專利名稱：用于生產(chǎn)可膨脹熱塑性聚合物顆粒的工藝和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)可膨脹熱塑性聚合物顆粒的工藝和適用于該目的的設(shè)備。
更具體地說，本發(fā)明涉及一種通過擠壓成形生產(chǎn)可膨脹乙烯芳族聚合物顆粒的工藝以及適用于該目的的設(shè)備。
更具體地說，本發(fā)明涉及通過擠壓成形生產(chǎn)可膨脹聚苯乙烯顆粒的工藝以及相關(guān)的設(shè)備。這樣獲得的可膨脹聚苯乙烯顆粒由于它們既沒有定向也不受到應(yīng)力所以具有優(yōu)良的品質(zhì)，因此特別適用于制備具有均勻的內(nèi)部多孔結(jié)構(gòu)的可膨脹成品。
背景技術(shù)：
已知可以通過將膨脹劑加入在聚合物中然后將該聚合物加熱至使得膨脹劑能夠蒸發(fā)并且形成多孔結(jié)構(gòu)的溫度來使熱塑性聚合物例如聚苯乙烯膨脹。對于聚苯乙烯而言，這些已知膨脹劑由包含4至6個碳原子的液態(tài)烴、鹵代烴(氟利昂)、二氧化碳或水構(gòu)成。膨脹劑的量通常為2至10wt％。
可膨脹聚合物通常以小球或顆粒的形式生產(chǎn)出，這些顆粒物由于例如由水蒸氣提供的熱的作用而首先預(yù)膨脹至所要求的密度，并且在熟化之后在密閉的模具中進行燒結(jié)以獲得坯件或成品件。
可以通過在水性懸浮液中進行間斷聚合工藝來獲得可膨脹小球。該工藝提供了質(zhì)量良好的產(chǎn)品，但是存在以下缺點粒徑非常分散，從而必須通過篩分和扔掉篩尾來分離出專門的組分；在生產(chǎn)特殊產(chǎn)品例如彩色物品和/或含有填充劑或異類添加劑例如成核劑的產(chǎn)品中存在明顯的限制，因為這些添加劑難以組合或者它們抑制了聚合作用；
在膨脹劑的使用中存在進一步的限制，這些膨脹劑必須可以分散和/或溶解在聚合基體中，或者在單體使用方面存在進一步的限制，這些單體必須能夠在水性懸浮液中聚合；難以將殘余的苯乙烯單體減少至1000ppm；由于水消耗相當(dāng)大并且不容易排放出并且還由于在使用之后不可能循環(huán)使用該膨脹聚合物所以導(dǎo)致環(huán)境問題。
如在GB-A-1062307和GB-A-1234639中所述一樣，還可以通過在擠出機中將膨脹劑添加在增塑聚合物中隨后通過模具孔來熱切割該聚合物來連續(xù)地制備出可膨脹顆粒。
該技術(shù)也存在許多缺點，下面列出了其中主要幾個缺點切出的顆粒具有強烈的取向，從而使之難以通過完全消除應(yīng)力來制備出可膨脹物品；如果顆粒沒有受到正確冷卻，則它會受到微觀膨脹，這會影響最終產(chǎn)品的質(zhì)量；切割系統(tǒng)提供了不規(guī)則顆粒，因為擠出機的流速會由于在設(shè)備性能、聚合物密度或膨脹劑的流速上的小變化而變化；在模具中的輸送通道不能保證聚合物中溫度一致，從而造成擠出不穩(wěn)定，因為與金屬接觸的聚合物的溫度比里面的聚合物更高，因此具有更大的流動性。
發(fā)明概述本發(fā)明的目的在于提供一種生產(chǎn)任選為可膨脹的熱塑性聚合物的工藝，該工藝克服了上述缺點，因此提供了尺寸非常均勻并且具有優(yōu)良的質(zhì)量和均一性的的顆粒。更具體地說，這些顆粒既沒有定向也沒有受到應(yīng)力，并且相應(yīng)的膨脹產(chǎn)品的多孔結(jié)構(gòu)均勻。
申請人現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，可以利用擠壓成形采用一種生產(chǎn)可膨脹熱塑性聚合物顆粒的工藝來實現(xiàn)上面的目的，該工藝包括i)在單或多螺桿擠出機中將熱塑性聚合物加熱至高于熔點的溫度；ii)將至少一種膨脹劑加入在處于熔融狀態(tài)中的聚合物中；
