在挤出机中降解(共)聚合物的方法及用于实施所述方法的挤出机的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及在挤出机中降解（共）聚合物的方法，并涉及适合于实施所述方法的 挤出机。
【背景技术】
[0002] 借助挤出机降解（共）聚合物是充分已知的。由于所形成的热机械应力，高温下 剪切力的作用使得可选择性地降低（共）聚合物的分子量或分解（共）聚合物。当分解方 法在自由基生成剂一一例如过氧化物一一的存在下实施时，所述方法的效率可得到进一步 提升。
[0003] 就这点而言，例如，专利文件DE 4000695 C2描述了一种用于生产基本上为非晶 态的聚α-烯烃的方法，所述聚α-烯烃由较高分子量的非晶态聚α-烯烃在自由基生成 剂的存在下在高于软化点时通过剪切应力制备，其中所述较高分子量的非晶态聚α -烯烃 的熔体黏度下降了至少一半。以该方式生产的非晶态聚α-烯烃可用于地毯用厚涂布块 (heavy coating masses)中或者用于热恪胶中。作为合适的自由基生成剂的实例公开了过 氧化物。
[0004] 已经发现上述方法的一个缺点为需要满足高的安全要求，这是因为多种自由基生 成剂（例如过氧化物）显现出高的潜在危险。另外，随着过氧化物衰变，挥发性组分被释放 出来，这可导致在挤出机中降解的聚合物发生不期望的起泡。另外，较大量地使用过氧化物 常导致该方法效率低下，因为这些物质在该方法的总成本中代表了较大部分的成本。
[0005] 除了过氧化物，还可使用氧气或含氧气的气体以在挤出机中降解聚合物。例如，专 利文件DE 4413093 Al公开了一种由废塑料生产低分子量的官能化聚合物的方法，其中高 分子量塑料在300°C至410°C的温度下在氧气或含氧气的气体的存在下在分子量减少的条 件下分解。
[0006] 由于难以有效控制氧气进入聚合物熔体，因此上述方法的可重现性有问题。另外， 在仅使用氧气或含氧气的气体的时候，甚至在极高的温度下也不总是可以使降解方法足够 有效从而获得低粘度聚合物。
【发明内容】
[0007] 因此，本发明设法解决下述问题：提供一种可克服所述现有技术缺点中的至少一 些缺点的方法。尤其是，所述方法意欲能够以有成本效益且能量效率高的过程生产低粘度 的降解（共）聚合物，所述过程是尽可能安全的，其中优选尽可能最大程度地避免所获得的 (共）聚合物发生不期望或不受控制的起泡。
[0008] 该本发明的问题通过本发明的方法以及通过适合于实施所述方法的挤出机得到 解决。
[0009] 本发明的方法基于挤出机中（共）聚合物的顺序降解，其中使用的（共）聚合物 通过第一挤出部分中至少一种自由基生成剂的作用得到降解，而所述（共）聚合物的进一 步分解借助于第二挤出机部分中的氧气气体实现。
[0010] 本发明的在挤出机中降解（共）聚合物的方法包括以下步骤：
[0011] a)借助加料口将（共）聚合物供入所述挤出机的第一挤出部分中；
[0012] b)在至少一种自由基生成剂的存在下在所述第一挤出部分中在剪切应力下降解 所述（共）聚合物，以产生第一降解（共）聚合物；
[0013] c)将所述第一降解（共）聚合物从所述第一挤出部分转移到所述挤出机的第二挤 出部分，其中所述第一挤出部分与所述第二挤出部分由密封装置隔开；
[0014] d)借助进料口将氧气气体供入所述第二挤出部分中，其中所述进料口被布置在沿 挤出方向的所述密封装置的下游；和
[0015] e)在氧气气体的存在下在所述第二挤出部分中在剪切应力下进一步降解所述第 一降解（共）聚合物，以产生第二降解（共）聚合物；
[0016] 前提条件是所述密封装置适合于防止氧气气体从所述加料口中逸出。
[0017] 本发明的这一方法在下文中也被称为本发明的第一方法。
[0018] 本发明的另一个主题是适合于实施所描述方法的挤出机。本发明用于降解（共） 聚合物的挤出机包括：
[0019] -挤出室，其含有至少两个挤出部分；
[0020] -加料口，其用于将至少一种（共）聚合物加料到第一挤出部分；
[0021] -任选存在的自由基生成剂加入装置，其用于将自由基生成剂加入到所述第一挤 出部分中；
[0022] -进料口，其用于将氧气气体加入到第二挤出部分中；
[0023] -密封装置，其将所述第一挤出部分与所述第二挤出部分隔开，所述密封装置在所 述加料口与所述进料口之间提供，其中所述密封装置适合用于防止所供给的氧气气体从所 述加料口逸出；和
[0024] -任选存在的分解装置，其用于分解氧气气体，所述分解装置被布置在沿挤出方向 看的所述进料口的下游。
