BR112017007171B1

BR112017007171B1 - Processo para produção de péletes de copolímeros macios e uso de sílica coloidal na água de pélete

Info

Publication number: BR112017007171B1
Application number: BR112017007171-1A
Authority: BR
Inventors: Anh Tuan Tran; Sameer Vijay
Original assignee: Borealis Ag
Priority date: 2014-11-21
Filing date: 2015-11-19
Publication date: 2021-12-28
Also published as: ES2635519T3; CN107075133A; BR112017007171A2; SA517381510B1; WO2016079237A1; CN107075133B; EP3023450B1; US10100158B2; US20170283562A1; EP3023450A1; EP3221387A1

Abstract

a presente invenção refere-se a um processo para produção de pelotas a partir de copolímeros de olefinas. o processo compreende: (i) fusão de copolímero de olefina em um extrusor; (ii) extrusão de copolímero de olefina fundido através de uma placa de cossinete em um banho de água de pelota em um peletizador pelo que produzindo tiras do copolímero de olefina; (iii) corte de tiras do copolímero de olefina no peletizador em pelotas; e (iv) secagem de pelotas. a água de pelota no peletizador contém de 0,1 a 5% em peso de uma sílica coloidal baseado no peso da água.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[0001] A presente invenção é direcionada a um processo de peletização de copolímeros olefina. Especialmente, a presente invenção é direcionada a um processo de peletização de copolímeros de olefinas em peletização sob água. O presente processo aperfeiçoa as propriedades de fluxo das resultantes péletes de copolímero de olefinas.

PROBLEMA A SER RESOLVIDO

[0002] Certos copolímeros de olefinas, tais como elastômeros e plastômeros de poliolefinas, por exemplo, polietilenos tendo uma densidade de 915 kg/m3 ou menos, diminuindo para 856 kg/m3, e copolímeros de propileno tendo uma fração de polímero solúvel em xileno a 25oC de pelo menos 25% e até 60% ou mesmo mais, têm um problema de que as péletes fabricadas do polímero tendem a aderir umas às outras durante o transporte e estocagem. Isto frequentemente causa problemas em etapas de processo a jusante, tais como combinação, estocagem e embalagem.

[0003] EP-A-1132435 mostra composições de revestimento compreendendo ácido silícico finamente dividido com grande superfície BET. A composição pulverizada foi dispersa, por exemplo, em água. Os revestimentos podem ser aplicados a vários substratos, tais como substratos de metal, como corpos automotivos.

[0004] EP-A-2277941 mostra que a capacidade de escoamento de péletes fabricadas de um polímero pegajoso pode ser aperfeiçoada através de adição de um ligante às péletes e revolvendo as péletes com um antibloco. O antibloco pode ser, por exemplo, siloxano que foi usado em uma quantidade de 0,2% em peso.

[0005] US-A-2001/00124607 mostra que péletes fabricadas de um polímero pegajoso foram empoeiradas com uma composição antibloco em suspensão em água. Composições antibloco exemplificadas foram polietileno, estearato de cálcio e cera de biestearamida. As péletes e agente antibloco foram contatados em temperaturas de pelo menos 25oC.

[0006] WO-A-2012/131458 mostra que um agente antibloco foi adicionado em uma quantidade de 1 a 15% em peso em péletes fabricadas de polímeros elastoméricos. O antibloco foi material de enchimento inorgânico, tais como sulfato de magnésio, hidróxido de titânio, hidróxido de cálcio, sílica e outros. Os exemplos mostraram a adição do agente antiformação de bloco no extrusor. A Figura 1 mostra a adição do antibloco na etapa de retirada de água quando o elastômero é recuperado do reator de polimerização.

[0007] US-A-4769289 mostra um processo onde um copolímero polar de interpolímero de etileno foi revestido na superfície por sílica sublimada tendo um tamanho de partícula entre 5 e 25 nm. A sílica sublimada pode ser adicionada na água de pélete em uma quantidade de 0,1 a 10%, preferivelmente de 0,8 a 1,1%. O pH da dispersão foi apropriadamente de 10 a 12.

[0008] JP-A-2000043039 mostra um processo onde um copolímero de bloco de um dieno conjugado e um polímero vinila aromático foi revestido na superfície com um aditivo em partículas sendo uma mistura de sílica e talco. Sílica foi reportada ter um tamanho de partícula médio de 500 nm a 300 micrometros. O aditivo foi disperso na água de pélete.

[0009] US-20130317193 mostra um processo onde péletes de um adesivo (copolímero de propileno - butileno) foram revestidas na superfície com um aditivo em partículas. O adesivo foi pelotizado sob água contendo o aditivo em partículas após o que as péletes foram passadas para um tanque de recristalização onde elas ainda foram contatadas com o aditivo em partículas e deixadas recristalizar por 120 minutos. O aditivo em partículas pode ser talco, mica, carbonato de cálcio, sílica, polímero orgânico como polietileno, e semelhantes.

[0010] EP-A-410914 mostra um processo onde polímeros pegajosos, tais como elastômeros de poliolefinas, foram tratados com aditivo contra formação de bloco através de extrusão de polímero através de uma placa cossinete para um fluido de resfriamento, cortando o polímero em péletes no fluido de resfriamento, separando as péletes do fluido de resfriamento e contatando as péletes com um aditivo contra formação de bloco. O aditivo contra formação de bloco pode ser um pulverizado, silicone ou um tensoativo e foi preferivelmente uma poliolefina pulverizada.

