TW201332742A - 自含聚合物介質移除揮發性組分之方法及用於此目的之去揮發裝置 - Google Patents

自含聚合物介質移除揮發性組分之方法及用於此目的之去揮發裝置 Download PDF

Info

Publication number
TW201332742A
TW201332742A TW101135466A TW101135466A TW201332742A TW 201332742 A TW201332742 A TW 201332742A TW 101135466 A TW101135466 A TW 101135466A TW 101135466 A TW101135466 A TW 101135466A TW 201332742 A TW201332742 A TW 201332742A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
screw
max
polymer
extruder
profile
Prior art date
Application number
TW101135466A
Other languages
English (en)
Other versions
TWI611903B (zh
Inventor
Joerg Kirchhoff
Thomas Koenig
Michael Bierdel
Original Assignee
Lanxess Deutschland Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Lanxess Deutschland Gmbh filed Critical Lanxess Deutschland Gmbh
Publication of TW201332742A publication Critical patent/TW201332742A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI611903B publication Critical patent/TWI611903B/zh

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29BPREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00Mixing; Kneading
    • B29B7/30Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices
    • B29B7/34Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices
    • B29B7/38Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices rotary
    • B29B7/46Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices rotary with more than one shaft
    • B29B7/48Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices rotary with more than one shaft with intermeshing devices, e.g. screws
    • B29B7/482Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices rotary with more than one shaft with intermeshing devices, e.g. screws provided with screw parts in addition to other mixing parts, e.g. paddles, gears, discs
    • B29B7/483Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices rotary with more than one shaft with intermeshing devices, e.g. screws provided with screw parts in addition to other mixing parts, e.g. paddles, gears, discs the other mixing parts being discs perpendicular to the screw axis
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/05Stirrers
    • B01F27/11Stirrers characterised by the configuration of the stirrers
    • B01F27/114Helically shaped stirrers, i.e. stirrers comprising a helically shaped band or helically shaped band sections
    • B01F27/1143Helically shaped stirrers, i.e. stirrers comprising a helically shaped band or helically shaped band sections screw-shaped, e.g. worms
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F35/00Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
    • B01F35/75Discharge mechanisms
    • B01F35/754Discharge mechanisms characterised by the means for discharging the components from the mixer
    • B01F35/75475Discharge mechanisms characterised by the means for discharging the components from the mixer using fans or ventilators
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29BPREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00Mixing; Kneading
    • B29B7/30Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices
    • B29B7/34Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices
    • B29B7/38Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices rotary
    • B29B7/46Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices rotary with more than one shaft
    • B29B7/48Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices rotary with more than one shaft with intermeshing devices, e.g. screws
    • B29B7/488Parts, e.g. casings, sealings; Accessories, e.g. flow controlling or throttling devices
    • B29B7/489Screws
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29BPREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00Mixing; Kneading
    • B29B7/30Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices
    • B29B7/58Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29B7/72Measuring, controlling or regulating
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29BPREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00Mixing; Kneading
    • B29B7/74Mixing; Kneading using other mixers or combinations of mixers, e.g. of dissimilar mixers ; Plant
    • B29B7/7466Combinations of similar mixers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29BPREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00Mixing; Kneading
    • B29B7/74Mixing; Kneading using other mixers or combinations of mixers, e.g. of dissimilar mixers ; Plant
    • B29B7/7476Systems, i.e. flow charts or diagrams; Plants
    • B29B7/7495Systems, i.e. flow charts or diagrams; Plants for mixing rubber
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29BPREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00Mixing; Kneading
    • B29B7/80Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29B7/802Constructions or methods for cleaning the mixing or kneading device
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29BPREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00Mixing; Kneading
    • B29B7/80Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29B7/84Venting or degassing ; Removing liquids, e.g. by evaporating components
    • B29B7/845Venting, degassing or removing evaporated components in devices with rotary stirrers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29BPREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00Mixing; Kneading
    • B29B7/80Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29B7/86Component parts, details or accessories; Auxiliary operations for working at sub- or superatmospheric pressure
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29BPREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B9/00Making granules
    • B29B9/02Making granules by dividing preformed material
    • B29B9/06Making granules by dividing preformed material in the form of filamentary material, e.g. combined with extrusion
    • B29B9/065Making granules by dividing preformed material in the form of filamentary material, e.g. combined with extrusion under-water, e.g. underwater pelletizers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/022Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the choice of material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/251Design of extruder parts, e.g. by modelling based on mathematical theories or experiments
    • B29C48/2517Design of extruder parts, e.g. by modelling based on mathematical theories or experiments of intermeshing screws
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/255Flow control means, e.g. valves
    • B29C48/2552Flow control means, e.g. valves provided in the feeding, melting, plasticising or pumping zone, e.g. screw, barrel, gear-pump or ram
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/256Exchangeable extruder parts
    • B29C48/2564Screw parts
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/268Throttling of the flow, e.g. for cooperating with plasticising elements or for degassing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/36Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
    • B29C48/375Plasticisers, homogenisers or feeders comprising two or more stages
    • B29C48/385Plasticisers, homogenisers or feeders comprising two or more stages using two or more serially arranged screws in separate barrels
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/36Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
    • B29C48/395Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die using screws surrounded by a cooperating barrel, e.g. single screw extruders
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/36Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
    • B29C48/395Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die using screws surrounded by a cooperating barrel, e.g. single screw extruders
    • B29C48/40Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die using screws surrounded by a cooperating barrel, e.g. single screw extruders using two or more parallel screws or at least two parallel non-intermeshing screws, e.g. twin screw extruders
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/36Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
    • B29C48/50Details of extruders
    • B29C48/505Screws
    • B29C48/535Screws with thread pitch varying along the longitudinal axis
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/36Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
    • B29C48/50Details of extruders
    • B29C48/505Screws
    • B29C48/54Screws with additional forward-feeding elements
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/36Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
    • B29C48/50Details of extruders
    • B29C48/505Screws
    • B29C48/57Screws provided with kneading disc-like elements, e.g. with oval-shaped elements
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/36Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
    • B29C48/50Details of extruders
    • B29C48/505Screws
    • B29C48/59Screws characterised by details of the thread, i.e. the shape of a single thread of the material-feeding screw
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/36Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
    • B29C48/50Details of extruders
    • B29C48/505Screws
    • B29C48/67Screws having incorporated mixing devices not provided for in groups B29C48/52 - B29C48/66
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/36Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
    • B29C48/50Details of extruders
    • B29C48/76Venting, drying means; Degassing means
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/36Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
    • B29C48/50Details of extruders
    • B29C48/76Venting, drying means; Degassing means
    • B29C48/765Venting, drying means; Degassing means in the extruder apparatus
    • B29C48/766Venting, drying means; Degassing means in the extruder apparatus in screw extruders
    • B29C48/767Venting, drying means; Degassing means in the extruder apparatus in screw extruders through a degassing opening of a barrel
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J11/00Recovery or working-up of waste materials
    • C08J11/04Recovery or working-up of waste materials of polymers
    • C08J11/10Recovery or working-up of waste materials of polymers by chemically breaking down the molecular chains of polymers or breaking of crosslinks, e.g. devulcanisation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J11/00Recovery or working-up of waste materials
    • C08J11/04Recovery or working-up of waste materials of polymers
    • C08J11/10Recovery or working-up of waste materials of polymers by chemically breaking down the molecular chains of polymers or breaking of crosslinks, e.g. devulcanisation
    • C08J11/18Recovery or working-up of waste materials of polymers by chemically breaking down the molecular chains of polymers or breaking of crosslinks, e.g. devulcanisation by treatment with organic material
    • C08J11/20Recovery or working-up of waste materials of polymers by chemically breaking down the molecular chains of polymers or breaking of crosslinks, e.g. devulcanisation by treatment with organic material by treatment with hydrocarbons or halogenated hydrocarbons
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F2101/00Mixing characterised by the nature of the mixed materials or by the application field
    • B01F2101/2805Mixing plastics, polymer material ingredients, monomers or oligomers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/001Combinations of extrusion moulding with other shaping operations
    • B29C48/0022Combinations of extrusion moulding with other shaping operations combined with cutting
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/03Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the shape of the extruded material at extrusion
    • B29C48/04Particle-shaped
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/267Intermediate treatments, e.g. relaxation, annealing or decompression step for the melt
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/36Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
    • B29C48/395Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die using screws surrounded by a cooperating barrel, e.g. single screw extruders
    • B29C48/40Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die using screws surrounded by a cooperating barrel, e.g. single screw extruders using two or more parallel screws or at least two parallel non-intermeshing screws, e.g. twin screw extruders
    • B29C48/402Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die using screws surrounded by a cooperating barrel, e.g. single screw extruders using two or more parallel screws or at least two parallel non-intermeshing screws, e.g. twin screw extruders the screws having intermeshing parts
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/36Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
    • B29C48/395Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die using screws surrounded by a cooperating barrel, e.g. single screw extruders
    • B29C48/40Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die using screws surrounded by a cooperating barrel, e.g. single screw extruders using two or more parallel screws or at least two parallel non-intermeshing screws, e.g. twin screw extruders
    • B29C48/425Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die using screws surrounded by a cooperating barrel, e.g. single screw extruders using two or more parallel screws or at least two parallel non-intermeshing screws, e.g. twin screw extruders using three or more screws
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/36Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
    • B29C48/395Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die using screws surrounded by a cooperating barrel, e.g. single screw extruders
    • B29C48/40Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die using screws surrounded by a cooperating barrel, e.g. single screw extruders using two or more parallel screws or at least two parallel non-intermeshing screws, e.g. twin screw extruders
    • B29C48/425Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die using screws surrounded by a cooperating barrel, e.g. single screw extruders using two or more parallel screws or at least two parallel non-intermeshing screws, e.g. twin screw extruders using three or more screws
    • B29C48/43Ring extruders
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/36Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
    • B29C48/50Details of extruders
    • B29C48/505Screws
    • B29C48/507Screws characterised by the material or their manufacturing process
    • B29C48/509Materials, coating or lining therefor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/36Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
    • B29C48/50Details of extruders
    • B29C48/505Screws
    • B29C48/64Screws with two or more threads
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/36Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
    • B29C48/50Details of extruders
    • B29C48/76Venting, drying means; Degassing means
    • B29C48/762Vapour stripping
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/36Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
    • B29C48/50Details of extruders
    • B29C48/76Venting, drying means; Degassing means
    • B29C48/763Vent constructions, e.g. venting means avoiding melt escape
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29KINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2023/00Use of polyalkenes or derivatives thereof as moulding material
    • B29K2023/18Polymers of hydrocarbons having four or more carbon atoms, e.g. polymers of butylene, e.g. PB, i.e. polybutylene
    • B29K2023/22Copolymers of isobutene, e.g. butyl rubber
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2315/00Characterised by the use of rubber derivatives
    • C08J2315/02Rubber derivatives containing halogen

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Algebra (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
  • Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
  • Separation, Recovery Or Treatment Of Waste Materials Containing Plastics (AREA)

