MÉTODO Y DISPOSITIVO PARA GRANULAR POLÍMERO FUNDIDO QUE CONTIENE AGENTE PROPELENTE.

Método para la granulación de polímeros fundidos que contienen propelente en una cámara de granulación (1),

a través de la cual fluye un líquido de un circuito de líquido cuya presión se encuentra por encima de la presión ambiente, en cuyo caso en un primer paso el polímero fundido se inyecta a la cámara de granulación (1), en un segundo paso el polímero fundido se corta mediante un dispositivo de corte en gránulos individuales y en un tercer paso los gránulos generados durante la granulación se arrastran con el líquido fuera de la cámara de granulación (1) y a continuación se separan del líquido, en cuyo caso el método comprende adicionalmente al menos uno de los siguientes pasos: (a) Triturar los aglomerados o gránulos generados durante la granulación que sobrepasan un tamaño máximo predeterminado en una máquina trituradora conectada después de la cámara de granulación (1) o una unidad de trituración conectada después del dispositivo de corte en la cámara de granulación (1). (b) despresurizar el líquido cargado con granulado en una máquina de despresurización (14) a un nivel de presión más bajo, (c) despresurizar el líquido en un dispositivo de válvula estranguladora (mariposa) (14) al nivel de presión más bajo, en cuyo caso antes del dispositivo de válvula estranguladora (mariposa) (14) está conectado un contenedor compensador de presión el cual mantiene esencialmente constantes la presión y el caudal en la cámara de granulación, (d) separar los gránulos del líquido sin despresurizar previamente el líquido con los gránulos allí contenidos, donde el dispositivo de válvula estranguladora (mariposa) (14) empleado en el paso (c) también puede ser la máquina de despresurización del paso (b) o una armadura de válvulas estranguladoras

Método y dispositivo para granular polímero fundido que contiene agente propelente

La descripción se refiere a un método y a un dispositivo para la granulación de polímeros fundidos que contienen agente propelente, en cuyo caso la granulación se realiza en una cámara de granulación a través de la cual fluye un líquido cuya presión está por encima de 5 la presión ambiental.

En general, la granulación también se denomina granulación bajo agua ya que en general se emplea agua como líquido que fluye a través de la cámara de granulación.

La granulación bajo agua se emplea, por ejemplo, cuando se preparan granulados de plásticos que contienen agente propelente. Mediante la presión elevada en la cámara de 10 granulación se garantiza que el plástico no se expanda al granularse. En el caso de plásticos que contienen agente propelente en general los agentes propelentes ya están contenidos en el polímero fundido a partir del cual se elabora el granulado. Adicionalmente, en el polímero fundido también pueden estar contenidos residuos de reacción como, por ejemplo, agua de la policondensación. 15

Un método para la producción de granulados plásticos que contienen agente propelente se conoce de EP-A 0 305 862, por ejemplo. Para este propósito se agrega un material polimérico de base o una mezcla de polímeros a una extrusora y se funden en la extrusora. En la extrusora se encuentra un inyector para la adición de un agente propelente al material fundido. La adición del agente propelente se efectúa en tal caso bajo presión. El material 20 fundido con el agente propelente allí disuelto se granula en una cámara de granulación a través de la cual fluye agua. El granulado se arrastra por la corriente de agua y se introduce a un secador en el cual el granulado se seca. Como polímeros adecuados se nombran, por ejemplo, polímeros aromáticos de alquenilo como poliestireno, copolímero de estireno-anhídrido de ácido maleico, policarbonato, poliéster, poliéter imida, polisulfona y 25 polifeniléter.

Un método para la preparación de polímeros de estireno que contienen agente propelente con un peso molecular MW de más de 170000 g/mol se conoce de WO-A 03/106544. La granulación del poliestireno fundido se efectúa en tal caso bajo agua a una presión en el rango de 1 a 10 bar. 30

Otro método por el cual se prepara granulado que contiene agente propelente a partir de un polímero termoplástico se conoce de EP-B 0 126 459. Aquí primero se extrude el polímero, en cuyo caso se adiciona un agente propelente y el polímero fundido extrudido se granula a continuación en un líquido.

