CN105873989A - 用于管材和电线以及电缆应用的黑色混合物生产中的炭黑的直接进料/具有改进性能的用于加压管应用的聚合物组合物 - Google Patents

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Abstract

一种用于在适用于最终使用的聚合物中混合颜料的方法，以及含有管材，所述管材包括通过所述方法获得的颜料的聚合物。

Description

用于管材和电线以及电缆应用的黑色混合物生产中的炭黑的 直接进料/具有改进性能的用于加压管应用的聚合物组合物
技术领域
本发明涉及一种用于在适用于最终应用的聚合物中混合颜料的新型工艺；还涉及一种管子，其含有根据该新型工艺添加颜料的聚合物。
背景技术
一般使用颜料的母料和聚合物基质以获得有颜色的(例如黑色或彩色)适用于最终应用的聚合物或聚合物组合物。通常，在产品形成过程中，例如在用于由聚合反应器获得的聚合物粉末生产有色聚合物颗粒的聚合物聚合过程中、或者在用于生产有色管材的管材挤出过程中，在最终挤出步骤期间添加母料。母料的基本特征不仅仅在于分散于聚合物基质中的相当高含量的颜料，还在于颜料固定于聚合物基质上。换言之，在典型的母料中，颜料本身并不是自由流动的，而是固定在基质上的。固定的效果因如下步骤而实现：对聚合物进行熔融且将颜料分散在熔融的聚合物中，随后固化所获得的熔融混合物，从而形成用于在产品成型过程中使用的母料颗粒。
如下所示，已经提出了数个方法以生产母料。
WO 2009/059967限定了在相对较小的挤出机中生产炭黑母料，其中炭黑混合在熔融聚合物中。该母料随后进料到主挤出机中。
WO 2004/106421描述了制造导电热塑性组合物的方法。其描述了导电炭黑和第一聚合物的干混，随后与第二聚合物熔融共混，获得母料。
US4,369,267涉及含有至少50wt％低密度聚乙烯(LDPE)的最终黑色聚乙烯组合物的制备。初始母料通过在班伯里混炼机中(即，分批地)熔融混合炭黑和LDPE进行制备。随后，例如，初始母料与高密度聚乙烯HDPE在第二混合器中熔融混合。然后，由此获得的母料用基础聚合物稀释，获得最终产品。
此处，所有方法皆用于给适用于最终应用的聚合物加添加剂，因为其中在母料制造期间，将颜料分散于熔融的聚合物中，以生产母料。换言之，颜料固定在聚合物上。
因此，当母料用于有颜色的最终应用时，需要至少两个生产步骤。在用于最终应用的最终组合物中，首先生产母料，并且第二稀释母料。反过来，对于有颜色的最终应用的制备，这意味着在时间和成本上的额外资源。还存在由于母料混合步骤中所需稳定添加剂的需求所导致的额外费用。
关于最终应用的技术性能，母料的基质聚合物的存在对于性能需求有负面影响。例子是管材中下垂增加且机械强度和刚性下降。
发明内容
因此，本发明的目的在于规避如上所讨论的与使用母料有关的缺陷。
本发明基于如下发现：当将颜料以自由流动形态添加到聚合物(其用于形成最终产品的主要成分或主要成分中的一种)中时，令人意外地实现了颜料在最终聚合物混合物中的高分散。通过使用常规挤出机和挤出条件能够获得非常良好的分散。该发现与该技术领域的成见形成鲜明对比，即，实质上不同量的颗粒组分混合导致分离效应。令人惊讶地，本发明提供了其中颜料高度分散的聚合物混合物。
因此，特别地，本发明涉及一种用于生产聚合物组合物(PC)的固体有色聚合物产品(sPGPP)的方法，所述聚合物组合物(PC)包含聚合物(P)以及颜料(PG)，其中所述方法依序包含如下步骤：
(a1)将自由流动的颜料(FFP)、优选纯的自由流动的颜料(nFFP)，以及固体聚合物(sP)进料到熔融挤出机的相同进料口中、例如相同的料斗中，
(a2)在所述熔融挤出机中熔融混合固体聚合物(sP)和自由流动的颜料(FFP)、优选纯的自由流动的颜料(nFFP)，从而获得熔融形态的聚合物组合物(PC)，其中，聚合物(P)是熔融状态的，在聚合物(P)中分散有颜料(PG)，
(a3)从熔融挤出机挤出熔融形态的聚合物组合物(PC)，以及
(a4)将熔融聚合物组合物(PC)转变为所述固体有色聚合物产品(sPGPP)；
或者
(b1)将自由流动的颜料(FFP)、优选纯的自由流动的颜料(nFFP)与固体聚合物(sP)组合由此获得自由流动的颜料(FFP)和固体聚合物(sP)的混合物(M)，
(b2)将所述混合物(M)进料至熔融挤出机的进料口中、例如料斗中，
(b3)在所述熔融挤出机中熔融混合所述混合物(M)，从而获得熔融形态的聚合物组合物(PC)，其中，聚合物(P)是熔融状态的，在聚合物(P)中分散有颜料(PG)，
(b4)从熔融挤出机中挤出熔融形态的聚合物组合物(PC)，以及
(b5)将熔融聚合物组合物(PC)转变为所述固体有色聚合物产品(sPGPP)。
具体实施方式
如果没有其他说明，以下定义适用于本发明。
术语“自由流动的颜料(FFP)”定义为不是固定在聚合物基质(比如其是典型的母料的情形)上的颜料。典型的母料是通过如下方式获得的：混合颜料和熔融聚合物，并且随后固化所获得的聚合物，由此将颜料固定在用作基质的聚合物上。在该典型的母料中，自身固定的颜料不是自由流动的，但是聚合物颗粒(例如粉末形状、丸粒形态、或颗粒形态)包含被固定的颜料。反过来，作为词使用的“自由流动的颜料”本身是自由流动的，并且不是固定在聚合物基质上的。然而，该定义并不排除这样的选项：自由流动的颜料与其它固体组分例如固体聚合物干混，或者与液态载体介质比如化学惰性溶剂共混，或者与聚合物组合物(PC)的其它液态添加剂共混。然而，如果自由流动的颜料(FFP)被共混，那么优选自由流动的颜料(FFP)与其它固体组分例如固体聚合物干混。在颜料和其它固体组分比如颜料和固体聚合物的这种干共混物或干混合物中，各单独组分本身是自由流动的，例如颜料和固体聚合物。
除了前一段所提供的定义外，术语“纯的自由流动的颜料(nFFP)”还要求自由流动的颜料(FFP)不与任何其它组分组合，比如聚合物组合物(PC)的固体载体聚合物或其它固体聚合物组分；如上所述的液态载体或添加剂介质、或聚合物组合物(PC)的其它固体添加剂。例如，术语“纯的自由流动的颜料(nFFP)”不包括颜料和其它组分的任何(干)共混物或(干)混合物，例如颜料和固体聚合物的干共混物或干混合物。换言之，在纯的自由流动的颜料(nFFP)的情况下，以其纯的形态使用自由流动的颜料(FFP)，即，就其本身。
术语“颜料(PG)”用于：当分散在熔融聚合物中即分散在熔融状态的聚合物(P)中时(纯的)自由流动的颜料((n)FFP)、或当由于所采用的方法(纯的)自由流动的颜料((n)FFP)固定在固体有色聚合物产品(sPGPP)中时的(纯的)自由流动的颜料((n)FFP)。换言之，术语“颜料(PG)”用于非自由流动状态的颜料。
术语“固体聚合物”是指聚合物在至高80℃的温度和大气压力下是固态的(并且因此没有熔化)。
术语“固体有色聚合物产品(sPGPP)”表示本方法的最终产品，其中，优选通过使用熔融挤出机、或者在上述挤出步骤(a3)或(b4)(优选步骤(b4))后设置的制品形成单元完成转变步骤(a4)或(b5)。根据定义，其是固态的，优选地在至多80℃的温度和大气压力下为固态。此外，该术语表示产品包含分散在聚合物中的颜料。如上所述，固体有色聚合物产品(sPGPP)优选是固体有色聚合物丸粒(pellets)(SPPP)形态的，例如，用于形成成型制品的固体颜料聚合物丸粒(sPPP)形态，或者是成型制品的形态。本发明的优选实施方式是固体有色聚合物丸粒(SPPP)形态的固体有色聚合物产品(sPGPP)，例如，用于形成成型制品的固体有色聚合物丸粒(sPPP)形态的固体有色聚合物产品(sPGPP)。
术语“固体颜料聚合物丸粒(sPPP)”表示丸粒是固态形态的，优选在至高80℃的温度和大气压力下是固态形态的。此外，该术语表示丸粒包含分散在聚合物中的颜料。优选固体有色聚合物丸粒(sPPP)适用于形成成型制品。
术语“熔融挤出机的进料口”可以是熔融挤出机的主进料口或侧进料口、或者主进料口和侧进料口。优选“熔融挤出机的进料口”是主进料口，更优选主进料口是料斗形态的。在侧进料口的情况下，优选使用侧进料器。
术语“熔融状态”表示聚合物组合物(PC)的聚合物组分的所有或部分在特定条件下是非固态的。
术语“成型制品”表示在转变步骤(a4)或(b5)后、优选在转变步骤(b5)后的任何最终制品。此外，“成型制品”表示使用由步骤(a3)或(b4)获得的熔融状态的聚合物组合物(PC)制造的制品、以及由通过步骤(a3)或(b4)获得的固体有色聚合物丸粒(sPPP)制造的制品。因此，术语“成型制品”不包括如下这样的固体有色聚合物丸粒(SPPP)：其可以是在转变步骤(a4)或(b5)后的可选择的固体有色聚合物产品(sPGPP)。
当成型制品使用本方法的固体有色聚合物丸粒(sPPP)制造时，制品转变步骤可以、并且优选独立于加工步骤(a1)～(a4)或(b1)～(b5)进行，即优选在另外的步骤(c)中进行。如果使用固体有色聚合物丸粒(sPPP)制造成型制品，那么固体有色聚合物丸粒(sPPP)是在聚合物(P)(如下详细说明)的聚合过程期间制造的，并且由最终制品生产者制造成型制品。
因此，成型制品可以是挤塑制品，优选是管材或管配件、电缆或电线的一层、纤维、流延膜、薄片、或挤出涂敷制品；模塑制品，优选注塑模制品、压塑模制品、或吹塑模制品，并且优选选自于包装、家用电器、工业用具、或车的零部件；吹塑膜(例如包装膜、包、袋、土工膜)、纤维产品(例如纤维、织物、工业用膜比如土工膜或农用膜)；以及导电炭黑产品。更优选成型制品是挤塑制品，优选是管产品(管材或管配件)。