Abstract

本發明有關使含聚合物介質(例如,特別是聚合物熔體、聚合物溶液及分散液)去揮發之方法及亦關於進行上述方法之去揮發裝置。

Description

自含聚合物介質移除揮發性組分之方法及用於此目的之去揮發裝置
本發明有關使含聚合物介質(例如,特別是聚合物熔體、聚合物溶液及分散液)去揮發之方法及亦關於進行上述方法之去揮發裝置。
擠壓為製備、處理及加工聚合物中頻繁使用的方法。此處及以下,擠壓為處理介質於單螺桿或多螺桿擠壓機。
製備聚合物中,工業上使用擠壓以從含聚合物介質移除揮發性組分,例如單體、寡聚物及亦助劑與溶劑([1],第192至212頁;[1]=Klemens Kohlgrüber.Twin-Screw Extruders,Hanser Verlag Munich 2007)。再者,擠壓期間亦可視情況進行如藉由接枝而化學改質聚合物、改質官能基或藉由標靶增加或減少分子量而改質分子量,或藉由混入添加劑可例如最後加工聚合物。
擠壓的優勢被特別大量能量消散於欲被擠壓的含聚合物介質中之不利條件抵銷,尤其是典型使用作為擠壓機處理元件之螺桿元件交錯區域中,其可導致嚴重局部過熱。此局部過熱可導致損害產品,如改變氣味、顏色、化學組成,或在產品中形成不均勻性,如凝膠顆粒或斑點。
局部過熱情況中各種聚合物之損害型態係例如敘述在WO2009/153000A於第22頁第7行至第24頁第25行。
橡膠例如聚丁二烯(BR)、天然橡膠(NR)、聚異平(IR)、丁基橡膠(IIR)、氯丁基橡膠(CIIR)、溴丁基橡膠(BIIR)、苯乙烯-丁二烯橡膠(SBR)、聚氯平(CR)、丁二烯-丙烯腈橡膠(NBR)、部分氫化丁二烯-丙烯腈橡膠(HNBR)及乙烯-丙烯-二烯共聚物(EPDM)。若溫度太高特別傾向顯示交聯及凝膠形成,其導致從那裡所製產品之機械性質嚴重變質。在氯丁基與溴丁基橡膠及亦氯平橡膠情況中,在升溫可釋放腐蝕性氯化氫或溴化氫,此依次催化進一步聚合物分解。
進展損害聚合物之反應速率取決於溫度,對此反應速率常數k(T)可由阿瑞尼斯方程式敘述:k(T)=A*exp(-EA/(R*T))此方程式中,k為反應速率常數,T為絕對溫度呈〔K〕,A為頻率因子,EA為活化能呈〔J/mol〕,R為通用氣體常數呈〔J/(mol*K)〕。
因而一般應配置擠壓含聚合物介質之方法,亦從能量觀點而言,以致平均溫度增加盡可能低,避免例如在根據先前技藝具有經典Erdmenger螺桿外形的螺桿元件交錯區域中發生之局部溫度峰。
先前技藝含有大量方法解決此問題。
DE 1 180 718 A揭示具有單線處理(single-flighted treatment)之雙螺桿機器或螺桿元件。在截面中,螺桿元件之外圍輪廓係由環狀弧形物製成。旋轉方向中活動 側翼具有由三個環狀弧形物製成之外圍輪廓,其中點係位於螺桿元件之外半徑或縱軸上。不利條件在於螺桿元件僅允許作用於欲加工材料設定剪切及/或延長流動之小靈活性。
WO2009/152968及WO2011/039016揭示擠壓機處理元件,特別是螺桿元件,由於其等圓形而在擠壓期間造成較少能量輸入於含聚合物介質。
EP 1 617 985 A1揭示去揮發雙峰聚烯烴之處理機具設備及亦方法。在處理機具設備中,串聯安排兩個共旋轉雙螺桿擠壓機,運送方向觀看之第二擠壓機具有使欲處裡聚烯烴去揮發之去揮發區域。此處理機具設備之不利條件在於去揮發性能(亦即移除之非所欲揮發性組分比例)低。
EP 0861717 A1揭示加工發散大量揮發物的材料之方法及裝置。擠壓裝置具有一個主要擠壓機及側面打開入此之兩個次要擠壓機,以致在主要擠壓機汽化區域形成之氣流被分成至少三股次流,然後從擠壓機排放。
EP 1 127 609 A2揭示使用捏合機從含聚合物介質移除揮發性組分之方法。此處,透過捏合機壁部分導入能量,並用於汽化溶劑。再者,藉助旋轉捏合機螺桿導入能量作為機械能量。經由捏合機導入機械能量大幅取決於產品黏度,其大幅減少靈活性且因而工業使用方法之吸引力。
EP 1 165 302 A1揭示去揮發塑膠之裝置及方法,其具有一個反向的去揮發區域及在運送方向複數個去揮發區域,其在減壓下操作。減壓係必要以便達到低剩餘濃度的揮發性組分。
「Process Machinery」,parts I與II,2000年三月與四月;作者C.G.Hagberg,及WO2010/031823 A與PCT/EP2011/054415揭示使用瞬間蒸發槽(flash tank)及一或多個擠壓機直接去揮發橡膠溶液。
US 4,055,001揭示在乾燥過程期間使用超音波探針製備具有水含量小於0.1重量%的聚合物(例如丁基橡膠)之方法。然而,由超音波製造之非常高剪應力係對工業使用不適宜。
US 2001/056176 A1揭示濃縮橡膠溶液之單階段方法。橡膠溶液係藉助蒸汽加熱,以便移除減壓下由去揮發一個步驟中存在之溶劑,製造白色碎屑。US 2001/056176 A1建議大量蒸汽流以在低蒸氣壓移除揮發性組分,並導致額外水非所欲地含於碎屑中。
然而,上述解決擠壓含聚合物介質(特別是含橡膠介質)問題之方法仍能夠改良。
因此本發明目的係提供從含聚合物介質移除揮發性組分之方法,其使高去揮發性能組合高聚合物產出量連同低剩餘含量的揮發性組分變得可能。
本發明然後提供特別適合從含聚合物介質移除揮發性化合物且具有至少一個擠壓機之裝置,其依次具有:●一個桶及n個具有聯合洞直徑Dn之桶洞Bn,其中n為整數,較好為整數1至16、特別好1至12、非常特別好2至8、甚至更好2,在n大於1情況中桶洞較好互相穿過對面且同樣較好安排互相平行,●一或多個螺桿Wn,其可驅動以便旋轉且各情況中同心地安排於一個桶洞Bn,具有旋轉軸An且配備有處理元件,該元件周圍方向中截面圖具有◆就截面圖徑向尺寸對螺桿Wn旋轉軸An而論,m個相對最大值Rm max n,其中m為整數1至8、較好1至4、特別好1、2或3、非常特別好1或2、甚至更好2,◆就截面圖徑向尺寸對螺桿Wn旋轉軸An而論,最大值Rmax n,其中Rmax n滿足:Rmax n<=(Dn/2)●至少一個饋入區域,●一或多個去揮發區域,各情況中包括至少一個適合從來自擠壓機的含聚合物介質排放揮發性組分之去揮發開口,●至少一個排放區域,其中擠壓機具有螺距t之螺桿元件作為處理元件,其以符合下列三項條件之至少兩項配置: S1)根據縱斷面曲線徑向尺寸,截面圖具有至少一個相對最大值Rm max n,其中:0.420Dn<Rm max n<0.490Dn、較好0.430Dn>=Rm max n<0.485Dn、特別好0.440Dn<Rm max n<0.482Dn、非常特別好0.450Dn<Rm max n<0.480Dn,S2)1.38Dn<t<5.00Dn、較好1.60Dn<t<3.00Dn、特別好1.80Dn<t<2.50Dn、非常特別好1.90Dn<t<2.40Dn,S3)位於旋轉方向前面之活動側翼上,徑向尺寸範圍0.95Rmax至Rmax、較好0.90Rmax至Rmax、特別好0.80Rmax至Rmax、非常特別好0.50Rmax至Rmax、甚至更好於整體範圍0至Rmax,個別螺桿元件截面圖不具有切角β大於30°、較好大於25°、特別好22°、非常特別好15°、非常特別好10°,其中切角β定義為◆在處理元件截面圖上(截面圖不可被連續微分)任一點拖拉切線所形成之較小兩個角度,◆在處理元件截面圖上(截面圖總可被微分)任一點為0°。
本發明範疇不僅含括明確提及的特色與特色組合,而且含括針對各特色載明之較好範圍任何組合。
針對本發明目的,截面圖係在與螺桿(安排於處理元件上)旋轉軸An成直角平面中之處理元件(特別是螺 桿元件)概圖。
術語螺桿元件含括現今慣常包括心軸的模組建構及具有心軸用的調節開口之螺桿元件兩者,及亦具有如呈一體(one-piece)形式的實心建構之螺桿,由呈實心建構製造的個別次段組成之螺桿,或上述建構組合。
上述幾何比率藉助如圖1所示緊緊交錯雙螺桿擠壓機之經典兩線(two-flighted)Erdmenger概圖敘述。Erdmenger概圖在螺桿交錯地帶具有例如兩個相對最大值R1 max及R2 max,就截面圖徑向尺寸對旋轉軸A1及A2而論各情況中具有最大值Rmax
文獻中,具有p個相對最大值Rp max(就截面圖徑向尺寸對螺桿Wn旋轉軸An而論各至少85%、較好至少95%最大值Rmax)之螺桿元件通常亦稱為p線(p-flighted)螺桿概圖。
位於旋轉方向前面之活動側翼針對本發明目的係從相對最大值Rm max n至下一個相對最小值Rm min n之螺桿元件截面圖地帶,就截面圖徑向尺寸對旋轉方向螺桿Wn旋轉軸An而論。若相對最大值Rm max n或相對最小值Rm min n為單一點,此按照定義既不是活動側翼(Fakt)組分也不是被動側翼(Fpass)組分。相同應用於交錯區域之中點M,其具有例如上升後平線樣相對最大值,就螺桿概圖隨交錯角度KW的函數R(φ)而論,其中φ為圓周方向對旋轉軸A之角度。此情況中,如圖1所示,上升後 平線樣最大值的中點至螺桿元件旋轉方向相對最大值的終點同樣按照定義為部分活動側翼Fakt。螺桿元件旋轉方向相對最大值的終點為圖1所示Erdmenger概圖中交叉之點Sp。
再者,半徑0.9Rmax舉例指出於圖1,可見交錯環狀弧形物與側翼環狀弧形物之交叉點Sp係位於此半徑外(亦即介於0.9Rmax至Rmax),並在概圖中製造扭結,在螺桿元件上生成邊緣。交錯環狀弧形物之切線T1與側翼環狀弧形物之切線T2及亦切線T1與T2圍起之較小角度β(針對所示Erdmenger概圖係約34°)同樣顯示於圖1。
所示Erdmenger概圖因此不滿足特色S3)。
特色S1)亦在文獻中被敘述為徑向間隙(radial play)。
根據本發明,含聚合物介質係包括至少一種聚合物及至少一種揮發性化合物之介質。
