CN101790446B - 生产聚合物粒料的设备和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及包含一种或多种聚合物组分和一种或多种其它组分的聚合物粒料的生产设备和方法，其中在所述方法中，通过将包含所述一种或多种其它组分中的至少一种组分的液体施加到粒料上而将所述至少一种组分结合到所述粒料中。

Description

生产聚合物粒料的设备和方法
发明领域
本发明涉及生产聚合物粒料的设备，生产聚合物粒料的方法，聚合物粒料本身和使用所述聚合物粒料生产的制品。
发明背景
当用于生产用于聚合物的各种各样终端应用的制品时，聚合物通常呈粒料、颗粒和粉末形式(本文简称为粒料)。此类粒料含有一种或多种聚合物组合物和一种或多种其它组分，例如添加剂。此类其它组分通常可以经结合，例如用于保护或改性以下物质的结构、性能和/或功能：1)粒料本身，该粒料可以是加工成其它粒料或终端用途的最终粒料的中间粒料产物，或2)使用所述粒料生产的产物，该产物可以是经进一步加工，例如交联，成为最终产物或最终产品，例如电缆层或管道的中间产物。
可以通过在组合物造粒之前将组分添加到聚合物材料中来将所述其它组分结合到粒料中。在一些应用中，参见例如Pirelli的WO0038895(＝EP1150817)和EP1148518，可以在粒料形成后通过将组分沉积到预形成的粒料上并使该组分吸收在粒料基体内来将添加所述其它组分。
为了获得添加其它组分的所需效果，所述其它组分按需要的那样均一，即均匀地分布在整个聚合物粒料中此外还均一地分布在粒料之间是重要的。举例来说，例如各向同性和均匀性是高度苛刻的电缆制造领域中的要求。
因此，将所述一种或多种其它组分结合和分布在聚合物粒料内的方法对由所述粒料生产的制品的性能是非常重要的。
因此，将此类一种或多种其它组分(例如在液体介质中)添加，即分布到粒料上是一个挑战。在所述分布步骤期间，通常使存在于液体中的所述其它组分在所述粒料的聚合物材料的主要聚合物组分的熔点以下的温度渗透到粒料中，然后使所述其它组分经历干燥步骤(包括如果需要的进一步均衡，即均化步骤)预定时间以允许所述其它组分扩散到粒料中。
粒料的机械混合(例如在所述分布步骤期间)可能导致聚合物粉尘的产生。因为所形成的粉尘也吸收所述液体，所以它可能导致过早反应和/或为所分布的其它组分提供非均匀性能。因此，通常必须在后续步骤中除去粉尘，例如通过筛选和淘析。然而，痕量的灰尘聚合物通常仍作为残渣保留，该残渣影响所得的制品，例如绝缘层的性能。
作为通过将组分分布到粒料上而被结合到粒料中的所述一种或多种其它组分的实例，可以提及例如自由基产生剂。自由基产生剂常用于经由游离基反应改性聚合物产物。
自由基剂用于例如引发(a)聚合物中的交联反应，例如主要是通过游离基反应形成互聚物交联点(桥)，(b)聚合物中的接枝反应，即通过游离基反应将化合物引入到聚合物链(到主链和/或侧链)，和(c)聚合物中的减粘裂化反应，即通过游离基反应改变聚合物的熔体流动速率(MFR)。这些聚合物改性是本领域中公知的。
当添加到聚合物组合物中时，自由基产生剂在能够使自由基形成的条件下通过产生自由基(通常通过分解成自由基)作用。
聚合物，例如聚烯烃的交联显著地帮助聚合物的改进的耐热和耐变形性、蠕变性、机械强度、耐化学品性和耐磨性。交联聚合物，例如交联的乙烯均聚和/或共聚物常用作电线和电缆应用中的层材料，例如绝缘层材料、半导电层材料和/或夹套层材料。该交联聚合物还广泛地用于其它聚合物终端应用例如用于管道应用。
在电线和电缆应用中，典型的电缆包括由一个或多个聚合物材料层包围的至少一个导体。在包括中压(MV)、高压(HV)和超高压(EHV)电缆的电源电缆中，所述导体被按顺序包括内半导电层、绝缘层和外半导电层的数个层包围。电缆通常通过在导体上挤出所述层来生产。根据上述理由，然后通常使所述层中一个或多个交联。
过氧化物是常用的自由基产生剂，用于例如所述聚合物改性的聚合物工业。
还已知通过共聚或接枝将可交联基团，例如可水解硅烷基导入聚合物中来使聚烯烃，例如聚乙烯交联。聚合物与可水解硅烷基的交联通过所谓的湿交联(水交联)在例如所谓的硅醇缩合催化剂，例如金属，例如锡、锌、铁、铅和钴的羧酸盐；有机碱；无机酸和有机酸存在下进行。
如对技术人员显而易见的那样，其它组分例如添加剂也天然地可以在粒料形成后添加到粒料上，例如抗氧化剂、光稳定剂、UV稳定剂、交联增效剂、焦化抑制剂等。
例如，包括交联HV电缆的高压电缆包括各向同性和均匀绝缘层是重要的，以获得对其运行所要求的高绝缘强度值。
上述WO 0038895描述了将液体物质导入聚合物颗粒中的方法，包括在静电喷涂室中将所述物质喷涂到连续流动的颗粒上，让所述颗粒穿过包括静态混合装置没有活动机械元件的混合室以使它们混合，和此后在干燥室中干燥所述颗粒。
所述颗粒通过重力以基本上连续的方式流过以基本上垂直排列安排的所述喷涂、混合和干燥室。所述喷涂室可以包括多个垂直安排的导管。所述静态混合室设计用来使在该混合室中心部分流动的颗粒朝其周边区偏移，并使在周边区流动的颗粒朝其中心区偏移。
所述领域已知的还有所谓的连续锯齿形共混器(例如由Patterson Kelly供应)，其中将液体物质喷涂到连续流动的粒料上。这种锯齿形共混器包括呈转鼓形式的进口部分和此后的以基本上水平螺旋方式安排的多个弯头。整个设备围绕着其轴旋转360°，这导致粒料的运动和因此的混合。这种锯齿形共混器不是自清洁的。此外，这种锯齿形共混器包括是透明污染源的密封件，因为旋转设备中的密封件经历连续磨损并因此将随时间被机械地损坏并因此具有有限的使用寿命。
本发明目的
因此，本发明的一个目的是提供将一种或多种其它组分(优选在液体介质中)引导到聚合物粒料上以使所述其它组分均匀分布在粒料当中同时保护粒料的物理完整性的简化方法和设备。
优选地，本发明的所述设备和方法还能够显著地减少或甚至防止由于机械磨损引起的粉尘的形成。
另外，本发明的方法和设备优选允许表现为所述一种或多种其它组分快速分布到粒料上和粒料之间的高分布效率。优选地，同时，用本发明的方法和设备有利地实现所述一种或多种组分在粒料内和/或在粒料之间的均匀分布。
表述″分布到粒料上和粒料之间″本文还称为″分布在粒料当中″。
此外，由于本发明，如果需要的话，通过使用减小尺寸的设备可以达到聚合物粒料的高生产率与所述一种或多种其它组分的非常可行的分布效率。本发明的设备的减小的尺寸提供工业上合乎需要的解决方案。此外，发明的所述设备(优选与所述粒料生产的现有技术解决方案相比具有减小的尺寸)优选具有有利的自清洁性能。
附图描述
图1是本发明设备和方法的流程图。
发明描述
本发明基于以下发现：可以通过包括第一混合段(A)的方法和设备达到这些目的，其中经由振动、振荡和/或流化使一种或多种其它组分被施加到其上的聚合物粒料流动。
设备
根据第一个方面，本发明提供了一种生产包含一种或多种聚合物组分和一种或多种其它组分的聚合物粒料的设备，该设备包括至少一个第一混合器(A)，用于将待结合到所述粒料中的所述一种或多种其它组分中的至少一种引导到聚合物粒料上，其中所述第一混合器(A)包括：
-将聚合物粒料供入所述第一混合器(A)的入口(1)，
-第一混合段(A)，其配备有沿着所述段(A)使所述供给的粒料流移动和混合的混合装置(2)，
-在一个或多个位置将所述其它组分施加到供给的聚合物粒料上的至少一个装置(3)，所述一个或多个位置选自在所述混合器(A)之前、在所述混合器(A)的所述入口(1)处、和/或在所述混合器(A)的所述段(A)内，和
-从所述第一混合段(A)移除所述混合粒料流的出口(4)，
其中在所述段(A)中使所述粒料流移动和混合的所述装置(2)选自振动装置(2a)、振荡装置(2b)或流化装置(2c)中的一种或多种。
优选地，将所述一种或多种其它组分中的所述至少一种在液体介质(本文简称为″液体″)中引导到粒料上。
因此，本发明的生产包含一种或多种聚合物组分和一种或多种其它组分的粒料的优选设备包括将液体引导到聚合物粒料上的至少一个第一混合器(A)，其中所述液体包含待结合到所述粒料中的所述其它组分中的至少一种，所述第一混合器(A)包括：
-将粒料供入所述第一混合器(A)的入口(1)，
-第一混合段(A)，其配备有沿着所述段(A)使所述供给的粒料流移动和混合的混合装置(2)，
-在所述混合器(A)之前、在所述混合器(A)的所述入口(1)处和/或在所述混合器(A)的所述段(A)内将所述液体施加到所述聚合物粒料上的至少一个装置(3)，和
