专利名称：橡胶状聚合物的制备方法和制备装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种通过在聚合物胶乳中加入凝固剂，使橡胶状聚合物成分凝固以制备橡胶状聚合物的方法，和在该制备方法中所使用的制备装置。
背景技术：
在由乳液聚合所得的聚合物胶乳制备橡胶状聚合物的工序中，例如如图4所示，通过由大型的凝固槽2，4和洗涤槽6所构成的凝固·洗涤装置1使橡胶状聚合物成分析出，进行洗涤，接着，通过压榨机8进行脱水，然后，通过带式干燥机、气流干燥机或挤出干燥机等干燥装置，得到干燥状态的橡胶状聚合物。另外，在干燥装置的下游一侧，通常连接有压捆机，干燥后的橡胶状聚合物多数最终被加工成包状以形成产品。
然而，在制备图4所示的橡胶状聚合物的工序中，由于需要由大型的凝固槽和洗涤槽所组成的凝固·洗涤装置，因此操作复杂、操作性不好、并且需要大的设置空间，使得设备成本和制备成本增加。
为了解决该问题，例如，在专利文献1中，尝试了将聚合物胶乳和凝固剂直接供应到螺杆挤出机的内部，在该挤出机的内部进行凝固·脱水·干燥的方法。然而，在该文献记载的方法中，由于在螺杆沟中进行凝固，通过凝固所得的聚合物的形状变小、从脱水狭缝中和水同时流出，因此存在聚合物的回收率显著降低的缺点。
为了弥补该缺点，在专利文献2中，研究了向在螺杆挤出机的内部所形成的凝固区域添加甲苯等沸点为60～200℃的有机溶剂，使凝固的聚合物膨润。在该文献记载的方法中，认为确实可以解除上述专利文献1的问题。然而，该文献记载的方法存在以下缺点在最终的产品中残留的有机溶剂的量增加。
另外，在专利文献3中，公开了在通过在胶泥状的橡胶溶液中加入凝固液以制备橡胶状聚合物的方法中，使用带粉碎功能的泵，使胶泥状的橡胶溶液和凝固液接触，使橡胶状聚合物成分析出的方法。
据该文献记载的发明所述，可以获得操作性提高、并且可以削减制备工艺和制备装置、设备费降低和制备成本降低的效果。然而，该文献所公开的方法是由溶液聚合所得的胶泥状橡胶溶液制备橡胶状聚合物的方法，另外，该文献由于使用双螺杆挤出机进行橡胶状聚合物的脱水和干燥，因此存在制备成本高的问题。
专利文献1特开昭57-1742号公报专利文献2特开昭62-1703号公报专利文献3特开平10-100145号公报发明内容鉴于上述情况，本发明的目的在于在通过在聚合物胶乳中加入凝固剂，使橡胶状聚合物成分凝固以制备橡胶状聚合物的方法中，谋求可以获得操作性提高、并且可以削减制备工艺和制备装置、设备费降低和制备成本降低。
为了实现上述目的，本发明的第一点涉及橡胶状聚合物的制备方法，具有通过将聚合物胶乳和含有凝固剂的凝固液提供给带粉碎功能的泵，使所述聚合物胶乳和所述凝固剂接触，使橡胶状聚合物成分凝固，得到含有屑粒状的橡胶状聚合物的屑粒浆的工序，其中所述的带粉碎功能的泵具有10m以上的扬程。
在本发明的第一点中，使用带粉碎功能的泵进行橡胶状聚合物成分的凝固。因此，不需要历来使用的由大型的槽所组成的凝固装置，可以削减制备工艺和制备装置，可以谋求降低设备费和制备成本。而且，在第一点中，作为所述带粉碎功能的泵，使用具有10m以上、优选12m以上扬程的泵。由此可以防止泵内的橡胶状聚合物成分的堵塞，并且，可使由泵排出的浆液中的屑粒状的橡胶状聚合物的分散性良好。
或者，本发明的第二点涉及橡胶状聚合物的制备方法，其特征在于具有将聚合物胶乳和含有凝固剂的凝固液提供给带粉碎功能的泵，使所述聚合物胶乳和所述凝固剂接触，使橡胶状聚合物成分凝固，得到含有屑粒状的橡胶状聚合物的屑粒浆的第1工序、所述屑粒浆从所述泵的排出口通过配管，排放到大气中的第2工序，其中所述配管的长度L和所述泵的排出口的内径D的比(L/D)为20以下。