聚合物可為天然或合成聚合物,較好為具有重量平均分子量大於2000g/mol、特別好大於5000g/mol者。
天然及合成聚合物含括熱塑性聚合物例如聚碳酸酯、聚醯胺、聚酯(特別是聚對酞酸丁二酯及聚對酞酸乙二酯)、聚乳酸交酯、聚醚、熱塑性聚胺基甲酸酯、聚縮醛、氟聚合物(特別是聚二氟亞乙烯)、聚醚碸、聚烯烴(特別是聚乙烯及聚丙烯)、聚醯亞胺、聚丙烯 酸酯(特別是聚甲基丙烯酸(甲)酯)、聚伸苯醚、聚伸苯硫醚、聚醚酮、聚芳基醚酮、苯乙烯聚合物(特別是聚苯乙烯)、苯乙烯共聚物(特別是苯乙烯-丙烯腈共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物)、與聚氯乙烯,及亦彈性體例如由苯乙烯-丁二烯橡膠、天然橡膠、丁二烯橡膠、異平橡膠、乙烯-丙烯-二烯橡膠(例如乙烯-丙烯-二烯(M等級)橡膠(EPDM))、乙烯-丙烯橡膠、丁二烯-丙烯腈橡膠、氫化腈橡膠、丁基橡膠、鹵丁基橡膠、氯平橡膠、乙烯-乙酸乙烯酯橡膠、聚胺基甲酸酯橡膠、古搭帕恰膠、氟橡膠、矽氧橡膠、硫化物橡膠、氯磺醯基-聚乙烯橡膠組成組群之橡膠及亦上述熱塑性聚合物與彈性體之任何混合物。
本發明上下文中,術語丁基橡膠係特別指異丁烯(2-甲基丙烯)與異平(2-甲基丁-1,3-二烯)之共聚物。以莫耳基礎,聚合物之異平含量範圍為0.001至5%、較好1.8至2.3莫耳%。丁基橡膠由具隨機分布異平單元之線型聚異丁烯鏈組成。異平單元將不飽和位置導入聚合物鏈,其使硫化作用變得可能。丁基橡膠之質量平均分子量Mw一般範圍為50,000至1,000,000g/mol、較好300,000至1,000,000g/mol。
鹵化丁基橡膠額外含有化學鍵結至聚合物的若干量鹵素。化學鍵結鹵素之用量一般範圍>0至3重量%,以聚合物總質量為基。(鹵)丁基橡膠亦可含有添加劑, 如0.0001至4phr(phr=以橡膠重量為基,每一百份橡膠之份數)環氧化大豆油(ESBO)、0.0001至5phr硬脂酸鈣及0.0001至0.5phr抗氧化劑。取決於丁基橡膠產品之用途,亦即填料或著色劑,同樣可利用其他添加劑。
在溴丁基橡膠情況中,成品中典型溴含量係1.5至2.5重量%、較好1.6至2.0重量%。
在氯丁基橡膠情況中,成品中典型氯含量係1.0至1.5重量%、較好1.15至1.35重量%。
根據本發明欲使用之含聚合物介質可例如呈懸浮液、糊漿、熔體、溶液、微粒固體組成物之形式或上述類型之混合形式。
針對本發明目的,術語「揮發性化合物」係指於壓力1013hPa具有沸點低於250℃之化合物。揮發性化合物特別為水與其他揮發性無機化合物及亦揮發性有機化合物。揮發性有機化合物典型為用於聚合或用於隨後加工步驟之溶劑,例如起源自其他有機化合物(例如添加劑)的聚合方法之單體或寡聚物。
擠壓機較好具有桶且n=1至16、特別好n=1至12、非常特別好n=2至8、甚至更好n=2桶洞Bn
當n大於1時,桶洞Bn較好互相穿過對面且同樣較好安排互相平行。n大於1且桶洞未穿過且較好為平行之具體化包括本發明之可能具體化。
適合本發明目的之擠壓機類型因而含括單螺桿及多 螺桿擠壓機,例如雙螺桿擠壓機或環擠壓機,以雙螺桿擠壓機為較佳。雙螺桿擠壓機可呈逆旋轉或共旋轉方式驅動。較佳者給予為多螺桿擠壓機,例如特別是配備有緊密交錯處理元件(特別是自清理螺桿元件)之雙螺桿擠壓機或環擠壓機。多螺桿擠壓機亦可為具有未交錯且未互相接觸的擠壓機螺桿或處理元件之擠壓機。
在具體化中,至少一個去揮發裝置之擠壓機亦具有至少一個分散區域。在分散區域中,例如針對汽提劑或其他添加劑可能被導入聚合物。分散區域之處理元件可例如為捏合元件、鋸齒塊、鋸齒盤或鋸齒混合元件。可能進一步選擇適合元件可於[1]中發現。
在螺桿元件之活動側翼地帶中,將欲被擠壓之含聚合物介質壓入擠壓機螺桿Wn旋轉上擠壓機螺桿Wn桶洞Bn中之非常狹窄楔形物。此處發生剪切及延長流動,且特別在根據本發明去揮發的情形中導致高度表面更新,因而導致來自含聚合物介質的揮發性組分之改良擴散。
已驚人地發現當符合兩項特色S1)、S2)及S3)(例如S1)與S2)或S2)與S3)或S1)與S3))或較好所有三項特色S1)、S2)及S3)之螺桿元件存在為擠壓機之處理元件時,可顯著改良擠壓機之產出量及去揮發性能。
在具體化中,滿足特色S1)與S2)或所有三項特色S1)、S2)及S3)。
已發現滿足上述特色S1)、S2)及S3)組合之螺桿元件保持如此低的能量輸入,以致任憑高去揮發性能,則可大量或完全避免上述對擠壓聚合物之損害。特別當具有上述特色之螺桿元件被用於至少一個去揮發區域時,然後充分利用此效果。較佳者給予為至少擠壓機之最後去揮發區域配備有對應螺桿元件。在進一步具體化中,擠壓機之所有去揮發區域配備有對應螺桿元件。去揮發區域數量原則上未受任何限制且可為例如1至20、較好1至10、特別好2至8。去揮發區域典型為擠壓機饋入區之下游;擠壓機饋入區之至少一個去揮發區域上游的排列(稱為反向去揮發區域)為較佳。
如熟習技藝者已知,去揮發區域典型具有至少一個去揮發開口於擠壓機桶中,其通向去揮發圓頂,該圓頂經由氣體排放線依次連接至冷凝器組件,其中凝縮從含聚合物介質發散之揮發性物質。去揮發圓頂之去揮發區域中壓力較好藉助泵調整,特別是真空泵。
經由去揮發開口及去揮發圓頂,從含聚合物介質發散之揮發性化合物傾向攜帶聚合物或產物,其於最糟情況中可導致去揮發開口阻塞及去揮發圓頂阻塞。
在本發明特別好具體化中因此配置去揮發開口及去揮發圓頂,以致其等有效防止或減少含聚合物介質或產物離去。
達到此之適合手段係單螺桿或多螺桿(特別是雙螺 桿)、被架置於去揮發開口上之停止螺桿(stopping screw),且如此操作以致搬運入擠壓機或軋輥或皮帶,該軋輥或皮帶被安排於去揮發開口裡面以便將含聚合物介質或產物推回入擠壓機。作為替代或除了上述手段外,可能使用塗料於去揮發開口上,其減少或防止材料黏著至表面。適合塗料為例如DLC(鑽石樣碳)、乙烯-四氟乙烯(ETFE)、聚四氟乙烯(PTFE)及鎳合金。
去揮發開口及去揮發圓頂之壓力範圍係例如1hPa至2000hPa、較好5hPa至900hPa。
若複數個去揮發區域被安排於擠壓機饋入區域之下游,則在個別去揮發區域間需要安裝壓力增進區域及較好額外堆積(banking-up)元件,以便互相封鎖個別去揮發區域,因而在擠壓機運送方向允許漸進式除氣。此情況中,可在不同壓力操作去揮發區域,特別是在擠壓機運送方向典型變得較低之壓力。
當去揮發區域典型係具有填充物體積程度約0.1至0.6(較好0.3至0.5)之部分填充區域的同時,在壓力增進區域及視情況於堆積元件達到填充物體積程度1。此等然後稱為充分填充區域或剖面。
作為壓力增進區域之處理元件,可能使用例如具有較去揮發區域中更小螺距t之傳統螺桿元件。
作為堆積元件,可能使用例如反向運送元件、具有小螺距之前向運送元件、捏合塊、堆積盤、鋸齒混合元 件或一般具有低運送體積之元件。
擠壓機亦可例如具有至少一個分散區域,例如以便將汽提劑或其他添加劑導入含聚合物介質。已驚人地發現當至少一個分散區域具有螺距t且滿足下列三項條件之至少兩項配置的螺桿元件作為處理元件時,擠壓機中分散作用特別好:S1)具有上述包含此等較好範圍之數值S3)具有上述包含此等較好範圍之數值S4)1.50Dn<t<12.00Dn、較好1.60Dn<t<10.00Dn、特別好2.00Dn<t<9.00Dn
若將汽提劑導入含聚合物介質以促進去揮發,則分散區域較好被安排於擠壓機去揮發區域之上游。
在具體化中,去揮發區域位於至少若干解壓元件之上游。
解壓元件可為例如旋轉或固定的排孔板。
如此排孔板係已知例如於JP 59 048136 A、US 3 501 807、DE 34 31 063、DE 623 903及PCT/EP2011/062636。
作為解壓元件,亦可能使用例如反向搬運元件、具有非常小螺距之前向搬運元件、捏合塊或堆積盤。
在較好具體化中,使用固定的排孔板,其操作中係固定於但可從桶移動,且各具有調節開口以調節擠壓機中存在之各螺桿,及較好作為螺桿用之滑動密封(sliding seal)。調節開口對螺桿與桶洞B之徑向間隔較好為 0.001≦s/D≦0.02、較好0.002≦s/D≦0.01、特別好0.003≦s/D≦0.006。
排孔板具有一或多個(較好大量)洞,其中洞具有直徑d例如1mm≦d≦6mm、較好1.5mm≦d≦5mm、特別好2mm≦d≦4mm。
在同樣較好具體化中,排孔板由複數個部分、較好兩個部分構成,以致在未移動螺桿下可從桶拿走其等。
使用排孔板之特別優勢在於穿過排孔板之含聚合物介質在去揮發區域的隨後自由空間中係呈線股形式,且相較於模板之含聚合物介質上游具有較大表面積。結果,揮發性化合物可容易離開含聚合物介質及其後分離。
一般而言,擠壓機可包括一或多個導入添加劑之饋入開口,此等原則上可被放置於擠壓機中每個地方,較好在去揮發區域的外面及較好於分散區域中(若存在)。
特別針對(鹵)丁基橡膠產物,可經由饋入開口導入之添加劑實例含括穩定劑、酸去除劑例如ESBO(寰氧化大豆油)、硬脂酸鹽例如硬脂酸鈣、抗氧化劑等。適合抗氧化劑實例含有立體障礙酚例如丁基羥甲苯及其衍生物(如Irganox 1010及1076)、胺、巰苯并咪唑、若干亞磷酸鹽等。
作為替代或此外,添加劑在進入去揮發裝置前亦可被導入聚合介質PM,或若其等為液體,則與擠壓機之汽提劑一起。
滿足特色S3)之螺桿元件原則上已知於例如WO2009/152968 A及WO2011/039016 A。
根據本發明,較佳者給予使用可由可連續微分的縱斷面曲線完全表示截面圖之螺桿元件。如此截面圖較好為兩線或三線。如此螺桿元件之截面圖下文亦將稱為螺桿概圖。
特別佳者給予使用上述緊緊交錯多螺桿擠壓機之螺桿元件,例如特別是雙螺桿擠壓機,較好為共旋轉雙螺桿擠壓機。
