专利名称：弹性体整理用方法和设备的制作方法
技术领域：
本公开内容涉及弹性体的整理方法(a finishing process)。更具体地说，本公开内容涉及将水制浆的弹性体脱水和干燥的方法和设备。
背景技术：
在弹性体聚合物，例如基于异丁烯的弹性体的制备中，由聚合方法获得的产物通常呈含水淤浆形式。然后如下"整理"该水制浆的弹性体而获得最终弹性体产物以致它可以打捆/包装将该弹性体脱水，干燥该弹性体并冷却该干燥的弹性体。美国专利号5，729，911公开了 EP(D)M的连续脱水/干燥方法。该方法包括将湿 EP(D)M碎屑(crumb)连续地加入具有特定结构特征的单螺杆挤出机并在足以排出水、提高横穿挤出机模板的压力和加热碎屑的条件下将湿碎屑输送经过挤出机的长度。如此挤出的干燥碎屑的特征在于它含有少于水。然而，整理EP (D)M弹性体的方法对于其它类型的弹性体可能无效。例如，一些弹性体，例如基于异丁烯的弹性体是温度敏感的并且不能经历EP(D)M脱水和干燥过程中常见的极端温度而不降解。此外，不同的弹性体具有不同的淤浆化学性质和不同的粘弹性，这影响将弹性体脱水和干燥的能力。例如，丁基弹性体，尤其是卤代丁基弹性体的淤浆具有比 EP(D)M淤浆更高的pH值。这种更高的pH值使丁基弹性体碎屑更爽滑并因此比EP(D)M碎屑更难以脱水和干燥。其它弹性体特性，例如门尼粘度、分子量分布和长链支化的存在或不存在也可能影响将弹性体脱水和干燥的能力。典型的整理生产线(例如美国专利号5，041，249中所述)由脱水挤出机、任选的中间干燥挤出机和干燥机组成。此种整理生产线在它们每小时能够整理的弹性体的数量方面受限制。一个瓶颈存在于脱水步骤中。随着脱水挤出机接收淤浆，它经由碎屑在挤出机料筒中的机械挤压和一些少量的水在模头闪蒸而除去浸润在碎屑中的水。脱水挤出机从弹性体碎屑除去大量的水并对淤浆水中的或碎屑表面上的杂质(表面活性剂，等)敏感，所述杂质可能引起料筒中的滑动和/或引起其中碎屑漂浮并不再能输送的水涝。对整理生产线的容量的另一个限制是供给干燥挤出机的弹性体碎屑中的水量。在干燥挤出机中，弹性体碎屑被剪切力加热并且水在干燥挤出机的模头出口处被闪蒸出。如果供给干燥挤出机的弹性体碎屑的湿度水平太高，则碎屑将不会充分地干燥。然而，如果进料湿度水平太低，则最终弹性体碎屑产物由于在干燥挤出机的模头处不充分的水闪蒸将仍是湿的。因此，其中进入干燥挤出机的弹性体碎屑的湿度水平必须位于其中的窄的操作范围成为提高整理生产线的容量的另一个瓶颈。因此，仍需要用于将弹性体(包括温度敏感性弹性体，例如基于异丁烯的弹性体) 脱水和干燥的改进的方法。特别地，仍需要能够以单一整理生产线整理大容量基于异丁烯的弹性体的方法和设备
发明内容
发明概述在一个方面中，所述方法包括以下步骤获得包含弹性体和30. 0-70. 0重量％水的淤浆，基于所述淤浆的重量；让所述淤浆经过包括至少两个并联的脱水挤出机的第一脱水装置以产生湿弹性体碎屑，其中所述湿弹性体碎屑包含3. 0-20. 0重量％水，基于所述湿弹性体碎屑的重量；让所述湿弹性体碎屑经过第二脱水装置以产生部分干燥的弹性体碎屑，其中所述部分干燥的弹性体碎屑包含2. 0-10. 0重量％水，基于所述部分干燥的弹性体碎屑的重量；和让所述部分干燥的弹性体碎屑经过干燥装置以产生干燥的弹性体碎屑，其中所述干燥的弹性体碎屑包含小于或等于1. 0重量％水，基于所述干燥的弹性体碎屑的重量。在一个实施方案中，和在上面所公开的方面的组合中，所述方法还包括以下步骤 在让所述淤浆经过所述第一脱水装置之前让所述淤浆经过至少一个脱水筛。在另一个方面中，所述方法包括获得包含弹性体和70. 0-99. 0重量％水的淤浆， 基于所述淤浆的重量；将所述淤浆分流成至少两个料流；让每个料流经过单独的脱水筛以获得部分脱水的淤浆的料流，其中所述部分脱水的淤浆包含30. 0-70. 0重量％水，基于所述淤浆的重量；让部分脱水的淤浆的每个料流经过单独的脱水挤出机，其中所述脱水挤出机是并联操作的，以产生各自包含5. 0-18. 0重量％水的湿弹性体碎屑的料流，基于所述湿弹性体碎屑的重量；将湿弹性体碎屑的料流合并；让该合并的湿弹性体碎屑料流经过脱水装置以形成包含2. 0-10. 0重量％水的部分干燥的弹性体碎屑，基于所述部分干燥的弹性体碎屑的重量；和让所述部分干燥的弹性体碎屑经过在200°C或更低温度下操作的干燥装置以产生包含小于或等于1. 0重量％水的干燥的弹性体碎屑，基于所述干燥的弹性体碎屑的重量。上面公开的方法和实施方案可用于将温度敏感性弹性体脱水和干燥。