CN103660069B - 一种氟橡胶脱水工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种新的氟橡胶脱水工艺，采用双阶式螺杆挤出机，步骤依次包括：凝聚后的不规则带水橡胶粒先通过离心初脱水，然后初脱水的湿橡胶粒进入第一阶推进式挤压机；经过推进式挤压机脱水挤出的橡胶经过挤出螺杆头部特殊的齿形螺纹被切割成适当大小的尺寸，并直接喂入第二阶膨胀式干燥挤出机进行挤出干燥；最后氟橡胶含水率最少可达0.10wt%。本发明的氟橡胶脱水工艺步骤简单、操作条件温和，大大降低了传统工艺的干燥成本，可得到性能优异的干燥氟橡胶产品。
Description
技术领域
本发明涉及一种新的氟橡胶脱水工艺，属于有机化学技术领域，具体来说，涉及合成高分子化学技术领域的氟橡胶处理技术。
背景技术
氟橡胶是指主链或侧链的碳原子上连接有氟原子的一种合成高分子弹性体。该类新型高分子材料具有耐热、耐油、耐溶剂、耐强氧化剂等特性，并且有良好的物理机械性能，成为现代工业尤其是高技术领域中不可缺少和替代的基础材料，广泛用于国防、军工、航空航天、汽车、石油化工等诸多领域。
目前世界氟橡胶产量60%以上用于汽车工业，但随着国内外各种特种工业及航空航天技术的快速发展，对氟橡胶的基础性能要求也越来越来高，其中以含水率为最关键的因素之一。
由于氟橡胶生产过程中要用到大量的水，而水对氟橡胶的影响较大。如果使用传统的干燥工艺达到所需含水率，其存在着极大地能源及人力浪费，而过多的人工接触也存在着杂质引入物料这方面的隐患，而且生产连续性差，生产工艺难以控制，产品质量不稳定。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种可解决上述问题的新的氟橡胶脱水工艺，采用双阶式螺杆挤出机，该双阶式螺杆挤出机的第一阶为推进式挤压机，第二阶为膨胀式干燥挤出机，该工艺具体依次包括如下步骤：
（1）凝聚后的不规则带水橡胶粒先通过离心初脱水，从而得到初脱水的湿橡胶粒；
（2）然后初脱水的湿橡胶粒加入第一阶推进式挤压机；
（3）经过推进式挤压机脱水挤出的橡胶经过挤出螺杆头部特殊的齿形螺纹被切割成适当大小的尺寸；
（4）直接喂入第二阶膨胀式干燥挤出机进行挤出干燥，最后氟橡胶含水率最少（可达0.10wt%）。
优选地，在本发明的氟橡胶脱水工艺中，步骤（1）中，凝聚后的不规则带水橡胶粒含水率为65-70wt%。
优选地，在本发明的氟橡胶脱水工艺中，经过步骤（1）后，初脱水后的氟橡胶含水率为30wt%-35wt%。
优选地，在本发明的氟橡胶脱水工艺中，步骤（2）中，将初脱水后的湿橡胶粒通过加料斗加入第一阶推进式挤压机。挤压机内产生的压力2.5-3.5MPa，更优选为2.5-3MPa，更优选为2.8-3.2MPa，最优选大约在3MPa左右，更优选为3MPa，最高温度不高于115℃，优选不高于115℃，优选为95-110℃，更优选100-105℃，在这样的压力和温度条件下，通过螺杆的旋转，水同橡胶分离。步骤（2）的处理时间优选为1-2min。
优选地，在本发明的氟橡胶脱水工艺中，步骤（4）中，将被切割后的橡胶直接喂入第二阶膨胀式干燥挤出机进行挤出干燥。橡胶在干燥挤出机的压缩段内加压到5.5MPa左右，加热段温度可选择160-175℃，优选170-175℃，最优选介于170℃左右；优选加压到5.5MPa，加热段温度170℃。橡胶在这个温度压力下仅停留几秒钟，然后就被迅速挤出至大气压。加热的橡胶从挤出机模口板挤出成连续片状产品。由于压力从5.5MPa突然下降至环境大气压，使橡胶中的水份迅速膨胀转化成蒸汽。气体离开橡胶后立即被强制排掉，这又起到了蒸发冷却的作用，使橡胶的温度在几秒钟内降到120℃左右（优选120℃）。由于水蒸气的剧烈变化使得橡胶成所需的片状产品，其含水率可达到0.1wt%。步骤（4）的处理时间优选为2-3min。
优选地，本发明的氟橡胶脱水工艺中仅由以上四个步骤组成；且本发明得到的氟橡胶产品的含水量在0.20wt％以下，更优选低于0.1wt％。
本发明中所述的推进式挤压机和膨胀式干燥挤出机均为双螺杆挤出机（购于南京创博机械制造厂）。本发明的双螺杆挤出机脱水工艺采用双阶式配置，与传统单阶式相比，每套螺杆挤出机承担不同工艺任务，减少了每根螺杆的长度跨度，大幅度的减少螺杆产生较大相互磨屑的可能性，并且采用双阶式配置的双螺杆挤出机，可有效地降低氟橡胶水含量。水含量低可减少其硫化时间和气泡。
