CN208557990U - 一种氟橡胶脱水系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种氟橡胶脱水系统，属于有机化学技术领域。本实用新型采用了依次连接的水浴软化箱、水浴压延机和微波复合干燥装置，分别对应水浴加热软化‑水中压延脱水‑微波复合干燥这三个步骤对氟橡胶进行脱水处理，最终得到含水率≤0.1 wt%的成品。采用本实用新型对氟橡胶进行脱水,气化脱水量小、强度低、节约能源，干燥效率高、速度快、周期短，这种低强度、快速地干燥还能有效防止物料变色、品质下降。采用本实用新型对氟橡胶脱水,得到的氟橡胶水分≤0.1wt%、色纯白不泛黄，拉伸强度和伸长率等应用指标均优于传统干燥。

Description

一种氟橡胶脱水系统

技术领域

本实用新型涉及一种氟橡胶脱水系统，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。

氟橡胶是一种高分子胶体材料，其中所含水分可分为两类，一类是附着在表面的表水；另一类是分散包裹在胶体内的内部水，由于氟橡胶本身不透水、而且致密、有弹性，可形成封闭结构，即使内部水已气化也难以从胶体中脱离出来，因此内部水极难被脱除。即使，使用真空烘箱，真空负压对脱除内部水的帮助也很有限。而常规提高温度的方法，虽然可提高水蒸汽内能，使之而易于脱除，但通常情况下高温会使氟橡胶释放出氢氟酸、氯化氢等强腐蚀性气体，这些强腐蚀性气体会引起氟橡胶中残留的金属离子、其它杂质发生氧化或炭化，而引起胶料颜色发黄变深、品质下降，同时这些强腐蚀性气体也极易造成装置损坏。

此外,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。

通常，氟橡胶是在水介质中聚合而成的，因此产物中含有大量水，一般含水率为65～70 wt%；即使经过离心脱水，仍高达30～45 wt%。众所周知，残余水对氟橡胶品质影响极大，通常要求干燥到0.1 wt%以下。后序如采用传统的烘箱脱掉这部分水，不仅所需能耗高、干燥周期还长达36小时。

国家知识产权局于2014年03月26日公开了申请号为CN201310674094.6,名称为一种氟橡胶脱水系统的发明专利,公开了一种新的氟橡胶脱水系统，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%。本实用新型的氟橡胶脱水系统步骤简单、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。

国家知识产权局于2008年07月30日公开了申请号为CN200710116314.8,名称为一种新型氟橡胶后处理工艺的发明专利,公开了一种新型的氟橡胶后处理工艺，属于氟橡胶处理技术领域。工艺步骤如下：将凝聚洗涤合格的氟橡胶直接放入到螺杆挤出机的进料口，氟橡胶先经过螺杆挤出机的挤出脱水机构，通过螺杆的旋转，将氟橡胶不断向前输送并分离排出氟橡胶中的水分，时间2-4min；带有少量水分的氟橡胶进入螺杆挤出机的升温脱水干燥机构，随着螺杆的旋转氟橡胶不断前移，干燥、脱挥时的温度控制在85～115℃，时间6-10min，脱去氟橡胶内残留的水分和极少数的挥发分；已排除挥发分的氟橡胶被送入螺杆挤出机的剪切、塑炼机构，塑炼时的温度控制在40～60℃内，时间3-5min，塑炼完成，从螺杆挤出机的口模挤出片状或颗粒状氟橡胶成品；将氟橡胶成品包装入库。

上述现有技术虽然实现了较快的连续干燥，但仍存在局部温度较高的问题，同样会使氟橡胶释放出大量腐蚀性极强的氢氟酸、氯化氢等，使氟橡胶颜色发黄变深、品质下降；同时对装置造成破坏，特别是对主装置挤出螺杆的腐蚀，不仅使装置无法稳定运行，同时腐蚀脱落的金属杂质还会被大量地引入物料，严重破坏产品质量。

发明内容

本实用新型旨在解决现有技术中存在的问题，提出了一种氟橡胶脱水系统，实现了氟橡胶在脱水工艺中气化脱水量小、强度低、节约能源，干燥效率高、速度快、周期短，有效防止物料变色、品质下降的目的。

