CN117651637A - 利用聚晶金刚石元件的聚合物挤出装置和方法 - Google Patents

Abstract

用于聚合物挤出的模板可以包括具有用于接收聚合物流的进料口面和用于挤出一个或多个聚合物料条的出料口面的模板，其中，出料口面包括由聚晶金刚石构造而成的至少一个元件。用于挤出聚合物的系统可以包括：挤出机；模板，该模板附接到挤出机的出口并且具有(i)用于接收聚合物流的进料口面和(ii)用于挤出一个或多个聚合物料条的出料口面；刀片阵列，该刀片阵列被配置成旋转以便接触模头出料口面的表面并沿着模头出料口面的表面滑动，由此切削通过模头出料口面挤出的一个或多个聚合物料条；其中，(a)出料口面、(b)刀片阵列、或(c)出料口面和刀片阵列中的每一个包括由聚晶金刚石构造而成的至少一个元件。

Description

利用聚晶金刚石元件的聚合物挤出装置和方法

相关申请

本申请要求2021年8月9日提交的名称为“POLYMER EXTRUSION WITHPOLYCRYSTALLINE DIAMOND ELEMENTS[利用聚晶金刚石元件的聚合物挤出]”的美国临时申请63/231,046的权益，该美国临时申请的全部内容通过援引并入本文。

技术领域

当前披露的主题涉及挤出机系统、以及提高性能和耐磨性的模面(die face)和造粒机设计。

背景技术

在聚合物挤出系统中，聚合物可以转化为熔融状态并在高压下被迫使穿过挤出模头或模板(die plate)，其中模板具有若干个(例如，数十个、数百个、数千个等)流料道，这若干个流料道终止于使熔融的聚合物成形的小孔口(例如，大约3mm)。当聚合物产品离开模板时，聚合物产品接触冷却介质(通常为水)并开始固化。挤出系统还可以配备有造粒机，造粒机包括一系列旋转刀片，一系列旋转刀片将离开模头的聚合物切削成小粒料。然后，制成粒料的聚合物可以由流过模面的工艺用水携带到离心干燥器，在离心干燥器处去除水并卸出干燥的粒料。

在操作期间，造粒机的旋转刀片定位在模板的出料口面附近，并且在一些情况下，造粒机的旋转刀片可以接合并接触出料口面的表面。造粒机刀片的剪切动作可能导致模头表面、模孔边缘、模孔内径和造粒机刀片本身的磨损。除了机械磨损之外，其他故障模式包括空化点蚀、腐蚀、模面上的笔尖状磨损面(nib)和其他磨损元件的分层和脱离、翘曲、聚合物添加剂所致的损坏等。模头受到损坏可能导致刀片与模面之间接触不当，这可能导致成品的体积密度和粒料外观出现不利变化。为了减轻对模面的损坏，将挤出机停止运行并拆开以拆卸并更换模头，这可能会使生产停止持续可能从数小时延长到数天的时间段。模头通常由常规材料制成，比如由不锈钢、钨、钛等制成，并且根据具体的制造技术，模板必须每2个月至18个月更换一次。

在这方面可能感兴趣的参考文献包括：美国专利号8,485,284；8,672,061；9,067,340；9,149,954；9,314,985；9,481,121；9,764,387；10,124,523；美国专利公开号2010/0129479、2014/0147590、2016/0151952；WIPO公开号2017/21407；以及CN 110468385、CN105538536和KR 101822590。

发明内容

本发明涉及结合一个或多个聚晶金刚石元件的挤出机系统和模面设计。

一方面，用于聚合物挤出的模板可以包括：具有用于接收聚合物流的进料口面和用于挤出一个或多个聚合物料条的出料口面的模板，其中，出料口面包括由聚晶金刚石构造而成的至少一个元件。

