CN111113709A - 异戊橡胶连续化湿法混炼方法与装置 - Google Patents

异戊橡胶连续化湿法混炼方法与装置 Download PDF

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Abstract

异戊橡胶连续化湿法混炼方法与装置,属于橡胶混炼技术领域。解决了现有技术中异戊橡胶的混炼工艺高耗能、低效率、粉尘污染严重,以及制备的异戊橡胶混炼胶的物理机械性能和加工成型性能仍有待提高的问题。本发明的混炼装置,包括:分散罐、自吸泵、第三存储罐、沉淀罐、分离回收组件和干燥组件,分离回收组件包括分层罐、第一回收罐、第一存储罐、循环泵、精馏塔和第二回收罐;干燥组件包括螺杆挤压脱水机、第一氮气罐、裁切机、振动干燥机、热交换机、第二氮气罐、鼓风机、除尘器、引风机和冷凝器。该混炼装置能够制备物理机械性能和加工成型性能均接近甚至超过天然橡胶的混炼胶,且操作简便、低能耗、低成本、绿色环保,适合规模化连续化生产。

Description

异戊橡胶连续化湿法混炼方法与装置
技术领域
本发明属于橡胶混炼技术领域,具体涉及一种异戊橡胶连续化湿法混炼方法与装置。
背景技术
我国受地理位置的制约,无法生产稳定高质量的天然橡胶。随着贸易战的升级,我国随时面临天然橡胶被禁的危险。
异戊橡胶(polyisoprene)是由异戊二烯合成的一种橡胶,具有很好的弹性、耐寒性(玻化温度-68℃)及很高的拉伸强度,耐水性、电绝缘性超过天然橡胶,因其结构和性能与天然橡胶近似,故又称合成天然橡胶,主要用于轮胎生产,除航空和重型轮胎外,均可代替天然橡胶。但是异戊橡胶生胶强度、粘着性、加工性能以及硫化胶的抗撕裂强度、耐疲劳性等均稍低于天然橡胶,为了实现其能够更全面的替代天然橡胶使用,还需提高其物理机械性能,改善其加工成型性能。
为了提高橡胶制品的物理机械性能,改善其加工成型性能,降低生产成本,需要在生胶或塑料胶中加入各种配合剂,如填充剂、补强剂、促进剂、硫化剂、防老剂、防焦剂等,在炼胶机上使各种配合剂均匀地分散到生胶或塑炼胶中的工艺过程称为混炼。
现有技术中,混炼是通过机械作用使生胶或塑料胶与各种配合剂均匀混合的,生胶或塑料胶在炼胶机中受到剪切和拉伸的作用产生流变和断裂、破碎,与配合剂充分接触,使其混入,是一种高耗能、低效率、粉尘污染严重的工艺。
混炼的终极目的是实现配合剂均匀地分散到生胶或塑炼胶中,如果混炼不良,胶料会出现各种各样的问题,比如焦烧、喷霜等,使压延、压出、涂胶、硫化等工序难以正常进行,并导致成品性能下降。而橡胶中混入的补强剂,如炭黑和白炭黑等,在橡胶体系中的分散性一直是难以解决的难题,无法达到纳米级别的补强,进而就无法很好的提高橡胶的物理机械性能,改善其加工成型性能。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术中,异戊橡胶的混炼工艺高耗能、低效率、粉尘污染严重,以及制备的异戊橡胶混料胶的物理机械性能和加工成型性能仍有待提高的技术问题,提供一种异戊橡胶连续化湿法混炼方法与装置。
本发明解决上述技术问题采取的技术方案如下。
本发明提供一种异戊橡胶连续化湿法混炼装置,包括:分散罐、自吸泵、第三存储罐、沉淀罐、干燥组件和分离回收组件;
