Способ гранулирования клеевых термопластичных полиуретанов

 

Использование: изобретение относится к технологии получения полимера в виде гранул, а именно клеевых термопластичных полиуретанов и может быть использовано в химической, нефтехимической, шинной и других отраслях промышленности. Сущность изобретения: температуру воды поддерживают в пределах 1-18^oC, а охлаждение гранул проводят в течение времени не менее: , где: τ - время охлаждения, мин., 0,51 - коэффициент, мин., t - температура охлаждающей воды, ^oC.

Изобретение относится к технологии получения полимера в виде гранул, а именно клеевых термопластичных полиуретанов (ТПУ) и может быть использовано в химической, нефтехимической, шинной и других отраслях промышленности.

Известен способ гранулирования клеевых ТПУ (см. патент ФРГ N 2443964, кл. B 29 B 1/02, опубл. 1975 г.) путем экструдирования расплава, охлаждения полученных стренг при их движении на транспорте, воздухом и водой и последующей резки их на гранулы. Известный способ экономически нецелесообразен из-за длительности ведения процесса и сложности и громоздкости используемого оборудования.

Наиболее близким по технической сущности является способ гранулирования термопластичных полимеров (см. авт. св. СССР N 1763209, кл. B 29 B 9/06, опубл. 1992 г. ) путем экструдирования расплава полиуретана, резки его на гранулы и охлаждения при их движении в воде. Однако конечный продукт, полученный по известному способу, содержит значительное количество агрегированных гранул, что ведет к снижению его качества.

Целью изобретения является снижение содержания агрегированных гранул в конечном продукте.

Поставленная цель достигается тем, что в способе гранулирования клеевых термопластичных полиуретанов путем экструдирования расплава полиуретана, резки его на гранулы и охлаждения при их движении в воде согласно изобретению охлаждение проводят при температуре воды, равной 1-18^oC, в течение времени не менее где t температура воды, град. C.

При гранулировании клеевых ТПУ для получения качественных неагрегированных гранул необходимо знать не только рабочий диапазон температуры воды, при которой гранулы не слипаются при их движении в воде, но и минимальное время пребывания (τ) гранул в воде, после которого они не слипаются при сушке и последующем хранении. Последнее обстоятельство связано с процессом кристаллизации гранул ТПУ, требующим определенного времени.

При гранулировании клеевых ТПУ было найдено, что критическая температура находится около 18^oC. Однако оказалось, что одного этого параметра недостаточно для получения качественного гранулята. Для клеевых ТПУ существенным является также время выдержки гранул, в течение которого они должны частично закристаллизоваться, так как аморфные гранулы даже при температуре меньше 18^oC при отделении от воды и в процессе последующей сушки и упаковки образуют прочные комки или монолит. Время кристаллизации гранул зависит от температуры охлаждающей воды, поэтому для определенной температуры воды необходимо выдержать гранулы при их движении в воде определенное время.

Пример 1. Проводят гранулирование клеевого термопластичного полиуретана синтезированного из полибутиленгликольадипината мол. мас. 2000 ТУ 6-05-1971-84) и 4,4-дифенилметандиизоцианата (или толуилендиизоцианата) (ТУ 113-03-29-33-88).

Расплав полимера после синтеза в двухшнековом реакторе выдавливают из формующего устройства. Производительность по полимеру 60-70 кг/г. Число формующих отверстий 12. Диаметр отверстий 3,5 мм. Резку выходящего в воду расплава осуществляют на фильере с помощью ножевой головки с тремя лезвиями со скоростью вращения 1500 об/мин. Полученные гранулы транспортируются водой в охлаждающее устройство. В качестве охлаждающего устройства используют круглую трубу (внутренний диаметр 40 мм, длина 60-100 м, скорость движения воды в трубе регулируется в пределах 0,2-3 м/с) или колонку псевдоожиженного слоя, диаметром 180 мм и длиной 800 мм. Температура охлаждающей воды составляет 1^oC.

Время охлаждения гранул рассчитывают по предлагаемой формуле [1] которое составляет не менее 1 мин.

В охлаждающем устройстве гранулы охлаждают в течение 1,5 мин. Выход неагрегированных гранул 99,9% что соответствует требованиям, предъявляемым к получаемому продукту (ТУ 6-05-221-668-83; ТУ 605-221-526-82; ТУ 6-05-221-622-82).

Пример 2. Способ проводят аналогично примеру 1.

При этом температура охлаждающей воды составляет 18^oC, время охлаждения гранул не менее 3,4 мин по формуле. Время охлаждения составляло 5 мин. Выход неагрегированных гранул 99,3 что удовлетворяет требованиям ТУ.

Пример 3. Аналогично примеру 1. Температура охлаждающей воды составляла 8^oC, время, рассчитанное по формуле, не менее 1,4 мин. Проводили охлаждение в течение 2 мин. Выход неагрегированных гранул 99,6 Пример 4. Аналогично примеру 3, но время охлаждения гранул составляло 1 мин. Выход неагрегированных гранул 81-82 что не удовлетворяет ТУ.

Пример 5. Аналогично примеру 1, t воды равна 19^oC. При этом τ расчетное равно 4,01 мин. Проводили процесс в течение 5 мин. Выход неагрегированных гранул 88-90 что не удовлетворяет требованиям ТУ.

Нижний предел t охлаждающей воды равен 0^oC, соответствует ее замерзанию.

Использование предлагаемого способа гранулирования клеевых ТПУ позволяет получать качественный продукт, практически не содержащий агрегированных гранул.

Формула изобретения

Способ гранулирования клеевых термопластичных полиуретанов, заключающийся в том, что осуществляют экструдирование расплава полиуретана, резку его на гранулы и охлаждение гранул при их движении в воде, отличающийся тем, что температуру воды поддерживают в пределах 1 18^oС, а охлаждение гранул проводят в течение времени не менее где τ время охлаждения, мин; 0,51 коэффициент, мин; t температура охлаждающей воды, ^oС.