在一些实施方案中，所述温度敏感性弹性体选自苯乙烯-丁二烯橡胶、溶液苯乙烯-丁二烯橡胶、异戊二烯-丁二烯橡胶、聚异戊二烯橡胶、基于异丁烯的弹性体、卤化的基于异丁烯的弹性体和它们的混合物。在一个实施方案中，和与任何上面公开的方面或实施方案结合，所述方法能够每小时制备至少6吨干燥的弹性体碎屑。在其它实施方案中，所述方法能够每小时制备至少 8吨，或至少10吨，或至少12吨弹性体碎屑。在一个实施方案中，和与任何上面公开的方面或实施方案结合，所述干燥装置包括具有至少两个螺杆的挤出机。在另一个实施方案中，和与任何上面公开的方面或实施方案结合，将惰性气体在超过所述干燥装置中的压力的压力下注入所述干燥装置的压缩区中。参考以下描述和所附权利要求书，本公开内容的这些及其它特征、方面和优点将变得更加透彻。附图简述
图1是用于将弹性体脱水和干燥的设备的实施方案的示例性示意图。发明详述现在描述本发明的各个特定的实施方案，版本和实施例，其中包括出于理解请求保护的本发明的目的所采用的优选实施方案和定义。虽然以下详细描述给出了特定的优选实施方案，但是本领域技术人员应领会这些实施方案仅是示例性的，并且本发明可以按其它方式实践。为了确定侵权行为，本发明的范围指所附权利要求中的任何一个或多个，其中包括它们的等同物，和与所列出的那些等同的要素或限制。对"本发明"的任何引用可以是指由权利要求限定的本发明的一个或多个，但不一定是全部。本文所使用的术语"弹性体"是指符合ASTM D 1566定义"能够从大变形恢复并且可以，或已经改性到下述状态的材料它基本上不溶于(但是可以溶胀于)沸腾溶剂" 的任何聚合物或聚合物组合。本文所用的术语"弹性体"可与术语"橡胶"互换地使用。 优选的弹性体具有不能通过DSC测量的或如果它能通过DSC测量则小于40°C，或优选小于 20°C，或小于0 V的熔点。优选的弹性体具有-50 V或更低的通过DSC测量的Tg。本文所使用的术语"基于异丁烯的弹性体"是指包含至少70mol%衍生自异丁烯的重复单元的弹性体或聚合物。这些聚合物可被描述为C4异单烯烃衍生单元如异丁烯衍生单元和至少一种其它可聚合单元的无规共聚物。所述基于异丁烯的弹性体可以是或可以不是卤化的。本文所使用的术语"淤浆"是指弹性体和水加上可以从聚合方法保留的任何残留烃挥发物的混合物。在弹性体的制备中，由聚合方法获得的产物通常呈淤浆形式。本文描述了"整理"弹性体，即将弹性体脱水和干燥的设备和方法。例如，在一个实施方案中，所述方法包括以下步骤获得淤浆，让所述淤浆经过第一脱水装置以制备湿弹性体碎屑，让所述湿弹性体碎屑经过第二脱水装置，和然后让所述湿弹性体碎屑经过干燥装置以产生干燥的弹性体碎屑。本文描述的方法和设备可用于整理温度敏感性弹性体。温度敏感性弹性体是当在整理过程中暴露于极端温度下时经历降解的那些弹性体。高温可能引起弹性体的降解、焦化或灼烧，改变稳定剂及其它添加剂的化学结构，或使下游设备结垢。温度敏感性弹性体当暴露于大于230°C的温度下时可能变色，形成凝胶或交联，并分解。本文描述的整理方法可以尤其用于整理选自苯乙烯-丁二烯橡胶、溶液苯乙烯-丁二烯橡胶、异戊二烯-丁二烯橡胶、聚异戊二烯橡胶、基于异丁烯的弹性体、卤化的基于异丁烯的弹性体和它们的混合物的温度敏感性弹性体。在优选的实施方案中，本文描述的整理方法可用来整理基于异丁烯的弹性体，包括这些弹性体的卤化型式。非限制性实例基于异丁烯的弹性体包括基于C4单烯烃的橡胶、 丁基橡胶(异戊二烯-异丁烯橡胶，"IIR")、支化(“星形支化")丁基橡胶、星形支化聚异丁烯橡胶、卤化丁基橡胶(例如，溴丁基或氯丁基)、异丁烯和对甲基苯乙烯的无规共聚物、这些弹性体的任何卤化型式和它们的混合物。在一个实施方案中，基于异丁烯的弹性体包括异丁烯和对甲基苯乙烯的含 0. 5-20. Omol^对甲基苯乙烯的无规共聚物，其中存在于苄基环上的甲基取代基的至多 60. Omol^含有溴或氯原子，以及它们的酸或酯官能化的型式。在某些实施方案中，所述无规共聚物具有基本上均勻的组成分布使得至少95. 0重量％聚合物具有在所述聚合物的平均对烷基苯乙烯含量的10. 0%之内的对烷基苯乙烯含量。示例性的聚合物的特征在于小于 5. 0，或者小于2. 5的窄分子量分布(Mw/Mn)，在200，000至2，000, 000范围内的示例性粘均分子量和在25，000-750, 000的范围内的通过凝胶渗透色谱测定的示例性数均分子量。