-从所述第一混合段(A)移除所述混合粒料流的出口(4)，
特征在于在所述段(A)中使所述粒料流移动和混合的所述装置(2)选自振动装置(2a)、振荡装置(2b)或流化装置(2c)中的一种或多种。
下面通过参照作为用于导入所述其它组分的介质的优选″液体″描述本发明。然而，本发明不限于液体介质，但是，或者，本发明还涵盖其中以固体粉末形式将所述其它组分引导到粒料上的实施方案。
发现本发明的混合器(A)令人惊奇有效用于将液体均匀地沉积到粒料上和粒料之间。术语″沉积″在这里是指将液体施加和分布到粒料上和粒料之间。
本发明的第一混合段(A)用于将所述粒料流朝所述段(A)的出口(4)转移并同时用于将粒料混合以使存在于所述液体中的所述一种或多种其它组分分布和吸附到粒料上，在粒料之间和在粒料内。″混合″因此在这里包括将液体和其组分分布到粒料上，粒料之间和粒料内。
众所周知，″吸附″、″吸收″、″分布在粒料内″、″浸渍″等在这里可互换地使用并且是指其它组分从粒料的表面扩散在粒料基体内。术语″均化″和″均衡″在这里包括上述扩散以改进或完成在粒料之间和在粒料内的分布。
第一混合器(A)、混合器(A)和混合器(A)意义相同并且在这里可互换地使用。本发明的设备可以包括多于一个所述第一混合器(A)，优选一个。第一混合段(A)、混合段(A)和段(A)意义相同并且在这里可互换地使用。混合器(A)可以包括多于一个第一混合段(A)，优选一个，该段(A)与所述入口(1)、用于施加所述一种或多种其它组分中至少一种的所述一个或多个装置(3)、出口(4)和混合装置(2)集成。混合段(A)可以在段(A)的任何位置包括一个或多个入口(1)和出口(4)，分别用于粒料流的粒料的供入和移除。
本发明第一混合器(A)的优选的第一混合段(A)具有伸长结构，该伸长结构包括在其两个端部之一的入口(1)和在其另一个端部的出口(4)。
还优选所述伸长的第一混合段(A)水平地或基本上水平地安排。更具体地说，伸长的第一混合段(A)水平地安排，藉此其在入口(1)和出口(4)之间的纵轴沿着水平线(大约0°)，或基本上水平地安排，其中该伸长的第一混合段(A)倾斜以致出口(4)端自所述水平线向上或向下偏移小于90°，优选小于45°。因此，″水平地″和″基本上水平地″在这里是指该伸长的第一混合段(A)在所述入口(1)处的所述纵轴限定为沿水平线(0°)，并且所述纵轴在所述出口(4)端处可以在所述水平线以上或以下0-90°的位置(倾斜)，优选在所述水平线以上或以下0-45°，更优选至多20°，更优选至多15°，甚至更优选至多10°的位置。在这种优选的安排中，所述粒料流在所述段(A)中沿着纵轴从入口(1)朝出口(4)基本上水平地前进。在移动粒料流内的各个粒料可以沿任何方向同时移动。
另外优选的是，本发明混合器(A)的在所述第一混合段(A)中使所述粒料流移动和混合的所述装置(2)至少选自振动装置(2a)、振荡装置(2b)或振动和振荡装置的组合(2a/2b)中的一种或多种。
众所周知，可以例如通过高频率和低振幅达到振动。还已知振荡是指转动。明显的是，振动和振荡通过外部源产生，而流化用气体或液体介质产生。可以通过气体和/或液体介质达到粒料流的流化，例如像在流化床中那样，但是优选液体和/或气体流的速度小于常规流化床混合器的速度。显然的是，粒料流的振动和/或振荡至少使各个粒料在移动料流内按任何方向移动。
本发明混合器(A)的优选的第一混合段(A)至少包括振动装置(2a)和/或振荡装置(2b)并因此不同于流化床混合系统。
在根据本发明的混合器(A)中，因此通过振动、振荡或流化或其任何组合使粒料流过第一混合段(A)。因此，本发明的混合装置(2)可以包括提供例如振动和振荡功能的组合的装置。优选地，所述装置(2)是使粒料流同时振动和振荡的设备。
在本发明的混合器(A)中，当处于运转中时，粒料流由于本发明的混合装置(2)而至少非重力地流动。这提供以下优点：粒料，尤其是粒料表面之间的接触数目增加并因此与其中通过重力或通过旋转运动使粒料流动的器械相比达到粒料之间和粒料内的更均匀和有效的分布。
本文所使用的术语″非重力流动″是指要求除重力外的另一种力使粒料流动。除了通过本发明混合器(A)提供的所述非重力流动之外，当然还可以安排粒料流在所述混合器(A)中还以重力流动以帮助粒料流的转移和/或混合。
另外，可以使所述混合器(A)的段(A)的尺寸变得相当小，例如小于采用重力流动的器械。混合器(A)的小尺寸接着又促进粒料之间的增强的接触并因此促进液体的更有效和更均匀分布。
此外，包括静态混合装置，例如折流板的非机械混合装置，或机械移动混合装置在混合器(A)内是必要的。此外，根据本发明的混合器(A)是近乎自清洁的，例如，这归因于粒料在该器械内的连续流动。或者，除了本发明的所述混合装置(2)之外，如果需要的话，器械还可以在第一混合段(A)内包括静态和/或移动混合装置。
术语″粒料流″包括所述供给的粒料和施加于粒料上的所述液体。另外，至少在所述装置(2)是流化装置(2c)的情况下，则粒料流还包含用于携带所述粒料和液体的流化介质。
本文所使用的术语″聚合物粒料″或简称″粒料″是指聚合物材料的任何固体形式并包括聚合物材料的公知的粒料、颗粒和小颗粒，例如聚合物粉末。本文所使用的″粒料材料″自然是指存在于所述供给的粒料的粒料中的所述一种或多种聚合物组分和其它组分。″粒料的聚合物材料″是指存在于所述供给的粒料的粒料中的所述一种或多种聚合物组分。显然的是，所述供给的粒料可以相同，即每个粒料包含相同的聚合物组分和相同的其它组分，或供给的粒料可以是两种或更多种类型的粒料的混合物，其中所述两种或更多种类型的粒料具有不同的聚合物组分和/或其它组分。
术语″液体″是指待施加，沉积和分布到粒料上和粒料之间的液体介质并包含，一种或多种待结合到粒料中的其它组分，任选地在液体载体介质中。此类组分不受限制并且可以是适合于结合到聚合物粒料中的任何组分，这取决于粒料的终端用途应用。作为非限制性实例，可以提及可用于聚合物应用的添加剂(该术语在这里包括填料)。所述组分可以本身呈液体形式，以致它们可以呈那种形式直接地使用。或者，所述组分可以是固体，这种固体通过溶解、分散、emulgation、悬浮或熔融等变成液体形式。其中含有固态其它组分的液体可以本身是所述其它组分之一或也可以是惰性溶剂。
在本发明的一个实施方案中，所述设备还包括安排在第一混合段(A)的出口(4)后面的至少一个静态混合段(B)，从而允许粒料的进一步混合。优选地，所述段(B)包括多个基本上垂直布置的弯头(5)，用于使粒料连续地，合适地通过重力流动，并混合。
在本发明的另一个实施方案中，所述设备还包括安排在所述第一混合段(A)后面的或安排在如果存在的所述任选的静态混合段(B)后面的至少一个干燥段(C)，以便允许存在于所述液体中的所述一种或多种其它组分向粒料中的进一步吸收。
干燥(C)段包括一个或多个干燥槽，从而为所述液体的待从所述粒料的表面进一步吸收到内部的组分提供足够的停留时间。
如果需要的话，本发明的第一混合器(A)因此可以与所述静态混合段(B)和所述干燥段(C)中的一种或两种组合。在本发明的一个优选的实施方案中，所述设备按顺序包括所述第一混合器(A)、所述静态混合段(B)和所述干燥段(C)。
对技术人员明显的是，本发明的所述设备可以自然地包括适合于支撑将液体施加到粒料上的所述装置、所述第一混合段(A)和任选地，所述静态混合段(B)，和任选地，所述干燥段(C)的支撑装置。
在本发明设备的一个优选的实施方案中，所述第一混合段(A)、任选的静态混合段(B)和任选的干燥段(C)中的至少一种在所述段内避免任何是静态和/或机械移动的机械混合装置，例如折流板。优选地，在这样的实施方案中，所述段(A)、如果存在的段(B)和如果存在的段(C)在段内不含任何机械混合装置，更优选，任何静态或机械移动的混合装置。
本发明的设备可以按间歇方法或，优选地，按连续方法操作，以便通过将所述一种或多种其它组分结合到粒料中生产聚合物粒料。优选地，所述设备适合于按连续方法操作。
术语″连续方法″是公知且广泛使用的术语并且是指该方法按连续、基本上不间断的基础以技术人员公知的方式操作。
此外，本发明的设备可以用于所述聚合物粒料的单独操作的生产方法，该生产的粒料然后被供给终端用户，例如使用本发明的所述聚合物粒料生产的制品的终端生产者。
或者，所述设备可以安排在最终产物的生产线中，该最终产物是使用可由本发明设备获得的所述聚合物粒料生产的。在这种安排中，所述设备自然地在终端制品形成单元之前。
