高分子聚合物合金的制备方法及专用的微闪蒸挤出机技术

本发明专利技术公开了一种高分子聚合物合金，按重量份数包括下述组分组成：热塑性高分子聚合物Ａ１－３０，热塑性高分子聚合物Ｂ０．３－１０。高分子聚合物Ａ和Ｂ为塑料或橡胶。本发明专利技术还公开了一种不含相容剂并合骤变制备高分子聚合物合金的方法，包括下述步骤：聚合物Ａ和聚合物Ｂ分别溶解成真溶液；将上述两种真溶液在并合釜中并合成为真溶液；将上述真溶液预热后进行第一次平衡蒸馏脱出部分溶剂，再预热后进行第二次平衡蒸馏脱出部分溶剂，之后通过微闪蒸挤出机挤出后得到高分子聚合物合金。由于不使用相容剂，制造成本大大降低。特别为制造要求不含相容剂的材料提供了新的途径。合金的纯度高，颗粒分布均匀，合金的质量好。设备通用性强。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种合金及其制备方法，更具体的说，是涉及一种高分子聚合物合金、采用并合骤变法制备高分子聚合物合金的方法及专用的微闪蒸挤出机。
技术介绍
高分子聚合物合金是利用两个或两个以上的不相容的高分子材料制备的高分子多组分体系。目前，现有的制备高分子聚合物合金的方法有两种，一种是化学方法，可视为微观的方法，如沉淀聚合法、嵌段共聚法等。前者用单体做溶剂，将分散剂溶于单体后再聚合。由于聚合的控制受到限制，又由于在聚合过程中，分散剂颗粒过大且不均匀，影响聚合物的质量。嵌段共聚法由于嵌段物的成分及条件的限制，设计时的想法与产生的产品往往不一致，甚至失败，需要不断选择嵌段物的成分及条件，合成时费力。因此，投资大，成本高。另一种是借助相容剂的物理方法，可视为宏观方法，该方法将两种或两种以上的高聚物在相容剂的作用下，经反复捏合后，再经双螺杆挤出机挤出。由于仅靠双螺杆挤出机和相容剂的作用，多种高分子聚合物混合不均匀，颗粒过大，影响产品的质量。而且，在制备过程中，必须加入相容剂，相容剂的作用是利用它将不相容的两个分子掺混起来，相容剂存在于高分子聚合物合金中，而对某些特殊要求的塑料合金是不允许有相容剂存在的，如作为光盘材料的PS/PC合金等，因此，使用该方法就无法生产。且每种合金需要相应的相容剂，因此相容剂的筛选、合成成为关键，又由于相容剂品种繁多，价格高，使合金成本相应提高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种不使用相容剂，在纳米或接近纳米状态下，使一种或多种高分子聚合物进入另一种不相容的高分子聚合物中，而形成的。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是 一种高分子聚合物合金，按重量份数包括下述组分组成作为基体的连续相的热塑性高分子聚合物A 1-30，作为分散相的热塑性高分子聚合物B 0.3-10。所述高分子聚合物A为塑料或橡胶，所述高分子聚合物B为塑料或橡胶。在上述组分中按重量份数还含有热塑性高分子聚合物C 0.5-3，所述高分子聚合物C为塑料或橡胶。由于高分子聚合物的物理机械性能加和性的特点，为了合成具有多种特性的高分子聚合物合金，还可以根据需要使用多种热塑性高分子聚合物制作合金。如可以根据需要制造抗冲击性塑料合金，导电塑料合金，防静电塑料合金，耐热塑料合金，阻燃塑料合金，隔阻性塑料合金，滑动、耐磨性塑料合金，离子交换性塑料合金，低热应力性塑料合金，低双折射性塑料合金，纳米微孔塑料合金等。在由多种高分子聚合物组成的合金中，具有增韧作用的高分子聚合物一部分在合金中同时起到弹性体的作用，即用于提高抗冲击能力。一种不含相容剂并合骤变制备高分子聚合物合金的方法，包括下述步骤(1)按重量份数称取高分子聚合物A 1-30、高分子聚合物B 0.3-10、高分子聚合物C 0.5-3、溶剂30-97；(2)将高分子聚合物A与溶剂、高分子聚合物B或高分子聚合物B和C与溶剂分别放入溶解釜中，在-15℃-180℃充分搅拌使其溶解成高分子聚合物A的真溶液、高分子聚合物B的真溶液或高分子聚合物B和C的真溶液；(3)将上述高分子聚合物A的真溶液、高分子聚合物B的真溶液或高分子聚合物B和C的真溶液分别送到并合釜中，在40-180℃充分搅拌，使高分子聚合物B或高分子聚合物B和C分散到高分子聚合物A中，成为真溶液；(4)将上述真溶液预热后置于平衡蒸馏装置中进行第一次平衡蒸馏，脱出部分溶剂，使溶液浓度为20-30％，第一次平衡蒸馏的温度为30-200℃，压力为1000-50000Pa；(5)将第一次平衡蒸馏后的溶液经预热后送到平衡蒸馏装置中，进行第二次平衡蒸馏，脱出部分溶剂，形成浓度为40-70％的高分子聚合物的浓溶液；第二次平衡蒸馏的温度为40-200℃，压力为1000-75000Pa；(6)将上述高分子聚合物浓溶液通过微闪蒸挤出机挤出后得到高分子聚合物合金。