本发明专利技术涉及一种含有聚乙烯聚合物颗粒的新的模塑粉末。聚乙烯聚合物根据ＡＳＴＭ４０２０测定的分子量为约６００，０００－２，７００，０００ｇ／ｍｏｌ。聚乙烯聚合物颗粒的平均粒度为约５－１０００μｍ且聚乙烯具有的粉末堆积密度为约０．１０－０．３０ｇ／ｃｃ。本发明专利技术还公开了一种由含有本发明专利技术的聚乙烯聚合物颗粒的模塑粉末模塑成型体的方法，以及根据该方法制成的多孔制品。该制品具有优异的孔隙率和用于多孔和多孔过滤应用的好的强度。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于模塑多孔制品的合成聚合物材料领域。本专利技术特别涉及一种可以成型和熔结而形成具有高孔隙率制品的新的聚乙烯模塑树脂。
技术介绍
超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)、标准高密度聚乙烯(HDPE)和低密度聚乙烯(LDPE)均已被用作制备不同类型模塑多孔制品的聚合物材料。该类制品包括过滤漏斗、浸入式过滤器、过滤坩埚、多孔片材、笔尖、记号笔尖、充气器、分散器和重量轻的模塑部件。但是，这些应用中所用的聚乙烯配料中有着各种缺点。LDPE和标准HDPE(包括平均分子量最高为250,000g/mol的聚乙烯)可以获得好的部件强度，但是它们的熔融行为使之在时间和温度方面具有的加工范围窄。因此，模塑产品中有很强的孔隙率减少和质量不一致性增加的趋势。另外，用LDPE或标准HDPE作为模塑粉末，在具有复杂几何形状管道的模具内加热不均匀往往导致产品部件的孔隙率不均匀。与LDPE和标准HDPE相比，平均分子量在2,500,000g/mol以上的UHMW-PE配料表现出良好的加工余地。具体来说，本领域中已公知UHMW-PE模塑粉末特征在于具有宽的加工时间和加工温度范围。但是已知这些UHMW-PE配料得到相当弱的模塑产品。另外，通过具有复杂几何形状管道的模具使用UHMW-PE时往往形成区域性弱点。为了保持或改进由UHMW-PE制得的多孔制品的强度，Stein的US 4,925,880公开了在UHMW-PE颗粒中加入聚乙烯蜡。Stein讲述了加入5-60％的蜡以提高强度和孔隙率。但是，以这种方式使用聚乙烯蜡限制了加工的时间和温度范围并因而具有与采用LDPE和标准HDPE相同的缺点。高分子量聚乙烯对诸如耐化学性、耐磨性、强度、吸水性、能量吸收、热挠曲和声音阻尼性能等性能方面是很有价值的。制备高分子量聚乙烯的方法在本
是已知的。Shiraishi等的美国专利4,962,167公开了通过采用固体催化剂组分和有机金属化合物使乙烯聚合而制备聚乙烯粉末的方法。根据该4,962,167专利，据报道聚乙烯粉末具有的堆积密度为0.30-0.34g/cc且粒径为195-245μm。Suga等的美国专利4,972,035公开了另外一种制备高分子量聚乙烯的方法，其中聚合反应在Ziegler催化剂存在下进行，并且使聚乙烯经受高速剪切处理。Suga等的专利中颗粒的形态据报道基本为球形，含有椭圆形和茧状的颗粒。Ehlers等的美国专利5,587,440公开了一种采用Ziegler型催化剂制备堆积密度为350-460g/l的高分子量聚乙烯粉末的方法。由高分子量聚乙烯粉末制备多孔制品的方法同样是已知的。Goethel等的美国专利3,024,208公开了通过将聚乙烯粉末放进容器中并将其在轻微的压力下加热形成多孔体的方法。通过Goethel等的方法制备的多孔制品据报道具有的密度为0.33-0.66g/cc且孔隙率为32-67％。还有其他制备聚乙烯制品的方法在下面提到。PCT申请公开文本WO 85/04365公开了一种熔结方法，其中将高分子量聚乙烯粉末在压力下进行预压紧并进行加热以提高其堆积密度。压紧的粉末据报道具有的堆积密度大于0.4g/cc。通过使粉末通过造粒机或轧制机改变颗粒的形态(除去“微细结构”)，堆积密度得以提高。高分子量聚乙烯的颗粒形态可影响粉末的压紧和熔结行为。参见Sangeeta Hambir and J PJog，Sintering of Ultra High Molecular Weight Polyethylene(“超高分子量聚乙烯的熔结”)，Bull.Mater.Sci.，v.23，No.3(2000年6月)。