[发明专利]开炼机混炼复合气相生产的合成橡胶的方法

说明书

                       发明领域

本发明涉及开炼机混炼粒状橡胶，特别是气相生产的合成橡胶的方法。更具体而言，本发明涉及使用干混机和辊式开炼机连续混炼，生产气相生产的合成橡胶，特别是EPM和EPDM合成橡胶复合物的方法。

                       发明背景

直到最近，商业合成橡胶一直是采用乳液、溶液和悬浮液/浆体方法生产的。以这些方法生产的合成橡胶是以凝缩胶块(condensed bales)的形式提供的。它们是以挤压不密实的易碎胶块形式提供，还是额外花钱在水中造粒以颗粒形式提供，有时取决于合成橡胶胶块的成分。为了得到碎屑、颗粒或粉末状的橡胶，必须用物理的方法将致密的胶块磨碎或用微粉磨机磨碎，还必须加入防粘附剂以减轻粘附问题。以凝缩胶块作为合成橡胶的配料是一种成本非常高、劳动密集又消耗能量的多步骤方法。需要坚固的混炼设备，例如采用间歇密炼机配料。在装入大胶块和配料成分时，在开始是相当不均匀的，并具有重现性差的危险。在整箱或整个托板上胶块密度的不同也会造成混炼的波动。

目前商业橡胶混炼的操作过程，一般包括一个具有两个切向啮合或互相啮合的转子的密炼机、一个具有胶料混合机的平板式开炼机和/或间歇开炼机，使被混炼的胶料均匀，并在间歇设备中冷却之前，将复合物  切成片或供料条。采用另一种方案，可采用挤出机和辊轮粒丝模卸料。

在橡胶和配料成分例如炭黑填料、白填料、操作油、活化剂和加工助剂的混合步骤中，由转子将致密的胶块粉碎。然后进行配方成分的分布和分散。

在转子尖端和混合机器壁之间产生的高剪切应力不仅能确保复合物的良好分散，而且还使时间和转子速度与不希望产生的热量发生关系。

为了保证复合物的良好分散，又不会使熟化剂过热造成复合物过早硫化的危险，特别是对硬度较高或复合物门尼高的胶料，间歇混炼时常需分二段进行。低硬度的复合物需要延长混炼时间和进行多段混炼，以确保聚合物良好的分散。

在每次混炼操作结束时，制成的复合物需在间歇开炼机上分批进行至少5min的均匀化步骤，接着使混炼的胶料在间歇设备的冷却浴中冷却，然后以摇摆方式叠铺在托板上。

在单段混炼中，熟化剂需在卸料前在温度约105℃加入。否则将它们加在间歇开炼机上，由胶料混合机充分分布约5min。见图1。

在二段混炼中，在将第一段混炼的胶片再加入密炼机中预热处理2min后，将熟化剂直接加入密炼机中。

可以很容易地看出，复合常规合成橡胶使用的上述商业方法，在混合和炼制步骤中需要大量的能量或剪切力。因此长期感到需要一种大大简化的方法-成本低、劳动力少和更快捷的方法，优选连续混合和/或炼制复合合成橡胶的方法，特别是不需要购买新的昂贵的加工设备。

最近发现，以前只能由乳液、溶液和悬浮液方法得到的许多合成橡胶，现在可以采用气相方法在流化床反应器中制备。出人意外地发现，气相生产的合成橡胶成本低、劳动力少并具有连续混合和炼制的性能，不需采用另外的加工设备。

                       发明概述

本发明的目的是提供一种合成橡胶的开炼机混炼方法，该方法快捷、简单、无尘、劳动力不密集、使用能量少(即剪切力较小)和不要另外购买生产复合合成橡胶产品和制品的昂贵设备。

据此，本发明提供一种混炼方法，其中包括(i)用开炼机混炼(a)至少一种从流化床反应器出来就是以粒状生产的合成橡胶，因此不需在反应器之后采用物理的方法把合成橡胶加工成颗粒，(b)一种或多种添加成分，和任选的(c)硫化剂，和(ii)从所述的开炼机上卸下混合物。

在优选的实施方案中，本发明提供一种间歇或连续的开炼机混炼方法，该方法包括(i)将至少一种气相生产的合成橡胶，和任选地包括硫化体系(熟化剂)在内的一种或多种配料成分加入高速混合机中，该混合机是一种在常温下混合的流体混合机，使合成橡胶、配料成分和采用硫化体系时的硫化体系均匀地分布在干混合料中；接着(ii)将均匀分布的干混合料加入辊式开炼机中，制成分散的复合物；和(iii)将分散的复合物切割成片或条，从辊式开炼机中卸出。可任选地将步骤(iii)中的片或条再加入第二台辊式开炼机的辊筒内，该机安装有胶料混合机，以获得连续操作模式并增强混炼的分散作用和冷却能力。在优选的实施方案中，在干混步骤(i)中加入硫化体系。

                     附图简述