所述溶剂为环状醇类溶剂或环状酮类溶剂或芳香烃类溶剂或卤代烃类溶剂或酰胺类溶剂。高分子聚合物A的浓度一般为3-70％，高分子聚合物B或高分子聚合物B和C的浓度为1-70％。第一次和第二次平衡蒸馏脱出的溶剂和微闪蒸挤出机产生的溶剂分别经冷凝器送到溶剂回收装置回收，回收后的溶剂作为原料使用，或者部分进入再生塔精制后作为原料使用。双螺杆挤出机的进口温度为100-200℃，中间段温度为150-205℃，出口段的温度为160-210℃，微闪蒸分离器的真空度为3000-7000Pa，温度与双螺杆挤出机中间段的温度相近。本专利技术的制备方法是将两种或两种以上的热塑性高分子聚合物用稳定的单一溶剂或混合溶剂溶解，通过并合，使一种或多种高分子聚合物作为分散相分散到作为基体的连续相高分子聚合物中，成为均相，生成高分子真溶液。然后再经一个或多个平衡蒸馏过程，使一个或几个高分子以纳米量级在另一个或几个高分子中发生不稳定的相分离，生成高分子浓溶液，从而生成新的高分子材料。用具有气-液-固分离功能的微闪蒸挤出机进一步脱出剩余溶剂，使高分子聚合物合金中的溶剂浓度小于400PPM，得到高分子聚合物合金。由于现有的双螺杆挤出机只有一个出气孔，不能适应生产的需要，本专利技术还使用特殊的具有微闪蒸分离器的双螺杆挤出机。一种微闪蒸挤出机，包括双螺杆挤出机主体，在双螺杆挤出机主体间隔段上设置有出气孔，每个出气孔分别与压力表和微闪蒸分离器的进料口连接；所述微闪蒸分离器由壳体和气体回收器组成，所述壳体由连成一体的圆柱体和圆锥体组成，在所述圆锥体的下端设置有液体回收口，所述液体回收口中设置有齿轮泵；在圆柱体侧面沿圆柱体的切线方向设置有进料口；所述气体回收器的气体蒸出口与冷凝器连接，溶液回收口与挤出机上的液体进料口连接。所述微闪蒸分离器的圆柱体与气体回收器的直径比为4∶1，气体回收器进入圆柱体的部分占气体回收器高度的五分之四，微闪蒸分离器的圆柱体的直径与微闪蒸分离器的高度比为1∶5，双螺杆挤出机的径长比为1∶55-75。本专利技术的具有下述优点1.由于不使用相容剂，制成的合金中没有相容剂，制造成本大大降低。特别为制造要求不含相容剂的材料提供了新的途径。合金的纯度高，颗粒分布均匀，合金的质量好。合金中各组分之间的作用力比键结合力强，抗冲击能力强。而且，设备通用性强，适于工业化生产，避免了大量投资。2.使用本专利技术可以将废塑料加工成塑料合金，产品成本低，同时为废塑料的回收利用提供了新的途径。3.使用本专利技术的方法，可以根据高分子聚合物物理机械性能的加和性制造出需要的优质合金。4.本专利技术的微闪蒸挤出机具有多个出气孔，被挤出的液体在微闪蒸分离器中进一步被分离，使合金中的溶剂达到最小，提高了合金的质量和原料的利用率，进一步降低了合金的生产成本。附图说明图1为本专利技术的高分子聚合物合金的制备工艺流程图；图2为本专利技术微闪蒸挤出机的示意图；图3为本专利技术微闪蒸挤出机中的微闪蒸分离器的剖视图；图4为本专利技术微闪蒸挤出机中的微闪蒸分离器的俯视图。具体实施例方式以下结合附图和具体实施例对本专利技术详细说明。实施例1.1塑料与橡胶合金的制备聚合物A为聚苯乙烯8千克，聚合物B为顺丁橡胶1千克，聚合物C为SBS 1千克，溶剂为混合二甲苯，聚合物A的溶剂为70千克，聚合物B和C的溶剂为20千克。图1为本专利技术高分子聚合物合金制备的工艺流程图，将聚苯乙烯与溶剂70千克投入到溶解釜中，在10本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高分子聚合物合金，其特征在于按重量份数包括下述组分组成：作为基体的连续相的热塑性高分子聚合物Ａ１－３０，作为分散相的热塑性高分子聚合物Ｂ０．３－１０。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：何光临，
申请(专利权)人：何光临，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]