在另一个实施方案中，基于异丁烯的弹性体可以是溴化的聚(异丁烯-共聚-对甲基苯乙烯)(〃 BIMSM“ )。BIMSM聚合物一般含有0. 1-5.0摩尔％溴甲基苯乙烯基团，相对于该共聚物中单体衍生的单元的总量。在一个实施方案中，所述无规聚合物是C4-C7异烯烃衍生的单元(或异单烯烃)、对甲基苯乙烯衍生的单元和对(卤甲基苯乙烯)衍生的单元的共聚物，其中所述对(卤甲基苯乙烯)单元按0. 4-3. Omol^存在于聚合物中，基于对甲基苯乙烯的总数，和其中所述对甲基苯乙烯衍生的单元按3. 0-15.0重量％的范围存在，基于聚合物的总重量。在一个优选的实施方案中，对(卤甲基苯乙烯)是对(溴甲基苯乙烯)。在另一个实施方案中，本文描述的整理方法可用来整理含弹性体的纳米复合材料。纳米复合材料是包含无机颗粒的聚合物体系，该颗粒具有在纳米范围内的至少一个维度。用于纳米复合材料的常用类型的无机颗粒是页状硅酸盐，即来自所谓的"纳米粘土〃 或"粘土"的一般类别的无机物。在一些实施方案中，纳米复合材料包含基于异丁烯的弹性体和可溶胀的无机粘土材料，例如天然或合成的页状硅酸盐，尤其是绿土粘土(smectic clay)例如蒙脱土、绿脱石、贝得石、富铬绿脱石、合成锂皂石、蚀变水辉石、皂石、锌蒙脱石、 麦羟硅钠石(magadite)、水羟硅钠石、硅镁石(stevensite)等，以及蛭石、埃洛石、铝酸盐氧化物、水滑石等。本文描述的整理方法和设备允许整理生产线运转方面更大的灵活性。在第一脱水装置中具有至少两个并联的脱水挤出机允许整理生产线整理较大容量的弹性体，而且需要时允许整理较小量弹性体的灵活性。此外，第二脱水装置能够从第一脱水挤出机接受变化的容量。第一脱水装置和第二脱水装置还允许干燥装置干燥具有较宽范围进料研磨湿度 (mill moisture)的弹性体碎屑。本文描述的整理方法和设备允许高容量弹性体整理并能够每小时将至少6吨弹性体碎屑脱水和干燥。在一些实施方案中，所述方法和设备能够每小时将至少8吨弹性体碎屑，或每小时将至少10吨弹性体碎屑，或每小时将至少12吨弹性体碎屑，或在一些实施方案中，每小时将至少15吨弹性体碎屑脱水和干燥。本文描述的方法和设备可以允许与常规整理方法相比改进整理比例。整理生产线的整理比例是每小时整理的弹性体吨数与所要求的挤出机的数目之比。改进的整理比例可以允许本文描述的整理方法与使用常规整理方法整理相同量的弹性体相比较具有更小的足迹(footprint)且更加能量有效。在一些实施方案中，本发明整理方法达到至少2. 75，或至少3，或至少3. 2的整理比例。本文描述的方法和设备允许在小于或等于10分钟内整理弹性体。即，从淤浆进入第一脱水装置到干燥的弹性体碎屑离开干燥装置时的时间小于或等于10分钟，更优选小于或等于5分钟。在一些实施方案中，从淤浆进入第一脱水装置到干燥的弹性体碎屑离开干燥装置时的时间小于或等于3分钟，或小于或等于2分钟，或小于或等于1分钟。现将参照图1更具体地描述整理方法和设备。所述整理方法和设备一般包括让淤浆经过第一脱水装置(“FDffD" )10以产生湿弹性体碎屑，让所述湿弹性体碎屑经过第二脱水装置(“SDffD" ) 20以产生部分干燥的弹性体碎屑，然后让所述部分干燥的弹性体碎屑经过干燥装置30以产生干燥的弹性体碎屑。在一些实施方案中，让含1. 0-30. 0重量％弹性体，或2. 0-20. 0重量％弹性体，或 5. 0-15. 0重量％弹性体的淤浆(基于所述淤浆的总重量)在将所述淤浆引入所述FDWD之前经过一个或多个脱水筛(图1中没有显示)。在一个实施方案中，存在两个并联的脱水筛。在一些实施方案中，脱水筛是振动筛。在穿过脱水筛后，所述淤浆可以包含30. 0-70.0 重量％水，或40. 0-60. 0重量％水，或45. 0-55. 0重量％水，或47. 0-53. 0重量％水，基于所述淤浆的总重量。在将制浆的弹性体碎屑从脱水筛排出后，将它们供给FDWD 10以便除去另外的水。FDffD 10包括一个或多个挤出机，优选至少两个并联的挤出机。FDWD通常经由弹性体在挤出机料筒中的机械挤压将淤浆脱水。在一些实施方案中，在模头处还可能有少量的水闪蒸。水闪蒸是在升高的温度和升高的压力(大于大气压)下在弹性体从挤出机离开时发生的水的瞬时释放。可以用于FDWD的挤出机的实例包括由V. D. Anderson或French Oil Mill Machinery 制造的 Expeller ；或由 Welding Engineers, Inc. , National Feed Screw Machine，或由 Japan Steel Works，Ltd 制造的淤浆脱水装置(Slurry Dewatering Units) 或脱水挤出机(Dewatering Extruders)。FDWD优选包括两个或更多个并联的挤出机。