一种粒状反式异戊橡胶后处理系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种粒状反式异戊橡胶后处理系统，包括两组双螺杆挤出干燥设备及一组热挤出双螺杆挤出造粒设备，三组双螺杆挤出设备为串联排列，三组双螺杆挤出设备外侧均设置有控温装置，机筒上每隔一段设置排气口排出机筒内物料脱挥所产生的气体，并设置有真空及冷凝回收装置。热挤出双螺杆造粒设备采用输送履带风冷方式成型橡胶粒子，实现自动化包装。

A grainy trans isoamyl rubber post treatment system

The utility model relates to a processing system of granular trans isoprene rubber, including extrusion granulation equipment twin-screw extrusion drying equipment and a group of hot two groups of twin screw extruder, twin screw extrusion equipment for the three groups are arranged in series, three sets of double screw extrusion equipment are arranged outside the temperature control device, cylinder at the air outlet section is arranged inside the machine barrel and gas volatile material produced, and is provided with a vacuum and condensate recovery device. The hot extrusion twin screw granulation equipment is used to form rubber particles with the air cooling mode of the conveyer track to realize automatic packaging.

【技术实现步骤摘要】
一种粒状反式异戊橡胶后处理系统
本技术属于干燥机领域，具体来说涉及一种粒状反式异戊橡胶后处理系统。通过三组双螺杆挤压、真空和加热共同作用，可以实现反式异戊橡胶的深度干燥及造粒。
技术介绍
反式异戊橡胶(反式聚异戊二烯)分子链由500～10000个C5H8结构单元组成，室温下易结晶，结晶熔点仅60℃左右，当交联密度较低时，是一种热致弹性体，可作为形状记忆功能材料；当交联密度较高时，由于交联阻碍了结晶，就变成了弹性体材料。这种弹性体的最大特点是动态性能好，生热低，耐疲劳性能好，是制造高性能绿色节能环保轮胎和高速火车、汽车减震制品的优良材料。可见聚异戊二烯既是塑料，又是橡胶，还可作为功能材料，是一种用途很广的高分子新材料。聚异戊二烯的合成自上世纪50年代开始有专利和报道，60-80年代，加拿大、英国、日本、俄罗斯等国家陆续有中试装置建成，但当时由于聚异戊二烯生产方法均是采用钒或钒/钛混合体系为催化剂，工艺流程复杂，能耗、物耗均很高，且装置规模较小，因此生产成本很高，使聚异戊二烯价格超过普通橡胶10倍以上，从而限制了聚异戊二烯市场的发展。目前，只有日本Kurary公司仍在生产，产品主要用于医用材料市场，价格约35美元/公斤，产量400t/a。为解决聚异戊二烯生产干燥装置复杂，生产效率低的难题，我们借鉴塑料行业采用双螺杆挤压原理脱挥干燥挤出成型，且随着设备制造行业水平不断更新提升，这种双螺杆挤出原理也可以应用到反式异戊橡胶的干燥过程中。因为在挤出过程中，通过橡胶胶料自身摩擦生热会促使挥发性单体异戊二烯排出，通过添加回收装置可以回收脱挥成分，引入真空及冷阱设备提高了脱挥效率。首次将塑料成型中常用的双螺杆挤压机，引入橡胶材料中的使用，设计了本技术的多级双螺杆挤出干燥装置。我们根据橡胶物料干燥所要求的技术特点，对传统螺杆挤出机作了大量的改造设计，使之能满足反式异戊橡胶的深度脱挥要求。
技术实现思路
本技术为了解决现有干燥系统领域存在的问题，采用双螺杆挤压、真空抽吸和加热结合的方式，充分利用双螺杆对粘性物料可以实现自清洁的特点，实现反式异戊橡胶的深度干燥和单体异戊二烯回收，可以将反式异戊橡胶的挥发分降低到0.5％以下。具体来说，本技术采用了以下技术方案：一种粒状反式异戊橡胶后处理系统，包括两组双螺杆挤出干燥设备及一组热挤出双螺杆挤出造粒设备，三组双螺杆挤出设备为串联排列，三组双螺杆挤出设备外侧均设置有控温装置，机筒上每隔一段设置排气口排出机筒内物料脱挥所产生的气体，并设置有真空及冷凝回收装置。热挤出双螺杆造粒设备采用输送履带风冷方式成型橡胶粒子，实现自动化包装。具体为，三组双螺杆挤出设备：第一组特点为高温粗脱除高效率，第二组特点为控温高质量实现产品挥发分达标；第三台为热挤出造粒，可实现充油改性进一步脱挥提高产品质量等效果，配套设施为真空装置以及冷阱装置。该组双螺杆干燥系统具有脱挥能力强，对物料形态无严格要求，可实现橡胶直接成型。高效安全，具有良好的经济效益和社会效益。所述第一组双螺杆挤出干燥设备的两根螺杆相互靠近啮合，转速为10-30RPM，控温装置使机筒内物料的温度保持在30-60℃，真空装置使机筒内压力保持在-0.01MPa～-0.1MPa。