[發(fā)明專(zhuān)利]采用低熔點(diǎn)聚對(duì)苯二甲酸乙二酯樹(shù)脂具有改進(jìn)性能的螺桿設(shè)計(jì)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200980122874.1
• 申請(qǐng)日: 2009-06-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102066080A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-05-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: M.D.謝爾比;M.E.唐奈爾森;F.L.科爾霍恩;S.L.斯塔福德;M.E.斯圖爾特;S.魏因霍爾德;L.W.布蘭斯坎;E.L.布沙;R.N.埃斯特普
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 伊士曼化工公司
• 主分類(lèi)號(hào): B29C45/60
• 分類(lèi)號(hào): B29C45/60;B29C47/60
• 代理公司: 中國(guó)專(zhuān)利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 孟慧嵐;林毅斌

相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本申請(qǐng)要求2008年6月19日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)序列號(hào)61/074,033的優(yōu)先權(quán)，在此將其公開(kāi)內(nèi)容全部引入作為參考。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及特征在于具有低熔融峰溫度、在顆粒內(nèi)小的分子量梯度或未被固態(tài)化的PET樹(shù)脂的最佳處理，以使熔融處理設(shè)備中的生產(chǎn)率最大化同時(shí)將例如鼓泡和凝膠的質(zhì)量缺陷最小化。

背景技術(shù)

用于瓶子工業(yè)的聚對(duì)苯二甲酸乙二酯(PET)樹(shù)脂傳統(tǒng)上已經(jīng)由固態(tài)生產(chǎn)方法制備。在固態(tài)化中，在被造粒和冷卻之前，低分子量PET首先由熔融相方法制得。造粒之后，PET然后經(jīng)過(guò)結(jié)晶器，隨后經(jīng)過(guò)固態(tài)化裝置，在其中繼續(xù)聚合直到達(dá)到目標(biāo)分子量(或IV)。固態(tài)化的關(guān)鍵特征為其在低于樹(shù)脂熔點(diǎn)(Tm)的溫度下進(jìn)行，所以顆粒能夠結(jié)晶至非常高的水平。另外，固態(tài)化中的長(zhǎng)退火時(shí)間允許晶體變得更加均勻和“完美”，從而提高其熔點(diǎn)。典型的固態(tài)化顆粒具有約240℃的Tm。

與固態(tài)化PET相反，最近引入的“僅熔融相化(melt-phased?only)”的樹(shù)脂在主反應(yīng)器中(高于Tm)被構(gòu)造至最終IV，而無(wú)需任何后續(xù)固相聚合(參見(jiàn)例如下列文獻(xiàn)：(1)?E.Van?Endert,?International?Fiber?Journal,?pp39-41,?August?2006;?(2)?Brigitta?Otto等,?International?Fiber?Journal,?pp44-45,?August?2006;?(3)?US20060046004和(4)?US20060047102)。熔融相樹(shù)脂在類(lèi)似啤酒、果汁、水等味道敏感產(chǎn)品中具有優(yōu)勢(shì)，因?yàn)榭梢愿鼑?yán)密地控制乙醛產(chǎn)生(乙醛是當(dāng)樹(shù)脂變得過(guò)熱時(shí)形成的具有甜味、水果味的PET的降解副產(chǎn)物)。對(duì)于僅熔融相化樹(shù)脂，顆粒結(jié)晶通常在造粒工藝期間由于材料中保留的熱量而發(fā)生，使得熔點(diǎn)和總結(jié)晶度比傳統(tǒng)固態(tài)化樹(shù)脂低得多。如果需要，可以進(jìn)行額外的退火來(lái)提高Tm和結(jié)晶度，但是這樣增加了額外的工藝步驟。熔融相化PET樹(shù)脂的典型低峰熔點(diǎn)(Tm1)為約150至230℃。

傳統(tǒng)固態(tài)化聚酯樹(shù)脂的最佳熔融加工條件已經(jīng)在這幾年中得到發(fā)展。這些條件包括擠出機(jī)和注塑機(jī)的螺桿設(shè)計(jì)、工作溫度、生產(chǎn)率或螺桿每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)(rpm)等。最佳熔融加工條件允許例如預(yù)制品或片材的制品的生產(chǎn)率最大，以及質(zhì)量缺陷最少?？紤]到與固態(tài)化樹(shù)脂相比僅熔融相化樹(shù)脂的低峰熔點(diǎn)和結(jié)晶度的差異，需要再次優(yōu)化新的僅熔融相化樹(shù)脂的熔融加工條件。

除了使生產(chǎn)率最大化之外，就更快的擠出/注射速率而言，還需要樹(shù)脂和工藝可以比目前固態(tài)化PET在更冷條件下工作。較冷的聚合物熔體在模具中固化需要更少的時(shí)間，因此可以更快地噴射，使得整體循環(huán)時(shí)間更短。還有第二種好處，即較冷的樹(shù)脂產(chǎn)生較低的乙醛水平。當(dāng)加工固態(tài)化樹(shù)脂時(shí)，因?yàn)槠涓逿m和非常高的結(jié)晶度，對(duì)最低可行熔融加工溫度產(chǎn)生限制，以防止它們?cè)诘陀诩s280至290℃下被模塑。熔體必須被充分加熱，以充分熔出全部結(jié)晶性，否則殘余的晶體缺陷在冷卻過(guò)程中繼續(xù)充當(dāng)成核點(diǎn)。這種成核顯著地加速預(yù)制品中的結(jié)晶速率，并且可能在最終的瓶子中產(chǎn)生不可接受的霧度和差的吹塑性能。

由于其較低的Tm和結(jié)晶性，僅熔融相化樹(shù)脂較不易成為這些霧度形成殘余晶體。因此，假設(shè)應(yīng)可以更冷地和利用更快的循環(huán)時(shí)間操作這些熔融相化樹(shù)脂。但是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的障礙為在使用傳統(tǒng)螺桿設(shè)計(jì)時(shí)遇到的鼓泡和不熔缺陷。這些缺陷已迫使加工裝置更熱和/或更慢地運(yùn)行，以進(jìn)行彌補(bǔ)。因此，還需要一種螺桿設(shè)計(jì)，其將在更冷的溫度下提供均勻的和相對(duì)無(wú)缺陷的擠出物，而不犧牲生產(chǎn)率。這種螺桿將能夠縮短循環(huán)時(shí)間和減少乙醛產(chǎn)生率。本發(fā)明解決了這些需求。

發(fā)明內(nèi)容