De US-A-5 609 892 se conoce otro método y dispositivo correspondiente para la 35 granulación de polímeros fundidos que contienen agente en una cámara de granulación a través de la cual fluye un líquido de un circuito de líquido, su presión se encuentra por encima de la presión ambiental, en cuyo caso en un primer paso el polímero fundido se inyecta a la cámara de granulación, en un segundo paso el polímero fundido se corta en granos de granulado mediante un dispositivo de corte y en un tercer paso los granos de 40 granulado producidos durante la granulación se evacúan con el líquido de la cámara de granulación y posteriormente se separan del líquido, en cuyo caso el método comprende adicionalmente al menos uno de los siguientes pasos.

La preparación de un granulado poroso de un prepolímero a base de (co)poliéstercarbonatos se describe en WO 01/10622. Aquí también la granulación se 45 realiza en una cámara de granulación que se llena con agua.

La separación del granulado del agua de la granulación bajo agua se efectúa usualmente a presión del medio ambiente. Para este propósito es indispensable que primero se despresurice el agua con el granulado contenida en ella. Esto se efectúa en general en una válvula mediante la reducción de una sección transversal, por ejemplo, en una válvula de 50 presión.

Durante la granulación en general pueden generarse aglomerados. Lo desventajoso en todos los procesos conocidos en el estado de la técnica es que estos aglomerados pueden

taponar el elemento regulador utilizado para la regulación de presión. Esto puede conducir a fluctuaciones súbitas en la presión y en el caudal en la cámara de granulación. De esta manera el proceso de granulación puede afectarse negativamente y la calidad del granulado puede perjudicarse.

Por lo tanto, el objeto de la invención es suministrar un método en el que se eviten las 5 fluctuaciones de presión y de caudal en la cámara de granulación, como si se presentan en los procesos conocidos del estado de la técnica.

El objetivo se logra mediante un método para la granulación de polímeros fundidos en una cámara de granulación, a través de la cual fluye un líquido de un circuito de líquido, cuya presión se encuentra por encima de la presión ambiental, en cuyo caso en un primer paso 10 se inyecta el polímero fundido a la cámara de granulación, en un segundo paso el polímero fundido se corta mediante un dispositivo de corte en granos individuales de granulado y en un tercer paso los gránulos generados durante la granulación se arrastran con el líquido desde la cámara de granulación y después se separan del líquido. En tal caso, el proceso comprende adicionalmente al menos uno de los siguientes pasos: 15

(a) triturar los aglomerados o los gránulos producidos durante la granulación, los cuales sobrepasan un tamaño máximo preestablecido, en una máquina de trituración conectada a continuación de la cámara de granulación o en una unidad de trituración conectada a continuación del dispositivo de corte,

(b) despresurizar el líquido cargado con granulado en una máquina de despresurización a 20 un nivel de presión más bajo,

(c) despresurizar el líquido en un dispositivo de válvula estranguladora (mariposa) a un nivel de presión más bajo, en cuyo caso el dispositivo de válvula estranguladora (mariposa) está conectado antes del contenedor de compensación de presión, el cual mantiene esencialmente constantes la presión y el caudal en la cámara de granulación, 25

(d) separar los gránulos del líquido sin despresurizar previamente el líquido con los gránulos allí contenidos, en cuyo caso el dispositivo de válvula estranguladora (mariposa) empleado en el paso (c) puede ser la máquina de despresurización del paso (b) o una válvula de regulación.

Preferiblemente se inyecta de manera continua el polímero fundido a la cámara de 30 granulación. Esto se efectúa en general con ayuda de una extrusora o de una bomba de material fundido. De acuerdo con la invención, a través de la cámara de granulación fluye un líquido. La presión del líquido se encuentra en tal caso por encima de la presión ambiental. En general, la presión del líquido en la cámara de granulación se encuentra en 1 a 50 bar, preferiblemente en el rango de 1,5 a 30 bar y en particular en el rango de 2 a 20 bar. La 35 temperatura del líquido que fluye a través de la cámara de granulación se encuentra preferiblemente en el rango de 0 a 200°C, preferible en el rango de 5 a 90°C, en particular 10 a 70°C. La temperatura máxima del líquido depende en tal caso del polímero que va a granularse.

