雙螺桿連續(xù)生產乙烯基硅油的生產方法及其生產系統的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種雙螺桿連續(xù)生產乙烯基硅油的生產系統，從脫水釜開始，依次連接預熱器、在線混合器、聚合筒、降解器、脫低分子器和雙螺桿擠出機，其中脫低分子器還連接了汽水分離器，所述的汽水分離器和脫水釜連接，所述的連接為帶閥的管道連接，所述的脫水釜、在線混合器和降解器設有投料口，同時也提供了一種雙螺桿連續(xù)生產乙烯基硅油的生產方法。本發(fā)明實現了工藝設備簡單、投資小、動力消耗少、生產成本低、生產能力大、產品質量高，通過改進能夠用雙螺桿連續(xù)生產乙烯基硅油，實現比較徹底的自動化，操作簡單，生產穩(wěn)定。
【專利說明】雙螺桿連續(xù)生產乙烯基硅油的生產方法及其生產系統
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及連續(xù)生產工藝，更具體地，涉及一種雙螺桿連續(xù)生產乙烯基硅油的生產方法及其生產系統。
【背景技術】
[0002]乙烯基硅油具有普通橡膠所不具備的許多獨特而優(yōu)異的性能:1、優(yōu)良的耐高、低溫性能，能在-6(T25(TC下長期使用；2、優(yōu)良的電氣絕緣性能，且電氣性能在廣闊的使用溫度、頻率的范圍內基本上保持不變；3、優(yōu)良的耐臭氧、耐氣候老化性能；4、無毒,具有生理惰性；5、優(yōu)良的防水耐油耐溶劑性能；6、透氣性好，且具有選擇性透氣率。7、透光性好，且具有選擇性透光率。在航空航天、LED燈具、電子電氣、機械制造、建筑、涂料、醫(yī)藥衛(wèi)生、日常生活等國民經濟各個領域都有著廣泛的使用，并成為必不可少的先進材料。而乙烯基硅油是高溫雙組份有機硅橡膠產品中主要使用的基膠。
[0003]目前乙烯基硅油的工業(yè)化生產方法主要有間歇法、半連續(xù)法和連續(xù)法，各種生產方法各有不同的特點。
[0004]間歇法，設備簡單、投資小、動力消耗少，產品摩爾質量分布不均勻，且效率低，生產規(guī)模小，不利于大批量生產；而半連續(xù)法則在間歇法基礎上，采用更大的聚合釜，脫水與聚合分開進行，不會因聚合物的殘留而影響脫水，提高了生產能力，目前國內生產乙烯基硅油大部分均采用這種生產乙烯基硅油方法。缺點是反應物體系黏稠，難于攪拌，產品摩爾質量均勻性較差。連續(xù)法生產乙烯基硅油，利于大批量生產，產品摩爾質量均勻性較好。

【發(fā)明內容】

.[0005]本發(fā)明的目的在于，實現連續(xù)化的生產乙烯基硅油。
[0006]為實現以上發(fā)明目的，本發(fā)明提供一種雙螺桿連續(xù)生產乙烯基硅油的生產系統，從脫水釜開始，依次連接預熱器、在線混合器、聚合筒、降解器和脫低分子器，其中脫低分子器和脫水釜連接，所述的連接為帶閥的管道連接，所述的脫水釜、在線混合器和降解器設有投料口。
[0007]所述的脫低分子器后還連接了包裝機，所述的脫低分子器為雙螺桿出膠機。
[0008]所述的脫水釜的投料口為投加原料，所述的在線混合器投料口投加催化劑，所述的降解器的投料口為通入低粘硅油。
[0009]根據需求提供一種雙螺桿連續(xù)生產乙烯基硅油的生產方法，采用以上所述的生產系統完成，并包括以下步驟:
51.將原料導入脫水釜中，脫水，
52.將步驟SI所得的脫水后的原料以0.04、.06m/s的速度連續(xù)通過預熱器，使得脫水后的原料的溫度達到8(T90°C，
53.將催化劑和步驟S2所得預熱原料采用連續(xù)輸送的方式輸送進在線混合器中，在線混合器在攪拌之后，將混合物加入到溫度為9(T10(TC的聚合筒中，反應f 1.5小時，54.將低粘硅油(低粘度二甲基硅油)和S3所獲得的中間產物，一起加入到降解器中，所述的降解器中帶有攪拌功能，且攪拌器的溫度為105?115°C，反應0.5-1小時，
