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0374王伟良 室温胶的开发

 晨光人 2012-09-04

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       室温硫化硅橡胶国内最早是由沈阳化工研究院开始研究的,当时出了四种型号,分别是SD-33SDL-1-41SDL-1-35SDL-1-43S代表沈阳的沈,D代表低温的低,L代表硫化的硫,-1代表用白炭黑补强,后面两位数字则表示粘度的位数及首位数。一分院有一个室温胶专题组,黄文润是组长。他是一个工作极其努力的人,几乎没有休息日,一直在实验室工作。因为搬迁的缘故,一分院的设备未到,所以就先在晨光二厂用50升搪玻璃反应釜建了一套小装置。开始时是黄文润亲自到二厂指导试车。用的工艺是玻璃瓶工艺的简单放大。

       催化剂是氢氧化钾。先在DMC中加入氢氧化钾水溶液,然后升温脱水、聚合、在常压下加水降解。因为物料温度必需在130℃以上,所以水大量汽化,必须不断补充水,同时,汽化的水带走了热量,所以还必须加强加热,为此,热油温度必须升到350℃。降解后,用1%的白炭黑中和。然后在常压下加热到250℃脱低分子,用大量氮气吹,经过冷凝器收集带出的环体。大约要吹6个小时,挥发份才能小于2%

       我考虑,既然要脱水,为什么还要加氢氧化钾水溶液呢?既耽误时间,又降低收率。所以我就预先在小烧杯中,将氢氧化钾做成硅氧烷醇钾,需要时,直接将硅氧烷醇钾倒入釜中。

  降解反应既需要水,又需要温度,我就把蒸出口关闭,让釜内造成一定的压力(实际压力最高达到0.05MPa),水蒸气在物料中的溶解度因而增大,降解更容易了。降解时间从3.5小时减少到30分钟。降解的加热介质也从350℃热油改成了0.6MPa 的蒸汽。而且可以更容易地生产低粘度胶了。

       脱低分子用氮气吹,会吹出带走环体原料,也耗费时间,我就试着在真空下脱低分子。效果出奇地好。不仅收率提高了,而且时间从吹6小时减少为2小时,也不需要热油加热了。

       用白炭黑中和后,物料中白炭黑远超过中和需要量。出料时,不可能将釜内物料全部放净,留下的白炭黑就将下一批的氢氧化钾中和掉了,所以,加白炭黑、脱低分子必须在另一个反应釜中进行。我从专利上看到,美国通用电气公司的催化系统有多种中和剂,包括磷酸及磷酸酯。当时,我手头正好有GE的高温胶生胶,于是请原子吸收光谱组帮我做了一个定量分析,果然看到其中的钾:磷比为3:2。因为磷酸与氢氧化钾可以生成磷酸二氢钾和磷酸氢二钾。他们是一对Ph缓冲剂(这是我在分析化学课程中学到的,幸亏还记得)。所以我就开始用磷酸来中和氢氧化钾。即使磷酸的量与氢氧化钾的量不等当量也不要紧,因为他们的盐缓冲。经过测定发现,磷酸用量可以在一个相当大的范围内变化,而物料仍然中性。这就适合工业上采用了。这样只要一台反应釜就可以完成整个过程了。

      经过这些改进后,我先帮台湾丹灵公司上了一套年产2000吨的装置,装置建在上海。由于设备大了,脱低分子变得相对困难,时间就比小设备长得多,尤其做高粘度的产品。我看到许多制药企业采用薄膜蒸发器来浓缩药液,就决定用刮板式薄膜蒸发器来代替间歇式的釜式脱低分子器。一用之下大获成功。于是就设计了一套单套5000/年的装置。这样的生产线已经在多家工厂投产,包括浙江合盛、泸州硅峰、唐山三友、淄博东岳。

        从前生产室温胶都是以DMC为原料,我认为这个路线不合理,所以我又做了用二甲基二氯硅烷的水解物直接做室温胶的试验,在5000/年装置上也取得了成功。

 
 

 

 

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