本申请涉及具有一体化压模板的挤出机以及用于对聚合物混合体进行除气的方法。本发明专利技术是针对一个挤出机(10)，特别是用于挤出一种合成橡胶产品的挤出机，该挤出机包括一个桶(24)，被安排在该桶(24)内侧用于传送该产品的一个或几个挤出机元件(12，14)和/或一个捏合机元件(14)，任选用于将一种汽提剂送入该桶(24)中的一个入口端口以及用于从该产品中去除挥发性化合物以及适当时该汽提剂的一个出口端口。因为该压模板(26)没有固定到该挤出机元件(12，14)上而是固定到桶(24)上，防止了在压模板(26)与桶(24)之间的圆周间隙，这样就没有挤出的材料在径向外部穿过该压模板(26)。
【技术实现步骤摘要】
本申请是申请日为2011年7月22日的题为“具有一体化压模板的挤出机以及用于对聚合物混合体进行除气的方法”的中国专利申请No.201180044352.1的分案申请。
本专利技术涉及一种用于从粘性物质或粘弹性块中、特别是从聚合物诸如合成橡胶中去除挥发性化合物的方法。
技术介绍
合成橡胶具有多种重要的工业用途并且典型地通过多种单体的(共)聚合反应来生产，这典型地是通过浆料、乳液或溶液法来进行的。合成橡胶的实例包括丁基橡胶和卤化丁基橡胶(IIR、BIIR、CIIR)、聚异丁烯(PIB)、乙烯丙烯二烯M类橡胶(EPDM)、乙烯丙烯橡胶(EPM)、乙烯乙酸乙烯酯橡胶(EVM和EVA)、丁腈橡胶(NBR)、氢化丁腈橡胶(HNBR)、聚异戊二烯橡胶(IR)、氟化橡胶(FR)、聚氯丁二烯(CR)、丁二烯橡胶(BR)、以及苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)。在该(共)聚合反应之后，该反应器排出混合物至少包含了聚合物、溶剂、残余单体以及催化剂。为了回收聚合物，典型地用蒸汽和热水来处理该排放流。由此闪蒸掉该溶剂和未反应单体中的大部分。与蒸汽和水接触的一个缺点是，使合成橡胶凝结了。然后这些橡胶聚合物就在水中以湿碎屑的形式存在。然后通过排水，接着例如应用干燥挤出机以及最后的一个干燥步骤来分离出大部分的水。产生了丁基橡胶的异丁烯和异戊二烯共聚反应，例如在工业上是在约-60℃到-100℃的低温下进行的以便获得高摩尔质量。这种浆料法使用了氯甲烷作为一种稀释剂，而溶液法使用了一种惰性烃作为一种溶剂。在该聚合反应之后，该丁基橡胶聚合物或者在氯甲烷中作为一种浆料而存在或者在一种烃中作为均相溶液而存在。未反应的单体也是存在于该反应器排放混合物中。该丁基橡胶聚合物需要被回收并且与该稀释剂和溶剂相分离。在该浆料法中，在一个闪蒸鼓中用蒸汽和热水来处理该聚合反应反应器排放流。由此闪蒸掉大部分的氯甲烷和未反应的单体并且通过冷凝从这些蒸气中分离出水。当来自该反应器的聚合物诸如通过卤化进行进一步加工时，可以通过将该反应器内含物排放入一种热溶剂诸如己烷中作为溶液来直接回收该丁基橡胶产品。在这个阶段之后蒸发该氯甲烷，并且施加一个进一步的汽提阶段来去除剩下的单体残留物。在该溶液法中，在该聚合反应步骤施用了一种惰性烃溶剂以及一种卤化烷基铝(aluminium alkyl halide)催化剂。然后在一个蒸馏汽提工艺中从该反应器溶液中去除这些剩余的单体。在这个蒸馏步骤之后，该丁基橡胶聚合物在一种烃中作为一种均匀的溶液而存在。可以将这种溶液或者进行进一步的加工，诸如经受一个卤化步骤，或者该丁基橡胶聚合物可以直接从该溶液中被分离出。从溶液中分离该丁基橡胶类似于浆料法的分离，并且还涉及与蒸汽和热水的接触，由此该聚合物凝结了。然后该丁基橡胶聚合物在水中以湿碎屑的形式存在(在水中6wt％到10wt％的聚合物)。为了抵抗这种凝结，在该凝结/蒸汽汽提过程之后，在包含了这些在水中的丁基橡胶碎屑的闪蒸鼓中加入脂肪酸的盐类。在加入添加剂之后，通过进一步的干燥，然后丁基橡胶被转化为最终的商用包装形式。该干燥典型地是通过排水接着应用干燥挤出机以及在一个流化床中的最终干燥步骤来进行的。