所述第二组双螺杆挤出干燥设备的两根螺杆相互靠近啮合，转速为30-50RPM，控温装置使机筒内物料的温度保持在20-50℃，真空装置使机筒内压力保持在-0.01MPa～-0.1MPa。所述第三组双螺杆挤出造粒设备的两根螺杆相互靠近啮合，转速为30-100RPM，控温装置使机筒内物料的温度保持在70-120℃，真空装置使机筒内压力保持在-0.01MPa～-0.1MPa。所述第一组双螺杆挤出干燥设备，机筒上设置的排气口的数量为4-5个，第二组双螺杆挤出干燥设备，机筒上设置的排气口的数量为2-3个，第三组双螺杆挤出造粒设备，机筒上设置的排气口的数量为1-2个。还设置有真空抽吸系统及冷阱用于抽取及回收从排气口抽出异戊二烯单体。三组双螺杆挤出设备之间的送料方式为强行送料。如上所述，由于反式异戊橡胶脱挥后处理仍采用传统烘干干燥方式，脱挥效率低，挥发分含量高，后续加工困难，与传统的脱挥技术相比，该方案有以下技术优点：1.反式异戊橡胶深度脱水能力：可以实现反式异戊橡胶的深度脱水，将含水率降低到0.5％以下；2.高效安全节能：热能利用率高，采用螺杆挤压、真空、加热三种方式结合脱挥能耗低效率高；3.智能化自动控制：整个系统可以实现DCS全自动控制，易于实现机械自动化；4.易于实现高品质管理：可以实现从脱挥至包装的全自动控制，减少中间工序，降低外界杂质进入几率；5.社会经济效益：通过三级不同转速及温度控制双螺杆干燥机组系统，实现能源的最优化控制及节约，引入热切风冷造粒系统，实现一次性成型造粒包装。附图说明图1是本技术的双螺杆干燥机的总体结构示意图；在图中：1、送料系统；2、主电机；3、减速机；4、真空抽吸系统；5、加热装置；6、机头；7、排气口；8、螺杆；9、机筒。A、第一挤出机，B、第二挤出机，C、第三挤出机，D、履带输送，E、气流冷却。具体实施方式本技术为了解决现有干燥系统在反式异戊橡胶深度干燥方面存在的问题，充分利用双螺杆可以实现自清洁的特点，采用三级不同功能双螺杆挤压、真空抽吸和加热结合的方式，实现反式异戊橡胶的深度干燥和单体后处理，可以将反式异戊橡胶的挥发分含量降低到0.5％以下甚至更低。主要的改造设计有以下几点：1.转速设计：传统双螺杆挤出机的主要功能是挤出成型，转速在10-300之间，而我们设计的三级双螺杆主要特点是实现橡胶脱挥及成型一体化，一级及二级双螺杆挤出机需要足够的停留时间保证脱挥效果及效率，故第一组双螺杆挤出设备设计转速为0-50RPM，，双螺杆的两根螺杆相互靠近啮合，转速为10-30RPM；故第二组双螺杆挤出设备设计转速为0-100RPM，，双螺杆的两根螺杆相互靠近啮合，转速为30-50RPM；三级双螺杆挤出机为热切造粒系统，挥发分含量已经可控，主要功能为挤出成型，转速为30-100RPM。2.螺杆设计：一级及二级双螺杆挤出机干燥系统主要是输送功能，为了增大处理能力，将螺杆的螺距加长，其中螺距与螺牙高度的比值为3-4，将螺槽加深，以最大程度的增大产能；3.排气口设计：我们设计的三级双螺杆主要特点是实现橡胶脱挥及成型一体化，需要的脱挥量大且需要物料回收，根据脱挥程度及效果设计第一组双螺杆挤出设备，机筒上设置的排气口的数量为4-5个，第二组双螺杆挤出设备，机筒上设置的排气口的数量为2-3个，第三组双螺杆挤出设备，机筒上设置的排气口的数量为1-2个；4.温控设计：该三级双螺杆挤出干燥设备为了最大程度提高热利用效率及节能，根据反式异戊橡胶加工特点，设计第一组双螺杆挤出设备，控温装置使机筒内物料的温度保持在30-60℃，第二组双螺杆挤出设备，控温装置使机筒内物料的温度保持在20-50℃，第三组双螺杆挤出设备，控温装置使机筒内物料的温度保持在70-120℃；5.机头设计：设计的三级双螺杆主要特点是分级实现橡胶脱挥及成型一体化，设计一级及二级双螺杆挤出机取消机头设计，更改为落料机头；6.加料系统设计：反式异戊橡胶三级双螺杆干燥系统，干燥物料为挥发分含量本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种粒状反式异戊橡胶后处理系统，包括两组双螺杆挤出干燥设备及一组热挤出双螺杆挤出造粒设备，三组双螺杆挤出设备为串联排列，三组双螺杆挤出设备外侧均设置有控温装置，机筒上每隔一段设置排气口排出机筒内物料脱挥所产生的气体，并设置有真空及冷凝回收装置。

【技术特征摘要】
1.一种粒状反式异戊橡胶后处理系统，包括两组双螺杆挤出干燥设备及一组热挤出双螺杆挤出造粒设备，三组双螺杆挤出设备为串联排列，三组双螺杆挤出设备外侧均设置有控温装置，机筒上每隔一段设置排气口排出机筒内物料脱挥所产生的气体，并设置有真空及冷凝回收装置。2.如权利要求1所述的一种粒状反式异戊橡胶后处理系统，其特征在于，所述第一组双螺杆挤出干燥设备的两根螺杆相互靠近啮合，转速为10-30RPM，控温装置使机筒内物料的温度保持在30-60℃，真空装置使机筒内压力保持在-0.01MPa～-0.1MPa。3.如权利要求1所述的一种粒状反式异戊橡胶后处理系统，其特征在于，所述第二组双螺杆挤出干燥设备的两根螺杆相互靠近啮合，转速为30-50RPM，控温装置使机筒内物料的温度保持在20-50℃，真空装置使机筒内压力保持在-0.01MPa～-0.1MPa。4...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹兰，郑雷，蒲诚勇，王志晔，王鸿飞，王兆德，
申请(专利权)人：青岛竣翔新材料有限公司，
类型：新型
国别省市：山东,37