[发明专利]聚酰胺珠粒和制备这类珠粒的方法

说明书

技术领域

本发明涉及聚酰胺珠粒(perles)或粒料(granulés)和制备这些 珠粒的方法，以及它们作为尤其用于开采烃类例如石油或天然气的地 壳的天然或人工地下裂缝的支撑剂的用途。

本发明更特别地涉及具有规则形状的小直径珠粒。

背景技术

对于在许多领域中使用的众多制品的制备而言，诸如聚酰胺之类 的热塑性聚合物是非常重要的材料。一般通过以熔融聚合物为原料， 例如在纺丝、挤出、模塑工艺中成型而获得这些制品。

一般地，用于生产这些制品，尤其是用于供给成型设备的原料呈 聚合物粒料的形式，其通过将离开聚合设备的熔融聚合物铸造成棒条 (jonc)的形式并将这些棒条切成圆柱形粒料而获得。这些通常为圆 柱形的粒料具有几毫米的长度。

然而，对于某些应用来说，可能有利的是使用特定形状，例如基 本上球形的粒料。这类球形粒料在下文中将会称为珠粒，而且尤其具 有更好的流动性。

多年来，造粒工艺使得制备热塑性材料的珠粒成为可能。该工艺 和用于实施它的装置被称为“水下造粒(coupe ennoyée)”装置或 工艺而且例如在专利US 2918701或US 3749539中得到描述。

尤其是对于制备诸如聚酰胺之类的具有高熔点的聚合物粒料或 珠粒而言，该工艺的使用是棘手的。这是由于，在这类聚合物的情况 下，材料在模头孔中凝固或结晶的风险大。因此，如果多数模头孔被 凝固或结晶的聚合物堵塞的话，为了疏通它们并至少保持可接受的生 产率，将不得不使设备停止。

为了降低这些风险，已经提出水下造粒设备的众多研究和改进。 然而，“水下造粒”工艺中的这些模头孔堵塞风险导致应用领域的限制， 尤其是对于诸如聚酰胺之类具有高熔点的聚合物的造粒而言。因此， 为了在诸如聚酰胺之类具有高熔点的聚合物的情况下降低模头孔堵塞 的风险，制成的粒料或珠粒具有大于2mm的直径，因为模头孔的尺 寸必须足够大以便在模头孔中具有相对大量的聚合物，这限制了存在 于模头孔中的材料的冷却和凝固。

然而，热塑性聚合物珠粒的某些应用或用途需要尺寸或直径小的 珠粒，尤其是聚酰胺珠粒在用于开采烃类的设备中作为地壳的天然或 人工地下裂缝的支撑剂的用途，如同在例如专利US 2006/0151170中 所述。

发明内容

本发明的目的之一在于提供小尺寸的聚酰胺珠粒和使用水下造 粒装置的方法，其使得在没有已知设备和方法的缺点的情况下制备上 述珠粒成为可能。

为此，本发明提供球形或椭圆形的聚酰胺珠粒，其表面不含凹陷 部分，有利地具有规则形状，其特征在于它们具有小于或等于1.7mm 的平均直径和小于0.1ml/g的孔隙率，该孔隙率如下测定：根据标准 ASTM Standards of catalysts D 4284-83，使用MICROMERITICS AutoPore IV水银孔率计按照水银孔隙率测量方法进行测定。

根据本发明，平均直径D理解为通过测量100个珠粒的随机试样 的质量P确定的直径。直径D由下列公式(I)给出：

D＝[(P＊6)/(100＊Mv＊π)]^1/3          (I)

其中：

-P表示100个珠粒或粒料试样按克计的质量；和

-Mv表示形成珠粒的材料的密度。

按照以下方法确定密度Mv：

按照以下规程通过排水量估计珠粒的体积：

将容积适合珠粒尺寸的锥形容量瓶注水直到瓶颈边缘，其对应于 水的体积V₁。测定瓶+水组合的质量，并记作M₁。将水从瓶中排空。 用给定质量m₁的珠粒填充该瓶。再次将瓶注水直到瓶颈边缘。测定 瓶+水+珠粒组合的质量，将它记作M₂。然后通过下列公式II计算珠 粒的密度：

Mv＝m₁/(m₁-(M₂-M₁))＊V₀(II)

其中V₀表示按g/cm³计的水的密度。