[发明专利]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

说明书

技术领域

本发明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。

背景技术

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 alkylhalide)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℃。