改进的脱水机器及方法技术

一种用于降低聚合物或弹性体的水分的脱水机器包括：通常完整的圆筒和设置在所述圆筒内的一对螺杆。螺杆的至少一部分相互啮合，并且驱动装置与该螺杆耦合。至少一个机械过滤器连接至所述圆筒。该机器包括能够使聚合物或弹性体颗粒熔融的装置，该装置减少细料从机器的流失量。另外，所述机器使聚合物的水分从至多约20wt%的水降低至少于约0.5wt%的水，以及使弹性体的水分从至多约50wt%的水降低至少于约3.0wt%的水。本发明专利技术还提供了一种用于降低聚合物或弹性体的水分的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请要求于2011年5月13日提交的美国临时申请序列号61/485，762的权益。
本专利技术涉及使聚合物和弹性体脱水和干燥的领域。更具体而言，本专利技术涉及用来进行某些聚合物和弹性体配制品的精制的机器脱水以及干燥机领域。还更具体地，本专利技术涉及一种改进的脱水和干燥机器及相关的方法，所述工艺降低了在现有技术的脱水和干燥机器和方法中遇到的细颗粒的流失，其运用比现有技术的脱水和干燥方法更少的机器，并且减少脱水过程中的挥发。
技术介绍
在某些聚合物和合成弹性体的配制和生产过程中，通常产生颗粒湿浆料。所述浆料通常由水和碎屑形式的经配制的聚合物或弹性体，和细颗粒(本领域称作细料(fines))组成。这些细料通常具有大约0.1毫米(mm)的直径至大约4.0mm的直径的范围的尺寸。为了制备聚合物或弹性体以进一步利用，必须除去浆料中的水，并使聚合物或弹性体的水分含量降低至大约0.5wt%的水的水平。水分的降低通常通过脱水和干燥工艺进行，将在下面详细描述:在本领域中，脱水通常被视为其中使聚合物或弹性体的水分降低至大约5wt%至大约15wt%的水的水平的第一步，而干燥则被视为其中使聚合物或弹性体的水分从约为5-15wt%降低至约0.5wt%的水的水平的第二步。然而，为方便起见，以下涉及的术语“脱水”，理解为该术语也包括干燥，而不影响专利技术的整体概念或者操作。在现有技术中，在脱水过程中，许多细料通常随着被除去的水分而流失，以及然后，必须使用不希望的额外的设备和步骤回收，或者被处理掉，产生不希望的浪费。此外，现有技术的脱水工艺通常采用多于一台的脱水机器，而每一台涉及购买、运行和维护的投资成本。此外，脱水过程经常涉及必须含有的蒸气和/或可能挥发性的颗粒流失。然而，某些现有技术的脱水机器的设计难以做到。因此，需要一种改进的脱水机器及相关工艺，其通过单台机器除去足够的水，减少细料流失并降低挥发，来克服现有技术的不足。本专利技术所述改进的脱水机器及工艺能满足该需要，其将在下文中详细描述。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是除去足够的水，同时又能减少使用的脱水和干燥机的数量。本专利技术的另一目的是提供一台减少细料流失的脱水机器及方法。本专利技术的又一目的是提供一台降低脱水过程中的挥发性的脱水机器及方法。这些目的和其它目的是通过用于减少聚合物或弹性体水分的本专利技术的改进的脱水机器来实现的。通过示例的方式，该脱水机器含有一个通常完整的圆筒和设置在所述圆筒中的一对螺杆。螺杆的至少一部分相互啮合，并且使驱动装置与该螺杆耦合。至少一个机械过滤器与所述圆筒相连以从聚合物或弹性体除去水分。该机器包括能够熔融聚合物或弹性体颗粒的装置，该装置减少细料从机器中流失。另外，所述机器使聚合物的水分从至多约20wt%的水降低至小于约0.5wt%的水，以及使弹性体的水分从至多约50wt%的水降低至约小于3.0wt%的水。这些目的和其它目的是通过用于减少聚合物或弹性体水分的本专利技术的改进的脱水方法来实现的。通过示例的方式，所述方法包括如下步骤:提供包括通常完整的圆筒的脱水机器，在所述圆筒内设置一对螺杆，其中，所述螺杆的至少一部分啮合。所述螺杆随驱动装置转动，聚合物或弹性体被加料至圆筒和螺杆内。