为了实现上述实用新型目的，本实用新型的技术方案如下：

一种氟橡胶脱水系统，包括依次连接的水浴软化箱、水浴压延机和微波复合干燥装置；水浴软化箱包括水浴箱体Ⅰ；水浴压延机包括水浴箱体Ⅱ和置于水浴箱体Ⅱ内部的压延机；水浴箱体Ⅰ和水浴箱体Ⅱ内部分别设置有加热器Ⅰ和加热器Ⅱ：水浴箱体Ⅰ内部设置有连接至水浴箱体Ⅱ的输送机构Ⅰ；微波复合干燥装置包括一微波复合干燥腔，微波复合干燥腔连接有微波发生器。

本实用新型的微波复合干燥腔一侧腔壁通过网孔板连接有出气通道，另一侧腔壁通过网孔板连接有进气通道，腔底部或顶部设置有气体加热通道，进气通道上设置有补新风口。

实际运作时，腔内的气体受风机牵引，从腔体的一侧经网孔板排出，再依次经过风机、腔体底部下面的气体加热器腔体的另一侧的网孔板返回到腔内。同时气体在气体加热器被加热到所需的温度。

本实用新型经过以下步骤处理氟橡胶：

将含水量为30～45 wt%的氟橡胶湿料投入到水浴箱体Ⅰ中，所述水浴箱体Ⅰ内部为无离子水，所述无离子水的温度为40～140℃，所述水浴箱体Ⅰ内的气压为0～3barG。将氟橡胶湿料在水浴箱体Ⅰ内部软化。

将软化后的氟橡胶通过输送机构Ⅰ输送至水浴箱体Ⅱ内进行压延，压延采用的是压延机。经过压延的薄片送至微波复合干燥装置内部进行干燥，干燥过程中向微波复合干燥装置中馈入微波，同时向微波复合干燥装置中通入热干气体。

本实用新型的压延机可以由两根压辊进行单级压延，也可以由两根以上压辊进行多级压延，多级压延的压辊组可以按“一”字型、“T(「)”字型、“Z”字型、“L”字型、“S”字型依次紧密排列组成多级压延机。

进一步地，本实用新型水浴箱体Ⅰ的顶部设置有一进料口，进料口正对下方为用以承载和传送物料的输送机构Ⅰ；水浴箱体Ⅱ的顶部设置有一开口；输送机构Ⅰ倾斜设置，输送机构Ⅰ的一端设置水浴箱体Ⅰ内部，输送机构Ⅰ的另一端设置在水浴箱体Ⅱ的开口上方。

进一步地，本实用新型：压延机设置在开口下方；水浴箱体Ⅱ上还设置有一出口，出口处设置一承接轮。

进一步地，本实用新型微波复合干燥腔的两端分别为进口端和出口端，进口端和出口端的高度低于微波复合干燥腔的高度；从进口端至出口端设置有输送机构Ⅱ。

本实用新型的输送机构Ⅱ可为链式输送机构，具体为采用非金属材料的链网板、链网带、链杆式的结构，例如两侧为链条，中间为网孔板的链网板；两侧为链条，中间为网带的链网带；两侧为链条，中间为连杆的链杆式。

本实用新型采用链网板、链网带、链杆式这样透空的链式输送机构，能够方便物料干燥蒸发的水蒸汽散发、方便循环热干气体与物料接触。

进一步地，本实用新型水浴软化箱连接有无离子水净化装置Ⅰ；水浴压延机连接有无离子水净化装置Ⅱ。

进一步地，本实用新型水浴箱体Ⅰ、水浴箱体Ⅱ和微波复合干燥腔的外围均设置有保温层。

本实用新型中的辊筒具体为两端穿有链轮的轴杆。本实用新型微波复合干燥腔内部设置有多个辊筒，辊筒呈上下两行分布。

本实用新型的辊筒的具体运行方式为：为了充分利用腔内空间、增大腔内的装料量、减少设备长方向的空间占用，输送机构Ⅱ在受辊筒上的链轮导向控制并循环运行，已经压延成薄片的物料从进口端铺在输送机构Ⅱ上面，并随输送机构Ⅱ进入微波复合干燥腔：输送机构Ⅱ通过进口端穿入微波复合干燥腔后，依次沿一下一上的辊筒，反复穿行折返，最终通过出口端穿出微波复合干燥腔。