本发明的氟橡胶脱水工艺步骤简单、操作条件温和，大幅度降低了传统工艺氟橡胶生产过程中的干燥成本，大大节省了能源，有效控制环境污染，可得到性能优异的含水量较低的氟橡胶产品。最后脱水后的氟橡胶含水率最少可达0.10wt%。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1氟橡胶脱水工艺
（1）将凝聚后的不规则带水橡胶粒（含水率65-70wt%）通过离心初脱水，初脱水后的氟橡胶含水率为30wt%。
（2）将初脱水后的湿橡胶粒通过加料斗加入第一阶推进式挤压机。挤压机内压力为2.8MPa，温度为100℃，在这样的压力和温度条件下，通过螺杆的旋转，水同橡胶分离，时间为1min。
（3）经过推进式挤压机脱水挤出的橡胶经过螺杆头部特殊齿形螺纹被切割成适当大小的尺寸。
（4）将被切割后的橡胶直接喂入第二阶膨胀式干燥挤出机进行挤出干燥。橡胶在干燥挤出机的压缩段内加压到5MPa，加热段温度168℃，时间为2min，从出口得到片状产品。
最后所得氟橡胶的含水率为0.14wt%，经耐高温、耐油、耐化学腐蚀实验，结果表明本发明实施例1所得氟橡胶产品具有预期的氟橡胶的优越理化性能。
实施例2氟橡胶脱水工艺
（1）将凝聚后的不规则带水橡胶粒（含水率65-70wt%）通过离心初脱水，初脱水后的氟橡胶含水率为35wt%。
（2）将初脱水后的湿橡胶粒通过加料斗加入第一阶推进式挤压机。挤压机内压力为2.5MPa，温度在95℃，在这样的压力和温度条件下，通过螺杆的旋转，水同橡胶分离，时间为1.5min。
（3）经过推进式挤压机脱水挤出的橡胶经过螺杆头部的特殊齿形螺纹被切割成适当大小的尺寸。
（4）将被切割后的橡胶直接喂入第二阶膨胀式干燥挤出机进行挤出干燥。橡胶在干燥挤出机的压缩段内加压到5.5MPa，加热段温度在165℃，时间为3min，从出口得到片状产品。
最后所得氟橡胶的含水率为0.16wt%，经国标耐高温、耐油、耐化学腐蚀实验，结果表明本发明实施例2所得氟橡胶产品具有预期的氟橡胶的优越理化性能。
实施例3氟橡胶脱水工艺
（1）将凝聚后的不规则带水橡胶粒（含水率65-70wt%）通过离心初脱水，初脱水后的氟橡胶含水率为33wt%。
（2）将初脱水后的湿橡胶粒通过加料斗加入第一阶推进式挤压机。挤压机内压力为3MPa，温度在110℃，在这样的压力和温度条件下，通过螺杆的旋转，水同橡胶分离，时间为2min。
（3）经过推进式挤压机脱水挤出的橡胶经过螺杆头部特殊齿形螺纹被切割成适当大小的尺寸。
（4）将被切割后的橡胶直接喂入第二阶膨胀式干燥挤出机进行挤出干燥。橡胶在干燥挤出机的压缩段内加压到5.5MPa，加热段温度在172℃，时间为3min。从出口得到颗粒状产品。
最后所得氟橡胶的含水率为0.10wt%，经耐高温、耐油、耐化学腐蚀实验，结果表明本发明实施例3所得氟橡胶产品具有预期的氟橡胶的优越理化性能。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (2)
1.一种氟橡胶脱水工艺，其特征在于，采用双阶式螺杆挤出机，该双阶式螺杆挤出机的第一阶为推进式挤压机，第二阶为膨胀式干燥挤出机，工艺过程由如下步骤组成：
(1)凝聚后的不规则带水橡胶粒先通过离心初脱水，从而得到初脱水的湿橡胶粒；
其中，步骤(1)中，凝聚后的不规则带水橡胶粒含水率为65-70wt％；经过步骤(1)后，初脱水后的氟橡胶含水率为30wt％-35wt％；
(2)初脱水的湿橡胶粒加入第一阶推进式挤压机；
其中，步骤(2)中，将初脱水后的湿橡胶粒加入第一阶推进式挤压机，挤压机内产生的压力在2.8-3.2MPa，最高温度不高于110℃，在该压力和温度条件下，通过螺杆的旋转，水与橡胶分离；步骤(2)的处理时间为1-2min；
(3)经过推进式挤压机脱水挤出的橡胶经过挤出螺杆头部特殊的齿形螺纹被切割成适当大小的尺寸；
(4)直接喂入第二阶膨胀式干燥挤出机进行挤出干燥；
其中，步骤(4)中，将被切割后的橡胶直接喂入第二阶膨胀式干燥挤出机进行挤出干燥，橡胶在干燥挤出机的压缩段内加压到5.5MPa，加热段温度160-175℃；处理时间为2-3min；在该温度压力下停留几秒钟，然后就被迅速挤出至大气压；压力从5.5MPa突然下降至环境大气压，橡胶中的水份迅速膨胀转化成蒸汽；气体离开橡胶后立即被强制排掉，从而蒸发冷却，橡胶的温度在几秒钟内降到120℃，水蒸气的剧烈变化使得橡胶成所需的片状产品；
加热的橡胶从挤出机模口板挤出成连续片状产品，其含水率可达0.20wt％以下。
2.如权利要求1所述的氟橡胶脱水工艺，其特征在于，所得氟橡胶产品的含水量低于0.1wt％。
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