活塞系统和使用活塞系统的高压均化器技术方案

本发明专利技术涉及一种用于均化器中的活塞系统(1)，其包括：活塞(2)，其被配置并布置成在所述活塞系统的使用中进行往复运动；缸体(3)，其被配置并布置成接收并引导所述活塞的至少第一部分；第一供应通道(8)，其被配置并布置成将润滑介质(9)供应至在使用中被布置在所述缸体内的所述活塞的第一部分的一部分(10)；第二供应通道(13)，其被配置并布置成在使用中将冷却介质(14)供应至在所述缸体外的所述活塞的第二部分。还公开了一种生产弹性体附聚组合物的方法，所述方法使用所述活塞系统，迫使包含弹性体颗粒的浆料经过孔以获得所述弹性体附聚组合物。

Piston system and high pressure homogenizer using piston system

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】活塞系统和使用活塞系统的高压均化器本专利技术涉及一种活塞系统。本专利技术进一步涉及一种使用这种活塞系统生产弹性体附聚组合物的方法。在热塑性共聚物领域中，包含一个或多个弹性体相和一个或多个热塑相的某些共聚物已知具有重要的商业和技术价值。这类多相的存在提供了将每个相中存在的材料的期望性质引入单一聚合物体系中的方式。这类共聚物可具有非常期望的性质平衡，从而使它们可用于转化成各种应用。例如，这类共聚物可展现诸如以下的材料性质的期望平衡：力学性质，包括期望的冲击强度、拉伸强度和挠曲模量；热性质，诸如热挠曲温度；加工性质，诸如经由注塑的模塑性；以及光学性质，诸如表面光泽和抗划擦性。包含一个或多个弹性体相和一个或多个热塑相的这类共聚物可为例如核-壳共聚物。在本专利技术的情形下，核-壳共聚物可被理解为包含分散于热塑性材料的基质中的弹性体颗粒的共聚物，特别是包含分散于热塑性材料的基质中的弹性体颗粒、其中热塑性材料的某部分化学结合至弹性体颗粒的表面的共聚物。这类核-壳共聚物可例如通过使某些弹性体颗粒与某些单体反应来产生，其中单体反应形成热塑性材料以及与弹性体颗粒反应形成化学结合至弹性体颗粒的热塑性材料的聚合物结构。这确保了形成热塑相的热塑性材料与弹性体相相容。这种相容性可被理解为允许在没有相分离的情况下进行一个或多个弹性体相和一个或多个热塑相的熔融加工。可使用根据本专利技术的弹性体颗粒生产的核-壳共聚物的一种众所周知的类型是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，另外也被称为ABS共聚物。这类ABS共聚物可通过例如乳液聚合法来产生，其中聚丁二烯颗粒充当弹性体颗粒，可与含有包括苯乙烯和丙烯腈的单体的混合物反应形成ABS共聚物。这类核-壳共聚物的其他实例包括甲基丙烯酸酯丁二烯苯乙烯共聚物、丙烯腈苯乙烯丙烯酸丁酯共聚物和苯乙烯丙烯酸丁酯共聚物。为了实现这类核-壳共聚物的材料性质的所需平衡，期望的是在核-壳共聚物的生产过程中使用的弹性体颗粒具有一定的平均粒度。然而，生产诸如像聚丁二烯、聚(苯乙烯-丁二烯)、聚(丙烯腈丁二烯)和聚丙烯酸丁酯的弹性体的方法通常产生具有低于这种所需平均粒度的平均粒度的弹性体颗粒。因此，为了获得用于生产诸如ABS共聚物的核-壳共聚物的具有期望平均粒度的弹性体颗粒，需要以增加平均粒度的方式对由生产这类弹性体颗粒的方法获得的弹性体颗粒进行改性。DE102014104050涉及减小粒度。公开了一种具有至少一个均化单元的用于流体物质的均化装置，和分配至均化单元的活塞泵装置预期使装置能够特别可靠的运行。已均化产物中的颗粒小于初始产物中的。已均化产物用于冷却。对于增加这类弹性体颗粒的平均粒度存在几种已知方法。例如，可使用用来形成初始弹性体颗粒的一种或多种单体，使弹性体颗粒经受另一个聚合步骤。这被称为直接生长方式。这种方法的缺点是产生用于生产根据本专利技术的核-壳共聚物的具有所需平均粒度的弹性体颗粒所需要的聚合时间明显更长。另一种方法是通过化学附聚，诸如通过使初始弹性体颗粒与例如丙烯酸的化学品反应，以产生化学附聚的弹性体颗粒。然而，这种方法的缺点是可能引入可影响核-壳共聚物的最终性质的杂质。实现具有所需平均粒度的弹性体颗粒的第三种方法是借助压力附聚，其中初始弹性体颗粒经受使颗粒融合形成弹性体附聚组合物的性质的压力。这种方法可能相对快速，并且未向弹性体颗粒引入任何另外的杂质。因此它是增加弹性体颗粒平均粒度的一种期望方法，特别是为了提供适合用于生产根据本专利技术的核-壳共聚物、诸如ABS共聚物的弹性体颗粒。