[0011] A despeito das exposições mencionadas acima ainda permanece uma necessidade de um processo simples e econômico que supere o problema de aglomeração de péletes durante o transporte e estocagem. Especialmente, embora a técnica anterior sugira o uso de agentes contra formação de bloco em péletes de poliolefina, eles normalmente são usados junto com um ligante, como em EP-A-2277941, o que conduz a um processo complicado. A presente invenção provê um processo simples e econômico onde sílica é distribuída homogeneamente sobre a superfície das péletes pelo que aperfeiçoando suas propriedades de manuseio.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0012] Como visto a partir de um aspecto a presente invenção provê um processo para produção de péletes a partir de copolímeros de olefinas compreendendo as etapas de: (i) fusão de copolímero de olefina em um extrusor; (ii) extrusão de copolímero de olefina fundido através de uma placa de cossinete tendo uma pluralidade de orifícios em um banho de água de pélete em um peletizador pelo que produzindo tiras do copolímero de olefina e solidificando as tiras; (iii) corte de tiras do copolímero de olefina no peletizador em péletes; e (iv) secagem de péletes, caracterizado em que a água de pélete no peletizador contém de 0,5 a 6,0% em peso de uma sílica coloidal tendo como base o peso da água onde a sílica coloidal tem um tamanho de partícula de 30 a 200 nm e o pH da água de pélete é ajustado dentro da faixa de 6 a 10.

[0013] Como visto a partir de um outro aspecto a presente invenção provê ouso de sílica coloidal na água de pélete para aperfeiçoamento de propriedades de fluxo de péletes de copolímero de olefina, o uso compreendendo as etapas de (i) fusão de copolímero de olefinas em um extrusor; (ii) extrusão de copolímero de olefina fundido através de uma placa de cossinete tendo uma pluralidade de orifícios em um banho de água de pélete em um peletizador pelo que produzindo tiras do copolímero de olefina e solidificando as tiras; (iii) corte de tirras do copolímero de olefina no peletizador em péletes; e (iv) secagem de péletes, onde a água de pélete contém de 0,5 a 6,0% em peso de uma sílica coloidal tendo um tamanho de partícula de 30 a 200 nm, tendo como base o peso da água, e o pH da água de pélete é ajustado dentro de faixa de 6 a 10.

[0014] A presente invenção oferece um processo simples e econômico que aperfeiçoa efetivamente as propriedades de fluxo das péletes.

DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0015] A Figura 1 mostra um diagrama de fluxo de um processo de peletização onde a presente invenção pode ser conduzida.

[0016] A Figura 2 mostra um desenho de um silo onde os experimentos foram feitos.

[0017] A Figura 3 mostra os resultados de experimentos de fluxo conduzidos em temperatura de estocagem de 22oC em diferentes concentrações de sílica na água de pélete.

[0018] A Figura 4 mostra os resultados de experimentos de fluxo conduzidos em diferentes temperaturas de estocagem em concentrações de sílica de 0,75% e 1,0% em peso na água de pélete.

DESCRIÇÃO DETALHADA O COPOLÍMERO DE OLEFINA

[0019] O presente processo envolve a produção de copolímeros de olefinas. Tais copolímeros compreendem um monômero de olefina e pelo menos um comonômero.

[0020] O monômero de olefina pode ser qualquer monômero de alfaolefina. Preferivelmente o monômero de olefina é uma alfaolefina tendo de 2 a 10 átomos de carbono, mais preferivelmente de 2 a 8 átomos de carbono. Especialmente preferivelmente o monômero de olefina é etileno, propileno, 1-buteno ou 4-metil-1-penteno e em particular etileno ou propileno. O copolímero olefina compreende pelo menos 50% em mol de unidades derivadas do monômero de olefina, baseado em todas as unidades monoméricas no copolímero. Preferivelmente, o copolímero de olefina compreende de 70 a 95% em mol, mais preferivelmente de 80 a 95% em mol de unidades derivadas do monômero de olefina, baseado em todas as unidades monoméricas no copolímero.

[0021] O comonômero pode ser um comonômero de alfaolefina. Então ele é preferivelmente uma alfaolefina tendo de 2 a 10 átomos de carbono e que é diferente do monômero de olefina. Mais preferivelmente o comonômero é então uma alfaolefina tendo de 2 a 8 átomos de carbono e que é diferente do monômero olefina. Se o monômero olefina é etileno então a alfaolefina é especialmente preferivelmente selecionada do grupo consistindo em 1-buteno, 1- hexeno, 1-octeno e suas misturas. Se a olefina é propileno então a alfa olefina é especialmente preferivelmente selecionada do grupo consistindo em etileno, 1-buteno, 1-hexeno,1-octeno e suas misturas.

[0022] O comonômero também pode ser um polieno, tal como um dieno ou um trieno. Apropriados exemplos de comonômeros polieno são7-metil-1,6-octadieno, 1,7-octadieno, 1,9-decadieno, 1,5- hexadieno, e 5-vinil-2-norborneno.

[0023] O comonômero também pode ser uma olefina cíclica tal como norborneno, di-hidrodiciclopentadieno, fenil norborneno ou tetraciclododeceno.