在一些实施方案中，FDWD 10包括两个按并联构型的脱水挤出机(“DffE" )(11和12)。淤浆在挤出机输入端13进入DWEsj^a DWEs，其中该淤浆被部分地脱水以产生在出口模头14处离开DWEs的湿弹性体碎屑。在FDWD 出口处研磨湿度(即，湿弹性体碎屑的水含量)可以在3. 0-20.0重量％水，或5. 0-18.0重量％水，或10. 0-17. 0重量％水，或12. 0-16. 0重量％水的范围内。从FDWD排放的碎屑一般具有小于或等于3"(长度)X 1. 5"(直径)，或小于或等于2"(长度)X1"(直径)的尺寸。在一个实施方案中，将从FDWD“排出"的水和从脱水筛(如果使用)滗析的水送到细屑回收系统(未显示)。在细屑回收系统中，可以回收在水中的弹性体细屑以便将来再加工。然后可以将来自该细屑回收系统的水泵送到回水槽或排掉。然后将从FDWD 10排出的湿弹性体碎屑供给SDWD 20。在一些实施方案中，将从 FDffD排出的湿弹性体碎屑经由气动输送机或通过倾斜振动输送机15输送到SDWD。在一个实施方案中，SDWD 20可以是单螺杆挤出机。在一些实施方案中，SDWD具有至少8英寸QO. 32cm)，或至少10英寸4cm)，或至少12英寸(30. 48cm)的挤出机料筒直径。有用的SDWDs的实例包括由V. D.Anderson或French Oil Mill Machinery制造的 Expanders ；由 Japan Steel Works, Ltd. ,Welding Engineers, Inc或National Feed Screw Machinery 制造的脱水挤出机；或由 Japan Steel Works, Ltd. ,Welding Engineers，he 或 National Feed Screw Machinery 制造的挥发物控制装置(Volatile Control Units)。在一些实施方案中，将少量的惰性气体注入SDWD中。优选地，在大于SDWD中的压力的压力下将所述气体注入SDWD的压缩区中。压缩区是在SDWD内的区域，其中压力超过大气压。所述气体与在SDWD内的弹性体在没有气体的任何排出的情况下混合并且随着所述混合物从压缩区移动到处于大气压的模头时，所述混合物膨胀而引起剧烈干燥和水闪蒸。在一个实施方案中，SDWD可以具有多个端口，从而允许气体在沿着SDWD长度的不同位置处同时注射。例如，SDWD可以具有在沿着SDWD的长度的不同位置处同时注入SDWD中的两种不同气体。所述惰性气体可以包括氮气、氩气、氦气、氖气、CO2或它们的混合物。在一个实施方案中，至少将氮气注入所述SDWD中。注入SDWD中的气体的量可以小于弹性体生产量的5. 0重量％，或小于3. 0重量％，或小于2. 0重量％。在一个实施方案中，在SDWD模头出口 23处的弹性体碎屑的研磨湿度，即水含量在 2. 0-10. 0重量％水，或3. 0-8. 0重量％水，或4. 0-7. 0重量％水的范围内。在另一个实施方案中，在SDWD的模头出口 23处的研磨湿度在5. 0-9. 0%水的范围内。随着部分干燥的弹性体碎屑离开SDWD，将它们输送到干燥装置30。在一些实施方案中，通过机械切割机切割经由SDWD的模孔向下排放的弹性体碎屑。在一个实施方案中， 弹性体碎屑从SDWD落到倾斜的振动输送机M上并被进料到干燥装置30中。在优选的实施方案中，干燥装置包括干燥挤出机。在一个实施方案中，干燥装置具有两个挤出机螺杆。在一些实施方案中，干燥装置的挤出机料筒具有至少4英寸 (10. 16cm)，或至少6英寸(15. Mcm)，优选至少8英寸32cm)的直径。干燥挤出机的实例包括，但不限于，由V. D. Anderson制造的Expander ；由Welding Engineers, Inc.或由 National Feed Screw Machine 制造的挥发物控制装置(Volatile Control Unit)和 Dual Worm Dryer ；或由Japan Steel Works制造的反向旋转或同向旋转双螺杆挤出机。在干燥装置中，通过挤出机的螺杆(一个或多个)的机械剪切将部分干燥的弹性体碎屑加热和压缩。在一些实施方案中，可以经由加热的挤出机夹套将附加的热供给挤出机。在从干燥装置的模头33离开时，过热水蒸发掉，闪蒸，并产生水蒸气逃逸和蒸发的通道 (孔隙)，从而干燥弹性体碎屑。在一些实施方案中，干燥的弹性体碎屑在干燥装置模头33 的出口处的温度在160-200°C，或170-190°C，或180-190°C的范围内。