粒化生物材料复合物的方法技术

一种用于制备含水量低的聚合物生物材料复合物以及可膨胀聚合物生物材料复合物的方法，其将该复合物挤出通过模板(18)进入水箱(16)并利用切割机刀片(14)粒化。聚烯烃或缩合聚合物与固体或半固体的生物材料成分(155)，例如包括纤维素制品和淀粉的多糖，或包括多肽的蛋白质材料熔化地混和，并且被挤出，然后在水下被粒化，然后以被加速干燥的方式被加工以获得1％含水量或更低含水量。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种用于制备含水量低的聚合物生物材料复合物以及可膨胀聚合物生物材料复合物的方法，其将该复合物挤出通过模板(18)进入水箱(16)并利用切割机刀片(14)粒化。聚烯烃或缩合聚合物与固体或半固体的生物材料成分(155)，例如包括纤维素制品和淀粉的多糖，或包括多肽的蛋白质材料熔化地混和，并且被挤出，然后在水下被粒化，然后以被加速干燥的方式被加工以获得1％含水量或更低含水量。【专利说明】 本申请是申请号为200680031593. 1、国际申请日为2006年8月31日、名称为"粒 化生物材料复合物的方法和设备"的专利申请的分案申请
本专利技术一般涉及利用水下粒化以及随后加速干燥聚合物生物材料复合物和发泡 的聚合物生物材料复合物而生产含水量显著减少的粒料的方法和设备。更具体地，本专利技术 涉及水下粒化例如聚乙烯和聚丙烯的聚烯烃，例如聚氯乙烯和聚苯乙烯的取代聚烯烃，聚 酯，聚酰胺，聚氨酯，聚碳酸酯，或前述的共聚物，以及利用随后的加速干燥这些可膨胀或不 可膨胀（orotherwise)的粒料或细粒，同时使得这些粒料或细粒的含水量显著降低的方法 和设备，所述材料含有包括可膨胀的复合物的固态或半固态的生物材料成分，例如包括纤 维素制品和淀粉的多糖，或包括多肽的蛋白质材料。在此描述的粒化和干燥处理制备出湿 度达到1 %或更低的希望水平的粒料或细粒。
技术介绍
多年来，木材产品工业非常关注聚合物和木材产品的复合物。因为用于装饰性整 理以及暴露的木材表面的高品质资源已经逐年减少，人们花费很多精力来寻找经济的替代 物。这种兴趣的大部分都涉及聚乙烯复合物、聚丙烯复合物以及聚氯乙烯复合物。聚氯乙 烯复合物已经被广泛研究以用作具有木粉和各种无机填料的发泡复合物。 近来的研究涉及到例如甲板的建筑材料，用于纸张和木材纸浆工业的循环利益， 以及发酵过程的废弃副产品。石油价格的持续高涨也导致考虑可循环的塑料资源。近来的 研究也涉及环境美化、汽车构件、以及宠物臭气控制应用。 主要的关注点在于控制最终产品的湿度。高的含水量导致由于应力破坏和起泡形 成而在抛光的产品中产生对结构整体性的潜在损坏。由于不受控制的含水量也可以有损于 表面抛光。也需要关注的是使用纤维素制品对温度的限制，因为所述纤维素制品非常易于 随着加工温度的升高而碳化。这种关注限制了对用于制造该复合物的塑料材料的选择。 生物材料的干燥是耗时的而且在经济上昂贵的。由于该复合物的生物成分可能会 吸收水分，在存储时有必要进行成本高昂的湿度控制或不透水包装，而使得成本进一步增 力口。因此在工业上已经逐渐舍弃了导致吸收环境水分或存在直接暴露于水的加工。 由于在制造过程之前和/或在制造过程中需要减少含水量，所以产品生产量受到 速度限制。为避免不必要的存储和较少的不利的水分吸收，很多工业直接在合成制造之后 执行挤压或其它生产技术以形成最终的产品。 基于以上关注，本专利技术提出了一种技术，用于在没有对成分进行不必要的初步干 燥的情况下形成聚合物生物材料复合物，并且加快加工以在需要时制备被适当干燥而用于 随后加工、运输或分步加工的中间粒料。这种加工包括连续的生产步骤：挤出、水下粒化、以 及加速干燥以形成理想的低含水量的复合物。 相关在先技术 【权利要求】1. 一种将聚合物生物材料复合物加工成粒料的方法，包括步骤： 通过模板（18)挤出聚合物生物材料复合物的线束到水下制粒机（12,102)中； 在所述制粒机中将复合物线束切割成粒料； 将所述复合物粒料作为水和粒料的浆液从所述制粒机输送出；和 干燥所述复合物粒料， 其特征在于： 所述输送所述复合物粒料的步骤包括将高速惰性气体注入到所述水和粒料浆液中以 使得所述水从所述粒料吸出并且使得所述粒料保持内部热量，以减少所述粒料的水分吸收 以及加速输送和干燥所述粒料，干燥所述复合物粒料的步骤包括使得含水量达到1 %，且优 选地小于1%。