[发明专利]用于成粒低粘度材料的设备和方法

说明书

一种用以分批或连续地形成固体聚合物颗粒的设备，所述设备包含以下组件：A)至少一个制锭单元，其包含制锭头，所述单元用于从聚合物熔体形成离散熔融聚合物颗粒；B)移动带，其用以从所述制锭头接收并转移所述离散熔融聚合物颗粒；C)用以将水转移到所述移动带上的构件，使得所述水与所述移动带上的所述离散熔融聚合物颗粒接触以形成所述固体聚合物颗粒；并且其中将组件C的所述水喷射到所述离散熔融聚合物颗粒上，使得“水喷射速率”与“排出速率”的比率≥3.0；并且其中带滞留时间为≤50秒。

相关申请的交叉引用

本申请要求2018年8月30日提交的美国申请第62/724,835号的优先权，所述申请以全文引用的方式并入本文中。

背景技术

低粘度聚合物具有低熔融强度，并且因此难以经由水下造粒从熔体转化成固体颗粒。需要一种有效地固化低粘度、低熔融强度的聚合物的设备和方法。例如制锭和水滑道拉条造粒(waterslide strand pelletization)等现有技术需要大量空间用于设备和/或具有低生产率。

水下造粒在效率(冷却速率、空间要求)方面表现出色；然而，对于具有低熔融强度和低粘度的材料，很难在没有刀片包裹的情况下切割粒料。此外，当熔体被过度冷却以提高熔融强度时，经常发生“模具冻结”，并堵塞模具孔。因此，低粘度、低熔融强度材料的水下造粒具有挑战性，并且由于对热传递的不良控制，在大规模设备上甚至更是如此。

制锭是非常适合于低粘度、低熔融强度材料(例如石蜡蜡)的替代性凝固方法。尽管此方法运行良好，但从生产率(生产量)角度来看，其效率较低。这主要是因为经由从下方喷射冷水的带上方的导电冷却对所形成的锭剂进行冷却。与水下造粒相比，热传递和冷却速率极缓慢，其中粒料在冷水中直接淬灭。与水下造粒相比，制锭方法的另一个缺点是需要大量空间，这使得此技术难以适应现有的聚合体系。

用来固化低粘度、低熔融强度材料的另一种方法是水滑道拉条造粒。在此方法中，使用水流将形成于倾斜水槽上的拉条传送到切割室中。额外的水喷射产生湍流，并且帮助冷却拉条。在此情况下，切割在拉条固化(或结晶)之后进行。从生产量和空间角度来看，水滑道拉条造粒机还具有效率方面的缺点，并且此方法也更难以自动化。此外，相比于呈熔融(即，液体)形式的切割材料，用切割器切割硬化拉条是不太合乎需要的。

聚合和分离方法还公开于以下参考文献中：US 2011/0185631、US 2011/0306717、US 2009/0121372、US 5340509、WO 2001047677、US 5830982、US 5744074、US 8203008、EP1397455 A1、DE 10122437 A1(摘要)、US 5510454、US 5633018、WO 1997025364、WO2015191066、US 2790201、US 4610615、EP 0363975A1和美国临时申请62/532487，于2017年7月14日提交。

如所论述的，需要一种可以以更高生产量操作的分离设备和方法，同时避免对容纳设备的较大占地面积的需要，并且其可以用于以高速率固化低粘度、低熔融强度聚合物。这些需要已经通过以下本发明得到满足。

发明内容

一种用以分批或连续地形成固体聚合物颗粒的设备，所述设备包含以下组件：

A)至少一个制锭单元，其包含制锭头(即，液滴成形机)，所述单元用于从聚合物熔体形成离散熔融聚合物颗粒；

B)移动带，其用以从所述制锭头接收并转移所述离散熔融聚合物颗粒；

C)用以将水转移到所述移动带上的构件，使得所述水与所述移动带上的所述离散熔融聚合物颗粒接触以形成所述固体聚合物颗粒；并且

其中将组件C的水喷射到所述离散熔融聚合物颗粒上，使得“水喷射速率”与“排出速率”的比率≥3.0；并且其中带滞留时间≤50秒。

附图说明