在本发明的第二点中，与上述第一点相同，使用带粉碎功能的泵进行橡胶状聚合物成分的凝固。因此，不需要历来使用的由大型的槽所组成的凝固装置，因此可以削减制备工艺和制备装置，可以谋求降低设备费和制备成本。并且，在第2点中，所述配管的长度L和所述泵的排出口的内径D的比(L/D)为20以下。由此可以防止配管内的橡胶状聚合物成分的堵塞，并且，排放时的浆液中的屑粒状的橡胶状聚合物的分散性良好。
本发明的制备方法，优选具有将聚合物胶乳和含有凝固剂的凝固液提供给带粉碎功能的泵，通过使所述聚合物胶乳和所述凝固剂接触，使橡胶状聚合物成分凝固，得到含有屑粒状的橡胶状聚合物的屑粒浆的第1工序；和将所述的屑粒浆从所述泵的排出口通过配管，排放到大气中的第2工序；其中所述带粉碎功能的泵具有10m以上的扬程，并且，所述配管的长度L和所述泵的排出口的内径D的比(L/D)为20以下。
作为所述带有粉碎功能的泵，使用具有10m以上的扬程的泵，并且，由于所述配管的长度L和所述泵的排出口的内径D的比(L/D)为20以下，可以进一步提高本发明的作用效果。
在本发明中，作为所述带粉碎功能的泵，可以是具有以下功能的泵通过使所述聚合物胶乳和凝固液接触，可使聚合物凝固，可以粉碎由此所得的屑粒浆。另外，优选是具有使所述屑粒浆排出到泵外部的功能的带旋转翼的泵。
在本发明中，例如在使用备有所述旋转翼的泵时，优选将所述聚合物胶乳和所述凝固液提供给相对旋转翼靠流动方向这一边，使该聚合物胶乳和凝固液在与旋转翼接触之前进行双方接触。通过这样，使橡胶状聚合物在相对旋转翼靠流动方向这一边凝固，通过旋转翼将凝固所得的橡胶状聚合物粉碎，就可以向泵外排出适当尺寸的聚合物。
在本发明的制备方法中，优选地，所述的带粉碎功能的泵具有用于粉碎凝固的橡胶状聚合物成分的第一翼和设置在所述第一翼外周的第二翼。
所述第一翼和第二翼是可以旋转的旋转翼，具有将所述的屑粒浆排出到泵外部的功能。在本发明中，优选地，在设置第一翼的同时，通过在该第一翼的外周设置第二翼，可以提高所述泵的排出扬程，并且可以有效地防止泵内部的橡胶状聚合物成分的堵塞。
所述第一翼是主要用于将凝固的橡胶状聚合物成分粉碎的旋转翼。另外，所述第二翼是设置在第一翼的外周、主要用于分散通过第一翼被粉碎的橡胶状聚合物、和将橡胶状聚合物与セラム水(含有凝固剂的水)一起排出到泵外的旋转翼。另外，所述第一翼在具有粉碎橡胶状聚合物成分的功能的同时，还可具有使橡胶状聚合物成分分散·排出的功能，同样地，所述第二翼在具有使橡胶状聚合物成分分散·排出的功能的同时，还可具有粉碎橡胶状聚合物成分的功能。
在本发明的制备方法中，优选地，所述带粉碎功能的泵在所述第一翼和第二翼之间具有固定架，在所述的固定架上，优选形成用于将通过第一翼被粉碎的橡胶状聚合物成分从所述第一翼向所述第二翼方向排出的通孔。
在所述带粉碎功能的泵中，通过在第一翼和第二翼之间形成固定架，由于可以将粉碎至第一翼中那种程度的大小的橡胶状聚合物成分通过该固定架进一步粉碎，可以彻底地进行橡胶状聚合物成分的粉碎，使得橡胶状聚合物成分以适当的大小排出到泵外，另外，通过在所述固定架上形成用于从第一翼向第二翼方向排出的通孔，并调整该通孔的大小，可以控制粉碎所得的橡胶状聚合物成分的大小。
在本发明的制备方法，优选地，具有用水将所述屑粒浆洗涤，从屑粒状的橡胶状聚合物中除去所述凝固剂的洗涤工序。
在洗涤工序中，通过给屑粒浆提供洗涤水，可以除去屑粒状的橡胶状聚合物表面附着着的凝固剂，使水分和屑粒状的橡胶状聚合物分离。
