有机硅110 胶脱低温度对脱低效果及生产的影响及原因分析

2021-02-05吴梅坤

天津化工 2021年1期

吴梅坤

（云南能投硅材科技发展有限公司，云南曲靖655338）

1 概述

从二十世纪五六十年代开始，我国着手有机硅材料的研究，从最初的单体产能每年几百吨到如今的每年几百万吨，增长了上万倍。这充分说明了有机硅材料的发展很快，应用拓展迅速，技术进步较大[1]。

如今有机硅的应用非常广泛，包括医疗、航空航天、电子电气、汽车、纺织、日化等众多领域。由于各个国家行情不同，国外欧美硅橡胶和硅油各占一半的消费，日本硅油消费占比比硅橡胶大，而我国是以硅橡胶消费为主，其中以混炼胶为主要消费产品。混炼胶主要用在以下行业：一是航空航天，主要有胶制品各种胶管、密封垫圈、垫片、皮碗、活门、防震件、热空气导管、开关护套、氧气面罩、防火隔板、仪器仪表的软管、缓冲垫、电线、电缆、插头、插座、开关按钮；二是电线电缆，主要有电力电缆、船舶电缆、加热电缆、点火电缆、原子能装置电缆、航空电线；三是电子电器工业，主要有电缆绝缘层、电器插接件、电器密封减震件、耐高温电器密封圈等；四是汽车机械工业，主要有汽车发动机和变速器附近的衬套、软垫、皮带、保护罩、盖帽、密封圈等[2]。

虽然我国的有机硅技术取得了巨大进步，接近国际先进水准，产能产量领先世界，但我们的产品质量和物耗及能耗与国际有机硅巨头如道康宁、迈图、信越、瓦克等还是有一定差距。

本文从有机硅110 胶脱低温度对脱低效果及生产的影响入手，研究最合适的脱低温度，提高产品质量，减少挥发分，降低机修频次，降低能耗物耗，从而降低单位生产成本。

2 有机硅110 胶的合成反应

110 胶的生产包含四个单元：计量单元、脱水单元、聚合单元、脱低单元。

计量单元：110 胶也是按批间歇式生产，主原料DMC 由上游原料罐区通过泵送到110 胶生产装置，先进入计量槽用液位计的体积量进行计量，再计量出一小部份循环使用的低分子。最后经过过滤器过滤后送入脱水单元，VMC 也是在这时加入（过滤器前，计量单元后）。

脱水单元：计量槽的物料通过压力差，经过滤器过滤，送入脱水釜中，在一定温度、真空度、氮气鼓泡的条件下，把沸点更低的水和部份原料以气态脱出，脱出的原料冷却后循环使用，水分要＜10ppm 即可。

聚合单元：经过脱水的物料水含量低，通过脱水釜与聚合釜的压力差，整批原料全部进入聚合釜，聚合釜温度与脱水温度相同不需要升温，先投入封头剂，再投入催化剂后5min 就聚合到目标粘度，再聚合平衡2h 后使相对分子质量分布更窄，聚合完成后胶料中是含有催化剂和没有反应的原料需要后续工艺清除。

脱低单元：胶料由聚合釜经氮气压力下进入脱低器，胶料被加热，催化剂被分解。在高温，高真空条件下，没有反应的原料和催化剂分解产物都被气化抽出脱低器，产品在出料机的作用下进行出料分包，脱出的原料冷凝后重复循环使用。脱出来的催化剂分解产物最终在尾气水洗塔被吸收处理，达标无害排放。

3 有机硅110 胶的工艺流程图（图1）

图1

4 有机硅110 胶脱低温度对脱低效果及生产的影响及原因分析

有机硅110 胶的脱低适宜温度为160～165℃，如果低于160℃，则催化剂四甲基氢氧化铵分解较慢，同时温度较低，胶的粘度较高，真空环境下低分子从有机硅110 胶挥发出来的阻力较大，造成低分子脱除困难，从而使有机硅110 胶产品中的挥发分较高，影响产品质量；温度较低，粘度较高的情况下，出料阻力较大，出胶困难，影响单台设备的产能，同时增加能耗及人工成本，造成单位产品的成本增加；这样就会造成产品质量较差，单位成本增加，不利于形成有效的竞争力。

如果温度高于165℃，当然有利于四甲基氢氧化铵的分解，同时有利于低分子的脱除，可以降低有机硅110 胶产品中的挥发分。然而，其缺陷也很明显，就是脱低器的加热段是列管，有机硅110 胶在高温下接触管壁，时间长了，管壁积累凝胶的概率提高，则会造成检修频率提高，增加维修成本，检修次数增多，也会造成单台设备的有效产能降低；同时如果凝胶被带入产品中，会造成产品质量问题；温度较高，出胶温度也会较高，会增加出胶工人的操作难度；温度越高本来就意味着更高的能耗。所以温度较高时，也会造成产品质量问题，同时增加产品成本，不利于公司的较高盈利及可持续发展。

因此我们建议，有机硅110 胶的脱低温度设置为160～165℃比较适宜。