另一方面，用于挤出聚合物的系统可以包括：挤出机；模板，该模板附接到挤出机的出口并且具有(i)用于接收聚合物流的进料口面和(ii)用于挤出一个或多个聚合物料条的出料口面；以及刀片阵列，该刀片阵列被配置成旋转以便接触模头出料口面的表面并沿着模头出料口面的表面滑动，由此切削通过模头出料口面挤出的一个或多个聚合物料条；其中，(a)出料口面、(b)刀片阵列、或(c)出料口面和刀片阵列中的每一个包括由聚晶金刚石构造而成的至少一个元件。此外，本文提供了用于通过这种用于挤出聚合物的系统来挤出熔融的聚合物的方法。

又一方面，挤出聚合物的方法包括：通过模头挤出熔融的聚合物，该模头包括出料口面，该出料口面至少部分地由聚晶金刚石构造而成并且附接到挤出机的出口。

附图说明

图1A是示出了组装在挤出机上的模板的出料口面的图示。

图1B是描绘了与模头出料口面接合的造粒机的图示。

图1C是造粒机刀片的图示。

图2是模板的一部分的截面视图，示出了型腔穴(pocket)终止于单个塑模型槽(land)和挤出孔口的流料道的示例。

图3是模板的一部分的截面视图，示出了型腔穴终止于多个塑模型槽和多个挤出孔口的流料道的示例。

图4是根据一些实施方案的与模头出料口面接合的造粒机的内部的剖视图，模头出料口面的每个磨损面元件具有多个挤出孔口。

图5是根据一些实施方案的与模头出料口面接合的造粒机的内部的剖视图，模头出料口面具有多个呈瓦片状磨损面(a tile)的磨损面元件。

具体实施方式

本披露内容涉及提高性能和耐磨性的挤出机系统和模面设计，并且还涉及通过这种系统和模面挤出聚合物的相关联方法。特别地，系统和模面设计可以结合由聚晶金刚石(PCD)构造而成的一个或多个磨损面部件，该一个或多个磨损面部件提高模板的耐磨性并延长使用寿命。

在聚合物挤出工艺期间，聚合物穿过挤出机的本体，在该本体处，聚合物被加热到高于其熔点或玻璃化转变温度而转化为熔融状态。然后，熔融的聚合物被传送到模板并穿过一系列截面面积相对微小的通道或料道。图1A是模板102已安装好的示例挤出机组件100的示意性端视图。模板102的模头出料口面104包括模头中心盖板106和外盖环108，该模头中心盖板和该外盖环设置有包含挤出孔口的多个特征，挤出孔口使挤出的聚合物产品成形。如图1B所示，模板102还可以与造粒机阵列105接合，造粒机阵列具有接触(或靠近)模头出料口面104的刀片阵列107。当在操作期间从模头出料口面104挤出聚合物料条时，造粒机阵列105对挤出的聚合物进行切削，然后经过切削的聚合物被聚集并加工以形成最终的聚合物粒料产品。

图1C是单独的造粒机刀片107的详细视图，示出了切削表面109和用于将造粒机刀片107固定到造粒机阵列105的柄111。造粒机刀片107可以是整块式(整体式)构造，其中切削表面109和刀片107由单一材料(比如PCD材料)制备。造粒机刀片107也可以是复合结构或多材料结构。在示例中，切削表面109可以是第一材料，比如PCD材料，并且刀片107的其余部分可以由不同的金属或合金构造而成。

返回参考图1A，模板102可以包括或以其他方式限定多个料道和通道，该多个料道和通道用于在挤出工艺期间使熔融的聚合物聚集并成形。图2是模板102的部段的截面侧视图。如图所展示的，模板102提供与模头出料口面104相反定位的进料口面212。此外，模板102可以限定在进料口面212与模头出料口面104之间延伸的挤出料道210，该挤出料道因此形成供材料流经模板102的通路。在挤出期间，熔融的聚合物被驱使通过挤出机，并且聚合物碰到进料口面212而开始聚集在一个或多个型腔穴(或型腔槽)214中。然后，聚集的聚合物经由锥形部216被引入一个或多个塑模型槽218，该一个或多个塑模型槽终止于限定在模头出料口面104处的挤出孔口220。