所述分散罐用于将补强粒子、分散剂和表面活性剂分散均匀,得到补强粒子浆液;
所述自吸泵的出料口与分散罐的内腔通过连接管连接,自吸泵的进料口与第三存储罐的出料口连接,第三存储罐用于存储补强粒子,自吸泵将补强粒子吸入分散罐中;
所述沉淀罐的进料口与分散罐的出料口通过带有阀门的连接管连接,沉淀罐用于承装异戊橡胶胶液,并将异戊橡胶胶液与从连接管排入的补强粒子浆液混合均匀,再利用沉淀剂得到混合液和沉淀胶;
所述分离回收组件包括分层罐、第一回收罐、第一存储罐、循环泵、精馏塔和第二回收罐;
所述分层罐的进料口与沉淀罐的出料口通过带有阀门的连接管连接,沉淀罐的出料口与该阀门之间的连接管内设有筛网,沉淀罐中的混合液经连接管进入分层罐,筛网能够防止沉淀罐中的沉淀胶进入分层罐中,分层罐在水的作用下将混合液分为水层和溶剂层;
所述第一回收罐的内腔与分层罐的内腔通过带有阀门的连接管连通,分层罐内的溶剂层经连接管流入第一回收罐中,并存储在第一回收罐内;
所述第一存储罐的进料口通过带有阀门的连接管与分层罐的出料口连接,分层罐内的水层通过连接管进入第一存储罐内;
所述循环泵的进料口与第一存储罐的出料口连接,循环泵的出料口与精馏塔的进料口连接,循环泵将第一存储罐内的水层导入精馏塔内;
所述精馏塔的出料口通过连接管与第二回收罐的进料口连接,精馏塔从水层中精馏出沉淀剂,并回收到第一回收罐中;
所述干燥组件包括螺杆挤压脱水机、第一氮气罐、第二存储罐、裁切机、振动干燥机、热交换机、第二氮气罐、鼓风机、除尘器、引风机、冷凝器和冷凝罐;
所述螺杆挤压脱水机上设有第三投料口,用于向螺杆挤压脱水机中投放沉淀胶,螺杆挤压脱水机对沉淀胶进行挤压干燥;螺杆挤压脱水机上设有湿气出口,湿气出口与冷凝器的进气口和引风机的进气口均通过连接管连接;
所述第一氮气罐与螺杆挤压脱水机的内腔通过带有阀门的连接管连通;
所述第二存储罐的进料口与螺杆挤压脱水机的内腔通过连接管连通;
所述裁切机的进料口与螺杆挤压脱水机的出料口连接,将螺杆挤压脱水机的出料裁切;
所述振动干燥机的进料口与裁切机的出料口连接,振动干燥机对裁切机输出的裁切料进行干燥;
所述热交换机的出气口通过连接管与振动干燥机的进气口连接;
所述第二氮气罐的出气口通过带有阀门的连接管与热交换机的进气口连接;
所述鼓风机的出气口通过带有阀门的连接管与热交换机的进气口连接;
所述除尘器的出气口通过连接管与鼓风机的进气口连接;
所述引风机的进气口分别通过带有阀门的连接管与冷凝器的出气口和振动干燥机的出气口连接;
所述冷凝器的进气口通过连接管与振动干燥机的出气口连接;
所述冷凝罐的进料口与冷凝器的出料口连接。
进一步的,所述分散罐上设有第一搅拌机、乳化机和第一投料口;第一搅拌机的搅拌头和乳化机的乳化头均位于分散罐的内腔中,第一搅拌器为变频搅拌机,最高转速应大于100转/min,乳化机的最高转速应大于2000转/min;第一投料口设置在分散罐的外壁上,用于向分散罐的内腔中投放分散剂和表面活性剂。
进一步的,所述沉淀罐上设有第二搅拌机、第二投料口和摇杆,第二搅拌机为变频双搅拌机,主搅拌桨最高转速应大于300转/min,副搅拌桨限定为刮壁式桨,最高转速应大于20转/min;第二投料口设置在沉淀罐的外壁上,用于向沉淀罐的内腔中投放沉淀剂;摇杆设置在沉淀罐的外壁上,摇杆可使沉淀罐在0-120°内任意倾斜。