在一些实施方案中， 干燥装置具有在 1000_1500psi(6. 89-10. 34MPa)，或 1100_1300psi (7. 58-8. 96MPa)范围内的操作压力，或在大约1200psi (8. 27MPa)的压力下操作。在一些实施方案中，将少量的惰性气体注入干燥装置中。优选地，在大于干燥装置中的压力的压力下将所述气体注入所述干燥装置的压缩区。所述干燥装置的压缩区是其中压力超过大气压的区域。所述气体与在干燥装置内的弹性体在没有气体的任何排出的情况下混合并且随着所述混合物从压缩区移动到处于大气压的模头时，所述混合物膨胀而引起剧烈干燥和水闪蒸。在一个实施方案中，干燥装置可以具有多个端口，从而允许气体在沿着干燥装置长度的不同位置处同时注射。例如，干燥装置可以具有在沿着干燥装置的长度的不同位置处同时注入干燥装置中的两种不同气体。所述惰性气体可以包括氮气、氩气、氦气、氖气、CO2或它们的混合物。在一个实施方案中，至少将氮气注入所述干燥装置中。注入干燥装置中的气体的量可以小于弹性体生产量的5. 0重量％，或小于3. 0重量％，或小于 2.0重量％。惰性气体向干燥装置中的注射更详细地描述在GB 1 590 532中，引入本文供参考。在一些实施方案中，在弹性体碎屑离开干燥装置后，通过机械切割机切割它们。在一些实施方案中，在用于进一步干燥的流化床输送机(“FBC")(图1中没有显示)上进一步干燥从干燥装置排出的碎屑。来自FBC的经加热空气可以帮助使任何残留的表面水分蒸发。本文描述的方法和设备制备含少于1. 0重量％水的干燥的弹性体碎屑。在一些实施方案中，干燥的弹性体碎屑包含少于0. 5重量％水，或少于0. 3重量％水，或少于0. 10重量％水，或少于0. 05重量％水。本方法可以尤其有利于整理卤化的基于异丁烯的弹性体，因为卤代丁基是尤其热敏的。在一个实施方案中，在整理方法中的任何时候弹性体碎屑都不暴露于大于230°C的温度下。如果温度太高，则弹性体可能降解(例如，在卤代丁基情况下，开始脱卤)，而使弹性体产物有褪色或斑点/凝胶的外观。在优选的实施方案中，弹性体碎屑当在FDWD、SDWD或干燥装置中时不暴露于大于215°C，或大于210°C，或大于205°C，或大于200°C，或大于195°C 的温度下。在一些实施方案中，弹性体碎屑当在FDWD、SDWD或干燥装置的任何组合中时，或在整个整理方法中时不暴露于大于230°C，或大于215°C，或大于210°C，或大于205°C，或大于200°C，或大于195°C的温度下。为了避免弹性体碎屑的降解，弹性体碎屑当在干燥装置中时不暴露于大于230°C的温度下，或在一些实施方案中，当在干燥装置中时不暴露于大于 200°C的温度下是重要的。弹性体碎屑暴露于其下的温度对FDWD与SDWD与干燥装置可能不同。例如，弹性体碎屑暴露于其下的温度在FDWD和SDWD中可能比在干燥装置中更低。在一些实施方案中， 弹性体碎屑当在FDWD和SDWD中时可以不暴露于大于230°C，或大于200°C，或大于180°C， 或大于150°C，或大于100°C的温度下；并且弹性体碎屑当在干燥装置中时可以不暴露于大于230°C，或大于215°C，或大于205°C，或大于200°C的温度下。在一个实施方案中，弹性体碎屑当在FDWD和SDWD中时不暴露于大于230°C的温度下，并且当在干燥装置中时不暴露于大于200°C的温度下。在另一个实施方案中，弹性体碎屑当在FDWD和SDWD中时不暴露于大于150°C的温度下，并且当在干燥装置中时不暴露于大于200°C的温度下。在一个实施方案中，提供了每小时干燥至少6吨弹性体碎屑的方法，其中所述方法包括以下步骤(a)获得包含弹性体和30. 0-70. 0重量％水的淤浆，基于所述淤浆的重量；(b)让所述淤浆经过包括至少两个并联的脱水挤出机的第一脱水装置以产生包含 3. 0-20.0重量％水的湿弹性体碎屑，基于所述湿弹性体碎屑的重量；和(c)让所述湿弹性体碎屑经过干燥装置以产生包含小于或等于1. 0重量％水的干燥的弹性体碎屑，基于所述干燥的弹性体碎屑的重量。在一些实施方案中，让淤浆在步骤(b)之前穿过脱水筛。在一些实施方案中，将淤浆分流成两个料流并且让每个料流在步骤(b)之前穿过单独的脱水筛。在另一个实施方案中，提供了每小时干燥至少6吨弹性体碎屑的方法，其中该方法包括以下步骤(a)获得包含弹性体和30. 0-70. 0重量％水的淤浆，基于所述淤浆的重量；(b)让所述淤浆经过包括至少两个并联的脱水挤出机的第一脱水装置以产生包含 3. 0-20.0重量％水的湿弹性体碎屑，基于所述湿弹性体碎屑的重量；和(c)让所述湿弹性体碎屑经过包括脱水挤出机的第二脱水装置以产生包含2. 