[0024] Em adição, o comonômero pode ser uma mistura de dois ou mais dos compostos descritos acima.

[0025] O copolímero de olefinas pode ser produzido na presença de um catalisador de polimerização em qualquer processo de polimerização apropriado, tal como pasta, fase gasosa ou solução.

[0026] Se o monômero de olefina é etileno, então é especialmente preferido produzir o copolímero de olefinas em um processo de polimerização de solução. Em tal processo a polimerização é conduzida em uma temperatura que é maior que a temperatura de fusão do polímero. Tipicamente a polimerização é conduzida em uma temperatura de cerca de 115oC a 180oC, tal como 118 a 140oC, dependendo da temperatura de fusão do polímero sendo produzido. A pressão é tipicamente de (1 a 200 bar). Tais processos são mostrados, entre outros, nos WO-A-1997/036942, WO-A-2006/083515, WO-A- 2008/082511, e WO-A-2009/080710.

[0027] Também é possível conduzir a polimerização em pasta. Quando a polimerização é conduzida em pasta as partículas de polímero formadas na polimerização, junto com o catalisador fragmentado e disperso dentro de partículas, são suspensas no hidrocarboneto fluido. A pasta é agitada para permitir a transferência de reagentes do fluido nas partículas.

[0028] A temperatura na polimerização de pasta é tipicamente de 50 a 110oC, preferivelmente de 60 a 100oC e em particular de 65 a 95oC. A pressão é de (1 a 150 bar), preferivelmente de (10 a 100 bar).

[0029] A polimerização de pasta pode ser conduzida em qualquer reator conhecido usado para polimerização de pasta. Tais reatores incluem um reator de tanque agitado contínuo e um reator de circuito. É especialmente preferido conduzir a polimerização em um reator de circuito. Em tais reatores a pasta é circulada com uma alta velocidade ao longo de uma tubulação fechada através de uso de uma bomba de circulação. Reatores de circuito são genericamente conhecidos na técnica e exemplos são dados, por exemplo, nas US-A-4582816, USA-3405109, US-A-3324093, EP-A-479186 e US-A-5391654.

[0030] Quando a polimerização é conduzida em fase gasosa ela pode ser conduzida em um reator de leito fluidizado, em um reator de leito fluidizado rápido ou em um reator de leito depositado ou em qualquer combinação destes. Preferivelmente, a polimerização é conduzida em um reator de leito fluidizado. Em um reator de fase gasosa de leito fluidizado propileno é copolimerizado na presença do catalisador de polimerização em uma corrente de gás se movendo ascendentemente. O reator tipicamente contém um leito fluidizado compreendendo as partículas de polímero em crescimento contendo o catalisador ativo localizado acima de uma grade de fluidização.

[0031] O leito de polímero é fluidizado com a ajuda do gás de fluidização compreendendo propileno, comonômero(s), eventuais controladores de crescimento de cadeia ou agentes de transferência de cadeia, tal como hidrogênio, e eventual gás inerte. O gás de fluidização é introduzido em uma câmara de entrada na parte inferior do reator. Para assegurar que o fluxo de gás está uniformemente distribuído sobre a área de superfície de seção transversa da câmara de entrada a tubulação de entrada pode ser equipada com um elemento de divisão de fluxo como conhecido na técnica, por exemplo, US-A-4933149 e EP-A-684871. Um ou mais dos componentes mencionados acima pode ser continuamente adicionado no gás de fluidização para compensar perdas causadas, entre outras, por reação ou retirada de produto.

[0032] A partir da câmara de entrada o fluxo de gás é passado ascendentemente através de grade de fluidização no leito fluidizado. O propósito da grade de fluidização é dividir o fluxo de gás uniformemente através de área de seção transversa do leito. Algumas vezes a grade de fluidização pode ser disposta para estabelecer uma corrente de gás para varrer ao longo de paredes de reator, como mostrado no WO-A-2005/087361. Outros tipos de grades de fluidização são mostrados, entre outras, em US-A-4578879, EP 600414 e EP-A-721798. Um resumo é dado em Geldart and Bayens: The Design of Distributors for Gas fluidised Beds, Powder Technology, Vol. 42, 1985.

[0033] O gás de fluidização passa através de leito fluidizado. A velocidade superficial do gás de fluidização tem de ser maior que velocidade de fluidização mínima das partículas contidas no leito fluidizado, à medida que de outro modo pode não ocorrer nenhuma fluidização. Por outro lado, a velocidade do gás deve ser menor que a velocidade inicial de transporte pneumático, à medida que de outro modo todo o leito pode ser arrastado com o gás de fluidização. A velocidade de fluidização mínima e a velocidade inicial de transporte pneumático podem ser calculadas quando as características de partículas são conhecidas através de uso de prática comum de engenharia. Um resumo é dado, entre outros em Geldart: Gas Fluidisation Technology, J. Wiley & Sons, 1986.

[0034] Tipicamente o reator de polimerização de leito fluidizado é operado em uma temperatura dentro da faixa de 50 a 100oC, preferivelmente de 65 a 90oC. A pressão é apropriadamente de (10 a 40 bar), preferivelmente de (15 a 30 bar).