进一步的,所述分层罐上设有进水口、防爆射灯和可视区;进水口设置在分层罐的外壁上,用于向分层罐的内腔中加水;防爆射灯置于分层罐的内腔中,固定在分层罐的内壁上,提供照明;可视区用于观察分层罐内的液面分层。
进一步的,所述第一回收罐与分层罐之间的连接管上还设有可旋转阀门。
进一步的,所述第二存储罐和冷凝罐中的液体通过连接管输送回沉淀罐中。
进一步的,该异戊橡胶连续化湿法混炼装置所采用的密封圈的材料均选用聚四氟乙烯。
本发明还提供上述异戊橡胶连续化湿法混炼装置制备异戊橡胶混炼胶的方法,步骤如下:
步骤一、将补强粒子、表面活性剂和分散剂加入分散罐中分散均匀,得到补强粒子浆料;
步骤二、将异戊橡胶胶液置于沉淀罐,与分散罐排出的补强粒子浆料混合均匀后,将沉淀剂加入沉淀罐,搅拌,沉淀,得到混合液和沉淀胶;
步骤三、将混合液排出至分层罐中,向分层罐中加水,混合液在分层罐内分层为水层和溶剂层,溶剂层回收到第一回收罐,水层经第一存储罐、循环泵和精馏塔后得到沉淀剂,回收到第二回收罐中;
将沉淀胶倒入到干燥组件的螺杆挤压脱水机内,经螺杆挤压脱水机挤压脱水,得到的一次干燥沉淀胶经裁剪机裁剪后,进入振动干燥机进行二次干燥,得到异戊橡胶混炼胶;沉淀胶中残留溶剂、分散剂和沉淀剂一部分存储到第二存储罐中,另一部分经冷凝器冷凝后,存储到冷凝罐中。
进一步的,所述步骤一中,补强粒子为炭黑、白炭黑中的一种或多种;表面活性剂为KH550、KH570、SI69中的一种或多种,表面活性剂的添加量为补强粒子重量的4-10%;分散剂为己烷、甲苯中的一种或多种,添加量为补强粒子重量的5-12倍。
进一步的,所述步骤二中,异戊橡胶胶液与补强粒子浆料的体积比为(0.5-2):1;沉淀剂为醇溶液,醇溶液中,醇的有效含量在85%以上,沉淀剂用量为异戊橡胶胶液质量的3-8倍。
与现有技术相比,本发明的有益效果为:
本发明的异戊橡胶连续化湿法混炼方法与装置能够实现纳米粒子在异戊橡胶中纳米分散,提高异戊橡胶混炼胶的物理机械性能和加工成型性能,使异戊橡胶混炼胶的性能接近甚至超过天然橡胶。
本发明的异戊橡胶连续化湿法混炼方法与装置相比干法混炼,减少了诸多的能源损耗与粉尘污染,成本低,绿色环保,且操作简便,适合规模化连续化生产。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案,下面将对本发明中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明的异戊橡胶连续化湿法混炼装置的结构示意图;
图中,1、分散罐,1-1、第一搅拌机,1-2,乳化机,1-3,第一投料口,2、自吸泵,3、沉淀罐,3-1、第二搅拌机,3-2,第二投料口,3-3、摇杆,4、分层罐,4-1、进水口,4-2、防爆射灯,5、第一回收罐,6、第一存储罐,7、循环泵,8、精馏塔,8-1、排水管,9、第二回收罐,10、螺杆挤压脱水机,10-1、湿气出口,10-2、第三投料口,11、第一氮气罐,12、第二存储罐,13、裁切机,14、振动干燥机,15、热交换机,16、第二氮气罐,17、鼓风机,18、除尘器,19、引风机,20,冷凝器,21、冷凝罐,22、第三存储罐。
具体实施方式
为了进一步理解本发明,下面对本发明的实施方式进行详细描述,但是应当理解,这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点,而不是对本发明权利要求的限制。