在本发明的制备方法中，优选具有从所述屑粒浆中除掉水分、得到屑粒状的橡胶状聚合物的脱水工序，和对所述除掉水分的屑粒状的橡胶状聚合物加热干燥的工序。
在本发明的制备方法中，更优选地，所述屑粒浆的洗涤和/或脱水·干燥是对从所述泵的排出口通过所述配管，排放到大气中的屑粒浆进行的。
在本发明制备方法中，优选地，具有将所述屑粒浆排出到槽中，在所述的槽内搅拌所述屑粒浆的工序。
在本发明中，优选在使用搅拌装置对从带粉碎功能的泵的排出口通过配管、排放到大气中的屑粒浆进行搅拌·滞留以后，进行上述的洗涤、脱水、干燥。通过对屑粒浆进行搅拌·滞留，使凝固剂对橡胶状聚合物成分的接触加快，几乎可以使橡胶状聚合物成分完全凝固。作为用于进行搅拌·滞留的搅拌装置，没有特别的限制，可以使用各种各样的搅拌装置，例如，可以使用具有搅拌机的高剪切混合机等，该搅拌机在槽的底部备有旋转刃和固定刃。
作为可适用于本发明方法的所述聚合物胶乳，没有特别的限制，例如，可以列举仅由丁二烯聚合物或异戊二烯聚合物等共轭二烯构成的均聚物、仅由丙烯酸乙酯聚合物等丙烯酸酯构成的均聚物等各种均聚物的胶乳，另外，还有丁二烯/异戊二烯共聚物等仅由共轭二烯构成的共聚物；丙烯腈/丁二烯共聚物、丙烯腈/丁二烯/异戊二烯共聚物、丙烯腈/异戊二烯共聚物、丙烯腈/苯乙烯/丁二烯共聚物、丙烯腈/苯乙烯/异戊二烯共聚物等不饱和腈和共轭二烯构成的共聚物；苯乙烯/丁二烯共聚物、苯乙烯/异戊二烯共聚物等芳香族乙烯基化合物和共轭二烯构成的共聚物；丙烯酸乙基酯/正丁基丙烯酸酯共聚物、丙烯酸乙基酯/正丁基丙烯酸酯/2-甲氧基乙基丙烯酸酯共聚物等仅由丙烯酸酯构成的共聚物等各种共聚物的胶乳。
其中，优选由不饱和腈和共轭二烯构成的共聚物或仅由丙烯酸酯构成的均聚物或共聚物的各种聚合物胶乳，更优选由不饱和腈和共轭二烯构成的共聚物胶乳，特别优选由丁二烯和丙烯腈构成的共聚物的胶乳用于本发明。
可适用于本发明的聚合物胶乳的固形物的浓度通常为5～50重量％左右，优选10～40重量％左右。
可适用于本发明的聚合物胶乳，例如可以由乳液聚合或微细悬浮聚合等制得，特别最佳的是由乳液聚合所得的乳液聚合物的胶乳。由乳液聚合制得的聚合物粒子的粒径或乳化剂的种类和用量没有特别的限制。
在本发明中，作为所述的凝固剂，没有特别的限制，例如可以列举硫酸、盐酸等无机酸类；乙酸等有机酸类；氯化钙、氯化镁、硫酸镁、硫酸铝、氯化钡等无机盐类；和它们的混合物等，可以根据聚合物胶乳中所使用的乳化剂的种类等适当选择。其中，作为凝固剂，优选无机盐类，更优选氯化钙、硫酸镁和硫酸铝。
本发明的第一点中涉及的橡胶状聚合物的制备装置，其特征在于具有可以使聚合物胶乳和含有凝固剂的凝固液在内部接触混合的带粉碎功能的泵，所述带粉碎功能的泵的扬程为10m以上。
本发明的第二点中涉及的橡胶状聚合物的制备装置，其特征在于具有可以使聚合物胶乳和含有凝固剂的凝固液在内部接触混合的带粉碎功能的泵，和用于将含有从所述带粉碎功能的泵的排出口排出的屑粒状橡胶状聚合物的屑粒浆排放到大气中的配管，所述配管的长度L与所述泵的排出口的内径D的比(L/D)为20以下。
在本发明的第一点和第二点涉及的制备装置中，作为所述带粉碎功能的泵，没有特别的限制，例如，可以使用在上述的本发明的制备方法中所用的带粉碎功能的泵。
发明效果根据本发明，在制备橡胶状聚合物的方法中，通过使用带粉碎功能的泵使橡胶状聚合物成分凝固，不需要历来使用的由大型槽组成的凝固装置，因此可以谋求削减制备工艺和制备装置，降低设备费和制备成本。