如此螺桿元件之截面圖可由安排環狀弧形物而明白地敘述且以其等全部由n個環狀弧形物組成,其中n係大於或等於四。n個環狀弧形物各具有起點與終點。n個環狀弧形物於其等起點與終點互相切線地進入,以致彼等共同形成可連續微分的縱斷面曲線。
各環狀弧形物j(j=1至n)之位置可由報導兩個不同處而明白地固定。各環狀弧形物位置係由指示中點及起點或終點而有利地固定。個別環狀弧形物j之尺寸係由介於起點與終點間的中點處半徑rj及角度aj固定,其中半徑rj係大於0且小於螺桿軸間之間隔,角度aj於弧度係大於或等於0且小於或等於2p,其中p為數目pi。
上述螺桿元件特徵在於- 生成螺桿概圖及被生成螺桿概圖呈一個平面,- 生成螺桿概圖之旋轉軸及被生成螺桿概圖之旋轉軸係 以間隔a(軸間隔)在各情況中垂直於該螺桿概圖平面,其中生成螺桿概圖之旋轉軸與該平面的交叉被稱為生成螺桿概圖之旋轉點,被生成螺桿概圖之旋轉軸與該平面的交叉被稱為被生成螺桿概圖之旋轉點,- 總生成螺桿概圖之環狀弧形物數目n係大於或等於四(n>4),- 生成螺桿概圖之外圍半徑ra係大於零(ra>0)且小於軸間隔(ra<a),- 生成螺桿概圖之核心半徑ri係大於零(ri>0)且小於或等於ra(ri≦ra),- 生成螺桿概圖之所有環狀弧形物互相切線地進入,- 環狀弧形物形成封閉螺桿概圖,亦即所有環狀弧形物j之角度aj總和係等於2p,其中p為數目pi,- 環狀弧形物形成凸面螺桿概圖,- 生成螺桿概圖之各環狀弧形物係在環帶邊界之內或之上,該環帶具有外圍半徑ra及核心半徑ri且其中點係於生成螺桿概圖之旋轉點上,- 至少一個生成螺桿概圖之環狀弧形物接觸生成螺桿概圖之外圍半徑ra於點PA,- 至少一個生成螺桿概圖之環狀弧形物接觸生成螺桿概圖之核心半徑ri於點PI,且被生成螺桿概圖之環狀弧形物數目n’等於生成螺桿概圖之環狀弧形物數目n,- 被生成螺桿概圖之外圍半徑ra’係等於生成螺桿概圖 之軸間隔與核心半徑ri的差額(ra’=a-ri),- 被生成螺桿概圖之核心半徑ri’係等於生成螺桿概圖之軸間隔與外圍半徑ra的差額(ri’=a-ra),- 被生成螺桿概圖之第j’個環狀弧形物的角度aj’係等於生成螺桿概圖之第j個環狀弧形物的角度aj,其中j與j’為一起貫穿範圍自1至環狀弧形物數目n或n’之所有數值的整數,- 被生成螺桿概圖之第j’個環狀弧形物的半徑r與生成螺桿概圖之第j個環狀弧形物的半徑j之總和係等於軸間隔a,其中j與j’為一起貫通範圍自1至環狀弧形物數目n或n’之所有數值的整數,- 被生成螺桿概圖之第j’個環狀弧形物的中點係與生成螺桿概圖之第j個環狀弧形物的中點呈a間隔,其等於軸間隔a,且被生成螺桿概圖之第j’個環狀弧形物的中點係與被生成螺桿概圖的旋轉點呈a間隔,其等於生成螺桿概圖之第j個環狀弧形物的中點與生成螺桿概圖的旋轉點之間隔,且被生成螺桿概圖之第j’個環狀弧形物的中點與生成螺桿概圖之第j個環狀弧形物的中點間之連接線係平行於被生成螺桿概圖的旋轉點與生成螺桿概圖的旋轉點間之連接線,其中j與j’為一起貫通範圍自1至環狀弧形物數目n或n’之所有數值的整數,- 被生成螺桿概圖之第j’個環狀弧形物的起點係於被生 成螺桿概圖之第j’個環狀弧形物的中點為基礎之方向,其與以生成螺桿概圖之第j個環狀弧形物的中點為基礎具有生成螺桿概圖之第j個環狀弧形物的起點之方向相反,其中j與j’為一起貫通範圍自1至環狀弧形物數目n或n’之所有數值的整數。
螺桿元件可為不對稱或對稱,較佳者給予為對稱螺桿元件。對稱螺桿元件可為軸對稱或點對稱;根據本發明較佳者給予為軸對稱螺桿元件。
生成如此截面圖係詳細敘述於WO2009/152968 A及WO2009/153000 A且因而為熟習技藝者已知。
在本發明另外具體化中,根據本發明使用以下螺桿元件,其截面圖於下文亦稱為外圍輪廓,且滿足特色S3),且具有- 縱軸M*,- 各具有縱軸M*作為中點之核心半徑Rj及外圍半徑Ra,- 環繞縱軸M*之外圍輪廓A(φ),其中φ為環繞M*之角度,及- 針對外圍輪廓A(φ)與縱軸M*之間隔DA((p),Ri<DA((p)<Ra,且進一步特徵在於- 外圍輪廓A(φ)具有至少一個延伸角形剖面△φ之外圍輪廓剖面A(△φ),且與縱軸M*具有連續改變間 隔DA(△φ),其中Rj<DA(△φ)<Ra,- 具有聯合漸屈線E,- 其為n點數目P(i),其中i=1至n且n≧3,- 其中各點P(i)位於縱軸M*外面且在外圍半徑Ra內,及- 各兩個比鄰點P(i)與P(i+1)互相具有小於Ri/2之間隔△r(i)。
螺桿元件較好進一步特徵在於各兩個比鄰點P(i)與P(i+1)互相具有小於Ri/4、特別是小於Ri/6及特別是小於Ri/8之間隔△r(i),其中兩個比鄰點P(i)與P(i+1)屬於比鄰漸屈曲線E’(i)與E’(i+1)。
在另外具體化中,螺桿元件特徵在於各兩個比鄰點P(i)與P(i+1)互相具有不變間隔Dr,且視情況亦在於屬於點P(i)之漸屈曲線E’(i)具有小於60°、特別是小於45°及特別是小於30°之中心角△ε(i)。
在進一步具體化中,螺桿元件特徵在於屬於點P(i)之漸屈曲線E’(i)具有不變中心角△ε。
在進一步具體化中,螺桿元件特徵在於點P(i)係位於可微分且具有不變曲率方向之連續曲線,在進一步具體化中,漸屈線E至少於剖面中繪製相同曲線。
在進一步具體化中,螺桿元件特徵在於至少一個外圍輪廓剖面A(△φ)依整體角形剖面(△φ)曲線進行。
在進一步具體化中,螺桿元件特徵在於外圍輪廓A (φ)具有至少兩個外圍輪廓剖面A(A(φj)與A(A(φj+1)且至少兩個聯合漸屈線Ej與Ej+1不同。
在進一步具體化中,螺桿元件特徵在於外圍輪廓A(φ)具有一致曲率方向。
上述截面圖亦較好為兩線或三線。
生成如此截面圖係詳細敘述於WO2011/039016 A且因而原則上為熟習技藝者已知。
上述螺桿元件特別好被用於緊緊交錯多螺桿擠壓機,例如特別是雙螺桿擠壓機,較好共旋轉雙螺桿擠壓機。
藉由黏著至桶洞Bn與螺桿n螺桿元件間之特別徑向間隙或間隔可滿足特色S2),該螺桿n以本身已知適當生產螺桿元件的方式於此桶洞Bn中旋轉。
如熟習技藝者已知,徑向間隙可為常數或在指示界線內可變。亦可能在徑向間隙內變動螺桿概圖。熟習技藝者將了解從預先決定精確刮削螺桿概圖衍生之根據本發明具有間隙的螺桿概圖方法。對此已知的方法係例如敘述於[1]第28頁換頁中軸向間隔擴大、縱向剖面等距及體積等距之可能性。在軸向間隔擴大情況中,建構具有相對小直徑之螺桿概圖,並擴張螺桿間隙的絕對大小。在縱向剖面等距方法中,使縱向剖面縱斷面曲線(平行於各自元件之旋轉軸)垂直向內變動成朝旋轉軸方向之一半螺桿元件-螺桿元件間隙的縱斷面曲線。在體積等距 方法中,使螺桿元件減小垂直於精確刮削概圖(出自清理螺桿元件的體積曲線)表面方向之一半螺桿至螺桿間隙尺寸。較佳者給予使用縱向剖面等距及體積等距之方法,特別好使用體積等距。
滿足特色S1)係簡單生產問題且為熟習技藝者充分已知。
螺桿元件一般組成之較好材料為鋼(特別是氮化鋼、鉻鋼、工具鋼及不鏽鋼),及亦以鐵、鎳或鈷為主之粉末冶金製造的金屬複合物。進一步實例為鎳為主的合金及非金屬材料例如陶瓷。
本發明去揮發裝置亦包括安裝擠壓機上游之預擠壓機或預捏合機,其於各情況中配置為去揮發擠壓機或去揮發捏合機。
如此安排原則上從EP 2 353 839 A或PCT/EP2011/054415已知。
在去揮發裝置之具體化中,連接去揮發預擠壓機或去揮發預捏合機與(主要)擠壓機之轉變區域可具有至少一個(較好精確為一個)解壓元件,例如特別是上述模板。
在去揮發裝置之進一步具體化中,連接去揮發預擠壓機或去揮發預捏合機與(主要)擠壓機之轉變區域可含有至少一個壓力調整組件,例如孔板,然後可藉其控制能量輸入預擠壓機或預捏合機。
去揮發裝置之兩階段結構能夠高去揮發性能,組合欲達到的含聚合物介質之高產出量。
若使用去揮發預擠壓機,由於欲被去揮發的含聚合物介質之(仍)低黏度,能量輸入低,因此選擇此旋轉速度典型為高。在導入(主要)擠壓機前可以此方式相當減少揮發性化合物之比例。
一或多個進一步濃縮器組件可安裝於去揮發預擠壓機或去揮發預捏合機上游,以便進一步增加去揮發性能。
如此濃縮器組件可為例如先前技藝充分已知之急驟蒸發器或旋風器。
在具體化中,濃縮組件包括至少●加熱設備組合去揮發槽,其中去揮發槽底部連接泵,去揮發槽上面部分連接至少一個氣體排放線,●加熱區域組合濃縮組件的泵及擠壓機或預擠壓機或預捏合機的饋入區域。
本發明上下文中,術語「組合」係指直接或間接連接,間接係能夠例如經由軟管或導管實現。術語「組合」亦考慮安排介於組合組件或手段的進一步組件或手段之選擇。
對應濃縮器組件係充分已知於WO2010/031823 A。
本發明進一步特色、優勢及細節可從實施例敘述衍生如下。
本發明包含其以上及以下所述具體化之去揮發裝置 特別適合用於含聚合物介質之去揮發方法,本發明因此進一步提供從含有至少一種聚合物及至少一種揮發性化合物的含聚合物介質(PM)移除揮發性化合物之方法,該方法包括至少下列步驟:a)供應根據本發明去揮發裝置,b)將含聚合物介質(PM)導入去揮發裝置,如此操作以致透過去揮發組件的去揮發開口從含聚合物介質(PM)發散揮發性化合物,含聚合物介質(PM)係以此方式耗盡揮發性化合物,從去揮發裝置排放之含聚合物介質單離聚合物成產物P,產物P然後較導入去揮發裝置之含聚合物介質(PM)具有更低比例的揮發性化合物,且較好具有揮發性化合物總濃度小於1重量%、較好小於0.5重量%,以聚合物質量為基。
含聚合物介質PM(亦稱為膠合劑)尤其在彈性體於有機溶劑之溶液情形中含有例如3至98重量%聚合物及2至97重量%揮發性化合物(特別是有機溶劑或有機溶劑及水),其中上述成分補足90至100重量%、較好95至100重量%含聚合物介質之總質量。
