一种连续法凝聚制备粉末橡胶的方法

摘要

本发明提供了一种连续法凝聚制备粉末橡胶的方法，胶乳与絮凝剂在第一混合器中混合，然后进入第二混合器中与凝聚剂混合，再进入第三混合器中与隔离剂混合，其中絮凝剂为水溶性一价金属盐，凝聚剂为水溶性二价、三价金属盐，隔离剂为油酸、脂肪酸、硬脂酸的一价金属盐；最后进入熟化器进行熟化，所得粉末橡胶悬浮液经后处理得到粉末橡胶产品，本发明使粉末橡胶分段凝聚法实现了连续化，粉末粒子细，粒径分布窄，可用于各种橡胶胶乳凝聚成粉。

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备粉末橡胶的方法，具体的说是一种连续法凝聚制备粉末橡胶的方法。

背景技术

粉末橡胶因与多种树脂共混具有良好的相容性，因此主要用于树脂改性。如在聚氯乙烯中加入少量丁腈橡胶粉即可提高制品的弹性、耐水性和耐油性，还可提高硬质聚氯乙烯异型挤出材料的冲击强度；用于人造革制品能提高革面粘结力；用于聚氯乙烯压延薄膜，使膜具有更好的弹性；用于聚氯乙烯电线电缆制品，能提高其韧性和耐寒性；橡胶粉与酚醛树脂并用，具有增塑作用等。

粉末橡胶与块状橡胶相比，其胶粉粒度细，与其它树脂共混时，分散性好，并可直接进入挤出机，使加工过程连续化、自动化，因此具有操作方便、节能等优点。

目前制备橡胶粉的方法很多，其中凝聚法更加备受瞩目。中国专利CN1031716发明了一种单釜间断分步凝聚制粉末丁腈橡胶的方法，该方法工艺简单、成本低、成粉率高、隔离效果好、隔离剂含量低、无填充剂、粉末粒径小。但是，该法有如下缺点：胶乳的絮凝、凝聚、熟化都在同一釜中不同时期进行，操作周期长、不宜于连续化大生产；间断操作，难以实现生产过程的自动化控制。德国在中国申请的专利CN1266863A发明了一种管式连续凝聚制粉末橡胶的方法。该法使用一段前后管径相同的管子，管子中间有二至三个节流机构，通过第一个节流机构，使胶乳与填料混合，通过第二个节流机构，使凝聚混合物与隔离剂溶液混合。其缺点是：填料太多(50～100质量份)，粉末橡胶粒子粗(粒径在0.5～2mm)，成粉率低(有许多粒径大于2mm的粒子)。

发明内容

本发明的目的在于提供一种连续法凝聚制备粉末橡胶的方法，以缩短操作周期，易于实现生产过程的自动化控制，并且降低连续法制粉末橡胶的粉末粒度，提高连续化制粉末橡胶的成粉率。

为实现本发明目的，本发明的方法为：将胶乳经稀释后，进入第一混合器，与絮凝剂溶液混合，经絮凝得到悬浮液进入第二混合器，与凝聚剂溶液混合，凝聚得到橡胶粉末悬浮液进入第三混合器，与隔离剂溶液充分混合，包覆有隔离剂的橡胶粉末悬浮液进入熟化器，以70～95℃的高温处理20～60分钟，得到半成品粉末橡胶悬浮液，该悬浮液经后处理即得到粉末橡胶产品；其中絮凝剂为水溶性一价金属盐，凝聚剂为水溶性二价、三价金属盐，隔离剂为油酸、脂肪酸、硬脂酸的一价金属盐。

本发明中进入第一混合器的胶乳总固物质量分数最好为1％～20％，胶乳温度最好为40℃～60℃，混合器的温度控制最好在45℃～75℃。

本发明中的絮凝剂为水溶性一价金属盐，以胶乳(干基)为100质量份计(以下同)，加入量最好为20～60质量份；凝聚剂为水溶性二价、三价金属盐，加入量最好为20～80质量份；隔离剂为油酸、脂肪酸、硬脂酸的一价盐，加入量最好为3～6质量份。