所述聚合物或弹性体颗粒被熔融以减少从机器中流失的细料的量，使用与圆筒连接的至少一个机械过滤器从所述聚合物或弹性体中除去水分。使所述聚合物的水分从至多约20wt%降低至小于约0.5wt%,以及使弹性体的水分从至多约50wt%降低至小于约3.0wt%。【附图说明】本专利技术的优选的实施方式，其中 申请人:考虑应用所述原理的说明性的最佳实施方式将在下面的说明书中列举，并显示于附图中，并且在所附的权利要求中特别且清楚地指出并列举。图1为用于制备ABS的现有技术的常规凝聚工艺及其相关设备的示意图；图2为用于制备ABS的现有技术的直接胶乳凝聚工艺及其相关设备的示意图；图3为安装在示于图2中的凝聚挤出机上的机械过滤器的剖面图；图4为用于制备ABS的现有技术的改进的常规凝聚工艺及其相关设备的示意图；图5为用于聚合物和弹性体脱水的本专利技术的改进的脱水机器的第一实施方式的侧视图；图6为蒸气温度对压力的图，表示了用于示于图5中的脱水机器的最佳的加工条件；图7为用于聚合物和弹性体脱水的本专利技术的改进的脱水机器的第二实施方式的侧视图；图8为现有技术的弹性体或橡胶脱水系统的侧视图；以及图9为用于聚合物和弹性体脱水的本专利技术的改进的脱水机器的第三实施方式的侧视图。在整个附图中，相似附图标记指示相似的部件。【具体实施方式】为了更好地理解本专利技术的改进的脱水机器和工艺，有必要讨论现有技术的脱水机器和工艺。通过示例的方式，在本申请中提供了制备丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(在本领域称作ABS)共聚物的过程作为参考。ABS是一种其中苯乙烯-丙烯腈(SAN)共聚物用作丁二烯-苯乙烯(BS)合成橡胶填料的基质的共聚物,其中,所述丁二烯-苯乙烯(BS)合成橡胶填料分散在所述基质中。一种制备ABS的方法为使用接枝共聚物的乳液聚合，所述接枝共聚物与SAN本体聚合物共混。ABS的这种生产方法通常以如下两种方式之一进行:常规凝聚或直接胶乳凝聚。常规的凝聚工艺示于图1中，并且一般用10表示。在常规的凝聚工艺10中，将去膜胶乳(stripped latex)(用A表示)引入到混合槽12中，然后通过管道或本领域已知的其它装置转移至凝聚槽14中。在槽14中凝聚之后，通过分离或采用第一筛16的筛分除去流出物料(用B表示)，以及将剩余的颗粒引入到洗涤槽18中。在槽18中洗涤颗粒之后，得到湿的浆料，其包含水、碎屑形式的经配制的ABS和细料。将所述浆料加料到第二筛20，所述第二筛从浆料中除去大百分比的游离水(用C表示)，并将剩余的浆料引入到离心机22中以进一步除去水。离心机22使ABS碎屑的水分含量降低至大约20wt%至30wt% (用H表不)。为了继续减少ABS碎屑H中的水分含量，将所述碎屑转移到热干燥机24，其将所述碎屑的水分含量降低至大约0.4wt%至1.0wt%的水。在热干燥机24中，来自ABS碎屑的挥发性排放物(用D表示)通过排放系统除去，在干燥机中的热和挥发性排放物组合排放可能不合意地发生着火或粉尘爆炸。此外，热干燥机24不合意地需要大量的能量来运行。在经过热干燥机24后，干燥的ABS碎屑被转移到混炼挤出机26中。挤出机26的进料(用E表示)包括ABS碎屑、SAN丸粒和任何其它添加剂。混炼挤出机26通常为具有同向转动的螺杆(未示出)的双螺杆挤出机。如在本领域内所知，混炼挤出机26熔融并混合ABS碎屑、SAN丸粒和任何其它添加剂，同时还通过一个或多个通风口 28除去蒸气和/或额外的水分(用F表示)，得到最终的混炼ABS产物(用G表示)。将干燥的ABS碎屑转移到混炼挤出机26中的缺点为:当处理碎屑时，可能损失ABS接枝共聚物。此外，混炼挤出机26的生产能力由于ABS碎屑的低堆密度而受到限制。由于与热干燥机24和现有技术的凝聚工艺10的其它方面有关的一些缺陷，因此在现有技术中已经采用直接胶乳凝聚。直接胶乳凝聚工艺的实例一般用30表示，并示于图2中。在直接胶乳凝聚工艺30中，采用了凝聚挤出机32。