[發明專利]由熱塑性硅氧烷聚合物生產粒子的方法

有效

• 申請號: 200580044465.6
• 申請日: 2005-11-24
• 公開（公告）號: CN101087832A
• 公開（公告）日: 2007-12-12
• 發明（設計）人: E·澤爾貝丁格;O·謝弗
• 申請（專利權）人: 瓦克化學有限公司
• 主分類號: C08J3/12
• 分類號: C08J3/12;C08L83/04;B29B9/00;C08L83/00
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司
• 代理人: 程偉

本發明涉及一種生產熱塑性硅氧烷聚合物、尤其是有機聚硅氧烷/聚脲/聚氨酯嵌段共聚物球粒(pellet)的方法。

熱塑性硅氧烷的制備描述于I.Yilgr，Polymer，1984(25)，1800中和EP-A-250248中。當用于制備聚氨酯時，聚合物單元的最終反應相當于相對簡單的加聚反應。這里用作硅氧烷-脲共聚物的硅氧烷單元的起始材料是雙氨基烷基-封端的聚硅氧烷。這些材料在共聚物中形成柔性鏈段，類似于直鏈聚氨酯體系中的聚醚。常見的二異氰酸酯用作硬鏈段，并且它們還可以通過加成二胺(如1，6-二氨基己烷)或二羥基化合物(例如丁二醇)來改性從而獲得較高的強度。此處，雙氨基化合物與異氰酸酯的反應自然地發生并且一般不需要任何催化劑。

該有機硅(silicone)聚合物單元和異氰酸酯聚合物單元在廣泛的范圍內是可輕易地混溶的。通過不同聚合物嵌段的比值：軟有機硅鏈段和硬脲鏈段的比值確定機械性能，并且通過使用的二異氰酸酯基本上確定機械性能。由于脲單元之間氫鍵的強相互作用，這些化合物具有確定的軟化點，并且獲得了熱塑性材料。

WO?96/34029(相當于EP?822951?B1)描述了連續擠出用于生產剝離層(release-layer)的硅氧烷-脲嵌段共聚物，以及描述了這些材料用于擠出應用。WO?96/34029描述了通過反應擠出對獲得的材料進行線材造粒(strand?pelletization)處理，這里它的目的是獲得聚合物球粒。從其它的熱塑性材料中已知這些球粒并且允許固體材料以類似于液體的方式運輸，因此它們是熱塑性材料加工整個階段的基礎。因此球粒的生產是材料用于注射-模塑應用中的必要前提，因為任何注射模塑應用涉及不同于擠出的循環過程，即間歇法。這里球粒提供連續生產與間歇加工之間的連接。因此通常通過連續生產球?；蛩芰锨蛄亩谏a與加工之間提供連接，然后可以連續地或間歇地加工該球粒。然而，塑料球粒的生產和加工需要某些預處理。在連續的聚合物制備中，僅僅允許聚合物的熔體粘度產生微細的變化，因為它們對擠出線材的厚度具有決定性作用，并且由此對該聚合物線材的均勻性以及它的造粒產生決定性作用，因為改變厚度的線材可能引起造粒設備的阻斷。此外，在造粒之后不允許該聚合物球粒彼此粘附，即，要防止該材料“結塊(blocking)”。為了形成穩定的擠出聚合物，最小的熔體粘度同樣是所希望的，因為否則不可能獲得自給的(self-supporting)、穩定的聚合物線材，結果是聚合物線材的折斷并由此中斷造粒加工。如果使用線材造粒機(strand?pelletizer)，如往往在WO?96/34029中所使用的，將形成的聚合物以線材的形式擠出，然后將該擠出線材穿入水浴內，它在水中冷卻相對長的部分。然后該線材從水浴中脫離、清除任何粘附的水，然后用旋轉刀或旋轉切刀造粒。因為該硅氧烷聚合物的熱傳導率很差，所以該硅氧烷線材在水浴中的停留時間必須比其它熱塑性材料長，以便獲得必要的冷卻。如果該硅氧烷聚合物的低導熱性使它的芯部沒有得到足夠的冷卻，存在的余熱會使在線材造粒機中造粒之后產生的圓柱形球粒產生對接的粘著力，并且這導致球粒然后不能自由地流動或進行另外的加工。當上述球粒保存在熱帶國家或在夏季中盛行的加溫環境類型時，發生上述結果：因為圓柱形(線材)球粒具有光滑的端部，在那個速率下它們往往形成比球狀球粒大的餅和塊。

圓柱形球粒的又一個缺點是它們的多角幾何形狀使得它們比球狀球粒更不易自由流動。在軟質材料具有低肖氏硬度的情況下這個結果更加顯著。然而，在常規塑料-加工機械中進一步加工期間良好的自由-流動特性是絕對必要的，以便計量球粒產生恒定的、均勻的進料。

線材造粒的又一個缺點是具有適合它們專門應用方面的性質的某些聚合物的線材造粒需要非常不利的條件或是不可能的。這尤其適用于一些硅氧烷-脲嵌段共聚物。這些特殊的共聚物是通過使用某些二異氰酸酯例如四甲基-間二甲苯二異氰酸酯來制備的。它們還具有極低的熔體粘度，從而使它們對于均一的非常薄-壁的細絲物品的注塑來說是理想的。

這些共聚物還具有從大約160至170℃的很窄的熔融范圍，并且它們具有極小的常規線材擠出和常規線材造粒的加工-溫度范圍。僅僅在熔點以下，該材料突然固化，但是在熔點之上它是低粘度的液體。這使得用線材造粒法生產很難，因為在這個加工中必須保持非常準確的擠出溫度。