EA047055B1 - METHOD AND SYSTEM FOR SUPPLYING LIQUID ORGANIC PEROXIDE TO EQUIPMENT FOR PROCESSING POLYMER MELT - Google Patents
METHOD AND SYSTEM FOR SUPPLYING LIQUID ORGANIC PEROXIDE TO EQUIPMENT FOR PROCESSING POLYMER MELT Download PDFInfo
- Publication number
- EA047055B1 EA047055B1 EA202391051 EA047055B1 EA 047055 B1 EA047055 B1 EA 047055B1 EA 202391051 EA202391051 EA 202391051 EA 047055 B1 EA047055 B1 EA 047055B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- organic peroxide
- liquid organic
- polymer
- temperature
- inert
- Prior art date
Links
- 150000001451 organic peroxides Chemical class 0.000 title claims description 134
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 title claims description 127
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title claims description 117
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 66
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims description 73
- 238000010128 melt processing Methods 0.000 claims description 38
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 37
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 claims description 34
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 25
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 25
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 22
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 13
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 claims description 9
- 238000013022 venting Methods 0.000 claims description 9
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 8
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims description 4
- 230000003068 static effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 2
- 238000010094 polymer processing Methods 0.000 description 15
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 15
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 14
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 11
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 11
- 230000006837 decompression Effects 0.000 description 11
- 150000002978 peroxides Chemical class 0.000 description 10
- 239000000047 product Substances 0.000 description 10
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 9
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N propylene Natural products CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 7
- 239000012855 volatile organic compound Substances 0.000 description 7
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 6
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 6
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 6
- DMWVYCCGCQPJEA-UHFFFAOYSA-N 2,5-bis(tert-butylperoxy)-2,5-dimethylhexane Chemical compound CC(C)(C)OOC(C)(C)CCC(C)(C)OOC(C)(C)C DMWVYCCGCQPJEA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 5
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 5
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 5
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 5
- 229920001519 homopolymer Polymers 0.000 description 5
- 235000019645 odor Nutrition 0.000 description 5
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 5
- 229920005604 random copolymer Polymers 0.000 description 5
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 4
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 4
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 4
- 238000005202 decontamination Methods 0.000 description 4
- 230000003588 decontaminative effect Effects 0.000 description 4
- 238000007872 degassing Methods 0.000 description 4
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 4
- 239000002480 mineral oil Substances 0.000 description 4
- 235000010446 mineral oil Nutrition 0.000 description 4
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 4
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 4
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 4
- 229920001384 propylene homopolymer Polymers 0.000 description 4
- 238000000518 rheometry Methods 0.000 description 4
- 239000008365 aqueous carrier Substances 0.000 description 3
- 229920001400 block copolymer Polymers 0.000 description 3
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 3
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 3
- JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N olefin Natural products CCCCCCCC=C JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 3
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 3
- 229920005606 polypropylene copolymer Polymers 0.000 description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 3
- VXNZUUAINFGPBY-UHFFFAOYSA-N 1-Butene Chemical class CCC=C VXNZUUAINFGPBY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000000071 blow moulding Methods 0.000 description 2
- IAQRGUVFOMOMEM-UHFFFAOYSA-N but-2-ene Chemical class CC=CC IAQRGUVFOMOMEM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 2
- 230000009849 deactivation Effects 0.000 description 2
- 239000007857 degradation product Substances 0.000 description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 2
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 2
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 229920001903 high density polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 239000004700 high-density polyethylene Substances 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 2
- 229920001684 low density polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 239000004702 low-density polyethylene Substances 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 229920005638 polyethylene monopolymer Polymers 0.000 description 2
- 229920006124 polyolefin elastomer Polymers 0.000 description 2
- 229920005629 polypropylene homopolymer Polymers 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 2
- 229920001897 terpolymer Polymers 0.000 description 2
- 239000003039 volatile agent Substances 0.000 description 2
- CCNDOQHYOIISTA-UHFFFAOYSA-N 1,2-bis(2-tert-butylperoxypropan-2-yl)benzene Chemical compound CC(C)(C)OOC(C)(C)C1=CC=CC=C1C(C)(C)OOC(C)(C)C CCNDOQHYOIISTA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XMNIXWIUMCBBBL-UHFFFAOYSA-N 2-(2-phenylpropan-2-ylperoxy)propan-2-ylbenzene Chemical compound C=1C=CC=CC=1C(C)(C)OOC(C)(C)C1=CC=CC=C1 XMNIXWIUMCBBBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DALNRYLBTOJSOH-UHFFFAOYSA-N 3,3,5,7,7-pentamethyl-1,2,4-trioxepane Chemical compound CC1CC(C)(C)OOC(C)(C)O1 DALNRYLBTOJSOH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920010126 Linear Low Density Polyethylene (LLDPE) Polymers 0.000 description 1
- 239000006057 Non-nutritive feed additive Substances 0.000 description 1
- 239000012963 UV stabilizer Substances 0.000 description 1
- 230000002730 additional effect Effects 0.000 description 1
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 1
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 description 1
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 1
- 239000002216 antistatic agent Substances 0.000 description 1
- 239000003899 bactericide agent Substances 0.000 description 1
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 1
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007865 diluting Methods 0.000 description 1
- XNMQEEKYCVKGBD-UHFFFAOYSA-N dimethylacetylene Chemical class CC#CC XNMQEEKYCVKGBD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000003623 enhancer Substances 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 229920001038 ethylene copolymer Polymers 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 239000000417 fungicide Substances 0.000 description 1
- 239000004746 geotextile Substances 0.000 description 1
- 231100001261 hazardous Toxicity 0.000 description 1
- 239000000383 hazardous chemical Substances 0.000 description 1
- 239000012760 heat stabilizer Substances 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 1
- YWAKXRMUMFPDSH-UHFFFAOYSA-N pentene Chemical class CCCC=C YWAKXRMUMFPDSH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Description
Область техникиTechnical field
Настоящее изобретение относится к способу подачи по меньшей мере одного жидкого органического пероксида для обработки полимерного расплава. Настоящее изобретение также относится к соответствующей системе.The present invention relates to a method of supplying at least one liquid organic peroxide for treating a polymer melt. The present invention also relates to a corresponding system.
Уровень техникиState of the art
Известно применение органических пероксидов, обычно жидких органических пероксидов, для реологической модификации полиолефинов, включая их висбрекинг и сшивку. Сшивание обычно применяют, например, для полиэтилена.It is known to use organic peroxides, usually liquid organic peroxides, for the rheological modification of polyolefins, including their visbreaking and crosslinking. Crosslinking is commonly used, for example, for polyethylene.
Известный способ висбрекинга полиолефинов представляет собой экструзию, осуществляемую при температуре приблизительно 190-260°C в присутствии органического пероксидного соединения. Пример данного способа описан в документе AU 5141785 A.A known method for visbreaking polyolefins is extrusion, carried out at a temperature of approximately 190-260°C in the presence of an organic peroxide compound. An example of this method is described in document AU 5141785 A.
Однако из-за своей органической природы чистые органические пероксиды являются очень нестабильными, летучими и опасными веществами с высоким риском воспламенения или взрыва в случае неконтролируемого повышения температуры и поэтому требуют особых мер предосторожности при обращении. Такое поведение может быть несовместимо с правилами транспортировки и хранения и/или требовать особых усилий для безопасного обращения и хранения, что делает применение чистых органических пероксидов очень дорогим и технически сложным. Кроме того, применение чистых органических пероксидов в способах расплава полимеров, таких как, например, способы экструзии, которые выполняются при высоких температурах, еще более опасно.However, due to their organic nature, pure organic peroxides are highly unstable, volatile and hazardous substances with a high risk of fire or explosion if the temperature rises uncontrolled and therefore require special handling precautions. This behavior may be inconsistent with transport and storage regulations and/or require special efforts to handle and store safely, making the use of pure organic peroxides very expensive and technically challenging. In addition, the use of pure organic peroxides in polymer melt processes, such as extrusion processes, which are performed at high temperatures, is even more hazardous.
Соответственно, безопасность обращения с жидкими органическими пероксидами и их транспортировка являются серьезной проблемой, и применение чистых жидких органических пероксидов, а также, по меньшей мере, в некоторой степени, применение некоторых разбавленных жидких органических пероксидов в способах расплава полимеров может стать проблематичным.Accordingly, the safety of handling and transporting liquid organic peroxides is a major concern, and the use of pure liquid organic peroxides, as well as, at least to some extent, the use of some dilute liquid organic peroxides in polymer melt processes can become problematic.
В попытке решить проблемы, связанные с хранением и транспортировкой, жидкие органические пероксиды разбавляют минеральным маслом. Разбавляя органический пероксид, можно получить менее ограниченные классы безопасности для пероксидных продуктов. Кроме того, диспергированию органического пероксида в полимере, например полиолефине, может способствовать растворение органического пероксида в минеральном масле. Однако минеральное масло вызывает несколько нежелательных побочных эффектов, влияющих на свойства полимера. Например, доступные в настоящее время органические пероксиды, разбавленные минеральным маслом, не представляют проблем с безопасностью, обеспечивая большую емкость хранения по сравнению с теми, которые можно получить с чистыми органическими пероксидами, но введение растворителя в полимер может нарушить превращение полимера в конечные полимерные продукты и может привести к дополнительному разложению побочных продуктов при перекисной реакции в экструдере. Эти разложение и побочные продукты могут вызывать образование высоколетучих органических соединений (ЛОС) и нежелательных запахов полимера и конечного полимерного продукта.In an attempt to overcome problems associated with storage and transportation, liquid organic peroxides are diluted with mineral oil. By diluting the organic peroxide, it is possible to obtain less restrictive safety classes for peroxide products. In addition, dispersion of the organic peroxide in a polymer, such as a polyolefin, can be facilitated by dissolving the organic peroxide in mineral oil. However, mineral oil causes several unwanted side effects that affect the properties of the polymer. For example, currently available organic peroxides diluted with mineral oil do not pose safety concerns, providing greater storage capacity than can be obtained with pure organic peroxides, but introducing a solvent into the polymer may interfere with the conversion of the polymer into the final polymer products and may lead to additional decomposition of by-products during the peroxide reaction in the extruder. These degradations and by-products can cause the formation of highly volatile organic compounds (VOCs) and undesirable odors from the polymer and the final polymer product.
Способ модификации реологии полимера описан в US 2018/0030163 A1. Данный способ включает экструзию расплавленного полимера и композиции, содержащей по меньшей мере один органический пероксид и воду, в форме эмульсии, и удаление летучих соединений из расплавленного полимера. Летучие соединения включают летучие органические соединения и воду. Однако в US 2018/0030163 A1 не учитывают способ обработки органического пероксида перед экструдером и, в частности, способ транспортировки органического пероксида из хранилища органического пероксида в экструдер.A method for modifying the rheology of a polymer is described in US 2018/0030163 A1. This method includes extruding a molten polymer and a composition containing at least one organic peroxide and water in the form of an emulsion, and removing volatile compounds from the molten polymer. Volatile compounds include volatile organic compounds and water. However, US 2018/0030163 A1 does not take into account the method of treating the organic peroxide before the extruder and, in particular, the method of transporting the organic peroxide from the organic peroxide storage to the extruder.
С более общей ссылкой на транспортировку жидких органических пероксидов из первого места (например, места хранения органического пероксида) во второе место (например, место, где применяют органический пероксид), общеизвестно, что данные жидкости транспортируются с помощью труб, снабженных средствами контроля температуры. Например, труба может быть размещена на всем протяжении внутри кожуха с регулируемой температурой. Данный кожух должен быть спроектирован так, чтобы поддерживать требуемую контролируемую температуру трубы от первого места до второго места, что требует дополнительного оборудования и связанных с этим затрат. В дополнение к размещению всей трубы в кожухе с регулируемой температурой, еще одним примером, известным в области техники транспортировки органических пероксидов, является применение труб с оболочкой. Еще одним примером является оснащение труб средствами внешнего обогрева. Независимо от типа известных средств регулирования температуры, в любом случае данные средства являются непригодными для покрытия больших расстояний, характерных для промышленных площадок, применяющих жидкие органические пероксиды в качестве исходных материалов или добавок в производственном способе.With more general reference to the transport of liquid organic peroxides from a first location (eg, a storage location for the organic peroxide) to a second location (eg, a location where the organic peroxide is used), it is generally known that these liquids are transported using pipes equipped with temperature control means. For example, the pipe may be housed throughout its entire length within a temperature-controlled enclosure. This enclosure must be designed to maintain the required controlled temperature of the pipe from the first location to the second location, which requires additional equipment and associated costs. In addition to housing the entire pipe in a temperature-controlled casing, another example known in the art of transporting organic peroxides is the use of jacketed pipes. Another example is equipping pipes with external heating means. Regardless of the type of temperature control means known, these means are in any case unsuitable for covering the long distances typical of industrial sites using liquid organic peroxides as raw materials or additives in the production process.
Во всех данных примерах техники должно быть предусмотрено специальное оборудование, чтобы труба, применяемая для транспортировки жидких органических пероксидов, поддерживалась в пределах температур, необходимых для безопасной транспортировки данных жидкостей.In all of these examples of technology, special equipment must be provided to ensure that the pipe used to transport liquid organic peroxides is maintained within the temperatures required to safely transport these liquids.
Таким образом, все еще существует потребность в разработке способа и системы для безопасной транспортировки жидких органических пероксидов на промышленных площадках, включая случаи, когда органический пероксид предназначен для применения в способе или оборудовании для расплава полимера, без воздействия или изменения конечных свойств полимера, подвергнутого обработке в расплаве.Thus, there is still a need to develop a method and system for safely transporting liquid organic peroxides in industrial sites, including cases where the organic peroxide is intended for use in a polymer melt process or equipment, without affecting or altering the final properties of the processed polymer. melt.
- 1 047055- 1 047055
Сущность настоящего изобретенияSummary of the present invention
Заявитель неожиданно обнаружил, что путем транспортировки жидкого органического пероксида в нерастворенной смеси (т.е. в виде суспензии) с инертным охлаждающим носителем, который является водной жидкостью при температуре окружающей среды и летучим в условиях обработки в расплаве, можно безопасно доставить органический пероксид из любого места, например, его временного или длительного хранения, в оборудование для обработки расплава полимера без применения специально разработанного оборудования или устройства для контроля температуры жидкого органического пероксида, но просто посредством любой обычной трубы, трубки или полого корпуса, пригодных для транспортировки жидкостей.Applicant has surprisingly discovered that by transporting liquid organic peroxide in an undissolved mixture (i.e., suspension) with an inert coolant that is an aqueous liquid at ambient temperature and volatile under melt processing conditions, organic peroxide can be safely delivered from any place, for example, its temporary or long-term storage, into equipment for processing the polymer melt without the use of specially designed equipment or device for controlling the temperature of the liquid organic peroxide, but simply through any ordinary pipe, tube or hollow body suitable for transporting liquids.
Это изобретение также позволяет ограничить применение средств контроля температуры (таких как кожухи, контейнеры и устройства, предназначенные для данной цели) только хранением органического пероксида, например, в специальном контейнере с регулируемой температурой, тем самым снижая потребление энергии.This invention also allows the use of temperature control devices (such as enclosures, containers and devices designed for this purpose) to be limited to the storage of the organic peroxide, for example in a special temperature controlled container, thereby reducing energy consumption.
Кроме того, транспортировка жидкого органического пероксида в нерастворенной смеси с инертным охлаждающим носителем, как определено выше, приводит к безопасной транспортировке жидкого органического пероксида независимо от расстояния, которое необходимо преодолеть, чтобы добраться до оборудования для обработки расплава полимера, например, расстояния, связанного с промышленной установкой по обработке полимерных расплавов. Как следствие, данный транспорт является простым и подходит для любого размера установки и требует ограниченных инвестиций.In addition, transporting the liquid organic peroxide in an undissolved mixture with an inert cooling medium as defined above results in safe transport of the liquid organic peroxide regardless of the distance that must be traveled to reach the polymer melt processing equipment, such as the distance associated with industrial installation for processing polymer melts. As a result, this transport is simple and suitable for any size installation and requires limited investment.
Заявитель обнаружил, что такие же технические эффекты могут быть достигнуты и тогда, когда множество жидких органических пероксидов транспортируют к оборудованию для обработки расплава полимера.The Applicant has discovered that the same technical effects can be achieved when a plurality of liquid organic peroxides are transported to the polymer melt processing equipment.
Согласно его первому аспекту, настоящее изобретение относится к способу подачи жидкого органического пероксида к оборудованию для обработки полимерного расплава, причем способ включает смешение по меньшей мере одного жидкого органического пероксида и инертного охлаждающего носителя в секции смешивания, расположенной в секции с регулируемой температурой, при этом смешивание осуществляют без растворения по меньшей мере одного жидкого органического пероксида в инертном охлаждающем носителе. Способ дополнительно включает транспортировку по меньшей мере одного жидкого органического пероксида в нерастворенной смеси с инертным охлаждающим носителем из секции с регулируемой температурой в оборудование для обработки полимерного расплава, расположенное за пределами секции с регулируемой температурой. Инертный охлаждающий носитель содержит водную жидкость при температуре окружающей среды и является летучим в условиях обработки расплава. Например, секция с контролируемой температурой может включать в себя любой тип резервуара жидкого органического пероксида (пероксидов), например, временное или долгосрочное хранилище жидкого органического пероксида (пероксидов).According to a first aspect thereof, the present invention relates to a method of supplying liquid organic peroxide to a polymer melt processing equipment, the method comprising mixing at least one liquid organic peroxide and an inert cooling medium in a mixing section located in a temperature controlled section, wherein mixing is carried out without dissolving at least one liquid organic peroxide in an inert cooling medium. The method further includes transporting at least one liquid organic peroxide in an undissolved mixture with an inert cooling medium from the temperature-controlled section to polymer melt processing equipment located outside the temperature-controlled section. The inert coolant contains an aqueous liquid at ambient temperature and is volatile under melt processing conditions. For example, the temperature-controlled section may include any type of liquid organic peroxide(s) reservoir, such as temporary or long-term storage of liquid organic peroxide(s).
Инертный охлаждающий носитель может быть любым водным носителем, который является инертным по отношению по меньшей мере к одному органическому пероксиду, который является жидким при температуре окружающей среды и давлении и который способен поддерживать температуру по меньшей мере одного органического пероксида в температурных пределах, необходимых для безопасной транспортировки пероксида, таких как, например, от 5°C до 40°C, в зависимости от жидкого органического пероксида. Например, инертный охлаждающий носитель может быть водной жидкостью, не смешивающейся с жидким органическим пероксидом или со всеми жидкими органическими пероксидами, когда применяют комбинацию жидких органических пероксидов. Согласно настоящему изобретению, инертный охлаждающий носитель не действует как растворитель, т.е., инертный охлаждающий носитель не растворяет по меньшей мере один жидкий органический пероксид, но удерживает по меньшей мере один жидкий органический пероксид в суспензии. В соответствии с одним или несколькими вариантами осуществления по меньшей мере один органический пероксид и инертный охлаждающий носитель можно транспортировать в оборудование для обработки полимерного расплава в виде нестабильной смеси.The inert cooling medium may be any aqueous carrier that is inert to the at least one organic peroxide, that is liquid at ambient temperature and pressure, and that is capable of maintaining the temperature of the at least one organic peroxide within the temperature limits necessary for safe transportation peroxide, such as, for example, from 5°C to 40°C, depending on the liquid organic peroxide. For example, the inert cooling medium may be an aqueous liquid that is immiscible with the liquid organic peroxide or all liquid organic peroxides when a combination of liquid organic peroxides is used. According to the present invention, the inert cooling medium does not act as a solvent, ie, the inert cooling medium does not dissolve the at least one liquid organic peroxide, but holds the at least one liquid organic peroxide in suspension. In accordance with one or more embodiments, the at least one organic peroxide and an inert cooling medium may be transported to the melt polymer processing equipment as an unstable mixture.
Данный способ, как определено в первом аспекте настоящего изобретения, является эффективным для безопасной транспортировки любого жидкого органического пероксида и подходит для интеграции любого резервуара или хранилища с регулируемой температурой и любого оборудования для обработки полимерного расплава в единую упрощенную установку, не требуя специально разработанных кожухов, устройств или трубопроводов для безопасной подачи жидкого органического пероксида в оборудование для обработки полимерного расплава. Данная интеграция может быть успешно осуществлена с уменьшением энергопотребления по сравнению со способами предшествующего уровня техники, также в случае высокопроизводительного оборудования или установки для обработки полимерного расплава, такой как, например, высокопроизводительная экструзионная установка.This method, as defined in the first aspect of the present invention, is effective for the safe transport of any liquid organic peroxide and is suitable for integrating any tank or temperature controlled storage facility and any polymer melt processing equipment into a single simplified installation, without requiring specially designed enclosures, devices or piping to safely convey liquid organic peroxide to melt polymer processing equipment. This integration can be successfully carried out with a reduction in energy consumption compared to prior art methods, also in the case of high-performance equipment or installations for processing the polymer melt, such as, for example, a high-performance extrusion plant.
Согласно одному или более вариантам осуществления, способ включает транспортировку одного или более жидких органических пероксидов в нерастворенной смеси с инертным охлаждающим носителем.According to one or more embodiments, the method includes transporting one or more liquid organic peroxides in an undissolved mixture with an inert coolant.
Жидкий органический пероксид может представлять собой любой органический пероксид в жидкой форме.The liquid organic peroxide can be any organic peroxide in liquid form.
Согласно одному или более вариантам осуществления, по меньшей мере один жидкий органичеAccording to one or more embodiments, at least one liquid organic
- 2 047055 ский пероксид может включать по меньшей мере один диалкилпероксид, такой как например 2,5диметил-2,5-ди(трет-бутилперокси)гексан, 2,5-диметил-2,5-ди(трет-бутилперокси)гексан-3, ди(третбутилпероксиизопропил)бензол, дикумилпероксид, 3,6,9-триэтил-3,6,9-триметил-1,4,7-трипероксонан, 3,3,5,7,7-пентаметил-1,2,4-триоксепан и их комбинации.- 2047055 The peroxide may include at least one dialkyl peroxide, such as for example 2,5-dimethyl-2,5-di(tert-butylperoxy)hexane, 2,5-dimethyl-2,5-di(tert-butylperoxy)hexane- 3, di(tert-butylperoxyisopropyl)benzene, dicumyl peroxide, 3,6,9-triethyl-3,6,9-trimethyl-1,4,7-triperoxonane, 3,3,5,7,7-pentamethyl-1,2, 4-trioxepane and their combinations.
Согласно одному или более вариантам осуществления, инертный охлаждающий носитель является летучим при пониженном атмосферном давлении, например, при давлении от 1000 мбар (абс.) до 800 мбар (абс.), и, например, между 800 мбар (абс.) и 600 мбар (абс.), при температуре от 5°C до 80°C.According to one or more embodiments, the inert coolant is volatile at reduced atmospheric pressure, for example, between 1000 mbar (a) and 800 mbar (a), and, for example, between 800 mbar (a) and 600 mbar (abs.), at temperatures from 5°C to 80°C.
Согласно настоящему изобретению, инертный охлаждающий носитель включает водный охлаждающий носитель. Например, охлаждающий носитель может быть водой. Вода может быть дистиллированной или деионизированной (например, деминерализованной) водой, например, содержащей менее 2%, менее 1%, менее 0,5%, менее 0,1% или не содержащей растворенных соединений, таких как соли. При дистилляции воды вода может содержать не только это или более низкое содержание солей, но и менее 2%, менее 1%, менее 0,5%, менее 0,1% или не содержать органических соединений.According to the present invention, the inert cooling medium includes an aqueous cooling medium. For example, the cooling medium may be water. The water may be distilled or deionized (eg, demineralized) water, such as less than 2%, less than 1%, less than 0.5%, less than 0.1%, or free of dissolved compounds such as salts. When water is distilled, the water may contain not only this or lower salt content, but also less than 2%, less than 1%, less than 0.5%, less than 0.1%, or no organic compounds.
Применяя воду в качестве носителя, можно привести полимер в контакт с транспортируемой нерастворенной смесью жидкого органического пероксида(ов) и водного носителя в условиях обработки расплава, а затем легко удалить водный носитель.By using water as a carrier, the polymer can be brought into contact with a transportable undissolved mixture of liquid organic peroxide(s) and aqueous carrier under melt processing conditions, and then the aqueous carrier can be easily removed.
Кроме того, любые летучие соединения также можно удалить из расплавленного полимера. Всякий раз, когда это желательно, модификацию реологии полимера также можно осуществить в оборудовании для обработки расплава. Удаление любых летучих соединений может снизить концентрацию продуктов разложения и побочных продуктов в полимере, что приводит к меньшему количеству летучих органических соединений, снижению концентрации запаха в полимере и уменьшению образования цвета. Кроме того, водный охлаждающий носитель или вода в качестве носителя могут дезактивировать любые активные центры катализатора, оставшиеся в полимере. Таким образом, дезактивацию полимера можно осуществлять в оборудовании для обработки расплава без необходимости в специальном устройстве для дезактивации. Кроме того, при обеспечении достаточного перемешивания в оборудовании для обработки расплава дезактивация может быть однородной и может осуществляться эффективным способом.In addition, any volatile compounds can also be removed from the molten polymer. Whenever desired, modification of the rheology of the polymer can also be accomplished in melt processing equipment. Removing any volatile compounds can reduce the concentration of degradation products and by-products in the polymer, resulting in fewer VOCs, reduced odor concentrations in the polymer, and reduced color formation. In addition, an aqueous cooling medium or water as a carrier can deactivate any active catalyst sites remaining in the polymer. Thus, polymer decontamination can be accomplished in melt processing equipment without the need for a dedicated decontamination apparatus. In addition, by providing sufficient mixing in the melt processing equipment, decontamination can be uniform and can be carried out in an efficient manner.
Согласно одному или более вариантам осуществления, способ включает подачу водного охлаждающего носителя или воды, смешанного по меньшей мере с одним жидким органическим пероксидом при предварительно определенной температуре. Например, воду можно подавать при температуре от 5°C до 40°C.According to one or more embodiments, the method includes supplying an aqueous cooling medium or water mixed with at least one liquid organic peroxide at a predetermined temperature. For example, water can be supplied at a temperature between 5°C and 40°C.
Согласно одному или более вариантам осуществления, оборудование для обработки расплава включает экструдер или книдер. Оборудование для обработки расплава может включать, например, одношнековый или двухшнековый экструдер, по отдельности или в комбинации. Независимо от типа экструдера, согласно одному или более вариантам осуществления, способ может включать подачу смеси жидкого органического пероксида(ов) и воды в загрузочную воронку экструдера. В качестве альтернативы, смесь пероксида и охлаждающего носителя можно вводить в блок обработки оборудования для обработки пластмасс непосредственно после загрузочного бункера технологического оборудования, т.е. в месте, где можно оценить, что полимер, подаваемый через загрузочную воронку, все еще находится в твердом состоянии.According to one or more embodiments, the melt processing equipment includes an extruder or kneader. The melt processing equipment may include, for example, a single or twin screw extruder, alone or in combination. Regardless of the type of extruder, in one or more embodiments, the method may include feeding a mixture of liquid organic peroxide(s) and water into the extruder hopper. Alternatively, the mixture of peroxide and cooling medium can be introduced into the processing unit of the plastic processing equipment directly after the feed hopper of the processing equipment, i.e. at a location where it can be assessed that the polymer fed through the hopper is still in a solid state.
Согласно одному или более вариантам осуществления, способ дополнительно включает хранение по меньшей мере одного жидкого органического пероксида в секции с регулируемой температурой. Таким образом, способ позволяет подавать по меньшей мере один жидкий органический пероксид непосредственно из места, где хранится по меньшей мере один жидкий органический пероксид.According to one or more embodiments, the method further includes storing at least one liquid organic peroxide in a temperature-controlled section. Thus, the method allows the at least one liquid organic peroxide to be supplied directly from a location where the at least one liquid organic peroxide is stored.
Согласно настоящему изобретению, способ дополнительно включает смешение, например, механическое смешение по меньшей мере одного жидкого органического пероксида и инертного охлаждающего носителя в секции для смешения, размещенной в секции с регулируемой температурой. Согласно одному или более вариантам осуществления, одной секции с контролируемой температурой может быть достаточно для контролирования температуры и при хранении и при смешении. Например, обычная секция с контролируемой температурой может безопасно разместить как резервуар, так и хранилище для хранения по меньшей мере одного жидкого органического пероксида и смеситель для смешивания по меньшей мере одного жидкого органического пероксида с инертным охлаждающим носителем.According to the present invention, the method further includes mixing, for example mechanically mixing, at least one liquid organic peroxide and an inert cooling medium in a mixing section located in a temperature-controlled section. According to one or more embodiments, one temperature-controlled section may be sufficient to control the temperature during both storage and mixing. For example, a conventional temperature controlled section may safely accommodate both a reservoir and storage for storing at least one liquid organic peroxide and a mixer for mixing the at least one liquid organic peroxide with an inert cooling medium.
Согласно одному или более вариантам осуществления, способ дополнительно включает подачу инертного охлаждающего носителя в секцию для смешения, например, непрерывным способом. Согласно одному или более вариантам осуществления, способ дополнительно включает подачу инертного охлаждающего носителя в секцию для смешения при предварительно определенной скорости потока, которая может быть, например, постоянной или переменной. В качестве примера, данная предварительно заданная скорость потока может составлять от 1000 ч./млн до 5000 ч./млн, от 1200 ч./млн до 4000 ч./млн, от 1500 ч./млн до 3000 ч./млн, от 2000 ч./млн до 3000 ч./млн, на основе производительности оборудования для обработки пластмасс (где ч./млн во всем настоящем изобретении и следующей формуле изобретения означает мг/кг, и, таким образом, является ч./млн по массе). Например, скорость потока инертного охлаждающего носителя может быть в два раза меньше скорости потока жидкого органического пероксида. Например, скорость потока инертного охлаждающего носителя может быть в три раза выше скороAccording to one or more embodiments, the method further includes supplying an inert cooling medium to the mixing section, for example, in a continuous manner. According to one or more embodiments, the method further includes supplying an inert coolant to the mixing section at a predetermined flow rate, which may be, for example, constant or variable. As an example, this preset flow rate may be from 1000 ppm to 5000 ppm, from 1200 ppm to 4000 ppm, from 1500 ppm to 3000 ppm, from 2000 ppm to 3000 ppm, based on the throughput of the plastics processing equipment (where ppm throughout the present invention and the following claims means mg/kg, and thus is ppm by mass). For example, the flow rate of the inert coolant may be half the flow rate of the liquid organic peroxide. For example, the flow rate of an inert coolant can be three times higher soon
- 3 047055 сти потока жидкого органического пероксида. В зависимости от необходимости способ может дополнительно включать регулирование скорости потока инертного охлаждающего носителя в зависимости от скорости потока жидкого органического пероксида(ов), которая, в свою очередь, может быть постоянной или переменной. В зависимости от необходимости, например, в зависимости от того, как выполняется обработка расплава полимера и от скорости потока, при которой подается полимер, способ может дополнительно включать регулирование скорости потока жидкого органического пероксида(ов) и неизменную скорость потока инертного охлаждающего носителя.- 3 047055 flow of liquid organic peroxide. Depending on need, the method may further include adjusting the flow rate of the inert coolant depending on the flow rate of the liquid organic peroxide(s), which in turn may be constant or variable. Depending on need, for example, depending on how the polymer melt is processed and the flow rate at which the polymer is supplied, the method may further include adjusting the flow rate of the liquid organic peroxide(s) and maintaining a constant flow rate of the inert coolant.
Согласно одному или более вариантам осуществления, способ дополнительно включает прокачивание по меньшей мере одного жидкого органического пероксида из хранилища в секцию для смешения при предварительно определенной скорости потока, которая может быть, например, постоянной или переменной. В качестве примера, данная предварительно заданная скорость потока может составлять от 10 ч./млн до 6000 ч./млн, от 30 ч./млн до 6000 ч./млн, от 50 ч./млн до 6000 ч./млн, от 50 ч./млн до 5000 ч./млн, от 100 ч./млн до 4000 ч./млн, от 200 ч./млн до 2000 ч./млн, от 300 ч./млн до 800 ч./млн, в зависимости от производительности оборудования для обработки пластмасс. В зависимости от необходимости, например, в зависимости от способа выполнения обработки расплава полимера и скорости потока, с которой подается полимер, способ может дополнительно включать регулирование предварительно определенной скорости потока по меньшей мере одного жидкого органического пероксида.According to one or more embodiments, the method further includes pumping at least one liquid organic peroxide from the storage to the mixing section at a predetermined flow rate, which may be, for example, constant or variable. As an example, this preset flow rate may be from 10 ppm to 6000 ppm, from 30 ppm to 6000 ppm, from 50 ppm to 6000 ppm, from 50 ppm to 5000 ppm, from 100 ppm to 4000 ppm, from 200 ppm to 2000 ppm, from 300 ppm to 800 ppm million, depending on the productivity of plastics processing equipment. Depending on need, for example, depending on the method of performing the processing of the polymer melt and the flow rate at which the polymer is supplied, the method may further include adjusting a predetermined flow rate of the at least one liquid organic peroxide.
Согласно одному или более вариантам осуществления, полимер содержит или состоит из полиолефина.In one or more embodiments, the polymer contains or consists of a polyolefin.
Согласно одному или более вариантам осуществления, полиолефин можно выбрать, например, из гомополимеров и сополимеров олефинов, причем олефиновые мономеры содержат, например, от двух до восьми атомов углерода.In one or more embodiments, the polyolefin can be selected, for example, from olefin homopolymers and copolymers, with the olefin monomers containing, for example, two to eight carbon atoms.
Согласно одному или более вариантам осуществления, полиолефин можно выбрать из группы, включающей гомополимеры полипропилена, гомополимеры полиэтилена, сополимеры, содержащие пропилен, сополимеры, содержащие этилен, и их комбинации. Например, полиолефин можно выбрать из группы, состоящей из гомополимеров полипропилена, сополимеров пропилена, гомополимеров полиэтилена и сополимеров этилена.In one or more embodiments, the polyolefin can be selected from the group consisting of polypropylene homopolymers, polyethylene homopolymers, propylene-containing copolymers, ethylene-containing copolymers, and combinations thereof. For example, the polyolefin may be selected from the group consisting of polypropylene homopolymers, propylene copolymers, polyethylene homopolymers, and ethylene copolymers.
Согласно одному или более вариантам осуществления, можно применять полиэтилен, такой как линейный полиэтилен низкой плотности (LLDPE), полиэтилен низкой плотности (LDPE), полиэтилен высокой плотности (HDPE), а также этилвинилацетатный сополимер (EVA) и полиолефиновый эластомер (POE). Согласно одному или более вариантам осуществления, можно применять гомополимеры и сополимеры полиэтилена, например, имеющие плотность в диапазоне от 0,88 г/см3 до 0,96 г/см3. Гомополимеры и сополимеры полиэтилена можно получить любым известным способом.In one or more embodiments, polyethylene may be used, such as linear low density polyethylene (LLDPE), low density polyethylene (LDPE), high density polyethylene (HDPE), as well as ethyl vinyl acetate copolymer (EVA) and polyolefin elastomer (POE). According to one or more embodiments, homopolymers and copolymers of polyethylene can be used, for example having a density in the range of 0.88 g/cm 3 to 0.96 g/cm 3 . Homopolymers and copolymers of polyethylene can be obtained by any known method.
Согласно одному или более вариантам осуществления, можно применять полипропилен, включая гомополимеры, статистические сополимеры, блочные сополимеры и терполимеры пропилена. Сополимеры пропилена могут включать сополимеры пропилена с другими олефинами, такими как изомеры этилена, 1-бутена, 2-бутена и пентена, и, например, сополимеры пропилена с этиленом. Терполимеры пропилена могут включать сополимеры пропилена с этиленом и одним другим олефином. Случайные сополимеры, также известные как статистические сополимеры, представляют собой полимеры, в которых пропилен и сомономер(ы) случайным образом распределены по всей полимерной цепи в соотношениях, соответствующих соотношению подачи пропилена к сомономеру(ам). Блочные сополимеры состоят из сегментов цепи, состоящих из пропиленового гомополимера, и из сегментов цепи, состоящих, например, из случайного сополимера пропилена и этилена. Гомополимеры, случайные сополимеры и блочные сополимеры можно получить любым известным способом.In one or more embodiments, polypropylene may be used, including homopolymers, random copolymers, block copolymers, and propylene terpolymers. Propylene copolymers may include copolymers of propylene with other olefins, such as isomers of ethylene, 1-butene, 2-butene and pentene, and, for example, copolymers of propylene with ethylene. Propylene terpolymers may include copolymers of propylene with ethylene and one other olefin. Random copolymers, also known as random copolymers, are polymers in which propylene and comonomer(s) are randomly distributed throughout the polymer chain in ratios corresponding to the propylene to comonomer(s) feed ratio. Block copolymers consist of chain segments consisting of a propylene homopolymer and chain segments consisting of, for example, a random copolymer of propylene and ethylene. Homopolymers, random copolymers and block copolymers can be prepared by any known method.
Согласно его второму аспекту, настоящее изобретение относится к способу обработки расплава расплавленного полимера, включающему способ подачи по меньшей мере одного жидкого органического пероксида в оборудование для обработки полимерного расплава, как определено в любом одном из вариантов осуществления, описанных в настоящем изобретении. Способ обработки расплава расплавленного полимера дополнительно включает обработку расплава расплавленного полимера в присутствии по меньшей мере одного органического пероксида и инертного охлаждающего носителя в оборудовании для обработки полимерного расплава, и удаление инертного охлаждающего носителя из расплавленного полимера. Обработка в расплаве может включать экструзию и, необязательно, реологическую модификацию полимера, например, включающую разложение и/или сшивание полимера. Способ обработки расплава может дополнительно включать, помимо удаления инертного охлаждающего носителя, также удаление любых дополнительных летучих соединений из расплавленного полимера.According to a second aspect thereof, the present invention relates to a method of treating a molten polymer melt, comprising a method of supplying at least one liquid organic peroxide to a polymer melt processing equipment as defined in any one of the embodiments described in the present invention. The method of treating a molten polymer melt further includes treating the molten polymer melt in the presence of at least one organic peroxide and an inert cooling medium in a polymer melt processing equipment, and removing the inert cooling medium from the molten polymer. Melt processing may include extrusion and, optionally, rheological modification of the polymer, for example, including decomposition and/or cross-linking of the polymer. The melt processing method may further include, in addition to removing the inert coolant, also removing any additional volatile compounds from the molten polymer.
Согласно одному или более вариантам осуществления, оборудование для обработки полимерного расплава может включать экструдер.According to one or more embodiments, the melt polymer processing equipment may include an extruder.
Например, удаляемые летучие соединения могут содержать, помимо водного охлаждающего носителя или воды, летучие органические соединения.For example, the volatile compounds removed may contain, in addition to the aqueous coolant or water, volatile organic compounds.
Согласно одному или более вариантам осуществления, приведенная выше обработка в расплаве расплавленного полимера в присутствии по меньшей мере одного органического пероксида и инертного охлаждающего носителя в оборудовании для обработки полимерного расплава может включать экструAccording to one or more embodiments, the above melt processing of the molten polymer in the presence of at least one organic peroxide and an inert cooling medium in the polymer melt processing equipment may include extra
- 4 047055 зию расплавленного полимера и нерастворенной смеси по меньшей мере одного органического пероксида и инертного охлаждающего носителя. Согласно одному или более вариантам осуществления, экструзию расплавленного полимера и нерастворенной смеси можно осуществлять экструдированием полимера, который может быть, например, в виде исходного порошка или гранул, добавлением вышеупомянутой смеси к полимеру и экструдированием расплава полимера в присутствии указанной смеси. Добавление смеси к полимеру можно осуществлять, например, до или во время экструзии полимера. Согласно одному или более варианту осуществления смесь можно добавлять к полимеру таким образом, чтобы количество по меньшей мере одного органического пероксида по отношению к количеству полимера достигло заданного значения. Например, смесь можно добавлять к полимеру таким образом, чтобы количество по меньшей мере одного пероксида, добавляемого к полимеру, составляло от 100 ч./млн до 6000 ч./млн, от 200 ч./млн до 5000 ч./млн, от 300 ч./млн до 4000 ч./млн, по отношению к количеству полимера. Согласно одному или более варианту осуществления смесь можно добавлять к полимеру таким образом, чтобы количество по меньшей мере одного пероксида, добавляемого к полимеру, составляло от 100 до 3000 ч./млн по отношению к количеству полимера.- 4 047055 mixture of molten polymer and an undissolved mixture of at least one organic peroxide and an inert cooling medium. According to one or more embodiments, extrusion of the molten polymer and the undissolved mixture can be accomplished by extruding the polymer, which may be, for example, in the form of a starting powder or granules, adding the above mixture to the polymer, and extruding the polymer melt in the presence of the mixture. The addition of the mixture to the polymer can be carried out, for example, before or during extrusion of the polymer. According to one or more embodiments, the mixture can be added to the polymer such that the amount of at least one organic peroxide relative to the amount of polymer reaches a predetermined amount. For example, the mixture can be added to the polymer such that the amount of at least one peroxide added to the polymer is from 100 ppm to 6000 ppm, from 200 ppm to 5000 ppm, from 300 ppm to 4000 ppm, based on the amount of polymer. In one or more embodiments, the mixture can be added to the polymer such that the amount of at least one peroxide added to the polymer is from 100 to 3000 ppm, based on the amount of polymer.
Экструзию можно проводить в экструдере или в любом другом устройстве для обработки расплава. В обоих случаях экструзию осуществляет в экструзионных условиях. Инертный охлаждающий носитель в условиях экструзии может быть в форме пара, и при удалении, например, путем вентиляции экструдера, может экстрагировать нежелательные дезактивированные вещества и продукты разложения из расплавленного полимера усиленным способом. Усиленная дегазация нежелательных продуктов разложения и побочных продуктов, полученных при удалении паров в условиях экструзии, дополнительно снижает концентрации как летучих органических соединений, так и запахов. Как следствие, улучшенная дегазация полимера может быть достигнута во время обработки полимера в расплаве. Таким образом, способ согласно одному или более вариантам осуществления настоящее изобретение приводит не только к безопасному и простому транспорту по меньшей мере одного жидкого органического пероксида и к обработке расплава полимера контактированием по меньшей мере одного органического пероксида с расплавленным полимером в условиях экструзии, но также к эффективной экстракции инертного охлаждающего носителя, а также любых дезактивированных молекул и продуктов разложения из расплавленного полимера.Extrusion can be carried out in an extruder or any other melt processing device. In both cases, extrusion is carried out under extrusion conditions. The inert cooling medium may be in vapor form under extrusion conditions, and when removed, for example by venting the extruder, may extract unwanted deactivated substances and decomposition products from the molten polymer in an enhanced manner. Enhanced degassing of unwanted decomposition products and by-products generated by vapor removal during extrusion conditions further reduces concentrations of both VOCs and odors. As a consequence, improved polymer degassing can be achieved during melt processing of the polymer. Thus, the method according to one or more embodiments of the present invention not only results in safe and easy transport of the at least one liquid organic peroxide and treatment of the polymer melt by contacting the at least one organic peroxide with the molten polymer under extrusion conditions, but also in efficient extraction of the inert cooling medium, as well as any deactivated molecules and decomposition products from the molten polymer.
Согласно одному или более вариантам осуществления, экструзию можно проводить в присутствии одной или нескольких полимерных добавок. Примеры добавок могут включать, например, наполнители, антиоксиданты, фунгициды, бактерициды, усиливающие агенты, антистатические агенты, термостабилизаторы, УФ-стабилизаторы, усилители текучести, красители и другие добавки или технологические добавки, известные специалистам в данной области техники.According to one or more embodiments, extrusion can be carried out in the presence of one or more polymer additives. Examples of additives may include, for example, fillers, antioxidants, fungicides, bactericides, enhancing agents, antistatic agents, heat stabilizers, UV stabilizers, flow enhancers, colorants and other additives or processing aids known to those skilled in the art.
Согласно одному или более вариантам осуществления, экструзию можно проводить в экструдере при заданных условиях экструзии, подходящих для экструзии полимера, таких как, например, при заданной температуре экструзии и при заданной производительности экструзии. Применительно к экструдеру, если не указано иное, в настоящем описании и в последующей формуле изобретения примерные температуры и давления экструзии предназначены для обозначения температур и давлений в цилиндре.In one or more embodiments, extrusion may be carried out in an extruder under predetermined extrusion conditions suitable for polymer extrusion, such as, for example, at a given extrusion temperature and at a given extrusion throughput. With respect to an extruder, unless otherwise indicated, in this specification and in the following claims, extrusion temperatures and pressures are intended to indicate barrel temperatures and pressures.
Например, экструзию можно проводить при температуре экструзии от 180°C до 260°C, например, от 190°C до 250°C, например, от 190°C до 240°C.For example, extrusion can be carried out at an extrusion temperature of from 180°C to 260°C, for example from 190°C to 250°C, for example from 190°C to 240°C.
Согласно одному или более вариантам осуществления, условия экструзии могут варьироваться по длине экструдера. Например, температуру экструзии можно увеличивать или уменьшать на меньшей части участка пути экструзии, который может проходить вдоль разных зон экструдера.In one or more embodiments, extrusion conditions may vary along the length of the extruder. For example, the extrusion temperature can be increased or decreased over a smaller portion of the extrusion path, which may extend along different zones of the extruder.
Независимо от или в сочетании с возможным изменением температуры по длине экструдера также может изменяться давление экструзии по длине экструдера. Например, условия экструзии могут включать давление в зоне подачи от 10 до 50 мбар и давление в зоне сжатия расплава от 30 до 120 бар. Остальные зоны могут иметь давления, промежуточные к примерным давлениям зоны подачи и зоны сжатия расплава.Independently of, or in combination with, possible temperature changes along the length of the extruder, extrusion pressure may also vary along the length of the extruder. For example, extrusion conditions may include a feed zone pressure of 10 to 50 mbar and a melt compression zone pressure of 30 to 120 bar. The remaining zones may have pressures intermediate to the approximate pressures of the feed zone and melt compression zone.
Условия экструзии могут дополнительно включать интенсивное перемешивание в экструдере. Согласно одному или более вариантам осуществления, достаточное перемешивание можно получить изменением скорости вращения шнека экструдера в диапазоне от 2 м/с до 6 м/с в зависимости от окружной скорости.Extrusion conditions may further include vigorous agitation in the extruder. According to one or more embodiments, sufficient mixing can be obtained by varying the rotation speed of the extruder screw in the range of 2 m/s to 6 m/s depending on the peripheral speed.
Согласно одному или более вариантам осуществления, полимерный порошок или гранулы и смесь можно подавать в экструдер, который может быть, например, одношнековым или двухшнековым экструдером, по отдельности или в комбинации.In one or more embodiments, the polymer powder or granules and the mixture can be fed into an extruder, which can be, for example, a single screw or twin screw extruder, individually or in combination.
При подаче в комбинации полимерный порошок или гранулы и смесь могут быть необязательно предварительно смешаны, например, при температуре от 30°C до 40°C.When fed in combination, the polymer powder or granules and the mixture may optionally be pre-mixed, for example at a temperature of from 30°C to 40°C.
Полимерный порошок или гранулы и смесь можно по отдельности подавать в экструдер с заданными скоростями подачи. Например, скорость подачи полимера можно устанавливать в диапазоне от 2 до 500 кг/ч для лабораторных экструдеров и в диапазоне от 5 до 100 т/ч для промышленных экструдеров, и скорость подачи смеси может можно отрегулировать, чтобы получить конечную гранулу с требуемой СТР.The polymer powder or granules and the mixture can be separately fed into the extruder at predetermined feed rates. For example, the polymer feed rate can be set in the range of 2 to 500 kg/h for laboratory extruders and in the range of 5 to 100 t/h for industrial extruders, and the feed rate of the mixture can be adjusted to produce a final pellet with the desired MFR.
- 5 047055- 5 047055
Согласно одному или более вариантам осуществления, нерастворенную смесь при подаче отдельно от полимера можно добавлять в экструдер непрерывным или периодическим способом, ступенчато или постепенно.In one or more embodiments, the undissolved mixture, when fed separately from the polymer, can be added to the extruder in a continuous or batch manner, in stages or gradually.
Согласно одному или более вариантам осуществления, температуры различных зон экструдера, которые можно устанавливать в пределах заданных примерных диапазонов температур, известных в данной области техники, в стационарном состоянии, можно устанавливать на более низкие значения перед введением смеси. Например, температуры различных зон экструдера можно устанавливать в пределах диапазонов температур, которые по меньшей мере на 10-20°C ниже, чем соответствующие температуры стационарной экструзии. Однако смесь можно также вводить после того, как температуры в различных зонах экструдера достигнут установившихся диапазонов температур.In one or more embodiments, the temperatures of various zones of the extruder, which can be set within predetermined exemplary temperature ranges known in the art at steady state, can be set to lower values before introducing the mixture. For example, the temperatures of the various extruder zones can be set within temperature ranges that are at least 10-20°C lower than the corresponding stationary extrusion temperatures. However, the mixture can also be introduced after temperatures in various zones of the extruder have reached established temperature ranges.
Согласно одному или более вариантам осуществления, скорость подачи смеси в экструдер можно постепенно увеличивать до заданного значения, которое может изменяться в зависимости от требуемой конечной СТР гранулы. Конечную СТР можно измерить с помощью онлайн-реометра, установленного, например, на головке экструдера.In one or more embodiments, the feed rate of the mixture into the extruder can be gradually increased to a predetermined value, which can vary depending on the desired final granule CTP. The final CFR can be measured using an online rheometer mounted, for example, on the extruder head.
Перед увеличением скорости подачи смеси в экструдер до стационарного значения температуры барабана и зоны головки можно либо поддерживать на уровне заданных перед вводом смеси, либо можно дополнительно снижать, например, на 5°C-10°C.Before increasing the speed of feeding the mixture into the extruder to a stationary value, the temperature of the drum and the head area can either be maintained at the level specified before introducing the mixture, or it can be further reduced, for example, by 5°C-10°C.
Согласно одному или более вариантам осуществления, удаление осуществляют вентилированием оборудования для обработки полимерного расплава. Для данной цели оборудование для обработки полимерного расплава может, например, включать зону декомпрессии, включающую зону вентиляции.In one or more embodiments, removal is accomplished by venting the polymer melt processing equipment. For this purpose, the melt polymer processing equipment may, for example, include a decompression zone including a ventilation zone.
Согласно одному или более вариантам осуществления, оборудование для обработки полимерного расплава включает экструдер, содержащий по меньшей мере одну зону декомпрессии, включающую зону вентиляции, например, включающую по меньшей мере один вентиляционный канал или множество вентиляционных каналов. По меньшей мере одна зона декомпрессии может быть расположена, например, примерно на две трети вниз от шнека экструдера. Зона декомпрессии позволяет газам, таким как влага и летучие вещества, включая инертный охлаждающий носитель, выходить из расплавленного полимера через зону вентиляции, например, через одно или несколько вентиляционных отверстий, предусмотренных в зоне вентиляции.According to one or more embodiments, the melt polymer processing equipment includes an extruder comprising at least one decompression zone including a ventilation zone, for example, including at least one ventilation channel or a plurality of ventilation channels. At least one decompression zone may be located, for example, about two-thirds down the extruder screw. The decompression zone allows gases such as moisture and volatiles, including inert coolant, to exit the molten polymer through the venting zone, for example, through one or more vents provided in the venting zone.
При применении вентилируемого экструдера, включающего по меньшей мере одно вентиляционное отверстие, давление может быть сброшено в по меньшей мере одной зоне декомпрессии, и любые захваченные газы можно удалить с помощью вакуума. С данным экструдером способ согласно одному или более варианту осуществления настоящего изобретения обеспечивает дополнительные эффекты, положительно влияющие на свойства полимеров, например, полиолефинов. Данные эффекты включают дезактивацию активных центров катализатора и улучшенную дегазацию полимера, помимо ожидаемого вклада воды и органического пероксида по отдельности.By using a vented extruder including at least one vent, pressure can be released in the at least one decompression zone and any trapped gases can be removed using a vacuum. With this extruder, the method according to one or more embodiments of the present invention provides additional effects that positively influence the properties of polymers, for example, polyolefins. These effects include deactivation of catalyst active sites and improved polymer degassing, in addition to the expected contributions of water and organic peroxide individually.
Дезактивация активных центров катализатора и улучшенная дегазация полимера, в свою очередь, приводят к получению более чистых полимеров, содержащих меньше побочных продуктов реакции и количество летучих веществ, улучшенные органолептические свойства, такие как запах и вкус, и меньшее окрашивание. Кроме того, вода композиции при удалении через по меньшей мере одно вентиляционное отверстие извлекает нежелательные дезактивированные частицы и продукты разложения из расплавленного полимера.Deactivation of catalyst active sites and improved polymer degassing in turn results in cleaner polymers containing fewer reaction byproducts and volatiles, improved organoleptic properties such as odor and taste, and less coloration. In addition, the water of the composition, when removed through the at least one vent, removes unwanted deactivated particles and degradation products from the molten polymer.
Согласно одному или более вариантам осуществления, удаление осуществляют вентилированием экструдера, например, во время экструзии. Вентиляциб можно осуществлять, например, через по меньшей мере одно вентиляционное или вакуумное отверстие в зоне вентиляции экструдера. Согласно одному или более варианту осуществления множество вентиляционных отверстий можно расположить по окружности вокруг барабана и/или вдоль части барабана.In one or more embodiments, removal is accomplished by venting the extruder, for example, during extrusion. Ventilation can be carried out, for example, through at least one ventilation or vacuum opening in the ventilation zone of the extruder. In one or more embodiments, a plurality of vent holes may be arranged circumferentially around the drum and/or along a portion of the drum.
Вентиляционное отверстие (отверстия) может удалять реакционную воду и нежелательные дезактивирующие частицы посредством предварительно определенного вакуума (т.е. давления ниже атмосферного), чтобы гарантировать отсутствие остаточной воды в полимере.The vent(s) can remove reaction water and unwanted decontamination particles through a predetermined vacuum (ie, sub-atmospheric pressure) to ensure that there is no residual water in the polymer.
Согласно одному или более вариантам осуществления, удаление осуществляют созданием предварительно определенного вакуума в зоне вентиляции экструдера или во множестве зон вентиляции. В случае множества зон вентиляции каждая зона вентиляции может быть предусмотрена в соответствующей зоне декомпрессии экструдера, содержащего множество зон декомпрессии. Однако согласно одному или более варианту осуществления в каждой зоне декомпрессии экструдера может быть предусмотрено множество зон вентиляции.In one or more embodiments, removal is accomplished by creating a predetermined vacuum in the extruder vent zone or multiple vent zones. In the case of multiple ventilation zones, each ventilation zone may be provided in a corresponding decompression zone of the extruder containing multiple decompression zones. However, according to one or more embodiments, multiple ventilation zones may be provided in each decompression zone of the extruder.
Согласно одному или более вариантам осуществления, предварительно определенный вакуум устанавливают на от 0 мбар до 800 мбар, например, от 200 мбар до 800 мбар, например, от 300 мбар до 600 мбар, например, от 350 мбар до 550 мбар. Согласно одному или более вариантам осуществления, удаление можно проводить установкой предварительно определенного вакуумного давления в зоне декомпрессии экструдера, содержащей зону вентиляции. Например, вакуумное давление в зоне декомпрессии может быть от 0 мбар до 800 мбар.In one or more embodiments, the predetermined vacuum is set to 0 mbar to 800 mbar, eg 200 mbar to 800 mbar, eg 300 mbar to 600 mbar, eg 350 mbar to 550 mbar. According to one or more embodiments, removal can be accomplished by setting a predetermined vacuum pressure in a decompression zone of the extruder containing a venting zone. For example, the vacuum pressure in the decompression zone can be from 0 mbar to 800 mbar.
Например, давление ниже атмосферного в вентиляционной зоне можно поддерживать присоединеFor example, sub-atmospheric pressure in the ventilation zone can be maintained by connecting
- 6 047055 нием по меньшей мере одного вентиляционного отверстия к трубке, ведущей к вакуумному насосу или другим известным устройствам для создания вакуума.- 6 047055 by connecting at least one vent to a tube leading to a vacuum pump or other known devices for creating a vacuum.
Согласно одному или более вариантам осуществления, расплав полимера, обработанный способом, может содержать любой из типичных полимеров, определенных выше.According to one or more embodiments, the polymer melt processed by the method may contain any of the typical polymers defined above.
Например, полимер, подлежащий обработке в расплаве, может быть гомополимером или сополимером пропилена. Согласно одному или более вариантам осуществления, гомополимер или сополимер пропилена перед обработкой расплава может иметь начальный СТР, измеренный в соответствии с ISO 1133 при нагрузке 2,16 кг при 230°C, от приблизительно 0,2 г/10 мин до приблизительно 100 г/10 мин, например, от 0,2 г/10 мин до 50 г/10 мин, например, от 0,2 г/10 мин до 20 г/10 мин.For example, the polymer to be melt processed may be a propylene homopolymer or copolymer. In one or more embodiments, the propylene homopolymer or copolymer, prior to melt processing, may have an initial MFR, measured in accordance with ISO 1133 under a 2.16 kg load at 230°C, from about 0.2 g/10 min to about 100 g/ 10 min, e.g. 0.2 g/10 min to 50 g/10 min, e.g. 0.2 g/10 min to 20 g/10 min.
В описании и формуле изобретения, если не указано иначе, СТР представляет собой СТР, измеренную согласно ISO 1133 при нагрузке 2,16 кг при 230°C.In the specification and claims, unless otherwise stated, MFR is MFR measured according to ISO 1133 under a 2.16 kg load at 230°C.
Согласно одному или более вариантам осуществления, гомополимер или сополимер пропилена, после обработки расплава одним или несколькими вариантами осуществления смеси может иметь конечную СТР до 5000% выше исходной СТР. Согласно одному или более вариантам осуществления конечная СТР может составлять от 50 г/10 мин до 2000 г/10 мин, например, от 20 г/10 мин до 100 г/10 мин, например, от 5 г/10 мин до 20 г/10 мин.In one or more embodiments, the propylene homopolymer or copolymer, after melt processing by one or more blend embodiments, can have a final MFR up to 5000% higher than the initial MFR. In one or more embodiments, the final MFR may be from 50 g/10 min to 2000 g/10 min, for example, from 20 g/10 min to 100 g/10 min, for example, from 5 g/10 min to 20 g/ 10 min.
Согласно его следующему аспекту, настоящее изобретение относится к полимерной композиции, полученной одним или более из вариантов осуществления способа, определенного выше.According to its next aspect, the present invention relates to a polymer composition obtained by one or more embodiments of the method defined above.
Полимерную композиция можно применять для получения различных продуктов, например, для литья под давлением, пленок и волокон. Примерами применения продукта являются продукты для литья под давлением и формования с раздувом, такие как, например, продукты для литья под давлением и выдувного формования, применяемые для упаковки и применения в автомобилестроении. Применение нетканых материалов из спанбонда и волокон, выдуваемых из расплава, например, в гигиенических, медицинских, автомобильных и геотекстильных применениях, также может быть примерным применением для полимерной композиции.The polymer composition can be used to produce various products, such as injection molding, films and fibers. Examples of product applications are injection and blow molding products, such as injection and blow molding products used for packaging and automotive applications. The use of spunbond nonwovens and meltblown fibers, such as hygiene, medical, automotive and geotextile applications, may also be exemplary applications for the polymer composition.
Согласно его следующему аспекту, настоящее изобретение относится к применению дистиллированной или деионизированной воды в качестве инертного охлаждающего носителя по меньшей мере одного органического пероксида в оборудовании для обработки полимерного расплава.According to a further aspect, the present invention relates to the use of distilled or deionized water as an inert cooling medium for at least one organic peroxide in polymer melt processing equipment.
Согласно одному или более вариантам осуществления, вода может иметь одно или несколько свойств, указанных в любом из вариантов осуществления, описанных выше со ссылкой на любой из способов.According to one or more embodiments, water may have one or more of the properties specified in any of the embodiments described above with reference to any of the methods.
Согласно его следующему аспекту, настоящее изобретение относится к системе подачи жидкого органического пероксида в оборудование для обработки полимерного расплава. Система включает секцию с контролируемой температурой, содержащую хранилище по меньшей мере одного органического пероксида и смеситель для смешения по меньшей мере одного жидкого органического пероксида с инертным жидким охлаждающим носителем без растворения по меньшей мере одного жидкого органического пероксида. Система дополнительно включает трубу, выполненную с возможностью сообщения смесителя по текучей среде с оборудованием для обработки полимера, расположенным вне секции с контролируемой температурой. Труба не снабжена какими-либо охлаждающими устройствами, такими как, например, охлаждающая рубашка, двойная стенка для циркуляции в ней охлаждающей среды или какиелибо внешние охлаждающие устройства и подобные. Действительно, в соответствии с одним или несколькими вариантами осуществления инертный жидкий охлаждающий носитель может выполнять охлаждающую функцию удовлетворительным, эффективным и простым способом. Соответственно, система может содержать обычную трубу, которую можно удобно и безопасно применять для транспортировки по меньшей мере одного жидкого органического пероксида в смеси с инертным жидким охлаждающим носителем из секции с контролируемой температурой в оборудование для обработки полимерного расплава.According to a further aspect, the present invention relates to a system for supplying liquid organic peroxide to melt polymer processing equipment. The system includes a temperature-controlled section containing a storage facility for at least one organic peroxide and a mixer for mixing the at least one liquid organic peroxide with an inert liquid cooling medium without dissolving the at least one liquid organic peroxide. The system further includes a pipe configured to communicate between the mixer and the polymer processing equipment located outside the temperature controlled section. The pipe is not equipped with any cooling devices, such as, for example, a cooling jacket, a double wall for circulating a cooling medium in it, or any external cooling devices and the like. Indeed, according to one or more embodiments, the inert liquid cooling medium can perform the cooling function in a satisfactory, efficient and simple manner. Accordingly, the system may comprise a conventional pipe that can be conveniently and safely used to transport at least one liquid organic peroxide mixed with an inert liquid coolant from a temperature controlled section to the polymer melt processing equipment.
Согласно одному или более вариантам осуществления, труба может иметь длину от 5 м до 200 м, например, от 10 м до 100 м.According to one or more embodiments, the pipe may have a length of from 5 m to 200 m, for example from 10 m to 100 m.
Согласно одному или более вариантам осуществления, труба представляет собой одностенную трубу.According to one or more embodiments, the pipe is a single wall pipe.
Согласно одному или более вариантам осуществления, труба может содержать множество секций, имеющих разную длину и/или расположенных в разных направлениях. Например, множество секций можно соединять друг с другом прямыми или изогнутыми соединителями, шарнирами, коленами и подобными соединительными средствами.According to one or more embodiments, the pipe may contain multiple sections having different lengths and/or located in different directions. For example, the plurality of sections may be connected to each other by straight or curved connectors, hinges, elbows, and similar connecting means.
Согласно одному или более вариантам осуществления, смеситель включает или представляет собой статический смеситель, например, для непрерывного смешения жидкостей.According to one or more embodiments, the mixer includes or is a static mixer, for example, for continuous mixing of liquids.
Согласно одному или более вариантам осуществления, секция с контролируемой температурой дополнительно содержит инжектор для инжектирования инертного жидкого охлаждающего носителя в смеситель при предварительно определенной температуре, например от 5°C до 25°C. Например, инжектор можно сконфигурировать для инжектирования инертного жидкого охлаждающего носителя в пределах нижнего и верхнего температурного предела, чтобы предотвратить замерзание и нагрев по меньшей мере одного жидкого органического пероксида, соответственно. Для данной цели, инжектор можноAccording to one or more embodiments, the temperature controlled section further comprises an injector for injecting an inert liquid coolant into the mixer at a predetermined temperature, for example from 5°C to 25°C. For example, the injector may be configured to inject an inert liquid coolant within a lower and upper temperature limit to prevent freezing and heating of the at least one liquid organic peroxide, respectively. For this purpose, the injector can be
- 7 047055 снабдить регулятором температуры.- 7 047055 be equipped with a temperature regulator.
Согласно одному или более вариантам осуществления, инжектор можно сконфигурировать на ввод инертного жидкого охлаждающего носителя в смеситель при предварительно определенной скорости потока, например, от 1000 ч./млн до 5000 ч./млн, в зависимости от производительности технологического оборудования для полимера, например, регулируемым образом.In one or more embodiments, the injector may be configured to introduce an inert liquid coolant into the mixer at a predetermined flow rate, e.g., from 1000 ppm to 5000 ppm, depending on the capacity of the polymer processing equipment, e.g. in a regulated manner.
Согласно одному или более вариантам осуществления, секция с контролируемой температурой дополнительно содержит насос для прокачивания по меньшей мере одного органического пероксида в смеситель при предварительно определенной скорости потока, например, от 10 ч./млн до 6000 ч./млн, от 10 ч./млн до 5000 ч./млн, в зависимости от производительности технологического оборудования для полимера. Например, насос может быть любым насосом-дозатором жидкости, подходящим для введения отмеренного количества жидкости в другую жидкость.According to one or more embodiments, the temperature controlled section further comprises a pump for pumping at least one organic peroxide into the mixer at a predetermined flow rate, for example, from 10 ppm to 6000 ppm, from 10 ppm. ppm to 5000 ppm, depending on the performance of the polymer processing equipment. For example, the pump may be any liquid metering pump suitable for introducing a measured amount of liquid into another liquid.
Оборудование для обработки полимерного расплава может включать экструдер и может включать любые характерные особенности, описанные выше со ссылкой на оборудование для обработки полимерного расплава, которое можно применять в вариантах осуществления вышеупомянутых способов.The melt polymer processing equipment may include an extruder and may include any of the features described above with reference to the melt polymer processing equipment that may be used in embodiments of the above methods.
Краткое описание чертежейBrief description of drawings
Чертёж иллюстрирует схематический вид системы для модификации реологии полимера в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения.The drawing illustrates a schematic view of a system for modifying the rheology of a polymer in accordance with one embodiment of the present invention.
Описание вариантов осуществленияDescription of Embodiments
Следующие примеры способов и систем для подачи по меньшей мере одного жидкого органического пероксида в оборудование для обработки полимерного расплава и обработки расплава полимера приведены для иллюстрации, но не для ограничения.The following examples of methods and systems for supplying at least one liquid organic peroxide to polymer melt processing and polymer melt processing equipment are provided for illustration and not limitation.
Система обработки расплава полимера согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения схематически показана на чертеже и обычно обозначена ссылочным номером 12. Обработка полимера в расплаве может, например, включать разложение и/или сшивание полимера, которым может быть, например, полипропиленом.A polymer melt processing system according to one embodiment of the present invention is shown schematically in the drawing and is generally designated by reference numeral 12. Melt processing of the polymer may, for example, involve decomposition and/or cross-linking of the polymer, which may be, for example, polypropylene.
Система 12 включает систему подачи жидкого органического пероксида в оборудование для обработки полимерного расплава, где система будет описана более подробно ниже, и оборудование для обработки расплава, содержащее зону вентиляции 10.System 12 includes a system for supplying liquid organic peroxide to the polymer melt processing equipment, where the system will be described in more detail below, and the melt processing equipment containing a ventilation zone 10.
В варианте осуществления, показанном на чертеже, оборудование для обработки расплава представляет собой экструдер 9, расположенный вне секции с контролируемой температурой, который обычно обозначают ссылочным номером 3. Однако, система может включать любой тип оборудования для обработки расплава, расположенный вне секции с контролируемой температурой 3.In the embodiment shown in the drawing, the melt processing equipment is an extruder 9 located outside the temperature controlled section, which is usually designated by the reference number 3. However, the system may include any type of melt processing equipment located outside the temperature controlled section 3 .
Экструдер 9 содержит загрузочную воронку 8, зону сжатия расплава (не показана) и зону декомпрессии, включающую зону вентиляции 10, расположенную за загрузочной воронкой 8. Зону вентиляции 10 можно обеспечивать по меньшей мере одним вентиляционным отверстием (не показано). Экструдер 9 может быть двухшнековым экструдером, таким как, например, двухшнековый экструдер с однонаправленным вращением и тесным зацеплением.The extruder 9 includes a feed hopper 8, a melt compression zone (not shown), and a decompression zone including a ventilation zone 10 located behind the feed hopper 8. The ventilation zone 10 may be provided with at least one vent hole (not shown). The extruder 9 may be a twin screw extruder, such as, for example, a co-rotating close mesh twin screw extruder.
Например, секция с контролируемой температурой 3 может иметь форму корпуса, в котором поддерживается заданная температура, например, от 10°C до 20°C, с помощью ОВКВ.For example, the temperature controlled section 3 may be in the form of an enclosure that is maintained at a predetermined temperature, for example from 10°C to 20°C, by HVAC.
В варианте осуществления, показанном на фигуре 1, секция с контролируемой температурой 3 включает хранилище 1, например, резервуар для хранения жидкого органического пероксида 13, которым может быть, например, 2,5-диметил-2,5-ди(тертрет-бутилперокси)гексаном, и смеситель 5 для смешивания жидкого органического пероксида 13 с инертным водным охлаждающим носителем 4, которым может быть, например, деминерализованной водой. Например, деминерализованная вода может содержать менее 2%, менее 1%, менее 0,5%, менее 0,1% или не содержать растворенных соединений, таких как соли. Резервуар для хранения может представлять собой любой резервуар для хранения, известный в области безопасного хранения жидких органических пероксидов и отвечающий установленным правилам безопасности для данного типа материалов. Смеситель 5 может представлять собой статический смеситель для непрерывного перемешивания жидкостей.In the embodiment shown in Figure 1, the temperature controlled section 3 includes a storage 1, for example a reservoir for storing liquid organic peroxide 13, which may be, for example, 2,5-dimethyl-2,5-di(tert-butylperoxy) hexane, and a mixer 5 for mixing liquid organic peroxide 13 with an inert aqueous cooling medium 4, which can be, for example, demineralized water. For example, demineralized water may contain less than 2%, less than 1%, less than 0.5%, less than 0.1%, or no dissolved compounds such as salts. The storage tank may be any storage tank known in the art for the safe storage of liquid organic peroxides and that meets established safety regulations for that type of material. The mixer 5 may be a static mixer for continuously mixing liquids.
Секция с контролируемой температурой 3 дополнительно включает инжектор (детально не показан) для инжектирования инертного водного охлаждающего носителя 4 в смеситель 5. Инжектор может инжектировать инертный водный охлаждающий носитель 4 с предварительно определенной скоростью потока, например, от 1000 ч./млн до 5000 ч./млн в зависимости от производительности оборудования по обработке полимеров. Например, скорость потока инертного водного охлаждающего носителя 4 может быть по меньшей мере вдвое выше скорости потока жидкого органического пероксида 1, например, в три раза выше скорости потока жидкого органического пероксида 1. Инжектор может инжектировать инертный водный охлаждающий носитель 4 при заранее заданной температуре, например, от 5° до 25°C, в зависимости от жидкого органического пероксида 13. Для данной цели инжектор можно снабжать регулятором температуры. Температуру инертного водного охлаждающего носителя 4 можно выбрать и/или отрегулировать в пределах нижнего и верхнего температурного предела для предотвращения замерзания и нагревания жидкого органического пероксида 13 соответственно. Например, когда жидкий органический пероксид 13 представляет собой 2,5-диметил-2,5-ди(тертрет-бутилперокси)гексан, данная темпераThe temperature controlled section 3 further includes an injector (not shown in detail) for injecting inert aqueous coolant 4 into the mixer 5. The injector may inject inert aqueous coolant 4 at a predetermined flow rate, for example, from 1000 ppm to 5000 ppm. /million depending on the productivity of polymer processing equipment. For example, the flow rate of the inert aqueous coolant 4 may be at least twice the flow rate of the liquid organic peroxide 1, for example three times the flow rate of the liquid organic peroxide 1. The injector may inject the inert aqueous coolant 4 at a predetermined temperature, for example , from 5° to 25°C, depending on the liquid organic peroxide 13. For this purpose, the injector can be equipped with a temperature regulator. The temperature of the inert aqueous cooling medium 4 can be selected and/or adjusted within the lower and upper temperature limits to prevent the liquid organic peroxide 13 from freezing and heating, respectively. For example, when liquid organic peroxide 13 is 2,5-dimethyl-2,5-di(tert-butylperoxy)hexane, the given tempera
- 8 047055 тура может варьироваться от 10°C до 40°C.- 8 047055 round can vary from 10°C to 40°C.
Секция с контролируемой температурой 3 дополнительно содержит насос 2 для подачи жидкого органического пероксида 13 в смеситель 5 с заранее заданной скоростью потока, например, от 50 ч./млн до 6000 ч./млн, в зависимости от производительности оборудования для обработки полимера. Например, насос 2 может быть любым насосом-дозатором жидкости, подходящим для введения отмеренного количества жидкости в другую жидкость.The temperature controlled section 3 further includes a pump 2 for supplying liquid organic peroxide 13 to the mixer 5 at a predetermined flow rate, for example, from 50 ppm to 6000 ppm, depending on the capacity of the polymer processing equipment. For example, pump 2 may be any liquid metering pump suitable for introducing a measured amount of liquid into another liquid.
Система для подачи жидкого органического пероксида в экструдер 9 включает секцию с контролируемой температурой 3 и трубу 6, выполненную с возможностью сообщения смесителя 5 по текучей среде с экструдером 9, расположенным вне секции с контролируемой температурой 3. Труба 6 не снабжена какими-либо внешними средствами контроля температуры, такими как, например, охлаждающая рубашка или двойная стенка для циркуляции охлаждающей среды в ней или подобные. Действительно, охлаждающая функция жидкого органического пероксида 13 выполняется инертным водным охлаждающим носителем 4. Соответственно, труба 6 может быть обычной одностенной трубой, которая не нуждается в каких-либо специальных охлаждающих средствах. Труба 6 может иметь длину от 5 м до 200 м, но возможна и отличная длина в зависимости от размеров системы 12 для обработки расплава полимера и компоновки ее аппарата.The system for supplying liquid organic peroxide to the extruder 9 includes a temperature-controlled section 3 and a pipe 6 configured to communicate with the mixer 5 in a fluid medium with an extruder 9 located outside the temperature-controlled section 3. The pipe 6 is not equipped with any external control means temperature, such as, for example, a cooling jacket or a double wall for circulating a cooling medium therein or the like. Indeed, the cooling function of the liquid organic peroxide 13 is performed by the inert aqueous cooling medium 4. Accordingly, the pipe 6 may be a conventional single-wall pipe that does not require any special cooling means. The pipe 6 can have a length from 5 m to 200 m, but various lengths are possible depending on the size of the polymer melt processing system 12 and the layout of its apparatus.
Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения, примерный способ обработки расплава полимера, включающий, например, разрушение и/или сшивку полипропилена, применяя по меньшей мере один органический пероксид, такой как, например, 2,5-диметил-2,5-ди(трет-бутилперокси)гексан, может быть следующим. Примерный способ обработки расплава данного полимера включает транспортировку жидкого органического пероксида 13 в нерастворенной смеси с инертным водным охлаждающим носителем 4, например, деминерализованной водой, из секции с контролируемой температурой 3 в загрузочное отверстие экструдера 9, экструзию расплавленного полимера в присутствии жидкого органического пероксида 13 и инертного водного охлаждающего носителя 4 в экструдере 9, и удаление инертного водного охлаждающего носителя 4 и любых дополнительных летучих соединений из расплавленного полимера. Для образования смеси жидкого органического пероксида 13 и инертного водного охлаждающего носителя 4 способ может дополнительно включать хранение жидкого органического пероксида 13 в хранилище 1, расположенном в секциях с регулируемой температурой 3, подачу жидкого органического пероксида 13 из хранилища 1 в смеситель 5 при предварительно определенной скорости потока, например, 500 ч./млн, в зависимости от производительности оборудования для обработки полимера, подачи инертного водного охлаждающего носителя 4 в смеситель 5 при предварительно определенной скорости потока, например, 2500 ч./млн, относящейся к производительности оборудования для обработки полимеров, и смешивание жидкого органического пероксида 13 и инертного водного охлаждающего носителя 4 в смесителе 5.According to embodiments of the present invention, an exemplary method of processing a polymer melt, including, for example, breaking and/or cross-linking polypropylene using at least one organic peroxide, such as, for example, 2,5-dimethyl-2,5-di(tert- butylperoxy)hexane may be next. An exemplary method of processing a melt of this polymer involves transporting liquid organic peroxide 13 in an undissolved mixture with an inert aqueous cooling medium 4, for example, demineralized water, from a temperature-controlled section 3 to the feed opening of the extruder 9, extruding the molten polymer in the presence of liquid organic peroxide 13 and inert aqueous coolant 4 in extruder 9, and removing the inert aqueous coolant 4 and any additional volatile compounds from the molten polymer. To form a mixture of liquid organic peroxide 13 and inert aqueous cooling medium 4, the method may further include storing liquid organic peroxide 13 in storage 1 located in temperature-controlled sections 3, supplying liquid organic peroxide 13 from storage 1 to mixer 5 at a predetermined flow rate , for example, 500 ppm, depending on the productivity of the polymer processing equipment, supplying the inert aqueous cooling medium 4 to the mixer 5 at a predetermined flow rate, for example, 2500 ppm, related to the productivity of the polymer processing equipment, and mixing liquid organic peroxide 13 and inert aqueous cooling medium 4 in mixer 5.
Жидкий органический пероксид 13 в нерастворенной смеси с инертным водным охлаждающим носителем 4 вместе с полипропиленовым порошком или гранулами 7 подается в загрузочную воронку экструдера 8, например, под азотной подушкой, по трубопроводу 6. Вместе с жидким органическим пероксидом 13 подается инертный водный охлаждающий носитель 4 и полимерный порошок или гранулы 7, любые стабилизаторы и/или дополнительные добавки также можно подавать через загрузочную воронку 8 в экструдер 9. Экструдер 9 забирает композиционный материал с помощью вращающегося шнека(ов), например, при температуре экструзии в диапазоне от 190°C до 260°C. Полимер, жидкий органический пероксид 13 и инертный водный охлаждающий носитель 4 смешиваются шнеком экструдера 9.Liquid organic peroxide 13 in an undissolved mixture with an inert aqueous cooling medium 4, together with polypropylene powder or granules 7, is fed into the feed funnel of the extruder 8, for example, under a nitrogen blanket, through pipeline 6. Together with the liquid organic peroxide 13, an inert aqueous cooling medium 4 is supplied and polymer powder or granules 7, any stabilizers and/or additional additives can also be fed through the feed hopper 8 into the extruder 9. The extruder 9 takes up the composite material using a rotating screw(s), for example, at an extrusion temperature in the range from 190°C to 260 °C. The polymer, liquid organic peroxide 13 and inert aqueous cooling medium 4 are mixed by the extruder screw 9.
Давление и температуру экструзии можно изменять по длине экструдера 9. Например, давление расплава в зоне сжатия расплава может составлять приблизительно 100 бар при температуре приблизительно 230°C. В процессе реактивной экструзии жидкий органический пероксид 13 вызывает реологическую модификацию расплавленного полимера.The extrusion pressure and temperature may be varied along the length of the extruder 9. For example, the melt pressure in the melt compression zone may be approximately 100 bar at a temperature of approximately 230°C. In the reactive extrusion process, liquid organic peroxide 13 causes rheological modification of the molten polymer.
Поскольку экструдер 9 содержит зону вентиляции 10 после загрузочной воронки экструдера 8, деминерализованную воду, ранее действуюшую как инертное водное охлаждающее средство 4 для жидкого органического пероксида 13 вдоль трубы 6, можно извлекать в виде пара 11 из расплава полимера. Кроме того, вместе с водой можно удалять другие летучие соединения и продукты реакции разложения пероксида. Давление вакуума, необходимое для полного извлечения инертного охлаждающего носителя, состоящего из деминерализованной воды, а также других летучих соединений, можно выбрать при давлениях ниже атмосферного в зоне вентиляции, например, в пределах от 1000 мбар (абс.) до 800 мбар (абс.), и например от 800 мбар (абс.) до 600 мбар (абс.). Например, давление ниже атмосферного в зоне вентиляции можно поддерживать на требуемом уровне, присоединяя по меньшей мере одно вентиляционное отверстие к трубе, ведущей к вакуумному насосу или другим известным устройствам для создания вакуума. Вентиляционный полимер выходит из экструдера 9 через гранулятор (не показан) в виде гранул.Since the extruder 9 contains a venting zone 10 downstream of the extruder hopper 8, the demineralized water previously acting as an inert aqueous coolant 4 for the liquid organic peroxide 13 along the pipe 6 can be recovered as steam 11 from the polymer melt. In addition, other volatile compounds and peroxide decomposition reaction products can be removed along with water. The vacuum pressure required to completely extract the inert cooling medium consisting of demineralized water as well as other volatile compounds can be selected at sub-atmospheric pressures in the ventilation zone, for example ranging from 1000 mbar (absolute) to 800 mbar (absolute) , and for example from 800 mbar (abs.) to 600 mbar (abs.). For example, subatmospheric pressure in a venting area can be maintained at a desired level by connecting at least one vent to a pipe leading to a vacuum pump or other known vacuum generating devices. The vent polymer exits the extruder 9 through a granulator (not shown) in the form of granules.
Как следствие, может быть достигнуто улучшенное снижение содержания летучих органических соединений, усиленное уменьшение запахов и улучшенный цвет конечных полимерных гранул.As a consequence, improved reduction of volatile organic compounds, enhanced odor reduction and improved color of the final polymer granules can be achieved.
В описанных вариантах осуществления, 2,5-диметил-2,5-ди(трет-бутилперокси)гексан описан как жидкий органический пероксид для модификации реологии полимера, такого как полипропилен, в условиях экструзии. Однако, различные полимеры можно реологически модифицировать различными оргаIn the described embodiments, 2,5-dimethyl-2,5-di(tert-butylperoxy)hexane is described as a liquid organic peroxide for modifying the rheology of a polymer, such as polypropylene, under extrusion conditions. However, different polymers can be rheologically modified by different organic
- 9 047055 ническими пероксидами в соответствии с вариантами осуществления способа настоящего изобретения. Также, описаны варианты осуществления, основанные на применение одного органического пероксида. Однако множество органических пероксидов можно применять в соответствии с одним или несколькими вариантами осуществления способа настоящего изобретения. Кроме того, также можно применять стабилизаторы и/или дополнительные добавки в соответствии с одним или несколькими вариантами осуществления способа настоящего изобретения.- 9 047055 nic peroxides in accordance with embodiments of the method of the present invention. Also described are embodiments based on the use of a single organic peroxide. However, a variety of organic peroxides can be used in accordance with one or more embodiments of the method of the present invention. In addition, stabilizers and/or additional additives can also be used in accordance with one or more embodiments of the method of the present invention.
Несмотря на то, что изобретение описано в отношении ограниченного числа вариантов осуществления, специалисты в данной области техники, ознакомившись с данным описанием, поймут, что могут быть разработаны другие варианты осуществления, не выходящие за пределы объема изобретения, описанного в настоящем изобретении. Соответственно, объем изобретения должен быть ограничен только прилагаемой формулой изобретения.Although the invention has been described in terms of a limited number of embodiments, those skilled in the art, having read this description, will understand that other embodiments may be developed without departing from the scope of the invention described herein. Accordingly, the scope of the invention should be limited only by the appended claims.
Claims (15)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP20200266.3 | 2020-10-06 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA047055B1 true EA047055B1 (en) | 2024-05-29 |
Family
ID=
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP3800217B1 (en) | Methods for modifying the rheology of polymers | |
| EP0728796B1 (en) | Process for improving processability of ultra low melt viscosity polymer | |
| US7232878B2 (en) | Polymer treatment for separating volatile material | |
| US5442041A (en) | Removal of volatile substances from thermoplastic resins | |
| EA047055B1 (en) | METHOD AND SYSTEM FOR SUPPLYING LIQUID ORGANIC PEROXIDE TO EQUIPMENT FOR PROCESSING POLYMER MELT | |
| CN110769993B (en) | Pellet drying and degassing method | |
| CA3065652C (en) | Process for removing volatile components from an olefin polymer and article obtained | |
| US20230383066A1 (en) | Method and system for feeding a liquid organic peroxide to a polymer melt processing equipment | |
| JP2005022245A (en) | Supercritical treatment apparatus for polymer | |
| JP2007535599A (en) | Polyolefin treatment to separate volatile materials | |
| US6359077B1 (en) | Process for producing high melt flow polymers | |
| US9126353B2 (en) | Method and apparatus for making polyolefin pellets | |
| JP3731825B2 (en) | Supercritical fluid processing equipment | |
| JP2023533172A (en) | Process for reducing ethylene volatiles during LDPE polymerization | |
| EP0723977B1 (en) | Method for product recovery of polyolefins | |
| JP2009173761A (en) | Method for preparing modified polyolefin |