有機溶劑可例如選自由具有4至10個碳原子、較好4至7個碳元子之線型或分支烷組成組群。更好溶劑為含有或由正戊烷、異戊烷、正己烷、環己烷、異己烷、甲基環戊烷、甲基環己烷及正庚烷組成之溶劑及亦包括或由此等烷組成之任何混合物。
在具體化中,饋入擠壓機之含聚合物介質PM含有例如30至98重量%聚合物及2至70重量%揮發性化合物(特別是有機溶劑或有機溶劑及水),其中上述成分一起補足90至100重量%、較好95至100重量%含聚合物介質之總質量。
饋入擠壓機之含聚合物介質PM例如40至95重量%聚合物及5至60重量%揮發性化合物(特別是有機溶劑或有機溶劑及水),其中上述成分一起補足90至100重量%、較好95至100重量%含聚合物介質之總質量。
若去揮發組件於擠壓機上游包括去揮發預擠壓機、去揮發預捏合機或濃縮器組件,則饋入去揮發預擠壓機、去揮發預捏合機或濃縮器組件之含聚合物介質PM含有例如10至95重量%聚合物及5至90重量%揮發性化合物、較好15至80重量%聚合物及20至85重量%揮發性化合物、特別好15至70重量%聚合物及30至85重量%揮發性化合物,其中揮發性化合物特別為有機溶劑或有機溶劑及水,且上述成分一起補足90至100重量%、較好95至100重量%含聚合物介質之總質量。
熟習技藝人士將明瞭含聚合物介質PM中揮發性化合物之含量於進入去揮發預擠壓機或去揮發預捏合機較進入下游擠壓機更低。相同類似地應用於含聚合物介質PM中揮發性化合物之含量於進入位於去揮發預擠壓機或去揮發預捏合機上游之濃縮器組件。
此情況中,饋入濃縮器組件之含聚合物介質PM較好含有5至80重量%聚合物及20至95重量%揮發性化合物、更好10至75重量%聚合物及25至90重量%揮發性化合物,其中揮發性化合物特別為有機溶劑或有機溶劑及水,且上述成分一起補足90至100重量%、較好95至100重量%含聚合物介質之總質量。
在本發明具體化中,擠壓機可加熱至溫度高達300℃或二擇一地經由桶冷卻。
在較好具體化中,擠壓機包括獨立在不同溫度操作分離區域之手段,以致區域可呈加熱、未加熱或冷卻。
較好擠壓機材料應不腐蝕且本質上應防止產物P之含聚合物介質被金屬或金屬離子污染。
較好擠壓機材料含有氮化鋼、雙重鋼、不鏽鋼、以鎳為主的合金、複合物例如燒結金屬、熱均壓材料、硬耐磨材料例如史泰勒合金(stellite)、由例如陶瓷、氮化鈦、氮化鉻及鑽石樣碳(DLC)組成塗料所塗布之金屬。
去揮發區域之氣體排放線可連接冷凝系統且較好如此連接。
一般而言,冷凝系統的目的係經由氣體排放線收集從去揮發開口移除之揮發性化合物,且通常包括冷凝器及真空泵。任何先前技藝已知之冷凝系統可用於實現回收揮發性化合物。
一般而言,視情況在進行相分離以從水分離揮發性有機化合物後,使凝縮的揮發性化合物較好再循環至製備含聚合物介質之方法。
去揮發裝置可繼之以較好冷卻之產物加工裝置。
冷卻產物加工裝置包括熟習技藝者對此目的已知之所有裝置,例如具對流空氣冷卻之氣動屑搬運機、具對流空氣冷卻之振動屑搬運機、具有冷卻接觸表面之振動屑搬運機、具對流空氣冷卻之皮帶搬運機、具有冷卻皮帶之皮帶搬運機、水扮作冷卻介質之水噴霧裝置及水下製粒裝置。
產物P然後可進一步加工成最終包裝及向前派遣。使(鹵)丁基橡膠例如冷卻至溫度60℃或低於60℃,例如藉助液壓機形成捆包,然後包裝入派遣用之紙箱或木箱。
一般而言,增加含聚合物介質PM入擠壓機饋入區域之饋入率需要對應增加擠壓機旋轉速度。再者,旋轉速度決定含聚合物介質PM之滯留時間。因而,旋轉速度、饋入率及擠壓機直徑通常互相依賴。擠壓機通常以無因次產出量V/n*d3操作,其設定約0.01至約0.2、較好約0.015至約0.1,其中V為體積流動率,n為以每分鐘迴轉數表達之旋轉速度,d為擠壓機之有效直徑。例如藉由擠壓機大小、含聚合物介質PM中存在之聚合物物理性質及聚合物中殘留揮發性化合物之目標值決定 最大與最小饋入率及旋轉速度。然而,熟習技藝人士從此等性質以少數最初實驗協助可決定操作參數。
在本發明具體化中,以饋入率每小時5至25,000、較好5至6000公斤操作擠壓機。
一般而言,由添加與其他揮發性化合物一起移除之汽提劑可協助擠壓機中及亦預擠壓機或預捏合機中之去揮發。即使此汽提劑原則上可導入擠壓機組件任何地方,較好在去揮發區域外面添加,如於一或多個壓力增進區域或分散區域。
適合汽提劑係對含聚合物介質(PM)呈惰性且於100℃具有蒸汽壓大於100hPa之物質。
針對本發明目的,術語「惰性」意指汽提劑與聚合物未化學反應或未查覺地化學反應。適合汽提劑為氮、二氧化碳、稀有氣體、丙烷、丁烷、水或上述物質的混合物。汽提劑用量可為0.0001至10重量%、較好0.001至5重量%、更好0.1至2重量%,以擠壓機排放區域獲得之聚合物用量為基。
本發明將由圖形協助舉例說明闡述如下,但不限制於那裡。
圖1顯示具有如開始詳細所述幾何試驗準則之傳統兩線(two-flighted)Erdmenger螺桿概圖。
圖2a、2b、2c及2d顯示滿足至少特色S3)之連續可積分的螺桿概圖。
下列協定應用至圖2a、2b、2c及2d:座標x及y在一個螺桿的旋轉點具有其等起點。所有指示的角度係呈弧度。將所有指示的其他測量標準化成軸間隔且以大寫字母表示:A=a/a;Rj=r/a;RA=ra/a;等。
再者:RG=標準化的桶半徑,RA=標準化的概圖外圍半徑,RF=標準化的欲被生產之螺桿外圍半徑,S=標準化的螺桿間隙(間距),D=標準化的螺桿至桶之間隙。
圖2a、2b、2c及2d顯示根據本發明使用具根據本發明間隙之螺桿元件概圖實例。圖2a中,選擇彼此清理螺桿之間距S以便與清理桶之間距D相同。圖2b中,間距S較D小,圖2c及2d中,D相反地較S小。
圖3描述滿足特色S3)及S1)之螺桿元件。
概圖建構就其本身而論係揭示於WO2011/039016,尤其是圖26及聯合敘述。然而,減少徑向最大值R1 max、R2 max及R3 max相對於桶洞直徑D1及D2,以致獲得特色S1)之徑向間隙。此情況中半徑Rmax為0.96桶直徑。
圖4描述滿足特色S3)及S1)之螺桿元件。
兩線概圖建構就其本身而論係揭示於WO2011/039016,尤其是圖22及聯合敘述。然而,減少徑向最大值R1 max及R2 max相對於桶洞直徑D1及D2,以 致獲得特色S1)之徑向間隙。此情況中半徑Rmax為0.96桶直徑。
在圖3及4兩者中,形成邊緣之相對最大值(同時於各情況中表示絕對最大值)已退化成相對點最大值,以致針對此等點獲得之切角b保持考慮之外,因為由定義之點並非歸於活動側翼Fakt
圖5描述根據本發明去揮發裝置之擠壓機呈縱剖面及上游預擠壓機呈截面。
圖6顯示位於擠壓機上游之預擠壓機呈縱剖面。
下列實施例係以圖5及6協助闡述。
分析方法
含聚合物介質PM之水含量:將樣品導入離心機並在室溫以4000rpm離心5分鐘。然後在安瓿底部收集水並秤重。
揮發性化合物之總濃度:將產物(P)樣品切成具有大小2x2mm之小塊。將約30g產物導入鋁鍋。確切決定鍋及產物之重量。將具產物樣品之鍋然後放置在溫度105℃於真空130hPa之真空烘箱60分鐘。乾燥後,將鍋放置於乾燥器且允許冷卻30分鐘。然後再次秤重鍋。決定重量損失。
產物P之殘留溶劑含量:藉由頂隙(head-space)氣相層析術決定產物P之殘留溶劑含量。秤出0.5±0.005g 樣品並導入頂隙安瓿,添加測量用量溶劑(1,2-二氯苯,ODCB)。關閉安瓿並搖動直至產物已溶解。加熱安瓿直至揮發性有機化合物已平衡於樣品與安瓿之氣體(頂隙)間。將部分頂隙氣體注射入沿著層析管柱搬運樣品之載體氣體流。使用已知組成物之標準以校準GC。添加甲苯於溶劑以使用作為內標準。
產物P之殘留水含量:揮發性化合物總量係水、溶劑及其他揮發性化合物之總和。因為在測驗情況中其他揮發性化合物(例如單體)比例通常小於0.0005重量%,故從揮發性化合物總含量減掉溶劑含量可決定殘留水含量。
藉助氣相層析術測量含聚合物介質PM之溶劑含量。內標準為異辛烷。以甲苯稀釋樣品,然後注射入氣相層析儀。使氣相層析術在具有下列規格之HP6890層析儀上進行:
- 管柱類型來自J & W之DB-5,長度60m,直徑0.23mm,膜厚1.0μm
- 注射溫度:250℃
- 偵檢器溫度:350℃
- 載體氣體:氦
- 管柱壓力:96kPa
- 偵檢器:FID
下列含聚合物介質PM係用於以下實施例:
製備PM-I
從商業生產工廠獲得粗溴丁基橡膠溶液,使有機相從水相體積分離。從有機相分離水相係已知於WO2010/031823 A,特別是圖7及聯合敘述。然後使用有機相作為進行實驗之PM-I。PM-I含有約23重量%溴丁基橡膠、約74重量%己烷異構物及3重量%水,以100重量%此等三種成分為基計算。以溴丁基橡膠餾分為主之添加劑濃度係:ESBO:1至1.6phr,硬脂酸鈣:1.3至1.7phr,Irganox:0.03至0.1phr
從PM-I獲得之溴丁基橡膠擠壓後具有下列性質:Mooney(ML 1+8,125℃)28至36,鍵結的溴含量1.6至2.0重量%。
實施例1:預濃縮 濃縮器組件
用於實施例之濃縮器組件係與WO2010/031823 A(特別是圖1)描述者相似。使用齒輪泵以將已如上述製備之含聚合物介質PM-I抽吸至加熱設備。加熱設備為殼管式熱交換器。此情況中使複數個藉助蒸汽可內部加熱之管調節於外管,其用作同時調節產物之殼。此外,在內管外面提供混合元件,其與產物接觸以便確保良好加熱轉移。加熱介質係蒸汽,其流動可根據針對介質設定的溫度調整。將壓力釋放閥安裝於濃縮器組件上游, 自動控制壓力上游閥於設定值。選擇此設定值以致防止沸騰加熱設備中加熱的含聚合物介質PM-I。將加熱的含聚合物介質PM-I從頂部通入去揮發槽。去揮發槽之錐形輸出配備有齒輪泵。齒輪泵具有能夠處理高黏度及增進高壓之優勢。從經濃縮的含聚合物介質PM-II取出樣品,以便測驗濃度階段後之濃度。