0-10. 0重量％水的部分干燥的弹性体碎屑，基于所述湿弹性体碎屑的重量；和(d)让所述部分干燥的弹性体碎屑经过干燥装置以产生包含小于或等于1. 0重量％水的干燥的弹性体碎屑，基于所述干燥的弹性体碎屑的重量。在又一个实施方案中，提供了每小时干燥至少6吨弹性体碎屑的方法，其中该方法包括以下步骤(a)获得包含弹性体和70. 0-99. 0重量％水的淤浆，基于所述淤浆的重量；(b)让所述淤浆经过至少一个脱水筛以产生部分脱水的淤浆，其中所述部分脱水的淤浆包含30. 0-70. 0重量％水，基于所述淤浆的重量；(c)让所述部分脱水的淤浆经过包括至少两个并联的脱水挤出机的第一脱水装置以产生包含3. 0-20. 0重量％水的湿弹性体碎屑，基于所述湿弹性体碎屑的重量；和(d)让所述湿弹性体碎屑经过包括脱水挤出机的第二脱水装置以产生包含2. 0-10. 0重量％水的部分干燥的弹性体碎屑，基于所述湿弹性体碎屑的重量；和(e)让所述部分干燥的弹性体碎屑经过干燥装置以产生包含小于或等于
1.0重量％水的干燥的弹性体碎屑，基于所述干燥的弹性体碎屑的重量。在一个实施方案中，将包含弹性体和70. 0-99. 0重量％水，或80. 0-98. 0重量％ 水，或85. 0-95. 0重量％水的淤浆分流成至少两个料流并且将每个料流导入单独的脱水筛以形成两个部分脱水的淤浆的料流。然后将各自包含30. 0-70. 0重量％水，或40. 0-60. 0 重量％水，或45. 0-55. 0重量％水，或47. 0-53. 0重量％水的每个部分脱水的淤浆料流导入单独的脱水挤出机，其中所述脱水挤出机是并联操作的。所述部分脱水的淤浆料流经过脱水挤出机，形成两个湿弹性体碎屑的料流，每个料流包含3. 0-20. 0重量％水，或5. 0-18. 0 重量％水，或10. 0-17.0重量％水，或12. 0-16.0重量％水。然后将湿弹性体碎屑料流合并，然后导入SDWD。SDWD优选是单螺杆挤出机。所述湿弹性体碎屑经过SDWD而形成包含
2.0-10. 0重量％水，或3. 0-9. 0重量％水，或5. 0-9. 0重量％水的部分干燥的弹性体碎屑。 然后将所述部分干燥的弹性体碎屑导入干燥装置，其中将所述弹性体碎屑进一步干燥而形成干燥的弹性体碎屑。所述干燥装置优选是具有至少两个螺杆的挤出机。所述干燥的弹性体碎屑包含少于1. 0重量％，或少于0. 7重量％水，或少于0. 5重量％水，或少于0. 3重量％ 水。在一个实施方案中，所述方法包括将包含温度敏感性弹性体和40. 0-60. 0重量％ 水的淤浆导入包括两个呈并联构型的脱水挤出机的FDWD，基于所述淤浆的重量。所述淤浆经过FDWD，其中除去水的至少一部分，得到包含12. 0-16. 0重量％水的湿弹性体碎屑。然后将所述湿弹性体碎屑导入SDWD，其中单螺杆挤出机经由螺杆元件相对沿着挤出机料筒的破料板螺栓(粘性发热)以及相对模头约束的剪切作用进一步将弹性体碎屑脱水和干燥。 然后经由SDWD模头排放弹性体碎屑，其中碎屑中的水闪蒸掉，而使弹性体温度降低到在 80-90°C范围内的温度。然后将现包含5. 0-9. 0重量％水的湿弹性体碎屑导入干燥装置，该干燥装置优选具有至少2个挤出机螺杆。该干燥装置通过朝模头挤压湿橡胶的螺杆作用加热弹性体碎屑。干燥装置模头温度必须足够高以引起在模头处的强烈扩张而使残留水从橡胶碎屑蒸发，但是没有高到引起弹性体的降解。干燥装置模头温度可以在180-190°C的范围内。干燥的弹性体碎屑离开干燥装置，具有少于0. 5重量％的水含量。在另一个实施方案中，整理方法能够以三步挤出方法每小时整理至少8吨温度敏感性弹性体。挤出方法从淤浆罐开始，该淤浆罐将包含10.0重量％在水中的温度敏感性弹性体碎屑的淤浆(基于淤浆的重量)供给并联的两个脱水筛以将游离水与碎屑分离。将现包含40. 0-50. 0重量％水的淤浆从每个脱水筛排出到并联的两个脱水挤出机中。所述脱水挤出机除去额外的水并产生包含10. 0-17. 0重量％水的湿弹性体碎屑。将所述湿弹性体碎屑经由常用的振动输送机从两个并联脱水挤出机供入第二挤出机。所述第二挤出机进一步将湿弹性体碎屑脱水和干燥到所述碎屑包含2. 0-10. 0重量％水的程度。从所述第二挤出机排出的弹性体碎屑通过机械切割机切割，然后落入倾斜的振动输送机并进料到干燥装置中。所述干燥装置具有至少两个挤出机螺杆，并经由机械剪切为最后的水闪蒸提供能量。从所述干燥装置排出的干燥的弹性体碎屑含有少于1. 0重量％表面水。然后在流化床输送机中进一步干燥所述碎屑到它们含有少于0. 