本发明方法
根据第二个方面，本发明提供了一种生产包含一种或多种聚合物组分和所述一种或多种其它组分的聚合物粒料的方法，其中在所述方法中，通过将所述其它组分中的至少一种施加到聚合物粒料上将所述其它组分中的至少一种结合到粒料中，和其中所述方法包括以下步骤：
-将聚合物粒料供入第一混合段(A)，该第一混合段(A)优选如上面或下面所限定，并且经安排通过以下动作中的一种或多种使供给的聚合物粒料流动和混合，所述动作选自振动、振荡或流化，
-经由至少一个优选如上面或下面所限定的施加装置(3)在一个或多个位置将所述其它组分的至少一种施加到供给的聚合物粒料上，所述位置选自在混合器(A)之前，在所述混合器(A)的优选如上面或下面所限定的所述入口(1)处，和/或在所述混合器(A)的优选如上面或下面所限定的所述第一混合段(A)内，并按技术人员公知的常规方式回收所获得的粒料。
优选地，待结合到本发明粒料中的所述一种或多种其它组分的所述至少一种如上面或下面所限定在液体中施加。
因此，在优选的实施方案中，提供了包含一种或多种聚合物组分和一种或多种其它组分的聚合物粒料的生产方法，其中在所述方法中，通过将包含所述其它组分中的所述至少一种的液体施加到粒料上将所述其它组分中的至少一种结合到所述粒料中和其中所述方法包括以下步骤：
-将聚合物粒料供入第一混合段(A)，该第一混合段(A)优选如上面或下面所限定，并且经安排通过以下动作中的一种或多种使供给的聚合物粒料流动和混合，所述动作选自振动、振荡或流化，
-经由至少一个优选如上面或下面所限定的施加装置(3)在一个或多个位置将所述液体施加到供给的聚合物粒料上，所述位置选自在所述混合器(A)之前，在所述混合器(A)的优选如上面或下面所限定的所述入口(1)处，和/或在优选如上面或下面所限定的所述第一混合段(A)内，和
-任选地让离开所述第一混合段(A)的粒料流在优选如上面或下面所限定的静态混合段(B)中经历进一步混合，和/或
-任选地，使从所述第一混合段(A)，或从如果存在的所述任选的静态混合段(B)获得的所述聚合物粒料经历一段时期的在优选如上面或下面所限定的干燥段(C)中的进一步干燥，并按常规方式回收所获得的粒料。
如技术人员已知的那样，回收步骤是例如用于临时储存和/或进一步使用的粒料的任何常规回收。
在所述方法中，因此通过将包含所述至少一种其它组分的液体施加到所述粒料上以允许所述结合发生来将所述其它组分中的至少一种结合到所述粒料中。
术语″结合″在这里是指将其它组分沉积并分布到粒料上和粒料之间，然后吸收在粒料内，即在粒料基体内。
还优选的是，所述供给的粒料流沿着所述第一混合段的纵轴从入口(1)朝出口(2)流动并所述粒料至少通过振动和/或振荡混合，所述出口(2)沿所述混合段(A)的纵轴方向安排在另一端。
此外，在优选的方法中，所述粒料流沿着伸长的第一混合段(A)从安排在所述伸长的混合段(A)的一端的入口(1)朝安排在所述伸长的混合段(A)另一端的出口(4)水平地或基本上水平地移动，优选所述粒料流沿着所述纵轴从所述第一混合段(A)的所述入口(1)端朝所述混合段(A)的所述出口(4)端水平地或基本上水平地移动，所述入口(1)端限定为沿所述水平线(0°)，所述出口(4)端位于所述水平线以上或以下0-90°，优选位于所述水平线以上或以下0-45°，更优选至多20°，合适地至多15°，优选至多10°。
在本发明的所述方法中，所述振动、振荡和/或流化使存在于液体中的一种或多种其它组分在与现有技术相比更短的时期内均匀地分布在粒料当中，这归因于所述粒料流中粒料之间的增加的接触。
在本发明方法的一个优选的实施方案中，让离开所述第一混合段(A)的聚合物粒料流到静态混合段(B)，该静态混合段(B)优选包括多个基本上垂直布置的弯头(5)，其中所述粒料流流动，优选靠重力连续地流动，以便进一步混合所述粒料流中的粒料和液体。
另外，优选地，所述方法包括以下步骤：让混合粒料穿过至少一个干燥段(C)以允许存在于所述液体中的所述其它组分进一步吸收到粒料中。在所述干燥段(C)的一个优选的实施方案中，粒料流优选靠重力流过干燥段(C)。
此外，粒料流可以在干燥步骤(C)之前和/或期间被加热。
本发明的方法优选使用本发明的设备进行。进行本发明粒料的生产方法的优选设备因此是如上面、下面和权利要求中所限定的生产粒料的设备。
优选地，本发明方法以连续基础，即以连续方法操作。连续方法的意义是本领域中公知的。或者，还涵盖间歇方法。此外，所述方法可以作为独立的聚合物粒料制造方法操作或它可以在使用可通过本发明方法获得的聚合物粒料生产的中间和/或最终产物的生产线中操作。
在第一混合步骤(A)期间，在如果存在的所述任选的静态混合段(B)期间，和在如果存在的所述任选的干燥段(C)期间的温度不是决定性的并且可以变化并通常在所述液体和/或所述添加的其它组分的凝固点以上。
进一步优选地，所述段(A)和任选的段(B)和(C)中的每一个中的操作温度可以经选择以致所述供给的粒料的聚合物材料的温度保持在所述供给的粒料材料的主要聚合物组分的熔点以下，优选等于或大于环境温度。更优选，如技术人员显而易见的那样，所述供给的聚合物粒料在所述段(A)和如果存在的所述任选的段(B)和/或任选的段(C)中的温度被保持在所述供给的粒料的聚合物材料的主要聚合物组分的熔点以下至少10℃，更优选至少15℃，更优选至少20℃。
所述第一混合段(A)、如果存在的任选的静态混合段(B)和如果存在的干燥段(C)中的每一个中的停留时间可以根据分布在粒料当中和粒料内部的所需程度改变。如技术人员公知的那样，所需的分布程度可以例如根据一种或多种其它组分、粒料材料和粒料的终端用途应用改变。
发明详述
下面进一步描述本发明设备和方法的特征、优选的实施方案和变体。应该理解的是，所述特征、实施方案和变体可以按任何组合和任何顺序组合。
优选地，本发明混合器(A)的第一混合段(A)是具有封闭侧壁的伸长结构。
段(A)的这种结构可以具有任何适合的横截面形状，包括圆形，例如圆环横截面形状和多角横截面形状，例如矩形或正方形。或者，如果希望段(A)的开放系统，则所述结构可以具有U-或V-形横截面。
优选地，本发明混合器(A)的第一混合段(A)包括，优选构成自，封闭壁式伸长结构，例如管状结构，优选管道，该伸长结构沿所述段(A)的纵向在一端与所述混合器(A)的所述入口(1)连接并在所述段(A)的另一端与所述混合器(A)的所述出口(4)连接以便接收供给的粒料和移除混合的粒料；将所述液体施加在粒料上的一个或多个施加装置(3)；和将粒料流混合和转移的混合装置(2)。
优选地，所述段(A)是具有圆形或矩形或正方形横截面形状的管道。或者，第一混合段(A)可以呈封闭塔盘形式，尤其是基本水平安排的塔盘。
在一个优选实施方案中所述第一混合段(A)具有伸长结构，优选是如上面所限定的管道，该伸长结构在一端沿其纵向与所述混合器(A)的所述入口(1)连接并在另一端与所述混合器(A)的所述出口(4)连接。优选地，所述段(A)(例如上面所限定的管道)的所述纵轴沿着水平线，该水平线亦称中线，该中线限定为0°，或所述第一混合段(A)的所述纵轴可以自所述水平线向上或向下倾斜0°-90°。优选地，当所述纵轴在所述第一混合段(A)的所述入口(1)端处限定为沿所述水平线(0°)固定时，则所述纵轴在所述段(A)的所述出口(4)端处可以自所述水平线向上或向下倾斜0-90°，例如自所述水平线向上或向下倾斜至多20°，合适地至多15°，优选至多10°。
优选地，当所述纵轴在所述第一混合段(A)的所述入口(1)端处限定为沿所述水平线(0°)固定时，则所述纵轴在所述段(A)的所述出口(4)端处可以自所述水平线向上或向下倾斜0-3°。
优选地，所述第一混合段(A)本身围绕着它的平行于粒料流流向的轴不旋转360°。如果使用装置(2a)和(2b)，则通过装置(2)引起粒料流的振动和振荡，该装置(2)优选按技术人员已知的方式安排在与它操作上接触的段(A)外部。因此，在装置(2a)或(2b)的情况下，可以通过装置(2a)和/或(2b)使混合段(A)移动。然而，段(A)的此种移动优选不包括段(A)围绕着平行于粒料流流向的轴的完全360°的旋转。或者，例如当粒料具有足够的耐磨性时，则本发明的段(A)除了由装置(2)引起的移动之外还可以经安排围绕着它的平行于粒料流流向的轴旋转360°。
