專利名稱：在改進(jìn)的經(jīng)濟(jì)條件下造粒熱塑性聚合物粉末的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種將熱塑性聚合物、特別是熱塑性聚烯烴、優(yōu)選具有多模態(tài)摩爾質(zhì)量分布的聚烯烴的粉末造粒的方法，其中在一個(gè)或多個(gè)聚合反應(yīng)器中制備的聚合物粉末被引入擠出機(jī)中，在擠出機(jī)中熔融并均化，然后經(jīng)過擠出口模并隨后粉碎和冷卻。
背景技術(shù)：
熱塑性聚合物的造粒是公知的，用于均化聚合物和將任何助劑和添加劑例如穩(wěn)定劑、冷卻劑、用于改進(jìn)機(jī)械性能的試劑、填料等引入聚合物中。另外，與粉末的處理相比，在運(yùn)輸和進(jìn)一步加工過程中熱塑性聚合物的處理可以特別通過造粒來改進(jìn)。
除了直接組合聚合和造粒(其中來自聚合工藝的聚合物粉末被干燥，然后直接加入擠出機(jī)中)之外，聚合物粉末在對(duì)應(yīng)于環(huán)境溫度的溫度下引入擠出機(jī)的操作是常規(guī)的，特別是在配混工藝中。這特別是由于聚合物粉末在地窖中的中間儲(chǔ)存以及使用氣動(dòng)輸送體系的運(yùn)輸方法，其中通常發(fā)生粉末向環(huán)境溫度的冷卻。
因此，在配混中，聚合物粉末通常作為本體材料加入到擠出機(jī)中。在進(jìn)料區(qū)域之后，粉末必須通過機(jī)械摩擦力的作用在擠出機(jī)中升溫加熱，最后一點(diǎn)點(diǎn)地熔融。但是，公知的造粒方法仍然需要在產(chǎn)量方面、相關(guān)的機(jī)械應(yīng)力和被造粒材料的產(chǎn)品質(zhì)量方面改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種造粒熱塑性聚合物的方法，其中在造粒期間的均化效力在給定產(chǎn)量下得到提高，或其中在機(jī)械上的應(yīng)力可以降低，這將表現(xiàn)在降低的能耗和減少修理或減少停工時(shí)間，或其中現(xiàn)有造粒設(shè)備的產(chǎn)物產(chǎn)量得到提高，從而保持均化質(zhì)量和能耗。
該目的是通過在開頭提到的一般類型的方法來實(shí)現(xiàn)的，其中在引入擠出機(jī)中之前將有機(jī)溶劑或懸浮介質(zhì)按照0.001-20重量％的量加入聚合物粉末中，基于聚合物粉末和溶劑或懸浮介質(zhì)的重量計(jì)。
根據(jù)本發(fā)明溶劑或懸浮介質(zhì)的添加優(yōu)選通過聚合物粉末進(jìn)行，該聚合物粉末在聚合反應(yīng)器中在懸浮液中制備，不進(jìn)行完全的干燥，而是僅僅干燥到使得在聚合物粉末中自動(dòng)建立所需量的溶劑或懸浮液介質(zhì)的程度。根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選的溶劑或懸浮介質(zhì)是在0.0015-15重量％、特別優(yōu)選0.002-10重量％和非常特別優(yōu)選0.01-5重量％的范圍內(nèi)。
另一種可能的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的方法是獲取預(yù)先干燥的聚合物粉末，將該粉末與適合量的有機(jī)溶劑或懸浮介質(zhì)混合，然后將該混合物加入用于造粒的擠出機(jī)中。
根據(jù)本發(fā)明，所用的有機(jī)溶劑或懸浮介質(zhì)是飽和或環(huán)狀的或多環(huán)或芳族的具有3-18個(gè)、優(yōu)選4-12個(gè)碳原子的烴或其混合物。