模头出料口面104还可以包括磨损面222或其他元件，该磨损面或其他元件固定到模头出料口面并且限定与挤出孔口220共线的孔口224。磨损面222的类型没有特别限制，并且本文所披露的模板可以包括在单个挤出孔口220附近嵌入在模头出料口面104内的单孔笔尖状磨损面(比如图2中画出的)，但是也可以包括限定被组装或被嵌入在出料口面104上的多个孔口的磨损面，包括瓦片状磨损面(tile)、多孔笔尖状磨损面、或基本上覆盖模头出料口面104的整体式磨损面。在另一个变型中，模头出料口面104可以由耐磨材料形成，使得模头出料口面104和磨损面222是同一结构。

替代性的模板设计可以包括塑模型槽成角度或偏斜的挤出孔口，比如当多个挤出孔口和塑模型槽从设置在模板中的单个型腔穴214伸出(延伸)时。图3是模头磨损面部段300的截面侧视图，展示了多个塑模型槽218a和218b从单个型腔穴214延伸的模头变型。与图2所示的结构类似，挤出料道210在模板102的进料口面212与出料口面104之间延伸。在挤出期间，熔融的聚合物被驱使通过挤出机，并且聚合物碰到进料口面102并聚集在型腔穴(或型腔槽)214中。然而，当聚合物聚集在型腔穴214中时，锥形部216将熔融的聚合物进料到多个塑模型槽218a和218b中，多个塑模型槽分别延伸到孔口224a和224b。在此示例中，模头出料口面104还可以包括限定挤出孔口224a和224b的磨损面222a和222b。

图4示出了另一种可能的模板设计400，其中模头出料口面104具有多个呈多孔笔尖状磨损面形式的磨损面元件422，每个磨损面元件422具有多个挤出孔口。图5中示出了又一种可能的模板设计，示出了模板设计500，其中模头出料口面104由多个呈瓦片状磨损面形式的磨损面元件522形成。

在配备有造粒机系统的挤出机的正常操作期间，对聚合物粒料大小和分布的控制会以多种方式处理，多种方式包括模头内部几何形状设计、以及监测模面处的压力和聚合物流动在生产期间的变化。随时间推移，粒料大小和产品质量可能会受到多个工艺条件的影响，包括因机械磨损对模头出料口面和磨损面部件造成的损坏以及因与造粒机刀片的相互作用造成的磨耗。随时间推移，对模面和挤出孔口造成的机械损坏可能会逐渐导致磨损面脱离以及对造粒机系统的损坏。

可以在挤出机操作期间监测模面处的条件，并且在一些情况下，在生产运行结束之后或在停止运行时，检查、拆卸和清洁挤出模头，以防止损坏模板和造粒机系统。在一些情况下，由于机械故障和/或产品质量下降到不可接受的水平，挤出模头可能需要在结束生产运行之前进行维护。在任一种情况下，模头维护典型地涉及停止生产并且拆卸模板以更换笔尖状磨损面和瓦片状磨损面，和/或通过手工抛光、膏剂抛光、磨削等进行修复。

本文所披露的系统和模面设计可以包括由PCD构造而成的磨损面元件(比如图2中的单孔笔尖状磨损面222、图4中的多孔笔尖状磨损面422、或图5中的瓦片状磨损面522)，这些磨损面元件提高模板的耐磨性并延长使用寿命。PCD(也称为金刚石磨块)由大量金刚石颗粒构成，并且通过金刚石与金刚石的直接粘结组装而成。PCD可以包括按体积计从约85％至约95％的金刚石，余量是第二相，该第二相包含设置在PCD微结构的间隙区域内的金属粘结剂，比如钴、镍、铁、或含有一种或多种这样的金属的合金。在一些情况下，可以对PCD进行处理，以去除基本上所有的金属粘结剂，由此形成热稳定的PCD。