iii)在用于使熱塑性聚合物熱成粒的裝置中使這樣獲得的聚合物成粒，該裝置包括設(shè)置在擠出機的機頭處的一模具，包括一圓柱形主體，該主體在外表面上包括一系列設(shè)有一系列擠出孔的小板；以及多條熔融聚合物輸送管道，它們與穿孔小板對應(yīng)地設(shè)在圓柱形主體內(nèi)并且與這些小板連接，這些管道設(shè)有具有高導(dǎo)熱性的材料襯里；一切割腔室，它包括一組噴嘴，這組噴嘴產(chǎn)生出霧化并且噴灑在模具上的恒溫調(diào)節(jié)流體射流，用來冷卻并且除去切成的顆粒；一切割系統(tǒng)，它包括一切割板，該切割板牢固地固定在旋轉(zhuǎn)軸上，支撐著如此布置的一組刀片，從而該刀片的切割輪廓相對于面對著所述切割系統(tǒng)的模具表面是徑向的；iv)通過加熱至高于或等于玻璃態(tài)轉(zhuǎn)化溫度(Tg)的溫度來對這樣獲得顆粒進行退火；v)將經(jīng)過退火的顆粒冷卻至室溫。
根據(jù)本發(fā)明，將該聚合物輸送給配有進料斗和膨脹劑的注入位置的擠出機，例如單或雙螺桿擠出機，并且在加熱至比包含有膨脹劑的聚合物組分的玻璃態(tài)轉(zhuǎn)化溫度(Tg)或軟化溫度高至少50℃的溫度例如100-200℃之后使該聚合物進入熔融狀態(tài)。該聚合物可以至少部分(例如約30wt％)由來自前面的加工中的再循環(huán)產(chǎn)品或廢料構(gòu)成。
根據(jù)本發(fā)明的目的，在該工藝中可以使用任意熱塑性聚合物。典型的示例有聚烯烴、縮合(共聚合物)聚合物例如聚碳酸酯和聚酯、(甲基)丙烯酸聚合物、工程聚合物、熱塑性橡膠和源自乙烯芳族單體的聚合物。
術(shù)語“乙烯芳族單體”在本說明書和權(quán)利要求書中實際上指的是與下面通式相對應(yīng)的產(chǎn)品
其中R為氫或甲基，n為零或1-5中的整數(shù)，并且Y為鹵素例如氟或溴或具有1至4個碳原子的烴基或烷氧基。
具有上面的通式的乙烯芳族單體的示例有苯乙烯；α-甲基苯乙烯；甲基苯乙烯；乙烯基苯乙烯；丁基苯乙烯；二甲基苯乙烯；單-、二-、三-、四-和五-氯苯乙烯；溴苯乙烯；甲氧基苯乙烯；醋酸基苯乙烯等。優(yōu)選的乙烯芳族單體為苯乙烯和α-甲基苯乙烯。
具有通式(I)的乙烯芳族單體可以單獨使用或者以約50wt％的與其它可共聚單體混合使用。這些單體的示例有(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸的C1-C4烷基酯例如丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、乙基丙烯酸甲酯、丙烯酸異丙酯、丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸的酰胺和腈例如丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、丙烯腈、甲基丙烯腈、丁二烯、乙烯、二乙烯基苯、馬來酐等。優(yōu)選的可共聚單體為丙烯腈和甲基丙烯酸甲酯。
可以用本發(fā)明的裝置成粒的熱塑性聚合物的一般示例有聚苯乙烯(PS)、高抗沖聚苯乙烯(HIPS)、聚乙烯(PE)、聚丙烯、相關(guān)PS/PE(或HIPS/PE)合金、SAN、ABS、聚甲基丙烯酸甲酯、聚醚例如聚亞苯醚(PPO)、由雙酚A制成的聚碳酸酯、相對合金、苯乙烯-丁二烯共聚物以及通常為熱塑性橡膠。
以1至10wt％的量將選自C3-C6脂肪族烴、氟利昂、二氧化碳、水或這些膨脹劑的組合的膨脹劑加入到上面的聚合物中?？梢灾苯釉跀D出機中或在靜態(tài)混合機中將這些膨脹劑加入到聚合物中。
