[发明专利]一种用于制备低残留物含量接枝聚合物的塑料挤出机组

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备接枝聚合物及脱除残留物方法及装置，特别是公开一种用于制备低残留物含量接枝聚合物的塑料挤出机组。

背景技术

聚合物接枝方法通常有熔融接枝、溶液接枝、固相接枝，熔融接枝使用最广泛。聚合物熔融接枝是指接枝反应在聚合物熔融状态下进行，工业化的熔融接枝一般在反应性挤出机上进行。通常的反应性挤出机包括特殊单螺杆挤出机、双螺杆挤出机或者双阶挤出机组来进行。脱挥就是脱除聚合物中残留的小分子物质。聚合物熔融接枝通常对设备的要求主要有：(1)物料在挤出机内要有足够的停留反应时间；(2)温度控制必须稳定；(3)挤出机具有优良的脱挥功能；(4)挤出机要有优良的混合效果等。目前工业化生产熔融接枝聚合物的设备主要有啮合同向双螺杆挤出机和双阶挤出机组。啮合同向双螺杆挤出机具有优良的自清洁作用和混合效果，但相对来说，物料在挤出机中停留时间较短，既影响了聚合物的接枝率，又使聚合物中低分子残留较多，影响了接枝聚合物质量。尽管可以通过提高螺杆的长径比和调节螺杆组合增加物料在挤出机中的停留时间，但是这样会物料在挤出机中因停留时间过长而引起热降解。啮合同向双螺杆挤出机的脱挥功能是在挤出机的排气口处添加真空单元完成，这种脱挥方式有两个缺陷：(1)真空度不高，脱挥效果受到限制；(2)由于在挤出机上增加了脱挥段，使反应性段相应缩短，影响聚合物的接枝效率。所以单独的一台啮合同向反应性双螺杆挤出机是很难达到目前对熔融接枝聚合物低残留物含量的要求。

双阶挤出机组一般是由第一阶啮合同向双螺杆挤出机和第二阶单螺杆挤出机组成，第一阶啮合同向双螺杆挤出机和第二阶单螺杆挤出机呈“L”字型布置，第一阶啮合同向双螺杆挤出机的出料口与第二阶单螺杆挤出机的进料口相连通。物料由第一阶啮合同向双螺杆挤出机出料端经第二阶单螺杆挤出机的进料端进入第二阶单螺杆挤出机。双阶挤出机组使物料在挤出机中的停留时间尽管增加了，但是单螺杆的自清洁和脱挥效果又受到了限制。许多适用于排气的挤出机，并不适用于聚合物的熔融接枝。如专利94241227.3中发明的一种单螺杆排气式挤出机适用于PVC粉料一步成型建筑型材，专利94226714.1发明的是一种适用于生产降解塑料的复合反应双螺杆挤出机，专利200720038695.8发明的阶梯式双螺杆挤出机适用于生产高浓度填充、着色体系。

发明内容

本发明的目的在于克服上述传统啮合同向双螺杆挤出机和双阶挤出机组在聚合物熔融接枝过程中存在的缺陷，解决聚合物接枝与脱挥之间的矛盾，得到接枝率高、低残留物含量的高质量接枝聚合物，提供一种用于制备低残留物含量接枝聚合物的塑料挤出机组。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种用于制备低残留物含量接枝聚合物的塑料挤出机组，其特征在于：机组中有对聚合物进行熔融接枝的啮合同向双螺杆挤出机和对熔融接枝聚合物进行脱除残留物的非啮合异向双螺杆挤出机，啮合同向双螺杆挤出机和非啮合异向双螺杆挤出机呈“L”字型排列，啮合同向双螺杆挤出机的出料口与非啮合异向双螺杆挤出机的进料口相连接。所述的非啮合异向双螺杆挤出机排气段连接3～5个真空单元。所述的非啮合异向双螺杆挤出机排气段连接的真空单元为容器连接真空泵。

第一阶啮合同向双螺杆挤出机的长径比应大于36∶1，以保证聚合物熔融接枝反应在挤出机内充分进行。在啮合同向双螺杆挤出机的末端无排气孔，以减少接枝单体的损失，提高接枝效率。第二阶非啮合异向双螺杆挤出机具有优异的脱挥功能和相对低的剪切强度。非啮合异向双螺杆挤出机的长径比不应大于36∶1，以防止聚合物在挤出机停留时间过长而发生热老化降解。为了进一步提高脱挥能力，在非啮合异向双螺杆挤出机的排气段并列装有3～5个真空单元。真空单元由真空泵和容器组成。真空泵和非啮合异向双螺杆挤出机之间装有容器，目的是为了防止液体回流引起脱挥口冒料，引起脱挥路径堵塞。第一阶啮合同向双螺杆挤出机的螺杆直径要等于或者大于第二阶非啮合异向双螺杆挤出机的螺杆直径，以保证机组的正常生产。

本发明的有益效果是：本发明利用一种用于制备低残留物含量接枝聚合物的塑料挤出机组可以在保证熔融接枝聚合物具有较高接枝率的情况下，使接枝聚合物低残留物含量，因此本发明所给出的机组同时具有熔融接枝和脱挥两种功效，而且还具有生产效率高、产品性能稳定、投资少等优点。利用本发明装置可以使聚合物熔融接枝达到令人满意的接枝率和低残留物含量的效果。

下面结合附图通过实施例对本发明作进一步阐述。

附图说明

图1是本发明装置的简图。