在本发明第一混合器(A)中的第一混合步骤(A)所要求的总时期可以改变并且可以是例如小于10分钟，例如小于7分钟，优选小于5分钟，更优选小于4分钟。在本发明的一个进一步优选的实施方案中，粒料在段(A)中的平均停留时间非常短，小于3分钟，优选小于2分钟，更优选小于1分钟，例如5-45秒。取决于实施方案，粒料的短到在5-30秒内的平均停留时间也可能是足够的。
本发明的设备可以包括一个或多个所述混合器(A)，或本发明的所述混合器(A)可以包括一个或多个第一混合段(A)，该混合器(A)和/或段(A)串联和/或并联排列。
第一混合段(A)的内表面有利地被抛光，例如被抛光和/或均匀电抛光，以减小粒料的磨损。
至于本发明混合器(A)的混合装置(2)，第一混合段(A)的所述振动装置(2a)和振荡装置(2b)可以是使粒料流分别振动和振荡的任何装置以将聚合物粒料流转移和混合以便将所述液体分布在粒料当中。所述装置(2a)和(2b)可以提供在既振动又振荡的一个操作系统中。优选地，所述装置(2)是使粒料流振动和振荡的设备排列。适合的振动/振荡装置是公知的并可以是例如可以安排到第一混合段(A)中的任何可商购的机械和/或机电装置。优选地，此种装置安排在所述段(A)外部以使所述段(A)至少振动和，任选地，还振荡，并因此使粒料流在所述段(A)内振动并任选地振荡。优选地，在这个实施方案中，无机械混合装置(移动或静态)存在于所述第一混合段(A)中。
振动/振荡的程度通过控制频率、振幅和振动/振荡方向加以控制并且可以容易地被本领域技术人员调节到适合的值。振动/振荡的合适的程度可以在本发明的不同实施方案之间可以不同，这取决于例如，第一混合段(A)的容量(体积)、聚合物粒料的流动、聚合物的类型、液体的流动、存在于液体中的其它组分的类型等。
至于本发明混合器(A)的流化装置(2c)，粒料流在本发明第一混合段(A)中的流化通过聚合物粒料的流化装置(2c)引起，以使粒料流在选自气体，例如空气或N2，或液体介质的流化介质中移动/混合。如本领域中公知的那样，流化装置(2c)可以按气动或液动方式操作，这取决于使用的流化介质，以使所述供给的聚合物粒料和施加的液体沿着所述段(A)并朝出口(4)悬浮、转移和混合。优选地，所述流化介质是惰性的。
在本发明的另一个实施方案中，通过应用机械和/或机电装置(2a)和/或(2b)使第一混合段(A)振动和/或振荡并且还通过使聚合物粒料和施加的液体悬浮在移动的液体或气体，例如空气中而使它们流化。气体和/或液体的导入可以例如分别通过液动装置(2c)、气动装置(2c)操作。
至于本发明混合器(A)的至少一个施加装置(3)，用于将所述其它组分(例如作为所述液体)施加，即添加到聚合物粒料上的此种装置(3)可以安排在所述第一混合器(A)之前，在所述混合器(A)的入口(1)处或在所述混合器(A)的第一混合段(A)内。如果混合器(A)包括两个或更多个所述装置(3)，则它们可以安排在所述混合器(A)内的不同位置。优选地，本发明的至少一个施加装置(3)安排在混合器(A)的所述入口(1)内和/或所述第一混合段(A)内。还优选地，当所述一个或多个装置在所述段(A)内时，则优选所述装置(3)中至少一个的位置非常接近于所述入口(1)。
如果单独地或与装置(2a)和/或(2b)任意组合地使用流化装置(2c)，则粒料流的方向如上面所限定那样是基本上水平的并且按水平粒料流转移的各个粒料可以沿任何方向移动。
因此可以沿着第一混合段(A)安排一个或多个施加点以便在所述段(A)的不同位置添加所述其它组分。此外，如果经由本发明的施加装置(3)添加两种或更多种其它组分，则它们可以一起添加或可以单独地或作为混合物添加所述组分中一种或多种。显然的是，这些独立施加可以从不同或相同的施加装置(3)，从混合器(A)内的不同位置或在第一混合步骤(A)期间的不同时间点，或按它们的任何组合进行。
另外，所述施加装置(3)中至少一个(当存在于所述混合器(A)的第一混合段(A)和/或入口(1)中时)优选经安排至少部分地在聚合物粒料流内延伸。即在此情况下，所述装置(3)与聚合物粒料流直接接触，以致所述其它组分的添加在所述料流内进行。在这种安排中，在流动的聚合物粒料的连续料流内施加所述液体。在这个实施方案中，所述施加装置(3)则可以是自清洁的，这归因于围绕着它的移动的粒料流。
因此，将所述其它组分施加到聚合物粒料上的所述装置(3)可以包括在不同位置，优选在第一混合段(A)内不同位置提供的一个或多个施加单元，经由该施加单元将液体施加到聚合物粒料上。
另外，施加单元可以呈任何形式，例如呈T-、X-或U-形。
那些施加单元中的每一个优选包括一个或多个喷嘴。喷嘴可以例如沿着所述T-、X-或U-形的施加单元安排。″喷嘴″在这里是指包括一个或多个孔(在这里称作喷射孔)的任何施加设备，经由所述孔以任何手段，例如通过喷射，注射，滴落等，如本领域中已知的那样，例如注射喷嘴施加液体。
优选地，每个喷嘴包括一个或多个喷射孔，优选多个喷射孔，经由所述喷射孔将液体施加到粒料上。所述孔可以按任何方向布置，例如顺着流动或逆着流动等。喷嘴的喷射孔可以按任何构型安排。例如，可以提及T-、X-、O-或U-构型，其中喷射孔可以按任何方向安排以施加液体，例如与粒料流流动相对或平行地施加液体。
所述施加装置(3)的施加单元和因此喷嘴可以沿着第一混合器(A)，优选沿着第一混合段(A)布置。优选地，所述施加装置(3)的所述施加单元位于粒料流内。
可以间歇地或连续地将液体施加到聚合物粒料上。
当多于一种其它组分待经由施加装置施加时，它们可以单独地或作为混合物施加。此外，如果待施加多于一种其它组分，则可以经由相同或不同的施加单元添加它们。因此，将待结合到粒料中的所有或部分组分作为混合物一起施加到粒料上或经由所述施加装置(3)的一个或多个施加单元将所述组分中的每一种或一部分施加到所述粒料上。
应该指出的是，施加所述液相的装置(3)优选没有任何活动部件以免磨损聚合物粒料。
另外，所述粒料的填充程度在本发明设备中，尤其是在第一混合段(A)中是高的，优选特别是在连续操作的设备的情况下。高填充程度确保将存在最少死区或无死区，此外还促进自清洁性能。粒料流可以填充第一混合段(A)的体积的多于20％，优选多于35％，更优选50％或更多。
在一个实施方案中，本发明设备中的其它组分，优选所述液体的其它组分，和聚合物粒料的进料比不受限制。例如，(粒料进料)：(液体进料)的重量比可以根据所述其它组分和供给的粒料改变，并且可以是例如99.997∶0.001-50∶50，优选99.5∶0.5-70∶30，更优选99.0∶1.0-85∶15。
应该指出的是，根据本发明的设备，尤其是第一混合段(A)优选是对环境具有最小渗漏的封闭设备，从而是更环境友好的。
由于在本发明的所述混合器(A)中所述液体在所述粒料之间和所述粒料内的有效分布，可以明显地减少或甚至避免对静态混合段(B)中的额外混合的需要。另外，第一混合段(A)可以经安排导致所述一种或多种其它组分基本上均匀分布和吸收在粒料内以致可以显著地缩短段(C)中的所述干燥步骤。在一些实施方案中，甚至可以免除段(C)。
如果本发明的设备包括所述任选的静态混合段(B)，则可以使用其相当简单的构造(例如，与WO 00/38895中所述的包括偏移翼、支撑腿和折流板的静态混合器相比)。
本文所使用的″静态混合段B″优选没有任何机械移动的混合部件，藉此优选可以减少由于磨损导致的聚合物粉尘产生。
本发明的静态混合段(B)(如果存在)包括改变粒料在所述连续粒料流中的流向的装置。具体来说，所述混合段包括一个或多个管状弯头(5)，更具体地说，两个或更多个弯头(5)，其中相邻弯头(5)通过向下倾斜的中间部连接，以便改变粒料的流向。因此，多个弯头(5)合适地以螺旋下降方式安排，从而使粒料靠重力流过弯头。所述结构也可以描述为锯齿形形状的结构。
优选地，弯头(5)具有相对于混合段(B)的纵轴至少20°，例如45-90°的弯曲程度。
每个弯头(5)之间的距离可以相等或具有不同长度。弯头(5)本身的角度应该为30-90°(60-150°)。弯头(5)按所需要的角度布置以提供粒料的易流动。
静态混合段(B)与粒料流动有关的适合体积、聚合物的类型、液相中的物质类型、所述物质的流动和第一混合段(A)的体积和振动程度可以容易地由本领域技术人员确定。
应该指出的是，本发明的静态混合段(B)还可以包括通常在所述混合设备内的其它混合装置。这些其它混合装置包括在其中支撑的静态机械混合装置，例如折流板等，但是它对达到足够的混合程度是不必要的。如果存在，则优选静态混合装置，例如折流板可以经安排使在混合段的中心区中流动的粒料偏移到周边区反之亦然。优选地，除了上述弯头之外，静态混合装置(B)不包括其它静态混合装置。