[0035] O catalisador de polimerização pode ser qualquer catalisador de polimerização sendo capaz de produzir o copolímero de olefina. Catalisadores apropriados são catalisadores metaloceno e catalisadores Ziegler-Natta. Catalisadores muito úteis neste sentido são os catalisadores metaloceno tendo um ligante com uma estrutura ciclopentadienila, tal como ciclopentadienila substituída ou não substituída, indenila substituída ou não substituída, tetra-hidroindenila substituída ou não substituída e fluorenila substituída ou não substituída, conectado a um átomo de metal de transição, tal como átomo de titânio, zircônio ou háfnio. Catalisadores apropriados são mostrados, entre outros, nos WO-A-87/07620, WO-A-92/21705, WO-A-93/11165, WO-A- 93/11166, WO-A-93/19100, WO-A-97/36939, WO-A-98/12234, WO-A- 99/33842, WO-A-03/000756, WO-A-03/000757, WO-A-03/000754, WO- A-03/000755, WO-A-2004/029112, EP-A-2610271, WO-A-2012/007430, WO-A-92/19659, WO-A-92/19653, WO-A-92/19658, US-A-4382019, USA-4435550, US-A-4465782, US-A-4473660, US-A-4560671, US-A- 5539067, US-A-5618771, EP-A-45975, EP-A-45976, EP-A-45977, WO- A-95/32994, US-A-4107414, US-A-4186107, US-A-4226963, US-A- 4347160, US-A-4472524, US-A-4522930, US-A-4530912, US-A- 4532313, US-A-4657882, US-A-4581342, US-A-4657882, EP-A-629631, EP-A-629632, WO-A-00/26266, WO-A-02/002576, WO-A-02/002575, WO-A-99/12943, WO-A-98/40331, EP-A-776913, EP-A-1074557, WO-A- 99/42497, WO-A-95/12622, WO-A-96/32423, WO-A-97/28170, WO-A- 98/32776, WO-A-99/61489, WO-A-03/010208, WO-A-03/051934, WO-A- 03/051514, WO-A-2004/085499, EP-A-1752462 e EP-A-1739103.

[0036] A polimerização dos copolímeros de olefinas é bem conhecida por aqueles versados na técnica, incluindo os processos de polimerização e os catalisadores usados nos mesmos. Especialmente, aqueles versados na técnica são capazes de controlar a densidade ou teor de comonômero do polímero através de apropriada adição do comonômero e o peso molecular ou o índice de fusão através de apropriada adição de hidrogênio.

[0037] Foi verificado que o processo da presente invenção é especialmente eficaz no aperfeiçoamento de propriedades de fluxo de péletes fabricadas de copolímeros de etileno com alfaolefinas tendo de 4 a 10 átomos de carbono e onde o copolímero de etileno tem uma densidade de 856 a 915 kg/m3, preferivelmente de 860 a 910 kg/m3. Além disso, tais copolímeros de etileno tipicamente têm MFR2 de 0,2 a 50 g / 10 minutos, preferivelmente de 0,3 a 30 g / 10 minutos.

EXTRUSÃO E PELETIZAÇÃO

[0038] Após o polímero ser recuperado do processo de polimerização ele é desgaseificado, misturado com aditivos e extrudado como é bem conhecido na técnica. A extrusão é preferivelmente conduzida em um extrusor de parafuso duplo. Apropriados extrusores de parafuso duplo são extrusores de parafuso duplo de corrotação e extrusores de parafuso duplo de contrarrotação. Extrusores de parafuso duplo de corrotação são fabricados, entre outros, por Coperion, KraussMaffei Berstorff e Japan Steel Works. Extrusores de contrarrotação são fabricados, entre outros, por Farrel, Kobe Industries e Japan Steel Works. Os extrusores de parafuso duplo e sua operação estão dentro do conhecimento daqueles versados na técnica.

[0039] O extrusor tipicamente compreende um ou mais orifícios de alimentação nos quais o copolímero de olefina é introduzido. A jusante do orifício de alimentação há uma zona de fusão e a jusante da zona de fusão uma ou mais zonas de mistura. Na extremidade do extrusor há uma placa cossinete tendo uma pluralidade de aberturas através das quais o plástico fundido é extrudado. O extrusor ainda pode compreender uma embalagem de tela com uma ou mais telas para remoção de impurezas. Ele ainda pode compreender uma ou mais bombas de engrenagem para geração de pressão suficiente.

[0040] Um ou mais aditivos convencionais para aperfeiçoamento de desempenho do copolímero de olefina no processo de conversão e aplicações de uso final são adicionados antes ou no estágio de extrusão. Tipicamente, os aditivos são introduzidos no orifício de alimentação do extrusor junto com o copolímero de olefinas. Os aditivos convencionais incluem antioxidantes e estabilizadores de processo, estabilizadores de UV, agentes de deslizamento, agentes antiformação de bloco, eliminadores de ácido e agentes nucleantes. Entretanto, na presente invenção nenhum agente ligante é necessário para ligação de partículas de sílica às péletes. Por isso os aditivos convencionais são preferivelmente não entendidos incluírem qualquer agente ligante para aperfeiçoamento de incorporação de partículas de sílica às péletes.

[0041] De acordo com o processo da presente invenção o copolímero de olefinas é extrudado através de uma pluralidade de aberturas na placa cossinete em tiras. Após deixar o orifício na placa cossinete a tira entra em contato com a água no peletizador e é pelo que resfriada e solidificada. A tira é então cortada em péletes, tipicamente por um número de lâminas rotatórias montadas próximas à placa de cossinete. Usualmente as lâminas são montadas na placa de cossinete de modo que a lâmina da faca esteja em contato com a placa de cossinete. Quando a pélete é cortada solta a partir da tira ela é carreada afastando-se com a corrente de água de pélete e pelo que ainda resfriada.