本文所披露的PCD材料可以用于制造模面的一个或多个元件和/或经受机械磨损的其他部件，这可以增强聚合物挤出系统的机械强度并延长使用寿命。PCD元件(包括PCD磨损面元件)具有许多适用于挤出应用的机械性质，包括高硬度和韧性值、低摩擦系数、以及提高的耐磨性，特别是在与由不锈钢和类似金属构造而成的部件相比时。

特别地，在模面中包括PCD元件可以提高在挤出期间与造粒机刀片接触的表面的耐磨性。同样，在与模面接触(或靠近模面)的一个或多个造粒机刀片上包括PCD元件可以带来相同的效果。因此，本文中的实施例还考虑在(1)模面、(2)一个或多个造粒机刀片、或(3)两者上包括PCD元件。关于模板，PCD元件和材料可以用于构造模板的任何部分，包括出料口面或上文所讨论的任何磨损面设计，包括单孔和多孔笔尖状磨损面、瓦片状磨损面、整体式磨损面、以及与所选择的挤出机和造粒机相兼容的任何其他磨损面变体。特定于造粒机刀片的示例包括使用PCD元件来构造整体式造粒机刀片或其任何部件(比如切削表面或插入件)。

在制造期间，可以通过使金刚石粉末与金属基材(比如钴结碳化钨硬质合金基材(a cobalt cemented tungsten carbide substrate))接触来构造PCD元件。可用于形成PCD元件的合适的金刚石粉末包括平均直径晶粒度在亚微米大小(例如，纳米级)至100μm范围内(比如从1μm、10μm或15μm中任一个低值至40μm、50μm、60μm、70μm、80μm、90μm或100μm中任一个高值)的那些金刚石粉末。金刚石粉末可以包含具有单模态或多模态粒度分布的晶粒。在使用晶粒度不同的金刚石粉末的情况下，可以通过常规工艺将金刚石晶粒混合在一起，比如通过球磨或立式球磨持续足够的时间以确保良好的均匀分布。在高温和压力下对金刚石粉末和金属基材进行加工，使得金属渗入金刚石粉末。在此工艺中，可以在金刚石颗粒之间的晶面上形成附加的金刚石，从而形成由粘结的金刚石和将金刚石粘结到基材的连续金属相组成的网络。PCD元件可以形成为任何合适的形状，以便使用本领域已知的任何可接受的方法与模面和/或造粒机刀片结合。

PCD元件可以具有层状结构，该层状结构具有固定到金属基材的PCD层，其中PCD层的厚度在约0.3mm至约7mm的范围内(比如从0.3mm、0.4mm或0.5mm中任一个低值至5mm、6mm或7mm中任一个高值)。PCD元件(包括基材和PCD层两者)的总厚度可以为约1mm至约10mm(比如从1mm、1.5mm、2mm或2.2mm中任一个低值至5mm、6mm、7mm、8mm、9mm或10mm中任一个高值)。

当结合到造粒机刀片中时，PCD刀片元件(包括基材和PCD层两者)的总厚度可以在约5mm至约20mm、约5mm至约17mm、或约5mm至约15mm范围内。当用于构造整体式造粒机刀片时，PCD元件的总厚度可以是与所选择的造粒机相兼容的任何合适的尺寸。

可以通过任何合适的技术将PCD元件(或PCD磨损面或PCD出料口面)附接到模板，包括通过高压高温(HPHT)加工、焊接、钎焊、粘附、螺栓连接、或基于摩擦的附接(例如，收缩配合或过盈配合)将PCD元件附接到模板。附接方法可以根据金属模板的组成而变化，金属模板通常由比如不锈钢、钨合金等金属构造而成。在一些情况下，PCD元件可以是可从模板拆卸的，从而允许操作者单独更换模板或PCD磨损面元件。当模板被拆卸或被安装在挤出机上时，可以将磨损面元件从模面上拆卸。