如图1所示,本发明的异戊橡胶连续化湿法混炼装置,包括:分散罐1、自吸泵2、第三存储罐22、沉淀罐3、干燥组件和分离回收组件。
分散罐1上设有第一搅拌机1-1、乳化机1-2和第一投料口1-3。第一搅拌机1-1的搅拌头和乳化机1-2的乳化头均位于分散罐1的内腔中,通常第一搅拌机1-1的搅拌头与分散罐1同轴设置,乳化机1-2的乳化头设置在分散罐1的内壁与第一搅拌机1-1的搅拌头之间;优选第一搅拌器1-1为变频搅拌机,最高转速应大于100转/min;优选乳化机1-2的最高转速应大于2000转/min。第一投料口1-3设置在分散罐1的外壁上,用于向分散罐1的内腔中投放分散剂和表面活性剂。分散罐1上设有加热组件,采用油介质通过热交换给分散罐1加热。分散罐1用于将补强粒子、分散剂和表面活性剂分散均匀,得到补强粒子浆液。
自吸泵2的出料口与分散罐1的内腔通过连接管连接,自吸泵2的进料口与第三存储罐22的出料口连接。第三存储罐22用于存储补强粒子,自吸泵2将补强粒子吸入分散罐1中。
沉淀罐3的进料口与分散罐1的出料口通过带有阀门的连接管连接。沉淀罐3上设有第二搅拌机3-1、第二投料口3-2和摇杆3-3。通常第二搅拌机3-1的搅拌头与沉淀罐3同轴设置;优选第二搅拌机3-1为变频双搅拌机,主搅拌桨最高转速应大于300转/min,副搅拌桨限定为刮壁式桨,最高转速应大于20转/min。第二投料口3-2设置在沉淀罐3的外壁上,用于向沉淀罐3的内腔中投放沉淀剂,优选第二投料口3-2上设有阀门。摇杆3-3设置在沉淀罐3的外壁上,摇杆3可使沉淀罐3在0-120°内任意倾斜,优选摇杆3-3为自动摇杆。沉淀罐3上设有加热组件,采用油介质通过热交换给沉淀罐3加热。沉淀罐3用于承装异戊橡胶胶液(溶质为聚异戊二烯,溶剂为己烷或甲苯),并将异戊橡胶胶液与从分散罐1排入的补强粒子浆液混合均匀,再在沉淀剂的作用下得到混合液和沉淀胶,混合液进入分离回收组件处理,沉淀胶进入干燥组件处理。
分离回收组件将沉淀罐3排出的混合液中分散剂和沉淀剂进行分离回收。分离回收组件包括分层罐4、第一回收罐5、第一存储罐6、循环泵7、精馏塔8和第二回收罐9。
分层罐4的进料口与沉淀罐3的出料口通过带有阀门的连接管连接。沉淀罐3的出料口与该阀门之间的连接管内设有筛网,筛网能够防止沉淀罐3中的沉淀胶进入分层罐4中,优选筛网孔径不超过2mm。分层罐4上设有进水口4-1、防爆射灯4-2和可视区。进水口4-1设置在分层罐4的外壁上,用于向分层罐4的内腔中加水。防爆射灯4-2置于分层罐4的内腔中,固定在分层罐4的内壁上,提供照明,因分层罐4中蒸汽压大,普通光照热量散发大,易发生爆炸。可视区用于观察分层罐4内的液面分层,设置方式为本领域公知方法。混合液的分层原理为:加水之后,分散剂溶于溶剂中,沉淀剂溶于水中,溶剂层和水层自动分层,溶剂层在上层,水层在下层。
第一回收罐5的内腔与分层罐4的内腔通过带有阀门的连接管连通。分层罐4内的溶剂层经连接管流入第一回收罐5中,并存储在第一回收罐5内。为实现溶剂层和水层的完全分离处理,优选连接管上还设有可旋转阀门。
第一存储罐6的进料口通过带有阀门的连接管与分层罐4的出料口连接。分层罐4内的水层通过连接管进入第一存储罐6内。