Barth等的美国专利5,977,229和美国专利3,954,927公开了由高分子量聚乙烯熔结而成的多孔制品，特别是过滤器。序列号为10/640,830的待审查美国专利申请公开了一种采用含有根据ASTM4020测定的分子量为约800,000-3,500,000g/mol、粒度分布为约10-1,000μm的聚乙烯聚合物的模塑粉末制成多孔制品的方法。该颗粒为球形。可以成功地用于此方法的市购树脂的例子为Ticona LLC(Florence，KY)生产的GUR_4012和4022。这些材料具有的粉末堆积密度为0.38-0.55g/cc。尽管GUR_4012和4022可以成型和熔结得到具有好的孔隙率的制品，但仍然需要用于制备具有良好控制的孔隙率和好的机械强度的制品的改进聚乙烯树脂。专利技术概述根据本专利技术的一个方面，提供了一种含有聚乙烯聚合物颗粒的模塑粉末。该聚乙烯聚合物具有的根据ASTM4020测定的分子量为约600,000-2,700,000g/mol。该聚乙烯聚合物具有的平均粒度为5-1000μm，并且聚乙烯粉末具有的堆积密度为约0.10-0.30g/cc。聚乙烯聚合物一般具有的分子量为约750,000-2,400,000g/mol，优选约800,000-1,800,000g/mol。特别优选为约900,000-1,500,000g/mol。通常，聚乙烯具有的粉末堆积密度为约0.12-0.26g/cc。本专利技术的模塑粉末具有特别好的强度特性。该粉末显示出的特征弯曲强度(下文进行定义)为至少约0.7MPa(兆帕斯卡)。优选本专利技术模塑粉末显示出的特征弯曲强度为至少约0.9MPa或至少约1.1Mpa。在本专利技术的一些实施方案中，模塑粉末含有的聚乙烯的分子量为约1,000,000-2,600,000g/mol；粒度为约5-800μm；且粉末堆积密度为约0.12-0.29g/cc。另一种方案是，该聚合物可以具有约1,000,000-1,800,000g/mol的分子量和约10-200μm的粒度。在本专利技术的另一方面，提供了由本专利技术的树脂粉末制备多孔制品的方法。该模塑粉末含有的聚乙烯的分子量为约600,000-2,700,000g/mol，平均粒度为约5-1000μm；且粉末堆积密度为0.10-0.30g/cc。将该粉末成型为所需的形状并加热到约140-300℃进行足够的时间使聚合物膨胀并软化。优选将粉末加热到约150-280℃，且更优选加热到约170-260℃。随后将多孔制品冷却。在本专利技术的又一个方面，提供了由聚乙烯粉末制备的多孔制品，该粉末具有的分子量为约600,000-2,700,000g/mol；平均粒度为约5-1000μm；且粉末堆积密度为0.10-0.30g/cc。通常，多孔制品具有的平均孔径大小为约5-100μm，更一般为50-80μm。该多孔制品通常具有的孔隙率为约30-85％；优选约60-75％。本专利技术其他的特征和优点由下面的讨论将变得更加明显。附图简要说明本专利技术参照不同附图进行详细说明，其中同样的数字指的是类似的部件，并且其中附图说明图1示例说明了根据本专利技术的过滤元件；图2显示了在图1中所标II-II位置通过过滤元件的剖视图；和图3显示了在图1中所标III-III位置通过过滤元件的剖视图。专利技术详述本专利技术下面通过参照不同的实施例和附图进行详细说明。对本领域熟练技术人员来说，在本专利技术的精神和范围之内、在所附权利要求提出的范围内，对特定实施例的修改是显而易见的。除非另外指明，术语按照它们的常用意思构成。接下来是本专利技术说本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种含有聚乙烯聚合物的模塑粉末，其中聚乙烯聚合物具有的根据ＡＳＴＭ４０２０测定的分子量为约６００，０００－２，７００，０００ｇ／ｍｏｌ，平均粒度为约５－１０００μｍ，粉末堆积密度为约０．１０－０．３０ｇ／ｃｃ。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：LC汪，J埃勒斯，
申请(专利权)人：提克纳有限责任公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。