本文所披露的系统和模面设计可以延长挤出机模头的使用寿命，使之超过由其他金属构造而成的对比设计所达到的使用寿命，其中，使用寿命被定义为安装新模头或翻新模头直到模头拆卸之间的时间跨度。模头使用寿命可以以月为单位进行测量，或者在一些情况下，以每个模孔所加工的吨数为单位进行测量。结合PCD元件的模板可以将模头的使用寿命延长约至少10％、约至少20％、或约至少30％，或在约10％至约30％的范围内。虽然提供了示例范围，但是使用寿命可以取决于许多因素而有所差异，比如聚合物类型和等级、模头几何形状、造粒机设置和挤出机类型。

聚合物体系

本文所披露的模板和出料口面设计可以用在任何相兼容的挤出机模面上，并且被挤出的聚合物体系的类型没有特别限制。聚合物体系可以包括适合于挤出的任何热塑性塑料和/或弹性体。合适的聚合物体系的示例包括聚烯烃，比如低密度、中密度或高密度聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯-1、聚-3-甲基丁烯-1、聚-4-甲基戊烷-1、单烯烃与其他烯烃(单烯烃或二烯烃)或乙烯基单体的共聚物(比如乙烯-丙烯共聚物)、或单烯烃与一种或多种附加的单体的共聚物(比如乙烯丙烯二烯单体橡胶)、乙烯/丁烯共聚物、乙烯/乙酸乙烯酯共聚物、乙烯/丙烯酸乙酯共聚物、丙烯/4-甲基戊烯-1共聚物等。

其他聚合物体系可以包括：热塑性弹性体，比如对苯二甲酸酯、1,4-丁二醇和聚(四亚甲基醚)二醇的“嵌段”共聚酯；聚苯乙烯；聚苯乙烯聚苯醚共混物；聚酯，比如聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸1,4-丁二酯、聚对苯二甲酸1,4-环己烷二甲酯(poly1,4-cyclohexyldim ethylene terephthalate)、和聚对苯二甲酸1,3-丙二酯；聚酰胺，比如尼龙-6,6、尼龙-6、尼龙-12、尼龙-11、和芳香族-脂肪族共聚酰胺；聚碳酸酯，比如双酚A聚碳酸酯；氟化聚合物，比如四氟乙烯和六氟丙烯的共聚物、聚氟乙烯、乙烯和偏二氟乙烯或氟乙烯的共聚物；聚硫化物，比如聚对苯硫醚；聚醚酮；聚醚醚酮；聚醚酮酮；聚醚酰亚胺；丙烯腈-1,3-丁二烯-苯乙烯共聚物；(甲基)丙烯酸类聚合物，比如聚甲基丙烯酸甲酯；以及氯化聚合物，比如聚氯乙烯。

聚合物体系还可以包括可挤出的弹性体，包括天然橡胶、聚异丁烯弹性体、丁基弹性体、氯丁基弹性体、聚丁二烯弹性体、丁二烯-苯乙烯弹性体、乙烯-丙烯弹性体、乙烯-丙烯二烯三元共聚物弹性体、以及它们彼此的混合物和它们与热塑性聚合物的混合物。任何上述合适的聚合物体系的共混物也在本披露内容的范围内。特定实施例可以涉及聚乙烯聚合物的挤出，聚乙烯聚合物即为具有至少85wt％乙烯衍生单元的聚合物，比如具有至少87wt％或至少90wt％乙烯衍生单元的聚合物(如在乙烯-α-烯烃共聚物(比如乙烯-丁烯共聚物、乙烯-己烯共聚物或乙烯-辛烯共聚物)的情况下)，比如齐格勒-纳塔(Ziegler-Natta)或茂金属催化的线性低密度聚乙烯聚合物(LLDPE)。此外，用于挤出的聚合物(包括刚刚提到的聚乙烯聚合物)可以使用任何适合于生产可挤出聚合物产品的聚合工艺来生产，聚合工艺包括：(1)气相聚合工艺，包括流化床反应器、水平搅拌床反应器和竖直搅拌床反应器；(2)本体法工艺，包括液池式(liquid pool)反应器和环管式反应器；(3)淤浆法工艺，包括连续搅拌釜式反应器、间歇搅拌釜式反应器、环管式反应器和沸腾丁烷反应器；(4)管式法工艺；(5)高压釜工艺；和/或(6)溶液法工艺。