循环泵7的进料口与第一存储罐6的出料口连接,循环泵7的出料口与精馏塔8的进料口连接。循环泵7将第一存储罐6内的水层(溶有沉淀剂的水)导入精馏塔8内。
精馏塔8的出料口通过连接管与第二回收罐9的进料口连接。精馏塔8根据不同的挥发度的不同,从水层中精馏出沉淀剂,并回收到第一回收罐9中。精馏塔8的底端设有排水管8-1,用于排水;优选排水管8-1的顶端到精馏塔8内腔底端的垂直距离为1-5cm。
干燥组件将从沉淀罐3倒出的沉淀胶干燥,得到异戊橡胶混炼胶,同时回收残留的溶剂、分散剂和沉淀剂。干燥组件包括螺杆挤压脱水机10、第一氮气罐11、第二存储罐12、裁切机13、振动干燥机14、热交换机15、第二氮气罐16、鼓风机17、除尘器18、引风机19、冷凝器20和冷凝罐21。
螺杆挤压脱水机10上设有第三投料口10-2,用于向螺杆挤压脱水机10中投放沉淀胶。螺杆挤压脱水机10的出料口端的外壁上设有湿气出口10-1,湿气出口10-1与冷凝器20的进气口和引风机19的进气口均通过连接管连接,湿气出口10-1用于防止含有溶剂、分散剂与沉淀剂的混合蒸汽排放到大气中。优选螺杆挤压脱水机10的螺杆长径比为(80-150):1,出料口模为圆形。螺杆挤压脱水机10对沉淀胶进行挤压干燥。
第一氮气罐11与螺杆挤压脱水机10的进料口端的内腔通过带有阀门的连接管连通。溶剂蒸汽压大,易燃易爆,第一氮气罐11提供惰性气氛,隔绝空气。
第二存储罐12的进料口与螺杆挤压脱水机10出料口端的内腔通过连接管连通,用于回收沉淀胶中残留的溶剂、分散剂和沉淀剂。
裁切机13的进料口与螺杆挤压脱水机10的出料口连接,将螺杆挤压脱水机10的出料裁切,优选裁切机10的裁切间距为1-3cm。
振动干燥机14的进料口与裁切机13的出料口连接,振动干燥机14对裁切机10输出的裁切料进行干燥。振动干燥机14的出气口可以为一个也可以为多个。
热交换机15的出气口通过连接管与振动干燥机14的进气口连接。热交换机15将鼓风机17吹进的凉风进行加热,提高温度,加快残余溶剂挥发。
第二氮气罐16的出气口通过带有阀门的连接管与热交换机15的进气口连接。溶剂蒸汽压大,易燃易爆,第二氮气罐16提供惰性气氛,隔绝空气。
鼓风机17的出气口通过带有阀门的连接管与热交换机15的进气口连接。
除尘器18的出气口通过连接管与鼓风机17的进气口连接。除尘器18能够除去鼓风机17吸入的空气中的灰尘,防止污染产品(异戊橡胶混炼胶)。
引风机19的进气口分别通过带有阀门的连接管与冷凝器20的出气口和振动干燥机14的出气口连接。引风机19用于抽负压,便于气体流通,加快沉淀胶的干燥。
冷凝器20的进气口通过连接管与振动干燥机14的出气口连接。
冷凝罐21的进料口与冷凝器20的出料口连接。
本实施方式中,第二存储罐12和冷凝罐21中的液体(溶剂、分散剂和沉淀剂)可通过连接管输送回沉淀罐3中,循环使用。
本实施方式中,为防止溶剂挥发,本发明的异戊橡胶连续化湿法混炼装置所采用的密封圈的材料均选用聚四氟乙烯。
本发明还提供采用上述异戊橡胶连续化湿法混炼装置制备异戊橡胶混炼胶的方法,步骤如下:
步骤一、将补强粒子、表面活性剂和分散剂加入分散罐1中分散均匀,得到补强粒子浆料;
步骤二、将异戊橡胶胶液置于沉淀罐3,与分散罐1排出的补强粒子浆料混合均匀后,将沉淀剂加入沉淀罐3,搅拌,沉淀,得到混合液和沉淀胶;