3重量％的程度。在又一个实施方案中，提供了每小时干燥至少6吨温度敏感性弹性体碎屑的方法，其中该方法包括以下步骤(a)获得包含温度敏感性弹性体和70. 0-99. 0重量％水的淤浆，基于所述淤浆的重量；(b)让所述淤浆经过至少一个脱水筛以产生部分脱水的淤浆， 其中所述部分脱水的淤浆包含30. 0-70. 0重量％水，基于所述淤浆的重量；(c)让所述部分脱水的淤浆经过包括至少两个并联的脱水挤出机的第一脱水装置以产生包含3. 0-20. 0 重量％水的湿弹性体碎屑，基于所述湿弹性体碎屑的重量；和(d)让所述湿弹性体碎屑经过包括脱水挤出机的第二脱水装置以产生包含2. 0-10. 0重量％水的部分干燥的弹性体碎屑，基于所述湿弹性体碎屑的重量，其中基于弹性体生产量，将5. 0重量％或更少惰性气体在大于SDWD中的压力的压力下注入SDWD中；和(e)让所述部分干燥的弹性体碎屑经过干燥装置以产生包含小于或等于1. 0重量％水的干燥的弹性体碎屑，基于所述干燥的弹性体碎屑的重量，其中所述部分干燥的弹性体碎屑当在干燥装置中时不暴露于大于200°C的温度下。在另一个实施方案中，提供了每小时干燥至少6吨温度敏感性弹性体碎屑的方法，其中该方法包括以下步骤(a)获得包含温度敏感性弹性体和30. 0-70. 0重量％水的淤浆，基于所述淤浆的重量；(b)让所述淤浆经过包括至少两个并联的脱水挤出机的第一脱水装置以产生包含3. 0-20. 0重量％水的湿弹性体碎屑，基于所述湿弹性体碎屑的重量； 和(c)让所述湿弹性体碎屑经过包括脱水挤出机的第二脱水装置以产生包含2. 0-10.0重量％水的部分干燥的弹性体碎屑，基于所述湿弹性体碎屑的重量；和(d)让所述部分干燥的弹性体碎屑经过干燥装置以产生包含小于或等于1. 0重量％水的干燥的弹性体碎屑，基于所述干燥的弹性体碎屑的重量，其中基于弹性体生产量，将5. 0重量％或更少惰性气体在大于干燥装置中的压力的压力下注入干燥装置的压缩区中。优选地，所述惰性气体包含氮气。在又一个实施方案中，提供了干燥至少6吨温度敏感性弹性体的方法。所述方法包括(a)获得包含温度敏感性弹性体和30. 0-70. 0重量％水的淤浆，基于所述淤浆的重量； (b)将所述淤浆分流成至少两个料流；(c)让所述料流经过第一脱水装置以产生各自包含 3. 0-20. 0重量％水的湿弹性体碎屑的料流，基于所述湿弹性体碎屑的重量，其中所述第一脱水装置包括至少两个并联的脱水挤出机和其中让每个淤浆料流经过单独的脱水挤出机； (d)将湿弹性体碎屑的料流合并；(e)让所述合并的湿弹性体碎屑料流经过SDWD以产生包含2. 0-10. 0重量％水的部分干燥的弹性体碎屑，基于所述部分干燥的弹性体碎屑的重量， 其中基于弹性体生产量，将5. 0重量％或更少惰性气体在大于SDWD中的压力的压力下注入 SDffD中；和(f)让所述部分干燥的弹性体碎屑经过干燥装置以产生包含小于或等于1. 0重量％水的干燥的弹性体碎屑，其中基于弹性体生产量，将5. 0重量％或更少惰性气体在大于干燥装置中的压力的压力下注入干燥装置的压缩区中。优选地，所述惰性气体包含氮气。另一个实施方案提供能够每小时干燥至少8吨基于异丁烯的弹性体的设备。该设备包括包括至少两个并联的脱水挤出机的第一脱水装置；包括脱水挤出机的第二脱水装置，其中所述第二脱水装置的入口与所述第一脱水装置的出口通过气动输送连接；和直径大于或等于6英寸的干燥装置，其中所述第二脱水装置的出口与所述干燥装置的入口通过气动输送连接。本文引用的所有专利和专利申请、试验程序(如ASTM方法，UL方法等)和其它文件在此公开物与本发明一致并且针对允许这种引入的所有权限的程度上充分引入供参考。当数值下限和数值上限在此列出时，从任一下限到任一上限的范围应被考虑。尽管本发明已经详细描述了示例性的实施方案，但是应当理解在不脱离本发明精神和范围的情况下各种其它修改对本领域技术人员来说是显而易见且容易达到的。因此，不认为本说明书所附的权利要求的范围限于这里给出的实施例和叙述，而是权利要求被认为包括在本发明中存在的可以取得专利权的新颖性的所有特征，其中包括由本发明所属技术领域中的技术人员认为是这些特征的等同物的所有其它特征。 上面已经参照许多实施方案和具体的实施例描述了本发明。许多改变对阅读了上面详细描述的本领域技术人员来说是显而易见的。所有这些明显的改变在所附权利要求书的完全预计的范围内。
权利要求