本文所披露的实施方案包括：

A.用于聚合物挤出的模板，包括：具有用于接收聚合物流的进料口面和用于挤出一个或多个聚合物料条的出料口面的模板，其中，该出料口面包括由聚晶金刚石构造而成的至少一个元件。

B.用于挤出聚合物的系统，包括：挤出机；模板，该模板附接到该挤出机的出口并且具有(i)用于接收聚合物流的进料口面和(ii)用于挤出一个或多个聚合物料条的出料口面；以及刀片阵列，该刀片阵列被配置成旋转以便接触该模头出料口面的表面并沿着该模头出料口面的表面滑动，由此切削通过该模头出料口面挤出的该一个或多个聚合物料条；其中，(a)该出料口面、(b)该刀片阵列、或(c)该出料口面和该刀片阵列中的每一个包括由聚晶金刚石构造而成的至少一个元件。

C.挤出聚合物的方法，包括：通过模头挤出熔融的聚合物，该模头包括出料口面，该出料口面至少部分地由聚晶金刚石构造而成并且附接到挤出机的出口。

实施方案A、实施方案B和实施方案C可以具有以下附加的要素中的一个或多个要素的任意组合。

要素1：其中，该至少一个元件包括嵌入在该出料口面中并限定至少一个挤出孔口的笔尖状磨损面。

要素2：其中，该至少一个元件包括嵌入在该出料口面中并限定至少一个挤出孔口的多孔笔尖状磨损面。

要素3：其中，该至少一个元件包括嵌入在该出料口面中并限定至少一个挤出孔口的瓦片状磨损面。

要素4：其中，该至少一个元件通过焊接、钎焊、粘附、螺栓连接、或基于摩擦的附接而固定到该出料口面。

要素5：其中，该至少一个元件是基本上覆盖该出料口面的整体式磨损面。

要素6：其中，该至少一个元件的总厚度在约1mm至约10mm的范围内。

要素7：其中，该至少一个元件通过焊接、钎焊、粘附、螺栓连接、或基于摩擦的附接而固定到该出料口面。

要素8：其中，该聚晶金刚石元件通过焊接、钎焊、粘附、螺栓连接、或基于摩擦的附接而固定到该出料口面或该刀片阵列中的一个或多个刀片。

要素9：其中，该熔融的聚合物选自由以下组成的组：低密度聚乙烯、中密度聚乙烯、高密度聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯-1、聚-3-甲基丁烯-1、聚-4-甲基戊烷-1、乙烯-丙烯、乙烯丙烯二烯单体橡胶、乙烯/丁烯共聚物、乙烯/乙酸乙烯酯共聚物、乙烯/丙烯酸乙酯共聚物、丙烯/4-甲基戊烯-1共聚物、聚(四亚甲基醚)二醇、聚苯乙烯、聚苯乙烯聚苯醚共混物、聚酯、聚酰胺、芳香族-脂肪族共聚酰胺、聚碳酸酯、聚氟乙烯、乙烯和偏二氟乙烯或氟乙烯的共聚物、聚硫化物、聚醚酮、聚醚醚酮、聚醚酮酮、聚醚酰亚胺、丙烯腈-1,3-丁二烯-苯乙烯共聚物、(甲基)丙烯酸类聚合物、以及氯化聚合物。