[0042] A temperatura da água de pélete no peletizador é tipicamente de 10 a 90oC, preferivelmente de 10 a 60oC, mesmo mais preferivelmente de 10 a 40oC, especialmente preferivelmente de 12 a 25oC e especialmente preferivelmente de 12 a 20oC. A pressão não é crítica e pode ser selecionada baseada nas necessidades, tal como, de (1 a 10 bar) (pressão absoluta).

[0043] No presente processo a água de pélete contém sílica coloidal de modo que o teor da sílica coloidal é de 0,5 a 6% em peso de sílica coloidal tendo como base o peso da água. Preferivelmente a quantidade assim definida de sílica coloidal é de 0,5 a 3,0% em peso e mesmo mais preferivelmente de 0,6 a 1,5% em peso. A sílica coloidal é preferivelmente adicionada à água de pélete a montante do peletizador.

[0044] O texto do presente pedido de patente se refere a "água de pélete". O termo "água de pélete" é para ser entendido como a mistura de água e a sílica coloidal onde sílica coloidal foi adicionada à água. Além disso, à medida que a sílica coloidal está dispersa em um líquido, a "água de pélete" também inclui o eventual líquido carreador da sílica coloidal. Onde o termo "pasta de pélete" é usado, ele é para ser entendido como a pasta compreendendo a água de pélete (incluindo a sílica coloidal) e as péletes de poliolefina. Onde é feita referência à água pura então o termo "água" é usado.

[0045] O texto do presente pedido de patente se refere ao teor da sílica coloidal na água de pélete. Tal teor definido de sílica coloidal é para ser entendido como o teor de sílica "seca", não incluindo o líquido carreador no qual a sílica coloidal foi dispersa. A quantidade do líquido carreador, entretanto, é incluída na quantidade total da "água de pélete".

[0046] A razão em peso de péletes para água é tipicamente de 0,1/100 a 5/100, preferivelmente de 0,2/100 a 2/100. Por exemplo, razões dentro da faixa de 0,25/100 a 1/100 renderam bons resultados. Além disso, a razão em peso de sílica para água é de 0,5/100 a 6/100, preferivelmente de 0,5/100 a 3/100 e mais preferivelmente de 0,6/100 a 1,5/100. Então a razão em peso de sílica na água de pélete para péletes é de 1/10 a 60/1, preferivelmente de % a 15/1 e mesmo mais preferivelmente de 3/5 a 3/1.

[0047] Apropriada sílica coloidal é disponível no mercado por várias companhias. Por exemplo, Akzo Nobel, Nalco, Sigma-Aldrich, Klebosol, Evonik, Nyacol, Cabot e Grace fornecem sílica coloidal. Em sílica coloidal as partículas de sílica estão suspensas em um líquido. Tipicamente o líquido é estabilizado eletrostaticamente de modo que as partículas permanecem suspensas em solução. O tamanho das partículas de sílica é tipicamente de 30 a 200 nm, preferivelmente de 30 a 100 nm. Usualmente o pH da suspensão é ajustado para um específico tamanho de partícula. Sílicas coloidais e sua preparação são bem conhecidas na indústria.

[0048] O pH da água de pélete é vantajosamente mantido em um nível neutro ou levemente básico. Assim, é frequentemente vantajoso manter o pH da água de pélete dentro de faixa de 6 a 10, preferivelmente de 7 a 10 e mais preferivelmente de 8 a 10. Manutenção de pH dentro desta faixa usualmente evita que as partículas de sílica se aglomerem e coagulem. Entretanto, o real valor de pH depende da natureza da sílica e para algumas sílicas um pH mais ácido pode ser preferido. Como é bem conhecido na indústria química, o pH pode ser ajustado através de adição de uma base ou um ácido na água de pélete. Também existem soluções tampões que podem ser usadas para controle mais preciso do pH.

[0049] Após corte as péletes são suspensas no peletizador na mistura de água e sílica coloidal. Elas são transportadas afastando-se com a corrente de água de pélete a partir do peletizador e são simultaneamente resfriadas. A corrente de água de pélete é passada para um secador onde as péletes são removidas da corrente de água. A corrente de água de pélete entrando no peletizador é ajustada de modo que o tempo de residência na tubulação a partir do peletizador para o secador, incluindo o peletizador, está dentro de limites desejados. Por exemplo, tempo de residência dentro de faixa de cerca de 5 a 120 segundos, preferivelmente de 5 a 100 segundos e mais preferivelmente de 7 a 60 segundos rendeu bons resultados.

[0050] Uma maneira apropriada de remoção de péletes da água de pélete é através de uso de um secador giratório. Ali a pasta de pélete é colocada em um movimento rotatório. O líquido é prensado através de uma tela na periferia externa do secador rotatório enquanto as péletes são arrastadas no interior.