“传送装置”可以是将固体组分从一个地方传送到另一个地方的任意装置。优选传送装置将材料例如(纯的)自由流动的颜料((n)FFP)以及固体聚合物(sP)传送到熔融挤出机的进料口(料斗或侧进料器)。优选该传送是指包含、或者就是螺杆传送器，其设置用于将聚合物组分和可选的添加剂进料至熔融挤出机的进料口(料斗或侧进料器)。然而，该螺杆传送器并未施加使得所传送的聚合物组分开始熔化的程度的力。
附加地，对本领域技术人员显而易见的是，在传送步骤期间，不同程度的混合(分散)能以组分至少部分干混的程度发生。混合度自然取决于所使用的传送装置的本质以及其上设置的任何混合装置的存在。因此，混合度，即(纯的)自由流动的颜料((n)FFP)对固体聚合物(SP)的分散可以改变，且不是关键的。优选传送装置是螺杆传送器。
在步骤(b1)中的“混合”或“混合物(M)”应当表示其中组分具有其独立性质的干混合物。换言之，术语共混没有包含例如任何熔融混合组合物。
优选在步骤(b1)中，自由流动的颜料(FFP)、优选纯的自由流动的颜料(nFFP)与固体聚合物(sP)在传送装置中混合并由此获得自由流动的颜料(FFP)和固体聚合物(sP)的混合物(M)。因此，本发明的第二方面(步骤(b1)～(b5))的一个优选实施方式中，用于生产聚合物组合物(PC)(其包含聚合物(P)以及颜料(PG))的固体有色聚合物产品(sPGPP)的方法依序包含如下步骤：
(b1)将自由流动的颜料(FFP)(优选纯的自由流动的颜料(nFFP))以及固体聚合物(sP)添加到相同的传送装置(CM)从而将自由流动的颜料(FFP)(优选纯的自由流动的颜料(nFFP))以及固体聚合物(sP)一起传送到熔融挤出机的相同进料口例如相同料斗，由此获得自由流动的颜料(FFP)和固体聚合物(sP)的混合物(M)，
(b2)将所述混合物(M)进料至熔融挤出机的进料口中、例如料斗中，
(b3)在所述熔融挤出机中熔融混合所述混合物(M)，从而获得熔融形态的聚合物组合物(PC)，其中，聚合物(P)是熔融状态的，在聚合物(P)中分散有颜料(PG)，
(b4)从熔融挤出机中挤出熔融形态的聚合物组合物(PC)，以及
(b5)将熔融聚合物组合物(PC)转变为所述固体有色聚合物产品(sPGPP)。
步骤(b1)中，自由流动的颜料(FFP)(优选纯的自由流动的颜料(nFFP))与固体聚合物(sP)的组合是在没有熔融步骤的情况下完成的。另外，混合物(M)不包含自由流动的颜料(FFP)和固体聚合物(sP)。
固体有色聚合物产品(sPGPP)优选是固体有色聚合物丸粒(SPPP)，例如，用于形成成型制品的固体有色聚合物丸粒(sPPP)，或者是使用固体有色聚合物产品(sPGPP)制造的成型制品。在优选实施方式中，固体有色聚合物产品(sPGPP)是用于形成成型制品的固体有色聚合物丸粒(sPPP)形态。
熔融挤出机的使用使得在熔融挤出机中将至少部分、优选全部熔融形态的聚合物(P)与颜料(PG)进行连续熔融混合。因此，至少步骤(a1)～(a3)、以及(b2)～(b4)是连续加工步骤。
聚合物组合物(PC)的聚合物(P)(以及由此的固体聚合物(SP))优选包含聚乙烯和/或聚丙烯，更优选包含聚乙烯。聚乙烯的类型可以不同，可以是使用自由基引发剂以高压方法制造的聚乙烯，或使用配位催化剂以“低”压方法制造的聚乙烯，所述配位催化剂优选齐格勒-纳塔催化剂、单活性中心催化剂(包括茂金属)、或铬催化剂、或它们的混合物，优选齐格勒纳塔催化剂。
固体聚合物(sP)优选为选自于由粉末、或丸粒组成的形态。
(纯的)自由流动的颜料((n)FFP)优选是：
(a)炭黑和/或与炭黑不同的彩色颜料，优选炭黑，
和/或
(b)选自于由粉末、丸粒、纳米管、纳米纤维以及它们的混合物所组成的形态。
在一种实施方式中，基于所述固体有色聚合物产品(sPGPP)的总量，所述固体有色聚合物产品(sPGPP)包含低于10wt％的颜料(PG)。
在另一优选实施方式中，基于所述固体有色聚合物产品(sPGPP)的总量，所述固体有色聚合物产品(sPGPP)包含10～60wt％的颜料(PG)。
固体有色聚合物产品(sPGPP)优选是固体有色聚合物丸粒(SPPP)形态(更优选用于形成成型制品的固体颜料聚合物丸粒(sPPP)形态)、或者优选是成型制品。优选的固体有色聚合物丸粒(sPGPP)是固体有色聚合物丸粒(sPPP)形态。最优选固体有色聚合物丸粒(sPGPP)是随后用于制造成型制品的固体有色聚合物丸粒(sPPP)的形态。
本发明的一个基本发现是固体有色聚合物产品(sPGPP)例如固体有色聚合物丸粒(sPPP)将不会用作成型制品中、优选管材或管配件中的母料。因此，优选基于固体有色聚合物产品(sPGPP)的总量，固体有色聚合物产品(sPGPP)即固体有色聚合物丸粒(sPPP)或成型制品比如管材或管配件包含至少40wt％、更优选至少60wt％、更优选至少80wt％、更优选至少90wt％的聚合物组合物(PC)。
因此，在一个优选实施方式(实施方式(A))中，固体有色聚合物产品(sPGPP)包含至少40wt％、更优选至少60wt％、更优选至少80wt％，更优选至少90wt％的聚合物组合物(PC)，优选由聚合物组合物(PC)组成，其中所述聚合物组合物(PC)包含如下物质、优选由如下物质组成：
(a)至少40wt％的聚合物(P)，
(b)低于10wt％的颜料(PG)，比如0.1～10wt％的颜料(PG)，
(c)可选地另外的聚合物组分，以及
(d)除了颜料(PG)外，可选地其它添加剂，
其中，进一步地，所述固体有色聚合物产品(sPGPP)是固体有色聚合物丸粒(SPPP)形态的或者成型制品形态的，优选用于生产成型制品的固体有色聚合物丸粒(sPPP)形态。
在另一个优选实施方式(实施方式(B))中，固体有色聚合物产品(sPGPP)包含至少40wt％、更优选至少60wt％、更优选至少80wt％，更优选至少90wt％的聚合物组合物(PC)，优选由聚合物组合物(PC)组成，其中所述聚合物组合物(PC)包含如下物质、优选由如下物质组成：
(a)至少40wt％的聚合物(P)，
(b)10～45wt％的颜料(PG)，
(c)可选地另外的聚合物组分，以及
(d)除了颜料(PG)外，可选地其它添加剂，
其中，进一步地，所述固体有色聚合物产品(sPGPP)是固体有色聚合物丸粒(sPPP)形态的或者成型制品形态的，优选用于生产成型制品的固体有色聚合物丸粒(sPPP)形态。
更优选地，固体有色聚合物丸粒(sPPP)用于生产成型制品，其包含聚合物组合物(PC)、优选由聚合物组合物(PC)组成，其中，所述聚合物组合物(PC)包含如下物质、优选由如下物质组成：
(a)至少40wt％的聚合物(P)，
(b)低于10wt％的颜料(PG)，优选0.1～10wt％的颜料(PG)，
(c)可选地另外的聚合物组分，以及
(d)除了颜料(PG)外，可选地其它添加剂。
在固体有色聚合物产品(sPGPP)中颜料的量取决于最终应用。
关于如上所述的实施方式(B)，优选聚合物组合物(PC)、更优选其是固体有色聚合物丸粒(sPPP)或成型制品的固体有色聚合物产品(sPGPP)、更优选其是固体有色聚合物丸粒(sPPP)或使用固体有色聚合物丸粒(sPPP)获得的成型制品的固体有色聚合物产品(sPGPP)包含10～60wt％、更优选10～45wt％、更优选12～45wt％、更优选15～30wt％的颜料(PG)。
固体有色聚合物产品(sPGPP)即固体有色聚合物丸粒(sPPP)或成型制品最优选是根据实施方式(A)的。
关于如上所述的实施方式(A)，优选聚合物组合物(PC)(更优选其是固体有色聚合物丸粒(sPPP)的固体有色聚合物产品(sPGPP)或其是成型制品的固体有色聚合物产品(sPGPP)、更优选其是固体有色聚合物丸粒(sPPP)的固体有色聚合物产品(sPGPP)或其是通过使用固体有色聚合物丸粒(sPPP)获得的成型制品的固体有色聚合物产品(sPGPP))包含小于10wt％、更优选0.01～10wt％、更优选0.1～8.0wt％、最优选1.0～7.0wt％的颜料(PG)。
如上所述，聚合物(P)应当是固体有色聚合物产品(sPGPP)的主要部分，即固体有色聚合物丸粒(sPPP)或成型制品(比如管材或管配件)的主要部分。因此，优选基于存在于固体有色聚合物产品(sPGPP)或通过使用固体有色聚合物丸粒(sPPP)获得的成型制品中的聚合物总量，聚合物(P)的量优选至少50wt％，更优选至少70wt％，更优选至少80wt％，比如至少95wt％。
对于成型制品，在步骤(a3)或(b4)后的聚合物组合物(PC)被转变为成型制品，或者优选成型制品使用固体有色聚合物颗粒(SPPP)通过如下步骤制造：
(A)从所述熔融挤出机中挤出熔融的聚合物组合物(PC)，该熔融挤出机优选为如下、更优选为选自于如下：
(A1)管材挤出机，用于形成作为固体有色聚合物产品(sPGPP)的管材，
(A2)流延膜挤出机，用于形成作为固体有色聚合物产品(sPGPP)的流延膜，或者
(A3)电缆挤出机，用于形成作为固体有色聚合物产品(sPGPP)的电缆或电线的层；
或者
(B)从所述熔融挤出机中将熔融的聚合物组合物(PC)挤出到制品形成单元，该制品形成单元优选为：
(B1)注塑成型单元，用于形成作为固体有色聚合物产品(sPGPP)的注塑模制品，
(B2)压塑成型单元，用于形成作为固体有色聚合物产品(sPGPP)的压塑模制品，
(B3)吹塑成型单元，用于形成作为固体有色聚合物产品(sPGPP)的吹塑模制品，或者
(B4)薄膜吹塑单元，从而形成吹塑膜。
在一个优选实施方式中，熔融挤出机是用于形成管材的管材挤出机。因此，固体有色聚合物产品(sPGPP)是管材。因此，在一个优选实施方式中，步骤(a3)或(b4)中，熔融聚合物组合物(PC)从管材挤出机中挤出，随后通过成形心轴和冷却设备转变为管材(步骤(a4)或(b5))。