55.將步驟S4所的中間產物通過脫低分子器中，所述的脫低分子器的溫度為180-2000C，所述的脫低分子器為帶有真空口的雙螺桿擠出機，低沸產物和催化劑從真空口中抽出；所述的乙烯基硅油從脫低分子器的出料口產出。
[0010]所述的原料為二甲基環(huán)硅氧烷混合物或八甲基環(huán)四硅氧烷，所述的催化劑為四甲
基氫氧化銨堿膠。
[0011]所述的原料和催化劑，按重量比計，為1:0.019-0.05%。
[0012]所述的催化劑的制備方法為四甲基氫氧化銨晶體與二甲基環(huán)硅氧烷混合物或八甲基環(huán)四硅氧烷混合，所述的四甲基氫氧化銨晶體的占總重量的2?10%，在40-50°C和
1.3-1.5KPa，用干燥氮氣鼓泡攪拌下反應40-60分鐘，然后將真空度調至13?15KPa，溫度升至70-80°C，反應至反應物透明，冷卻出料，即得。
[0013]雙螺桿乙烯基硅油生產技術是把靜態(tài)聚合技術應用于乙烯基硅油的聚合、降解和脫低分子過程，使物料在聚合、降解和脫低分子中的流動狀態(tài)得到改進，提高了傳熱系數，使粘稠物料在管道中的流動狀態(tài)從純粹的滯流轉變成近似的柱塞流，物料各部分的停留時間比較均勻，生膠交聯量明顯減少，延長了設備清洗周期，提高了生膠的質量。此工藝使整條生產線實現了管道化、連續(xù)化，并具有投資小，原料及動力消耗少，生產成本低等優(yōu)點，用此技術生產的生膠，質量已完全達到國際水平。
[0014]乙烯基硅油的生產常采用八甲基環(huán)四硅氧烷(D4)或二甲基環(huán)硅氧烷混合物(DMC)為原料，以四甲基氫氧化銨為催化劑，經脫水、開環(huán)聚合、蒸汽降解、破壞催化劑、真空下脫除低分子，即得乙烯基硅油。通過控制蒸汽流量和溫度可以調節(jié)降解反應速度，可制得所需摩爾質量的乙烯基硅油。聚合和降解是平衡化反應過程，所得產物中含有約12-18%環(huán)硅氧烷，反應結束后需將低沸點物質減壓除去。催化劑除四甲基氫氧化銨外，KOH、LiOH、Bu4POH等亦可作為催化劑使用。
[0015]流程中原料DMC或D4通過脫水釜脫水后進入預熱器，使物料加熱到80-90°C，然后進入在線混合器，與催化劑高速混合，混合后立即進入聚合筒聚合，聚合好的物料再進入降解器與蒸汽混合進行降解反應，然后進入脫低分子器脫除低沸物，脫出的低沸物與原料混合循環(huán)使用，而脫除低沸物的成品乙烯基硅油則通過雙螺桿出膠機出料裝桶。
[0016]檢驗合格的原料DMC或D4經計量過濾后抽入脫水塔中，加熱使物料達到70-75°C，預熱釜加熱使物料達到80-95°C，減壓下(真空度< 1.5KPa),攪拌脫水。將脫水料連續(xù)流到預熱器釜預熱，根據要求，使預熱釜出口處物料的溫度達到80-95°C，脫水料的流速為
0.04、.06m/s。以一定的速度預熱后的物料一定的速度連續(xù)通過在線混合器與連續(xù)輸送經DMC稀釋后的催化劑混合?；旌虾蟮奈锪显僖约拥綔囟葹?0±5°C帶有攪拌的聚合筒中，在聚合筒中停留廣1.5小時后打開閥門，邊加料邊出料進入溫度為110±5°C的帶有攪拌的降解器中，加入定量的低粘硅油，停留0.5?1小時，使在降解器中反應物粘度接近控制值，然后邊進料邊出料進入脫低分子器。脫低分子器為雙螺桿結構，其上部連接真空管，其溫度保持在180-200°C。物料在這里分解催化劑并脫出低沸物，生膠產品由雙螺桿出料機連續(xù)冷卻出料，流入包裝桶。低沸物量約為反應物的12?18%，其組成大致:D32%，D451.5%，D531%，D68%，D7?D1(i9%.經冷凝器冷卻收集，經處理后可以摻入到原料中再循環(huán)使用。低沸物中水汽經冷卻收集，經處理檢驗合格后排放。
[0017]本發(fā)明的優(yōu)點如下:
1.工藝設備簡單、投資小、動力消耗少、生產成本低、生產能力大、產品質量高。
[0018]2.本發(fā)明參考HTV硅橡膠生膠生產技術與乙烯硅油間歇法生產技術，通過改進能夠用雙螺桿連續(xù)生產乙烯硅油，實現比較徹底的自動化，操作簡單，生產穩(wěn)定。