[0051] A presente invenção aperfeiçoa o fluxo de péletes de polímero. Deve ser entendido que embora o fluxo das péletes tratadas de acordo com o processo da presente invenção seja aperfeiçoado comparado com péletes não tratadas, o fluxo de qualquer maneira pode tornar-se pobre se as péletes são estocadas por um longo período próximas ou acima de temperatura de amolecimento do polímero. Por isso é preferido estocar as péletes abaixo de temperatura de amolecimento do polímero. Por isso, preferivelmente as péletes são estocadas em uma temperatura que não é maior que a temperatura de amolecimento Vicat do copolímero de olefinas. Mais preferivelmente, a temperatura de estocagem é pelo menos 4oC menor que a temperatura de amolecimento Vicat do copolímero de olefinas.

[0052] Os inventores verificaram que, quando sílica coloidal é adicionada à água de pélete uma porção das partículas de sílica é incorporada sobre a superfície das péletes. Além disso, as partículas de sílica são uniformemente distribuídas sobre as superfícies de péletes. Pelo que a adesão e tendência de aglomeração das péletes são substancialmente reduzidas. Sílica também adere às péletes sem qualquer agente de ligação. As péletes se comportam bem durante transporte e estocagem, e tempo necessário, por exemplo, para operações de embalagem e expedição é grandemente reduzido. Adicionalmente, o próprio processo de peletização é aperfeiçoado e especialmente a quantidade de péletes múltiplas, tais como duplas, é reduzida. Além disso, o processo é simples quando ele pode ser conduzido em aparelhagem existente sem uma necessidade de ainda investimento.

[0053] Tipicamente, a quantidade de sílica que aderiu às péletes de polímero é de cerca de 50 ppm a cerca de 1000 ppm baseado no peso do copolímero de olefina, preferivelmente de cerca de 50 ppm a cerca de 500 ppm e especialmente de cerca de 50 ppm a cerca de 300 ppm, baseado no peso do copolímero de olefinas.

[0054] A Figura 1 é uma representação de um típico processo de pós-extrusão onde o presente processo pode ser usado.

[0055] A fusão de polímero é passada a partir do extrusor (4) através de uma placa cossinete no peletizador (1) e é cortada em péletes. A água de pélete é passada ao longo de linha (8) a partir do tanque de água de pélete (3) no peletizador (1).Adicional água e sílica coloidal são adicionadas ao tanque de água de pélete (3) ao longo da linha de alimentação de constituição (9) para compensar materiais consumidos e perdidos. Água e sílica coloidal são adicionadas no tanque de água de pélete (3) de modo que a água de pélete passada para o peletizador (1) tem o desejado teor de sílica coloidal. Como discutido acima, o teor de sílica coloidal é de 0,5 a 6% em peso de sílica coloidal tendo como base o peso da água. Preferivelmente a quantidade assim definida de sílica coloidal é de 0,5 a 3,0% em peso e mesmo mais preferivelmente de 0,6 a 1,5% em peso da água.

[0056] A corrente de pasta de péletes transportas as péletes ao longo de linha 5 no secador 2. Como discutido acima, o secador 2 é apropriadamente um secador rotatório. No secador 2 as péletes são separadas da corrente de água de pélete e coletadas ao longo de linha 6 após o que elas são enviadas para estocagem e embalagem. A água de pélete do secador 2 é coletada ao longo de linha 7 e reciclada para o tanque de água de pélete 3.

[0057] Apropriadamente a água de pélete é resfriada em um trocador de calor (não mostrado) enquanto sendo passada a partir do tanque de água de pélete 3 no peletizador 1. Desta maneira o calor transferido a partir das péletes para a água de pélete pode ser removido.

[0058] Em adição o equipamento pode conter dispositivos para adição de ainda componentes na água de pélete e para pressurização e isolamento de partes do equipamento, tais como bombas e válvulas, assim como sensores, controladores e tais.

[0059] Toda esta aparelhagem de processo existe em um processo de peletização convencional. O presente processo assim pode ser conduzido em equipamento existente.

[0060] A Figura 2 é uma representação do silo onde foram feitas as medições de fluxo de pélete. O corpo principal do silo teve um diâmetro 11 de 300 mm e uma altura 12 de 350 mm. A parte cônica 14 teve um ângulo entre o lado do cone e o plano horizontal de 50o. No fundo do cone existia uma abertura tendo a forma de um cilindro 13 onde o diâmetro 15 da abertura cilíndrica 13 foi 50 mm.

[0061] As péletes foram retiradas do silo em um recipiente 16 estando sobre uma balança 17 da qual uma leitura de peso contínua foi coletada. Isto permitiu monitoração de taxa de esvaziamento do silo.

DESCRIÇÃO DE MÉTODOS TAXA DE FLUXO DE FUSÃO

[0062] Taxa de fluxo de fusão (MFR) foi determinada de acordo com ISO 1133 a 190oC. A carga sob a qual a medição é conduzida é dada como um subscrito. Assim, a MFR sob a carga de 2,16 kg é representada como MFR2. A taxa de fluxo de fusão MFR21 é correspondentemente determinada a 190oC sob uma carga de 21,6 kg.

DENSIDADE

[0063] Densidade do polímero foi medida de acordo com ISO 1183-1:2004 Método A sobre espécime moldado por compressão preparado de acordo com EN ISO 1872-2 (Feb 2007) e é dada em kg/m3.

TEMPERATURA DE AMOLECIMENTO VICAT

[0064] De acordo com ISO 306, método A50, uma agulha de extremidade plana com uma massa de 10 N é colocada em contato direto com um espécime teste moldado por injeção com as dimensões de 80x10x4 mm3. O espécime e agulha são aquecidos a 50oC/h. A temperatura na qual a agulha penetrou uma profundidade de 1 mm é anotada como a temperatura de amolecimento Vicat.