如果存在，干燥段(C)可以确保所述其它组分的不同均化程度，例如依照要求，从完全吸收到基本上完全均化。
本发明设备的所述任选的干燥段(C)(如果存在)优选在高温中进行。来自段(A)或，如果存在静态混合段(B)，则来自段(B)的聚合物粒料流可以在进入干燥段(C)之前和/或在段(C)内的干燥期间被预加热。在干燥步骤(C)期间的温度可以改变并且通常在所述液体和/或所述添加的其它组分的凝固点以上。
进一步优选地，所述段(C)中的每一个中的操作温度可以经选择以致所述供给的粒料的聚合物材料的温度保持在所述供给的粒料材料的主要聚合物组分的熔点以下，优选等于或大于环境温度。更优选，如技术人员显而易见的那样，所述供给的聚合物粒料在所述任选的段(C)中的温度被保持在所述供给的粒料的聚合物材料的主要聚合物组分的熔点以下至少10℃，更优选至少15℃，更优选至少20℃。此外，干燥段(C)中的温度优选在环境温度以上，尤其是在30℃以上，更尤其是在40℃以上，最尤其是在50℃以上。
聚合物粒料有利地靠重力流过干燥段(C)。此种流动可以在并联或串联的一个或多个干燥槽中按已知的方式进行。
停留时间不受限制并且可以根据生产的粒料和所述其它组分的上述所需的分布程度改变。聚合物粒料通常可以在每个干燥槽中的干燥段(C)中保持例如大约＜24h，更优选＜20h，更加优选＜16h。
在本发明的所述干燥段(C)在串联安排的两个干燥槽中进行的实施方案中，第一干燥槽中的时期优选是0.05-16h，或甚至小于12h。接着第二干燥槽中的时期则优选至多24h，更优选＜20h，更加优选＜16h，最优选0.05-12h，例如0.1-12h。
在所述干燥段(C)的两个或更多个槽的情况下，温度可以是相同或不同的。
本发明设备或方法中可用的所述粒料的聚合物材料不受限制并包括可以从液相将一种或多种所需的其它组分结合在粒料结构内的任何聚合物或聚合物组合物。
本发明设备或方法中可用的粒料的适合的聚合物的实例在下面仅作为非限制性选项给出。因此，本发明设备和方法中可用的聚合物因此可以是任何类型的聚合物。
在一个优选的实施方案中，所述聚合物是聚烯烃，该聚烯烃可以是烯烃的均聚物或烯烃与一种或多种共聚单体的共聚物。
作为一组优选的所述聚烯烃包括乙烯的均聚物或乙烯与一种或多种共聚单体的共聚物，例如1)通过自由基聚合以高压生产的支化聚乙烯均聚或共聚物并且公知为低密度聚乙烯(LDPE)均聚或共聚物或2)使用配位催化剂通过低压聚合生产的线性聚乙烯均聚或共聚物，例如公知的塑性体、线性极低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯(LLDPE)、中密度聚乙烯(MDPE)或高密度聚乙烯(HDPE)，3)聚丙烯聚合物，包括聚丙烯的均聚物和无规聚合物和丙烯的多相共聚物。
所述乙烯聚合物非常优选作为本发明设备和方法的所述进料的粒料的所述聚合物材料，并且其进一步优选的次级组是所述1)LDPE均聚物或其同样优选的次级组是所述1)含一种或多种共聚单体的LDPE共聚物，该共聚单体包括a)C3或更高级α-烯烃共聚物，b)极性共聚单体，c)含硅烷基的共聚单体，d)多不饱和共聚单体，例如含至少两个双键的共聚单体，例如二烯共聚单体，或共聚单体(a)-(d)的任何组合。这些共聚单体a)-d)是本领域中公知的。生产LDPE均聚物和共聚物的高压聚合是聚合物领域中公知的技术并且可以在管状或高压釜反应器，优选在管状反应器中进行。高压聚合通常在80-350℃下使用100-400MPa的压力进行。关于高压自由基聚合的更多细节在WO 93/08222中给出。
进一步优选地，所述1)LDPE共聚物是1)乙烯与b)含极性基团的共聚单体和任选地与其它共聚单体的LDPE共聚物。作为含极性基团的共聚单体的实例，可以提及以下：(a)乙烯基羧酸酯，例如乙酸乙烯酯和新戊酸乙烯酯，(b)(甲基)丙烯酸酯，例如(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯和(甲基)丙烯酸羟乙酯，(c)烯属不饱和羧酸，例如(甲基)丙烯酸、马来酸和富马酸，(d)(甲基)丙烯酸衍生物，例如(甲基)丙烯腈和(甲基)丙烯酰胺，和(e)乙烯基醚，例如乙烯基甲基醚和乙烯苯基醚。
在这些当中，乙烯与含1-4个碳原子的一元羧酸的乙烯基酯，例如乙酸乙烯酯和含1-4个碳原子的醇的(甲基)丙烯酸酯，例如(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯和(甲基)丙烯酸丁酯中一种或多种的LDPE共聚物是优选的。更优选，适合于本发明所述设备和粒料生产方法中使用的所述供给的粒料的所述聚合物材料的所述LDPE共聚物是乙烯与乙酸乙烯酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯或丙烯酸丁酯中一种或多种的LDPE共聚物，优选是乙烯与丙烯酸甲酯的LDPE共聚物，乙烯与丙烯酸乙酯的LDPE共聚物或乙烯与丙烯酸丁酯的LDPE共聚物或它们的任何混合物。
术语″(甲基)丙烯酸″和″(甲基)丙烯酸酯″旨在分别同时涵盖丙烯酸和甲基丙烯酸和″甲基丙烯酸酯″和″丙烯酸酯″。
所述极性共聚单体在所述LDPE共聚物中的量不受限制并且可以是例如至多70wt％，优选0.5-35wt％，更优选1-30wt％，基于所述LDPE共聚物的总量。
此外，所述优选的聚烯烃，优选聚乙烯，更优选所述1)LDPE均聚物或1)所述LDPE共聚物，该所述1)LDPE共聚物更优选是所述1)乙烯与b)上面所限定的含极性基团的共聚单体的LDPE共聚物，可以任选地进一步包含不饱和部分，即是不饱和聚烯烃，优选不饱和聚乙烯，更优选不饱和1)LDPE均聚物或不饱和1)LDPE共聚物，该所述不饱和1)LDPE共聚物更优选是乙烯与b)上面所限定的含极性基团的共聚单体的LDPE共聚物，其中所述不饱和部分优选由共聚合烯烃单元，优选乙烯单元，与所述d)多不饱和共聚单体中一种或多种的单元和/或由乙烯基/双键引导链转移剂，例如α-烯烃，例如丙烯提供。所述不饱和1)LDPE均聚物当采用乙烯与所述d)多不饱和共聚单体的共聚合生产时实际上是1)乙烯与所述d)多不饱和共聚单体的LDPE共聚物，但是在这里称为不饱和1)LDPE均聚物以将它与还包含其它共聚单体的所述不饱和1)LDPE共聚物区分。
这些不饱和聚合物是公知的并且例如在WO 93/08222、EP1695996或WO2006/131266中进行了描述。通常，所述不饱和聚烯烃具有多于0.1个双键/1000个C-原子的双键含量。
至于适合作为本发明所述设备和粒料生产方法的所述供给的粒料的所述聚合物材料的所述优选的聚烯烃，更优选聚乙烯，包括聚烯烃聚合物，优选乙烯的均聚或共聚物，其中通过使用不饱和硅烷化合物接枝或通过所述c)含硅烷基的共聚单体单元的共聚将含硅烷基的化合物引入，该接枝和共聚是本领域中公知的方法。使所述b)含硅烷基的共聚单体单元与烯烃单元，优选乙烯单元共聚合自然地得到共聚物。所述含硅烷的聚烯烃优选是聚乙烯，更优选上面所限定的所述1)LDPE，其包含所述含硅烷的化合物，该含硅烷的化合物通过共聚合或通过接枝引入到所述聚烯烃中，并且任选地还包含其它共聚单体，该任选的其它共聚单体优选是上面所限定的所述b)极性共聚单体中的一种或多种，和/或进一步任选地还包含不饱和部分，该不饱和部分如上面所限定由使所述d)多不饱和共聚单体单元共聚合和/或通过使用乙烯基/双键导入链转移剂提供。
2)使用所述低压聚合生产的线性乙烯聚合物也非常适合于本发明。例如，可以提及塑性体、VLDPE、LLDPE、MDPE和HDPE聚合物。它们可以按已知的方式以单或多阶段方法使用例如齐格勒-纳塔催化剂、单中心催化剂(包括金属茂和非金属茂)和Cr催化剂中的一种或多种生产。所有所述催化剂是本领域中非常熟知的。该多阶段方法包括聚合方法，例如淤浆聚合、溶液聚合、气相聚合或它们的按任何顺序的任何组合的任何组合。
一般而言，可用于本发明的聚合物包括任何已知的聚合物，例如可商购的聚合物，或它们可以按已知的方式按照或类似于文献中描述的方法生产。
自然地，也可以在可用于本发明设备和方法的粒料中使用聚合物的任何混合物。
至于可用于本发明设备或方法的液体中的一种或多种其它组分，所述其它组分不受限制并且包括适合于为生产的聚合物粒料或由生产的聚合物粒料制成的产物提供例如化学、物理、机械、功能化或加工性能中一种或多种的任何组分，如本领域中熟知的那样。