而且，在本发明中，使用具有10m以上的扬程的泵作为所述的带粉碎功能的泵。或者，所述配管的长度L和所述泵的排出口的内径D的比(L/D)为20以下。由此，可以防止泵内或配管内的橡胶状聚合物成分的堵塞，并且，浆液中的屑粒状的橡胶状聚合物的分散性良好。
图1是本发明的一个实施方式中涉及的橡胶状聚合物的制备装置的示意图。
图2是本发明的一个实施方式中涉及的带粉碎功能的泵的主要部分的剖面图。
图3是表示本发明的一个实施方式中涉及的橡胶状聚合物的制备装置的局部的示意图。
图4是历来例涉及的橡胶状聚合物的制造装置的示意图。
图5是历来例涉及的带粉碎功能的泵的主要部分的剖面图。
具体实施例方式
以下，基于附图所示的实施方式来说明本发明。
如图1所示，本发明的一个实施方式涉及的橡胶状聚合物的制备装置，具有带粉碎功能的泵10、高剪切混合机12、旋转筛14和压榨机16。
带粉碎功能的泵10，如图2所示，在具有吸入口30和排出口32的泵壳套28内，装配有旋转自由的、具有第一翼36和第二翼38的圆形转子34。转子34通过连接在旋转轴40上的马达(图示省略)，与第一翼36和第二翼38一起旋转驱动。另外，在第一翼36和第二翼38之间，配置定子(固定架)42围住第一翼36。
第一翼36和第二翼38在转子34上设置多个，通过与转子34共同旋转，从吸入口30吸入流体，粉碎·分散流体中所含的屑粒，粉碎后的屑粒和流体一起可以通过排出口32排出。
第一翼36是用于粉碎从吸入口30吸入的流体中所含的屑粒的旋转翼。第一翼36只要具有可以粉碎屑粒的这种结构就可以，优选地，使得对被粉碎的屑粒施加的剪切速度为200[l/s]以上。
第二翼38是用于将被第一翼36粉碎的屑粒分散和排出的旋转翼。第二翼38只要具有可以分散和排出被粉碎的屑粒的结构就可以，没有特别的限制，在定子42和泵壳28的间隙，优选形成不会发生屑粒堵塞的构造。即，第二翼38优选具有这样的结构通过围绕定子42的外周旋转，几乎可以使在定子42和泵壳28之间所排出的屑粒完全分散。
在本发明的实施方式中，由于形成第一翼36的同时，在第一翼的外周一侧形成第二翼，因此泵的排出扬程可以为10m以上，优选高达12m以上，可以有效地防止泵内部橡胶状聚合物成分的堵塞。
历来带有粉碎功能的泵10a，如图5所示，由于在转子34上仅形成粉碎用的第一翼36，因此，排出扬程低，因而，如果在泵内使橡胶聚合物凝固，那么就会出现凝固所得的屑粒堵塞在泵10a内的问题。特别地，历来，在定子42和泵壳28的间隙的屑粒的堵塞很明显。因此，在历来带粉碎功能的泵10a内，如果使橡胶状聚合物成分凝固，那么由于凝固的屑粒堵塞的原因，屑粒不能排出到泵10a外面，难以连续地制备含有屑粒状的橡胶状聚合物的屑粒浆。
对此，在本发明的实施方式中，如上所述，由于可以提高泵的排出扬程，因此可以有效地防止历来形成的问题泵内的屑粒堵塞。
定子42设置在第一翼36和第二翼38之间，包围第一翼36，定子42在吸入口30侧具有吸入孔42a，在侧面具有通孔42b。吸入孔42a是将从吸入口30吸入的流体输送往第一翼36方向的通孔。另一方面，通孔42b是将被第一翼36粉碎的、成为一定以下大小的屑粒从第一翼36向第二翼38方向排出的通孔，通过调整该通孔42b的大小，可以控制被排出的屑粒的大小。通孔42b的形状或大小没有特别的限制，例如，通过第一翼36被粉碎、向第二翼38方向排出的屑粒的最大宽度调整至3～20mm左右。通孔42b如果过小，屑粒的粉碎所需要的时间变长，生产率降低，另一方面，如果过大，屑粒在泵10内可能会堵塞。
在吸入口30上安装管接头44。在管接头44上，形成作为输入溶液状态的聚合物胶乳的胶乳输送装置的胶乳输送配管46和作为输入含有凝固剂的凝固液的凝固液输送装置的凝固液输送配管48。