在具體的情況中，例如當(dāng)膨脹劑為CO2時，為了便于其保持，聚合物可以加入能夠與膨脹劑形成弱鍵(例如氫橋)和強鍵(例如通過酸-堿絡(luò)合物)的添加劑。這些添加劑的示例有甲醇、異丙醇、鄰苯二甲酸二辛酯和二甲基碳酸酯。
基本聚合物還可以包含在傳統(tǒng)成粒工藝中所通常使用的添加劑，例如染料、穩(wěn)定劑、成核劑、耐沖擊劑、惰性礦物增強填充劑例如短纖維、云母、滑石、氧化硅、氧化鋁等或無熱材料填充劑例如石墨、碳黑、二氧化鈦。
在成粒階段中，切割腔室優(yōu)選處于壓力之下以消除顆粒出現(xiàn)預(yù)先膨脹的危險。通常采用0.11至10MPa的壓力。在隨后的退火步驟中也可以保持該壓力。
在成粒過程的最后，在管狀反應(yīng)器中將該聚合物退火。具體地說，收集在切割腔室的底部上的顆粒與恒溫調(diào)節(jié)流體一起排出，另外加入水或另一種恒溫調(diào)節(jié)液體，然后將它們送到退火工位，該工位包括至少一個管狀反應(yīng)器。使管狀反應(yīng)器內(nèi)的溫度保持等于或高于Tg，并且使顆粒保持在該溫度下至少30分鐘，通常保持30至600分鐘。
在退火階段最后，使這些顆粒進入大氣壓，同時使之緩慢冷卻至室溫，過濾、干燥、篩分并且最終存儲。
本發(fā)明的另一個目的在于與擠出機和退火反應(yīng)器結(jié)合在一起的在段落(iii)中所述的成粒裝置。
在該成粒裝置中，模具能夠確保處于熔融狀態(tài)中的聚合物的高流速并且能夠向管道的自由邊緣輸送均勻的熱流以避免聚合物自身在管道中心處冷卻。這保證了擠出機的均勻流速，因此保證了均勻的顆粒尺寸。
為了實現(xiàn)這個結(jié)果，對模具的主體進行恒溫調(diào)節(jié)并且使之保持在接近或高于聚合物軟化點的溫度。恒溫調(diào)節(jié)可以采用本領(lǐng)域所公知的任意方法來實現(xiàn)，例如通過電阻或通過使熱流體在位于模具主體中的適當(dāng)管道中的旋轉(zhuǎn)流動。
聚合物的輸送管道例如可以彼此平行并且與模具的軸線(基本上與切割系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)軸一致)平行地布置，并且設(shè)有其導(dǎo)熱率高于40W/mK優(yōu)選高于100W/mK的金屬襯里。這些金屬的示例有銅、銀、金。
輸送管道通過穿孔小板將所要成粒的聚合物拉拔成形，這些穿孔小板具有許多孔，其數(shù)量根據(jù)所要獲得的流速變化。該數(shù)量可以大于或等于1，例如為4至10。這些孔的直徑取決于所要制造的顆粒物的類型和直徑，并且大于0.2mm，通常為0.2至5mm，優(yōu)選為0.3至1.5mm，更優(yōu)選為0.4至1mm。
根據(jù)本發(fā)明的可選實施方案，可以不用這些小板，并且與每條熔融聚合物輸送管道相對應(yīng)地將擠出孔直接布置在模具上。
在切割腔室內(nèi)部，擠出聚合物通過切割系統(tǒng)成粒并且通過霧化噴射在模具上的恒溫調(diào)節(jié)液體液滴射流冷卻，由此形成霧。該液體通常由水構(gòu)成，其中可以任選添加防粘劑或者甘油、乙二醇、礦油、硅油等或它們的混合物，并且保持在10℃至該聚合物的軟化點的溫度處。
