有機(jī)硅110 膠脫低溫度對脫低效果及生產(chǎn)的影響及原因分析

吳梅坤

（云南能投硅材科技發(fā)展有限公司，云南曲靖655338）

1 概述

從二十世紀(jì)五六十年代開始，我國著手有機(jī)硅材料的研究，從最初的單體產(chǎn)能每年幾百噸到如今的每年幾百萬噸，增長了上萬倍。這充分說明了有機(jī)硅材料的發(fā)展很快，應(yīng)用拓展迅速，技術(shù)進(jìn)步較大[1]。

如今有機(jī)硅的應(yīng)用非常廣泛，包括醫(yī)療、航空航天、電子電氣、汽車、紡織、日化等眾多領(lǐng)域。由于各個(gè)國家行情不同，國外歐美硅橡膠和硅油各占一半的消費(fèi)，日本硅油消費(fèi)占比比硅橡膠大，而我國是以硅橡膠消費(fèi)為主，其中以混煉膠為主要消費(fèi)產(chǎn)品。混煉膠主要用在以下行業(yè)：一是航空航天，主要有膠制品各種膠管、密封墊圈、墊片、皮碗、活門、防震件、熱空氣導(dǎo)管、開關(guān)護(hù)套、氧氣面罩、防火隔板、儀器儀表的軟管、緩沖墊、電線、電纜、插頭、插座、開關(guān)按鈕；二是電線電纜，主要有電力電纜、船舶電纜、加熱電纜、點(diǎn)火電纜、原子能裝置電纜、航空電線；三是電子電器工業(yè)，主要有電纜絕緣層、電器插接件、電器密封減震件、耐高溫電器密封圈等；四是汽車機(jī)械工業(yè)，主要有汽車發(fā)動(dòng)機(jī)和變速器附近的襯套、軟墊、皮帶、保護(hù)罩、蓋帽、密封圈等[2]。

雖然我國的有機(jī)硅技術(shù)取得了巨大進(jìn)步，接近國際先進(jìn)水準(zhǔn)，產(chǎn)能產(chǎn)量領(lǐng)先世界，但我們的產(chǎn)品質(zhì)量和物耗及能耗與國際有機(jī)硅巨頭如道康寧、邁圖、信越、瓦克等還是有一定差距。

本文從有機(jī)硅110 膠脫低溫度對脫低效果及生產(chǎn)的影響入手，研究最合適的脫低溫度，提高產(chǎn)品質(zhì)量，減少揮發(fā)分，降低機(jī)修頻次，降低能耗物耗，從而降低單位生產(chǎn)成本。

2 有機(jī)硅110 膠的合成反應(yīng)

110 膠的生產(chǎn)包含四個(gè)單元：計(jì)量單元、脫水單元、聚合單元、脫低單元。

計(jì)量單元：110 膠也是按批間歇式生產(chǎn)，主原料DMC 由上游原料罐區(qū)通過泵送到110 膠生產(chǎn)裝置，先進(jìn)入計(jì)量槽用液位計(jì)的體積量進(jìn)行計(jì)量，再計(jì)量出一小部份循環(huán)使用的低分子。最后經(jīng)過過濾器過濾后送入脫水單元，VMC 也是在這時(shí)加入（過濾器前，計(jì)量單元后）。

脫水單元：計(jì)量槽的物料通過壓力差，經(jīng)過濾器過濾，送入脫水釜中，在一定溫度、真空度、氮?dú)夤呐莸臈l件下，把沸點(diǎn)更低的水和部份原料以氣態(tài)脫出，脫出的原料冷卻后循環(huán)使用，水分要＜10ppm 即可。

聚合單元：經(jīng)過脫水的物料水含量低，通過脫水釜與聚合釜的壓力差，整批原料全部進(jìn)入聚合釜，聚合釜溫度與脫水溫度相同不需要升溫，先投入封頭劑，再投入催化劑后5min 就聚合到目標(biāo)粘度，再聚合平衡2h 后使相對分子質(zhì)量分布更窄，聚合完成后膠料中是含有催化劑和沒有反應(yīng)的原料需要后續(xù)工藝清除。

脫低單元：膠料由聚合釜經(jīng)氮?dú)鈮毫ο逻M(jìn)入脫低器，膠料被加熱，催化劑被分解。在高溫，高真空條件下，沒有反應(yīng)的原料和催化劑分解產(chǎn)物都被氣化抽出脫低器，產(chǎn)品在出料機(jī)的作用下進(jìn)行出料分包，脫出的原料冷凝后重復(fù)循環(huán)使用。脫出來的催化劑分解產(chǎn)物最終在尾氣水洗塔被吸收處理，達(dá)標(biāo)無害排放。

3 有機(jī)硅110 膠的工藝流程圖（圖1）

圖1

4 有機(jī)硅110 膠脫低溫度對脫低效果及生產(chǎn)的影響及原因分析

有機(jī)硅110 膠的脫低適宜溫度為160～165℃，如果低于160℃，則催化劑四甲基氫氧化銨分解較慢，同時(shí)溫度較低，膠的粘度較高，真空環(huán)境下低分子從有機(jī)硅110 膠揮發(fā)出來的阻力較大，造成低分子脫除困難，從而使有機(jī)硅110 膠產(chǎn)品中的揮發(fā)分較高，影響產(chǎn)品質(zhì)量；溫度較低，粘度較高的情況下，出料阻力較大，出膠困難，影響單臺設(shè)備的產(chǎn)能，同時(shí)增加能耗及人工成本，造成單位產(chǎn)品的成本增加；這樣就會(huì)造成產(chǎn)品質(zhì)量較差，單位成本增加，不利于形成有效的競爭力。

如果溫度高于165℃，當(dāng)然有利于四甲基氫氧化銨的分解，同時(shí)有利于低分子的脫除，可以降低有機(jī)硅110 膠產(chǎn)品中的揮發(fā)分。然而，其缺陷也很明顯，就是脫低器的加熱段是列管，有機(jī)硅110 膠在高溫下接觸管壁，時(shí)間長了，管壁積累凝膠的概率提高，則會(huì)造成檢修頻率提高，增加維修成本，檢修次數(shù)增多，也會(huì)造成單臺設(shè)備的有效產(chǎn)能降低；同時(shí)如果凝膠被帶入產(chǎn)品中，會(huì)造成產(chǎn)品質(zhì)量問題；溫度較高，出膠溫度也會(huì)較高，會(huì)增加出膠工人的操作難度；溫度越高本來就意味著更高的能耗。所以溫度較高時(shí)，也會(huì)造成產(chǎn)品質(zhì)量問題，同時(shí)增加產(chǎn)品成本，不利于公司的較高盈利及可持續(xù)發(fā)展。

因此我們建議，有機(jī)硅110 膠的脫低溫度設(shè)置為160～165℃比較適宜。

5 結(jié)論

有機(jī)硅110 膠的脫低溫度設(shè)置為160～165℃比較適宜，溫度較高或較低都會(huì)造成產(chǎn)品質(zhì)量問題，同時(shí)會(huì)增加單位產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，不利于公司有效競爭力的形成。