De acuerdo con la invención, en la operación normal la cámara de granulación se inunda 40 con el líquido. Esto conduce a que el polímero fundido que se inyecta a la cámara de granulación pasa a un medio líquido. Una ventaja de inyectar el polímero fundido a un medio líquido es que los líquidos tienen en general una capacidad calorífica más alta y una conductividad de calor más alta que los gases. Esto conduce que el polímero fundido puede disipar más calor que en el caso de un ambiente gaseoso y, de esta manera, se enfría más 45 rápido. Antes de que el polímero fundido inyectado a la cámara de granulación se enfríe tanto que se solidifique, se corta en gránulos. En tal caso, el corte se efectúa en general con un cuchillo que rota rápidamente, el cual se sostiene contra una placa de boquilla, en cuyo caso el polímero fundido se inyecta a través de las boquillas individuales de la placa de boquilla. 50

Después de cortar, los gránulos siguen enfriándose en el líquido. Para garantizar una operación continua los gránulos se descargan con la corriente del líquido fuera de la cámara de granulación.

Después de descargar los gránulos fuera de la cámara...

1. Método para la granulación de polímeros fundidos que contienen propelente en una cámara de granulación (1), a través de la cual fluye un líquido de un circuito de líquido cuya presión se encuentra por encima de la presión ambiente, en cuyo caso en un primer paso el polímero fundido se inyecta a la cámara de granulación (1), en un segundo paso el polímero 5 fundido se corta mediante un dispositivo de corte en gránulos individuales y en un tercer paso los gránulos generados durante la granulación se arrastran con el líquido fuera de la cámara de granulación (1) y a continuación se separan del líquido, en cuyo caso el método comprende adicionalmente al menos uno de los siguientes pasos:

(a) Triturar los aglomerados o gránulos generados durante la granulación que sobrepasan 10 un tamaño máximo predeterminado en una máquina trituradora conectada después de la cámara de granulación (1) o una unidad de trituración conectada después del dispositivo de corte en la cámara de granulación (1).

(b) despresurizar el líquido cargado con granulado en una máquina de despresurización (14) a un nivel de presión más bajo, 15

(c) despresurizar el líquido en un dispositivo de válvula estranguladora (mariposa) (14) al nivel de presión más bajo, en cuyo caso antes del dispositivo de válvula estranguladora (mariposa) (14) está conectado un contenedor compensador de presión el cual mantiene esencialmente constantes la presión y el caudal en la cámara de granulación,

(d) separar los gránulos del líquido sin despresurizar previamente el líquido con los 20 gránulos allí contenidos,

donde el dispositivo de válvula estranguladora (mariposa) (14) empleado en el paso (c) también puede ser la máquina de despresurización del paso (b) o una armadura de válvulas estranguladoras.

2. Método según la reivindicación 1, caracterizado porque la separación de los gránulos 25 del líquido se efectúa en un separador de sólidos.

3. Método según la reivindicación 2, caracterizado porque el separador de sólidos es un hidrociclón, un filtro o una centrífuga (16).

4. Método según la reivindicación 1, caracterizado porque la máquina de despresurización es una turbina, al menos una bomba o una esclusa rotante. 30

5. Método según la reivindicación 4, caracterizado porque la máquina de despresurización comprende dos bombas, en cuyo caso las bombas están dispuestas de tal manera que después de una primera bomba que transporta en dirección del flujo del circuito de líquido está conectada una segunda bomba que presenta un desempeño más bajo que la primera bomba, en cuyo caso du dirección de transporte es igual u opuesta a la dirección de 35 transporte de la primera bomba.

6. Método según la reivindicación 1, caracterizado porque la presión se mantiene constante mediante un gas en el contenedor compensador de presión, en cuyo caso para elevar la presión se introduce gas a presión al contenedor compensador de presión y para reducir la presión se disipa gas del contenedor compensador de presión. 40

7. Método según la reivindicación 6, caracterizado porque el nivel de líquido en el contenedor compensador de presión se ajusta por medio del dispositivo de válvula estranguladora (mariposa) (14) conectado después del contenedor compensador de presión.

