不含水和溶剂的聚合物的生产方法技术

本发明专利技术涉及不含水和溶剂的聚合物，具体而言为不含水和溶剂的合成橡胶产品，像苯乙烯-丁二烯橡胶产品以及丁二烯橡胶产品连同用于它们的生产方法。本发明专利技术进一步涉及一种适合于完成所述方法的装置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及不含水和溶剂的聚合物，具体而言为不含水和溶剂的合成橡胶产品，像非卤化的以及卤化的丁基橡胶产品、改性的以及非改性的聚丁ニ烯橡胶以及聚苯こ烯丁ニ烯橡胶产品、连同用于它们的生产方法。本专利技术进ー步涉及ー种适合于完成所述方法的装置。合成橡胶具有重要的エ业用途并且典型地是通过単体的(共)聚合反应产生的，它典型地是经由浆料、乳液或溶液エ艺进行。合成橡胶的实例包括丁基橡胶类和卤化丁基橡胶类、聚异丁烯、こ烯丙烯ニ烯M-类别橡胶类(EPDM)、丁腈橡胶类(NBR)以及苯こ烯-丁ニ烯橡胶类(SBR)以及聚丁ニ烯橡胶(PBR)。在该(共)聚合反应之后，该反应器排放混合物至少包含该聚合物、溶剤、剩余单体以及催化剂。为了回收该聚合物，该排放流典型地用蒸汽和热水处理该。大部分溶剂和未反应的单体由此被闪蒸棹。蒸汽和水接触的ー个缺点是合成橡胶被凝结了。然后这些合 成胶在水中以湿屑粒的形式存在。然后将大部分水通过排出分离，接着是例如施用干燥挤出机以及ー个最終的真空干燥步骤。丁ニ烯与不同催化剂(例如，Nd、Co、Li、Ni、Ti)的聚合反应根据如在反应过程中的催化剂体系而产生了具有不同物理特性的聚丁ニ烯橡胶。苯こ烯和丁ニ烯的共聚反应还可以是通过使用相类似的反应条件来完成的。在以下内容中，来自溶液エ艺的聚丁ニ烯橡胶和苯こ烯-丁ニ烯橡胶(SSBR)将如丁ニ烯橡胶聚合物那样进行概述。该聚合反应例如在エ业上是在约30°C至+150°C的温度下进行的以便获得高的摩尔量。该溶液エ艺使用了惰性的烃作为ー种溶剤。在这个聚合反应之后，该丁ニ烯橡胶聚合物作为ー种在烃中的均匀溶液而存在。未反应的单体也可以在该反应器排出的混合物中存在。需要将该丁ニ烯橡胶聚合物从其溶剂中进行回收并且分离。在这个溶液エ艺中，将该聚合反应器排放流进行闪蒸。可以加入多种添加剂用于物理特性的调整。此后，将该聚合物流在闪蒸鼓中用蒸汽和热水处理。而将该丁ニ烯橡胶聚合物凝结成屑粒，大部分的溶剂和未反应的单体由此被闪蒸掉并且水通过冷凝从这些蒸气中分离出。应用该汽提阶段以便去除残余的単体残余物以及溶剂残余物。然后将水和聚丁ニ烯橡胶屑粒的浆料通过进一歩干燥转变成最終的商业的包装形式。干燥典型地通过排放进行、随后施用干燥挤出机以及在一个流化床中的最終干燥步骤，或者热空气干燥器或者类似的干燥器，例如螺旋输送机。还可以在那个阶段并入添加剤。这些上述的用于凝结和蒸汽汽提的エ艺经受了很高的能量消耗。大量的蒸汽是必要的以便不仅蒸发溶剂而且还加热并且保持了在汽提鼓中的全部的含水量在ー个高温下。添加额外的蒸汽也是必需的以通过降低在该汽提鼓中溶剂的分压而汽提掉溶剂的残余量。上述方法还使用了大量的水，因为凝结后丁基橡胶在该浆料中的浓度总体上仅为按重量计5%到12%。来自这种浆料的水可以部分地再利用，并且部分地构成了废水且必须被去除。将这些橡胶屑粒利用简单的筛盘或筛从该大体积的水中机械地分离出。在这个第一分离以后，该丁ニ烯橡胶仍包含大约20%到50%的水。然后此外的机械干燥使用挤出机通过对该产品进行捏合并且挤压出水进行。这种机械干燥方法的缺点是水被没有通过这种筛阻止的小的橡胶颗粒污染了，其结果是该废水要求额外的处理。上述的机械脱水只能将含湿量减小到大约5%到15%。然后要求额外的热干燥阶段。由此该橡胶在压力下在一个单螺杆挤出机或双螺杆挤出机中加热到130°C至200°C。安装一个模ロ板(die plate)以维持该压力。当将橡胶穿过该模ロ板推出时，在橡胶中的水蒸发并且形成了开放的多孔性的屑粒。将这些屑粒运送到一个对流的干燥器中，在那里通过热空气将残留水分除去。