[0019]3.本發(fā)明中的堿膠催化劑的加入，改變傳統的與DMC混合一起的加入方式，是在物料預熱到一定溫度后即將進入聚合筒前加入，目的是防止混合有催化劑的DMC在預熱器中聚合而堵塞預熱器，所以脫水后的DMC在預熱器中可加熱到足夠高的溫度，然后進入在線混合器與催化劑高速混合，混合物立即進入聚合筒，這便能保證物料在聚合筒中迅速達到聚合溫度，所有物料都能均勻地達到聚合平衡。通過控制脫水料進料計量泵，可以一直保持恒定的進料速度，甚至幾天都不需調整，能充分達到聚合平衡，從而使乙烯硅油的摩爾質量分布窄、產品質量高、均一性好。單程轉化率在85%以上，可隨時停車，不必擔心留在脫水釜中的脫水料因放置時間過長而聚合，也不必擔心突然停電是否會造成預熱器內的物料聚合堵塞，放大效應小，有助于擴大生產規(guī)模。
[0020]4.與本發(fā)明連續(xù)法生產工藝相比，間歇法的生膠摩爾質量均勻性較差。因為當DMC聚合到一定程度后，攪拌器便難轉動，釜內的傳熱只能靠物料熱傳導進行，但膠料的傳熱系數很低，所以釜內物料的溫度分布是由近釜壁向中心逐漸降低的，溫度的不均勻造成乙烯硅油摩爾質量的不均勻。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1為本發(fā)明的乙烯基硅油連續(xù)生產工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0022]實施例1
如圖1所示的一種雙螺桿連續(xù)生產乙烯基硅油的生產系統，從脫水釜開始，依次連接預熱器、在線混合器、聚合筒、降解器、脫低分子器和雙螺桿擠出機，其中脫低分子器還連接了汽水分離器，所述的汽水分離器和脫水釜連接，所述的連接為帶閥的管道連接，所述的脫水釜、在線混合器和降解器設有投料口，所述的雙螺桿擠出機后還連接了包裝機，所述的脫水釜的投料口為投加原料，所述的在線混合器投料口投加催化劑，所述的降解器的投料口為通入低粘娃油。
[0023]生產的方法如下:
51.將二甲基環(huán)硅氧烷混合物導入脫水釜中，脫水，
52.將步驟SI所得的脫水后的原料以0.06m/s的速度連續(xù)通過預熱器，使得脫水后的原料的溫度達到90°C，
53.將四甲基氫氧化銨堿膠和步驟S2所得預熱原料采用連續(xù)輸送的方式輸送進在線混合器中，在線混合器在攪拌之后，將混合物加入到溫度為100°C的聚合筒中，反應1.0小時，所述的原料和催化劑，按重量比計，為1:0.01% ；
54.將低粘硅油和S3所獲得的中間產物，一起加入到降解器中，所述的降解器中帶有攪拌功能，且攪拌器的溫度為115°C，反應0.5小時，S5.將步驟S4所的中間產物通過脫低分子器中，所述的脫低分子器的溫度為200°C，所述的脫低分子器為帶有真空口的雙螺桿出膠機，低沸產物和催化劑從真空口中抽出；所述的乙烯基硅油從脫低分子器的出料口產出。
[0024]所述的四甲基氫氧化銨堿膠的制備方法為四甲基氫氧化銨晶體與二甲基環(huán)硅氧烷混合物或八甲基環(huán)四硅氧烷混合，所述的四甲基氫氧化銨晶體的占總重量的2%，在50°C和1.5KPa，用干燥氮氣鼓泡攪拌下反應40分鐘，然后將真空度調至15KPa，溫度升至80°C，反應至反應物透明，冷卻出料，即得，所述的四甲基氫氧化銨堿膠需要隔絕空氣保存，不能于二氧化碳接觸。
[0025]實施例2
如圖1所示的一種雙螺桿連續(xù)生產乙烯基硅油的生產系統，從脫水釜開始，依次連接預熱器、在線混合器、聚合筒、降解器、脫低分子器和雙螺桿擠出機，其中脫低分子器還連接了汽水分離器，所述的汽水分離器和脫水釜連接，所述的連接為帶閥的管道連接，所述的脫水釜、在線混合器和降解器設有投料口，所述的雙螺桿擠出機后還連接了包裝機，所述的脫水釜的投料口為投加原料，所述的在線混合器投料口投加催化劑，所述的降解器的投料口為通入低粘娃油。
[0026]生產的方法如下:
51.將二甲基環(huán)硅氧烷混合物導入脫水釜中，脫水，
52.將步驟SI所得的脫水后的原料以0.04m/s的速度連續(xù)通過預熱器，使得脫水后的原料的溫度達到80°C，
