[发明专利]丁苯橡胶胶乳的提浓方法

说明书

本发明涉及一种橡胶胶乳的提浓方法，特别是丁苯橡胶胶乳(SBR)的提浓方法。

随着公路建设的发展，对道路沥青提出了更高的要求，在沥青中掺加橡胶可降低沥青的感温性，提高粘弹性，并具有增加与骨料的粘附力及低温延伸度好等优点，因而得到广泛应用。

SBR胶乳对道路沥青有较好的改性效果，但在掺混过程中必须完全去掉其中的水分。SBR胶乳的浓缩过程一般分两步进行：1.胶乳附聚2.对附聚胶乳进行提浓。附聚的目的是扩大胶乳的粒经，降低浓缩后胶乳的粘度。胶乳附聚工艺早期以冷冻法和压力附聚为主，现已逐步用化学法代替。胶乳的浓缩方法有减压蒸发，离心分离，超滤膜脱水等方法，其中蒸发法为最原始的方法，也是最简单的方法，即用釜或特殊的容器以夹套供热提高胶乳的温度而蒸发水分。以后有人又提出一些改进的浓缩方法，如日本合成橡胶公司专利昭54-94536公开了一种聚合物胶乳的汽提及浓缩方法，该方法通过水蒸汽蒸馏从胶乳中汽提挥发性物质，然后用蒸发浓缩时产生的水蒸汽进行汽提。其中使用的胶乳处理塔上部装有多层塔板，塔底装有胶乳循环管线，塔中下部安装胶乳分散器，形成胶乳浓缩部分，构成外部加热强制循环型的蒸发装置；或采用汽提和浓缩部分分开，靠近安装的方式。这种汽提和浓缩方法，设备结构复杂，操作费用高。该专利中SBR胶乳浓缩前的浓度是41％，浓度后为51％，基础浓度较高，耗能也大。美国专利US-3281386和英国专利Brit1336823公开了离心分离法。这种方法也有局限性，分出的水中含有5％左右的橡胶，胶乳收率低。目前国内还没有大型的丁苯胶乳浓缩装置，小型装置一般是釜式或特殊的蒸发器，如：薄膜蒸发器等，这些方法都有夹套加热和强力搅拌过程，对胶乳的稳定性影响较大，因此易发生破乳和严重挂胶现象。

本发明就是为了解决上述工艺中存在的问题，提供一种真空循环闪蒸的胶乳提浓方法。该方法的设备简单，能达到操作费用低，操作简便，不损害胶乳的稳定性，胶乳收率高的目的。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

本发明采用了附聚、予热、减压循环闪蒸的工艺过程。附聚采用已有技术化学附聚法，原料为丁苯胶乳，附聚前浓度为18-30％，PH＝9.0-9.5，粘度＜5.0mpa.s，粒经70-80nm。经化学附聚后，所得原料胶乳的浓度为18-30％，粒经140-250nm，(以上均为重量百分比)。

本发明的闪蒸器是由金属制成的园筒，内表面光滑，其最大的特点是：闪蒸器上部有多个沿器壁成切线方向的进料口，进料管内径为2-4mm，其目的是增大胶乳在器壁上的成膜面积，使水分更容易蒸发；顶部有水蒸汽出口，底部有胶乳出口，闪蒸器外部进料口以下设有夹套内通热水，其主要作用是保持蒸发器内部具有一定的温度，防止水回流，因胶乳经过闪蒸后，温度会大大降低，水蒸汽遇到冷胶乳会重新转变成水，形成内回流；夹套的另一个作用是可以使胶乳在沿器壁自然流下过程中也蒸发一部分水，闪蒸器与蒸发水接收蒸统由真空泵控制真空度。要实现胶乳的循环，使胶乳能从闪蒸器中流到胶乳贮槽，必须克服闪蒸器中的真空度，本发明安装了大气脚来解决这一问题，大气脚的高度由蒸发器中的真空度和胶乳的密度决定。

本发明的闪蒸器比搅拌釜式或刮板式薄膜蒸发器简单，内部不设搅拌，刮板之类的转动设备，物料在闪蒸器内停留时间短，因此不破坏胶乳的机械稳定性，明显降低了破乳和挂胶。

下面结合附图说明本发明方法的特征。

图1是胶乳提乳工艺流程图。将原料胶乳用化学方法附聚后，经测试达到所要求的附聚胶乳指标后，放入低位槽1中，用泵2经流量计3打入予热器4，予热器内管5和夹套6内予先通入来自热水加热器的热水，温度控制在55-65℃，经快速加热后，予热器出口胶乳温度达到55-63℃，予热后的胶乳经管线7分二至六路进入闪蒸器8中，闪蒸器8与水接收系统用真空泵11抽真空，真空度控制在0.088-0.095MPa，闪蒸器夹套12内先通入保温热水，水温控制在50-55℃。胶乳进入闪蒸器后沿器壁成胶乳液膜向下流，水蒸器从闪蒸器8中抽出，经过冷凝器9转变成水流入水接收罐10中，胶乳液薄膜向下流入大气脚13，继续向下流入低位槽1中，这样完成一个周期的闪蒸。反复上述过程达到循环闪蒸的目的，在此过程中水分不断蒸发，胶乳不断被浓缩，当低位槽1中的胶乳浓度达40-50％后，停泵放料，即得浓缩胶乳产品。