[發(fā)明專利]摻入填料并均勻分布的聚合物的生產(chǎn)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201980065911.3
• 申請(qǐng)日: 2019-10-02
• 公開（公告）號(hào): CN112823089B
• 公開（公告）日: 2023-05-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: D·格諾伊斯
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 格諾伊斯有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): B29B7/60
• 分類號(hào): B29B7/60;B29B7/72;B29B7/84;B29B7/86;B29B7/90;B29B7/94;C08J3/205;B29B7/46
• 代理公司: 深圳市百瑞專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 44240
• 代理人: 金輝

為了生產(chǎn)含有粒徑小于10μm且均勻分布的填料的聚合物，將聚合物原材料輸入雙螺桿擠出機(jī)(1)中并在其中熔化以產(chǎn)生熔體。在輸送和混合段(4)中，將由填料和載液組成的懸浮液注入熔體中。通過(guò)在輸送和混合段(4)中注入載液來(lái)降低熔體粘度，由于將可裂解的縮聚物用作聚合物，并將在縮聚過(guò)程中產(chǎn)生的低分子量裂解產(chǎn)物用作載液，因此，熔化的聚合物至少在一定程度上在輸送和混合段(4)內(nèi)解聚。將由通過(guò)裂解而粘度降低的熔體、其余的載液和填料組成的混合物均質(zhì)化。最后，熔體的粘度重新增加。為了增加粘度，在脫揮擠出機(jī)(2)中進(jìn)行縮聚，其中施加真空，并通過(guò)真空將裂解產(chǎn)物從脫揮擠出機(jī)(2)中除去。

本發(fā)明涉及一種聚合物的生產(chǎn)方法，其中摻入填料并均勻分布，具有權(quán)利要求1的前序部分的特征。

眾所周知，在適當(dāng)?shù)乃芰先垠w中引入填料可以影響塑料的性能，例如外觀、觸覺性能、導(dǎo)電性、強(qiáng)度等。在此應(yīng)注意的是，隨著填料的粒徑減小，填料的表面積與體積之比增大。由于該比例或填料的表面積在許多應(yīng)用中基本上決定了塑料的性能，因此經(jīng)常需要使所用顆粒的細(xì)度最大化。這里必須注意避免顆粒結(jié)塊，因?yàn)樵陬w粒結(jié)塊的情況下，上述比例或有效表面積會(huì)更小。通常需要使用直徑小于100nm的納米顆粒。隨著顆粒尺寸的減小，由于表面積與體積之比增加，防止填料團(tuán)聚變得越來(lái)越困難，因此，例如DE102009013418A1中所描述的傳統(tǒng)方法，根據(jù)該方法，將粉末形式的納米顆粒加入熔體中，在實(shí)踐中證明是不合適。

然而，還已知，包含填料的懸浮液可引入熔體中，并且在懸浮液與熔體混合后，懸浮液的液體組分可從熔體中去除。

WO2011/060839A1公開了一種生產(chǎn)包含非常精細(xì)分布填料的聚合物的方法。聚合物原料通過(guò)料斗引入雙螺桿擠出機(jī)，并隨壓力的增加在其中輸送和熔化。在壓力升高的下游，將填料懸浮液注入輸送和混合區(qū)的熔體中，在該區(qū)域中，熔體壓力高于蒸氣壓。在輸送和混合段的末端，將聚合物和填料懸浮液均勻混合后，將混合物在脫揮設(shè)備中脫揮，并在其中蒸發(fā)溶劑。

然而，該方法不適用于中粘度到高粘度的聚合物，因?yàn)榕c載液相比，熔體的高粘度不利于聚合物與填料的均勻混合。盡管填料分散在液體溶劑中，但只有通過(guò)使用特定的機(jī)械混合裝置(即使用高驅(qū)動(dòng)功率和壓力)才能實(shí)現(xiàn)高度混合和分布。

在DE2409541A中描述的方法中，通過(guò)將填料細(xì)粉碎并以1:7的比例將其并入粘性聚合的主要物質(zhì)中。通過(guò)機(jī)械混合裝置，例如混合機(jī)和捏合機(jī)實(shí)現(xiàn)摻合。

DE102005025975A1描述了通過(guò)固相縮合生產(chǎn)高分子量聚合物。此過(guò)程不能在擠出機(jī)中連續(xù)進(jìn)行。文中并未描述與非常精細(xì)的填料的結(jié)合。

GB1373155A描述了橡膠廢料和塑料廢料在多螺桿擠出機(jī)中的受控解聚，其中擠出機(jī)螺桿在一個(gè)平面內(nèi)并排排列。文中同樣沒有發(fā)現(xiàn)與非常精細(xì)的填料的結(jié)合。

本發(fā)明的目的是提供一種填充聚合物的生產(chǎn)方法，該填充聚合物填充有粒徑小于10μm的非常精細(xì)分布的填料，例如納米顆粒，通過(guò)該方法可以將填料快速、低能耗且特別均勻地加入到中粘度到高粘度的聚合物熔體中，對(duì)聚合物無(wú)任何不利影響。

為了實(shí)現(xiàn)該目的，提出了具有權(quán)利要求1的特征的方法。

鑒于在進(jìn)一步加工期間通常要小心避免聚合物在生產(chǎn)后的不利改變，本發(fā)明具體包含此步驟：將可通過(guò)逆反應(yīng)裂解成單體的聚合物用作填料的載體，將合成反應(yīng)中消除的同一低分子量裂解產(chǎn)物用作填料的載液。因此，在本發(fā)明中有意誘導(dǎo)逆反應(yīng)，以便在加入填料和均勻懸浮液之前和/或期間，發(fā)生降低聚合物粘度的解聚。

所有縮聚物都可以用作本發(fā)明聚合物的材料，對(duì)于這些縮聚物，在熔化擠出期間可以建立的條件下，例如與溫度和壓力有關(guān)的條件下，只要將裂解產(chǎn)物作為載液添加，就可以誘導(dǎo)逆轉(zhuǎn)縮聚的反應(yīng)。因此，可用作塑料的材料是聚酯、聚酰胺和聚碳酸酯，可用作載液的材料是水或一元醇或多元醇。

在塑料技術(shù)中很重要的大多數(shù)縮聚物在其合成過(guò)程中會(huì)除去水，因此隨后添加的水會(huì)引起水解作為逆反應(yīng)。因此，即使本發(fā)明同時(shí)包含其他合適的載液，下面通過(guò)將水作為懸浮液的載液來(lái)描述本發(fā)明。