可用于本发明设备或方法的适合的一种或多种其它组分的实例在下面仅作为非限制性选项给出。在这里″选自...中一种或多种″自然地理解为所述液体可以包含在具有相同功能的添加剂组内的一种或多种添加剂，例如一种或多种抗氧化剂，和/或在不同添加剂组之间的添加剂，例如交联剂、焦化抑制剂和抗氧化剂。
因此，此类一种或多种其它组分的实例是例如常用的或可以与其相似地用于聚合物的不同终端应用的那些，例如交联剂、交联助剂(增效剂)、抗氧化剂、热稳定剂、光稳定剂、电压稳定剂、水树抑制剂、UV稳定剂、加工助剂、润滑剂、阻燃剂、焦化抑制剂、成核剂、除酸剂、无机填料和有机填料例如炭黑和它们的任何混合物中的一种或多种。
当然，所述其它组分的量取决于组分和预期效果，并且举例来说，例如每种其它组分可以按占聚合物粒料的总重量的例如小于15.0wt％，合适地小于10.0wt％，优选小于6.0wt％，更优选小于5.0wt％，例如小于3.5wt％，优选0.005-3wt％的量存在于粒料中。然而，如果添加到粒料中，则一些添加剂或填料，例如阻燃剂和无机和有机填料可以按较高的量添加，以获得按占聚合物粒料总重量的至多80wt％，例如至多50wt％的量包含这些添加剂的粒料。通常，按较高量使用的这些填料已经存在于粒料中。
在液相中的所述一种或多种其它组分有利地至少有交联剂。
如上所述的，可以基于使用的交联技术，例如过氧化物交联技术或硅烷交联技术选择交联剂。过氧化物和硅烷交联技术和这些技术中使用的交联剂都是公知的并在聚合物文献中有记载。
作为过氧化物交联技术的交联剂的实例，具体来说，这种交联剂含有至少一个-O-O-键或至少一个-N＝N-键。交联剂的非限制性实例是有机过氧化物，例如过氧化二叔戊基、2，5-二(叔丁基过氧)-2，5-二甲基-3-己炔、2，5-二(叔丁基过氧)-2，5-二甲基己烷、过氧化叔丁基异丙苯、过氧化二(叔丁基)、过氧化二异丙苯、双(叔丁基过氧异丙基)苯、丁基-4，4-双(叔丁基过氧)-戊酸酯、1，1-双(叔丁基过氧)-3，3，5-三甲基环己烷、叔丁基过氧苯甲酸酯、过氧化二苯甲酰、双(叔丁基过氧异丙基)苯、2，5-二甲基-2，5-二(苯甲酰基过氧)己烷、1，1-二(叔丁基过氧)环己烷、1，1-二(叔戊基过氧)环己烷或它们的任何混合物。
可用于本发明的硅烷交联技术的交联剂的实例，可以提及例如公知的硅醇缩合催化剂，例如EP736065、EP1309631或EP 1309632中提到的那些。
可用作本发明的所述一种或多种其它组分的交联增效剂的实例是具有一个或多个双键或一个或多个乙烯基-或烯丙基的化合物，例如三烯丙基氰脲酸酯、三烯丙基异氰脲酸酯和二-、三-或四-丙烯酸酯。
作为可用作本发明所述一种或多种其它组分的抗氧化剂和热稳定剂，可以提及例如酚基抗氧化剂/稳定剂、胺基抗氧化剂/稳定剂、位阻胺光抗氧化剂/稳定剂(HALS)、硫酯、磷酸酯、金属螯合剂和它们的任何混合物，例如空间位阻或半位阻酚(任选取代有官能团)、芳族胺、脂族空间位阻胺、有机磷酸酯、硫化合物和它们的混合物。
可用作本发明所述一种或多种其它组分的焦化抑制剂的实例是例如2，4-二苯基-4-甲基-1-戊烯、取代或未取代的二苯基乙烯、醌衍生物、氢化醌衍生物、单官能化含乙烯基的酯和醚或它们的混合物。
如所提及的那样，可用于本发明的所述一种或多种其它组分可以作为固体添加或可以溶解、emulgated或悬浮在液体介质中，该液体介质可以是例如溶剂，呈液体形式的其它一种或多种组分或稀释剂或它们的任何组合，如对技术人员显而易见的那样，该液体介质适合于与待使用根据本发明的设备或方法在所述液体中施加到聚合物粒料上的其它组分形成液体溶液或悬浮液。自然地，所述一种或多种其它组分也可以以熔融状态使用。
本发明进一步提供包含一种或多种聚合物组分和一种或多种其它组分的聚合物粒料，所述一种或多种聚合物组分和一种或多种其它组分是通过将液体施加到所述粒料上而结合到所述粒料中的，其中所述粒料是根据本发明的方法和/或设备生产的。
在一个实施方案中，提供了本发明的生产用于电线和电缆应用的聚合物粒料的方法。另外，提供了上面所限定的本发明所述设备用于生产电线和电缆应用的聚合物粒料的用途，例如用于生产包括导体和包围所述导体的一个或多个层的电缆的一个或多个层。还提供了可通过本发明的所述方法和/或设备获得的用于电线和电缆应用的聚合物粒料。
在一个优选的实施方案中，提供了使用本发明所述设备生产用于可交联制品的聚合物粒料的本发明方法。所述可交联制品优选是包括导体和至少一个包围所述导体的可交联层的电缆，其中所述至少一个层可通过使用本发明的所述聚合物粒料获得。
术语″导体″在这里的上下文中是指该导体包括一个或多个电线。此外，电缆可以包括一个或多个这样的导体。优选地，导体是导电体。
本发明的粒料最优选用于电力电缆应用，例如用于已知的低电压、中电压、高电压或超高电压电缆应用。在一个实施方案中，提供了用于上述电缆的一个或多个可交联层的聚合物粒料的本发明生产方法，其中所述一个或多个可交联层选自绝缘层、半导电层或夹套层中的一种或多种。
如技术人员公知的那样，所述半导电层进一步包含炭黑，该炭黑优选当粒料被供给本发明的第一混合器(A)时已经存在于粒料中。在一个优选的实施方案中，半导电层组合物可以具有小于500000Ωcm的当在23℃和/或90℃下测量时的体积电阻率，优选小于100000Ωcm的当在23℃和/或90℃下测量时的体积电阻率。或者，当根据I SO 3915使用交联板材测量DC体积电阻率时，则优选的半导电层组合物可以具有小于5000Ωcm，优选小于1000Ωcm，例如小于500Ωcm，更优选小于100Ωcm的在23℃下测量时的体积电阻率，或小于50000Ωcm，优选小于10000Ωcm，例如小于5000Ωcm，更优选小于1000Ωcm的当在90℃下测量时的体积电阻率。
在生产本发明可交联粒料的所述优选的实施方案中，聚合物材料可以选自例如上面举例的任何聚合物，更优选选自聚烯烃，甚至更优选选自乙烯的均聚物或共聚物，最优选选自所述1)LDPE均聚物或所述1)LDPE共聚物，该1)LDPE共聚物优选是所述1)乙烯与上述b)含极性基团的共聚单体的LDPE共聚物，该1)LDPE均聚和共聚物是上述通过自由基聚合以高压生产的。用于生产本发明可交联粒料的聚烯烃的所述优选的次级组，更优选1)LDPE均聚物或所述1)LDPE共聚物的次级组，该1)LDPE共聚物优选是所述1)乙烯与上述含极性基团的共聚单体的LDPE共聚物，可以任选地进一步包含不饱和部分，即是不饱和聚烯烃，优选不饱和1)LDPE均聚物或不饱和1)LDPE共聚物，该不饱和1)LDPE共聚物优选是不饱和1)乙烯与上述含极性基团的共聚单体的LDPE共聚物，其中所述不饱和部分优选通过使烯烃单元，优选乙烯单元与所述d)多不饱和共聚单体中的一种或多种共聚合和/或通过使用乙烯基/双键导入链转移剂，例如α-烯烃，例如丙烯提供。所述不饱和1)LDPE均聚物当采用乙烯与所述d)多不饱和共聚单体的共聚合生产时实际上是1)乙烯与所述d)多不饱和共聚单体的LDPE共聚物，但是在这里称为不饱和1)LDPE均聚物以将它与还包含其它共聚单体的所述不饱和1)LDPE共聚物区分。
在用于提供可交联粒料和可交联制品的这些实施方案中，待按上述方式施加到粒料上的所述液体包含一种或多种交联剂，该交联剂例如选自上述交联剂，优选至少一种过氧化物交联剂。优选地，所述液体除了交联剂之外还包含一种或多种其它添加剂，包括一种或多种交联增效剂、焦化抑制剂或抗氧化剂，它们各自可以例如上面所限定的，或自然地，它们的任何混合物。
另外，本发明提供包括导体和包围所述导体的一个或多个层的电缆的生产方法，其中所述一个或多个层选自按顺序的内半导电层、绝缘层、外半导电层或如果存在的夹套层中的一个或多个，优选选自可交联绝缘层、可交联半导电层或可交联夹套层，和其中所述一个或多个层可通过根据本发明方法生产的聚合物粒料获得。在这个实施方案中，所述可交联绝缘层、可交联半导电层或可交联夹套层中的一个或多个优选可通过自由基反应交联。
还提供了包括导体和包围所述导体的至少一个可交联层的可交联电缆的生产方法，其中所述方法包括以下步骤：使用根据如上面或下面或权利要求中所限定的方法生产的聚合物粒料生产用于所述至少一个可交联层的可交联聚合物组合物，和使用所获得的聚合物组合物在导体上挤出所述至少一个可交联层。优选地，在本发明方法的这个实施方案中，所述至少一个可交联层选自包括内半导电层、绝缘层或外半导电层的层。
