针对高含水率湿法 ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)橡胶粉的脱水,科倍隆采用 ZSK 双螺杆挤出机提供高品质且极其温和的机械脱水方案。该工艺通过机械方式脱除水分,在避免物料过度压实和保持低剪切作用的条件下,可将初始含水率由 30~40 wt% 降低至最终 8~15 wt%,具体最终含水率取决于原料特性。
ZSK 双螺杆挤出机的设计包括进料区、两个压缩段、两个配备侧向脱水装置的侧向脱水段,以及无压出料口。
该工艺首先将含水率最高可达 40 wt% 的 ABS 橡胶粉送入 ZSK 挤出机的第一节机筒。该段双螺杆采用部分充满设计,使物料压力保持在较低水平(0~3 bar)。随后,在输送段内压力缓慢升高至约 5 bar。第一压缩段位于第一组侧向脱水装置之后,物料压力提高至 5~10 bar。通过特殊设计的螺杆元件组合,可在尽可能降低橡胶受压的情况下,温和地将水分挤出,从而减少能量输入并避免原料发生过度压实。
被挤出的水分通过反向旋转的侧向脱水装置安全排出,而橡胶则可靠地保留在设备内部继续加工。经过第一次脱水后,物料含水率可降至约 20~25 wt%。
第一压缩段之后设置了另一段部分充满的螺杆区。在该区域内,物料压力降至 0~5 bar,使橡胶粉得到充分松弛并实现均化。随后进入第二压缩段,该段配备另外两组侧向脱水装置。物料压力再次提高至约 5~10 bar,将残余水分进一步挤出,使橡胶粉达到目标最终含水率。
经过该段处理后,产品温度约为 100°C,最终含水率可达到 8~15 wt%,具体数值取决于橡胶粉的材料特性。在第二脱水段之后,挤出机还设置了一个混合与均化段。在该区域内,橡胶几乎不再受到额外压力(0~2 bar),从而进一步实现物料松弛,并保证产品质量的稳定性。挤出机采用开放式出料方式,因此不会对橡胶粉产生进一步压实。
在整个脱水过程中,橡胶粉始终受到极其温和的挤压作用,脱水过程平稳柔和,从而确保橡胶的物理性能不会受到影响,并有效防止橡胶发生过度压实。这种经过温和脱水处理的橡胶颗粒非常有利于后续的 ABS 最终共混工艺,可实现最佳的工艺稳定性,并生产出最高品质的 ABS 聚合物。
通过调整螺杆转速等工艺参数,挤出机能够灵活适应不同原料的特性,并可方便地调节最终产品的含水率,以满足不同工艺要求。
自 2000 年以来,已有超过 30 条科倍隆生产线成功采用了该项技术,并在工业生产中得到稳定应用。