可以通過在形成液滴射流之前使用以連續(xù)或批量的方式加入在恒溫調(diào)節(jié)液體中的防粘添加劑來進一步方便根據(jù)本發(fā)明目的的成粒裝置的運行。這些添加劑便于小球從刀片上脫離，因為它們在金屬上形成一非常薄的層，從而防止了刀片逐漸結(jié)垢因此確保了長時間進行理想的切割。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選抗粘添加劑為在水中可溶解或可乳化的聚硅氧烷例如聚二甲基硅氧烷。在霧化之前加入到恒溫調(diào)節(jié)液體中的聚硅氧烷的量為1ppm，優(yōu)選為1至1000ppm，甚至更優(yōu)選為10至100ppm。
恒溫調(diào)節(jié)液體通過例如布置在相對于模具成正交和/或切向位置中或固定在刀片上的噴嘴噴射在模具上。這些噴嘴優(yōu)選布置在刀架后面，從而由刀片突出的表面通過這些刀片自身的幾何形狀和/或刀架盤和/或噴射液滴的轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)在模具上的液滴流量。
將恒溫調(diào)節(jié)液體與那些被排出并且送出以便隨后退火處理的切割顆粒一起收集在切割腔室的底部上。
切割系統(tǒng)基本上由其上設(shè)有兩個或多個刀片的板構(gòu)成。刀片的數(shù)目和尺寸可以根據(jù)模具管道的數(shù)目和直徑或所要成粒的聚合物類型(即它是高粘度聚合物或低粘度聚合物)來改變。通常，刀片數(shù)量大于或等于1，優(yōu)選為2-40。
這些刀片通常為階梯狀，因為這保證了均勻的磨損并且這些刀片可以彎曲而不會斷裂，從而非常便于多次啟動操作。另外，徑向布置的階梯狀刀片不僅能夠有效地切割聚合物，而且還能夠?qū)㈧F化噴射在模具上的恒溫調(diào)節(jié)液體流偏向，從而使之?dāng)嗬m(xù)并且均勻。
這些刀片由于推壓在由如在歐洲專利申請266673中所述一樣的特定定位系統(tǒng)保持的模具上，所以以恒定的壓力操作。該定位系統(tǒng)能夠施加最優(yōu)的壓力，該壓力足以保證顆粒的均勻切割，因此避免形成結(jié)塊，但是不會過大以便限制刀片和模具的磨損。
這確保了顆粒在尺寸和溫度方面的穩(wěn)定性質(zhì)(恒壓使得熔融聚合物與周圍環(huán)境的熱交換更加均勻和恒定)。事實上已知在模具中的聚合物壓力根據(jù)正在輸送的產(chǎn)品在分子量和添加劑(例如抗氧化劑、蠟、染料、惰性填充劑、膨脹劑等)的分散的不均勻性而變化。


可以參照附圖來更好地了解本發(fā)明的目的即用于使任選為可膨脹的熱塑性聚合物成粒的裝置，這些附圖給出了示例性而非限定性的實施方案，其中圖1為聚合物例如聚苯乙烯的成粒過程的方框圖；圖2為模具的平剖面；圖3為切割腔室的平剖面；圖4為刀架盤的后部的簡化視圖。
具體實施例方式
參照圖1，通過料斗1將聚苯乙烯顆粒送入已知類型的螺桿擠出機2，以便使聚苯乙烯熱塑化并且在壓力下將該聚合物輸送給擠出頭或模具111。
利用泵5通過注入管線4將膨脹劑輸送給擠出機2。該擠出機2的最后部分具有適當(dāng)?shù)男螤钜赃M行必要的混合以便確保膨脹劑理想地分布在聚苯乙烯中。
包含有膨脹劑的聚合物通過模具111的孔擠出并且由刀片215切斷。
切成顆粒的聚合物進入切割腔室118，該腔室包圍著模具，并且在其中以超過0.2MPa的壓力并且在聚合物的Tg至Tg+20℃的溫度下噴射水和防粘添加劑。
熱交換器9使進入切割腔室118的水保持在所要求的溫度下，而一專門裝置10使刀片215向模具111施加恒定的壓力。
這些顆粒在水流的作用下輸送給收集塔11的上部并且隨后輸送給管狀退火反應(yīng)器12。多余的水穿過收集塔的過濾器13，并且在泵14的作用下到達交換器9，因此循環(huán)流動到切割腔室118。
在收集塔和管狀反應(yīng)器12中將聚苯乙烯保持在超過0.2MPa的壓力下，并且也將管狀反應(yīng)器中的溫度維持在等于或高于產(chǎn)品Tg的數(shù)值處。