在发明方法的另一个实施方案中，所述方法包括以下的另一个步骤：通过使所述电缆经历交联条件，优选经历高温使可通过上面或权利要求中所限定的方法获得的所述至少一个可交联层交联，优选通过自由基反应。这些交联温度在技术人员的技能范围内。
自然地，本发明还涵盖可交联制品，优选可交联电缆以及交联制品，优选交联电缆，其可通过上面或下面权利要求中所限定的本发明所述方法获得。
上述电缆、层、可交联层和交联方法是电线和电缆领域中公知的并在文献中进行了充分记载并因此不必在这里详细描述。
现将利用以下非限制性实施例说明本发明：
实施例
对于对比实施例1和本发明的实施例1和2，使用具有2g/10min的MFR2和922kg/m3的密度的已知的低密度聚乙烯均聚物。对于实施例3，使用低密度聚乙烯均聚物和已知的聚(乙烯-共聚-丙烯酸酯)的共混物的聚合物组合物，该聚合物组合物具有大约3g/10min的MFR2和926kg/m3的密度。
对比实施例1和本发明实施例1和2中的聚乙烯和DCP间的重量比是相同的并按常用的量。在本发明的实施例3中，使用粒料和DCP的类似的量和比例并且还如下所述添加另一种添加剂。在本发明实施例中和在对比实施例中使用相当的粒料/添加剂进料(kg/h)。
在本发明的实施例1、2和3中，使用根据本发明的相同的第一混合段(A)并且在本发明的所述实施例1和3中还使用根据本发明的静态混合器(B)。横截面积(实施例4)比较起来，使用与本发明实施例1和对比实施例1中相同的设备。
在对比实施例1中使用所谓的锯齿形共混器。它是可商购的共混器并包括360°圆柱形进口段，该进口段具有比本发明实施例3中的段(A)的内径大3倍；和比本发明实施例1和2中的段(A)的内径大4倍；和比实施例1和3中的段(B)的内径大3倍的内径。对比实施例1的锯齿形共混器的总体积比本发明实施例3的第一混合段(A)的体积大大约5.5倍并比本发明实施例3的第一混合段(A)和静态混合段(B)的总体积大大约4倍。对比实施例1的锯齿形共混器的总体积比本发明实施例1和2的第一混合段(A)的体积大大约15倍并比本发明实施例1的第一混合段(A)和静态混合段(B)的总体积大大约7倍。
粒料在实施例1的设备(A+B)，实施例2的设备(A)和本发明实施例3的设备(A+B)和在对比实施例1的锯齿形共混器中的总平均停留时间相当，因为每个实施例中的停留时间选定是导致过氧化物在粒料中的分布在每个实施例中相当的时期。
在对比实施例的所述锯齿形共混器中和在本发明实施例1和实施例3的所述静态混合器(B)中，让粒料流过多个弯头。
在对比实施例的所述锯齿形共混器中和在本发明实施例的所述第一混合段(A)和任选的静态混合段(B)中，在每个比较的试验轮次期间使用在50-80℃之间的相同温度。
每当在共混器中达到稳定条件时，在每个试验轮次期间在两个时间点取得25个粒料。在具有盖子的预称量的指管中收集粒料，每个指管中收集一个粒料。试验轮次的两个样品取样(take-outs)中每一个的25个粒料是从来自共混器出口的粒料流中瞬时取得的。
然后，再次称量具有粒料和盖子的指管并计算每个粒料的重量。
将1ml正己烷添加到每个指管中。然后，在55℃下萃取粒料5h。在萃取后，通过HPLC分析溶剂，然后计算过氧化二异丙苯在粒料中的含量。
试验程序给出了在每个试验中过氧化物在粒料之间分布的示值并且可以用于比较本发明实施例和对比实施例中生产的粒料样品。
对比实施例1
将所述聚乙烯粒料和过氧化二异丙苯(DCP)添加到所述锯齿形共混器中。
通过经由配备有数个喷射孔的一个喷嘴喷射施加该过氧化物，所述喷嘴位于在进口部件内的进料管中。
从出自该锯齿形共混器的粒料流收集粒料并如上所述进行分析。
发现粒料中的过氧化二异丙苯的平均含量是1.38wt％(标准偏差±0.16，相对标准偏差11.4％，基于2个试验，每个试验包括25个试验粒料)。
本发明实施例1
将所述聚乙烯粒料供给具有抛光不锈钢的基本上水平安排的管道(A)，该抛光不锈钢具有圆形横截面。
使用可商购的振动发生器(装置(2))使该管道(A)以60Hz的频率振动。这种振动使粒料在管道(A)内流动。
经由T-形喷嘴(3)添加过氧化二异丙苯(DCP)，该T-形喷嘴(3)位于振动管道(A)内接近于该管道的入口(1)。
让该粒料从振动管道(A)流到所述静态混合器(B)。
从出自(B)的粒料流收集粒料并如上所述进行分析。
发现粒料中的过氧化二异丙苯的平均含量是1.52wt％(标准偏差±0.25，相对标准偏差17％，基于两个试验，每个试验包括25个试验粒料)。
因此，表明根据本发明的设备可以处理相同生产量(即粒料的体积)并导致过氧化二异丙苯在粒料之间的类似分布，尽管这种设备的体积比上面所给的对比实施例1中使用的锯齿形共混器的体积小得多。
 另外，粒料在该设备中花费的平均停留时期比对比实施例1的相应的时期短大约50％。
因此，根据本发明的设备和方法被证明虽然使用小得多的设备但仍比对比实施例1的锯齿形共混器有效得多，即在液相中的所述其它组分按相当水平的在粒料间的分布均匀度更快地分布在粒料当中。
本发明实施例2
实施例2将举例说明任选的装备，其中使用第一混合段(A)，但是没有静态混合器段(B)。使用如实施例1所述的装备，即T-形添加单元(3)(与上述相同)，但是没有静态混合段(B)。
发现粒料中的过氧化二异丙苯的平均含量是1.16wt％(标准偏差±0.37，相对标准偏差32％，基于两个试验，每个试验包括25个试验粒料)。这是提供工业上可行的解决方案的装备，其中一种或多种组分在粒料内的分布在许多终端应用中将是足够的。
本发明实施例3
经由位于第一混合段(A)的入口(1)中的X形喷嘴(3)添加DCP和已知的交联添加剂(CA)按大约5∶1的DCP∶CA重量比的预共混混合物。
对于这些分析，取出3个样品，收集25个粒料中的每一个。这次，将1ml正己烷添加到每个指管中并在69℃下萃取2h。发现粒料中的过氧化二异丙苯的平均含量是1.71wt％(标准偏差±0.18，相对标准偏差10.7％，基于25个试验粒料)。该结果是三个试验系列的平均值，每个试验系列由25个粒料构成。
发现粒料中的所述(CA)的平均含量是0.38wt％(标准偏差±0.042，相对标准偏差11.0％，基于三个试验，每个试验包括25个试验粒料)。
实施例4
对比实施例的共混器和本发明实施例的设备的横截面积的对比。
将对比实施例1中的锯齿形共混器的入口部分与实施例3中的第一混合段(A)相比。这意味着实施例3中描述的设备(A)的横截面积具有小大约9倍的横截面积。
将对比实施例1中的锯齿形共混器的弯头部分的直径与实施例3中的静态混合段(B)相比。这意味着实施例3中描述的设备(B)的横截面积具有小大约9倍的横截面积并因此实施例3中描述的设备的生产量/横截面积高9倍。

Claims (41)

1.生产包含一种或多种聚合物组分和一种或多种其它组分的聚合物粒料的设备，该设备包括
用于将所述其它组分中的至少一种引导到聚合物粒料上的至少一个第一混合器(A)，所述第一混合器(A)包括：
-将聚合物粒料供入所述第一混合器(A)的入口(1)，
-第一混合段(A)，其配备有沿着所述段(A)使所述粒料流移动和混合的混合装置(2)，
-在一个或多个位置将在液体介质中的所述至少一种其它组分施加到供给的聚合物粒料上的至少一个装置(3)，所述一个或多个位置选自在所述混合器(A)之前、在所述混合器(A)的所述入口(1)处、和/或在所述混合器(A)的所述段(A)内，和
-从所述第一混合段(A)移除所述混合粒料流的出口(4)，
其中所述混合器(A)的特征在于，在所述段(A)中使所述粒料流移动和混合的所述装置(2)选自振动装置(2a)、振荡装置(2b)或流化装置(2c)中的一种或多种，以及其中本发明第一混合器(A)的第一混合段(A)具有伸长结构，该伸长结构包括安排在其一个端部的入口(1)和安排在其另一个端部的出口(4)，其中所述第一混合段(A)水平或基本上水平地安排在其纵向内以使所述粒料流沿着所述段(A)从入口(1)朝出口(4)水平或基本上水平地移动，从而所述纵轴在所述第一混合段(A)的所述入口(1)端处被限定沿所述水平线(0°)，并且所述纵轴在所述段(A)的所述出口(4)端处位于所述水平线以上或以下0-45°。
2.根据权利要求1的设备，其中本发明第一混合器(A)的第一混合段(A)具有伸长结构，该伸长结构包括安排在其一个端部的入口(1)和安排在其另一个端部的出口(4)。 
3.根据权利要求1的设备，其中在所述第一混合段(A)中使所述粒料流移动和混合的所述装置(2)至少选自振动装置(2a)、振荡装置(2b)或振动和振荡装置的组合(2a/2b)中的一种或多种。