在这类干燥之后，该丁ニ烯橡胶总体上具有O. 1%至0.8%的含湿量。然后需要一个通过使流动冷空气穿过这些橡胶屑粒而完成的ー个冷却阶段，以将这些丁ニ烯橡胶屑粒冷却到60°C的最大包装温度。然后将这些屑粒通过液压机形成包装，并且将这些包装封装入盒子或板条箱用于运输。上述的用于干燥丁 ニ烯橡胶的エ艺是复杂的并且要求大規模的装备。为了从聚合物去除水和挥发性的有机溶剂的目的，已经开发了不同的其他特定方 法。在真空中有或者没有使用携帯剂的挤出机脱气作为最重要的技术已经在实际应用中得到认可，然而，这类现有技术方法的能量需求是相当高的。US 3, 117,953 Al披露了 ー种用于纯化高压聚こ烯的装置和方法。然而在US3，117，953 Al中用于聚こ烯的合成橡胶粘合剂的替代物导致了屑粒在进入该挤出机之前形成，这根本不是所希望的。DE 195 37 113披露了用于聚合物树脂(特别是聚碳酸酯树脂)的使用一个蒸汽汽提塔、一个倾析器、以及ー个挤出机的ー种方法和装置。然而，蒸汽的引入将导致不希望的高残留水含量或很高的能量消耗。US 4，055，001披露了ー种方法,用于通过在干燥过程中使用超声焊极制备聚合物，比如具有小于O. Iwt. 的含水量的丁基橡胶。然而，与超声的使用相关的很高的剪切应カ对于聚合物(比如卤代丁基橡胶)是禁止的。EP O 102 122披露了用于从ー种溶液回收聚合物的ー种方法，特别是利用ー种部分充满的挤出机用于聚こ烯的回收。然而EP O 102 122没有记载残留水的去除。US 2001/056176 Al披露了ー种回收聚合物的一歩法并且确切地是用于橡胶溶液浓缩的ー个实例。由此将该橡胶溶液用蒸汽加热以便在一个步骤中通过在真空下脱气去除现有的溶剂以产生白色屑粒。US 2001/056176 Al由此要求ー种大容量的蒸气流以在低蒸气压下去除这些挥发性组分并且导致了在这些屑粒中额外水的包围，这些水随后需要被去除。US 5，283，021 Al披露了用于从ー种弹性聚合物溶液去除溶剂的ー种两步法。由此将该聚合物溶液通过ー种加热液体直接加热并且在真空下喷洒。在喷洒过程中，使该溶剂蒸发，由此形成屑粒，然后将这些屑粒加入到一个挤出机中用于进一歩脱气。然而，在那个阶段屑粒的形成不是所希望的。EP I 127 609 A2披露了在至少ー个捏合机中处理ー种产品的ー种方法。EP I127 609 A2使用部分地经由该捏合机壁本身所引入的能量以使该溶剂从包含弾性体和热塑性塑料的溶液蒸发。因此要求ー种具有大表面积的捏合机，因为投资成本是高的。该能量的另ー个部分经由该捏合机的转动轴作为机械能引入。机械能是更昂贵的并且因此在与蒸汽加热相比时是对环境不利的。在EP I 127 609 A2中使用的这些捏合机要求大量维修和清洗。经由该捏合机引入的机械能此外強烈的取决于该产品的粘度，这减小了该方法的灵活性。EP I 165 302 Al披露了用于对塑料脱气的ー种装置和方法。在EP I 165 302 Al中的装置是具有ー个后通气口和几个通气区段的在真空下操作的挤出机。需要真空以获得低残留挥发性的浓缩物。EP I 165 302 Al披露了可以施用一种汽提试剂以便进ー步改进脱气效率的。在EP I 165 302 Al中使用的塑料，热塑性聚碳酸酯在该脱气方法的结束时仍然是ー种流动熔体。然而，根据EP I 165 302 Al处理过的ー种合成橡胶粘合剂将在该脱气阶段结束时转变成屑粒并且不能进ー步处理。在“Process Machinery ”，第I和II部分，2000年三月和四月；作本文档来自技高网...

【技术保护点】

【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：保尔·瓦格纳，汉斯因戈尔夫·保罗，罗尔夫·费尔勒，沃尔夫冈·克鲁姆贝，阿莉西亚·勒扎特勒，海克·克洛彭堡，马丁·西比埃格，约翰·洛夫格罗夫，
申请(专利权)人：朗盛德国有限责任公司，
类型：
国别省市：