[发明专利]低分子液体橡胶制备装置

说明书

一种低分子液体橡胶制备装置，它包括固态橡胶破碎段、橡胶升温软化段、橡胶高温降解段和液态橡胶冷却段，固态橡胶破碎段可将橡胶破碎成小颗粒状，橡胶升温软化段的螺旋筒侧面设有升温腔，橡胶在挤压螺杆的作用下在升温腔中升温软化，橡胶升温软化段的出口端设有小外径挤压段，可使软化后的橡胶超长分子链断裂并成为粘稠膏状橡胶，橡胶高温降解段包含一根降解螺杆，降解螺杆的入口端设有变轴径挤压段，降解螺杆的中部设有降解轴段，粘稠膏状橡胶在降解轴段处被挤压升温至降解温度并降解成低分子液体橡胶，液态橡胶冷却段设有氮气保护系统。本发明利用挤压螺杆实现了生产低分子液体橡胶的全部工艺步骤，适合于工业化连续生产。

技术领域

本发明属于低分子液体橡胶生产制备领域。

背景技术

低分子液体天然橡胶是天然橡胶的一个新品种，可以应用于加工助剂、反应型增塑剂、粘合剂等领域。迄今，生产低分子液体天然橡胶的方法有氧化还原法、光催化法、高温降解法、臭氧分解法、微生物降解法，各生产工艺方法均存在不足之处。

氧化还原法：本方法利用有机碱催化剂如苯肼、吡啶等，降解天然胶乳，降解效果很好。但是苯肼有剧毒，对环境危害较大；又因为只能对胶乳进行降解，适用原料比较单一，是实验室制备低分子液体橡胶最常用的方法。

光催化法：本方法利用光化学断链反应产生自由基，在适当可控条件下，产生的自由基可以切断聚合物链得到低聚物。但此制备方法产率低，制备反应条件受环境、温度影响较大，制备得到的低分子液体天然橡胶结构相当复杂，性能不好；反应时间长，不能很好地控制降解率。

高温降解法：本方法是指在高温条件下利用机械力切断聚异戊二烯主链制备低分子液体天然橡胶的方法。此制备方法产率低、能耗高、对设备的损耗较大。

臭氧分解法：本方法用臭氧作为强氧化剂，将异戊二烯降解成低聚物，产物中仅含羧酸和酮。到目前为止，臭氧分解法被认为是一种制备低分子液体天然橡胶最具潜力的技术方法，但臭氧的生产成本太高，工业化生产难以推广。

微生物降解法：本方法是利用微生物作氧化剂，在适当条件下降解天然橡胶制备低分子液体天然橡胶的一种高端新型技术，降解产物为双烯酮。此方法原料成本高，产物产率低，未能得到广泛应用。

相关理论研究表明，天然橡胶在350℃左右开始发生降解反应，在350℃时聚合物主要降解为异戊二烯单体的二聚物和三聚物，至400℃时出现异戊二烯单体，分子量逐步变小。经过试验研究得出天然橡胶在350℃左右时其降解产物是分子量在1～3万之间、颜色呈褐色的液体。

基于以上原理，本发明提出了一种低分子液体橡胶制备装置。

发明内容

为了解决现有低分子液体天然橡胶生产过程中反应时间长、能耗大、成本高、污染环境、产出物性能不好、产出率低、不能连续生产等问题，本发明提出了一种低分子液体橡胶制备装置，按照工艺流程它依次包括固态橡胶破碎段1、橡胶升温软化段2、橡胶高温降解段3和液态橡胶冷却段4，所述固态橡胶破碎段1和橡胶升温软化段2共用一根挤压螺杆11，固态橡胶破碎段1可将大块状或大片状橡胶破碎成小颗粒状，橡胶升温软化段2的螺旋筒侧面设有向外鼓出的升温腔21，小颗粒状橡胶在挤压螺杆11的作用下在升温腔21中暂存、堆积、挤压和升温软化，橡胶升温软化段2的出口端设有小外径挤压段22，可使软化后的橡胶超长分子链断裂并成为粘稠膏状橡胶，所述橡胶高温降解段3包含一根降解螺杆31，降解螺杆31的入口端设有变轴径挤压段32，变轴径挤压段32使粘稠膏状橡胶温度继续升高，降解螺杆31的中部设有降解轴段33，降解轴段33的表面设有正反向螺旋槽，降解轴段33与螺旋筒之间的间隙很小，粘稠膏状橡胶在降解轴段33处被挤压升温至降解温度并降解成低分子液体橡胶，降解螺杆31的出口端设有直径变小的稳压段34，稳压段34的前端设有压力调节阀35，所述液态橡胶冷却段4设有水冷系统41和氮气保护系统42。