[发明专利]聚合物颗粒的防粘连处理工艺

说明书

本发明涉及一种用于聚合物颗粒（pellets）的防粘连处理以降低它们团聚（agglomeration）倾向的工艺。

特别地，本发明涉及一种使来自于切削系统的聚合物颗粒的粘性(tackiness)最小化的工艺，包括在冷却水存在下的聚合物造粒，以及随后通过离心干燥机的颗粒干燥。

众所周知，目前市场上销售的大部分塑性树脂为颗粒形式。塑性树脂以颗粒形式出售可提高运输、处理、安全和最终用户可加工性的特点。

同样众所周知，挤出装置可以是连接在聚合装置上的挤出生产线，也可以是直接以颗粒和/或不同形态的聚合物材料（粉末、珠子、粒状等）进料的混炼挤出机。在挤出过程中，通常加入其它组分如添加剂、填料或颜料以改善聚合物性质。在挤出过程的最后，迫使熔融的聚合物在切成颗粒前流过模具板。

在生产中，颗粒的大小、形状和均匀性是需要满足的重要特性。从操作立场来看，造粒步骤同样是重要的。造粒机的任何故障均可以导致过程关闭和停产并造成严重经济损失，尤其是对于大的挤出生产线来说。因此，在任何聚合物生产装置的生产线中以及在进一步的挤出步骤中的混炼生产线中，造粒步骤均被认为是重要的步骤。

高效的和令人满意的造粒过程是很难实现的，特别是当最终的聚合物显示出可导致不良流动性和颗粒团聚的柔软性和粘性(tackiness)的性质时。这些特性和行为直接与聚合物的低结晶度相关，典型地例如聚烯烃共聚物、无规均聚物（例如无规聚丁烯-1），和所有热塑性弹性体和热塑性聚烯烃。

虽然团聚通常在均聚物和共聚物中均会发生，但对共聚物来说似乎更为严重。这是由于共聚物通常比均聚物具有更慢的结晶速率和更低的结晶度。例如，丁烯-1共聚物，尤其是丁烯-1/乙烯共聚物，在造粒期间表现出极度粘性(tackiness)的倾向，这是由这些共聚物的慢结晶速率或凝固速率引起的。

事实上，当颗粒离开切削片时，它们是很粘的，若彼此相互碰撞则有形成团聚的倾向。在通过使用水下端平面铣刀（underwater face cutter） 或湿线料切割造粒机（wet strand cutting pelletizer）形成聚合物颗粒后，将颗粒传送到离心脱水机以使夹带水的量最小化。

沿从造粒机室到离心脱水机连接线，易产生颗粒的粘连和团聚现象。此外，颗粒团聚可能堵塞造粒机室和离心脱水机，导致挤出生产线被迫关闭以清洁堵塞部分，因而导致不希望的生产中断。同样地，在用户的制造工艺中，最终产品中出现的高数量的颗粒结合是不合格的：此类团聚的不良后果包括部分客户不愿意购买这样的产品。

为了避免或限制颗粒团聚的倾向，已经提出和使用了多种系统，但从根本上它们可以细分为两种方法：

1）在聚合物自身内引入改性剂，导致通过增加结晶动力学或通过改性剂的表面迁移降低粘性

2）使用精细粉末材料（有机的或无机的均可，例如HDPE、滑石粉、二氧化硅）或市场上不同商标的可用于此目的的液体化合物对颗粒进行表面处理。

为此，在聚合物形成前，将诸如双油酸酰胺的物质加入单体反应混合物中。双油酸酰胺与聚合物材料不相混溶，且及时迁移至颗粒表面以提供抗团聚的涂层。已知还可以用二氧化硅和滑石粉粉末涂覆在聚合物颗粒表面以阻止团聚发生。

已知还可以将超微细聚烯烃粉末涂层应用到聚合物颗粒上以降低颗粒的粘性(tackiness)。所述超微细粉末可以通过将超微细粉末加入水下造粒装置的切割水中进行应用，其可冷却切割后的颗粒。

另外，通过滚筒涂覆、喷雾（airveying）或类似的后处理，可以用超微细粉末涂覆已经成型的聚合物颗粒。通过静电法使流化粉末浴带上不同于聚合物颗粒电位的电位，也可以施用所述涂层。

此外，已知使用聚合物成核剂来加速结晶，包括如高密度聚乙烯（HDPE）粉末的聚烯烃成核剂。它们作为一种外部造粒助剂，帮助减少颗粒团聚的出现。聚烯烃粉末成核剂一般密度小于水，因而漂浮在加工聚合物颗粒的水浴锅或水槽的表面上。漂浮引起聚烯烃的粉末从水浴锅中溢出，需要对设备和工作环境的临时清洗会导致工艺过程的中断。该现有方法的成功强烈依赖于在含有聚合物颗粒的水槽中聚烯烃粉末的良好分散。因此，通常需要剧烈搅拌以获得作为造粒助剂的聚烯烃粉末的有益效果。这种减少颗粒团聚的方法非常繁琐且劳动强度高。即使在最好的情况下，由于不良的颗粒质量和颗粒团聚，聚合物产品的相当一部分被迫丢弃。