TEMPO DE FLUXO DE PÉLETE

[0065] O tempo de fluxo de péletes de polímero foi determinado na aparelhagem mostrada na Figura 2. O silo foi enchido com péletes e mantido em uma temperatura predeterminada (22oC, 30oC e 40oC). Após um tempo predeterminado (por exemplo, 24 horas) as péletes foram removidas do silo abrindo-se a abertura cilíndrica 13 no fundo e permitindo que as péletes escoem através da abertura. As péletes escoando do silo através de abertura 13 foram coletadas no recipiente 16 e a leitura de peso da balança 17 foi anotada como função de tempo.

[0066] A menos que de outro modo mencionado nenhuma outra ação além de abertura de saída de fundo 13 foi feita para facilitar a retirada de péletes.

EXEMPLOS

[0067] Em todos os exemplos o polímero foi um copolímero de etileno e 1-octeno que foi produzido em processo de polimerização de solução em um reator de polimerização simples através de uso de um catalisador metaloceno. O polímero teve uma densidade de 866 kg/m3 e uma taxa de fluxo de fusão MFR2 de 0,5 g/10 minutos. Ainda, o polímero teve uma temperatura de fusão de 53oC e uma temperatura de amolecimento Vicat de 37oC.

EXEMPLO 1

[0068] O polímero foi extrudado em um extrusor de parafuso duplo ZSK32 MC suprido por Coperion no sistema de água de pélete como descrito na Figura 1. A razão em peso de péletes / água / sílica foi 1/200/2. Além disso, a temperatura da água de pélete de entrada contendo 1% em peso de sílica coloidal na água foi mantida em 18oC. O tamanho de partícula da sílica foi de 70 nm. O pH da água de pélete foi ajustado para 9. A produtividade do extrusor foi de 60 kg/h e a taxa de fluxo de água foi de 12 m3/h. O tempo de residência das péletes no peletizador e a tubulação antes de secador foi de 13 segundos.

EXEMPLO 2

[0069] O procedimento de Exemplo 1 foi repetido, mas o teor da sílica coloidal na mistura de água de pélete foi de 0,75% em peso (tendo como base o peso da água).

EXEMPLO 3

[0070] O procedimento de Exemplo 1 foi repetido, mas o teor da sílica coloidal na mistura de água de pélete foi de 0,5% em peso (baseada no peso da água).

EXEMPLO COMPARATIVO 1

[0071] O procedimento de Exemplo 1 foi repetido, mas sílica coloidal não foi adicionada na água de pélete. Além disso, o pH da água não foi controlado e foi cerca de 7.

EXEMPLO 4

[0072] Os polímeros de Exemplos 1 a 3 e Exemplo Comparativo 1 foram submetidos a um teste de fluxo no silo de Figura 2 a 22oC. Os resultados são mostrados na Figura 3.

[0073] Na Figura 3 a quantidade de material que fluiu fora do silo é mostrada como uma função de tempo. A figura mostra claramente que as péletes não tratadas são uniformemente retiradas do silo se ele é esvaziado imediatamente após enchimento (a linha mais à esquerda na figura). Entretanto, a situação muda dramaticamente se as péletes são envelhecidas no silo por 12 horas a 22oC (a linha mais à direita). Então demora mais que 200 segundos antes que quaisquer péletes sejam removidas do silo.

[0074] A figura mostra o efeito de adição de sílica coloidal na água de pélete. A segunda linha a partir da direita corresponde a Exemplo 3 que foi envelhecido no silo por 24 horas a 22oC e as duas linhas à esquerda da mesma (as linhas estão quase em sobreposição e pode ser difícil ver sua diferença) correspondem a Exemplos 2 e 1, respectivamente, ambos os quais foram envelhecidos no silo por 24 horas a 22oC.

[0075] Pode ser visto que 10 kg de péletes de polímero não tratadas são retiradas do silo em cerca de 25 segundos quando o silo é esvaziado imediatamente após enchimento. Entretanto, após 12 horas de envelhecimento o tempo necessário para retirada de 10 kg é de mais que 200 segundos.

[0076] Quando sílica coloidal foi adicionada à água de pélete em quantidades de 0,5%, 0,75% e 1% em peso e as péletes foram envelhecidas no silo por 24 horas a 22oC, então o tempo requerido para retirada de 10 kg de péletes do silo foi de 65 segundos, 52 segundos e 48 segundos, respectivamente.

EXEMPLO 5

[0077] Os polímeros de Exemplos 1 e 2 foram submetidos a um teste de fluxo no silo de Figura 2 a 22oC, 30oC e 40oC. Os resultados são mostrados na Figura 4.

[0078] Na Figura 4 a quantidade de material que fluiu do silo é mostrada como uma função de tempo. As linhas na figura correspondem a teores de 0,75 e 1,0% em peso na água de pélete. O material foi envelhecido no silo em três temperaturas, 22oC, 30°C e 40°C. Envelhecimento em 40oC foi feito somente para o material onde o teor de sílica na água de pélete foi de 0,75%.