在另一实施方式中，熔融挤出机是用于流延膜的流延膜挤出机。因此，固体有色聚合物产品(sPGPP)是流延膜。因此，在一个优选实施方式中，步骤(a3)或(b4)中，熔融聚合物组合物(PC)从流延膜挤出机中挤出，随后在冷却辊上冷却，由此形成流延膜(步骤(a4)或(b5))。
在另一个实施方式中，熔融挤出机是电缆挤出机，其用于形成电缆或电线的层。因此，固体有色聚合物产品(sPGPP)是电缆或电线的层。因此，在一个优选实施方式中，在步骤(a3)或(b4)中，熔融聚合物组合物(PC)从电缆挤出机中挤出并且在步骤(a4)或(b5)中经由十字头或偏置管形模头，在电缆(或电线)上形成至少一层，由此随后聚合物组合物(PC)暴露于空气中快速冷却。
在另一实施方式中，步骤(a3)或(b4)的熔融聚合物组合物挤出到制品形成单元。因此，在步骤(a4)或(b5)中，使用制品成形单元，该制品成形单元优选选自于由注塑成型单元、压塑成型单元和吹塑成型单元组成的组。因此，获得的固体有色聚合物产品(sPGPP)优选选自于由注塑模制品、压塑模制品和吹塑模膜组成的组。
成型制品最优选为由管材挤出机制造的管材或管配件。
所有上述涉及的挤出机和制品成形单元在各技术领域是众所周知且市场上可以买到的，并且可以由制品生产者根据对制品的需求进行选择。
在优选实施方式中，本发明的方法是聚合生产线的一部分，其中，首先，聚合物(P)在至少一个反应器中制造，并且随后以固态形态排出，其中进一步地，所述排出的固体聚合物(sP)与自由流动的颜料(FFP)(优选纯的自由流动的颜料(nFFP))在后处理步骤(C)(其包含步骤(a1)～(a4)或(b1)～(b5))中组合，其中优选固体有色聚合物产品(sPGPP)是用于形成成型制品的固体有色聚合物丸粒(sPPP)的形态。
因此，在一个具体方面，本发明涉及一种在聚合生产线中用于生产固体有色聚合物产品(sPGPP)的连续方法，其中所述固体有色聚合物产品(sPGPP)是包含聚合物(P)以及颜料(PG)的聚合物组合物(PC)，其中在聚合生产线中的所述连续方法依序包含如下步骤：
(A)在至少一个反应器中生产聚合物(P)
(B)将聚合物(P)以固态形态从反应器中排出，即将固体聚合物(sP)从反应器中排出，优选将固体聚合物(sP)以粉末或丸粒形态从反应器中排出，以及
(C)在后处理生产线中，
(a1)将自由流动的颜料(FFP)、优选纯的自由流动的颜料(nFFP)，以及固体聚合物(sP)进料到熔融挤出机的相同进料口中、例如相同的料斗中，
(a2)在所述熔融挤出机中熔融混合固体聚合物(sP)和自由流动的颜料(FFP)(优选纯的自由流动的颜料(nFFP))，从而获得熔融形态的聚合物组合物(PC)，其中，聚合物(P)是熔融状态的，在该聚合物(P)中分散有颜料(PG)，
(a3)从熔融挤出机中挤出熔融形态的聚合物组合物(PC)，以及
(a4)将熔融聚合物组合物(PC)转变为所述固体有色聚合物丸粒(sPPP)形态；
或者
(b1)将(纯的)自由流动的颜料((n)FFP)与固体聚合物(sP)组合，由此获得自由流动的颜料(FFP)和固体聚合物(sP)的混合物(M)，优选将(纯的)自由流动的颜料((n)FFP)和固体聚合物(sP)添加到相同的传送装置(CM)从而将(纯的)自由流动的颜料((n)FFP)以及固体聚合物(sP)一起传送到熔融挤出机的相同进料口例如相同料斗，由此获得自由流动的颜料(FFP)和固体聚合物(sP)的混合物(M)，
(b2)将所述混合物(M)进料至熔融挤出机的进料口中、例如料斗中，
(b3)在所述熔融挤出机中熔融混合所述混合物(M)，从而获得熔融形态的聚合物组合物(PC)，其中，聚合物(P)是熔融状态的，在该聚合物(P)中分散有颜料(PG)，
(b4)从熔融挤出机中挤出熔融形态的聚合物组合物(PC)，以及
(b5)将熔融聚合物组合物(PC)转变为固体有色聚合物丸粒(sPPP)形态。
优选在步骤(B)中从反应器排出的固体聚合物(sP)是粉末形态的。此外，优选在聚合生产线中获得的固体有色聚合物产品(sPGPP)是用于形成成型制品的固体有色聚合物丸粒(sPPP)形态。
术语“聚合生产线”表示所述步骤是包括随后的后处理步骤的聚合过程的一部分。典型地，在后处理步骤中，所生产的聚合物是加添加剂且粒化的。
术语“连续”、“连续方法”、或“连续加工步骤”表示(纯的)自由流动的颜料((n)FFP)以及固体聚合物(sP)同时连续进料到熔融挤出机，并且在熔融挤出机中连续熔融混合为熔融聚合物组合物(PC)，并且所获得的熔融聚合物组合物(PC)从熔融挤出机中连续挤出。还优选，所排出的熔融聚合物组合物(PC)的转变随后连续形成为固体有色聚合物丸粒(sPPP)。
术语“粉末”表示与丸粒相反不是熔融挤出的、或者未经过任何其它成形过程。术语“聚合物粉末”优选表示作为从反应器排出并由此没有熔融挤出为任何丸粒或成型制品的聚合物，此处也称为“反应器粉末”。
对于本发明方法的步骤b1)，传送装置优选包含螺杆传送器，或者优选是螺旋传送器。螺杆传送器在聚合物和聚合物的聚合过程领域中具有众所周知的含义，并且由众所周知的供应商例如Coperion、Japan Steel Works、LEISTRITZ、B&P Process、KraussMaffeiBerstorff、ICMA、COMAC、MARIS、XINDA STEER提供。螺杆传送器可以是挤出过程的进料体系的一部分。
在该连续方法的实施方式中的熔融挤出机优选是常规工业级配混挤出机，其用于粒化来自聚合反应器体系的聚合物(P)产品。用于本发明混合步骤的挤出机的例子可以是通过Japan Steel works、Kobe Steel或者Farrel-Pomini提供的那些。
本发明还涉及通过根据本发明的方法获得的管材或管配件。
此外，本发明涉及管材或管配件，所述管材或管配件包含如上下文所限定的聚合物组合物(PC)、优选由如上下文所限定的聚合物组合物(PC)组成，其中，聚合物组合物(PC)不含任何用于颜料(PG)的载体聚合物，所述载体聚合物不同于聚合物(P)。
优选聚合物组合物(PC)、更优选固体有色聚合物产品(sPGPP)、更优选固体有色聚合物丸粒(sPPP)或成型制品比如管材包含聚合物(P)作为仅有的聚合物组分。应当理解任何可选的用于可选添加剂的载体聚合物计算在各添加剂的量上，但不计入聚合物组合物(PC)的聚合物组分，更优选不计入固体有色聚合物产品(sPGPP)的聚合物组分，更优选不计入固体有色聚合物丸粒(sPPP)的聚合物组分或成型制品比如管材的聚合物组分，优选所述成型制品通过使用固体有色聚合物丸粒(sPPP)制造。
更优选地，基于聚合物组合物(PC)的总量，更优选基于固体有色聚合物产品(sPGPP)的总量，更优选基于固体有色聚合物丸粒(sPPP)或成型制品比如管材的总量，聚合物(P)的量为至少50wt％，更优选至少70wt％，还更优选至少80wt％，比如至少95wt％，其中成型制品优选为通过使用固体有色聚合物丸粒(sPPP)制造的成型制品。
在优选实施方式中，固体有色聚合物产品(sPGPP)、更优选固体有色聚合物丸粒(sPPP)或成型制品比如管材(成型制品优选为通过使用固体有色聚合物丸粒(sPPP)制造的成型制品)由如上下文所限定的聚合物组合物(PC)组成。
可选的添加剂包括任何常规添加剂，例如抗氧化剂、稳定剂、中和剂、润滑剂、成核剂、以及除了(纯的)自由流动的颜料((n)FFP)之外的颜料。其含量可以是在本领域中常规使用的那些，基于聚合物组合物(PC)的总重量，更优选基于固体有色聚合物产品(sPGPP)的总重量，更优选基于固体有色聚合物丸粒(SPPP)或成型制品比如管材(成型制品优选为通过使用固体有色聚合物丸粒(sPPP)制造的成型制品)的总重量，优选可选的另外的添加剂的总量为0.0001～10wt％，优选0.0001～5.0wt％，优选0.0001～2.5wt％，更优选0.0001～1.5wt％，更优选0.0001～1.0wt％。
下面对本发明进行更详细的描述。
根据本发明的丸粒可以是从由丸粒挤出机中熔融挤出后获得的任何大小和形状。因此，在一实施方式中，丸粒是球状的，直径优选0.5～3.0mm，例如1.0～2.0mm。在另一实施方式中，丸粒具有圆柱形形状，优选具有0.5～3.0mm例如1.0～2.0mm的横截面尺寸和/或0.5～3.0cm例如1.0～2.0cm的长度。
本发明描述了获得固体有色聚合物产品(sPGPP)的两个方法，即，包括步骤(a1)～(a4)的第一实施方式和包括步骤(b1)～(b5)的第二实施方式。
在更具体地描述两个实施方式之前，先更详细地说明同样适用于两个方法的基础产品以及熔融挤出步骤。
在所有实施方式中，固体聚合物(sP)是粉末形态或丸粒形态的。如果固体聚合物(sP)从聚合反应器中直接排出，并立即用(纯的)自由流动的颜料((n)FFP)处理，那么优选所述固体聚合物(sP)是粉末形态或丸粒形态的，优选是粉末。
固体有色聚合物产品(sPGPP)中固体聚合物(sP)以及所获得的其聚合物(P)可以是一种聚合物或聚合物的共混物。优选所述固体聚合物(sP)至少包含聚乙烯和/或聚丙烯。更优选地，所述固体聚合物(sP)由聚乙烯和/或聚丙烯组成。相应地，术语聚乙烯和聚丙烯可以分别是单峰聚乙烯和单峰聚丙烯、优选是在重均分子量方面的多峰聚乙烯和多峰聚丙烯，即在分子量分布(MWD)方面的多峰聚乙烯；在熔体流动速率和/或共聚单体含量方面，包括双峰聚乙烯或双峰聚丙烯。