1.干燥弹性体的方法，包括以下步骤a.获得包含弹性体和30.0-70. 0重量％水的淤浆，基于所述淤浆的重量；b.让所述淤浆经过包括至少两个并联的脱水挤出机的第一脱水装置以产生湿弹性体碎屑，其中所述湿弹性体碎屑包含3. 0-20. 0重量％水，基于所述湿弹性体碎屑的重量；c.让所述湿弹性体碎屑经过第二脱水装置以产生部分干燥的弹性体碎屑，其中所述部分干燥的弹性体碎屑包含2. 0-10. 0重量％水，基于所述部分干燥的弹性体碎屑的重量；和d.让所述部分干燥的弹性体碎屑经过干燥装置以产生干燥的弹性体碎屑，其中所述干燥的弹性体碎屑包含小于或等于1. 0重量％水，基于所述干燥的弹性体碎屑的重量；其中所述方法能够每小时制备至少6吨干燥的弹性体碎屑。
2.权利要求1的方法，其中所述弹性体是选自以下的温度敏感性弹性体苯乙烯-丁二烯橡胶、溶液苯乙烯-丁二烯橡胶、异戊二烯-丁二烯橡胶、聚异戊二烯橡胶、基于异丁烯的弹性体、卤化的基于异丁烯的弹性体和它们的混合物。
3.权利要求1或2中任一项的方法，其中所述方法还包括以下步骤在让所述淤浆经过所述第一脱水装置之前让所述淤浆经过至少一个脱水筛。
4.权利要求1-3中任一项的方法，其中所述干燥装置包括具有至少两个螺杆的挤出机。
5.权利要求1-4中任一项的方法，其中所述干燥的弹性体碎屑包含小于或等于0.5重量％水，基于所述干燥弹性体的重量。
6.权利要求1-5中任一项的方法，其中所述方法能够每小时制备至少8吨干燥的弹性体碎屑。
7.权利要求1-6中任一项的方法，其中所述干燥装置包括压缩区和将惰性气体注入所述干燥装置的所述压缩区中。
8.权利要求1-7中任一项的方法，其中当所述弹性体碎屑位于所述第一脱水装置、第二脱水装置或干燥装置中时，所述弹性体碎屑不暴露于大于230 V的温度下。
9.干燥温度敏感性弹性体的方法，包括以下步骤a.获得包含温度敏感性弹性体和70.0-99. 0重量％水的淤浆，基于所述淤浆的重量；b.将所述淤浆分流成至少两个料流；c.让每个料流经过单独的脱水筛以获得部分脱水的淤浆的料流，其中所述部分脱水的淤浆包含30. 0-70. 0重量％水，基于所述淤浆的重量；d.让所述料流经过第一脱水装置以产生湿弹性体碎屑的料流，其中所述湿弹性体碎屑包含5. 0-18. 0重量％水，基于所述湿弹性体碎屑的重量，其中所述第一脱水装置包括至少两个并联的脱水挤出机和其中让每个料流经过单独的脱水挤出机；e.将湿弹性体碎屑的料流合并；f.让所述合并的湿弹性体碎屑料流经过第二脱水装置以形成包含2.0-10. 0重量％水的部分干燥的弹性体碎屑，基于所述部分干燥的弹性体碎屑的重量；和g.让所述部分干燥的弹性体碎屑经过在200°C或更低温度下的干燥装置以产生干燥的弹性体碎屑，其中所述干燥的弹性体碎屑包含小于或等于1.0重量％水，基于所述干燥的弹性体碎屑的重量；其中所述方法能够每小时制备至少8吨干燥的弹性体碎屑。
10.权利要求9的方法，其中所述温度敏感性弹性体选自苯乙烯-丁二烯橡胶、溶液苯乙烯-丁二烯橡胶、异戊二烯-丁二烯橡胶、聚异戊二烯橡胶、基于异丁烯的弹性体、卤化的基于异丁烯的弹性体和它们的混合物。
11.权利要求9或10的方法，其中所述干燥的弹性体碎屑包含小于或等于0.5重量％ 水，基于所述干燥弹性体的重量。
12.根据权利要求9-11中任一项的方法，其中所述方法能够每小时制备至少12吨干燥的弹性体碎屑。
13.根据权利要求9-12中任一项的方法，其中所述干燥装置包括压缩区和将惰性气体注入所述干燥装置的所述压缩区中。
14.根据权利要求9-13中任一项的方法，其中当所述弹性体碎屑位于所述第一脱水装置或所述第二脱水装置中时，所述弹性体碎屑不暴露于大于150°C的温度下。
15.干燥弹性体的设备，包括a.包括至少两个并联的脱水挤出机的第一脱水装置；b.包括脱水挤出机的第二脱水装置，其中所述第二脱水装置的入口与所述第一脱水装置的出口连接；和c.直径大于或等于6英寸的干燥装置，其中所述第二脱水装置的出口与所述干燥装置的入口连接；其中所述设备能够每小时干燥至少8吨弹性体。
全文摘要
在弹性体的制备中，由聚合方法获得的产物通常呈淤浆形式。本文描述了″整理″弹性体，即将弹性体脱水和干燥的设备和方法。该方法包括以下步骤获得包含水和弹性体的淤浆；让所述淤浆经过第一脱水装置以产生湿弹性体碎屑，其中所述第一脱水装置包括并联的两个脱水挤出机；让所述湿弹性体碎屑经过第二脱水装置；和然后让所述湿弹性体碎屑经过干燥装置以产生干燥的弹性体碎屑。
文档编号B29B13/06GK102448691SQ201080023645
公开日2012年5月9日 申请日期2010年4月19日 优先权日2009年5月29日
发明者J·P·斯沃伯达, O·K·布罗萨德三世, R·C-M·叶, 王玉峰 申请人:埃克森美孚化学专利公司