СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗМЕЛЬЧЕННЫХ ТЕРМОЭЛАСТОПЛАСТОВ И УСТАНОВКА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2005 года по МПК B29B15/02 B29B13/06 B29B9/02 B29K19/00 

Изобретение относится к области получения полимеров и может быть использовано для измельчения термоэластопластов, используемых для модификации битумов в дорожном строительстве, изготовления кровельных материалов и т.п.

В настоящее время мелкоизмельченные термоэластопласты получают преимущественно путем измельчения товарной крошки размером 4-5 мм до частиц размером менее 1 мм на специальном оборудовании специальными методами, т.е. организуется дополнительное производство по переработке полимеров в порошкообразное состояние, требующее капитальных затрат и дополнительных ресурсов.

Известен способ измельчения термоэластопластов путем использования шнековой машины для удаления влаги дросселированием предварительно расплавленного полимера в зону с атмосферным давлением и последующим его измельчением в самоочищающемся объеме кольцевой головки с многоножевым ротором типа фрезы (А.с. №1014746, МПК В 29 Н 1/06, опубл.15.11.89 г.).

Однако многоножевой ротор типа фрезы быстро залипает термопластичным полимером, в связи с чем требуется частая очистка фрезы от полимера.

Наиболее близким к предлагаемым изобретениям являются установка и способ выделения синтетических каучуков из углеводородных растворов путем продавливания каучука через формующую решетку шнековой машины, измельчения и сушки (А.с. №835807, МПК В 29 Н 1/00, 1/06, опубл.07.06.81 г.).

Однако данным способом невозможно получать термоэластопласты необходимого качества с требуемым размером частиц.

На установке, описанной в этом же авторском свидетельстве, можно получать термоэластопласты только в виде крошки значительных размеров.

Предлагаемыми изобретениями решается задача получения измельченного термоэластопласта стандартного качества размером частиц 0,5-3,0 мм.

Для достижения такого технического результата в заявленной установке термоэластопласт после дегазации и предварительного отжима влажностью 5-15% поступает в шнековую машину с гранулирующим устройством на выходе, где под давлением 50-100 атм, нагревается до температуры 130-190°С, продавливается в виде расплава через фильеры специальной конструкции, сопряженные с фильерной плитой, и нарезается ножом.

Жгуты полимера после продавливания и измельчения ножом попадают в горизонтальную вибросушилку, где сушатся при атмосферном давлении в потоке воздуха при температуре 120-130°. Далее полимер поступает в вертикальный виброподъемник, где транспортируется (при обработке потоком воздуха с температурой 20-130°С) в дезинтегратор, в который добавляется вода в количестве 0,05-1% масс. на полимер.

Затем термоэластопласт с помощью вентилятора через циклон направляется для дополнительного измельчения в ножевую дробилку, где измельчается до величины частиц 0,5-3,0 мм. После ножевой дробилки термоэластопласт воздушным потоком вентилятора через циклон транспортируется в виброохладитель, где досушивается при температуре 20-50°С до содержания влаги 0,1-0,5% масс. на полимер и транспортируется на опудривание и упаковку.

Согласно изобретению шнековая машина дополнительно содержит гранулирующее устройство (фильерную плиту с концентрично расположенными съемными комплектами фильер с различным диаметром выходных отверстий 0,4-3,0 мм и режущий нож, расположенный параллельно фильерной плите на расстоянии 0,1-2 мм и закрепленный на торцевой части удлиненной выходной консоли вала электродвигателя для приведения ножа во вращение), причем выход гранулирующего устройства расположен в устройстве для сушки, одна из фильер выполнена в виде пускового клапана с низким гидравлическим сопротивлением, а цельнометаллический нож изготовлен в виде диска и содержит лезвия, расположенные под углом 15-30° к радиусу диска против направления вращения ножа.

Установка дополнительно снабжена дезинтегратором, который через вентилятор и циклон связан с ножевой дробилкой, соединенной через вентилятор и циклон с виброохладителем.