[0079] A figura mostra que os dados para os teores de sílica de 0,75% e 1,0% em peso estão praticamente em sobreposição. Isto confirma as observações em Exemplo 4. Para envelhecimento a 22oC e 30oC nenhuma diferença significante no tempo de esvaziamento pode ser vista entre os diferentes teores de sílica. No entanto a temperatura de envelhecimento teve um efeito significante.

[0080] Assim, para envelhecimento a 22oC o tempo de esvaziamento foi cerca de 50 segundos. Após envelhecimento por 24 horas a 30oC o tempo de esvaziamento para 10 kg de péletes foi cerca de 77 segundos para ambos teores de sílica.

[0081] Quando o polímero de Exemplo 2 foi envelhecido por 24 horas a 40oC o silo não esvazia. No tempo de cerca de 90 segundos as péletes no silo foram cutucadas através de abertura de fundo após o que as péletes começaram a escoar para fora. O tempo de esvaziamento total para 10 kg de péletes foi cerca de 180 segundos (ou três minutos; incluindo o tempo de 90 segundos antes de cutucar).

Claims

1. Processo para produção de péletes de copolímeros de olefinas, caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de: (i) fusão de copolímero de olefinas em um extrusor; (ii) extrusão de copolímero de olefinas fundido através de uma placa cossinete tendo uma pluralidade de orifícios em um banho de água de pélete em um peletizador, produzindo assim, tiras do copolímero de olefina e solidificando as tiras; (iii) corte de tiras do copolímero de olefina no peletizador em péletes; e (iv) secagem de péletes, sendo que a água de pélete no peletizador contém de 0,5 a 6,0% em peso de uma sílica coloidal tendo como base o peso da água, sendo que a sílica coloidal tem um tamanho de partícula de 30 a 200 nm e o pH da água de pélete é ajustado dentro da faixa de 6 a 10.

2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende as etapas adicionais de: (v) introdução de uma corrente compreendendo a água e a sílica coloidal no peletizador; (vi) manutenção de um nível da água e a sílica coloidal no peletizador de modo que a inteira placa de cossinete seja mantida abaixo do nível da água e a sílica coloidal, produzindo assim uma pasta de péletes de copolímero de olefinas no peletizador; (vii) retirada de uma corrente da pasta de péletes de copolímero de olefinas do peletizador; (viii) passagem de corrente da pasta de péletes de copolímero de olefina em um secador; e (ix) recuperação a partir do secador de péletes compreendendo o copolímero de olefinas e sílica.

3. Processo de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que compreende as etapas adicionais de: (x) retirada de uma corrente de reciclagem de água de pélete da etapa de secagem; (xi) opcionalmente, adicionando na corrente de reciclagem de água de pélete água de reconstituição e sílica coloidal de reconstituição; e (xii) passagem de corrente de reciclagem de água de pélete no peletizador.

4. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que a água de pélete no peletizador contém de 0,5 a 3,0% em peso da sílica coloidal tendo como base o peso da água.

5. Processo de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a água de pélete no peletizador contém de 0,6 a 1,5% em peso da sílica coloidal tendo como base o peso da água.

6. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que a sílica coloidal tem um tamanho de partícula de 30 a 100 nm.

7. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que o pH da água de pélete é ajustado dentro de faixa de 8 a 10.

8. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que compreende uma etapa adicional de estocagem de péletes em uma temperatura que não é maior que a temperatura de amolecimento Vicat do polímero.

9. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que o copolímero de olefinas é um copolímero de etileno com um ou mais comonômeros selecionados de alfa olefinas tendo de 4 a 10 átomos de carbono, em que o copolímero tem uma densidade de 856 a 915 kg/m3.

10. Processo de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o copolímero de etileno tem uma taxa de fluxo de fusão MFR2 de 0,2 a 50g/10 minutos.

11. Uso de sílica coloidal na água de pélete, o uso compreendendo as etapas do processo para produção de péletes de copolímeros de olefinas como definido na reivindicação 1, incluindo (i) fusão de copolímero de olefina em um extrusor; (ii) extrusão de copolímero de olefina fundido através de uma placa de cossinete tendo uma pluralidade de orifícios em um banho de água de pélete em um peletizador produzindo assim, tiras do copolímero de olefina e solidificando as tiras; (iii) corte de tiras do copolímero de olefina no peletizador em péletes; e (iv) secagem de péletes, onde a água de pélete contém de 0,5 a 6,0% em peso de uma sílica coloidal tendo um tamanho de partícula de 30 a 200 nm, tendo como base o peso da água, e o pH da água de pélete é ajustado dentro de faixa de 6 a 10, o uso sendo caracterizado pelo fato de ser para aperfeiçoamento de propriedades de fluxo de péletes de copolímero de olefina.

12. Uso de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que a água de pélete no peletizador contém de 0,6 a 1,5% em peso da sílica coloidal tendo como base o peso da água.

13. Uso de acordo com a reivindicação 11 ou 12, caracterizado pelo fato de que a sílica coloidal tem um tamanho de partícula de 30 a 100 nm.

14. Uso de acordo com qualquer uma das reivindicações 11 a 13, caracterizado pelo fato de que o pH da água de pélete é ajustado dentro da faixa de 8 a 10.

15. Uso de acordo com qualquer uma das reivindicações 11 a 14, caracterizado pelo fato de que nenhum agente ligante é adicionado aos péletes de copolímero de olefina para ligação de sílica aos péletes.