【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及高分子材料制備，具體而言，涉及一種稀土異戊、丁戊、順丁橡膠的柔性切換生產工藝及設備。
技術介紹
1、由于稀土順丁橡膠的分子鏈具有較高的線性度，這導致其膠液粘度較大，輸送困難，并且在橡膠混煉加工中存在一定難度。因此，研究者們考慮在稀土順丁橡膠的分子鏈中引入支化結構，以達到以下幾個目的：首先，支化結構可以降低分子鏈在溶液中的流體力學體積，從而減少膠液粘度；其次，支化結構有助于改善混煉加工性能，使得填料更容易分散混合，從而顯著降低混煉膠的門尼粘度；最后，支化結構賦予稀土橡膠更高的抗冷流性，便于膠塊的貯存和運輸。
2、然而，現有的支化方法存在一些問題。常用的外加支化劑雖然能夠實現支化效果，如氯化硅、氯化鍺和氯化錫等，但也帶來了一些不利影響，例如：支化劑合成困難且缺乏工業化產品，價格較高，且具有明顯的異味和較高的毒性；此外，支化效果可能不理想，反應活性過高時可能引發門尼躍升甚至導致橡膠顯著凝膠化。在非極性的聚合溶劑中，如正己烷、環己烷等，支化劑的溶解性差，容易從溶液中析出，這不僅影響支化劑的精準添加，也不利于其在膠液中的均勻分散，導致局部凝膠化嚴重，凝膠含量升高，橡膠分子量分布變寬，從而影響橡膠性能。另外，稀土催化劑本身是一種無鏈終止反應的活性聚合系統，催化劑中的活性烷基鋁成分會消耗支化劑，因此支化劑的用量往往較高。此外，支化劑的鹵素基團殘留會與順丁橡膠中的殘留雙鍵發生加成反應，導致膠液在膠液罐中停留時發生門尼躍升。
3、當前，采用稀土催化劑生產的商業化合成橡膠產品仍然較為單一，主要以稀土順丁橡膠為主
4、綜上所述，當前稀土長鏈支化改性技術和稀土催化劑生產的合成橡膠工藝仍存在一定的不足，亟待改進和優化。
技術實現思路
1、本專利技術旨在解決上述問題，通過采用稀土催化劑開發一系列多樣化、具有高附加值的稀土橡膠產品及其長鏈支化改性產品，從而實現了裝置利用效率的最大化。在同一聚合裝置中，可以在不需要停車清釜的情況下，實現順丁橡膠、異戊橡膠、丁戊橡膠以及長鏈支化改性橡膠的柔性切換生產。這不僅避免了生產波動，減少了過渡料的產生，節省了時間、人力和物力成本，還有效消除了潛在的事故隱患。
2、為實現上述目的，本專利技術提供了一種稀土異戊、丁戊、順丁橡膠的柔性切換生產工藝，柔性切換生產工藝在柔性切換生產設備中進行，柔性切換生產設備包括聚合單元、凝聚單元，柔性切換生產工藝包括以下步驟：將單體、溶劑、稀土催化劑進行混合，得到混合液；將混合液加入至聚合單元中進行聚合反應，得到稀土異戊、丁戊或順丁橡膠膠液；再將稀土異戊、丁戊或順丁橡膠膠液引入凝聚單元進行凝聚，得到稀土異戊、丁戊或順丁橡膠；其中，單體包括丁二烯、異戊二烯中的至少一種；聚合單元包括首釜、中釜和末釜，首釜與中釜之間的管線、中釜的25%/50%/75%液位、中釜與末釜之間的管線上均設有支化劑加料口。
3、進一步地，支化劑包括四氯化硅、四氯化鍺、四氯化錫及其烷基三氯化物；和/或支化劑的添加量為單體的0.01wt%-0.15wt%；和/或支化劑在聚合反應轉化率達到60%-100%、膠液門尼達到15-50（ml?100℃?1+4）時送入聚合單元中開啟支化反應；和/或溶劑包括正己烷、正戊烷、環戊烷、環己烷、正庚烷、苯、甲苯中的至少一種。
4、進一步地，混合液的進料溫度為-10℃-70℃；首釜的底部溫度為0℃-70℃，首釜的頂部溫度70℃-100℃；中釜的底部溫度為80℃-100℃，中釜的頂部溫度為85℃-100℃；末釜的底部溫度為90℃-100℃，末釜的頂部溫度為90℃-95℃；聚合單元的氣相壓力為0.1mpa-1.0mpa，膠液在聚合單元的停留時間為40min-180min。
5、進一步地，末釜的出料管線上設有終止劑的加料口，終止劑包括異辛醇、四氫糠醇和薄荷醇中的至少一種，終止劑的添加量為單體的1wt%-5wt%；和/或末釜的出料管線上設有抗氧劑的加料口，抗氧劑包括受阻酚類抗氧劑、受阻胺類抗氧劑中的至少一種，抗氧劑的添加量為膠液的0.1wt%-1.0wt%；和/或末釜的出料管線上設有減粘劑的加料口，減粘劑包括脂肪酸、石蠟油中的至少一種，減粘劑的添加量為膠液的0.1wt%-1.0wt%。
6、進一步地，柔性切換生產設備還包括精制單元；將聚合反應得到的稀土異戊、丁戊或順丁橡膠膠液進行閃蒸而得到的溶劑混合物，以及凝聚單元得到的溶劑混合物送入精制單元，精制單元回收得到的丁二烯、異戊二烯和溶劑送入至聚合單元。
7、進一步地，在精制單元中，當制備順丁橡膠時，溶劑混合物送入丁二烯回收塔進行丁二烯單體的回收，丁二烯回收塔的釜液送入溶劑水洗塔開啟溶劑精制流程；和/或當制備異戊橡膠時，溶劑混合物送入異戊二烯回收塔進行異戊二烯單體的回收，異戊二烯回收塔的釜液送入溶劑水洗塔開啟溶劑精制流程；和/或當制備丁戊橡膠時，溶劑混合物送入丁二烯回收塔進行丁二烯單體的回收，丁二烯回收塔的釜液送入異戊二烯回收塔進行異戊二烯單體的回收，異戊二烯回收塔的釜液送入溶劑水洗塔開啟溶劑精制流程。