Кроме того, установка содержит ножевую дробилку, снабженную решеткой с перфорацией, которая имеет форму расширяющихся к выходу конусов с диаметром отверстий на входе 2-4 мм.

На чертеже изображен общий вид заявляемой установки для осуществления заявляемого способа: 1 - шнековая машина, 2 - фильерная плита, 3 - дисковый нож, 4 - электродвигатель, 5 вибросушилка, 6 - вертикальный виброподъемник, 7 - дезинтегратор, 8 - вентилятор, 9 - циклон, 10 - ножевая дробилка, 11 - вентилятор, 12 - циклон, 13 - виброохладитель.

Работа заявляемой установки описывается на примере получения мелкоизмельченного термоэластопласта по заявляемому способу.

Пример 1. Бутадиенстирольный термоэластопласт разветвленного строения марки ДСТ-30Р-01 с содержанием влаги 12% после дегазации и предварительного отжима поступает в шнековую машину 1, где нагревается до температуры 180°С при давлении 65 атм, продавливается в виде расплава через отверстия диаметром 1 мм в фильерной плите 2, нарезается дисковым ножом 3 до размеров частиц 4-30 мм, сушится в вибросушилке 5 в потоке воздуха при температуре 123°С и поступает в виброподъемник 6. В виброподъемнике 6 термоэластопласт сушится при температуре 25°С и далее транспортируется в дезинтегратор 7, в который добавляют воду в количестве 0,6% масс. на полимер.

Затем взвесь термоэластопласта в воздухе вентилятором 8 направляется в циклон 9, где термоэластопласт отделяется от транспортирующего воздуха и попадает в ножевую дробилку 10, содержащую решетку с перфорацией, которая имеет форму расширяющихся к выходу конусов с диаметром отверстий на входе 2,5 мм. Далее взвесь термоэластопласта вентилятором 11 через циклон 12 направляется в виброохладитель 13, где досушивается при температуре 42°С до содержания влаги 0,3% масс. на полимер и транспортируется на опудривание и упаковку.

Полученный таким способом и на данной установке измельченный термоэластопласт представляет собой товарный продукт и имеет следующий фракционный состав при ситовом анализе (% к исходной массе):

до 0,5 мм - 2-5

до 1,0 мм - 60-50

до 1,6 мм - 7-3

до 2,0 мм - 31-42

до 2,5 мм - 0-0

Пример 2. Бутадиенстирольный термоэластопласт линейного строения марки ДСТ-30-01 с содержанием влаги 6% после дегазации и предварительного отжима поступает в шнековую машину 1, где нагревается до температуры 170°С при давлении 90 атм, продавливается в виде расплава через отверстия в фильерной плите 2 диаметром 0,8 мм, нарезается дисковым ножом 3 до размеров частиц 4-18 мм, сушится в вибросушилке 5 в потоке воздуха при температуре 120°С и поступает в виброподъемник 6, где сушится при температуре 30°С и транспортируется в дезинтегратор 7. В дезинтегратор добавляют воду в количестве 0,4% масс. на полимер. Затем взвесь термоэластопласта в воздухе вентилятором 8 направляется в циклон 9, где термоэластопласт отделяется от транспортирующего воздуха, затем термоэластопласт попадает в ножевую дробилку 10, содержащую решетку с перфорацией, которая имеет форму расширяющихся к выходу конусов с диаметром отверстий на входе 2,0 мм. Далее термоэластопласт вентилятором 11 через циклон 12 направляется в виброохладитель 13, где досушивается при температуре 39°С до содержания влаги 0,2% масс. на полимер и транспортируется на опудривание и упаковку.

Полученный таким образом и на данной установке измельченный термоэластопласт имеет следующий фракционный состав при ситовом анализе (% к исходной массе):

до 0,5 мм - 11-6

до 1,0 мм - 52-49

до 1,6 мм - 36-43

до 2,0 мм - 1-2

Таким образом, способ получения измельченных термоэластопластов и установка для его осуществления позволяют получать товарные мелкоизмельченные термоэластопласты с заданной регулируемой величиной конечных размеров частиц непосредственно после выделения полимера из раствора без применения специального оборудования для доизмельчения товарной крошки. Данный способ измельчения термоэластопластов по сравнению с прототипом позволяет интенсифицировать процесс сушки полимеров, повысить производительность технологических машин, экономить энергоресурсы.