胶乳输送配管46，例如，将含有在聚合槽中聚合的橡胶状聚合物的聚合物胶乳直接输送到泵10的吸入口30。在配管46的途中，配置输送用泵。
通过凝固液输送配管48输送的凝固液是氯化钙等凝固剂和水的混合溶液，凝固液中的凝固剂的浓度相对凝固液的总量为5～35重量％左右。另外，凝固液的供应量没有特别的限制，相对聚合物胶乳，优选[聚合物胶乳凝固液]按容量比计为1∶0.005～1∶0.2左右。如果凝固液的供应量过少，那么泵内的橡胶状聚合物成分的析出不完全。另外，如果凝固液的供应量过多，那么洗涤工序中难以除去凝固液。
管接头44为了将通过胶乳输送配管46和凝固液输送配管48分别输送的聚合物胶乳和凝固液在通过第一翼36和第二翼38混合等前接触，插入到吸入口30内。
在本实施方式中，聚合物胶乳和凝固液通过吸入口30、经由胶乳输送配管46和凝固液输送配管48，分别独立地提供给第一翼36的靠流动方向这一边，使该聚合物胶乳和凝固液在第一翼36的靠流动方向一边接触。因此，在第一翼36的附近，发生橡胶状聚合物凝固，凝固的橡胶状聚合物通过第一翼36和第二翼38而被粉碎·分散，含有适合输送的大小的橡胶状聚合物屑粒的浆液(屑粒浆)，由排出口32排出。
另外，在本实施方式中，除了聚合物胶乳和凝固液以外，根据需要，还可以使用稀释水，作为稀释水，优选使用在后面陈述的洗涤工序中回收的洗涤废水。另外，稀释水以预先与聚合物胶乳或和凝固液混合的状态投入到带粉碎功能的泵10中。
如图2、图3所示，泵10具有将屑粒浆排出到上方的排出口32，排出口32的内径(直径)D为50～200mm左右。另外，如图3所示，对排出口32连接有浆液供应配管50，由排出口32排出的屑粒浆通过浆液供应配管50，先排放到大气中，后冲击在浆液供应配管50和高剪切混合机12的连接部位所形成的侧壁52上而落下，供给槽18内。另外，浆液供应配管50具有配管长度L，该长度是从泵10的排出口32至排放部的长度，该配管长度L是图3所示的L1和L2的和，该长度为200～2000mm左右。但是，例如可以横向地设置泵时，根据其设置情况，配管长度L可以为0，即不借助配管，使泵的凸出口与高剪切混合机12直接连接也可以。另外，对于图3中L1和L2的长度之比，没有特别的限制，可以根据设备的设置空间等适当调整。
在本实施方式中，排出口32的内径D和浆液供应配管50的长度L之比(L/D)优选为20以下，更优选18以下。由于排出口32的内径D和浆液供应配管50的长度L之比(L/D)在上述范围内，因此可以防止配管50内的橡胶状聚合物屑粒的堵塞，使排放时浆液中的橡胶状聚合物屑粒的分散性良好。
接着，使从浆液供应配管50排放到大气中的屑粒浆在高剪切混合机12中搅拌·滞留。高剪切混合机12的构造如图3所示，具有槽18并在槽18的底部有具备旋转刃和固定刃的搅拌机20，利用搅拌机20所形成的旋转刃(图示省略)的搅拌效果，使在浆液中产生循环流动，由此使浆液搅拌·滞留。通过使用高剪切混合机12使屑粒浆搅拌·滞留，可以加快凝固剂对橡胶状聚合物成分的附着，几乎可以使橡胶状聚合物成分完全凝固。另外，屑粒浆的搅拌·滞留优选1～20分钟左右。在本实施方式中，由于通过使用高剪切混合机进行屑粒浆的搅拌·滞留，可以有效地进行屑粒浆中凝固剂对橡胶状聚合物成分的附着，因此通过短时间的搅拌·滞留，就几乎可以使屑粒浆中的橡胶状聚合物成分完全凝固。
接着，使用旋转筛14进行屑粒浆的洗涤，除去屑粒状的橡胶状聚合物表面附着着的凝固剂，使水分和屑粒状的橡胶状聚合物分离，得到含水状态的屑粒。