受到恒溫調(diào)節(jié)的管狀反應(yīng)器12由長度可變的管子構(gòu)成，管子長度取決于管子直徑和應(yīng)該至少為30分鐘的停留時間。
在進入離心分離器15之前通過排放到水流中使顆粒和水冷卻。在水流中排放是在一根幾米長的管子20中進行，從而在運行期間的壓降使得該壓力從超過0.2MPa下降至0.1MPa(大氣壓值)。
通過閥門16來調(diào)節(jié)由泵17送出的冷卻水的流速，以便保持30-35℃的恒溫。
然后通過離心分離器15使聚合物與水分離并且干燥。將水過濾以除去任何可能的顆粒并且通過泵18使之循環(huán)流回到切割腔室118。將干燥的顆粒收集在存儲容器19中并且送給隨后的精整工序(例如淀積涂層)。
剩下的圖2-4詳細顯示出該成粒裝置。圖2顯示出模具111的平剖面，該模具基本上由圓柱形主體112構(gòu)成，其內(nèi)部設(shè)有用于輸送熔融聚合物115的管道113，該管道設(shè)有具有高導(dǎo)熱性的材料襯里114。這些管道113通過穿孔小板116向外延伸。
電阻117將模具的圓柱形主體保持在適當(dāng)?shù)臏囟认隆?br> 圖3顯示出與相應(yīng)的切割系統(tǒng)119相連的切割腔室118的平剖面。該切割腔室基本上包括與模具111相配的設(shè)有一出口211的容器210，從該出口將顆粒物與恒溫調(diào)節(jié)液體的混合物212回收。切割系統(tǒng)包括一刀架盤軸214。具有相對于模具111徑向布置的階梯形刀刃216的刀片215安裝在該刀架盤上。設(shè)在容器210后面的液壓噴嘴217位于刀架盤后面，由高壓泵(未示出)供料的這些噴嘴使恒溫調(diào)節(jié)液體霧化并且以液滴或微滴的形式將它噴射在模具上。
圖4顯示出上刀架盤213的后部的示意圖，為了只是進行舉例說明，其上布置有八個其刀刃徑向設(shè)置的刀片215。
為了更好地理解本發(fā)明的及其實施方案下面給出一些示例性而非限定性的實施例。
實施例1參照圖1。通過料斗1將具有8g/10′(在200℃/5kg下)的MFI的聚苯乙烯輸送給擠出機2。按照大約6wt％的量通過泵5和管線4將重量比為70/30的n-戊烷/i-戊烷混合物加入到熔融聚合物中。
通過配有帶銅襯里的管道和直徑為0.5mm的孔的模具111在大約170℃下將可膨脹聚合物擠出成形，并且通過刀片215進行切割。由此獲得球形顆粒，其平均直徑為1mm，并且分布范圍非常窄(在0.9至.1.1mm的范圍內(nèi)為98％)。
模具111延伸進入切割腔室，其中水在0.3MPa下并且在60℃的溫度下被霧化，從而在腔室本身中形成霧。
然后將顆粒收集在收集塔11，送給管狀反應(yīng)器12并且在其中在60℃下進行120分鐘退火，同時在整個設(shè)備中保持0.3MPa的壓力。隨后將這些顆粒輸送進長度為30m并且具有20℃的水的管子20中。由于沿著管子的壓降，所以該壓力從0.3MPa下降至0.1MPa。
將最終產(chǎn)品送給離心分離器15以除水并且收集在容器19中。
隨后向這些顆粒物加入0.2wt％的單硬脂酸二醇酯(mono-diglyceryl stearate)和0.1wt％硬脂酸鋅，隨后用100℃的蒸汽進行1、2、3分鐘的3次接觸使這些顆粒膨脹。在表1中給出了相應(yīng)試樣的密度。
在15g/l下膨脹的小球具有均勻的多孔結(jié)構(gòu)，并且具有封閉的單元并且直徑大約為60μm。然后在0.04MPa的蒸汽壓力下熟化24小時之后將膨脹的小球模制成尺寸為1000×1080×600mm的坯件，以評估在0.04MPa的蒸汽壓力下的熟化，從而評價出冷卻時間、收縮量、塑化率，其結(jié)果顯示在表2中，以及在23℃下的導(dǎo)熱率(在14g/l的密度下為39mW/mk)。使一部分膨脹小球進行二次膨脹以進一步將密度降低至7.8g/l。