由于存在根據(jù)本發(fā)明的量的溶劑或懸浮介質(zhì)，聚合物粉末的熔化焓降低，在擠出機(jī)中的均化在給定能量輸入下得到改進(jìn)，這反映在聚合物中觀察到較少的斑點(diǎn)。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，可以特別通過本發(fā)明方法特別良好地造粒的有利聚合物是標(biāo)準(zhǔn)聚合物，例如聚烯烴、聚酯或聚酰胺，優(yōu)選聚乙烯或聚丙烯。在聚乙烯的情況下，當(dāng)聚乙烯具有多模態(tài)分子量分布時(shí)本發(fā)明方法是特別有利的，因?yàn)樵谶@種材料的情況下會(huì)出現(xiàn)額外的溶脹效果，這些導(dǎo)致特別有利的均化。
本發(fā)明的方法特別具有的優(yōu)點(diǎn)是造?？梢栽诠I(yè)上在改進(jìn)的經(jīng)濟(jì)條件下進(jìn)行。干燥聚合物粉末的成本顯著降低，這是因?yàn)榭梢允÷杂糜诔ブ辽?％懸浮介質(zhì)的能量密集和昂貴的干燥步驟。產(chǎn)品質(zhì)量得到改進(jìn)，因?yàn)槌霈F(xiàn)較少的斑點(diǎn)，聚合物通過熱方式和機(jī)械方式在擠出機(jī)中受到較少程度的應(yīng)力。對(duì)于擠出機(jī)的機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間增加，因?yàn)閷?duì)于給定的聚合物粉末產(chǎn)量需要較少的能量，機(jī)械設(shè)備進(jìn)而經(jīng)受較小的應(yīng)力，進(jìn)而需要較少的維修。反過來，當(dāng)機(jī)械在相同的能量輸入下操作時(shí)，產(chǎn)量得到增加，這改進(jìn)了本發(fā)明方法在工業(yè)生產(chǎn)方面的效益。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1(根據(jù)本發(fā)明)雙模態(tài)聚乙烯在懸浮液中制備，己烷作為懸浮介質(zhì)，在高活性的齊格勒催化劑存在下在兩個(gè)串聯(lián)的反應(yīng)器中進(jìn)行。雙模態(tài)聚乙烯具有48重量％比例的低分子量均聚物和52重量％比例的高分子量共聚物。雙模態(tài)聚乙烯的密度是0.955g/cm3，MFI5是0.35dg/min。
粉狀聚乙烯在離開反應(yīng)容器之后進(jìn)行正常的干燥工藝，但是，該工藝在早期停止，導(dǎo)致準(zhǔn)確地2.2重量％的己烷保留在聚合物粉末中。
將該粉末引入擠出機(jī)中，并在恒定的能量輸入下加工以生產(chǎn)顆粒。隨后，從這些顆粒在吹膜工藝中生產(chǎn)25微米厚的薄膜，通過在顯微鏡下目測(cè)觀察來檢查這些膜中是否存在斑點(diǎn)。結(jié)果顯示在下表中。
實(shí)施例2(對(duì)比例)與實(shí)施例1中相同的聚合物在離開反應(yīng)容器之后進(jìn)行正常的干燥工藝，但是，該工藝進(jìn)行完全，導(dǎo)致小于0.001重量％的己烷保留在聚合物粉末中。
將通過這種方式干燥的粉末引入與實(shí)施例1相同的擠出機(jī)中，并在實(shí)際相同的條件下加工以生產(chǎn)顆粒。從這些顆粒在吹膜設(shè)備上生產(chǎn)25微米厚的薄膜，這些膜進(jìn)行與實(shí)施例1相同的檢測(cè)。
表

權(quán)利要求
1.一種將熱塑性聚合物粉末造粒的方法，其中在聚合反應(yīng)器中制備的聚合物粉末被引入擠出機(jī)中，在擠出機(jī)中熔融并均化，然后經(jīng)過擠出口模并造粒，其中在引入擠出機(jī)中之前將有機(jī)溶劑或懸浮介質(zhì)按照0.001-20重量％的量加入聚合物粉末中，基于聚合物粉末和溶劑或懸浮介質(zhì)的總重量計(jì)。
2.權(quán)利要求1的方法，其中所用的熱塑性聚合物是聚烯烴。
3.權(quán)利要求1或2的方法，其中所用的聚合物是具有多模態(tài)摩爾質(zhì)量分布的聚烯烴。