进一步地，本实用新型加热器Ⅰ和加热器Ⅱ分别设置在水浴软化箱和水浴压延机内侧的底部。

进一步地，本实用新型微波复合干燥装置连接塑炼机，塑炼机连接成品储槽。能够根据需要进行后续处理。

本实用新型带来的有益效果有：

（一）本实用新型依次设置了水浴软化箱、水浴压延机和微波复合干燥装置，依次对应了水浴加热软化-水中压延脱水-微波复合干燥这三个步骤对氟橡胶进行脱水处理，完成了整个氟橡胶脱水的处理过程。在水浴软化箱内将含水量为30～45 wt%氟橡胶湿料经过水浴加热软化，将氟橡胶湿料热透，然后在水浴压延机中进行水中压延。水中压延处理后的薄片内部含水率与压延成片的厚度成正相关性，成片厚度薄含水率越低；但是门尼粘度较高的氟橡胶难压成薄片，提高步骤水浴加热软化和水中压延脱水的水温可适当降低压延难度、可压出相对较薄的片，因此步骤水浴加热软化和水中压延脱水的水温对脱水效果有间接影响。最后将压延成的薄片输送至微波复合干燥装置中进行干燥，同时通入热干气体温度、馈入微波进行脱水，物料含水率较高时，通过提高风温、延长干燥时间，最终得到含水率≤0.10 wt%的成品。

（二）本实用新型的水浴软化箱：可以对氟橡胶进行除杂，同时由于氟橡胶湿料浸泡在无离子水体系中。水的比热容大，可以很好地平衡氟橡胶湿料的温度，防止氟橡胶湿料出现局部过热而释放氢氟酸、氯化氢等。输送机构Ⅰ的一端设置水浴箱体Ⅰ内部，输送机构Ⅰ的另一端设置在水浴箱体Ⅱ的开口上方。即先在水浴软化箱中软化，然后通过输送机构Ⅰ输送至开口，进入压延机进行压延。

（三）本实用新型的水浴压延机：通过物理挤压，将氟橡胶湿料挤成薄片的同时，将其中包裹的绝大部分内部水转化成表水，挤压后物料内部含水率可降至0.5wt%～5.0wt%。

（四）本实用新型的微波复合干燥装置：因为氟橡胶为微波低损耗材料，因此微波可选择性的作用于水，使水气化而不使物料温度升得过高。片状物料内部含水低、厚度薄，水蒸汽非常容易从物料中脱除；片状物料表面积大，与干空气接触充分，从物料中脱出的水蒸汽被迅速吸收，不易出现冷凝返潮；通入的热干空气使物料温度更均匀，既可防止局部高温而影响品质，也可防止局部低温使刚气化的水又冷凝在物料表面而影响干燥效率。

（五）本实用新型水浴软化箱连接有无离子水净化装置Ⅰ；水浴压延机连接有无离子水净化装置Ⅱ。即使由于温度较高使氟橡胶释放出氢氟酸、氯化氢等，也会被无离子水迅速稀释、带走，从而避免氟橡胶变色、品质下降，也可以避免对装置的损坏。

（六）本实用新型辊筒呈上下两行分布。需要干燥的物料放置在输送机构Ⅱ上，所述输送机构Ⅱ通过进口端穿入微波复合干燥腔后，依次沿一下一上的辊筒，反复穿行折返，最终通过出口端穿出微波复合干燥腔。可充分利用腔内空间、增大腔内的装料量、减少设备长方向的空间占用，对需要干燥的物料进行了充分的干燥。