實施例1
使加熱設備之加熱介質設定為160℃,以致使含聚合物介質PM-I加熱至溫度135℃。去揮發槽之壓力為大氣壓。針對本目的,大氣壓意指透過冷凝器搬運來自去揮發槽之汽化揮發性組分。藉助流入直接連接環境收集容器的水及冷凝液體組分冷卻冷凝器。結果,在去揮發槽中建立實際周圍壓力。藉助上述萃取泵可從濃縮器組件搬運去揮發槽輸出之經濃縮的含聚合物介質PM-II。經濃縮的含聚合物介質PM-II具有己烷濃度約43重量%。
去揮發裝置(1)
將經濃縮的PM-II經由加熱設備搬運入去揮發裝置(1)。加熱設備係與亦用於濃縮器組件相同建構之熱交換器。去揮發裝置包括預擠壓機(2)、具有洞直徑D1=D2=57mm及有效長度720mm之逆旋轉雙螺桿擠壓機、主要擠壓機(3)、具有洞直徑D1=D2=58.3mm及有效長度3225mm之共旋轉雙螺桿擠壓機。此情況中有效長度意指發生與產物接觸之長度。
去揮發裝置之兩個擠壓機包括調整閥(5或5.1)作為擠壓機或預擠壓機個別饋入區域(4及4.1)上游之壓力控制設備。
預擠壓機具有預擠壓機(6)饋入區域(4.1)下游之去揮發區域(7.1)及預擠壓機(6)饋入區域(4.1)上游之去揮發區域(7.R)。去揮發區域(7.R)具有去揮發開口(8.R),其具連接氣體排放線之去揮發圓頂(9.R),且去揮發區域(7.1)具有去揮發開口(8.1),其具連接氣體排放線之去揮發圓頂(9.1)。預擠壓機(6)去揮發區域(7.1)下游有壓力增進區域(10.1)及堆積元件(11)。堆積元件(11)下游,轉變區域(12)通向主要擠壓機(3)。轉變區域(12)包括通向調整閥(5)入口之可加熱管,該調整閥依次標記擠壓機(3)饋入區域(4)之開端。
預擠壓機(2)之氣體排放線連接萃取與冷凝組件。
藉助真空泵從壓縮氣體饋入冷卻水冷凝器處萃取氣體。配置預擠壓機之桶(13)以致能夠藉助蒸汽加熱。
主要擠壓機具有三個位於擠壓機(14)饋入區域(4)下游之去揮發區域(15.1、15.2及15.3)及一個位於擠壓機(14)饋入區域(4)上游之去揮發區域(15.R)。去揮發區域(15.R)具有去揮發開口(16.R),其具連接氣體排放線之去揮發圓頂(17.R),且去揮發區域(15.1、15.2及15.3)各具有去揮發開口(16.1、16.2 及16.3),其於各情控中具連接氣體排放線之去揮發圓頂(17.1、17.2及17.3)。氣體排放線連接包括機械真空泵及下游冷水冷凝器之冷凝器組件。氣體排放線連接包括兩個串聯連接的機械真空泵及下游冷水冷凝器之冷凝器組件。
擠壓機(14)去揮發區域(15.1)下游有壓力增進區域(18.1)及此下游有第一分散區域(19.1)。
擠壓機(14)去揮發區域(15.2及15.3)下游各情況中同樣有壓力增進區域(18.2及18.3)。壓力增進區域(18.2及18.3)下游各情況中有分散區域(19.2及19.3)。介於壓力增進區域(18.1、18.2及18.3)與分散區域(19.1、19.2及19.3)間,各情況中有堆積元件(20.1、20.2及20.3),且擠壓機(14)分散區域(19.1及19.2)下游各情況中有可移動地扣緊於桶(21)之分開篩盤對(22.1及22.2)。
擠壓機(14)最後壓力增進區域(18.3)下游有從擠壓機之排放區域(23)。藉由通向水下粒化設備(24)之固定模板形成此排放。介於擠壓機壓力增進區域(18.3)與製粒機(23)模板間,有允許產物經由旁路被擠壓入收集容器之啟動閥,其提供取代產物透過模板被搬運至水下製粒機。此旁路特別用於啟動及停工擠壓裝置。
在分散區域(19.1、19.2及19.3)地帶中,擠壓機 具有引導汽提劑之入口開口(25.1、25.2及25.3)。
桶係由複數個部分組成,且配置可分成三個獨立加熱或冷卻區域以便至少部分控制擠壓機中之溫度概圖。分別藉助蒸汽及冷卻水實現加熱或冷卻。
用於去揮發、壓力增進與分散區域之處理元件及其等規格係指示於下列實施例。
實施例2
將實施例1獲得之預濃縮的含聚合物介質PM-II經由加熱設備以速率180kg/h饋入去揮發裝置,造成約80kg/h經去揮發的乾燥產物於去揮發裝置之排放區域(24)。設定蒸汽供應至加熱設備,以致調整閥(5.1)之PM-II溫度係約110℃。調整閥之壓力設定為1.3MPa。預擠壓機兩個區域之壓力設定為400mbar絕對。預擠壓機桶(13)可加熱部分之加熱溫度係約160℃。在轉變區域(4)開始處,進一步濃縮的含聚合物介質PM-III之橡膠含量係約80重量%。然後在溫度100℃及壓力約2.0MPa,將PM-III導入饋入區域(4)之主要擠壓機(3)。由完全開放的主要擠壓機饋入區域之壓力控制設備獲得轉移區域之壓力。
實施例3至6
將實施例1及實施例2所述獲得之進一步濃縮的含聚合物介質PM-III導入主要擠壓機(3),其中在去揮發區域及分散區域使用不同螺桿元件。
在絕對壓力約100至180mbar操作去揮發區域(15.R)及去揮發區域(15.1)。去揮發區域(15.2及15.3)之壓力於各情況中設定為約50mbar絕對。從工程觀點而言,難以在如此過程中保持減壓確切不變,因此在實驗過程中甚至出現有波動。
將氮作為汽提劑以速率0.5至0.6kg/h導入去揮發區域(15.1)下游之分散區域(19.1)。
將由水及硬脂酸鈣(45重量%硬脂酸鈣)組成之分散液以速率3.6kg/h導入去揮發區域(15.2)下游之分散區域(19.2)。
將由水及硬脂酸鈣(45重量%硬脂酸鈣)組成之分散液以速率3.6kg/h導入去揮發區域(15.3)下游之分散區域(19.3)。
主要擠壓機的擠壓機螺桿之旋轉速度範圍為60min-1至90min-1
個別實施例中使用之螺桿元件係總結於表2a)。
下列可從實施例了解:實施例3中,未滿足條件S1)、S2)及S3),且去揮發結果令人不滿。
實施例4中,僅滿足條件S1),且去揮發結果令人不滿。
實施例5中,滿足所有條件S1)、S2)及S3),且去揮發結果非常好。
實施例6中,滿足條件S1)及S2),且去揮發結果同樣非常好。
FAkt‧‧‧活動側翼
FPass‧‧‧被動側翼
M‧‧‧中點
β‧‧‧切角
A1、A2‧‧‧旋轉軸
T1、T2‧‧‧切線
Sp‧‧‧交叉點
KW‧‧‧交錯角度
R1 min、R2 min‧‧‧相對最小值
R1 max、R2 max‧‧‧相對最大值
RG‧‧‧標準化的桶半徑
RA‧‧‧標準化的概圖外圍半徑
RF‧‧‧標準化的欲被生產之螺桿外圍半徑
S‧‧‧標準化的螺桿間隙
D‧‧‧標準化的螺桿至桶之間隙
1‧‧‧去揮發裝置
2‧‧‧預擠壓機
3‧‧‧主要擠壓機
4‧‧‧饋入區域
4.1‧‧‧饋入區域
5‧‧‧調整閥
5.1‧‧‧調整閥
6‧‧‧預擠壓機
7.1‧‧‧去揮發區域
7.R‧‧‧去揮發區域
8.1‧‧‧去揮發開口
8.R‧‧‧去揮發開口
9.1‧‧‧去揮發圓頂
9.R‧‧‧去揮發圓頂
10.1‧‧‧壓力增進區域
11‧‧‧堆積元件
12‧‧‧轉變區域
13‧‧‧桶
14‧‧‧擠壓機
15‧‧‧去揮發開口
T‧‧‧螺距
PM‧‧‧含聚合物介質
15.1‧‧‧去揮發區域
15.2‧‧‧去揮發區域
15.3‧‧‧去揮發區域
15.R‧‧‧去揮發區域
16‧‧‧去揮發開口
16.1‧‧‧去揮發開口
16.2‧‧‧去揮發開口
16.3‧‧‧去揮發開口
16.R‧‧‧去揮發開口
17‧‧‧去揮發圓頂
17.1‧‧‧去揮發圓頂
17.2‧‧‧去揮發圓頂
17.3‧‧‧去揮發圓頂
17.R‧‧‧去揮發圓頂
18.1‧‧‧壓力增進區域
18.2‧‧‧壓力增進區域
18.3‧‧‧壓力增進區域
19.1‧‧‧分散區域
19.2‧‧‧分散區域
19.3‧‧‧分散區域
20.1‧‧‧堆積元件
20.2‧‧‧堆積元件
20.3‧‧‧堆積元件
21‧‧‧桶
22.1‧‧‧分開篩盤對
22.2‧‧‧分開篩盤對
23‧‧‧排放區域
24‧‧‧粒化設備
25.1‧‧‧入口開口
25.2‧‧‧入口開口
25.3‧‧‧入口開口
圖1顯示具有如開始詳細所述幾何試驗準則之傳統兩線(two-flighted)Erdmenger螺桿概圖。
圖2a、2b、2c及2d顯示滿足至少特色S3)之連續可積分的螺桿概圖。
圖3描述滿足特色S3)及S1)之螺桿元件。
圖4描述滿足特色S3)及S1)之螺桿元件。
圖5描述根據本發明去揮發裝置之擠壓機呈縱剖面及上游預擠壓機呈截面。
圖6顯示位於擠壓機上游之預擠壓機呈縱剖面。
1‧‧‧去揮發裝置
2‧‧‧預擠壓機
3‧‧‧主要擠壓機
4‧‧‧饋入區域
4.1‧‧‧饋入區域
5‧‧‧調整閥
5.1‧‧‧調整閥
6‧‧‧預擠壓機
7.1‧‧‧去揮發區域
7.R‧‧‧去揮發區域
8.1‧‧‧去揮發開口
8.R‧‧‧去揮發開口
9.1‧‧‧去揮發圓頂
9.R‧‧‧去揮發圓頂
10.1‧‧‧壓力增進區域
11‧‧‧堆積元件
12‧‧‧轉變區域
13‧‧‧桶
14‧‧‧擠壓機
15‧‧‧去揮發開口
15.1‧‧‧去揮發區域
15.2‧‧‧去揮發區域
15.3‧‧‧去揮發區域
15.R‧‧‧去揮發區域
16‧‧‧去揮發開口
16.1‧‧‧去揮發開口
16.2‧‧‧去揮發開口
16.3‧‧‧去揮發開口
16.R‧‧‧去揮發開口
17‧‧‧去揮發圓頂
17.1‧‧‧去揮發圓頂
17.2‧‧‧去揮發圓頂
17.3‧‧‧去揮發圓頂
17.R‧‧‧去揮發圓頂
18.1‧‧‧壓力增進區域
18.2‧‧‧壓力增進區域
18.3‧‧‧壓力增進區域
19.1‧‧‧分散區域
19.2‧‧‧分散區域
19.3‧‧‧分散區域
20.1‧‧‧堆積元件
20.2‧‧‧堆積元件
20.3‧‧‧堆積元件
21‧‧‧桶
22.1‧‧‧分開篩盤對
22.2‧‧‧分開篩盤對
23‧‧‧排放區域
24‧‧‧粒化設備
25.1‧‧‧入口開口
25.2‧‧‧入口開口
25.3‧‧‧入口開口