步骤三、将混合液排出至分层罐4中(打开连接沉淀罐3的出料口与分层罐4的进料口的连接管上的阀门);向分层罐4中加水,混合液在分层罐4内分层为水层和溶剂层,溶剂层回收到第一回收罐5,水层经第一存储罐6、循环泵7和精馏塔8后得到沉淀剂,回收到第二回收罐9中;
启动摇杆3-3,将沉淀胶倒入到干燥组件的螺杆挤压脱水机10内,经螺杆挤压脱水机10挤压脱水,得到的一次干燥沉淀胶经裁剪机13裁剪后,进入振动干燥机12进行二次干燥,得到异戊橡胶混炼胶;沉淀胶中残留溶剂、分散剂和沉淀剂一部分存储到第二存储罐12中,另一部分经冷凝器20冷凝后,存储到冷凝罐21中。
上述技术方案,步骤一中,补强粒子为炭黑(压缩DBP值为80-105cm3/100g)、白炭黑(原生粒径10-30nm)等,可以是一种也可以是多种按任意比例的组合。表面活性剂为KH550、KH570、SI69等,可以是一种也可以是多种的组合,表面活性剂的添加量为补强粒子重量的4-10%。分散剂为甲苯、己烷等,可以是一种也可以是多种的组合,添加量为补强粒子重量的5-12倍。优选分散罐1中的分散温度为20-60℃,分散时间1-20h。
上述技术方案中,步骤二中,优选异戊橡胶胶液(成分为聚异戊二烯,溶剂为甲苯或者己烷)与补强粒子浆料的体积比为(0.5-2):1;混合温度为30-60℃,混合时间0.1-1h。沉淀剂为醇溶液,醇溶液中,醇的有效含量在85%以上,沉淀剂的用量为异戊橡胶液质量的3-8倍,优选沉淀剂为甲醇或者乙醇。沉淀搅拌时间为0.1-2min,沉淀时第二搅拌器2-1的主桨速度不低于300转/min。
通过下列实施例来对本发明做进一步说明,但本发明的保护范围并不限于下列实施例。
按照表1所示的对比例1-3和实施例1-3的配方,均采用GB/T 6038-2006的混炼工艺制备硫化胶。制备的硫化胶的性能如表2所示。制备成本如表3所示。
表1对比例1-3和实施例1-3制备硫化胶的配方
Figure BDA0002344132590000101
表2对比例1-3和实施例1-3制备的硫化胶的性能
Figure BDA0002344132590000102
Figure BDA0002344132590000111
从表2可以看出,本发明的异戊橡胶连续化湿法混炼方法制备的异戊橡胶混炼胶的硫化胶性能明显优于干法胶的硫化胶,轮胎节油性有很大的提升。
表3对比例3与实施例3的制备成本对比
Figure BDA0002344132590000112
从表3可以看出,本发明的异戊橡胶连续化湿法混炼方法,适合连续化大批量生产异戊橡胶混炼胶,成本低、生产效率高。
对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.异戊橡胶连续化湿法混炼装置,其特征在于,包括:分散罐(1)、自吸泵(2)、第三存储罐(22)、沉淀罐(3)、干燥组件和分离回收组件;
所述分散罐(1)用于将补强粒子、分散剂和表面活性剂分散均匀,得到补强粒子浆液;
所述自吸泵(2)的出料口与分散罐(1)的内腔通过连接管连接,自吸泵(2)的进料口与第三存储罐(22)的出料口连接,第三存储罐(22)用于存储补强粒子,自吸泵(2)将补强粒子吸入分散罐(1)中;
所述沉淀罐(3)的进料口与分散罐(1)的出料口通过带有阀门的连接管连接,沉淀罐(3)用于承装异戊橡胶胶液,并将异戊橡胶胶液与从连接管排入的补强粒子浆液混合均匀,再利用沉淀剂得到混合液和沉淀胶;