对于在重均分子量方面的多峰，通常，包含至少两个聚乙烯组分的聚乙烯被称为“多峰”，所述聚乙烯组分在不同聚合条件下制造，产生对于组分的不同(重均)分子量和分子量分布。词头“多”涉及组成组合物的不同聚合物组分的数目。因此，例如仅由两个组分组成的多峰组合物被称为“双峰”。聚乙烯或聚丙烯、优选多峰聚乙烯或多峰聚丙烯可以使用本领域已知的任何工艺设备和催化剂生产。最优选聚合物(P)是聚乙烯，更优选是如上所限定的多峰聚乙烯，更优选在重均分子量和/共聚单体含量方面的多峰聚乙烯。聚乙烯的类型可以不同，可以是在使用自由基引发剂和高压的聚合过程中制造的聚乙烯，或在使用配位催化剂的聚合过程中制造的聚乙烯，所述配位催化剂优选齐格勒-纳塔催化剂、单活性中心催化剂(包括茂金属)、或铬催化剂、或它们的混合物，优选齐格勒纳塔催化剂。最优选聚合物(P)是在重均分子量和/或共聚单体含量方面的多峰聚乙烯，其在使用配位催化剂(优选齐格勒纳塔催化剂)的聚合过程中制造。
作为聚合物(P)的聚乙烯的密度优选915～970kg/m3，更优选在920～965kg/m3的范围内，更优选为915～965kg/m3比如920～965kg/m3。如果固体有色聚合物产品(sPGPP)用于管材应用，那么聚乙烯的密度优选915～965kg/m3比如920～965kg/m3。
优选聚乙烯的熔体流动速率MFR5(190℃)为0.01～10g/10min，更优选0.1～6.0g/10min。如果固体有色聚合物产品(sPGPP)用于管材应用，那么聚乙烯的熔体流动速率MFR5(190℃)优选为0.1～6.0g/10min比如0.1～4.0g/10min。
聚合物(P)的聚乙烯(优选作为聚合物(P)的聚乙烯)可以是乙烯均聚物或乙烯共聚物。如果是乙烯共聚物，所述共聚物由源自乙烯的单元和至少一个共聚单体组成，所述共聚单体选自由丙烯、1-丁烯、1-己烯和1-辛烯组成的组。更优选共聚单体选自下组：1-丁烯、1-已烯、以及1-辛烯。更优选共聚单体是1-丁烯和/或1-己烯。在优选实施方式中，固体聚合物(sP)是如上所限定的多峰聚乙烯，其至少包含具有低重均分子量(LMW)的聚乙烯组分(A)以及具有较高重均分子量聚乙烯(HMW)的聚乙烯组分(B)、以及可选的预聚物组分。LMW组分(A)具有低于HMW组分(B)的重均分子量。如果存在预聚物组分，那么它被计入LMW组分(A)的量。
颜料(PG)(以及由此的(纯的)自由流动的颜料((n)FFP))可以是任何颜料。然而，优选颜料(PG)为炭黑和/或不同于炭黑的彩色颜料。优选颜料(PG)是无机颜料、或有机颜料、或它们的混合物。
如果颜料是不同于炭黑的彩色颜料，那么优选该颜料是无机颜料或有机颜料。
特别优选颜料(PG)是炭黑。更优选颜料(PG)是炭黑，其中所述炭黑选自包含如下的组、优选由如下组成的组：炉法炭黑、乙炔碳黑以及科琴黑(ketjen black)，其都具有本领域众所周知的意思。
至少作为(纯的)自由流动的颜料((n)FFP)的颜料可以选择如下形态：粉末、丸粒、纳米管、纳米纤维、以及它们的混合物。在一个实施方式中，(纯的)自由流动的颜料((n)FFP)是粉末或丸粒形态的，更优选粉末形态。在另一优选实施方式，(纯的)自由流动的颜料((n)FFP)是粉末或丸粒形态的炭黑，更优选如炭黑供应商提供的形态，即炭黑生产商所提供的炭黑在引入本发明方法之前没有(由最终使用者)进一步处理。
如果是(纯的)自由流动的颜料((n)FFP)比如(纯的)自由流动的炭黑，那么表面积优选20～150m2/g，更优选30～100m2/g。
熔融挤出机可以是任何常规使用的用于熔融、混合和传送功能的熔融挤出机，所述熔融挤出机沿挤出机的长度具有数个区域。典型地，熔融挤出机是(优选工业全规模生产的)双螺杆挤出机(反向旋转双螺杆挤出机或共旋转双螺杆挤出机)，其装备有用于进料组分的料斗，并且可选地配有设置在料斗后的侧进料点，从而在挤出机下游不同区域中，引入组分的一部分。所列举的供应商是上文提及的那些。此外，挤出条件取决于所使用的主要聚合物组分的性质和含量以及颜料的使用量，其可以通过本领域技术人员以常规方法调整。
因此，取决于所使用的主要聚合物组分，熔融挤出机中的加工温度是180～240℃。典型地，进料速度，特别是用于聚乙烯和/或聚丙烯的进料速度是0.1～80吨/小时，更优选30～70吨/小时。螺杆速度取决于所使用的挤出机(尺寸、螺杆类型)以及进料的量，并且可以由本领域技术人员调整。
现在，更详细地描述加工步骤。
第一实施方式
根据本发明的第一方面(步骤(a1)～(a4))，自由流动的颜料((n)FFP)和固体聚合物(sP)进料到熔融挤出机相同的进料口(步骤(a1))。更优选，自由流动的颜料((n)FFP)和固体聚合物(sP)同时进料到熔融挤出机相同的进料口(步骤(a1))。进料口优选为熔融挤出机的主进料口比如例如料斗。当将自由流动的颜料((n)FFP)(优选纯的自由流动的颜料(nFFP))以及固体聚合物(sP)进料到熔融挤出机的进料口、优选主进料口例如料斗中时，也可添加其它组分。例如，其它组分是与固体聚合物(sP)不同的可选的另外的聚合物或可选地其它添加剂。这些其它组分也可以经由相同的进料口或其它进料口比如侧进料器进料。在优选实施方式中，自由流动的颜料(FFP)(优选纯的自由流动的颜料(nFFP))与固体聚合物(sP)和可选的其它添加剂一起(优选与其它添加剂一起)进料到主进料口比如料斗。
进料口将自由流动的颜料((n)FFP)与固体聚合物(sP)(以及其它的可选地组分)一起进料到熔融挤出机，在此固体聚合物(sP)经由熔融挤出机中所施加的剪切力熔融，并且与前述自由流动的颜料((n)FFP)熔融混合，由此获得熔融形态的聚合物组合物(PC)。如果需要，可以采用外部加热。在熔融聚合物组合物(PC)中，分散初始自由流动的颜料((n)FFP)(步骤(a2))。随后，将熔融状态的聚合物组合物(PC)从挤出机中挤出，优选经由喷嘴或模头从熔融挤出机中挤出(步骤(a3))。随后，将熔融聚合物组合物(PC)转变为固体有色聚合物产品(sPGPP)(步骤(a4))。步骤(a1)～(a3)优选连续进行，这意味着自由流动的颜料(FFP)以及固体聚合物(sP)在熔融挤出机的一端(优选熔融挤出机的(主)进料口比如料斗)一起进料，并且由此获得的熔融状态的聚合物组合物(PC)从熔融挤出机的另一端(出口)挤出、优选通过喷嘴或模头挤出。随后，将熔融状态的聚合物组合物(PC)固化为固体有色聚合物产品(sPGPP)，优选固化为固体有色聚合物丸粒(SPPP)形态或者成型制品形态，更优选固体颜料聚合物丸粒(sPPP)形态(步骤(a4))。优选步骤(a1)～(a4)是连续操作的。
取决于转变步骤(a4)，产品即固体有色聚合物产品(sPGPP)可以改变其形态。如果固体有色聚合物产品(sPGPP)是固体有色聚合物丸粒(sPPP)形态，那么步骤(a4)是包括切削设备的粒化步骤。相应地，如果固体有色聚合物产品(sPGPP)是成型制品，那么步骤(a4)取决于成型制品的类型。例如，在管材生产中，在步骤(a3)中使用管材挤出机，并且在步骤(a4)中使用通常置于管材挤出机下游的单元，比如成形心轴以及冷却设备。另一方面，如果是流延膜生产，那么在步骤(a3)中使用具有狭缝模头的流延膜挤出机，而在步骤(a4)中，挤塑薄膜特别置于冷却辊上。进一步，在电缆和电线生产中，步骤(a3)的熔融聚合物组合物(PC)在步骤(a4)中经由十字头或偏置管形模头，在电缆(或电线)上形成至少一层，由此随后聚合物组合物(PC)暴露于空气中快速冷却。在注塑模制品、压塑模制品和吹塑成型膜的生产中，步骤(a3)的熔融聚合物组合物(PC)传递到制品成形单元。因此，在该情况下，转变步骤(a4)发生在制品形成单元比如在选自如下的单元中：注塑成型单元、压塑成型单元和吹塑成型单元。
如上所述且如下详细叙述，步骤(a1)～(a4)优选是与聚合物(P)的聚合过程相关连的连续步骤。
在第一实施方式中，优选固体有色聚合物产品(sPGPP)是用于生产成型制品的固体有色聚合物丸粒(sPPP)形态。
在一个优选实施方式中，步骤(a1)～(a4)用于生产作为固体有色聚合物产品(sPGPP)的固体有色聚合物丸粒(sPPP)。
第二实施方式
根据本发明的另一方面(步骤(b1)～(b5))，(纯的)自由流动的颜料((n)FFP)和固体聚合物(sP)组合，由此获得自由流动的颜料((n)FFP)和固体聚合物(sP)的混合物(M)(步骤(b1))。由混合物(M)的词意显而易见的是，两个组分在混合完成之前以本身的形态存在，并由此彼此(松散地)接触。因此，混合物(M)是自由流动的颜料((n)FFP)和固体聚合物(sP)的干混合物。通过组合自由流动的颜料((n)FFP)和固体聚合物(sP)，固体聚合物(sP)不发生熔化。该混合物(M)即干混合物可以被储存或立即在步骤(b2)中使用。组合可以通过传送装置(CM)完成。传送装置(CM)可以是具有机械设备的任何常规设备，从而将混合物(M)传送到挤出机的进料口(例如，在传送器内侧和/或外侧的机械设备)，或者通过重力或流体化作用(例如，气体)将混合物(M)传送到挤出机的进料口。传送装置(CM)的选择是在本领域技术人员的技术内的。(纯的)自由流动的颜料((n)FFP)和固体聚合物(sP)的某些混合可以在将混合物(M)传送到熔融挤出机进料口期间在传送装置(CM)中发生。传送装置(CM)也可以具有独立的混合装置，比如机械混和装置，从而增加(纯的)自由流动的颜料((n)FFP)和固体聚合物(sP)的分散。优选的传送装置(CM)是众所周知的螺杆传送器，由此获得自由流动的颜料(FFP)(优选纯的自由流动的颜料(nFFP))和固体聚合物(sP)的混合物(M)。在传送装置的情况下，混合物(M)被传送到熔融挤出机的进料口，优选被传送到熔融挤出机的主进料口比如料斗。因此，在优选实施方式中，所述混合物(M)进料至熔融挤出机的主进料口，并且随后在熔融挤出机中被熔融混合，其中固体聚合物(sP)经由熔融挤出机中所施加的剪切力熔融，并且与前述自由流动的颜料(FFP)熔融混合，由此获得熔融形态的聚合物组合物(PC)。如果需要，可以施加外部加热。在熔融聚合物组合物(PC)中，初始自由流动的颜料(FFP)被分散(步骤(b2))。随后，将熔融状态的聚合物组合物(PC)从熔融挤出机中挤出，优选经由喷嘴或模头从熔融挤出机中挤出(步骤(b4))。随后，将熔融状态的聚合物组合物(PC)固化为固体有色聚合物产品(sPGPP)，该固体有色聚合物产品优选是固体有色聚合物丸粒(SPPP)形态的或者成型制品形态的，更优选用于生产成型制品的固体有色聚合物丸粒(sPPP)形态的(步骤(b5))。优选步骤(b2)～(b5)连续进行，更优选步骤(b1)～(b5)连续进行。