压力附聚方法涉及迫使包含弹性体颗粒的胶态分散体(也被称为浆料)经过孔。为了迫使浆料经过孔，通常使用活塞系统。活塞系统的活塞的往复运动造成摩擦，这导致活塞系统的组件例如填密螺母、填密圈和诸如压缩环的弹性元件的磨损，从而需要周期性更换这些组件。为了降低上述组件的更换频率，现有的活塞系统具有向活塞供应任何合适的冷却介质如水的供应通道，以在活塞系统的使用期间冷却活塞。虽然在一些情况下这种活塞系统令人满意，但本领域需要一种不需频繁维护的活塞系统。图1是用于压力附聚的活塞系统的一个实例的示意图，其中水被用作冷却剂和润滑剂。图2是用于压力附聚的活塞系统的另一个实例的示意图。图3是在活塞开始往复运动之前图2的活塞系统的示意图。图4是在开始活塞往复运动并且施加冷却介质时图2的活塞系统的示意图。图5是在活塞处于行程中、推动浆料经过孔的运行期间图2的活塞系统的示意图。本文所公开的是一种用于均化器(例如高压均化器)中的活塞系统，其包括：-活塞，其被配置并布置成在活塞系统的使用中进行往复运动，-缸体，其被配置并布置成接收并引导活塞的至少第一部分，-第一供应通道，其被配置并布置成将润滑介质供应至在使用中被布置在缸体内的活塞的第一部分的一部分，和-第二供应通道，其被配置并布置成在使用中将冷却介质供应至在缸体外的活塞的第二部分。还公开了一种生产弹性体附聚组合物的方法，该方法包括：使用活塞系统或高压均化器，迫使包含弹性体颗粒(优选于水中)的浆料经过孔以获得弹性体附聚组合物。优选地，该方法是连续过程。活塞系统可包括第一供应通道，该通道被配置并布置成将例如润滑脂的润滑介质供应至在使用中被布置在缸体内的活塞的第一部分的一部分。活塞系统还包括第二供应通道，该通道被配置并布置成在使用中，当活塞的第二部分在缸体外时，将例如水的冷却介质供应至活塞的第二部分。所述活塞系统和方法解决了在生产弹性体附聚组合物的领域中特别严重的问题。在生产弹性体附聚组合物的方法中，在运行期间少量浆料进入活塞与压缩环之间的小间隙。不同于例如乳状液(milk)，经过活塞运动的浆料是粘的(例如其凝结)。浆料的粘性使其留在间隙中。这造成活塞系统的组件、尤其是诸如压缩环的弹性组件的更快劣化以及摩擦。此外，系统的堵塞和粘性浆料的积聚导致生产速率降低。这在方法是连续过程、其中包含于水中的弹性体颗粒的浆料被连续迫使经过孔时是一个特别严重的问题。该过程可能被中断并且可能遭受较长停工期。因此，本文所公开的活塞系统特别可用于生产例如粘性浆料的弹性体附聚组合物。润滑介质减小摩擦。活塞的往复运动随着其移出缸体而牵引回润滑介质，并在活塞的长度上(在第一部分、第二部分和第三部分上)施加润滑介质。润滑介质可被施加于活塞。随着活塞的第二部分移出缸体并远离浆料腔室(参见图3至4)，其牵引润滑介质远离浆料腔室。随着活塞再进入腔室，润滑介质被施加于活塞的第二部分。冷却介质例如水使已从往复运动的摩擦中获得热量的活塞冷却。可施加冷却介质的量不受限，因为冷却介质仅被施加于活塞的第二部分。在使用中，活塞系统的第二部分延伸出缸体并再进入缸体。以离活塞一定的距离，从第二供应通道的出口施加冷却介质。第二供应通道的出口位于缸体之外，因此冷却介质在缸体外离开第二供应通道。因此，冷却介质被施加于在缸体外的活塞的一部分。这改进了热耗散并且确保了随着每次往复运动活塞再进入活塞系统的缸体时，活塞总是已冷却的。润滑介质的供应可为持续或间断本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于均化器中的活塞系统，其包括：/n活塞，其被配置并布置成在所述活塞系统的使用中进行往复运动，/n缸体，其被配置并布置成接收并引导所述活塞的至少第一部分，/n第一供应通道，其被配置并布置成将润滑介质供应至在使用中被布置在所述缸体内的所述活塞的第一部分的一部分，/n第二供应通道，其被配置并布置成在使用中、在所述活塞的第二部分在所述缸体外时将冷却介质供应至所述活塞的所述第二部分。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171107 EP 17200372.51.用于均化器中的活塞系统，其包括：
活塞，其被配置并布置成在所述活塞系统的使用中进行往复运动，
缸体，其被配置并布置成接收并引导所述活塞的至少第一部分，
第一供应通道，其被配置并布置成将润滑介质供应至在使用中被布置在所述缸体内的所述活塞的第一部分的一部分，
第二供应通道，其被配置并布置成在使用中、在所述活塞的第二部分在所述缸体外时将冷却介质供应至所述活塞的所述第二部分。