所述分离回收组件包括分层罐(4)、第一回收罐(5)、第一存储罐(6)、循环泵(7)、精馏塔(8)和第二回收罐(9);
所述分层罐(4)的进料口与沉淀罐(3)的出料口通过带有阀门的连接管连接,沉淀罐(3)的出料口与该阀门之间的连接管内设有筛网,沉淀罐(3)中的混合液经连接管进入分层罐(4),筛网能够防止沉淀罐(3)中的沉淀胶进入分层罐(4)中,分层罐(4)在水的作用下将混合液分为水层和溶剂层;
所述第一回收罐(5)的内腔与分层罐(4)的内腔通过带有阀门的连接管连通,分层罐(4)内的溶剂层经连接管流入第一回收罐(5)中,并存储在第一回收罐(5)内;
所述第一存储罐(6)的进料口通过带有阀门的连接管与分层罐(4)的出料口连接,分层罐(4)内的水层通过连接管进入第一存储罐(6)内;
所述循环泵(7)的进料口与第一存储罐(6)的出料口连接,循环泵(7)的出料口与精馏塔(8)的进料口连接,循环泵(7)将第一存储罐(6)内的水层导入精馏塔(8)内;
所述精馏塔(8)的出料口通过连接管与第二回收罐(9)的进料口连接,精馏塔(8)从水层中精馏出沉淀剂,并回收到第一回收罐(9)中;
所述干燥组件包括螺杆挤压脱水机(10)、第一氮气罐(11)、第二存储罐(12)、裁切机(13)、振动干燥机(14)、热交换机(15)、第二氮气罐(16)、鼓风机(17)、除尘器(18)、引风机(19)、冷凝器(20)和冷凝罐(21);
所述螺杆挤压脱水机(10)上设有第三投料口(10-2),用于向螺杆挤压脱水机(10)中投放沉淀胶,螺杆挤压脱水机(10)对沉淀胶进行挤压干燥;螺杆挤压脱水机(10)上设有湿气出口(10-1),湿气出口(10-1)与冷凝器(20)的进气口和引风机(19)的进气口均通过连接管连接;
所述第一氮气罐(11)与螺杆挤压脱水机(10)的内腔通过带有阀门的连接管连通;
所述第二存储罐(12)的进料口与螺杆挤压脱水机(10)的内腔通过连接管连通;
所述裁切机(13)的进料口与螺杆挤压脱水机(10)的出料口连接,将螺杆挤压脱水机(10)的出料裁切;
所述振动干燥机(14)的进料口与裁切机(13)的出料口连接,振动干燥机(14)对裁切机(10)输出的裁切料进行干燥;
所述热交换机(15)的出气口通过连接管与振动干燥机(14)的进气口连接;
所述第二氮气罐(16)的出气口通过带有阀门的连接管与热交换机(15)的进气口连接;
所述鼓风机(17)的出气口通过带有阀门的连接管与热交换机(15)的进气口连接;
所述除尘器(18)的出气口通过连接管与鼓风机(17)的进气口连接;
所述引风机(19)的进气口分别通过带有阀门的连接管与冷凝器(20)的出气口和振动干燥机(14)的出气口连接;
所述冷凝器(20)的进气口通过连接管与振动干燥机(14)的出气口连接;
所述冷凝罐(21)的进料口与冷凝器(20)的出料口连接。
2.根据权利要求1所述的异戊橡胶连续化湿法混炼装置,其特征在于,所述分散罐(1)上设有第一搅拌机(1-1)、乳化机(1-2)和第一投料口(1-3);第一搅拌机(1-1)的搅拌头和乳化机(1-2)的乳化头均位于分散罐(1)的内腔中,第一搅拌器(1-1)为变频搅拌机,最高转速应大于100转/min,乳化机(1-2)的最高转速应大于2000转/min;第一投料口(1-3)设置在分散罐(1)的外壁上,用于向分散罐(1)的内腔中投放分散剂和表面活性剂。