取决于转变步骤(b5)，产品即固体有色聚合物产品(sPGPP)可以改变其形态。如果固体有色聚合物产品(sPGPP)是固体有色聚合物丸粒(sPPP)形态，那么步骤(b5)是包括切削设备的粒化步骤。相应地，如果固体有色聚合物产品(sPGPP)是成型制品，那么步骤(b5)取决于成型制品的类型。例如，在管材生产中，在步骤(b4)中使用管材挤出机，并且在步骤(b5)中使用通常置于管材挤出机下游的单元，比如成形心轴以及冷却设备。另一方面，如果是流延膜生产，那么在步骤(b4)中使用具有狭缝模头的流延膜挤出机，而在步骤(b5)中，挤塑薄膜特别置于冷却辊上。进一步，在电缆和电线生产中，步骤(b4)的熔融聚合物组合物(PC)在步骤(b5)中经由十字头或偏置管形模头，在电缆(或电线)上形成至少一层，由此随后聚合物组合物(PC)暴露于空气中快速冷却。在注塑模制品、压塑模制品和吹塑成型膜的生产中，步骤(b4)的熔融聚合物组合物(PC)传递到制品成形单元。因此，在该情况下，转变步骤(b5)发生在制品成型单元中，比如在选自如下的单元中：注塑成型单元、压塑成型单元和簿膜吹塑单元。
如上所述且如下详细叙述，优选步骤(b1)～(b4)，更优选步骤(b1)～(b5)是与聚合物(P)的聚合过程相关连的连续进行的步骤。
在优选实施方式中，步骤(b1)～(b5)用于生产作为固体有色聚合物产品(sPGPP)的固体有色聚合物丸粒(sPPP)。
在下文中，进一步同时描述第一实施方式和第二实施方式。
如上所述，固体有色聚合物产品(sPGPP)可以是固体有色聚合物丸粒(sPPP)。在该情况下，特别优选根据第一实施方式(步骤(a1)～(a4))和第二实施方式(步骤(b1)～(b5))的本发明方法是聚合过程的主要部分。更确切地说，(步骤(a1)～(a4))或步骤(b1)～(b5))是后聚合处理步骤(C)的一部分。因此，在一个优选实施方式中，覆盖步骤(a1)～(a4)或(b1)～(b5)的方法是聚合生产线的一部分，在所述聚合生产线中首先在至少一个反应器中制造聚合物(P)，并且随后将其以固态形态排出。所述排出的固体聚合物(sP)用(纯的)自由流动的颜料((n)FFP)在含有步骤(a1)～(a4)或(b1)～(b5)的后处理步骤(C)中进行处理，其中，固体有色聚合物产品(sPGPP)是固体有色聚合物丸粒(sPPP)形态的。
因此，在步骤(a1)或(b1)之前，最优选在步骤(b1)之前，聚合物(P)在至少一个聚合反应器中制造，并且随后以固态形态排出。当聚合物(P)从上一聚合阶段中取出时，优选经受用于从聚合物中除去残余烃的加工步骤。该加工在本领域中是众所周知的，并且可以包括减压步骤、纯化步骤、汽提步骤、提取步骤等。不同步骤的组合也是可以的。在除去残余烃后，该排出的固体聚合物(sP)优选是粉末形态的并且经过后处理。典型的后处理步骤是添加添加剂和粒化步骤。对于后处理，固体聚合物(sP)被输送到所需要的处理单元。因此，优选后处理步骤(C)中固体聚合物(sP)与自由流动的颜料(FFP)(优选纯的自由流动的颜料(nFFP))接触。优选该接触在传送装置上进行。更优选传送装置包含螺杆传送器，优选其是螺杆传送器。在该螺杆传送器中，在聚合反应器中(新鲜)制造的固体聚合物(sP)与自由流动的颜料(FFP)(优选与纯的自由流动的颜料(nFFP))干共混，获得混合物(M)。随后，该混合物(M)可以进行储存或者直接(连续)输送到根据步骤(b2)的熔融挤出机的进料口。对于附加地步骤(b2)～(b5)，参考上述提供的信息，优选附带如下条件：固体有色聚合物产品(sPGPP)是固体有色聚合物丸粒(sPPP)形态的。
本发明的必要方面是(纯的)自由流动的颜料((n)FFP)不与在母料生产中使用的任何常规稀释聚合物熔融混合，但是与构成最终产品即成型制品中的主要聚合物的聚合物熔融混合。因此，不论加工步骤(a1)～(a4)和(b1)～(b5)是否嵌入后处理步骤中，以聚合物(P)构成成型制品的主要部分的方式，选择固体聚合物(sP)。
因此，特别优选在步骤(a4)或(b5)之后，将固体有色丸粒(sPPP)形态的固体有色聚合物产品(sPGPP)在步骤(c1)中进一步转变为成型制品。因此，优选转变步骤(c1)包含进一步的熔融挤出步骤。在该情况下，特别优选在步骤(a4)或(b5)后，固体有色聚合物产品(sPGPP)是固体有色聚合物丸粒(sPPP)。所述固体有色聚合物丸粒(sPPP)在步骤(c1)中熔融挤出，并且随后形成为成型制品。制品成型步骤可以是例如注塑成型步骤、吹塑成型步骤、或挤塑成型步骤。该技术在本领域中是众所周知的。在步骤(c1)的熔融挤出步骤期间，可以添加其它添加剂和聚合物。然而，在一实施方式中，没有在步骤(c1)期间添加其它聚合物。因此，成型制品优选是管材、电缆或电线的层、包装、家用电器、工业用具、或车的零部件、膜(例如包装膜、包、袋)、纤维产品(例如纤维、织物、工业用膜比如土工膜或农用膜等)、或导电炭黑产品。优选成型制品是管产品(管材或管配件)。
本发明进一步提供用于根据如上限定的步骤(a1)～(a4)或者(并且优选)步骤(b1)～(b5)生产固体有色聚合物丸粒(sPPP)的方法，其包括该方法的优选实施方式。
本发明还提供固体有色聚合物丸粒(sPPP)，该固体有色聚合物丸粒包含在实施方式A)中的如上限定的聚合物组合物(PC)，其优选由实施方式A)中所述的聚合物组合物(PC)构成，所述实施方式A)包括聚合物组合物(PC)的优选实施方式。
在本发明的最优选实施方式中，根据包含步骤(a1)～(a4)或(b1)～(b4)的如上所述方法生产的固体有色聚合物丸粒(sPPP)在用于生产管材或管配件的步骤(c1)中使用。管转变器优选分别在管材挤出工序中生产管材，在模具中、优选在注塑模具中生产管配件。
管材生产工序
管材可以根据本领域已知的管材挤出法由固体有色聚合物丸粒(sPPP)进行生产。因此，根据一个优选实施方式，熔融固体有色聚合物丸粒(sPPP)经由环形模头挤出为所期望的内径。管材挤出机优选在相对低温下操作，由此避免过度生热。优选具有大于15、优选至少20、且特别是至少25的高长径比L/D的挤出机。现代挤出机典型地具有约30～35的L/D比。
固体有色聚合物丸粒(sPPP)可选地与其它组分例如其它聚合物组分和/或其它添加剂一起熔融，优选不与其它聚合物组分一起熔融，并且所获得的熔体经由环形模头挤出，其可以设置为端部进料构造(end-fed configuration)或侧进料构造(side-fedconfiguration)。侧进料模头通常以其轴线平行于挤出机进行安装，需要直角转弯与挤出机连接。侧进料模头的优点是心轴可经由模头延伸，并且这使得例如容易将冷却水输送到心轴。
在所述获得的熔体离开模头后，其被校正为正确的直径。在一个方法中，挤出物直接进入金属管(定型套)。挤出物的内部受压，以致将塑料压向管道(tube)的壁。
根据另一方法，离开模头的挤出物直接进入在中心具有穿孔部分的管道。经由穿孔抽成轻度真空，从而保持管材对着定型腔(sizing chamber)的壁。
在定型后，冷却管材，通常在具有约5米以上长度的水浴中冷却。
管配件生产过程
对于管配件，典型地，固体有色聚合物丸粒(sPPP)以常规方法使用常规成型设备成型(优选注塑成型或吹塑成型、更优选注塑成型)为管配件形状。
在一个优选实施方式中，固体有色聚合物产品(sPGPP)是管材或管配件，所述管材或管配件包含如上所述聚合物组合物(PC)，优选由如上所述聚合物组合物(PC)组成，其中聚合物组合物(PC)不含用于颜料(PG)的任何载体聚合物，所述载体聚合物不同于聚合物(P)。存在于管材或管配件的聚合物组合物(PC)中的颜料(PG)在添加到管材或管配件的聚合物组合物(PC)的聚合物(P)中时是(纯的)自由流动的颜料((n)FFP)。亦即，当与聚合物(P)组合时，(纯的)自由流动的颜料((n)FFP)并未通过熔融混合固定在聚合物(P)或任何聚合物比如载体聚合物上。
最优选所述管材或管配件由聚合物组合物(PC)组成，其中所述聚合物组合物包含如下组分、优选由如下组分组成：
(a)至少40wt％的聚合物(P)，
(b)低于10wt％的颜料(PG)，
(c)可选的其它聚合物组分，以及
(d)除了颜料(PG)外的可选的其它添加剂。
在一特别优选实施方式中，管材或管配件包含低于10wt％比如0.01～10wt％的颜料(PG)(优选炭黑)，更优选0.1～8.0wt％、更优选1.0～7.0wt％的颜料(PG)。
管材或管配件的聚合物组合物(PC)是如上所公开的或是如下权利要求中所公开的，包括其优选性能和实施方式。
在下文中，将通过实施例对本发明进行进一步说明。
实施例
1.定义/测定方法
除非另有说明，以下术语的定义以及测定方法适用于发明的上述一般说明以及下述实施例。
MFR2(230℃)根据ISO 1133(230℃,2.16kg负载)测定。
MFR2(190℃)根据ISO 1133(190℃,2.16kg负载)测定。
MFR5(190℃)根据ISO 1133(190℃,5kg负载)测定。
FRR21/5是MFR21(190℃)和MFR5(190℃)的熔体流动比率[MFR21/MFR5].
MFR21.6(190℃)根据ISO 1133(190℃,21.6kg负载)测定。
密度根据ISO 1183-1–方法A(2004)测定。样品制备通过根据ISO 1872-2:2007的压塑成型进行。
颜料(特别是炭黑)含量根据ASTM D1603测定。
在聚烯烃管材中颜料(特别是炭黑)的分散度根据ISO 18 553/2002-03-01按如下测定：
在可采用的混合步骤后获得的组合物的丸粒通过收集6个不同丸粒(均使用来自各丸粒的切片(切割厚度15±2μm))进行分析。用于评级(rating)测定的切片用旋转显微切片机(型号Leica RM 2265)在靠近丸粒(样品)中间处进行。优选地，切片沿熔体的流动方向经过整个粒化机。
以40倍的放大倍数评估切片，并且测定各切片的整个面积上的颗粒数目以及尺寸。计数直径＞5μm的所有颗粒。具有Leica Application Suite Software(Leica成套应用系统软件)的透射光显微镜Leica DM 5500B用于成像以及粒径测定。组合物在该实验中评级越低，组合物的分散越好。
表面积:用N2气体、ASTM D 3663的BET，设备为Micrometrics Tristar 3000
白斑评级根据ISO 18553测定
在单个混合步骤后获得的组合物(包括约2.5wt％的使得不均匀性可见的颜料例如炭黑)的样品通过收集6个不同丸粒(如上所述，其使用来自各丸粒的切片(厚度15±2微米))进行分析。
用于评级测定的切片用旋转显微切片机(型号Leica RM 2265)在靠近丸粒(样品)中间处进行。优选地，切片沿着熔体的流动方向经过整个粒化机。
以40倍的放大倍数评估切片，并且测定各切片的整个面积上的颗粒数目以及尺寸。即，测定在各切片的整个表面上无色掺杂物(“白斑”，凝聚物，颗粒)的部分表面。计数直径＞5μm的所有颗粒。
然后，将所有“白斑面积”表示为在样品切片的整个表面上白斑的平均分数。装有Leica Application Suite Software(Leica成套应用系统软件)的透射光显微镜Leica DM5500B用于成像以及粒径测定。
动态剪切测定(扫频测定)
计算Eta 2.7以及SHI剪切稀化指数：
通过动态剪切测定的聚合物熔体的特征符合ISO标准6721-1以及6721-10。在装备有25mm几何形状平行板的Anto Paar MCR301应力控制旋转流变仪上进行测定。在压塑成型板上，使用氮气气氛，并设定在线性粘弹性状态内的应变，进行测定。振动剪切试验按如下进行：在T℃(对于PP，T为230℃，对于PE，T为190℃)，采用在0.0154rad/s与500rad/s之间的频率范围，并设定1.2mm的间隙。
在动态剪切试验中，在正弦变化剪切应变或者剪切应力(分别地，控制应变和应力模式)处探针经受均匀形变。在控制应变的试验中，探针经受可表示为如下的正弦应变：
γ(t)＝γ0sin(ωt) (1)
如果所采用的应变在线性粘弹性状态内，则所产生的正弦应力响应可以通过如下给出：
σ(t)＝σ0sin(ωt+δ) (2)
其中
σ0和γ0分别是应力和应变振幅，
ω是角频率，
δ是相移(在所采用的应变和应力响应之间的损耗角)，
t是时间。
动态试验的结果典型地通过几个不同的流变学函数表示，也就是剪切储能模量G′、剪切损耗模量G"，复数剪切模量G*、复数剪切粘度η*、动态剪切粘度η′、异相组分的复数剪切粘度η"、以及损耗角正切tanδ，其可表示为如下：
G ′ = σ 0 γ 0 c o s δ [ P a ] - - - ( 3 )
G ′ ′ = σ 0 γ 0 s i n δ [ P a ] - - - ( 4 )
G*＝G′+iG″ [Pa] (5)
η*＝η′-iη" [Pa.s] (6)
η ′ = G ′ ′ ω [ P a . s ] - - - ( 7 )
η ′ ′ = G ′ ω [ P a . s ] - - - ( 8 )
除了上述流变学函数之外，还可以确定其它流变参数例如所谓的弹性指数EI(x)。弹性指数EI(x)是损耗模量G"为xkPa的值时所确定的储能模量G'的值，并且可以通过式9限定。
EI(x)＝(G"＝x kPa)时的G′ [Pa] (9)
例如，EI(5kPa)为G"的只等于5kPa时所确定的储能模量G'的值。
如在式10中所述，完成所谓的剪切稀化指数的确定。
例如，SHI(2.7/210)定义为G*值等于2.7kPa时以Pa·s为单位的复数粘度的值除以G*值等于210kPa时以Pa·s为单位的复数粘度的值。
如Rheoplus软件所定义的，通过单插点程序确定数值。在实验上并未达到所给出的G*值的情况下，该值使用如前所述相同程序通过外插法(extrapolatio)确定。在上述两情况下(内插法或外插法)，采用Rheoplus的选项“—从参数内插y值到x值”以及“对数内插法型”。
参考：
[1]聚乙烯组分的流变学表征(Rheological characterization ofpolyethylene fractions)，Heino,E.L.,Lehtinen,A.,Tanner J.,J.,Neste Oy,Porvoo,芬兰,Theor.Appl.Rheol.,Proc.Int.Congr.Rheol,11th(1992),1,360-362
[2]分子结构对聚乙烯的部分流变性能的影响(The influence of molecularstructure on some rheological properties of polyethylene)，Heino,E.L.,BorealisPolymers Oy,Porvoo,芬兰,Annual Transactions of the Nordic Rheology Society,1995
[3]涉及聚合物的非终级性能的术语的定义(Definition of terms relating tothe non-ultimate mechanical properties of polymers)，Pure&Appl.Chem.,第70卷,第3期,第701-754页,1998
Eta 747 Pa(下垂)：
与下垂性能休戚相关且与本发明结合使用的一个方法涉及聚合物的流变性，且基于在非常低的、恒定的剪切应力下的聚合物粘度测定。对于该方法，选择747Pa的剪切应力。在该剪切应力处的聚合物的粘度在190℃的温度下测定，并且发现与聚合物的重力流成反比，即，粘度越大，重力流越低。
在747Pa剪切应力处的粘度测定通过使用旋转流变仪进行，该旋转流变仪可以是恒定应力流变仪，例如Anton Paar MCR系列流变仪。流变仪及其功能在第二版的“高分子科学和工程丛书(Encyclopedia of Polymer Science and Engineering)”中第14卷第492～509页进行说明。测定在两个直径为25mm的平板(固定旋转方向)之间在恒定剪切应力下进行。平板间的间隙为1.2mm。将1.2mm厚度的聚合物样品插入板之间。
在测定开始前2分钟，样品进行温度适应。测定在190℃下进行。在温度适应后，通过采用预定应力开始测定。应力保持1800s，从而使得系统接近稳态条件。在该时间后，开始测定，并计算粘度。
测定原理是经由精密马达将特定扭矩施加于平板轴。然后，将该扭矩转变为样品中的剪切应力。该剪切应力保持不变。记录通过剪切应力产生的转速，并用于样品粘度的计算。
夏比冲击强度根据ISO179/1eA：2000在80×10×4mm3的V缺口样品上在0℃(夏比冲击强度(0℃))和-20℃(夏比冲击强度(-20℃))下测定。从通过根据ISO293:2004使用ISO1872-2:2007的章节3.3中所限定条件压塑成型制备的4mm厚板(plaques)上切下样品。
拉伸模量；断裂拉伸应变使用如EN ISO 1873-2(狗骨头形，4mm厚)所述的注塑模样品根据ISO 527-2(十字头速度＝1mm/min；23℃)测定。
在切口管材上的压力试验(NPT)；抗缓慢裂纹增长
考虑到在损坏前在特定温度下管材承受特定压力的小时数，抗缓慢裂纹增长根据ISO13479-2009测定。压力试验在外径为110mm的切口SDR11管材上进行。使用9.2巴的压力和80℃的温度。切口使用具有根据ISO6108的含60°角V切口的顺铣切割器进行，其切削速度为0.010±0.002(mm/rev)/齿(tooth)。所用切割器具有24齿，且切割器速度为680rpm。剩余撑条(remaining ligament)为最小壁厚的0.82～0.78倍。切口深度使用下式计算。h是以mm为单位的切口深度。沿着管的圆周等距放置4个切口。切口长度为110±1mm。
h = 0.5 [ d e m - ( d e m 2 - b S 2 ) ] + 0.866 b S
其中
bS是以mm为单位的切口的机械加工面的宽度；
dem是以mm为单位的所测定的管的平均外径。
在无切口管材上的压力试验(PT)；抗内压
抗内压在压力试验中，于长度为450mm的无切口32mmSDR11管材上，根据ISO 1167-1:2006在水内环境和水外环境进行。使用A型管的端盖。以小时为单位确定故障时间。采用80℃的温度处5.5MPa的周向应力和80℃的温度处测试的5.3Mpa的周向应力。
应变硬化模量(<Gp>)