屑粒浆的洗涤是通过将洗涤水输进旋转筛14内，使螺杆22和筛24旋转而进行的，通过洗涤，凝固剂的浓度降低到1000ppm左右以下。提供给洗涤的水的量优选相对于橡胶状聚合物成分以重量比计为1～10倍左右。
另外，在通过洗涤工序所产生的洗涤废水中，优选对凝固剂浓度较低的洗涤废水进行回收，作为稀释水再次投入到带粉碎功能的泵10中。
接着，使用压榨机16对洗涤后含水状态的屑粒进行脱水。压榨机16的内部具有旋转自由的螺杆26，通过该螺杆26从块粒榨出水分进行脱水，得到水分含量调整至10重量％左右的屑粒。
接着，对脱水的屑粒通过带式干燥机进行加热干燥，得到实质上几乎不含有水分状态(水分含量为0.5重量％以下)的屑粒。干燥屑粒时的温度为40～100℃左右。
接着，干燥后的屑粒例如以碎片状被排出后，导入到压捆机(图示省略)中进行压缩，制成适当大小的产品(包)。
在本实施方式中涉及的橡胶状聚合物的制备方法中，通过使用带粉碎功能的泵10进行橡胶状聚合物成分的凝固，不需要历来使用的由大型槽组成的凝固装置。因此，可以削减制备工艺和制备装置，可以谋求降低设备费和制备成本。另外，本实施方式中，可以在高屑粒浓度下进行橡胶状聚合物成分的凝固，因此可以削减洗涤水或凝固剂的用量。另外，操作变简单，可以生产的橡胶状聚合物的种类即使在变换时等也可以降低产品的损耗，并且替换时间也可以谋求缩短，操作性提高。
另外，在本实施方式中，由于使用在形成第一翼36的同时，在第一翼的外周形成第二翼的泵10作为带粉碎功能的泵10，泵10的排出扬程可在10m以上，优选可高至12m以上。并且，在本实施方式中，浆液供应配管50的长度L和泵的排出口32的内径D之比(L/D)为20以下，优选18以下。因此，可以防止泵内和配管内的橡胶状聚合物成分的堵塞，并且，可以使从泵排出的浆液中的屑粒状的橡胶状聚合物的分散性良好。
另外，本发明并不限定为上述的实施方式，在本发明的范围内可以作种种的改变。
例如，在上述实施方式中，可以列举具有使通过带粉碎功能的泵10将橡胶状聚合物成分凝固制得的屑粒浆使用高剪切混合机12进行搅拌·滞留的工序的橡胶状聚合物的制备方法，采用不经过搅拌·滞留的工序而将屑粒浆投入到旋转筛中的这种工序也可以。
另外，在上述实施方式中，可以列举将聚合物胶乳和凝固液分别独立地投入到带粉碎功能的泵10中的方法，也可以是聚合物胶乳和凝固液在预混合的状态下投入到带粉碎功能的泵10中的方法，或在即将投入到带粉碎功能的泵10中之前混合并投入到带粉碎功能的泵10中的方法。
另外，在上述实施方式中，使用旋转筛14，进行屑粒浆的洗涤，但屑粒浆的洗涤也可以使用楔形筛进行。
实施例以下，通过更加详细的实施例来说明本发明。本发明并不限定为这些实施例。另外，作为本发明的效果认定方法，是通过对所制得的与泵排出口连接的配管中的屑粒浆的堵塞状态和排放到大气中的屑粒浆中的屑粒分散性进行目视观察来评价。对于所述屑粒的分散性，当屑粒不相互附着等而分散时为良好。
实施例1首先，分别制备作为聚合物胶乳的NBR(丙烯腈-丁二烯橡胶)的胶乳、作为凝固剂的氯化钙水溶液。
接着，使用NBR胶乳、氯化钙水溶液和稀释水，通过如图1～图3所示的具有带粉碎功能的泵10的制备装置，制备NBR。另外，NBR的胶乳、氯化钙水溶液和稀释水的量调整至屑粒相对浆液总量的浓度为4.7重量％。
另外，作为带粉碎功能的泵10，使用在在线混合机(Silverson社制型式450LS)中，如图2所示，具有定子42、在第一翼36的外周形成第二翼38的泵。另外，泵的转速为3000rpm、流量为25m3/h、排出扬程为15m。另外，如图3所示的泵10的排出口32的内径(D)和从浆液供应配管50的排出口32至排放部的长度作为配管长度(L＝L1+L2)为D＝48mm、L＝800mm、L/D＝16.67mm。