附图说明

图1为本实用新型的示意图。

图2为图1的A-A方向的剖视图。

其中， 1、水浴箱体Ⅰ，2、水浴箱体Ⅱ，3、压延机，4、加热器Ⅰ，5、加热器Ⅱ，6、输送机构Ⅰ，7、微波复合干燥腔，8、微波发生器，9、补新风口，10、进料口，11、开口，12、出口，13、承接轮，14、进口端，15、出口端，16、输送机构Ⅱ，17、无离子水净化装置Ⅰ，18、无离子水净化装置Ⅱ，19、保温层，20、辊筒，21、塑炼机，22、成品储槽，23、氟橡胶，24、气体加热器，25、风机，26、出气通道，27、进气通道，28、气体加热通道，29、网孔板。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例1

一种氟橡胶23脱水系统，包括依次连接的水浴软化箱、水浴压延机和微波复合干燥装置；水浴软化箱包括水浴箱体Ⅰ1；水浴压延机包括水浴箱体Ⅱ2和置于水浴箱体Ⅱ2内部的压延机3；水浴箱体Ⅰ1和水浴箱体Ⅱ2内部分别设置有加热器Ⅰ4和加热器Ⅱ5：水浴箱体Ⅰ1内部设置有连接至水浴箱体Ⅱ2的输送机构Ⅰ6；微波复合干燥装置包括一微波复合干燥腔7，微波复合干燥腔7连接有微波发生器8。

微波复合干燥腔7的腔体两侧和底部的外部设置有风道，腔体两侧通过网孔板与风道连通。实际运作时，腔内的气体受风机25牵引，从腔体的一侧经网孔排出，再依次经过风机25、腔体底部下面的气体加热器24腔体的另一侧的网孔返回到腔内。同时气体在气体加热器24被加热到所需的温度。

按照本实用新型的氟橡胶23脱水系统进行处理：

将含水量为30～45 wt%的氟橡胶23湿料投入到水浴箱体Ⅰ1中，所述水浴箱体Ⅰ1内部为无离子水，所述无离子水的温度为40～140℃，所述水浴箱体Ⅰ内的气压为0～3barG。将氟橡胶23湿料在水浴箱体Ⅰ1内部软化。

先将氟橡胶23湿料将氟橡胶23湿料浸泡在无离子水体系中；无离子水体系的温度为40～140℃，无离子水体系的压力为0～3barG。

进一步地，本实用新型水浴箱体Ⅰ1的顶部设置有一进料口10，进料口10正对下方为用以承载和传送物料的输送机构Ⅰ6；水浴箱体Ⅱ2的顶部设置有一开口11；输送机构Ⅰ6倾斜设置，输送机构Ⅰ6的一端设置水浴箱体Ⅰ1内部，输送机构Ⅰ6的另一端设置在水浴箱体Ⅱ2的开口11上方。

压延机3设置在开口11下方；水浴箱体Ⅱ2上还设置有一出口12，出口12处设置一承接轮13。

将软化后的氟橡胶23通过输送机构Ⅰ6从开口11输送至水浴箱体Ⅱ2内进行压延，压延采用的是压延机3。经过压延的薄片送至微波复合干燥装置内部进行干燥，干燥过程中向微波复合干燥装置中馈入微波，同时向微波复合干燥装置中通入热干气体。

本实用新型微波复合干燥腔7从进口端14至出口端15设置有输送机构Ⅱ16。微波复合干燥腔7连接有微波发生器8，一侧腔壁通过网孔板29连接有出气通道26，另一侧腔壁通过网孔板29连接有进气通道27，腔底部或顶部设置有气体加热通道28，进气通道27上设置有补新风口9。

本实用新型进口端14和出口端15在一条直线上。即通过经过压延的薄片通过输送机构Ⅱ16从进口端14进入到微波复合干燥腔7内部进行干燥，然后从出口端15输出，再根据需要依次进入塑炼机21进行处理，最终储存在成品储槽22。

进一步地，本实用新型水浴软化箱连接有无离子水净化装置Ⅰ17；水浴压延机连接有无离子水净化装置Ⅱ18。无离子水净化装置Ⅰ17和无离子水净化装置Ⅱ18对水浴箱体Ⅰ1和水浴箱体Ⅱ2进行循环处理。

