶组合物制造组件，其中所述挤出机设备在所述引入端口和所述出口之间沿所述挤出机的长度可包含至少3个部分和/或圆筒。


9.根据任一前述权利要求所述的液体硅橡胶组合物制造组件，其中所述包装组件包括软管、阀门、固定的或可移除的容器。


10.一种用于制备液体硅橡胶组合物的方法，其使用根据权利要求1至9中任一项所述的液体硅橡胶组合物制造组件。


11.根据权利要求10所述的用于制备液体硅橡胶组合物的方法，所述方法包括以下步骤
a)在预处理组件(i)中制备硅橡胶基体组合物；
b)通过初级质量流量计(ii)将所述硅橡胶基体组合物从所述预处理组件(i)转移并进入挤出机设备(iii)中，所述挤出机设备具有适于引入所述硅橡胶基体材料的...

【专利技术属性】
技术研发人员：高建军，R·弗罗伊登贝格尔，F·海登菲尔德，R·西伯曼，K·弗罗埃什，T·L·克莱门茨，
申请(专利权)人：美国陶氏有机硅公司，
类型：发明
国别省市：美国;US