要素10：其中，该方法进一步包括：通过使离开该模头的该熔融的聚合物与至少部分地由聚晶金刚石构造而成的造粒机阵列接触来对该熔融的聚合物进行造粒。

作为非限制性示例，适用于A、B和C的示例性组合包括但不限于：1以及2至9中的任何一项或多项；2以及1和3至9中的任何一项或多项；3以及1至2和4至9中的任何一项或多项；4以及1至3和5至9中的任何一项或多项；5以及1至4和6至9中的任何一项或多项；6以及1至5和7至9中的任何一项或多项；7以及1至6和8至9中的任何一项或多项；8以及1至7和9中的任何一项或多项；和9以及1至8中的任何一项或多项。适用于C的附加组合包括10以及1至9中的任何一项或多项。

因此，所披露的系统和方法很好地适于实现所提到的目的和优点以及其中固有的目的和优点。上文所披露的特定实施例仅是说明性的，因为本披露内容的教导可以以不同但等效的方式进行修改和实践，这些方式是受益于本文中的教导的本领域技术人员显而易见的。此外，除以下权利要求中所描述的内容之外，不旨在限制本文所示出的构造或设计的细节。因此，显而易见的是，可以改变、组合或修改上文所披露的特定说明性实施例，并且所有这样的变型都被认为在本披露内容的范围内。本文说明性地披露的系统和方法可以合适地在不存在本文未具体披露的任何要素和/或本文所披露的任何可选要素的情况下实践。虽然组合物和方法被描述为“包括”、“含有”或“包含”各种组分或步骤，但是这些组合物和方法也可以“基本上由”或“由”各种组分或步骤“组成”。上文所披露的所有数字和范围可以有一定量的变化。无论何时披露了具有下限和上限的数值范围，具体地披露的是落入该范围内的任何数字和任何所包含的范围。特别地，本文所披露的每一个值范围(形式为“约a至约b”、或等效地“大约a至b”、或等效地“大约a-b”)应理解为阐述更广泛的值范围内所涵盖的每一个数字和范围。此外，除非专利权所有人另外明确且清楚地定义，否则权利要求中的术语具有其简单的普通含义。此外，如权利要求中所使用的不定冠词“一”或“一个”在本文中被定义为意指其所引入的要素中的一个或多于一个要素。如果本说明书和可以通过援引并入本文的一个或多个专利或其他文献中的词语或术语的使用存在任何冲突，则应采用与本说明书一致的定义。如本文所使用的，限定一系列项目的短语“……中的至少一个”，其中使用术语“和”或“或”分隔任何项目，修饰整个列表，而不是列表中的每个成员(即，每个项目)。短语“……中的至少一个”允许包括以下在内的含义：项目中的任何一个中的至少一个、和/或项目的任何组合中的至少一个、和/或项目中的每一个中的至少一个。举例而言，短语“A、B和C中的至少一个”或“A、B或C中的至少一个”各自是指：仅A、仅B或仅C；A、B和C的任何组合；和/或A、B和C中的每一个中的至少一个。

比如上方、下方、上部、下部、向上、向下、左、右等方向术语的使用与附图中描绘的说明性实施例相关地使用，向上方向朝向对应附图的顶部，而向下方向朝向对应附图的底部。

Claims (20)