如此获得的一种丁基橡胶，没有化学改性，被称为‘普通的’橡胶。橡胶的一种商业上重要的化学改性是卤化作用，这种卤化作用产生了氯化丁基橡胶和溴化丁基橡胶，在下文中还被称为卤代丁基橡胶或单独地称为溴代丁基橡胶或氯代丁基橡胶。卤代丁基橡胶在技术上是通过在一个搅拌的容器中使在一种烷中的普通丁基橡胶的溶液与氯或溴相接触来生产的。所述溶液总体上被称为胶合材料。未反应的卤素或作为副产品形成的卤化氢通过添加苛性碱溶液来中和。在那个阶段中还可以结合多种添加剂。然后将所得溶液进行蒸汽汽提以便去除溶剂，由此使该橡胶凝结为一种固体产物。该固体产物总体上是作为在水中的一种5％到12％的浆料来回收的。在直接回收之前将稳定剂和/或抗氧化剂加入到该卤化丁基橡胶中。然后在一个类似于用于普通丁基橡胶的过程中使用机械干燥设备来对该卤化丁基橡胶进行精加工，然而，因为该卤化产品的反应性更大，因而利用了不太严格的条件。上述机械脱水能够仅将含湿量降低到约5％到15％。于是要求另外的热干燥阶段。由此在一个单螺杆或双螺杆挤出机中在压力下将该橡胶加热到150℃到200℃。可以提供多个压模版来维持压力。当该橡胶被推动穿过该压模版的挤出机出口时，在该橡胶中的水蒸发并且形成了开口的多孔碎屑。然后一个切割设备将这些碎屑切成多个小碎片。这些碎屑被传送到一个对流干燥器中，在这里残余湿气通过热空气进行去除。在这种干燥之后，该(卤化)丁基橡胶总体上具有0.1％到0.7％的湿含量。于是需要一个冷却阶段(通过使冷空气流动穿过这些橡胶碎屑而完成)来将这些丁基橡胶碎屑冷却下来到60℃的最大包装温度。然后这些碎屑通过液压机形成多个包装，并且这些包装被填充在多个用于装货的盒子或箱子中。WO2010/031823 A披露了一种用于通过含多个通气口的一台挤出机从一种流体中去除挥发性化合物的方法，该流体包含至少一种非挥发性的聚合物以及至少一种挥发性的化合物。在一个实施例中，通过汽提剂的作用来辅助这种去除，该汽提剂诸如是水、二氧化碳、或其他惰性气体。添加一种汽提剂典型引起了有待去除的挥发性化合物的分压的降低，如此允许更高的总压力。除了那个部分之外，汽提剂帮助获得了一种多孔结构的聚合物，它有助于将该挥发性化合物从该聚合物中扩散到该气相中。一个汽提剂区域的基础设计是本领域的普通技术人员已知的。对于共同转动的双螺杆挤出机，例如在克莱门斯寇勒拉比(Klemens Kohlgruber)：同向旋转双螺杆挤出机.原理、技术和应用。ISBN 978-3-446-41372-6第188页上，图10.6中示出。这个汽提剂区域包括一个向后泵送的元件、一个汽提剂分散区、以及一个压降区。在那个图中，压降是通过多个向后传送元件来完成的。使用了用于压降安排的向后泵送元件的缺点是，对于具有高粘度的粘弹性产品诸如合成橡胶而言，形成了尺寸为约该通道深度的大颗粒。从这种大颗粒的表面上俘获了大于一毫米或两毫米的汽提剂将不能“吹出”一个开放通道到该表面上，并且因此从该产品区域中该颗粒的中心内去除溶剂将实际上没有可能。同样地，因为更大的挤出机必然要求更深的通道深度，所以这个问题对于按比例放大就变得更糟糕。本领域的普通技术人员已知的用于同向旋转的双螺杆挤出机的替代压降区是向后泵送的捏合段。向后泵送的捏合段例如描述在了克莱门斯寇勒拉比(Klemens Kohlgruber)：同向旋转双螺杆挤出机。原理、技术和应用。ISBN 978-3-446-41372-6，下文中称之为“[1]”，第102页和第225页中。然后用于压降的向后泵送的捏合段经受了与向后泵送的传送元件相同的缺点，即，大颗粒的形成，据此多种挥发性化合物的去除总体上被阻止了并且甚至是不可能的，并且相同的问题会按比例放大来发生。作为一个替代方案，可以使用旋转的起泡盘(blister discs)。旋转的起泡盘例如在[1]，第235页，图12.35中进行了说明。起泡盘是多个盘的一种组件，每个盘是位于每个挤出机的轴上。每个盘与该挤出机桶壁具有一个小间隙。对于一个双螺杆或多螺杆本文档来自技高网...
