从基本上为结晶的α烯烃聚合物中除去低聚物的方法技术

本申请公开了一种从基本上为结晶α烯烃聚合物颗粒中无需将该颗粒熔化就可除去低聚物的方法。本发明专利技术包括用可溶解低聚物的气体使颗粒床流化，在所述的床处于聚合物颗粒是非粘性的，而较低分子量的低聚物至少可从中蒸发的温度。将流化床中的颗粒维持到大部分低聚物被蒸发并被流化气体排出为止。通过调节床中颗粒的床温和停留时间可以控制除去低聚物的比例和链长。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及合成树脂。更具体地说，本专利技术涉及α烯烃聚合物，以及除去不需要的组份(如合成时产生的不需要的组份)的处理方法。众所周知，α烯烃聚合物可在选定的时间、温度和压力条件下催化聚合α烯烃而制成，以产生有所需性质的聚合产物。每种情况下的所需产物(一般是指聚合物)是α烯烃单元分子链的混合物，这些链有许多不同的链长。虽然绝大多数链的长度达几千个碳原子，但必然有长度过分短的链，这些链可以短到含2个α烯烃单元，长到含45个或更多α烯烃单元。这些链长较短的分子称为低聚物。在聚合反应中，除形成所需产物以外也形成低聚物。在某种程度上说，这些低聚物不会成为所需聚合物颗粒的一部分，它们通常在聚合步骤后进行的未反应的α烯烃清除步骤中与聚合物颗粒分离。低聚物也在聚合后处理过程如包括熔融挤塑的减粘裂化中形成。在大多数市售α烯烃聚合物的情况下，聚合物颗粒中低聚物浓度不足以引起问题。实际上，存在低聚物可有利于聚合物的流变性。然而，特别在基本上为结晶的、熔体流动速率高(＞5dg/min，AST-MD1238，条件L)的丙烯聚合物(聚合物中低聚物浓度常在1000-10,000ppm之间)情况下，聚合物中较高浓度的低聚物会在制造有用制品的熔融挤塑过程中从聚合物中产生“烟”。例如参见属于Ho-erauf等的美国专利4,233,429，该专利揭示了一种在工作区域收集和清除从离开挤塑模具的熔融聚合物中产生的挥发物质的方法和装置。然而并不是所有低聚物可从离开模具后且在冷却到固化温度前的熔融聚合物中挥发掉。挤塑聚合物中残余的低聚物会在这种挤塑聚合物制品(如包装膜、容器等)中产生讨厌的味道和气味。一种已公开的减少聚合物中低聚物浓度的方法必须将聚合物颗粒熔化，并让一种能溶解低聚物且不能溶解聚合物的液体或气体通过该熔融体。这种方法的例子被揭示在属于Beckemeier等的美国专利5,200,486和属于Miyakawa的美国专利5,237,048中。这种方法的主要缺点是所得的经提纯的聚合物经受加热过程，也就是说，所得的经提纯的聚合物有某种程度的热降解和物理性质的变化。当聚合物再经受熔融过程如在制造树脂产品时的熔融配混和制造有用制品时的注塑、热成型、熔纺和熔铸等时会加剧这些降解和变化。因此，本专利技术面临的主要问题是提供一种不需熔融就可从α烯烃聚合物中除去不需要的低聚物的方法。属于Saito等的美国专利4,365,057揭示了一种“干燥”α烯烃聚合物的方法，这种α烯烃聚合物已与含6-7个碳原子的烃类介质形成浆料，从浆料中分离后对这种聚合物进行处理(如在诸如流化床干燥器之类的常规干燥器中与加热过的氮气接触)，以将残余烃类介质的浓度降低到0.2-2％(重量)。按照该专利，当在这种烃类介质中形成聚合物时，当在这种烃类介质中用醇使催化剂失活时，以及当为除去无规馏份时用这种烃类介质进行处理时，可以形成这类浆料。该方法包括将聚合物加入容器(silo)的上部，在容器(silo)的下部通入露点为-10℃或-10℃以下的氮气或将聚合物沉降到容器的下部，该专利强调，在容器内排放的聚合物从容器的下部靠重力下降，并从容器上部排出含烃类介质的氮气。干燥过程在70-130℃温度内进行，聚合物在容器中的停留时间为0.5-20小时，通入的氮气量为20-40Nm3/吨处理的聚合物。该专利没有揭示含8个或更多个碳原子的脂肪烃介质，没有涉及低聚物，也没有描述在容器中形成流化床的聚合物粉末。属于DeNicola的美国专利5,047,446揭示了一种处理辐射过的含自由基的丙烯聚合物颗粒的方法。在一个实施方案中处理聚合物颗粒的方法是，在温度约为40-110℃的用氮气或其它对自由基惰性的气体流化的颗粒床中将聚合物颗粒加热10分钟-2小时。在另一个实施方案中，聚合物颗粒再在温度约为130-150℃的第二个流化床中处理至少约20分钟。