实施例2在带粉碎功能的泵10中，不使用图2所示的定子42以外，其余与实施例1相同，制备NBR。
参考例1除了使用图5所示的在线混合机(Silverson社制型式450LS)作为带粉碎功能的泵以外，其余与实施例1相同，制备NBR。即，在参考例1中，作为带粉碎功能的泵，使用不具有第二翼38的带粉碎功能的泵10a。另外，在参考例1中，泵的转速为3000rpm、流量为25m3/h、排出扬程为8m。另外，屑粒相对浆液总量的浓度为4.0重量％。
参考例2与参考例1相同，作为带粉碎功能的泵，使用图5所示的在线混合机(Silverson社制型式450LS)，制备NBR。另外，在参考例2中，泵的转速为1500rpm、流量为25m3/h、排出扬程为5m。另外，屑粒相对浆液总量的浓度为4.1重量％。
评价1由表1可以证实排出扬程为15m的实施例1、2，与定子42的有无有关，泵10内和浆液供应配管50内均没有屑粒堵塞，另外，排放到大气中的屑粒的分散性良好。
另一方面，排出扬程分别为8m、5m的参考例1、2与实施例1、2相比，可以证实即使屑粒浓度降低，但泵10内仍然产生屑粒堵塞。尤其在该参考例1、2中，由于在定子42和泵壳28的间隙中屑粒堵塞，造成屑粒不能从排出口32排出，也不能进行连续运转。
由这些结果可以证实作为带粉碎功能的泵，优选使用排出扬程为10m以上的泵，特别优选使用在形成第一翼36的同时，在第一翼36的外周形成第二翼38，排出扬程提高的泵。
实施例3、4、参考例3与实施例1相同，分别制备作为聚合物胶乳的NBR(丙烯腈-丁二烯橡胶)的胶乳、作为凝固剂的氯化钙水溶液。
接着，使用NBR胶乳、氯化钙水溶液和稀释水通过如图1～图3所示的具有带粉碎功能的泵10的制备装置，制备NBR。另外，NBR胶乳、氯化钙水溶液和稀释水的量分别调整至屑粒相对浆液总量的浓度为表2所示的浓度。
另外，作为带粉碎功能的泵10，使用破碎机(小松ゼノア(株)制型式HD4Ms-SC)，泵的转速为1500rpm、流量为25m3/h，如图3所示的泵10的排出口32的内径(D)和从浆液供应配管50的排出口32至排放部的长度作为配管长度(L＝L1+L2)分别为表2所示的长度。另外，实施例3、4、参考例3中使用的破碎机(带粉碎功能的泵10)是具有如图2所示的第一翼36、第二翼38的泵。另外，在实施例3、4、参考例3中，泵的排出扬程为13m。
实施例5、参考例4作为带粉碎功能的泵10，使用在线混合机(Silverson社制型式450LS)，泵的转速为3000rpm、流量为25m3/h以外，其余与实施例3相同，制备NBR。另外，屑粒相对浆液总量的浓度、排出口32的内径(D)和浆液供应配管50的长度(L)为如表2所示的浓度和长度。另外，实施例5、参考例4中使用的在线混合机(带粉碎功能的泵10)使用具有与实施例1相同构造的。即，使用具有定子42、在第一翼36的外周形成第二翼38的泵。另外，在实施例5、参考例4中，泵的排出扬程为15m。
评价2由表2可以证实排出口32的内径(D)和浆液供应配管50的长度(L)之比(L/D)为20以下的实施例3～5，不管屑粒浓度如何，在浆液供应配管50内都没有屑粒的堵塞，另外，排放到大气中的屑粒的分散性均良好。尤其实施例3，在屑粒浓度达到1 6.5％的高浓度时，获得良好的结果。
另一方面，L/D大于20的参考例3、4，可以证实在浆液供应配管50内有屑粒的堵塞，另外，排放到大气中的屑粒的分散性也不佳。