8、進一步地，溶劑混合物經過丁二烯回收塔、異戊二烯回收塔或溶劑水洗塔后進入干燥塔，然后進入聚合單元；其中，干燥塔的工作溫度在10℃-70℃，干燥塔的操作壓力為0.1mpa-1.0mpa。
9、進一步地，柔性切換生產設備還包括后處理單元，后處理單元設于凝聚單元之后，后處理單元依次包括擠壓脫水處理、膨脹干燥處理、流化床干燥處理。
10、進一步地，聚合單元包括第一靜態混合器和第二靜態混合器；單體和溶劑進入第一靜態混合器進行預混合后，得到預混物，預混物和稀土催化劑進入第二靜態混合器進行混合后，得到混合液。
11、本專利技術還提供了一種柔性切換生產設備，柔性切換生產設備采用如上所述的柔性切換生產工藝。
12、采用本專利技術的技術方案后，能夠達到如下技術效果：
13、（1）支化劑具有優越性能：支化劑為工業化產品，來源廣泛、無異味且價格低廉，且具有高活性，能夠有效提升支化反應效率和產品質量；
14、（2）高效生產多樣化橡膠產品：采用稀土催化體系，該生產工藝能夠高效地生產系列化、多樣化的稀土橡膠產品及高附加值的長鏈支化改性產品，從而最大化裝置的利用效率；
15、（3）柔性切換生產，減少成本與風險：該工藝無需停車清釜，可在本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種稀土異戊、丁戊、順丁橡膠的柔性切換生產工藝，其特征在于，所述柔性切換生產工藝在柔性切換生產設備中進行，所述柔性切換生產設備包括聚合單元、凝聚單元，所述柔性切換生產工藝包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的柔性切換生產工藝，其特征在于，
3.根據權利要求1所述的柔性切換生產工藝，其特征在于，
4.根據權利要求1所述的柔性切換生產工藝，其特征在于，所述末釜的出料管線上設有終止劑的加料口，所述終止劑包括異辛醇、四氫糠醇和薄荷醇中的至少一種，所述終止劑的添加量為所述單體的1wt%-5wt%；和/或
5.根據權利要求1所述的柔性切換生產工藝，其特征在于，所述柔性切換生產設備還包括精制單元；將聚合反應得到的稀土異戊、丁戊或順丁橡膠膠液進行閃蒸而得到的溶劑混合物，以及凝聚單元得到的溶劑混合物送入所述精制單元，所述精制單元回收得到的丁二烯、異戊二烯和溶劑送入至所述聚合單元。
6.根據權利要求5所述的柔性切換生產工藝，其特征在于，在所述精制單元中，
7.根據權利要求6所述的柔性切換生產工藝，其特征在于，溶劑混合物經過
8.根據權利要求1所述的柔性切換生產工藝，其特征在于，所述柔性切換生產設備還包括后處理單元，所述后處理單元設于所述凝聚單元之后，所述后處理單元依次包括擠壓脫水處理、膨脹干燥處理、流化床干燥處理。
9.根據權利要求1所述的柔性切換生產工藝，其特征在于，所述聚合單元包括第一靜態混合器和第二靜態混合器；所述單體和所述溶劑進入所述第一靜態混合器進行預混合后，得到預混物，所述預混物和所述稀土催化劑進入所述第二靜態混合器進行混合后，得到所述混合液。
10.一種柔性切換生產設備，其特征在于，所述柔性切換生產設備采用如權利要求1-9中任一項所述的柔性切換生產工藝。
...【技術特征摘要】
1.一種稀土異戊、丁戊、順丁橡膠的柔性切換生產工藝，其特征在于，所述柔性切換生產工藝在柔性切換生產設備中進行，所述柔性切換生產設備包括聚合單元、凝聚單元，所述柔性切換生產工藝包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的柔性切換生產工藝，其特征在于，
3.根據權利要求1所述的柔性切換生產工藝，其特征在于，
4.根據權利要求1所述的柔性切換生產工藝，其特征在于，所述末釜的出料管線上設有終止劑的加料口，所述終止劑包括異辛醇、四氫糠醇和薄荷醇中的至少一種，所述終止劑的添加量為所述單體的1wt%-5wt%；和/或
5.根據權利要求1所述的柔性切換生產工藝，其特征在于，所述柔性切換生產設備還包括精制單元；將聚合反應得到的稀土異戊、丁戊或順丁橡膠膠液進行閃蒸而得到的溶劑混合物，以及凝聚單元得到的溶劑混合物送入所述精制單元，所述精制單元回收得到的丁二烯、異戊二烯和溶劑送入至所述聚合單元。
【專利技術屬性】
技術研發人員：陳華鋒，耿偉，尤德俊，朱岳，劉星，鮑英英，陳柏沖，劉寶，
申請(專利權)人：中哲浙江高分子新材料有限公司，
類型：發明
國別省市：
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