[發明專利]用超臨界流體處理聚碳酸酯的方法

無效

• 申請號: 200680004762.2
• 申請日: 2006-01-27
• 公開（公告）號: CN101119835A
• 公開（公告）日: 2008-02-06
• 發明（設計）人: 羅伯特·W·彼得森;詹姆斯·K·楊
• 申請（專利權）人: 3M創新有限公司
• 主分類號: B29C45/17
• 分類號: B29C45/17;B29C45/57
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 郇春艷;郭國清

技術領域

本發明涉及注射成型，更具體地涉及在超臨界流體存在下聚碳酸酯化合物的成型。

背景技術

聚碳酸酯如舉例來說雙酚A碳酸酯，是用于多種目的的優異工程級熱塑性塑料。這種化合物往往在寬的溫度范圍內具有高的強度、剛度和韌性。它們可以在各種熔融成型工藝中著色、復合和熱成型，所述熔融成型工藝如熱成型、擠出、壓縮和注射成型。關于它們的應用最常見的缺點是有限的耐化學性、容易發生應力斷裂和切口敏感性。聚碳酸酯化合物特別是往往對苯、甲苯、氯代烴、庚烷、乙酸乙酯和強酸和強堿具有差的耐受性。聚碳酸酯化合物中連接單體單元的酯鍵是可水解的，這使得所述分子容易受到熱水的破壞。

已知在成型時，例如通過在比其它可注射成型的聚合物顯著更高的溫度下操作運行模具的注射成型，而試圖優化聚碳酸酯制品表面的耐化學性。例如，現有技術教導了用于聚碳酸酯的注射模具應在至少180和200，和更典型地在更高溫度下操作。盡管使用更高的模具溫度會不希望地增大了模具的循環時間，但確實提高了耐化學性，據推測這是由于減少了成品部件表面附近內應力(locked?in?stress)的量。一種進一步提高聚碳酸酯化合物的耐化學性，而不會不利地增大循環時間的聚碳酸酯化合物的成型方法將對本領域是非常有益的。當通過由溶劑的緩慢蒸發或通過在180℃下長期加熱而制備聚碳酸酯時，所述聚碳酸酯還已知能表現出半晶狀的特征。雖然這種形態往往會增大對化學腐蝕的耐受性，但卻降低了所述聚碳酸酯的光學透明度。同樣希望增大聚碳酸酯的耐化學性而不引入晶體形態。

發明內容

本發明提供了一種聚碳酸酯的成型方法，所述方法得到比傳統方法具有顯著更高的耐化學性的部件。所述方法采用意想不到的低模具溫度，但該溫度的使用與在熔融聚碳酸酯到達模具之前將超臨界流體引入熔融聚碳酸酯相配合。此外，已經發現保持冷卻部件上的壓力一段時間進一步提高了耐化學性。

本發明的一個方面可認為涉及一種由聚碳酸酯形成成形部件的方法。根據所述方法，其包括提供具有至少一個腔室的模具，使得所述模具具有用于精確控制與注入的聚合物接觸的模芯和腔室表面的裝置。然后將熔融的聚碳酸酯與超臨界流體混合形成混合物。將這種混合物注入到模具內，同時利用冷卻裝置冷卻所述腔室，以使得其溫度不高于150。

附圖說明

在附圖的多個圖中，類似的部件帶有類似的標號，且：

圖1說明超臨界流體注射系統；

圖2說明以對照和實驗方式制備的模制塑料部件，以測試本發明的參數；

圖3說明在根據實施例2的方法加工后，圖1所示部件的內部形態；

圖4a說明根據傳統模制技術制備的對照部件的裂縫；和

圖4b說明根據本發明方法制備的實驗部件的裂縫。

詳細說明

現參考圖1，其說明適于完成本發明方法的示例性超臨界流體注射系統的結構圖。注射系統10包括通過管道16向氣泵14進料的供氣罐12。氣體在高壓下通過管道18抽上來，到達預計量調節器20。經調節的氣體供給通過管道22傳送到電子控制的計量閥24，并從那里通過管道26到達流量計28。在流量計28到返回計量閥24之間由PID控制器30調節的反饋回路確保傳送適當重量百分比的氣體。計量過的流體通過管道32傳導并通過后計量壓力調節器34到達傳統模制擠出機36的料筒。

實施例1

制備作為單腔室冷流道模的注射模具，將其成型為圖2所示部件。所述部件的形狀在所有維度上均類似于可由3M?Company?of?St.Paul，MN的710?Index?Strip商購得到的電話線連接器。調整模制機器，使得能夠將超臨界氮流體作為加工助劑注入熔融聚合物內。

將可商購自Miles?Polymers?Division?of?Pittsburg，PA的BayerMakrolon?6555用作待模制的聚合物，利用模具完成注射模制過程。用往復的單螺桿型擠出機向模具進料，該擠出機可商購自Guelph，ofOntario，CA，以18秒的模制循環在2600psi(17.9MPa)壓力下操作。在50用冷卻流體供給所述模具。這些部件在下面實施例3的實驗中作為對照樣品。

實施例2