3.根据权利要求1所述的异戊橡胶连续化湿法混炼装置,其特征在于,所述沉淀罐(3)上设有第二搅拌机(3-1)、第二投料口(3-2)和摇杆(3-3),第二搅拌机(3-1)为变频双搅拌机,主搅拌桨最高转速应大于300转/min,副搅拌桨限定为刮壁式桨,最高转速应大于20转/min;第二投料口(3-2)设置在沉淀罐(3)的外壁上,用于向沉淀罐(3)的内腔中投放沉淀剂;摇杆(3-3)设置在沉淀罐(3)的外壁上,摇杆(3)可使沉淀罐(3)在0-120°内任意倾斜。
4.根据权利要求1所述的异戊橡胶连续化湿法混炼装置,其特征在于,所述分层罐(4)上设有进水口(4-1)、防爆射灯(4-2)和可视区;进水口(4-1)设置在分层罐(4)的外壁上,用于向分层罐(4)的内腔中加水;防爆射灯(4-2)置于分层罐(4)的内腔中,固定在分层罐(4)的内壁上,提供照明;可视区用于观察分层罐(4)内的液面分层。
5.根据权利要求1所述的异戊橡胶连续化湿法混炼装置,其特征在于,所述第一回收罐(5)与分层罐(4)之间的连接管上还设有可旋转阀门。
6.根据权利要求1所述的异戊橡胶连续化湿法混炼装置,其特征在于,所述第二存储罐(12)和冷凝罐(21)中的液体通过连接管输送回沉淀罐(3)中。
7.根据权利要求1所述的异戊橡胶连续化湿法混炼装置,其特征在于,该异戊橡胶连续化湿法混炼装置所采用的密封圈的材料均选用聚四氟乙烯。
8.采用权利要求1-7任何一项所述的异戊橡胶连续化湿法混炼装置制备异戊橡胶混炼胶的方法,其特征在于,步骤如下:
步骤一、将补强粒子、表面活性剂和分散剂加入分散罐(1)中分散均匀,得到补强粒子浆料;
步骤二、将异戊橡胶胶液置于沉淀罐(3),与分散罐(1)排出的补强粒子浆料混合均匀后,将沉淀剂加入沉淀罐(3),搅拌,沉淀,得到混合液和沉淀胶;
步骤三、将混合液排出至分层罐(4)中,向分层罐(4)中加水,混合液在分层罐(4)内分层为水层和溶剂层,溶剂层回收到第一回收罐(5),水层经第一存储罐(6)、循环泵(7)和精馏塔(8)后得到沉淀剂,回收到第二回收罐(9)中;
将沉淀胶倒入到干燥组件的螺杆挤压脱水机(10)内,经螺杆挤压脱水机(10)挤压脱水,得到的一次干燥沉淀胶经裁剪机(13)裁剪后,进入振动干燥机(12)进行二次干燥,得到异戊橡胶混炼胶;沉淀胶中残留溶剂、分散剂和沉淀剂一部分存储到第二存储罐(12)中,另一部分经冷凝器(20)冷凝后,存储到冷凝罐(21)中。
9.根据权利要求8所述的制备异戊橡胶混炼胶的方法,其特征在于,所述步骤一中,补强粒子为炭黑、白炭黑中的一种或多种;表面活性剂为KH550、KH570、SI69中的一种或多种,表面活性剂的添加量为补强粒子重量的4-10%;分散剂为己烷、甲苯中的一种或多种,添加量为补强粒子重量的5-12倍。
10.根据权利要求8所述的制备异戊橡胶混炼胶的方法,其特征在于,所述步骤二中,异戊橡胶胶液与补强粒子浆料的体积比为(0.5-2):1;沉淀剂为醇溶液,醇溶液中,醇的有效含量在85%以上,沉淀剂用量为异戊橡胶胶液质量的3-8倍。
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