實施例2(比較例)采用與在實施例1中相同的程序，但是其不同之處在于，在切割腔室中在0.1MPa下使水霧化。所獲得的顆粒部分膨脹。
實施例3(比較例)采用與在實施例1中相同的程序，但是使顆粒物從切割腔室直接到用于冷卻的管子20。在15g/l下膨脹一次而獲得的顆粒具有不均勻的多孔結(jié)構(gòu)，并且蜂窩的外冠其直徑大約為60μm并且具有更大蜂窩的內(nèi)部其直徑為60-150μm。
實施例4采用與在實施例1中相同的程序，但是向聚苯乙烯加入1wt％的直徑為0.2μm的二氧化鈦。膨脹小球具有均勻的蜂窩結(jié)構(gòu)，其直徑大約為55μm。導(dǎo)熱率為36.7mW/mk(14g/l的密度)。
實施例5采用與在實施例1中相同的程序，但是輸送具有33％的丙烯腈和20g/10′(220℃/10kg)的MFI。
通過泵5和管線4向熔融聚合物加入大約6wt％的液態(tài)二氧化碳。與實施例1不同，將切割腔室保持在8MPa的壓力下。
在收集塔和管狀反應(yīng)器中保持2MPa的壓力。
用103℃的蒸汽對所獲得的顆粒進行膨脹。
實施例6采用與在實施例5中相同的程序，除了通過泵5和管線4加入大約6wt％液態(tài)二氧化碳和大約2wt％的異丙醇。
用103℃的蒸汽對所獲得的顆粒進行膨脹。
表1

表2

權(quán)利要求
1.一種通過擠出生產(chǎn)可膨脹熱塑性聚合物顆粒的工藝，該工藝包括i)在單或多螺桿擠出機中將熱塑性聚合物加熱至高于熔點的溫度；ii)將至少一種膨脹劑加入在處于熔融狀態(tài)中的聚合物中；iii)在用于使熱塑性聚合物熱成粒的裝置中使這樣獲得的聚合物成粒，該裝置包括設(shè)置在擠出機的機頭處的一模具，包括一圓柱形主體，該主體在外表面上包括一系列設(shè)有一系列擠出孔的小板；以及多條熔融聚合物輸送管道，它們與穿孔小板對應(yīng)地設(shè)在圓柱形主體內(nèi)并且與這些穿孔的小板連接，這些管道設(shè)有具有高導(dǎo)熱性的材料襯里；一切割腔室，它包括一組噴嘴，這組噴嘴產(chǎn)生出被霧化并且噴灑在模具上的恒溫調(diào)節(jié)流體液滴射流，用來冷卻并且除去切成的顆粒；一切割系統(tǒng)，它包括一切割板，該切割板牢固地固定在旋轉(zhuǎn)軸上，支撐著如此布置的一組刀片，從而該刀片的切割輪廓相對于面對著所述切割系統(tǒng)的模具表面是徑向的；iv)通過加熱至高于或等于玻璃態(tài)轉(zhuǎn)化溫度(Tg)的溫度來對這樣獲得顆粒進行退火；v)將經(jīng)過退火的顆粒冷卻至室溫。
2.如權(quán)利要求1所述的工藝，其中在加熱至比包含有膨脹劑的聚合物組分的玻璃態(tài)轉(zhuǎn)化溫度(Tg)或軟化溫度高至少100℃的溫度之后使輸送給擠出機的熱塑性聚合物進入熔融狀態(tài)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的工藝，其中所述熱塑性聚合物包括高達30wt％循環(huán)產(chǎn)品或前面加工的廢產(chǎn)品。
4.如前面權(quán)利要求中任一項所述的工藝，其中所采用的熱塑性聚合物選自聚烯烴、縮合(共聚合物)聚合物例如聚碳酸酯和聚酯、(甲基)丙烯酸聚合物、工程聚合物、源自乙烯芳族單體的聚合物和熱塑性橡膠。
5.如前面權(quán)利要求中任一項所述的工藝，其中向熱塑性聚合物加入1至10wt％的選自C3-C6脂肪族烴、氟利昂、二氧化碳、水或這些膨脹劑的組合的膨脹劑。
