CN201626101U - 一种用于制备低残留物含量接枝聚合物的塑料挤出机组 - Google Patents

一种用于制备低残留物含量接枝聚合物的塑料挤出机组 Download PDF

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Abstract

本实用新型为一种用于制备低残留物含量接枝聚合物的塑料挤出机组，其特征在于：机组中有对聚合物进行熔融接枝的啮合同向双螺杆挤出机和对熔融接枝聚合物进行脱除残留物的非啮合异向双螺杆挤出机，啮合同向双螺杆挤出机和非啮合异向双螺杆挤出机呈“L”字型排列，所述的啮合同向双螺杆挤出机的出料口与非啮合异向双螺杆挤出机的进料口相连接；所述的非啮合异向双螺杆挤出机排气段连接3～5个真空单元。本实用新型同时具有熔融接枝和脱除残留物两种功效，还具有生产效率高、产品性能稳定、投资少等优点。

Description

一种用于制备低残留物含量接枝聚合物的塑料挤出机组
技术领域
本实用新型涉及一种制备接枝聚合物及脱除残留物方法及装置，特别是公开一种用于制备低残留物含量接枝聚合物的塑料挤出机组。
背景技术
聚合物接枝方法通常有熔融接枝、溶液接枝、固相接枝，熔融接枝使用最广泛。聚合物熔融接枝是指接枝反应在聚合物熔融状态下进行，工业化的熔融接枝一般在反应性挤出机上进行。通常的反应性挤出机包括特殊单螺杆挤出机、双螺杆挤出机或者双阶挤出机组来进行。脱挥就是脱除聚合物中残留的小分子物质。聚合物熔融接枝通常对设备的要求主要有：(1)物料在挤出机内要有足够的停留反应时间；(2)温度控制必须稳定；(3)挤出机具有优良的脱挥功能；(4)挤出机要有优良的混合效果等。目前工业化生产熔融接枝聚合物的设备主要有啮合同向双螺杆挤出机和双阶挤出机组。啮合同向双螺杆挤出机具有优良的自清洁作用和混合效果，但相对来说，物料在挤出机中停留时间较短，既影响了聚合物的接枝率，又使聚合物中低分子残留较多，影响了接枝聚合物质量。尽管可以通过提高螺杆的长径比和调节螺杆组合增加物料在挤出机中的停留时间，但是这样会物料在挤出机中因停留时间过长而引起热降解。啮合同向双螺杆挤出机的脱挥功能是在挤出机的排气口处添加真空单元完成，这种脱挥方式有两个缺陷：(1)真空度不高，脱挥效果受到限制；(2)由于在挤出机上增加了脱挥段，使反应性段相应缩短，影响聚合物的接枝效率。所以单独的一台啮合同向反应性双螺杆挤出机是很难达到目前对熔融接枝聚合物低残留物含量的要求。
双阶挤出机组一般是由第一阶啮合同向双螺杆挤出机和第二阶单螺杆挤出机组成，第一阶啮合同向双螺杆挤出机和第二阶单螺杆挤出机呈“L”字型布置，第一阶啮合同向双螺杆挤出机的出料口与第二阶单螺杆挤出机的进料口相连通。物料由第一阶啮合同向双螺杆挤出机出料端经第二阶单螺杆挤出机的进料端进入第二阶单螺杆挤出机。双阶挤出机组使物料在挤出机中的停留时间尽管增加了，但是单螺杆的自清洁和脱挥效果又受到了限制。许多适用于排气的挤出机，并不适用于聚合物的熔融接枝。如专利94241227.3中发明的一种单螺杆排气式挤出机适用于PVC粉料一步成型建筑型材，专利94226714.1发明的是一种适用于生产降解塑料的复合反应双螺杆挤出机，专利200720038695.8发明的阶梯式双螺杆挤出机适用于生产高浓度填充、着色体系。
发明内容
本实用新型的目的在于克服上述传统啮合同向双螺杆挤出机和双阶挤出机组在聚合物熔融接枝过程中存在的缺陷，解决聚合物接枝与脱挥之间的矛盾，得到接枝率高、低残留物含量的高质量接枝聚合物，提供一种用于制备低残留物含量接枝聚合物的塑料挤出机组。
为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种用于制备低残留物含量接枝聚合物的塑料挤出机组，其特征在于：机组中有对聚合物进行熔融接枝的啮合同向双螺杆挤出机和对熔融接枝聚合物进行脱除残留物的非啮合异向双螺杆挤出机，啮合同向双螺杆挤出机和非啮合异向双螺杆挤出机呈“L”字型排列，啮合同向双螺杆挤出机的出料口与非啮合异向双螺杆挤出机的进料口相连接。所述的非啮合异向双螺杆挤出机排气段连接3～5个真空单元。所述的非啮合异向双螺杆挤出机排气段连接的真空单元为容器连接真空泵。
第一阶啮合同向双螺杆挤出机的长径比应大于36∶1，以保证聚合物熔融接枝反应在挤出机内充分进行。在啮合同向双螺杆挤出机的末端无排气孔，以减少接枝单体的损失，提高接枝效率。第二阶非啮合异向双螺杆挤出机具有优异的脱挥功能和相对低的剪切强度。非啮合异向双螺杆挤出机的长径比不应大于36∶1，以防止聚合物在挤出机停留时间过长而发生热老化降解。为了进一步提高脱挥能力，在非啮合异向双螺杆挤出机的排气段并列装有3～5个真空单元。真空单元由真空泵和容器组成。真空泵和非啮合异向双螺杆挤出机之间装有容器，目的是为了防止液体回流引起脱挥口冒料，引起脱挥路径堵塞。第一阶啮合同向双螺杆挤出机的螺杆直径要等于或者大于第二阶非啮合异向双螺杆挤出机的螺杆直径，以保证机组的正常生产。
本实用新型的有益效果是：本实用新型利用一种用于制备低残留物含量接枝聚合物的塑料挤出机组可以在保证熔融接枝聚合物具有较高接枝率的情况下，使接枝聚合物低残留物含量，因此本实用新型所给出的机组同时具有熔融接枝和脱挥两种功效，而且还具有生产效率高、产品性能稳定、投资少等优点。利用本实用新型装置可以使聚合物熔融接枝达到令人满意的接枝率和低残留物含量的效果。
下面结合附图通过实施例对本实用新型作进一步阐述。
附图说明
图1是本实用新型装置的简图。
在图中：1、第一阶啮合同向双螺杆挤出机；2、第二阶非啮合异向双螺杆挤出机；3、容器；4、真空泵。
具体实施方式
根据附图，本实用新型一种用于制备低残留物含量接枝聚合物的塑料挤出机组，利用啮合同向双螺杆挤出机对聚合物进行熔融接枝，利用非啮合异向双螺杆挤出机对熔融接枝聚合物进行脱除残留物，啮合同向双螺杆挤出机和非啮合异向双螺杆挤出机呈“L”字型排列。啮合同向双螺杆挤出机的出料口与非啮合异向双螺杆挤出机的进料口相连接。非啮合异向双螺杆挤出机排气段连接3～5个真空单元。非啮合异向双螺杆挤出机排气段连接的真空单元为容器连接真空泵。
利用本实用新型的装置来制备高密度聚乙烯接枝马来酸酐材料。接枝配方：高密度聚乙烯100份，过氧化二异丙苯0.2份，马来酸酐2份，抗氧剂1680.1份。
表1：
  实施例1   实施例2   实施例3   对比例1   对比例2
设备   啮合同向双螺杆挤出机+非啮合异向双螺杆挤出机   啮合同向双螺杆挤出机+非啮合异向双螺杆挤出机   啮合同向双螺杆挤出机+非啮合异向双螺杆挤出机   啮合同向双螺杆挤出机   啮合同向双螺杆挤出机+单螺杆挤出机
长径比L/D   44∶136∶1   44∶136∶1   44∶136∶1 44∶1   44∶136∶1
螺杆直径mm   6565   6565   6565 65   6565
  第一阶接枝温度℃   110～195   110～195   110～195   110～195   110～195
  第二阶脱挥温度℃   190～195   190～195   190～195   190～195   190～195
  真空单元个数   3   4   5   1   1
  真空度Mpa   0.085   0.090   0.095   0.06   0.06
  接枝率   0.8％   1.0％   1.6％   0.55％   0.8％
  聚合物产品中残留物含量ppm 2500 2000 1000 4500 3500
本实用新型实施例和对比例见表1。表1中结果表明使用本实用新型机组得到的接枝聚合物，其接枝率都高于对比例提供的设备所生产的接枝聚合物的接枝率，而且采用本实用新型机组得到的接枝聚合物产品中残留物含量明显低于对比例得到的接枝聚合物中残留物含量。另外本实用新型机组中，第二阶非啮合异向双螺杆挤出机的真空单元数越多，接枝聚合物残留物含量越低，机组的脱挥和接枝率效果越好。

Claims (2)

1.一种用于制备低残留物含量接枝聚合物的塑料挤出机组，其特征在于：机组中有对聚合物进行熔融接枝的啮合同向双螺杆挤出机和对熔融接枝聚合物进行脱除残留物的非啮合异向双螺杆挤出机，啮合同向双螺杆挤出机和非啮合异向双螺杆挤出机呈“L”字型排列，所述的啮合同向双螺杆挤出机的出料口与非啮合异向双螺杆挤出机的进料口相连接；所述的非啮合异向双螺杆挤出机排气段连接3～5个真空单元。
2.根据权利要求1所述的一种用于制备低残留物含量接枝聚合物的塑料挤出机组，其特征在于：所述的非啮合异向双螺杆挤出机排气段连接的真空单元为容器连接真空泵。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN101804688A (zh) * 2010-03-24 2010-08-18 上海俊尔新材料有限公司 一种用于制备低残留物含量接枝聚合物的塑料挤出机组
CN102773242A (zh) * 2012-07-25 2012-11-14 中国环境科学研究院 铝塑复合包装材料分离装置

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