本发明的悬浮液后处理同现有技术，即进行过滤，洗涤、研磨过筛得到粉末橡胶产品。

本发明中，絮凝剂、凝聚剂、隔离剂在混合器中要混合均匀。物料的输送和混合可以采用各种形式。如可以是胶乳经稀释后，进入第一混合器，在此与侧面进入的絮凝剂溶液混合，即可产生絮凝，经絮凝得到悬浮液进入第二混合器，在此与侧面进入的凝聚剂溶液混合，进行凝聚，使絮凝的橡胶粒子变实、成型，得到橡胶粉末悬浮液。该悬浮液进入第三混合器，与侧面进入的隔离剂溶液充分高效混合，橡胶粒子表面被隔离剂包覆。包覆有隔离剂的橡胶粉末悬浮液进入熟化器，在此，以70～95℃的高温处理20～60分钟，得到半成品粉末橡胶悬浮液。各段混合器后都使用泵来输送物料，依靠泵输送的高速流体所产生的负压分别将絮凝剂、凝聚剂、隔离剂吸入，并形成湍流保证物料的充分高效混合。

本发明使粉末橡胶分段凝聚法实现了连续化，可提高连续法制粉末橡胶的成粉率，粉末粒子细，粒径分布窄，大大缩短了操作周期，取消了大量填充剂，可用于各种橡胶胶乳凝聚成粉；胶乳的絮凝、凝聚、熟化分别在不同设备中同时进行容易控制；连续操作，可以实现生产过程的自动化控制。本发明改变了现有的粉末橡胶生产工艺，推动了粉末橡胶生产、应用的发展。

附图说明

图1为应用本发明的一种连续法凝聚制备粉末橡胶工艺流程示意图，图中：1-第一混合器，2-第二混合器，3-第三混合器，4-熟化器。

具体实施方式

实施例1

总固物质量分数为15％、流量为5.0Kg/h的丁腈胶乳(NBR-40)与流量为2.0Kg/h的絮凝剂NaCl溶液(质量分数为15％)在第一混合器中混合，温度为60℃，此混合液在第二混合器中与流量为1.2Kg/h的凝聚剂MgSO₄溶液(质量分数为25％)混合，温度为60℃。所得粉末悬浮液在第三混合器中与流量为0.46Kg/h的隔离剂油酸钾和硬脂酸钾(油酸钾与硬脂酸钾的质量比为2∶1)混合溶液(质量分数为8％)混合，温度为70℃，经隔离的粉末橡胶悬浮液进入熟化器，85℃下熟化30分钟，得到的粉末橡胶悬浮液送去脱水、干燥，得到粉末橡胶产品，粉末粒径：0.4～0.5mm，成粉率95％以上。

实施例2：

总固物质量分数为12％、流量为6.0Kg/h、并经处理的SBR-1500胶乳，与流量为1.7Kg/h的絮凝剂KCl溶液(质量分数为25％)于55℃下在第一混合器中混合，然后进入第二混合器中，在60℃下与流量为1.7Kg/h的凝聚剂CaCl₂溶液(质量分数为25％)混合。得到的悬浮液进入第三混合器，与流量为0.36Kg/h的隔离剂油酸钾和硬脂酸钾(油酸钾与硬脂酸钾的质量比为1∶1)混合溶液(质量分数为8％)混合，得到的悬浮液进入熟化器。90℃下熟化20分钟，得到的粉末橡胶悬浮液送去脱水，脱水后的粉末经分散后进入干燥器干燥，得到粉末丁苯产品，粒径为0.4～0.5mm，成粉率95％以上。

实施例3： 

总固物质量分数为10％、流量为6.0Kg/h、并经处理的聚丁二烯胶乳，与流量为1.2Kg/h的絮凝剂NaCl溶液(质量分数为25％)于50℃下在第一混合器中混合，然后进入第二混合器中，在55℃下与流量为1.8Kg/h的凝聚剂MgCl₂溶液(质量分数为25％)混合。得到的悬浮液进入第三混合器，与流量为0.23Kg/h的隔离剂脂肪酸钾和硬脂酸钾(脂肪酸钾与硬脂酸钾的质量比为3∶1)混合溶液(质量分数为8％)混合，得到的悬浮液进入熟化器。95℃下熟化25分钟，得到的粉末橡胶悬浮液送去脱水，脱水后的粉末经分散后进入干燥器干燥，得到粉末聚丁二烯产品，粒径为0.4～0.5mm，成粉率95％以上。

注：成粉率指小于1.2mm的粒子质量占投入胶乳(干基)质量百分数。