[发明专利]硅橡胶常压裂解制造有机硅环体

说明书

本发明涉及废旧硅橡胶的化工综合利用，是一种常压裂解硅橡胶制备有机硅环体的制造方法。

当前，硅橡胶在全世界有机硅产物中所占的比重已超过50％，硅橡胶制品的边角废料、废旧硅橡胶的堆积量也越来越多，而这些废旧硅橡胶大部分被丢弃或只加以粉碎做填料，用于铺设道路或用于建筑防水层。至于直接采用废旧硅橡胶工业化地裂解降聚生产六甲基环三硅氧烷(D₃)、八甲基环四硅氧烷、以及其它大环的硅氧烷等有机硅环体，迄今尚未见过文献报导。

本发明的目的是直接采用废旧硅橡胶为原料，包括硫化或未硫化，含填料或不含填料的各种废旧硅橡胶，常压裂解生产有机硅环体。

为了实现上述目的，本发明采用催化降聚，常压裂介的工艺。选用硫化或未硫化含填料或不含填料的各种废旧硅橡胶为原料，在触媒和150℃～500℃的温度条件下，常压裂解成环状的甲基硅氧烷制备有机硅环体。首先将废旧硅橡胶清洗干净沥干，用粉碎机粉碎成小块或片状(如果是硅橡胶粘稠液或凝胶也可以直接混入加以利用)；再将切成小块或片状的硅橡胶与触媒充分拌合，使硅橡胶的表面均匀地粘附有触媒。触媒采用通常使用的碱金属氢氧化物或其水溶液(浓度为28～35％)。触媒的用量一般为硅橡胶物料重量的3～8％，触媒中加入其用量的0．2～1．2％的表面活性剂。把硅橡胶与触媒均匀拌合后，从裂解反应炉的顶口进料，在常压下裂介成环状的甲基硅氧烷。

裂解反应炉采用空管的立式结构，可以是单管也可以是多管，这可根据反应物料的多少而定。

裂解反应炉的管高为1～2m，空管的有效容积在0．8m³以上，外绕电阻丝加热，整个裂解反应炉分成2～3个加热段，每个加热段的温度控制在150℃～500℃之间，且保证从上段至下段温度逐段增高。工业上为使热解充分利用可分成3个加热段。上段为预热段，温度控制在150℃～200℃左右；中段为前反应段，温度控制在200～400℃左右；下段为后反应段，温度控制在300～500℃左右。管子中间装有物料搅拌棒，用于排灰及松动气路。均匀地拌有触媒的物料，从反应炉的加料口中加入，反应生成的物料蒸汽从反应炉下侧的物料蒸汽出口处排出，反应后的残灰靠重力及加料时的压力自动往下移动，从反应炉底部的出灰口排出，出灰口浸入水中，灰粉直接排入水中。

把从裂解反应炉底侧，物料蒸气出口处排出的反应物经过除尘，冷凝后，即可获得有机硅混合环体。

此混合环体含有水分，用油水分离器，把水层从下部排出，把油层由上边排出，此油层即为有机硅环体。经测定，其内含30％以上的六甲基环三硅氧烷(D₃)，40％以上的八甲基环四硅氧烷，D₃～D₇即六甲基环三硅氧烷--十四甲基环七硅氧烷的总含量达90％以上该有机硅混合环体经净化粉制可直接用于制取各种高质量的有机硅产品。裂解反应后的残灰和未能完全反应的料块，因其表面均匀地混有有机硅物，可直接回收利用。

采用常压裂解的方法生产有机硅混合环体，操作安全、效率高、电热单耗低、工艺设备简单、可方便，经济地工业化生产。

图1为硅橡胶裂解制造有机硅混合环体的流程图。

图2为裂解反应炉剖面图。

反应工艺流程示意如下：原料        触媒↓          ↓水洗→粉碎→配料→反应→除尘→冷凝→分离→有机硅混合环体

如图1所示，物料(1)放入水洗槽(2)中水洗，经过粉碎机(3)破碎，在物料中混入碱金属氢氧化物或其水溶液，及表面活性剂。在搅拌器(4)中均匀拌和，然后通过物料口放入裂解反应炉(5)，反应生成的物料蒸汽从反应炉的物料蒸汽出口处排出。经过除尘器(6)及冷凝器(7)，排出得到有机硅混合环体。

以下结合附图用实施例对本发明加以说明。

实例一：单管反应器的例子。