Claims (35)

  1. 一種去揮發裝置,包括至少一個具下列之擠壓機:●一個桶及n個具有聯合洞直徑Dn之桶洞Bn,其中n為整數,較好為整數1至16、特別好1至12、非常特別好2至8、甚至更好2,在n大於1情況中桶洞較好互相穿過對面且同樣較好安排互相平行,●一或多個螺桿Wn,其可被驅動以便旋轉且各情況中同心地安排於一個桶洞Bn,具有旋轉軸An且配備有處理元件,該元件周圍方向中截面圖具有◆就截面圖徑向尺寸對螺桿Wn旋轉軸An而論,m個相對最大值Rm max n,其中m為整數1至8、較好1至4、特別好1、2或3、非常特別好1或2、甚至更好2,◆就截面圖徑向尺寸對螺桿Wn旋轉軸An而論,最大值Rmax n,其中Rmax n滿足:Rmax n<=(Dn/2)●至少一個饋入區域,●一或多個去揮發區域,各情況中包括至少一個適合從來自擠壓機的含聚合物介質排放揮發性組分之去揮發開口,●至少一個排放區域,其中擠壓機具有螺距t之螺桿元件SE作為處理元件,其以符合下列三項條件之至少兩項配置:S1)根據縱斷面曲線徑向尺寸,截面圖具有至少一個 相對最大值Rm max n,其中:0.420Dn<Rm max n<0.490Dn、較好0.430Dn>=Rm max n<0.485Dn、特別好0.440Dn<Rm max n<0.482Dn、非常特別好0.450Dn<Rm max n<0.480Dn,S2)1.38Dn<t<5.00Dn、較好1.60Dn<t<3.00Dn、特別好1.80Dn<t<2.50Dn、非常特別好1.90Dn<t<2.40Dn,S3)位於旋轉方向前面之活動側翼上,徑向尺寸範圍0.95Rmax至Rmax、較好0.90Rmax至Rmax、特別好0.80Rmax至Rmax、非常特別好0.50Rmax至Rmax、甚至更好於整體範圍0至Rmax,個別螺桿元件截面圖不具有切角β大於30°、較好大於25°、特別好22°、非常特別好15°、非常特別好10°,其中切角β定義為◆在處理元件截面圖上(截面圖不可被連續微分)任一點拖拉切線所形成之較小兩個角度,◆在處理元件截面圖上(截面圖總可被微分)任一點為0°。
  2. 根據申請專利範圍第1項之去揮發裝置,特徵在於螺桿元件SE具有模組建構且由心軸組成及具有心軸用的調節開口之螺桿元件,或配置為具有實心建構之螺桿,或為由個別次段組成且呈實心建構製造之螺桿。
  3. 根據申請專利範圍第1或2項之去揮發裝置,特徵在 於擠壓機具有桶且n=1至16、特別好n=1至12、非常特別好n=2至8、甚至更好n=2桶洞Bn
  4. 根據申請專利範圍第1至3項任一項之去揮發裝置,特徵在於當n大於1時,桶洞Bn穿過且較好安排互相平行。
  5. 根據申請專利範圍第1至4項任一項之去揮發裝置,特徵在於使用單螺桿及多螺桿擠壓機作擠壓機,特別是雙螺桿擠壓機或環擠壓機。
  6. 根據申請專利範圍第1至5項任一項之去揮發裝置,特徵在於去揮發裝置之擠壓機具有至少一個分散區域。
  7. 根據申請專利範圍第1至5項任一項之去揮發裝置,特徵在於螺桿元件SE滿足特色S1)與S2)或S2)與S3)或S1)與S3)或所有三項特色S1)、S2)及S3)。
  8. 根據申請專利範圍第1至7項任一項之去揮發裝置,特徵在於擠壓機之最後去揮發區域於擠壓機(14)之運送方向(較好所有去揮發區域)配備有螺桿元件SE。
  9. 根據申請專利範圍第1至8項任一項之去揮發裝置,特徵在於去揮發區域數量為1至20、較好1至10、特別好2至8。
  10. 根據申請專利範圍第1至9項任一項之去揮發裝置,特徵在於至少一個去揮發區域位於擠壓機(14)之饋入區域(4)上游。
  11. 根據申請專利範圍第1至10項任一項之去揮發裝置,特徵在於配置去揮發開口(16)及去揮發圓頂(17)以致其等有效防止或減少含聚合物介質或產物離去,特別具有單螺桿或多螺桿(特別是雙螺桿)、被架置於去揮發開口之停止螺桿(stopping screw)且如此操作以致搬運入擠壓機,或具有安排於去揮發開口裡面之軋輥或皮帶以便將含聚合物介質或產物推回入擠壓機。
  12. 根據申請專利範圍第1至11項任一項之去揮發裝置,特徵在於在去揮發開口(15)使用減少或防止材料黏著至表面之塗料。
  13. 根據申請專利範圍第1至12項任一項之去揮發裝置,特徵在於擠壓機具有至少一個分散區域。
  14. 根據申請專利範圍第1至13項任一項之去揮發裝置,特徵在於至少若干解壓元件(特別是旋轉或固定的排孔板)位於擠壓機去揮發區域之上游。
  15. 根據申請專利範圍第14項之去揮發裝置,特徵在於排孔板由複數個部分、較好兩個部分構成,以致在未移動螺桿下可從桶(21)拿走其等。
  16. 根據申請專利範圍第1至15項任一項之去揮發裝置,特徵在於擠壓機包括一或多個導入添加劑之饋入開口。
  17. 根據申請專利範圍第1至16項任一項之去揮發裝置, 特徵在於螺桿元件SE具有可由可連續微分的縱斷面曲線完全表示之截面圖。
  18. 根據申請專利範圍第17項之去揮發裝置,特徵在於螺桿元件SE為兩線或三線。
  19. 根據申請專利範圍第17或18項之去揮發裝置,特徵在於螺桿元件SE之特徵為- 生成螺桿概圖及被生成螺桿概圖呈一個平面,- 生成螺桿概圖之旋轉軸及被生成螺桿概圖之旋轉軸係以間隔a(軸間隔)在各情況中垂直於該螺桿概圖平面,其中生成螺桿概圖之旋轉軸與該平面的交叉被稱為生成螺桿概圖之旋轉點,被生成螺桿概圖之旋轉軸與該平面的交叉被稱為被生成螺桿概圖之旋轉點,- 生成螺桿概圖之總環狀弧形物數目n係大於或等於四(n>4),- 生成螺桿概圖之外圍半徑ra係大於零(ra>0)且小於軸間隔(ra<a),- 生成螺桿概圖之核心半徑ri係大於零(ri>0)且小於或等於ra(ri≦ra),- 生成螺桿概圖之所有環狀弧形物互相切線地進入,- 環狀弧形物形成封閉螺桿概圖,亦即所有環狀弧形物j之角度aj總和係等於2p,其中p為數目pi,- 環狀弧形物形成凸面螺桿概圖, - 生成螺桿概圖之各環狀弧形物係在環帶邊界之內或之上,該環帶具有外圍半徑ra及核心半徑ri且其中點係於生成螺桿概圖之旋轉點上,- 至少一個生成螺桿概圖之環狀弧形物接觸生成螺桿概圖之外圍半徑ra於點PA,- 至少一個生成螺桿概圖之環狀弧形物接觸生成螺桿概圖之核心半徑ri於點PI,且被生成螺桿概圖之環狀弧形物數目n’等於生成螺桿概圖之環狀弧形物數目n,- 被生成螺桿概圖之外圍半徑ra’係等於生成螺桿概圖之軸間隔與核心半徑ri的差額(ra’=a-ri),- 被生成螺桿概圖之核心半徑ri’係等於生成螺桿概圖之軸間隔與外圍半徑ra的差額(ri’=a-ra),- 被生成螺桿概圖之第j’個環狀弧形物的角度aj’係等於生成螺桿概圖之第j個環狀弧形物的角度aj,其中j與j’為一起貫穿範圍自1至環狀弧形物數目n或n’之所有數值的整數,- 被生成螺桿概圖之第j’個環狀弧形物的半徑r與生成螺桿概圖之第j個環狀弧形物的半徑j之總和係等於軸間隔a,其中j與j’為一起貫通範圍自1至環狀弧形物數目n或n’之所有數值的整數,- 被生成螺桿概圖之第j’個環狀弧形物的中點係與生成螺桿概圖之第j個環狀弧形物的中點呈a間隔, 其等於軸間隔a,且被生成螺桿概圖之第j’個環狀弧形物的中點係與被生成螺桿概圖的旋轉點呈a間隔,其等於生成螺桿概圖之第j個環狀弧形物的中點與生成螺桿概圖的旋轉點之間隔,且被生成螺桿概圖之第j’個環狀弧形物的中點與生成螺桿概圖之第j個環狀弧形物的中點間之連接線係平行於被生成螺桿概圖的旋轉點與生成螺桿概圖的旋轉點間之連接線,其中j與j’為一起貫通範圍自1至環狀弧形物數目n或n’之所有數值的整數,- 被生成螺桿概圖之第j’個環狀弧形物的起點係於被生成螺桿概圖之第j’個環狀弧形物的中點為基礎之方向,其與以生成螺桿概圖之第j個環狀弧形物的中點為基礎具有生成螺桿概圖之第j個環狀弧形物的起點之方向相反,其中j與j’為一起貫通範圍自1至環狀弧形物數目n或n’之所有數值的整數。
  20. 根據申請專利範圍第17、18或19項之去揮發裝置,特徵在於螺桿元件SE可為不對稱或對稱。
  21. 根據申請專利範圍第1至16項任一項之去揮發裝置,特徵在於截面圖以下將稱為外圍輪廓之螺桿元件SE具有- 縱軸M*,- 各具有縱軸M*作為中點之核心半徑Rj及外圍半徑Ra, - 環繞縱軸M*之外圍輪廓A(φ),其中φ為環繞M*之角度,及- 針對外圍輪廓A(φ)與縱軸M*之間隔DA((p),Ri<DA((p)<Ra,且進一步特徵在於- 外圍輪廓A(φ)具有至少一個延伸角形剖面△φ之外圍輪廓剖面A(△φ),且與縱軸M*具有連續改變間隔DA(△φ),其中Rj<DA(△φ)<Ra,- 具有聯合漸屈線E,- 其為n點數目P(i),其中i=1至n且n≧3,- 其中各點P(i)位於縱軸M*外面且在外圍半徑Ra內,及- 各兩個比鄰點P(i)與P(i+1)互相具有小於Ri/2之間隔△r(i)。
  22. 根據申請專利範圍第1至21項任一項之去揮發裝置,特徵在於螺桿元件SE係由鋼(特別是氮化鋼、鉻鋼、工具鋼及不鏽鋼)或以鐵、鎳或鈷為主之粉末冶金製造的金屬複合物組成。
  23. 根據申請專利範圍第1至22項任一項之去揮發裝置,特徵在於各配置為去揮發擠壓機或去揮發捏合機之預擠壓機(2)或預捏合機係位於擠壓機(3)上游。
  24. 根據申請專利範圍第23項之去揮發裝置,特徵在於連接去揮發預擠壓機或去揮發預捏合機與擠壓機(3)之 轉變區域(12)具有至少一個(較好精確為一個)解壓元件,例如特別是排孔板。
  25. 根據申請專利範圍第23或24項之去揮發裝置,特徵在於至少一個壓力調整組件例如孔板係存在於轉變區域(12)。
  26. 根據申請專利範圍第1至25項任一項之去揮發裝置,特徵在於一或多個進一步濃縮器組件位於上游。
  27. 一種從含有至少一種聚合物及至少一種揮發性化合物的含聚合物介質(PM)移除揮發性化合物之方法,該方法包括至少下列步驟:a)供應根據申請專利範圍第1至27項任一項之去揮發裝置,b)將含聚合物介質(PM)導入去揮發裝置,如此操作以致透過去揮發組件的去揮發開口從含聚合物介質(PM)發散揮發性化合物,含聚合物介質(PM)係以此方式耗盡揮發性化合物,從去揮發裝置排放之含聚合物介質單離聚合物成產物P,產物P然後較導入去揮發裝置之含聚合物介質(PM)具有更低比例的揮發性化合物,且較好具有揮發性化合物總濃度小於1重量%、較好小於0.5重量%,以聚合物質量為基。
  28. 根據申請專利範圍第27項之方法,特徵在於含聚合物介質含有天然或合成聚合物。
  29. 根據申請專利範圍第27或28項之方法,特徵在於含聚合物介質含有熱塑性聚合物例如聚碳酸酯、聚醯胺、聚酯(特別是聚對酞酸丁二酯及聚對酞酸乙二酯)、聚乳酸交酯、聚醚、熱塑性聚胺基甲酸酯、聚縮醛、氟聚合物(特別是聚二氟亞乙烯)、聚醚碸、聚烯烴(特別是聚乙烯及聚丙烯)、聚醯亞胺、聚丙烯酸酯(特別是聚甲基丙烯酸(甲)酯)、聚伸苯醚、聚伸苯硫醚、聚醚酮、聚芳基醚酮、苯乙烯聚合物(特別是聚苯乙烯)、苯乙烯共聚物(特別是苯乙烯-丙烯腈共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物)、與聚氯乙烯,及亦彈性體例如由苯乙烯-丁二烯橡膠、天然橡膠、丁二烯橡膠、異平橡膠、乙烯-丙烯-二烯橡膠(例如乙烯-丙烯-二烯(M等級)橡膠(EPDM))、乙烯-丙烯橡膠、丁二烯-丙烯腈橡膠、氫化腈橡膠、丁基橡膠、鹵丁基橡膠、氯平橡膠、乙烯-乙酸乙烯酯橡膠、聚胺基甲酸酯橡膠、古搭帕恰膠、氟橡膠、矽氧橡膠、硫化物橡膠、氯磺醯基-聚乙烯橡膠組成組群之橡膠及亦上述熱塑性聚合物與彈性體之任何混合物。
  30. 根據申請專利範圍第27至29項任一項之方法,特徵在於含聚合物介質含有丁基橡膠及/或鹵化丁基橡膠。
  31. 根據申請專利範圍第27至30項任一項之方法,特徵在於含聚合物介質係呈懸浮液、糊漿、熔體、溶液、 微粒固體組成物之形式或上述形式之混合形式。
  32. 根據申請專利範圍第27至31項任一項之方法,特徵在於含聚合物介質含有例如3至98重量%聚合物及2至97重量%揮發性化合物(特別是有機溶劑或有機溶劑及水),其中上述成分補足90至100重量%、較好95至100重量%含聚合物介質之總質量。
  33. 根據申請專利範圍第27至32項任一項之方法,特徵在於去揮發開口(16)及去揮發圓頂(17)之壓力範圍係1hPa至2000hPa。
  34. 根據申請專利範圍第27至33項任一項之方法,特徵在於將汽提劑導入去揮發裝置之擠壓機或預擠壓機或預捏合機。
  35. 一種具有螺距t的螺桿元件於擠壓機之用途,其中螺桿元件以滿足下列三項條件之至少兩項配置:。 S1)根據縱斷面曲線徑向尺寸,截面圖具有至少一個相對最大值Rm max n,其中:0.420Dn<Rm max n<0.490Dn、較好0.430Dn>=Rm max n<0.485Dn、特別好0.440Dn<Rm max n<0.482Dn、非常特別好0.450Dn<Rm max n<0.480Dn,S2)1.38Dn<t<5.00Dn、較好1.60Dn<t<3.00Dn、特別好1.80Dn<t<2.50Dn、非常特別好1.90Dn<t<2.40Dn,S3)位於旋轉方向前面之活動側翼上,徑向尺寸範圍 0.95Rmax至Rmax、較好0.90Rmax至Rmax、特別好0.80Rmax至Rmax、非常特別好0.50Rmax至Rmax、甚至更好於整體範圍0至Rmax,個別螺桿元件截面圖不具有切角β大於30°、較好大於25°、特別好22°、非常特別好15°、非常特別好10°,其中切角β定義為◆在處理元件截面圖上(截面圖不可被連續微分)任一點拖拉切線所形成之較小兩個角度,◆在處理元件截面圖上(截面圖總可被微分)任一點為0°。
TW101135466A 2011-09-28 2012-09-27 自含聚合物介質移除揮發性組分之方法及用於此目的之去揮發裝置及具有螺距t的螺桿元件之用途 TWI611903B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
??11007893.8 2011-09-28
EP11007893 2011-09-28

