[实用新型]一种用于聚合物溶液脱挥分离的系统

说明书

本实用新型涉及一种用于聚合物溶液脱挥分离的系统，包括有：预处理单元(1)；加热器(2)；溶剂脱挥器(3)；分散混合器(4)；沉降槽(5)；过滤单元；洗涤单元。与现有技术相比，本申请能降低闪蒸脱挥的温度，简化聚合物溶液“脱挥+挤出”流程，能方便、高效、连续化得到纯度高的聚合物颗粒。

技术领域

本实用新型属于高分子材料制备技术领域，具体涉及一种用于聚合物溶液脱挥分离的系统。

背景技术

在常见的溶液聚合法工业工艺装置中，对于聚合物均相溶液来说，最常见的脱挥方式就是将溶液加热蒸发。因为聚合物与溶剂的分子量有很大不同，聚合物在溶剂中会产生溶胀效应，高浓度聚合物溶液粘度高，流动性极差，导致热传导和传质困难，所以聚合物浓度越高越难分离。如果想要达到分离的要求，脱挥温度往往很高，但即使加热至很高的温度(通常是200℃以上)，仍会有部分溶剂未被蒸发(通常含有8～15％wt左右)，还需进一步在真空挤出机中，通过在更高温度及真空状态下才能将溶剂脱离出去。为了实现更高温度，需要增加高温热媒系统。但随着脱挥温度的升高，聚合物容易碳化、氧化变色，影响聚合物的透光率；同时高温易造成聚合物解聚，产生小分子，影响聚合物的力学性能；且操作温度的提高，也提高了设备和管道对材质的要求，增加工程造价，且设备长期在高温下运行存在安全隐患。为了实现真空状态，需要增加真空系统，真空系统高耗能、机械故障率高，对设备管道泄漏性要求高，操作难度大。

上述脱挥方式中，为了克服脱挥过程中聚合物的流动性问题、以及聚合物浓度越高越难分离的问题，往往采用“脱挥+挤出”流程，即需要多级加热再闪蒸(通常为三级加热+三级闪蒸)，最后在真空挤出机中脱除溶剂至产品要求内。鉴于此流程，脱挥流程复杂，脱挥所需的能耗高，关键的是聚合物脱挥技术掌握在少数国外拥有专利的技术方手中，关键的脱挥设备和真空挤出机由于聚合物熔体的特殊性，只有唯一供货商，造成设备造价昂贵，设备生产周期长。同时，聚合物产品中助剂、残留单体和溶剂含量较高，影响产品质量和性能，很难生产光学级聚合物。

在常见的悬浮聚合法工业工艺装置中，最常见工艺流程是在强力机械搅拌或振荡下，单体分散成液滴，悬浮于水中，在油溶性引发剂引发下进行聚合反应。具体的过程一般是在装有高速搅拌器反应器中，投入分散剂和水，搅拌、分散1.5h，再投入溶有引发剂的单体，按照一定的升温曲线，控制反应温度，反应3h。来至反应单元的聚合物浆料，经过离心、洗涤、干燥、过筛工序后等到聚合物粒子。

上述流程工业上采用间歇操作方式，为了便于聚合物分离析出，需要加入分散剂，导致产品中分散剂和残余单体含量高，影响产品质量和性能；产生大量污水，污染环境，增加处理成本。

另外，离子液体是指在室温或接近室温下呈现液态的物质，一般由含氮、磷的有机阳离子和无机阴离子所组成，也称为室温熔融盐，其熔点一般100℃。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的现状，提供一种用于聚合物溶液脱挥分离的系统，以降低闪蒸脱挥的温度，简化聚合物溶液“脱挥+挤出”流程。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种用于聚合物溶液脱挥分离的系统，其特征在于包括有：

预处理单元，用于对聚合物溶液进行加热，并具有供聚合物溶液输入的溶液入口、供聚合物溶液输出的溶液出口；

加热器，用于使聚合物溶液和离子液体组成的混合液升温、减压，并具有供混合液输入的加热入口、供混合液输出的加热出口，所述加热入口与上述预处理单元的溶液出口之间通过第一管线相连通，且所述第一管线上连通有用于输送离子液体的第二管线；

溶剂脱挥器，用于将升温后的混合液减压至微正压状态而使溶剂蒸发，并具有与上述加热器的加热出口相连通的脱挥入口、供闪蒸气脱出的脱挥出口、以及流体出口；

分散混合器，用于使聚合物粉末化析出，并具有与上述溶剂脱挥器的流体出口相连通的混合液进料口、供离子液体输入的离子液体进料口、以及流体出料口；