Изобретение может быть использовано для получения термоэластопластов с размером частиц 0,5-3 мм, используемых для модификации битумов в дорожном строительстве, при изготовлении кровельных материалов. В способе получения измельченных термопластов в шнековую машину подают термоэластопласт влажностью 5-15% масс., нагревают до температуры 130-190°С при давлении 50-100 атм и продавливают в виде расплава. Расплав сушат в вибросушилке в потоке атмосферного воздуха при температуре 120-130°С и измельчают ножом. Осуществляют сушку в виброподъемнике воздухом при температуре 20-130°С и дробят в дезинтеграторе с добавлением воды в количестве 0,05-1% масс. на полимер. Дополнительно измельчают в ножевой дробилке до величины частиц 0,5-3,0 мм и досушивают в виброохладителе при температуре 30-50°С до содержания влаги 0,1-0,5% масс. на полимер. Затем частицы транспортируют на опудривание и упаковку. Изобретение предусматривает установку для получения измельченных термоэластопластов, в которой выход гранулирующего устройства расположен в устройстве для сушки. Гранулирующее устройство имеет фильерную плиту со съемными фильерами и режущий нож, расположенный на расстоянии 0,1-2 мм от фильерной плиты и параллельно ей. Установка содержит дезинтегратор, технологически связанный через вентилятор и циклон с ножевой дробилкой, соединенной через вентилятор и циклон, с виброохладителем. Изобретение обеспечивает получение частиц термоэластопласта непосредственно после выделения полимера из раствора без использования оборудования для доизмельчения крошки. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ получения измельченных термопластов, при котором термоэластопласт продавливают через формующую решетку шнековой машины, измельчают и сушат, отличающийся тем, что в шнековую машину подают термоэластопласт влажностью 5-15 мас.%, нагревают до температуры 130-190°С при давлении 50-100 атм, продавливают в виде расплава, сушат в вибросушилке в потоке атмосферного воздуха при температуре 120-130°С, измельчают ножом, сушат в виброподъемнике воздухом при температуре 20-130°С, дробят в дезинтеграторе с добавлением воды в количестве 0,05-1 мас.% на полимер, дополнительно измельчают в ножевой дробилке до величины частиц 0,5-3,0 мм и досушивают в виброохладителе при температуре 30-50°С до содержания влаги 0,1-0,5 мас.% на полимер, а затем транспортируют на опудривание и упаковку.2. Установка для получения измельченных термоэластопластов, содержащая шнековую машину с гранулирующим устройством на выходе, устройство для сушки полученной крошки, виброподъемник и средства для последующей обработки полученной крошки, отличающаяся тем, что выход гранулирующего устройства расположен в устройстве для сушки, а гранулирующее устройство состоит из фильерной плиты с концентрично расположенными съемными фильерами с диаметром выходных отверстий 0,4-2,5 мм и режущего ножа, расположенного параллельно фильерной плите на расстоянии 0,1-2 мм и закрепленным на торцевой части удлиненной выходной консоли вала электродвигателя для приведения ножа во вращение, при этом установка дополнительно содержит дезинтегратор, технологически связанный через вентилятор и циклон с ножевой дробилкой, соединенной через вентилятор и циклон с виброохладителем.3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что одна из фильер фильерной плиты выполнена в виде пускового клапана с низким гидравлическим сопротивлением.4. Устройство по п.2, отличающееся тем, что в качестве ножа используют цельнометаллический нож в виде диска.5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что нож содержит лезвия, расположенные под углом 15-30° к радиусу диска против направления вращения ножа.6. Устройство по п.2, отличающееся тем, что ножевая дробилка снабжена решеткой с перфорацией, которая имеет форму расширяющихся к выходу конусов с диаметром отверстий на входе 2-4 мм.