2.根据权利要求1所述的活塞系统，其进一步包括：供应物，其被配置并布置成将弹性体颗粒供应至与所述活塞的第三部分连通的所述活塞系统的腔室，其中在使用中所述活塞进入所述腔室的运动迫使浆料离开所述腔室。


3.根据权利要求2所述的活塞系统，其中所述弹性体颗粒选自由聚丁二烯颗粒、聚(苯乙烯丁二烯)颗粒、聚(丙烯腈丁二烯)颗粒和聚丙烯酸丁酯颗粒以及它们的组合组成的组，优选所述弹性体颗粒包含聚丁二烯颗粒。


4.根据权利要求2或3中任一项所述的活塞系统，其中所述浆料包含基于所述浆料的总重量计至少20重量％、优选至少20重量％且至多70重量％、更优选至少30重量％且至多60重量％、甚至更优选至少30重量％且至多50重量％的弹性体颗粒。


5.根据权利要求2-4中任一项所述的活塞系统，其中所述弹性体颗粒具有至多150nm、优选至多130nm、更优选80至120nm的平均粒度，其中所述平均粒度D50是根据ISO9276-2:2014测定的。


6.根据前述权利要求中任一项所述的活塞系统，其中所述第一供应通道包括至少两个进口分支，和其中所述至少两个进口分支的第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·费拉里斯，R·勒格，A·A·尤瑟夫，V·劳瑞，
申请(专利权)人：SABIC环球技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL