[发明专利]弹性体聚合物的干燥方法

说明书

本发明涉及一种干燥弹性体聚合物粒料的方法。更具体地说，本发明涉及一种尤其适用于易粘结的弹性体聚合物粒料、如SEBS和SBS粒料的干燥方法。

对于由溶液聚合、悬浮聚合和乳液聚合制得的聚合物的后处理，目前一般采用如下两种方法：第一种方法是向聚合反应混合物中添加热水，以脱除反应中使用的有机溶剂并使有机溶剂挥发；第二种方法是用高温热源对聚合反应混合物直接加热，以脱除反应中使用的溶剂。但是，对于弹性体聚合物，由于第一种脱除溶剂的后处理方法中热水温度易于控制，可维持在较低的温度下操作，对保持弹性体聚合物的弹性非常有利；而后一种脱除溶剂的后处理方法中温度难于控制，长时间高温加热会对弹性体聚合物的性能造成不良影响，例如使弹性体聚合物失去弹性，因此，目前对于弹性体聚合物一般采用第一种脱溶剂方法。

由第一种后处理方法脱除溶剂的弹性体聚合物一般含有很高的水份，有时可高达60-70％。而聚合物成品要求水份含量低于1％。目前广泛采用的干燥方法是机械脱水和对流干燥的联合工艺，其中首先用振动筛、挤压机、膨胀挤压机等机械设备脱去大部分的水，随后再用流化床设备彻底除去残留水分。但是，这种干燥方法需要大量的高压机械传动设备，构造复杂，设备费用昂贵。而且操作处在高压之中，聚合物胶粒容易堵塞而导致停工。此外，这种方法的能量消耗也较高，导致了弹性体聚合物成本的进一步增加。

美国流体加工及装备公司公开了一种粉碎和干燥联合作用的方法和设备，即F.E.P.81E.方法和设备(参见美国流体加工及装备公司Jet-O-Mizer型循环管式气流粉碎机样本，1979)。如其名称所显示，它是将气流粉碎作业和气流干燥作业结合起来的一种工艺。气流粉碎作业是利用高压气体通过喷咀产生的高速气流产生的强大动能，使物料颗粒发生相互冲击碰撞，达到粉碎的目的，为此，气流粉碎用的气体必须具有很高的速度。气流干燥作用是由于热气流的高速运动，使物料颗粒分散并悬浮于气流之中，在干燥器内气流与物料颗粒发生传热和传质作用，从而达到干燥物料颗粒的目的。粉碎与干燥的联合作业是在气流粉碎的同时进行干燥(包括脱结晶水)，此时气流入口速度需至少为200米/秒。其中，物料颗粒在粉碎-干燥室中被热气流吹起并分散在气流中，充分大的表面积与热气流充分接触，及时将物料颗粒的表面水分蒸发，同时物料颗粒受到气流强烈冲击和粉碎，物料颗粒表面不断发生破碎和更新，从而使颗粒内部包裹的水不断被更新到颗粒表面，随即被蒸去。此外，在这种方法中，物料在装置中停留时间极短，是一种瞬时闪急干燥过程，气流工质入口温度可以远远高于被处理物料的熔点或软化点。例如，对于软化点在约110℃的物料，热空气入口温度可以高达260-320℃。由于采用了较高的入口温度，热效率可以达到80％这样的高水平。因此，这种干燥方法的干燥效率很高，速度很快，其体积传热系数为1KW/m³·K，而蒸发强度可高达680kg水/m³·h，约是普通喷雾干燥器的30倍，产品干燥也很彻底，最终产品可达到很低的含水率。此外，设备拆卸容易，维修、清洗方便。

但是，影响上述粉碎和干燥联合作用的方法稳定操作的因素较多，一旦工况调整不当，操作即不稳定而导致停工；另外，对于粘滞性物料，易发生粘壁而导致加料困难和设备堵塞。特别是干燥弹性体聚合物的凝聚体时，上述缺点更为明显，这是因为弹性体聚合物的含水范围宽，密度小，沉降速度小，易发生粘壁，不易建立稳定操作状态。因此，上述粉碎和干燥联合作用的方法一直未能成功地用于干燥弹性体聚合物。

本发明目的是提供一种运用上述粉碎与干燥的联合作用来干燥弹性体聚合物粒料的方法，该方法可以稳定操作，避免了粘避现象。

本发明人经过深入研究，出人意料地发现在用粉碎和干燥联合操作工艺的条件下，通过将干燥室内器壁敏感点温度控制在待干燥弹性体聚合物软化点+60℃的温度以下，并且保持操作时的气固比高于约5∶1，可以有效地防止粘壁现象的发生，从而可以稳定地操作，达到上述目的，其中所述的敏感点温度是下文所述的在操作过程中干燥室器壁上的最高温度。

另一方面，本发明提供了在没有强制冷却器壁的条件下，防止粘壁以保证稳定操作的工艺条件，即

0.186×X^1.82(t_g/t_s+60℃)^1.588(w_i/w_o)^-1.25≤1

式中