53.將四甲基氫氧化銨堿膠和步驟S2所得預熱原料采用連續(xù)輸送的方式輸送進在線混合器中，在線混合器在攪拌之后，將混合物加入到溫度為90°C的聚合筒中，反應1.5小時，所述的原料和催化劑，按重量比計，為1: 0.01% ；
54.將低粘硅油和SS3所獲得的中間產物，一起加入到降解器中，所述的降解器中帶有攪拌功能，且攪拌器的溫度為105°C，反應I小時，
55.將步驟S4所的中間產物通過脫低分子器中，所述的脫低分子器的溫度為200°C，所述的脫低分子器為帶有真空口的雙螺桿出膠機；所述的乙烯基硅油從脫低分子器的出料口產出。
[0027]所述的四甲基氫氧化銨堿膠的制備方法為四甲基氫氧化銨晶體與二甲基環(huán)硅氧烷混合物或八甲基環(huán)四硅氧烷混合，所述的四甲基氫氧化銨晶體的占總重量的10%，在40°C和1.3KPa，用干燥氮氣鼓泡攪拌下反應60分鐘，然后將真空度調至13KPa，溫度升至70°C，反應至反應物透明，冷卻出料，即得，所述的四甲基氫氧化銨堿膠需要隔絕空氣保存，不能于二氧化碳接觸。
[0028]通過實施例1和實施例2所得乙烯基硅油性能如表I所示表1 乙烯基硅油性能表
【權利要求】
1.一種雙螺桿連續(xù)生產乙烯基硅油的生產系統，其特征在于，從脫水釜開始，依次連接預熱器、在線混合器、聚合筒、降解器和脫低分子器，其中脫低分子器和脫水釜連接，所述的連接為帶閥的管道連接，所述的脫水釜、在線混合器和降解器設有投料口。
2.根據權利要求1所述的雙螺桿連續(xù)生產乙烯基硅油的生產系統，其特征在于，所述的雙螺桿擠出機后還連接了包裝機。
3.根據權利要求1所述的雙螺桿連續(xù)生產乙烯基硅油的生產系統，其特征在于，所述的脫水釜的投料口為投加原料，所述的在線混合器投料口投加催化劑，所述的降解器的投料口為通入低粘硅油。
4.一種雙螺桿連續(xù)生產乙烯基硅油的生產方法，其特征在于，采用根據權利要求廣3任一所述的生產系統完成，并包括以下步驟:51.將原料導入脫水釜中，脫水，52.將步驟SI所得的脫水后的原料以0.04、.06m/s的速度連續(xù)通過預熱器，使得脫水后的原料的溫度達到80-90°C，53.將催化劑和步驟S2所得預熱原料采用連續(xù)輸送的方式輸送進在線混合器中，在線混合器在攪拌之后，將混合物加入到溫度為90-100-C的聚合筒中，反應f 1.5小時，54.將低粘硅油和S3所獲得的中間產物，一起加入到降解器中，所述的降解器中帶有攪拌功能，且攪拌器的溫度為105-115°C，反應0.5-1小時，55.將步驟S4所的中間產物通過脫低分子器中，所述的脫低分子器的溫度為180-2000C，所述的脫低分子器為帶有真空口的雙螺桿出膠機，低沸產物和催化劑從真空口中抽出；所述的乙烯基硅油從脫低分子器的出料口產出。
5.根據權利要求4所述的雙螺桿連續(xù)生產乙烯基硅油的生產方法，其特征在于，所述的原料為二甲基環(huán)硅氧烷混合物或八甲基環(huán)四硅氧烷，所述的催化劑為四甲基氫氧化銨堿膠。
6.根據權利要求5所述的雙螺桿連續(xù)生產乙烯基硅油的生產方法，其特征在于，所述的原料和催化劑，·按重量比計，為1:0.019-0.05%。
7.根據權利要求5所述的雙螺桿連續(xù)生產乙烯基硅油的生產方法，其特征在于，所述的催化劑的制備方法為四甲基氫氧化銨晶體與二甲基環(huán)硅氧烷混合物或八甲基環(huán)四硅氧烷混合，所述的四甲基氫氧化銨晶體的占總重量的2-10%，在40-50°C和1.3-1.5即&，用干燥氮氣鼓泡攪拌下反應4(-60分鐘，然后將真空度調至13-15KPa，溫度升至70-80°C，反應至反應物透明，冷卻出料，即得。
【文檔編號】C08G77/20GK103435809SQ201310331077
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年8月1日 優(yōu)先權日:2013年8月1日
【發(fā)明者】柯松, 李波, 柯明新 申請人:廣東信翼新材料股份有限公司