【技术保护点】
挤出机(10)，包括至少一个桶(24)，一个或几个被安排在该桶(24)内侧的挤出机元件(12，14)，至少一个用于去除挥发性化合物的出口端口由此，该挤出机进一步包括至少一个穿孔的压模板(26)，该穿孔的压模板在该出口端口之前流动方向(18)上被固定该桶(24)上。
【技术特征摘要】
2010.07.23 EP 10007660.31.挤出机(10)，包括至少一个桶(24)，一个或几个被安排在该桶(24)内侧的挤出机元件(12，14)，至少一个用于去除挥发性化合物的出口端口由此，该挤出机进一步包括至少一个穿孔的压模板(26)，该穿孔的压模板在该出口端口之前流动方向(18)上被固定该桶(24)上。2.根据权利要求1所述的挤出机，由此该挤出机进一步包括至少一个用于将汽提剂送入该桶中的入口端口并且由此该至少一个穿孔的压模板(26)被固定在该入口端口与该出口端口之间的该桶(24)上。3.根据权利要求1或2所述的挤出机，其中该压模板(26)包括至少一个支持开口(30)，该支持开口每个用于接收这些相应挤出机元件(12，14)的一个轴(22)。4.根据权利要求1到3所述的挤出机，其中该支持开口(26)为这些挤出机元件(12，14)的轴(22)提供了一个滑动轴承。5.根据权利要求1到4所述的挤出机，其中在该支持开口(30)的内缘与这些挤出机元件(12，14)的轴(22)之间提供了一个间隙s，其中该间隙s是与该桶(24)的内径D相关联的，具体地是0.001≤s/D≤0.02、优选地0.002≤s/D≤0.01、并且更优选地0.003≤s/D≤0.006。6.根据权利要求1到5所述的挤出机，其中该压模板(26)包括至少一个穿孔开口(32)，其中该穿孔开口(32)在该桶(24)的轴向方向上包括一个主要开口(34)，该主要开口仅仅在该压模板(26)的轴向厚度的一部分上延伸，其中该主要开口(34)在轴向方向上之后是至少一个孔口(36)，其中该孔口(36)包括一个比该主要开口(34)小的截面。7.根据权利要求1到6所述的挤出机，其中该压模板(26)包括至少一个穿孔开口(32)，其中该穿孔开口(32)在下游侧包括一个平均直径d，1mm≤d≤6mm，特别是1.5mm≤d≤5mm，并且优选是2mm≤d≤4mm。8.根据权利要求1到7所述的挤出机，其中该挤出机在该压模板(26)的下游并且特别是在该出口端口的上游包括一个另外的挤出机元件(14)，特别是一个挤出机螺杆...
【专利技术属性】
技术研发人员：汉斯因戈尔夫·保罗，乌多·维斯纳，约尔格·基希霍夫，托马斯·柯尼希，克莱门斯·科尔格吕贝尔，
申请(专利权)人：朗盛德国有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE
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