8. Método según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque para poner en 45 marcha el proceso se carga la cámara de granulación con gas a la presión de proceso por un ducto de compensación de presión hacia el contenedor compensador de presión.

9. Método según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque la presión en la cámara de granulación (1) se encuentra en el rango de 1 a 50 bar.

10. Método según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque al abandonar la 50 cámara de granulación (1) los aglomerados y/o gránulos generados durante la granulación,

cuyo tamaño sobrepasa un tamaño máximo predeterminado, se trituran en una máquina trituradora.

11. Dispositivo para la granulación de polímeros fundidos que comprende una cámara de granulación (1), que se inunda con un líquido cuya presión se encuentra por encima de la presión ambiente, y una bomba de presión (22)para generar la presión requerida, 5 caracterizado porque se garantiza al menos una de las siguientes características:

(a) después de la cámara de granulación (1) está conectada una máquina trituradora o después de un dispositivo de corte dentro de la cámara de granulación (1) está conectada una unidad trituradora,

(b) después de la cámara de granulación (1) se encuentran conectados un dispositivo de 10 válvula estranguladora (mariposa) (14), diseñado como máquina de despresurización para ajustar la presión en la cámara de granulación (1), y a continuación de éste un separador de sólidos en el que se separa el granulado del líquido,

(c) después de la cámara de granulación (1) se encuentran conectados un contenedor compensador de presión y a continuación de éste un dispositivo de válvula estranguladora 15 (mariposa) (14) para ajustar la contrapresión, en cuyo caso se efectúa la remoción del granulado en un separador de sólidos que está conectado después del dispositivo de válvula estranguladora (mariposa) (14),

(d) después de la cámara de granulación (1) está conectado un separador de sólidos en el que el granulado se separa a la presión presente en la cámara de granulación (1), de tal 20 modo que en el circuito de líquido no se efectúa una despresurización hasta la presión ambiente.

12. Dispositivo según la reivindicación 11, caracterizado porque la máquina de despresurización es una turbina, una bomba o una esclusa.

13. Dispositivo según la reivindicación 12, caracterizado porque la bomba es una bomba 25 de desplazamiento o una bomba de circulación.

14. Dispositivo según la reivindicación 11, caracterizado porque el dispositivo de válvula estranguladora (mariposa) (14) de la característica (b) es una armadura de válvulas estranguladoras.

15. Dispositivo según una de las reivindicaciones 11 a 14, caracterizado porque el 30 separador de sólidos es un hidrociclón, una centrífuga (16) o un filtro.

16. Dispositivo según la reivindicación 11, caracterizado porque la descarga del sólido fuera del separador de sólidos de la característica (c) se efectúa por una esclusa de cámara o una esclusa de lámina rotatoria.

17. Dispositivo según la reivindicación 11, caracterizado porque al contenedor 35 compensador de presión (33) desemboca un ducto de gas a presión (36) y un ducto de gas de escape (35), en cuyo caso el ducto de gas a presión (36) y el ducto de gas de escape (35) contienen respectivamente una válvula de control (37, 38) o el ducto de gas a presión (36) contiene un reductor de presión y los ductos de gas de escape (35) contienen una válvula de retención de presión por la cual la presión en el contenedor compensador de 40 presión (33) se mantiene esencialmente constante.

18. Dispositivo según la reivindicación 17, caracterizado porque del ducto de gas a presión (36) o del contenedor compensador de presión (33) se deriva un ducto con una válvula de cierre que desemboca en la cámara de granulación o a los ductos conectados con la misma.

19. Dispositivo según la reivindicación 11, caracterizado porque el contenedor 45 compensador de presión (33) contiene un dispositivo de separación (46) para partículas sólidas.

20. Dispositivo según la reivindicación 19, caracterizado porque el dispositivo de separación es una malla tamiz (43, 48).

21. Dispositivo según la reivindicación 19, caracterizado porque el dispositivo de 50 separación contiene un dispositivo de descarga.