应变硬化试验是在特定制得的薄样品上在80℃下进行的改性拉伸试验。应变硬化模量(MPa)<Gp>通过使用在真实应变λ区域中曲线的斜率为8～12由真实应变-真实应力曲线计算。
如式1所示，真实应变λ由长度l(mm)以及计量长度l0(mm)计算。
其中，Δl是计量标记之间样品长度的增量(mm)。真实应力σtrue(MPa)根据式2计算，假定保持计量标记之间的体积：
σtrue＝σnλ (2)
其中σn是工程应力。
Neo-Hookean本构模型(式3)用于拟合来自8＜λ＜12计算的<Gp>(MPa)的真实应变-真实应力数据。
&sigma; t r u e = < G p > 20 ( &lambda; 2 - 1 &lambda; ) + C - - - ( 3 )
其中C是描述外插到λ＝0的屈服应力的本构模型的数学参数。
测定初始五个样品。如果<Gp>的变化系数大于2.5％，那么测定两个额外样品。如果试验条的应变发生产在夹持器中，那么抛弃该实验结果。
材料的PE颗粒根据如ISO1872-2的表2中所提供的压制参数在0.30mm厚度的薄板中压塑成型。
在薄板压塑成型后，对薄板进行退火，从而除去任何取向或热过程，且维持各向同性薄板。薄板的退火在(120±2)℃温度的烘箱中进行1小时，随后通过关掉恒温箱(temperature chamber)缓慢降温至室温。在该操作期间，允许薄板的自由移动。
接下来，从压制薄板上冲压出试验片。使用改性ISO37:1994型号3(图3)的试样几何形状。
样品具有较大的夹持区域，从而防止夹具滑动，其尺寸如表1中所给出。
表1:改性ISO 37:1994型号3的尺寸
冲压工序以这样的方法进行：在试验片中不存在变形、裂纹或其他不平整。
样品的厚度在试样的平行区域的三个点测定；将这些测定的厚度的最低测定值用于数据处理。
在具有控温恒温箱和非接触变形测定器的万能拉伸试验机上进行一下工序：
1.在开始试验前，试验片在(80±1)℃温度的恒温箱中适应至少30分钟。
2.在上侧夹紧试验片。
3.关闭恒温箱。
4.在温度到达(80±1)℃后关闭较低位置的下夹具。
5.在施加负载并开始测定前，在夹具之间平衡样品1分钟。
6.以5mm/min的速度添加0.5N的预负载。
7.以恒定横向给进速度(20mm/min)沿其主轴拉伸试验样品，直至样品破裂。
在试验期间，样品维持的负载用200N的载荷计测定。用非接触变形测定器测定伸长率。
管材的抗快速裂纹增长(RCP)根据所谓的S4试验(小型稳定状态)的方法测定，其由Imperial College研发，并在ISO13477:1997(E)中说明。根据RCP-4试验，测定管材，其具有不低于7管径的轴长。管材的外径为约110mm以上，并且其壁厚约10mm以上。当测定与本发明有关的管材的RCP性能时，外径和壁厚分别选择为250mm和22.7mm。在管材的外部受外界压力(大气压力)的同时，管材内部受压，且管材的温度恒定保持在0℃的温度。管材和其周围的设备温控到预定温度。将数个盘子安装在管材内部的轴(shaft)上，从而防止试验期间的失压。将具有良好定型形状的刀投射体(knife projectile)向在所谓初始区域中接近其一端的管材射出，以便开始快速进行的轴向裂纹。初始区域拥有用于避免管材不必要变形的支座(abutment)。以这样的方式调整试验设备：裂纹开始发生在所涉及的材料中，并且在变化的温度下进行数个试验。对各试验测定在测定区域中总长为管材直径的4.7倍的轴向裂纹长度，并针对设定的试验温度进行绘制。如果裂纹长度超过管材直径的4.7倍，裂纹被评估为增长。如果管材在给定压力下通过试验，则压力成功增加，直至到达管材不再通过试验且裂纹增长超过管材直径4.7倍的压力为止。临界压力(pcrit)，即根据ISO13477:1997(E)测定的韧脆转变压力为管材通过试验的最高压力。临界压力(pc)越高越好，因为这导致管材的应用延伸。如果报告组合物的抗快速裂纹增长性，那么制备如上所限定的样品，并且测定其上的抗快速裂纹增长性。
材料：
CB是购自Orion的市售炭黑“Printex Alpha A”，其具有118g/kg的根据ASTMD1510的吸碘量、以及98cc/100的根据ASTM D2414的吸油量。其是纯的自由流动的颜料(nFFP)。
CBMB是通过熔融混合60wt％的12g/10min高密度聚乙烯(MFR2(190℃)(密度为962kg/m3)和40wt％如上所述炭黑CB获得的炭黑母料。其是在聚合物基质中固定颜料的母料。
HDPE1是市售高密度聚乙烯，其1-丁烯含量为1.2wt％(0.6mol％)，密度为950.5kg/m3并且MFR5(190℃)为0.25g/10min。其是固体聚合物(sP)。
HDPE2是通过齐格勒-纳塔催化剂生产的市售聚乙烯级别，其1-己烯含量为2.4wt％(0.8mol％)，密度为949kg/m3并且MFR5(190℃)为0.23g/10min。其是固体聚合物(sP)。
AD含有30wt％Irganox 1010、30wt％Irgafos 168和40wt％硬脂酸钙的添加剂包。
比较例：
CE1：天然HDPE1(不添加炭黑(CB)或炭黑母料(CBMB))
CE2和CE3：具有不同产出率的CBMB的HDPE1
CE4：天然HDPE2(不添加炭黑(CB)或炭黑母料(CBMB))
CE5和CE6：具有不同产出率的CBMB的HDPE2
工艺：
所使用设备是具有如下工艺参数的Kobe LCM100H实验室生产线(lab line)：
产出率：460kg/hr和520kg/hr
采用两种不同给料方式。第一，CB或CBMB直接添加到Kobe LCM100H实验室生产线的料斗中(对照图1)。
表1a:本发明的实施例：HDPE 1：具有CB的HDPE 1的进料
实施例1 实施例2
HDPE1 [wt％] 97.33 97.33
CB [wt％] 2.30 2.30
AD [wt％] 0.37 0.37
产出 [kg/hr] 460 520
MFR5 [g/10min] 0.21 0.22
FRR21/5 [-] 35 34
密度 [kg/m3] 961 961
Eta 747Pa [Pa·s] 600,080 613,090
Eta 2.7Pa [Pa·s] 328,680 344,930
CI@23℃ [kJ/m3] 21.6 22.3
CI@-20℃ [kJ/m3] 10.4 10.6
TM [MPa] 1,099 1,117
TS [MPa] 26.2 26.8
DR [-] 0.6 0.5
WS [-] 3.8 2.8
表1b:本发明的实施例HDPE 2：具有CB的HDPE 2的进料
实施例3 实施例4
HDPE2 [wt％] 97.33 97.33
CB [wt％] 2.30 2.30
AD [wt％] 0.37 0.37
产出 [kg/hr] 460 520
MFR5 [g/10min] 0.24 0.23
FRR21/5 [-] 40 36
密度 [kg/m3] 961 961
Eta 747Pa [Pa·s] 646,840 640,880
Eta 2.7Pa [Pa·s] 357,610 352,880
CI@23℃ [kJ/m3] 30.5 30.2
CI@-20℃ [kJ/m3] 13.4 13.0
TM [MPa] 1,122 1,107
TS [MPa] 25.6 25.7
DR [-] 0.5 0.5
WS [-] 7.0 5.3
表2a:本发明的实施例：HDPE 1：HDPE 1与CB预混并随后进料
实施例5 实施例6
HDPE1 [wt％] 97.33 97.33
CB [wt％] 2.30 2.30
AD [wt％] 0.37 0.37
产出 [kg/hr] 460 520
MFR [g/10min] 0.21 0.20
FRR21/5 [-] 33 34
密度 [kg/m3] 961 960
Eta 747Pa [Pa·s] 632,990 594,630
Eta 2.7Pa [Pa·s] 332,770 337,870
CI@23℃ [kJ/m3] 22.1 23.1
CI@-20℃ [kJ/m3] 12.4 12.1
TM [MPa] 1,096 1,104
TS [MPa] 25.4 25.7
DR [-] 0.5 0.5
WS [-] 2.8 4.2
表2b:本发明实施例：HDPE 2：HDPE 1与CB预混并随后进料
实施例7 实施例8
HDPE2 [wt％] 97.33 97.33
CB [wt％] 2.30 2.30
AD [wt％] 0.37 0.37
产出 [kg/hr] 460 520
MFR5 [g/10min] 0.23 0.22
FRR21/5 [-] 40 39
密度 [kg/m3] 960 961
Eta 747Pa [Pa·s] 684,210 660,670
Eta 2.7Pa [Pa·s] 358,330 360,170
CI@23℃ [kJ/m3] 30.5 31.1
CI@-20℃ [kJ/m3] 14.7 15.0
TM [MPa] 1,124 1,129
TS [MPa] 25.4 25.8
DR [-] 0.5 0.5
WS [-] 5.8 3.8
表3a:比较例：HDPE 1；具有CBMB的HDPE 1的进料
表3b:比较例：HDPE 2：具有CBMB的HDPE 2的进料
CI夏比冲击
TM拉伸模量
