[发明专利]弹性体溶液的脱溶剂方法

说明书

本发明涉及一种从弹性体聚合物溶液（elastomeric  polymer  solution）中移除溶剂的方法;更明确而言，本发明涉及从至少含有8%（重量百分比浓度）弹性体聚合物的溶液中，利用急速升温及高效率的蒸汽分离过程（vapor  removal  process）而移除其溶剂的方法。

在以往的技术中，处理弹性体聚合物溶液以便移除其溶剂而获得颗粒状或块状弹性体的方式大致有两种，也就是水蒸汽脱除溶剂法及直接脱溶剂法。

水蒸汽脱除溶剂法是利用高压水蒸汽（pressurized  steam），将其注入含弹性体聚合物的溶液中，利用蒸汽间接对水加热，水的热量再用来挥发溶剂。溶剂除去后剩下的水份，一般则需再使用脱水机来脱除，此是先将大部分的水利用机械挤压设备挤出约45%（重量）左右的水份，再以第二台脱气机（例如单螺杆挤出机（single-screw  extruder）或双螺杆挤出机（twin-screw  extruder））将残留水份除至1%（重量）以下。上述方法的优点主要在于，利用蒸汽的热量对聚合物溶液加热的方式属于间接加热，比直接对其加热缓合，溶液较不易产生局部过热的现象，因此可防止弹性体聚合物在长时间处于高温下交联（crosslinking）为不溶成份（即凝胶，Gel）而失去其应有的弹性。所以，例如聚丁二烯橡胶（butadiene  rubber）或聚异戊二烯橡胶（isoprene  rubber）等弹性体聚合物，便大多采用水蒸汽脱溶剂来进行生产。然而，水蒸汽脱溶剂法有一最大的缺点，即其投资于除水设备及烘干设备的费用相当高，而且大量的水需要后处理，其处理费用也不低，因此整体的所耗费的成本极为可观。再者，这一传统的脱溶剂方式，由于使用大量的水蒸汽和水，在所用设备的一般运转功率下，其处理所得的最终产品仍含有一定程度的残留水份。在已知的技术中，一般除水机只能除去90～95%的水份，残余的5～10%水份须用庞大的烘干机，利用其高热量再将水份去除至仅存0.35%，才能达到一般允许使用程度。至于所欲除去的有机溶剂（organic  solvent），在产品中也仍占有一定的比例。由此可见，水蒸汽脱溶剂法的效率十分有限。如要求水份残留量很低时，则必须提高机械运转的功率，如此，势必消耗更多的能源。

另一种以往用于处理弹性体聚合物溶液的方法为直接脱溶剂法，其采用不经水蒸汽而直接利用热量将一种橡胶弹性体溶液加热到150～200℃，然后再利用具有脱气效果的机械设备进行脱除溶剂的过程。例如，台湾专利第184，257号即是利用3～5个传统蒸汽分离区（vapor  removal  section）来脱除溶剂。该专利所用的脱除溶剂装置9如图1所示，先将弹性体聚合物溶液直接加热至150～2 00℃，然后在一高于溶剂沸腾的压力下，经由进料漏斗90将其送入一具有适当转速的双螺杆挤出机92中，并且在进料处使其产生减压而使大部分溶剂气化，再利用位于进料漏斗90后方的一个传统式脱气口80（vent  port）首先移除80～95%（重量）的溶剂，同时弹性体聚合物溶液则利用螺杆94的推进运转而再度被加热至180～250℃之间并且前移。在进料漏斗90前方并设有3～4个传统脱气口81、82及83，其绝对压力随聚合物溶液在螺杆内的前进方向而逐渐由大气压力降至约5毫巴（mbar）或以下，以便移除剩余的溶剂。此外，尚可视情况需要而在各脱气口间设置数个脱气助剂（例如水）注入口96，以便注入占聚合物重量0.5～2%的水份来促进溶剂的移除。