第一步的目的是更好地控制颗粒中自由基的重新结合，而第二步的目的是更好地控制残余自由基的失活。该专利中没有任何内容说明从任一个含低聚物的床中流化气体。本专利技术提供一种从含较大浓度低聚物、基本上为结晶的α烯烃固体细颗粒中汽提低聚物的非熔融方法。一般来说，该方法包括在足以从所述颗粒中蒸发低聚物，但不足以使所述颗粒发粘到大量结块和粘合到壁上等程度的温度下形成含所述颗粒的床；在选定的条件下将一股对聚合物颗粒和低聚物惰性的气流以使床流化的速度通过所述的床，从而使床流化，在这过程中将低聚物蒸发并使其排出该床；将所述的床在所述的流化条件和温度下保持一段时间，以保证使所述颗粒中大部分的低聚物蒸发，并被排出该床。本专利技术的一个实施方案是基于如下发现即在本方法实施过程中除去的低聚物的比例和链长是聚合物颗粒在流化床中温度和停留时间的函数。也发现，除去的低聚物比例是聚合物颗粒在流化床中停留时间的直接函数。还发现，除去的低聚物的链长是聚合物颗粒在流化床中温度的直接函数。在该实施方案中，通过调节聚合物颗粒在流化床中温度和停留时间可以控制从聚合物颗粒中除去的低聚物的比例和链长，由此提供含残余量低聚物的聚合物产物，所述低聚物的浓度和链长是用于制造有用制品的产物中，或制品本身中必需的或需要的。按本专利技术处理的聚合物是一般在实用温度范围内如100-140℃呈固态的或非粘性的，以及含有显著量低聚物的α烯烃聚合物。这种α烯烃聚合物通常有足够的结晶度，因此它在一个较高温度(一般高于25℃)内呈固体且是非粘性的，并在该温度或超过这个温度时会被熔化。众所周知，这种聚合物熔化的温度称为熔点。具有这种结晶度的α烯烃聚合物的例子包括模塑级聚合物、薄膜级聚合物和纤维级聚合物如聚乙烯，包括高、中和低密度型聚乙烯；乙烯共聚物，包括线型低密度聚乙烯和超低密度聚乙烯；聚丙烯(丙烯均聚物)；丙烯和其它α烯烃(如乙烯和1-丁烯等)的共聚物和三元聚合物，所述的三元聚合物包括二烯，聚丁烯，聚苯乙烯；以及包括这些聚合物的混合物。所述混合物由顺序聚合法和熔融配混法制备。这种α烯烃聚合物中低聚物的浓度可以在一个很宽的范围内。通常的浓度为占聚合物重量的1000-10000ppm，但更高的和更低的浓度也在本专利技术更宽的范围内。然而，在低聚物起始浓度低于约250ppm的情况下，本专利技术的方法不太可行。一个理由是降低这个值以下的低聚物浓度似乎没有任何有效的方法。根据本专利技术，需处理的含低聚物的α烯烃聚合物是固体颗粒。按本专利技术方法减少低聚物的程度似乎不受颗粒度的显著影响。因此，聚合物颗粒可以是任何大小。然而，聚合物颗粒度一般在5-200目范围内(本文所有的颗粒度是美国筛号)，从操作上考虑，聚合物颗粒度最好在5-80目范围内。在所需温度下建立和维持颗粒流化床、向流化床中输入颗粒和气体以及从流化床中排出颗粒和气体的方法和装置是众所周知的，在本文中无需作描述。流化和汽提气体可以是任何在选定条件下对聚合物颗粒惰性的气体，它是一种被蒸发的低聚物的溶剂，且不会被低聚物所饱和。优选气体的例子是氮气、氦气、氩气、二氧化碳等。虽然可以使用氧气和空气，但由于存在尘爆的危险一般不用这些气体。输入流化床的气体最好少含或不含低聚物。在大多数本专利技术实施方案中，出于经济上的考虑循环使用从流化床中排出的气体。通常为从这种回收气体分离出低聚物蒸汽需对其进行处理。这种处理的一个例子是将该本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种从含显著浓度低聚物的基本上为结晶的α烯烃聚合物细颗粒中汽提低聚物的方法，其特征在于所述的方法包括：在足以从所述颗粒中蒸发低聚物，但不足以使所述颗粒发粘到大量结块和粘结到壁上程度的温度下形成含所述颗粒的床；在选定的条件下将一股对聚 合物颗粒和低聚物惰性的气流以使床流化的速度通过所述的床，从而使床流化，在这过程中将低聚物蒸发并使其排出该床；将所述的床在所述的温度下保持一段时间，这段时间足以使所述颗粒中大部分的低聚物蒸发。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：RJ费扎，SD威廉斯，
申请(专利权)人：蒙岱尔北美股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]