TS拉伸强度
DR炭黑分散评级
WS白斑评级
管材挤出在具有如110mm管子所需的模头和定型套的Reifenhauser RH 381挤出机中制造。
挤出期间的温度分布：75～185℃
壁厚：10mm～11mm
直径：110～110.7mm
表4:管材试验
HPT1) HPT2) NPT3) RCP4)
[小时] [小时] [小时] [巴]
实施例2 566 NA 982 >10
实施例2 257 NA - -
实施例4 112 670 506 >10
实施例4 255 670 - -
HPT1)直至损坏，在110mm管材上测试在5.5MPa下的静水压试验(最低要求165小时)
HPT2)直至损坏，在110mm管材上测试在5.3MPa下的静水压试验(最低要求330小时)
NPT3)直至损坏，在110mm管材上测试在4.6MPa下的切口压力试验(最低要求500小时)
RCP4)在110mm管材上测试在-3℃下的快速裂纹增长
可以看到，白斑评级和炭黑分散评级与使用炭黑母料时相似或比使用炭黑母料时更好。
进一步可以看到，与比较例相比，本发明实施例中的熔融粘度(Eta 747和Eta2.7kPa)增加。这与改进的熔融强度相关，其需要在管材转变中最小化下垂。在生产用于灌溉(irrigation)的凝液排出管中也要求熔融强度。在本发明实施例中，拉伸模量增加，并且拉伸强度相等或显示出轻微改进。同样地，冲击性能相等或改进。因此，与掺入母料的标准颜料相比，实现了更好的冲击-刚性平衡。

Claims (15)

1.用于生产聚合物组合物PC的固体有色聚合物产品sPGPP的方法，所述聚合物组合物PC包含聚合物P和颜料PG，其中所述方法依序包含如下步骤：
(a1)将自由流动的颜料FFP、优选纯的自由流动的颜料nFFP，以及固体聚合物sP进料到熔融挤出机的相同进料口中、例如相同的料斗中，
(a2)在所述熔融挤出机中，熔融混合固体聚合物sP和自由流动的颜料FFP、优选纯的自由流动的颜料nFFP，从而获得熔融形态的聚合物组合物PC，其中，聚合物P是熔融状态的，在所述聚合物P中分散有颜料PG，
(a3)从熔融挤出机中挤出熔融形态的聚合物组合物PC，以及
(a4)将熔融的聚合物组合物PC转变为所述固体有色聚合物产品sPGPP；
或者
(b1)将自由流动的颜料FFP、优选纯的自由流动的颜料nFFP与固体聚合物sP组合，由此获得自由流动的颜料FFP和固体聚合物sP的混合物M，
(b2)将所述混合物M进料至熔融挤出机的进料口中、例如料斗中，
(b3)在所述熔融挤出机中熔融混合所述混合物M，从而获得熔融形态的聚合物组合物PC，其中，聚合物P是熔融状态的，在所述聚合物P中分散有颜料PG，
(b4)从熔融挤出机中挤出熔融形态的聚合物组合物PC，以及
(b5)将熔融的聚合物组合物PC转变为所述固体有色聚合物产品sPGPP。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述固体有色聚合物产品sPGPP是固体有色聚合物丸粒sPPP形态、或成型制品形态，优选所述成型制品选自于由挤塑制品、注塑模制品、和吹塑模制品构成的组，更优选所述成型制品选自于管材、管配件、电缆或电线的层、包装、家用电器、工业用具以及车的零部件、薄膜、以及纤维。
3.如权利要求1所述的方法，其是聚合生产线的一部分，其中，首先在至少一个反应器中制造聚合物P，随后将聚合物P以固态形态排出，所述排出的固体聚合物sP在后处理步骤中用(纯的)自由流动的颜料(n)FFP处理，所述后处理步骤包含步骤(a1)～(a4)或(b1)～(b5)，其中固体有色聚合物产品sPGPP是用于制造成型制品的固体有色聚合物丸粒sPPP形态。
4.一种用于在连续聚合生产线中生产固体有色聚合物产品sPGPP的方法，其中所述固体有色聚合物产品sPGPP是包含聚合物P和颜料PG的聚合物组合物PC，其中，
在聚合生产线中，所述方法依序包含如下步骤：
(A)在至少一个反应器中生产聚合物P，
(B)将聚合物P以固态形态从反应器中排出，以及
(C)在后处理生产线中，
(a1)将自由流动的颜料FFP、优选纯的自由流动的颜料nFFP，以及固体聚合物sP进料到熔融挤出机的相同进料口中，
(a2)在所述熔融挤出机中，熔融混合固体聚合物sP和自由流动的颜料FFP、优选纯的自由流动的颜料nFFP，从而获得熔融形态的聚合物组合物PC，其中，聚合物P是熔融状态的，在聚合物P中分散有颜料PG，
(a3)从熔融挤出机中挤出熔融形态的聚合物组合物PC，以及
(a4)将熔融的聚合物组合物(PC)转变为固体有色聚合物丸粒sPPP；
或者
(b1)将(纯的)自由流动的颜料(n)FFP与固体聚合物sP组合，由此获得自由流动的颜料FFP和固体聚合物sP的混合物M，
(b2)将所述混合物M进料至熔融挤出机的进料口中，
(b3)在所述熔融挤出机中熔融混合所述混合物M，从而获得熔融形态的聚合物组合物PC，其中，聚合物P是熔融状态的，在聚合物P中分散有颜料PG，
(b4)从熔融挤出机中挤出熔融形态的聚合物组合物PC，以及
(b5)将熔融聚合物组合物PC转变为固体有色聚合物丸粒sPPP。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法在聚合生产线中依序包含如下步骤：
(A)在至少一个反应器中生产聚合物P，
(B)将聚合物P以固态形态从反应器中排出，以及
(C)在后处理生产线中，
(b1)将(纯的)自由流动的颜料(n)FFP和固体聚合物sP添加到相同的传送装置CM，从而将(纯的)自由流动的颜料(n)FFP与固体聚合物sP一起传送到熔融挤出机的相同进料口，由此获得自由流动的颜料FFP和固体聚合物sP的混合物M，
(b2)将所述混合物M进料至熔融挤出机的进料口中，
(b3)在所述熔融挤出机中熔融混合所述混合物M，从而获得熔融形态的聚合物组合物PC，其中，聚合物P是熔融状态的，在聚合物P中分散有颜料PG，
(b4)从熔融挤出机中挤出熔融形态的聚合物组合物PC，以及
(b5)将熔融聚合物组合物PC转变为固体有色聚合物丸粒sPPP。
6.如上述权利要求中任一项所述的方法，其中，
(a)进料口是料斗，
和/或
(b)传送装置包含螺杆传送器，或传送装置是螺杆传送器。
7.如上述权利要求中任一项所述的方法，其中，
(a)固体聚合物sP/聚合物P包含聚乙烯和/或聚丙烯，优选由聚乙烯组成；
和/或
(b)固体聚合物sP是粉末或丸粒形态的。
8.如上述权利要求中任一项所述的方法，其中，(纯的)自由流动的颜料(n)FFP是：
(a)炭黑和/或不同于炭黑的彩色颜料，优选炭黑，
和/或
(b)选自于由粉末、丸粒、纳米管、纳米纤维及它们的混合物所组成的形态。
9.如上述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述固体有色聚合物产品sPGPP包含聚合物组合物PC，优选所述固体有色聚合物产品sPGPP由聚合物组合物PC组成，其中，所述聚合物组合物PC包含如下组分、优选由如下组分组成：
(a)至少40wt％的聚合物P，
(b)低于10wt％的颜料PG，比如0.1～10wt％的颜料PG，
(c)可选的其它聚合物组分，以及
(d)可选的除颜料PG以外的其它添加剂，
其中进一步的，所述固体有色聚合物产品sPGPP是固体有色聚合物丸粒sPPP形态、或者是成型制品形态，优选是用于制造成型制品的固体有色聚合物丸粒sPPP的形态。
10.如上述权利要求中任一项所述的方法，其中，基于所述固体有色聚合物产品sPGPP的总量，所述固体有色聚合物产品sPGPP包含低于10wt％的颜料PG。
11.如上述权利要求1～8中任一项所述的方法，其中，所述固体有色聚合物产品sPGPP包含聚合物组合物PC，优选所述固体有色聚合物产品sPGPP由聚合物组合物PC组成，其中，所述聚合物组合物PC包含如下组分、优选由如下组分组成：
(a)至少40wt％的聚合物P，
(b)10～45wt％的颜料PG，
(c)可选的其它聚合物组分，以及
(d)可选的除颜料PG以外的其它添加剂，
其中，所述固体有色聚合物产品sPGPP是固体有色聚合物丸粒sPPP形态、或者是成型制品形态，优选是用于制造成型制品的固体有色聚合物丸粒sPPP的形态。
12.丸粒或成型制品，所述丸粒或成型制品包含由如权利要求1～11中任一项所述的聚合物组合物PC，优选由如权利要求1～11中任一项所述的聚合物组合物PC组成，其中，聚合物组合物PC不含颜料PG用的任何载体聚合物，所述载体聚合物不同于聚合物P。
13.如权利要求12所述的成型制品，所述成型制品是管材，所述管材包含如权利要求1～11中任一项所述的聚合物组合物PC，优选所述管材由如权利要求1～11中任一项所述的聚合物组合物PC组成，其中，所述聚合物组合物PC不含颜料PG用的任何载体聚合物，所述载体聚合物不同于聚合物P。
14.如权利要求13所述的管材，其中所述聚合物P是聚乙烯，优选为在重均分子量方面的多峰聚乙烯。
15.如权利要求14所述的管材，其中所述聚合物组合物PC包含如下组分、优选由如下组分组成：
(a)至少40wt％的聚合物P，
(b)10～45wt％的颜料PG，
(c)可选的其它聚合物组分，以及
(d)可选的除颜料PG以外的其它添加剂。
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