[0025] 出于本发明的目的，"（共）聚合物"既指均聚物也指共聚物，其中该术语还包括不 同均聚物和共聚物的混合物，以及均聚物与共聚物的混合物。合适的（共）聚合物的实例 包括聚丙烯均聚物或丙烯与不同共聚单体（例如乙烯和/或(；至C 2(| α -烯烃）的共聚物。
[0026] 出于本发明的目的，术语"挤出机"可以优选地指单螺杆挤出机和双螺杆挤出机。 双螺杆挤出机在技术上更为复杂并且以不同的构造提供。区别尤其在于同向旋转或反向旋 转类型之间、紧密啮合或切向类型之间、纵向或横向开放或封闭类型之间、以及圆筒形或圆 锥形类型之间。也可使用混料机、膨胀挤出机或行星式挤出机。优选地，至少一种双螺杆挤 出机用于本发明的方法。
[0027] 所使用的挤出机可以进一步包括具有进料侧和排料侧的外壳，其中至少一个螺杆 可以旋转地支撑，（例如）从其螺杆芯孔中突出的螺旋延伸的螺纹。在进料侧，所述外壳可 以包括：至少一个进料口，其用于意欲在挤出机中加工的（共）聚合物，以及任选存在的一 个或多个加料口，其用于添加剂、混合物和/或助剂；优选地，至少在所述排料侧附近，所述 外壳还可以包括至少一个脱气口，例如可以将真空施用于此脱气口，尤其是为了吸除所述 (共）聚合物的挥发性组分。
[0028] 所述外壳一一尤其是用于一个或多个挤出机螺杆的内衬一一可优选地至少在某 些区域中进行加热和/或冷却，以影响（共）聚合物的温度。另外或者可替换地，也可以想 到给螺杆本身配备用于使热交换流体流动经过的选择。因此，所述挤出机可以包括一个或 多个温度区。优选地，所述挤出机包括多个不同的温度区，其中可彼此独立地调节其温度。
[0029] 所使用的挤出机可以进一步包括多个挤出机区。出于本发明的目的，"挤出机区" 是指挤出机的功能区，例如，入口区，在该入口区中将意欲加工的（共）聚合物例如经由进 料口处的料斗进料至挤出机中、以及例如通过一个或多个挤出机螺杆向前推进；塑化区或 压缩区，其特别用于熔融或塑化所述（共）聚合物；或者降解区或高温区。所使用的挤出机 区的另一个实例是混合区、脱气区或者排料或计量区，其中例如可使（共）聚合物的熔体达 到所需的加工温度并可将其均质化。
[0030] 所述挤出机还包括至少两个挤出部分。出于本发明的目的，"挤出部分"是指任何 构造和尺寸的功能区，其可含有多个挤出机区，其中将已经通过进料口引入的（共）聚合物 优选地在第一挤出部分中热机械降解，并将第一降解（共）聚合物在第二挤出部分中一一 优选地在氧气气体的存在下在剪切应力下一一进一步降解，以生成第二降解（共）聚合物， 其中所述第一挤出部分与所述第二挤出部分由密封装置隔开。
[0031] 作为密封装置，可尤其使用挤出室中的阻塞单元（damming unit)。所述阻塞单元 的作用为减少已经在第一挤出部分中降解的（共）聚合物的通量或通过。为此目的，尤其 可提供阻塞元件，所述阻塞元件可在已在第一挤出部分中降解的（共）聚合物到达第二挤 出部分之前限制其通量或通过。其可以尤其为挤出室的较小横截面以减小通过空间、一个 或多个挤出机螺杆的较大横截面以减小通过空间、或者所述两个特征的结合，这能阻塞已 经在第一挤出部分中降解的（共）聚合物、并且因此能起到密封作用。此外，还可另外或替 换地想到具有一个或多个挤出机螺杆的设计以使得已在第一挤出部分中降解的（共）聚合 物的进料速率在挤出室中最小到能够阻塞该降解的（共）聚合物并因此起到密封作用。还 可想到--尤其是通过一个或多个挤出机螺杆的特殊构造--具有回行进给元件（return feeding element)或回行进给区域，其能够借由恪体和/或挤出物（即所述（共）聚合物） 的阻塞实现封闭。本发明的密封装置的构造在于已经引入到第二挤出部分中的氧气气体不 会到达第一挤出部分，优选地可以防止氧气气体从加料口逸出。
[0032] 应当容易理解，可以提供其它挤出部分；尤其是，可在上文提及的两个挤出部分之 间提供另外的挤出部分。任选地，至少一个其它挤出部分可连接所描述的第二挤出部分。
[0033] 根据本发明，可想到在一个挤出机中提供所述两个以及任选存在的其它挤出部 分。然而，可替换的是还可想到针对所用的各挤出部分提供单独的挤出机。但是，优选地， 仅仅一个挤出机用于两个挤出部分，因为该结构可具有例如更高的效率。相较于具有两个 挤出机的实施方案，较高的效率尤其是较低的空间要求和较低的维护成本来驱动挤出机螺 杆的结果。
[0034] 出于本发明的目的，术语"降解"是指（共）聚合物的分解