4.根据权利要求1的设备，还包括安排在所述混合器(A)的出口(4)后面的至少一个静态混合段(B)，从而允许进一步混合所述粒料流。
5.根据权利要求1的设备，还包括安排在所述第一混合器(A)，或如果存在的所述任选段(B)后面的至少一个干燥段(C)，以便允许存在于所述液体中的所述其它组分向所述粒料中的进一步吸收均化。
6.根据权利要求1的设备，其中所述混合装置(2)选自一个或多个振动(2a)和振荡装置(2b)。
7.根据权利要求1的设备，其中所述第一混合段(A)经安排使聚合物粒料流流动并经由振动、振荡或流化中一种或多种，通过将所述粒料悬浮在选自液体或气体的流化介质中使所述一种或多种其它组分分配在所述粒料当中。
8.根据权利要求1的设备，其中所述第一混合段(A)具有伸长结构，该伸长结构沿其纵向在一端与所述混合器(A)的所述入口(1)连接并在另一端与所述混合器(A)的所述出口(4)连接，藉此所述第一混合段(A)的所述纵轴沿着水平线或自水平线倾斜，并且藉此，当所述纵轴在所述第一混合段(A)的所述入口(1)端处被限定沿限定为0°的水平线固定时，则所述纵轴在所述段(A)的所述出口(4)端处自所述水平线向上或向下倾斜0-3°。 
9.根据权利要求8的设备，其中所述伸长结构是管道。
10.根据权利要求1的设备，其中将在液体介质中的所述其它组分施加到聚合物粒料上的所述一个或多个装置(3)安排在以下位置中的一个或多个中：在所述混合器(A)之前，在所述混合器(A)的入口(1)处或在所述混合器(A)的所述第一混合段(A)内。
11.根据权利要求1的设备，其中将在液体介质中的所述其它组分施加到聚合物粒料上的所述至少一个装置(3)安排在所述混合器(A)内并经布置至少部分地与流动的聚合物粒料流接触。
12.根据权利要求1的设备，其中所述施加装置(3)是施加在液体介质中的所述其它组分的装置并且安排在所述第一混合段(A)内并包括至少一个包括至少一个喷嘴的施加单元，该喷嘴包括一个或多个经过其供应所述液体的喷射孔。
13.根据权利要求1的设备，其中所述混合器(A)包括至少一个静态混合段(B)，从而允许粒料的进一步吸附和混合，其中所述混合段(B)包括改变粒料流向的装置(5)。
14.根据权利要求13的设备，其中所述混合段(B)包括一个或多个改变粒料流向的管状弯头(5)，每个弯头具有至少20°的弯曲度，和其中两个相邻弯头通过向下倾斜的中间部连接。
15.根据权利要求14的设备，其中所述混合段(B)包括两个或更多个所述管状弯头(5)。
16.根据权利要求14的设备，其中所述弯头(5)以螺旋下降方式安排，从而使粒料靠重力流过该弯头(5)。 
17.根据权利要求1的设备，还包括允许所述一种或多种其它组分在每个粒料中的干燥和/或均化的至少一个干燥槽(C)。
18.根据权利要求1的设备，它适合于按连续方法操作用来将一种或多种其它组分结合到粒料中以生产包含一种或多种聚合物组分和一种或多种其它组分的聚合物粒料。
19.根据权利要求1的设备，它安排在生产用于生产临时储存或进一步应用的所述粒料的独立粒料生产工艺中，或它安排在使用所述粒料生产的最终产物的生产线中。
20.包含一种或多种聚合物组分和一种或多种其它组分的聚合物粒料的生产方法，其中在所述方法中，通过将所述其它组分中的至少一种施加到粒料上将所述至少一种其它组分结合到所述粒料中，特征在于所述方法包括以下步骤：
-将聚合物粒料供入第一混合段(A)，该第一混合段(A)如权利要求1-19中任一项所限定，并且经安排通过以下动作中的一种或多种使供给的聚合物粒料流动，所述动作选自振动、振荡或流化，
-经由至少一个施加装置(3)在一个位置将所述至少一种其它组分施加到聚合物粒料上，所述位置选自在所述混合器(A)之前，在所述混合器(A)的如权利要求1-19中任一项所限定的所述入口(1)处，和/或在所述混合器(A)的如权利要求1-19中任一项所限定的所述第一混合段(A)内，并按常规方式回收所获得的粒料。
21.根据权利要求20的方法，其中所述供给的粒料流沿着所述第一混合段的纵轴从入口(1)朝出口(2)流动并所述粒料至少通过振动和/或振荡混合，所述出口(2)沿所述混合段(A)的纵轴方向安排在另一端。 
22.根据权利要求20或21的方法，其中所述粒料流沿着伸长的第一混合段(A)从安排在所述伸长的混合段(A)的一端的入口(1)朝安排在所述伸长的混合段(A)另一端的出口(4)水平地或基本上水平地移动，所述粒料流沿着所述纵轴从所述第一混合段(A)的所述入口(1)端朝所述混合段(A)的所述出口(4)端水平地或基本上水平地移动，所述入口(1)端限定为沿所述水平线(0°)，所述出口(4)端位于所述水平线以上或以下0-45°。
23.根据权利要求20或21的方法，其中所述方法还包括以下步骤：使所述粒料流离开所述第一混合段(A)经历在静态混合段(B)中的进一步混合。
24.根据上述权利要求20或21的方法，其中所述方法还包括以下步骤：使从所述第一混合段(A)，或从如果存在的所述任选的静态混合段(B)获得的所述聚合物粒料经历在干燥段(C)中的一段时期的进一步干燥，该干燥段(C)如上述权利要求1-18中任一项所限定。
25.根据上述权利要求20或21的方法，其中使用根据权利要求1-19中任一项的设备。
26.根据上述权利要求20或21的方法，其中经由所述至少一个施加装置(3)施加在液体介质中的所述至少一种其它组分。
27.根据上述权利要求20或21的生产包含一种或多种聚合物组分和一种或多种其它组分的聚合物粒料的方法，其中所述一种或多种聚合物组分中的至少一种是聚烯烃。
28.根据上述权利要求20或21的生产包含一种或多种聚合物组分 和一种或多种其它组分的聚合物粒料的方法，其中所述一种或多种聚合物组分中的至少一种是烯烃与一种或多种共聚单体的共聚物，所述共聚单体选自(a)不同于所述烯烃的另一种烯烃，(b)极性共聚单体，(c)含硅烷基的共聚单体或(d)多不饱和共聚单体。
29.根据上述权利要求28的方法，其中所述聚烯烃共聚物是乙烯与一种或多种(b)极性共聚单体的共聚物，所述极性共聚单体选自(a)乙烯基羧酸酯，(b)(甲基)丙烯酸酯，(c)烯属不饱和羧酸，(d)(甲基)丙烯酸衍生物，和(e)乙烯基醚。
30.根据上述权利要求20或21的生产包含一种或多种聚合物组分和一种或多种其它组分的聚合物粒料的方法，其中所述一种或多种聚合物组分中的至少一种是不饱和聚烯烃。
31.根据上述权利要求20或21的方法，其中将至少一种或多种交联剂作为所述至少一种其它组分施加到所述供给的聚合物粒料上。
32.根据上述权利要求20或21的方法，用于生产用于电线和电缆应用的聚合物粒料。
33.根据上述权利要求20或21的方法，其中所述方法用于生产用于可交联制品的可交联聚合物粒料，它们至少包含LDPE聚合物，作为所述一种或多种聚合物组分中的所述至少一种组分，和至少一种或多种交联剂。
34.根据上述权利要求20或21的方法，其中生产所述可交联聚合物粒料用于形成为电缆的一个或多个可交联层的层材料的聚合物组合物，该电缆包括导体和至少一个或多个包围所述导体的可交联层。 
35.根据上述权利要求20或21的方法，其中生产所述可交联聚合物粒料用于形成为至少用于可交联绝缘层的层材料的聚合物组合物。
36.根据上述权利要求20或21的方法，其中生产所述可交联聚合物粒料用于形成为至少用于可交联半导电层的层材料的聚合物组合物。
37.根据上述权利要求20或21的方法，其中生产所述可交联聚合物粒料用于形成为至少用于可交联夹套层的层材料的聚合物组合物。
38.包括导体和包围所述导体的至少一个可交联层的可交联电缆的生产方法，其中所述方法包括以下步骤：使用根据权利要求20或21的方法生产的聚合物粒料生产用于所述至少一个可交联层的可交联聚合物组合物，并使用所获得的聚合物组合物在导体上挤出所述至少一个可交联层。
39.根据权利要求38的方法，用于生产包括至少一个可交联层的可交联电缆，该可交联层可通过上述权利要求20-37中任一项所限定的方法获得并选自可交联半导电层、可交联绝缘层或可交联夹套层。
40.根据权利要求38或39的方法，包括以下另一个步骤：使用交联剂使所述至少一个可交联层交联，该交联剂是根据上述权利要求31或33中任一项所限定的方法导入所述层的。
41.根据权利要求1的设备用于根据权利要求20或21的方法生产用于电线和电缆应用的聚合物粒料的用途。 
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