由该结果可以证实排出口32的内径(D)和浆液供应配管50的长度(L)之比(L/D)优选为20以下，更优选为18以下。
权利要求
1.一种橡胶状聚合物的制备方法，具有通过将聚合物胶乳和含有凝固剂的凝固液提供给带粉碎功能的泵，使所述聚合物胶乳和所述凝固剂接触，使橡胶状聚合物成分凝固，得到含有屑粒状的橡胶状聚合物的屑粒浆的工序，其中，所述的带粉碎功能的泵具有10m以上的扬程。
2.权利要求1所述的橡胶状聚合物的制备方法，所述的带粉碎功能的泵具有用于将凝固的橡胶状聚合物成分粉碎的第一翼和设置在所述第一翼外周的第二翼。
3.权利要求2所述的橡胶状聚合物的制备方法，所述带粉碎功能的泵在所述第一翼和所述第二翼之间具有固定架。
4.权利要求3所述的橡胶状聚合物的制备方法，在所述固定架上形成通孔，该通孔用于将通过所述第一翼粉碎的橡胶状聚合物成分从所述第一翼向所述第二翼方向排出。
5.权利要求1～4任一项所述的橡胶状聚合物的制备方法，具有将所述屑粒浆从所述带粉碎功能的泵的排出口、通过配管排放到大气中的工序，其中所述配管的长度L和所述带粉碎功能的泵的排出口的内径D之比(L/D)为20以下。
6.权利要求1～5任一项所述的橡胶状聚合物的制备方法，具有将所述屑粒浆通过用水洗涤，从屑粒状的橡胶状聚合物中除去所述凝固剂的洗涤工序。
7.权利要求1～6任一项所述的橡胶状聚合物的制备方法，具有从所述屑粒浆中除掉水分，得到屑粒状的橡胶状聚合物的脱水工序和对所述除掉水分的屑粒状的橡胶状聚合物进行加热干燥的工序。
8.权利要求1～7任一项所述的橡胶状聚合物的制备方法，具有将所述屑粒浆排出到槽中，在所述槽中搅拌所述屑粒浆的工序。
9.权利要求1～8任一项所述的橡胶状聚合物的制备方法，所述聚合物胶乳是通过乳液聚合所得的不饱和腈-共轭二烯共聚物的胶乳。
10.权利要求1～9任一项所述的橡胶状聚合物的制备方法，所述凝固剂选自氯化钙、硫酸镁和硫酸铝的一种以上。
11.一种橡胶状聚合物的制备装置，其特征在于具有可以使聚合物胶乳和含有凝固剂的凝固液在内部接触混合的带粉碎功能的泵，其中所述泵的扬程为10m以上。
12.一种橡胶状聚合物的制备方法，其特征在于具有以下工序通过将聚合物胶乳和含有凝固剂的凝固液提供给带粉碎功能的泵，使所述聚合物胶乳和所述凝固剂接触，使橡胶状聚合物成分凝固，得到含有屑粒状的橡胶状聚合物的屑粒浆的第一工序、和将所述屑粒浆由所述泵的排出口通过配管，排放到大气中的第二工序，其中所述配管的长度L和所述泵的排出口的内径D之比(L/D)为20以下。
13.一种橡胶状聚合物的制备装置，其特征在于具有可以使聚合物胶乳和含有凝固剂的凝固液在内部接触混合的带粉碎功能的泵，和将从所述带粉碎功能的泵的排出口排出的含有屑粒状的橡胶状聚合物的屑粒浆排放到大气中的配管，其中所述配管的长度L和所述泵的排出口的内径D之比(L/D)为20以下。
全文摘要
本发明涉及一种橡胶状聚合物的制备方法，通过在聚合物胶乳中加入凝固剂，使橡胶状聚合物成分凝固以制备橡胶状聚合物，其中具有使用带粉碎功能的泵使橡胶状聚合物成分凝固制得屑粒浆的工序，并且作为带粉碎功能的泵，使用具有10m以上的扬程的泵。根据本发明，通过在聚合物胶乳中加入凝固剂，使橡胶状聚合物成分凝固以制备橡胶状聚合物的方法，可以提高操作性、并削减制备工艺和制备装置，可以谋求降低设备费和制备成本。
文档编号C08L21/00GK1946773SQ20058001065
公开日2007年4月11日 申请日期2005年3月30日 优先权日2004年3月31日
发明者引田和浩, 久田见博隆, 小林直行, D·R·厄尔比 申请人:日本瑞翁株式会社