凝聚挤出机32为具有非相互啮合的反相转动的螺杆的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于降低至少一种聚合物和弹性体的水分的脱水机器，所述脱水机器包括：通常完整的圆筒；设置在所述圆筒内的一对螺杆，所述螺杆的至少一部分相互啮合；耦合到所述螺杆上的驱动装置；连接到所述圆筒上的至少一个机械过滤器以从所述至少一种所述聚合物和所述弹性体中除去水分；和用于使所述机器能够熔融所述至少一种所述聚合物和所述弹性体的颗粒的装置，其中，减少了从机械流失的细料的量，以及使所述至少一种聚合物的所述水分从至多大约20wt%的水降低至小于大约0.5wt%的水，以及使至少一种弹性体从至多大约50wt%的水降低至小于大约3.0wt%的水。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.05.13 US 61/485,7621.一种用于降低至少一种聚合物和弹性体的水分的脱水机器，所述脱水机器包括: 通常完整的圆筒； 设置在所述圆筒内的一对螺杆，所述螺杆的至少一部分相互啮合； 耦合到所述螺杆上的驱动装置； 连接到所述圆筒上的至少一个机械过滤器以从所述至少一种所述聚合物和所述弹性体中除去水分；和 用于使所述机器能够熔融所述至少一种所述聚合物和所述弹性体的颗粒的装置，其中，减少了从机械流失的细料的量，以及使所述至少一种聚合物的所述水分从至多大约20wt%的水降低至小于大约0.5wt%的水，以及使至少一种弹性体从至多大约50wt%的水降低至小于大约3.0wt%的水。2.根据权利要求1所述的脱水机器，其中，用于使所述机器能够熔融所述至少一种所述的聚合物或所述弹性体的颗粒的所述装置包括: 在所述圆筒中形成的用于接收添加剂材料的加料部； 用于将蒸汽引入到所述加料部的所述圆筒下游的装置；和 连接至所述加料部的所述圆筒下游和用于引入蒸汽的所述装置的加料器，其中，所述加料器接收所述至少一种所述聚合物和所述弹性体。3.根据权利要求2所述的脱水机器，其进一步包括在所述加料器的所述圆筒下游的节流部。`4.根据权利要求1所述的脱水机器，其进一步包括连接至所述至少一个机械过滤器的所述圆筒下游的真空过滤器。5.根据权利要求1所述的脱水机器，其中，用于使所述机器能够熔融所述至少一种所述聚合物和所述弹性体的所述装置包括:形成为在所述圆筒的加料部的相互啮合部分和所述加料部下游的非相互啮合部分的所述螺杆。6.根据权利要求5所述的脱水机器，其中，所述圆筒的内径与从所述圆筒的内壁延伸至所述螺杆的中心线的距离的比率为大约1.4至大约1.78。7.根据权利要求1所述脱水机器，其中，所述螺杆为反向转动。8.根据权利要求1所述脱水机器，其中，所述螺杆为同向转动。9.根据权利要求1所述的脱水机器，其进一步包括楔形条式排水道。10.根据权利要求1所述的脱水机器，其进一步包括连接到所述圆筒以直接接触加热所述机器的装置。11.根据权利要求1所述的脱水机器，其进一步包括连接到所述圆筒以直接接触冷却所述机器的装置。12.根据权利要求1所述的脱水机器，其中，所述至少一种所述聚合物和所述弹性体选自:丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、苯乙烯-丙烯腈、丁二烯橡胶、腈橡胶、异戊二烯橡胶、丁烯或异丁烯-异戊二烯橡胶、氯丁橡胶、丙烯酸酯橡胶、苯乙烯-丁二烯、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯橡胶、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯橡胶、乙丙橡胶、表氯醇橡胶，合成橡胶、热塑性弹性体、热塑性橡胶和生物质材料。13.一种用于降低至...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·S·塔克，
申请(专利权)人：NFM焊接工程股份有限公司，
类型：
国别省市：