进一步地，本实用新型水浴箱体Ⅰ1、水浴箱体Ⅱ2和微波复合干燥腔7的外围均设置有保温层19。提供水浴软化、水中压延和干燥的保温环境。

进一步地，本实用新型微波复合干燥腔7内部设置有多个辊筒20，辊筒20呈上下两行分布；所述输送机构Ⅱ16通过进口端14穿入微波复合干燥腔7后，依次沿一下一上的辊筒20，反复穿行折返，最终通过出口端15穿出微波复合干燥腔7。

进一步地，本实用新型加热器Ⅰ4和加热器Ⅱ5分别设置在水浴软化箱和水浴压延机内侧的底部。用以对水浴箱体Ⅰ1、水浴箱体Ⅱ2内部的无离子水进行加热。

实施例2～5

采用本实用新型所述的氟橡胶23脱水系统进行脱水，具体操作如下表所示：

。

Claims (9)

1.一种氟橡胶脱水系统，其特征在于：包括依次连接的水浴软化箱、水浴压延机和微波复合干燥装置；所述水浴软化箱包括水浴箱体Ⅰ（1）；所述水浴压延机包括水浴箱体Ⅱ（2）和置于水浴箱体Ⅱ（2）内部的压延机（3）；所述水浴箱体Ⅰ（1）和所述水浴箱体Ⅱ（2）内部分别设置有加热器Ⅰ（4）和加热器Ⅱ（5）：所述水浴箱体Ⅰ（1）内部设置有连接至水浴箱体Ⅱ（2）的输送机构Ⅰ（6）；所述微波复合干燥装置包括一微波复合干燥腔（7），所述微波复合干燥腔（7）连接有微波发生器（8）。

2.如权利要求1所述的氟橡胶脱水系统，其特征在于：所述水浴箱体Ⅰ（1）的顶部设置有一进料口（10），所述进料口（10）正对下方为用以承载和传送物料的输送机构Ⅰ（6）；所述水浴箱体Ⅱ（2）的顶部设置有一开口（11）；所述输送机构Ⅰ（6）倾斜设置，所述输送机构Ⅰ（6）的一端设置所述水浴箱体Ⅰ（1）内部，所述输送机构Ⅰ（6）的另一端设置在所述水浴箱体Ⅱ（2）的开口（11）上方。

3.如权利要求2所述的氟橡胶脱水系统，其特征在于：所述压延机（3）设置在所述开口（11）下方；所述水浴箱体Ⅱ（2）上还设置有一出口（12），所述出口（12）处设置一承接轮（13）。

4.如权利要求1所述的氟橡胶脱水系统，其特征在于：所述微波复合干燥腔（7）的两端分别为进口端（14）和出口端（15），从进口端（14）至出口端（15）设置有输送机构Ⅱ（16）。

5.如权利要求1所述的氟橡胶脱水系统，其特征在于：所述微波复合干燥腔（7）一侧腔壁通过网孔板连接有出气通道（26），另一侧腔壁通过网孔板连接有进气通道（27），腔底部或顶部设置有气体加热通道（28），进气通道（27）上设置有补新风口（9）。

6.如权利要求1或2中任一项所述的氟橡胶脱水系统，其特征在于：所述水浴软化箱连接有无离子水净化装置Ⅰ（17）；所述水浴压延机连接有无离子水净化装置Ⅱ（18）。

7.如权利要求3中所述的氟橡胶脱水系统，其特征在于：所述水浴箱体Ⅰ（1）、所述水浴箱体Ⅱ（2）和所述微波复合干燥腔（7）的外围均设置有保温层（19）。

8.如权利要求1或2中任一项所述的氟橡胶脱水系统，其特征在于：所述微波复合干燥腔（7）内部设置有多个辊筒（20），所述辊筒（20）呈上下两行分布；所述输送机构Ⅱ（16）通过进口端（14）穿入微波复合干燥腔（7）后，依次沿一下一上的辊筒（20）运动，通过出口端（15）穿出微波复合干燥腔（7）。

9.如权利要求1或2中任一项所述的氟橡胶脱水系统，其特征在于：所述加热器Ⅰ（4）和加热器Ⅱ（5）分别设置在所述水浴软化箱和所述水浴压延机内侧的底部。