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201332742A true TW201332742A (zh) 2013-08-16
TWI611903B TWI611903B (zh) 2018-01-21

Family

ID=46934601

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW101135466A TWI611903B (zh) 2011-09-28 2012-09-27 自含聚合物介質移除揮發性組分之方法及用於此目的之去揮發裝置及具有螺距t的螺桿元件之用途

Country Status (16)

Country Link
US (2) US9487635B2 (zh)
EP (1) EP2760658B1 (zh)
JP (1) JP5860153B2 (zh)
KR (1) KR101868666B1 (zh)
CN (1) CN103842150B (zh)
BR (1) BR112014007279B1 (zh)
CA (1) CA2849368C (zh)
MX (1) MX362719B (zh)
MY (1) MY184764A (zh)
PL (1) PL2760658T3 (zh)
RU (1) RU2643544C2 (zh)
SA (1) SA112330882B1 (zh)
SG (1) SG11201400905VA (zh)
TW (1) TWI611903B (zh)
UA (1) UA116529C2 (zh)
WO (1) WO2013045623A2 (zh)

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI649180B (zh) * 2013-04-04 2019-02-01 艾朗希歐德意志有限公司 用於自含彈性體媒介移除揮發性組份之方法及為此目的之去揮發物設備
EP3192634B1 (en) * 2014-09-09 2018-08-15 Asahi Kasei Kabushiki Kaisha Process for producing conjugated diene polymer
WO2017127175A1 (en) * 2016-01-22 2017-07-27 Exxonmobil Chemical Patents Inc. High viscosity metallocene polymers with low volatiles content
CN105566544B (zh) * 2016-01-22 2017-12-29 中国石油集团东北炼化工程有限公司吉林设计院 控制丁基橡胶反应器温度的方法
US11440231B2 (en) * 2016-08-23 2022-09-13 Basf Se Process for the preparation of a reinforced polyamide by extrusion
CN106541555B (zh) * 2017-01-14 2018-11-20 李红丽 塑料挤出机螺杆
US10358540B2 (en) 2017-06-09 2019-07-23 GM Global Technology Operations LLC Process and system for reducing volatile compound emissions from a product
CN107139424B (zh) * 2017-07-07 2023-07-21 中国石油大学(华东) 一种全光滑的双螺杆挤出机螺杆转子
WO2019011807A1 (de) * 2017-07-10 2019-01-17 Arlanxeo Deutschland Gmbh Extrudersystem mit druckregeleinrichtung
US11273588B1 (en) * 2017-10-13 2022-03-15 Certainteed Llc Extruder including rotating outlet and method of using the same
KR101938693B1 (ko) * 2018-09-18 2019-01-15 성경훈 플라스틱 압출기용 가스배출장치 및 가스배출장치가 장착된 플라스틱 압출기
FR3093457A1 (fr) * 2019-03-06 2020-09-11 Compagnie Generale Des Etablissements Michelin Machine de Mélangeage et d’Extrusion à Bi-Vis avec Éléments Amovibles
EP3804934A1 (de) * 2019-10-10 2021-04-14 Covestro Deutschland AG Extruder mit schneckenelementen mit besonders grosser steigung im bereich der entgasungsöffnung
BR112022004700A2 (pt) * 2020-02-28 2022-10-18 Lg Chemical Ltd Dispositivo de corte de hidrogel de polímero superabsorvente
WO2022263403A1 (en) * 2021-06-14 2022-12-22 Eme International Lux S.A. Flow reactor and desulpurization process
DE102022000673A1 (de) 2022-02-24 2023-08-24 MERCK Patent Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren zur kontinuierlichen Isolierung von organischen Verbindungen
CN117304375A (zh) * 2023-11-08 2023-12-29 浙江信汇新材料股份有限公司 一种异丁烯基聚合物脱挥方法及系统

Family Cites Families (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE623903C (de) 1934-02-09 1936-01-07 Richard Raupach Maschinenfabri Strangpresse mit Entlueftungskammer
DE1180718B (de) 1962-04-11 1964-11-05 Bayer Ag Knetvorrichtung mit zwei oder mehr Schnecken
DE1554751B1 (de) 1966-09-10 1971-01-07 Kestermann Maschf Rolf Schnecken-Strangpresse
US4055001A (en) 1971-11-18 1977-10-25 Exxon Research & Engineering Co. Microwave drying process for synthetic polymers
US4173417A (en) * 1977-04-15 1979-11-06 Hpm Corporation Extrusion apparatus and method
DE3206325C2 (de) * 1982-02-22 1985-10-10 AUTOMATIK Apparate-Maschinenbau GmbH, 8754 Großostheim Mehrwellige, kontinuierlich arbeitende Misch- und Knetmaschine für plastifizierbare Massen
JPS5948136A (ja) * 1982-09-13 1984-03-19 Japan Synthetic Rubber Co Ltd ベント押出機
IT8304968V0 (it) 1983-08-23 1983-08-23 Bondenese Fab Macch Fbm Dispositivo per il degasaggio dimateriale plastico di estrusori
SU1123871A2 (ru) * 1983-11-23 1984-11-15 Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Резинотехнического Машиностроения Экструдер дл переработки пластических материалов
US5487602A (en) * 1994-06-03 1996-01-30 Farrel Corporation Multi-screw, extrusion-compounding machine with modular mixing elements
JP3472391B2 (ja) * 1995-07-19 2003-12-02 東芝機械株式会社 2軸押出機及びその2軸押出機を利用した押出方法
JP3434418B2 (ja) * 1996-07-24 2003-08-11 東芝機械株式会社 同方向回転2軸押出機による高融点樹脂の脱水システム
DE19708097A1 (de) 1997-02-28 1998-09-03 Krupp Werner & Pfleiderer Gmbh Schnecken-Extrusionsvorrichtung, insbesondere Doppelschnecken-Extrusionsvorrichtung, zur Verarbeitung stark ausgasender Materialien
JPH11277605A (ja) * 1998-03-30 1999-10-12 Toray Ind Inc 2軸ベント式樹脂押出装置およびそれを用いた樹脂フィルムの製造方法
WO2000044549A1 (fr) * 1999-01-26 2000-08-03 Mitsubishi Rayon Co., Ltd. Procede d'extrusion-soufflage et son extrudeuse a vis
DE19914143A1 (de) 1999-03-27 2000-09-28 Bayer Ag Vorrichtung und Verfahren zum Entgasen von Kunststoffen, insbesondere von hochmolekularen Polycarbonatlösungen
DE10008531A1 (de) 2000-02-24 2001-09-13 List Ag Arisdorf Verfahren zum Behandeln eines Produktes in zumindest einem Mischkneter
EP1178055B1 (en) 2000-06-22 2005-11-30 JSR Corporation Method for recovering a polymer from solution
JPWO2003045664A1 (ja) * 2001-11-30 2005-04-07 宏平 澤 押出機
EP1473137A1 (de) 2003-04-30 2004-11-03 Coperion Werner & Pfleiderer GmbH & Co. KG Verfahren zum Aufschmelzen und Homogenisieren von multimodalen und bimodalen Polyolefinen
US20070225479A1 (en) * 2003-08-26 2007-09-27 General Electric Company Method of separating a polymer from a solvent
US20080262196A1 (en) * 2003-08-26 2008-10-23 Sabic Innovative Plastics Ip Bv Apparatus and method of separating a polymer from a solvent
US6949622B2 (en) * 2003-08-26 2005-09-27 General Electric Company Method of separating a polymer from a solvent
JP4252016B2 (ja) * 2004-06-21 2009-04-08 株式会社神戸製鋼所 押出機
EP1629958A1 (en) * 2004-08-30 2006-03-01 Plastik Textile S.p.a. Barrel processor having a degassing means
JP4445478B2 (ja) * 2006-03-10 2010-04-07 株式会社日本製鋼所 プラスチック原料の可塑化混練押出機
WO2009152948A1 (de) * 2008-06-20 2009-12-23 Bayer Materialscience Ag Verfahren zur extrusion plastischer massen
DE102008029303A1 (de) 2008-06-20 2009-12-24 Bayer Technology Services Gmbh Schneckenelemente mit verbesserter Dispergierwirkung und geringem Energieeintrag
MY153964A (en) 2008-09-19 2015-04-30 Lanxess Int Sa Process for the production of water and solvent-free polymers
KR101732206B1 (ko) * 2009-09-29 2017-05-02 코페리온 게엠베하 다축 웜 기계에서 재료를 처리하기 위한 처리요소, 및 다축 웜 기계
ES2530819T3 (es) 2010-01-27 2015-03-05 Coperion Gmbh Procedimiento e instalación de tratamiento para la desgasificación de masas fundidas de polímeros

Also Published As

Publication number Publication date
BR112014007279B1 (pt) 2021-01-26
BR112014007279A2 (pt) 2017-03-28
CN103842150A (zh) 2014-06-04
JP5860153B2 (ja) 2016-02-16
EP2760658B1 (de) 2020-06-17
KR101868666B1 (ko) 2018-06-18
TWI611903B (zh) 2018-01-21
MX2014003624A (es) 2014-05-30
CA2849368C (en) 2019-06-18
MY184764A (en) 2021-04-21
US20170058095A1 (en) 2017-03-02
SA112330882B1 (ar) 2018-01-24
CN103842150B (zh) 2018-04-13
JP2014531995A (ja) 2014-12-04
PL2760658T3 (pl) 2021-01-25
WO2013045623A2 (de) 2013-04-04
US9738770B2 (en) 2017-08-22
RU2014116822A (ru) 2015-11-10
SG11201400905VA (en) 2014-09-26
UA116529C2 (uk) 2018-04-10
WO2013045623A3 (de) 2013-06-13
EP2760658A2 (de) 2014-08-06
RU2643544C2 (ru) 2018-02-02
MX362719B (es) 2019-01-25
US20150218335A1 (en) 2015-08-06
KR20140069058A (ko) 2014-06-09
CA2849368A1 (en) 2013-04-04
US9487635B2 (en) 2016-11-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI611903B (zh) 自含聚合物介質移除揮發性組分之方法及用於此目的之去揮發裝置及具有螺距t的螺桿元件之用途
RU2684367C2 (ru) Способ удаления летучих компонентов из эластомерсодержащих сред и предназначенные для этого устройства дегазации
US9512240B2 (en) Process for the production of water and solvent-free polymers
US9834618B2 (en) Process for the production of water and solvent-free polymers
EP2550302B1 (en) Process for the production of water and solvent-free polymers
CN103097108A (zh) 具有一体化压模板的挤出机以及用于对聚合物混合体进行除气的方法

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees