[发明专利]用于制备聚(对苯二甲酸丙二醇酯)粒料的设备

说明书

本专利申请要求2011年3月1日提交的美国临时申请61/447,868和2011年3月1日提交的美国临时申请61/447,875的权益，它们以引用方式并入本文。

技术领域

本发明涉及用于骤冷挤出的聚合物线条的骤冷设备。

背景技术

聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)通过1，3-丙二醇与对苯二甲酸或对苯二甲酸酯的缩聚反应来制备。PTT聚合物及其共聚物在纤维、织物、地毯、膜、模塑部件等的制备中有日益增长的商业用途。

在聚合物领域中的标准实施是在通过挤出机挤出产生的熔融聚合物的“连续聚合器”中制造热塑性聚酯，该挤出机配有所谓的“线条模头”，它只是其中具有一个或多个约1/8-1/4圆形横截面的孔的金属板。将直径为约1/10-1/8的熔融热塑性聚合物的连续线条挤出线条模头的各个孔。紧接着从线条模头排出时，热的线条通常通过水骤冷区域，其通常由水骤冷槽或水喷雾室组成。骤冷区域的长度很大程度上取决于挤出线条的线速度--即，线条移动的速度-以及线条在模头出口处的熔融温度。在骤冷区域的末端，线条与水分离，并且指向切割器，所述切割器将线条切成约1/8长的粒料。

开发用于聚(对苯二甲酸乙二醇酯)(PET)的这一实施已经被施用于聚(对苯二甲酸丙二醇酯)(PTT)。因为线条的快速骤冷，所得粒料趋于表现出无定形(即，非结晶的)表面。这对于PET不是一个问题，因为玻璃化转变温度足够高，使得无定形表面保持固体状态直至粒料进行进一步的熔融加工。PTT表现出约45℃的玻璃化转变温度(T_g)--远低于PET和其他熟知的聚酯如PBT或PEN的玻璃化转变温度。已发现，当通过上述方法制备的PTT粒料储存在约40℃的环境温度下时，在微观水平上可能发生某些程度的表面聚合物流动，从而导致储存的粒料粘在一起形成聚集体，其阻碍粒料在加工期间的平滑流动。通过诱发表面结晶，可产生当经受相对高的储存温度时表现出大幅降低的粘性和聚集的粒料。

Hanniman等人，US2009/0057935，公开了在高于T_g下由聚酯制得非粘附颗粒的方法，该方法通过在80-110℃下将粒化材料引入冷却水进行，其中粒化材料由熔体制备并且被进料到水下熔体切割器中。

Duh等人，US6,297,315，公开了在制粒之前结晶PTT的方法，该方法通过将骤冷后的线条浸入加热到60-100℃的水浴中进行。Duh指出通过在制粒后结晶获得最佳结果。此外，根据Duh，60℃的水温需要20分钟的结晶时间以获得令人满意的结果。这是因为，如Duh所示，60℃低于约69℃的结晶温度。

Nishiyama等人，JP7223221(A)(仅说明书摘要)，公开了适用于具有小于40℃的T_g的聚酯的方法，其中将熔融线条骤冷，然后进行拉伸以诱导其中结晶，随后进行制粒。

Shelby等人，US6，159,406，公开了在制粒前结晶难以结晶的聚酯熔体的方法，该方法通过骤冷线条，然后通过在两组导丝上卷绕以拉伸线条来进行，上述两组导丝通过设置在高于T_g的热水浴分开，并且线条通过该热水浴。

发明内容

本发明提供了设备，所述设备包括

--用于挤出熔融聚合物线条的挤出装置；

--制粒机；和，

--布置为将聚合物线条从挤出装置输送到制粒机的槽；所述槽包括

--内底部表面；

--布置为在接近挤出装置的内底部表面的第一部分上提供水层的水分配装置；

--布置在槽中位于水分配装置下游的网状或多孔表面，其布置为允许水与经水浸的投射到其上的线条分离；

和，

--位于网状或多孔表面下游的内底部表面的第二部分，其布置为包含水层。

附图说明

图1a示出了在本发明的一个实施例中槽的侧面纵向剖面图，其中槽在其内底部表面中包括多个穿孔。

图1b示出了如图1a所示的槽的底视图，其示出位于第一部分下游的多个穿孔，以及在最远下游部分的大排放孔。

图2示出了在本发明的一个实施例中的槽的侧面纵向剖面图，其中槽内底部不具有位于槽第一部分下游的穿孔，使得在最靠近线条模头的部分处引入的水能够畅通地流向槽末端处的排放孔。相反地，在这个实施例中，槽设有凸起丝网部分，其布置在水紧上方。

图3示出了本发明设备和方法的实施例的示意图，其在下文实例中使用。

具体实施方式