2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于： 注入到水和粒料浆液中的高速惰性气体与该浆液有效接触以通过吸出产生水蒸气，且 在整个浆液管中分散聚合物生物材料复合物粒料并以增加的速度将粒料传送到干燥器中， 粒料在干燥器中被干燥，所述吸出产生聚合物生物材料复合物粒料与气体的混合物，其会 达到气体体积的98-99%。3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于： 所述粒料在所述高速惰性气体被注入到所述水和粒料浆液中之后被输送到干燥机 (32,108)，粒料从干燥机排出的步骤包括通过振动单元（84)使得粒料保持运动状态，在所 述运动状态期间所述粒料继续干燥。4. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于： 通过模板（18)挤出聚合物生物材料复合物的线束的步骤包括在低于220°C的温度挤 出聚合物生物材料复合物以避免使得生物材料降解。5. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于： 在将高速惰性气体注入到所述水和粒料浆液中时，所述惰性气体以至少l〇〇m3/hr的流 量，并且优选地为大约175m3/hr的流量注入到所述水和粒料浆液中。6. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于： 在将高速惰性气体注入到所述水和粒料浆液中时，所述气体大体上与所述浆液的行进 管道对准地注入到所述水和粒料浆液中。7. 根据权利要求6所述的方法，其特征在于： 所述浆液的行进管道以30度到60度之间的角度转变方向，并且所述气体在所述转变 方向处注入。8. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于： 所述聚合物生物材料复合物包括可发泡的、发泡的以及没有发泡的复合物。9. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于： 所述聚合物生物材料复合物粒料具有10%到90%的生物材料。10. 根据权利要求9所述的方法，进一步包括步骤： 从下述材料组成的组中选择所述生物材料：多糖，包括纤维素制品和淀粉；和蛋白质 材料，包括多肽；以及前述材料的任何组合。11. 根据权利要求9所述的方法，其特征在于： 所述生物材料包括从10到900微米的纤维颗粒，且纵横比为1到50,优选为从2到20。12. 根据权利要求9所述的方法，其特征在于： 所述生物材料包括粒度为从15到425微米的粉末。13. 根据权利要求1所述的方法，进一步包括： 从由下述材料构成的组中选择所述聚合物：聚烯烃、取代聚烯烃、聚酯、聚酰胺、聚氨酯 和聚碳酸酯。14. 根据权利要求1所述的方法，进一步包括步骤： 使得所述聚合物生物材料复合物内包括用于赋予在聚合物与生物材料之间的更大相 容性的一种或更多药剂。15. -种将聚合物生物材料复合物加工成粒料的方法，包括步骤： 通过模板（18)挤出聚合物生物材料复合物的线束到水下制粒机（12,102)中； 在所述制粒机中将复合物线束切割成粒料； 将所述复合物粒料作为水和粒料的浆液从所述制粒机输送出；和 干燥所述复合物粒料， 其特征在于： 所述输送所述复合物粒料的步骤包括将高速惰性气体注入到所述水和粒料浆液中以 使得所述水从所述粒料吸出并且使得所述粒料保持内部热量，以减少所述粒料的水分吸收 以及加速输送和干燥所述粒料，所述聚合物生物材料复合物用于形成具有10 %到90 %的 生物材料的所述粒料。16. 根据权利要求15所述的方法，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种将聚合物生物材料复合物加工成粒料的方法，包括步骤：通过模板(18)挤出聚合物生物材料复合物的线束到水下制粒机(12，102)中；在所述制粒机中将复合物线束切割成粒料；将所述复合物粒料作为水和粒料的浆液从所述制粒机输送出；和干燥所述复合物粒料，其特征在于：所述输送所述复合物粒料的步骤包括将高速惰性气体注入到所述水和粒料浆液中以使得所述水从所述粒料吸出并且使得所述粒料保持内部热量，以减少所述粒料的水分吸收以及加速输送和干燥所述粒料，干燥所述复合物粒料的步骤包括使得含水量达到1％，且优选地小于1％。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：韦恩·J·马丁，罗杰·B·怀特，罗伯特·G·曼，
申请(专利权)人：卡拉工业公司，
类型：发明
国别省市：美国;US