6.如前面權(quán)利要求中任一項所述的工藝，其中所述聚合物加入有能夠與膨脹劑形成弱鍵和強鍵的添加劑。
7.如前面權(quán)利要求中任一項所述的工藝，其中所述切割腔室在0.11至10MPa的壓力下工作。
8.如前面權(quán)利要求中任一項所述的工藝，其中在保持在與切割腔室中的壓力相同的壓力下的管狀反應(yīng)器中對該熱塑性聚合物進行退火。
9.如前面權(quán)利要求中任一項所述的工藝，其中在保持等于或高于熱塑性聚合物的Tg的溫度的管狀反應(yīng)器中進行退火，并且至少進行30分鐘。
10.一種用于使任選為可膨脹的熱塑性聚合物熱成粒的裝置，該裝置包括a)一單或多螺桿擠出機；b)一模具，該模具設(shè)置在擠出機的機頭，并包括一圓柱體，它在外表面上包含一系列設(shè)有多個擠出孔的小板；以及一系列熔融聚合物輸送管道，這些輸送管道與所述穿孔小板相對應(yīng)地設(shè)在圓柱體內(nèi)部并且與這些穿孔小板連接，這些管道帶有由具有高導(dǎo)熱性的材料制成的襯里；c)一切割腔室，它包括一組噴嘴，這些組噴嘴產(chǎn)生出被霧化并且噴灑在模具上的恒溫調(diào)節(jié)流體液滴射流，用來冷卻和除去切成的顆粒物；d)一切割系統(tǒng)，它包括一切割板，該切割板牢固地固定在旋轉(zhuǎn)軸上，支撐著如此布置的一組刀片，從而該刀片的切割輪廓相對于面對著所述切割系統(tǒng)的模具表面是徑向的；e)一管狀退火反應(yīng)器，其長度能夠保證至少30分鐘的停留時間。
11.如權(quán)利要求10所述的裝置，其中對模具主體進行恒溫調(diào)節(jié)，并且使之保持在接近或高于聚合物軟化點的溫度下。
12.如權(quán)利要求10或11所述的裝置，其中熔融聚合物輸送管道設(shè)有其導(dǎo)熱率高于40W/mk的金屬襯里。
13.如前面權(quán)利要求中任一項所述的裝置，其中輸送管道通過具有一個或多個孔的穿孔小板將所要成粒的聚合物拉拔成形。
14.如權(quán)利要求13所述的裝置，其中所述孔其直徑大于0.2mm。
15.如權(quán)利要求10所述的裝置，其中擠出孔與每條熔融聚合物輸送管道相對應(yīng)地直接設(shè)在模具上。
16.如前面權(quán)利要求中任一項所述的裝置，其中恒溫調(diào)節(jié)液體選自其中任選添加有防粘劑的水，和甘油、礦油或硅油。
17.如權(quán)利要求10所述的裝置，其中所述噴嘴相對于模具成正交和/或切向布置，或者固定在刀片上。
18.如前面權(quán)利要求中任一項所述的裝置，其中刀片數(shù)量大于或等于1，并且其刀刃相對于模具為徑向。
全文摘要
一種通過擠出成形方法生產(chǎn)可膨脹熱塑性聚合物顆粒的工藝，該工藝包括i)在單或多螺桿擠出機中將熱塑性聚合物加熱至高于熔點的溫度；ii)將至少一種膨脹劑加入在處于熔融狀態(tài)中的聚合物中；iii)在一裝置中使這樣獲得的聚合物成粒，該裝置包括一模具(111)，它包含一系列有具有高導(dǎo)熱性材料(114)制成的管道(115)一切割腔室(118)，它包含一組液壓噴嘴；以及一切割系統(tǒng)，它設(shè)有一組刀片(215)，其刀刃相對于模具的表面成徑向；iv)對這樣獲得顆粒進行退火；v)將經(jīng)過退火的顆粒冷卻至室溫。
文檔編號B29C35/16GK1606492SQ02825444
公開日2005年4月13日 申請日期2002年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月20日
發(fā)明者亞歷山德羅·卡薩利尼 申請人:波利瑪利歐洲股份公司