4.權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)的方法，其中溶劑或懸浮介質(zhì)的添加是通過聚合物粉末進(jìn)行，該聚合物粉末在聚合反應(yīng)器中在懸浮液中制備，不進(jìn)行完全的干燥，而是僅僅部分干燥到使得以0.001-20重量％的范圍在聚合物粉末中建立所需量的溶劑或懸浮液介質(zhì)的程度。
5.權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)的方法，其中溶劑或懸浮介質(zhì)的添加是通過加入到干燥聚合物粉末進(jìn)行，使得建立所需量的溶劑或懸浮液介質(zhì)是在聚合物粉末中的0.001-20重量％的范圍中。
6.權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)的方法，其中溶劑或懸浮介質(zhì)的添加是通過加入到擠出機(jī)中進(jìn)行，使得建立所需量的溶劑或懸浮液介質(zhì)是在聚合物粉末中的0.001-20重量％的范圍中。
7.權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)的方法，其中在熱塑性聚合物粉末中的溶劑或懸浮介質(zhì)的量是在0.0015-15重量％的范圍內(nèi)。
8.權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)的方法，其中在熱塑性聚合物粉末中的溶劑或懸浮介質(zhì)的量是在0.002-10重量％的范圍內(nèi)。
9.權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)的方法，其中在熱塑性聚合物粉末中的溶劑或懸浮介質(zhì)的量是在0.01-5重量％的范圍內(nèi)。
10.權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)的方法，其中所用的有機(jī)溶劑或懸浮介質(zhì)是飽和或環(huán)狀的或多環(huán)或芳族的具有3-18個(gè)、優(yōu)選4-12個(gè)碳原子的烴。
11.一種提高熱塑性聚合物粉末在造粒期間通過擠出機(jī)的產(chǎn)量從而保持能耗的方法，其中在引入擠出機(jī)中之前將有機(jī)溶劑或懸浮介質(zhì)按照0.01-5重量％的量加入聚合物粉末中，基于聚合物和有機(jī)溶劑或懸浮介質(zhì)的混合總重量計(jì)。
12.一種在熱塑性聚合物粉末的造粒期間降低擠出機(jī)能耗從而保持聚合物通過擠出機(jī)的產(chǎn)量的方法，其中在引入擠出機(jī)中之前將有機(jī)溶劑或懸浮介質(zhì)按照0.01-5重量％的量加入聚合物粉末中，基于聚合物和有機(jī)溶劑或懸浮介質(zhì)的混合總重量計(jì)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種將熱塑性聚合物、特別是熱塑性聚烯烴造粒的方法，其中在聚合反應(yīng)器中制備的聚合物粉末被引入擠出機(jī)中，在擠出機(jī)中熔融并均化，然后經(jīng)過擠出口模并隨后粉碎和冷卻。根據(jù)本發(fā)明，在引入擠出機(jī)中之前將有機(jī)溶劑或懸浮介質(zhì)按照0.001－20重量％的量加入聚合物粉末中。本發(fā)明特別用于聚乙烯或聚丙烯的造粒，從而在恒定能耗下提高聚合物產(chǎn)量或者在恒定聚合物產(chǎn)量下降低能耗。
文檔編號(hào)C08J3/12GK1832835SQ200480022441
公開日2006年9月13日 申請(qǐng)日期2004年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月29日
發(fā)明者R·屈爾, J·－F·恩德爾勒, M·維特 申請(qǐng)人:巴塞爾聚烯烴股份有限公司