1.用于聚合物挤出的模板，包括：

具有用于接收聚合物流的进料口面和用于挤出一个或多个聚合物料条的出料口面的模板，其中，所述出料口面包括由聚晶金刚石构造而成的至少一个元件。

2.如权利要求1所述的模板，其中，所述至少一个元件包括嵌入在所述出料口面中并限定至少一个挤出孔口的笔尖状磨损面。

3.如权利要求1所述的模板，其中，所述至少一个元件包括嵌入在所述出料口面中并限定至少一个挤出孔口的多孔笔尖状磨损面。

4.如权利要求1所述的模板，其中，所述至少一个元件包括嵌入在所述出料口面中并限定至少一个挤出孔口的瓦片状磨损面。

5.如权利要求1或权利要求2至4中任一项所述的模板，其中，所述至少一个元件通过焊接、钎焊、粘附、螺栓连接、或基于摩擦的附接而固定到所述出料口面。

6.如权利要求1或权利要求2至4中任一项所述的模板，其中，所述至少一个元件是基本上覆盖所述出料口面的整体式磨损面。

7.如权利要求1或权利要求2至6中任一项所述的模板，其中，所述至少一个元件的总厚度在约1mm至约10mm的范围内。

8.用于挤出聚合物的系统，包括：

挤出机；

模板，所述模板附接到所述挤出机的出口并且具有(i)用于接收聚合物流的进料口面和(ii)用于挤出一个或多个聚合物料条的出料口面；以及

刀片阵列，所述刀片阵列被配置成旋转以便接触所述模头出料口面的表面并沿着所述模头出料口面的表面滑动，由此切削通过所述模头出料口面挤出的所述一个或多个聚合物料条；

其中，(a)所述出料口面、(b)所述刀片阵列、或(c)所述出料口面和所述刀片阵列中的每一个包括由聚晶金刚石构造而成的至少一个元件。

9.如权利要求8所述的系统，其中，所述出料口面包括由聚晶金刚石构造而成的至少一个笔尖状磨损面。

10.如权利要求8所述的系统，其中，所述出料口面包括由聚晶金刚石构造而成的至少一个多孔笔尖状磨损面。

11.如权利要求8所述的系统，其中，所述出料口面包括由聚晶金刚石构造而成的至少一个瓦片状磨损面。

12.如权利要求8或权利要求9至11中任一项所述的系统，其中，所述至少一个元件的总厚度在约1mm至约10mm的范围内。

13.如权利要求8或权利要求9至12中任一项所述的系统，其中，所述至少一个元件通过焊接、钎焊、粘附、螺栓连接、或基于摩擦的附接而固定到所述出料口面或所述刀片阵列中的一个或多个刀片。

14.挤出聚合物的方法，包括：

通过模头挤出熔融的聚合物，所述模头包括出料口面，所述出料口面至少部分地由聚晶金刚石构造而成并且附接到挤出机的出口。

15.如权利要求14所述的方法，其中，所述出料口面包括由聚晶金刚石构造而成的至少一个笔尖状磨损面。

16.如权利要求14所述的方法，其中，所述出料口面包括由聚晶金刚石构造而成的至少一个多孔笔尖状磨损面。

17.如权利要求14或权利要求15至16中任一项所述的方法，其中，所述熔融的聚合物选自由以下组成的组：低密度聚乙烯、中密度聚乙烯、高密度聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯-1、聚-3-甲基丁烯-1、聚-4-甲基戊烷-1、乙烯-丙烯、乙烯丙烯二烯单体橡胶、乙烯/丁烯共聚物、乙烯/乙酸乙烯酯共聚物、乙烯/丙烯酸乙酯共聚物、丙烯/4-甲基戊烯-1共聚物、聚(四亚甲基醚)二醇、聚苯乙烯、聚苯乙烯聚苯醚共混物、聚酯、聚酰胺、芳香族-脂肪族共聚酰胺、聚碳酸酯、聚氟乙烯、乙烯和偏二氟乙烯或氟乙烯的共聚物、聚硫化物、聚醚酮、聚醚醚酮、聚醚酮酮、聚醚酰亚胺、丙烯腈-1,3-丁二烯-苯乙烯共聚物、(甲基)丙烯酸类聚合物、以及氯化聚合物。

18.如权利要求14或权利要求15至17中任一项所述的方法，其中，所述出料口面包括聚晶金刚石元件，所述聚晶金刚石元件的总厚度在约1mm至约10mm的范围内。

19.如权利要求18所述的方法，其中，所述聚晶金刚石元件通过焊接、钎焊、粘附、螺栓连接、或基于摩擦的附接而固定到所述出料口面。

20.如权利要求14或权利要求15至19中任一项所述的方法，进一步包括通过使离开所述模头的所述熔融的聚合物与至少部分地由聚晶金刚石构造而成的造粒机阵列接触来对所述熔融的聚合物进行造粒。