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用于旋转成型应用的聚甲醛聚合物组合物制造技术

技术编号:40303476 阅读:12 留言:0更新日期:2024-02-07 20:49
公开了一种用于旋转成型应用的包含颗粒形式的聚甲醛聚合物的聚合物组合物。聚甲醛聚合物被选择成具有某些物理特性,并与一种或多种抗冲改性剂组合,以生产具有改进的物理性能例如抗冲击强度的中空器皿和其他制品。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】


技术介绍

1、中空器皿可以使用各种不同类型的成型工艺和技术来制造。一种特殊类型的工艺被称为旋转成型。在旋转成型过程中,将聚合物材料放置在模具中并加热至其软化温度以上,从而导致聚合物材料熔融并流动。在加热过程中,模具围绕至少一个轴线旋转,并且通常围绕至少两个不同的轴线旋转。离心力使聚合物材料分布在模具壁上并形成中空器皿。旋转成型具有多种优点,因为该工艺可以产生高度复杂的无缝中空产品。然而,聚合物材料的加工窗口限制了旋转成型对于特定类型的聚合物的使用,例如聚乙烯聚合物和聚酰胺聚合物。

2、过去,为了将聚甲醛聚合物纳入旋转成型应用中以生产中空器皿,例如储液罐,已经进行了各种尝试。聚甲醛聚合物提供良好的耐化学性、刚性和弹性。事实上,与聚酰胺聚合物相比,许多聚甲醛聚合物具有低且明显的熔点和重结晶特性,这可以提供加工周期时间优势。然而,在由具有合适的抗冲击性的聚甲醛聚合物生产旋转成型的中空器皿时遇到了问题,特别是与各种其他聚合物相比。

3、鉴于上述情况,过去,聚甲醛聚合物已与各种添加剂组合以改善由该聚合物组合物制成的产品的抗冲击性能。例如,第8,008,390号美国专利公开了一种用于旋转成型应用的复合聚甲醛聚合物材料,其旨在具有增加的抗冲击性。所述'390专利通过引用并入本文。

4、然而,将聚甲醛聚合物与各种添加剂组合以增强抗冲击性以用于旋转成型应用出现了各种问题。例如,许多在旋转成型中生产的中空器皿旨在容纳液体。将聚甲醛聚合物与各种添加剂组合会对聚合物材料的渗透特性产生不利影响,尤其是当对基于石油的材料进行测试时。此外,在旋转成型过程中向聚甲醛聚合物中加入添加剂可能会导致工艺过程中发生相分离,从而产生商业上不合适的产品。

5、鉴于上述情况,目前需要一种非常适合于旋转成型应用的聚甲醛聚合物组合物。还需要一种可以被旋转成型为具有良好流体渗透特性的单层中空器皿的聚甲醛聚合物组合物。


技术实现思路

1、本公开总体上涉及包括含有聚甲醛聚合物的聚合物颗粒的粉末组合物。该粉末组合物为在旋转成型应用中使用而特别配制。例如,粉末可以具有一粒度分布,并且可以被配制成使得粉末不仅非常适合于通过旋转成型生产制品,而且生产的中空器皿具有优异的物理性能(包括抗冲击强度)以及优异的渗透特性,其在容纳流体(例如气体和液体)时可防止液体蒸气和气体从中空器皿逸出。

2、例如,在一个实施方式中,本公开涉及用于旋转成型应用的聚合物组合物。该聚合物组合物包括聚合物颗粒,聚合物颗粒含有与一种或多种抗冲改性剂共混的聚甲醛聚合物。聚甲醛聚合物可具有相对较低的熔体流动速率。例如,聚甲醛聚合物的熔体流动速率可小于约8g/10min,例如小于约5g/10min,例如小于约4g/10min,例如小于约3g/10min,并且通常大于约0.5g/10min。聚甲醛聚合物可以以至少约55wt.%的量存在于聚合物组合物中。一种或多种抗冲改性剂可以以约4wt.%至约27wt.%的量存在于聚合物组合物中。

3、已经发现聚合物颗粒的粒度分布可对于旋转成型应用有效。例如,聚合物颗粒的粒度分布可以使得至少10wt.%的颗粒具有大于约625微米的粒度,例如大于约630微米,例如大于约635微米,例如大于约640微米。聚合物颗粒的粒度分布还可以使得d10粒度为约90微米至约300微米,如约110微米至约220微米。d50粒度可为约150微米至约400微米,例如约175微米至约375微米。d75粒度可为约380微米至约680微米,例如约400微米至约650微米。上述粒度范围是示例性的,并且在某些应用中,可以使用更小的粒度。

4、各种不同的抗冲改性剂可以与聚甲醛聚合物组合。例如,抗冲改性剂可包括一种或多种热塑性弹性体。在一个方面,例如,抗冲改性剂可以是单独的热塑性聚氨酯弹性体,或者是热塑性聚氨酯弹性体与热塑性共聚酯弹性体的组合。在另一实施方式中,抗冲改性剂可以包括一种或多种热塑性共聚酯弹性体。热塑性共聚酯弹性体可包括聚对苯二甲酸丁二醇酯链段和聚醚链段的嵌段共聚物。可替代地,热塑性共聚酯弹性体可包括热塑性酯醚弹性体。

5、聚合物组合物中包含的聚甲醛聚合物可以是聚甲醛共聚物。聚甲醛聚合物可含有各种不同类型的端基或末端基团。在一个方面,聚甲醛聚合物含有小于约10mmol/kg的量的羟基,例如小于约8mmol/kg的量,例如小于约6mmol/kg的量,例如小于约4mmol/kg的量。当含有相对较少量的羟基时,聚合物组合物可以不含多异氰酸酯。可替代地,聚甲醛聚合物可具有较高量的羟基,并与包括多异氰酸酯的偶联剂组合。

6、本公开还涉及一种用于液体和气体(例如用于基于石油的燃料)的容器。该容器可包括无缝的旋转成型的壳体,该壳体限定开口,该开口被配置成接收流体。壳体可包括由壁包围的内围。壁可由聚合物组合物制成,该聚合物组合物包括熔体流动速率小于约5g/10min的聚甲醛聚合物。聚合物组合物还可包含以约4wt.%至约27wt.%的量存在于聚合物组合物中的一种或多种抗冲改性剂。壳体的壁可以仅由单层的聚合物组合物制成并且可以具有根据sae测试j2665的在40℃下小于4g-mm/m2/天的归一化渗透率。例如,壁可以具有在40℃下小于约3.5g-mm/m2/天的归一化渗透率。

7、壁还可以根据测试方法us epa40cfr part 1060.520进行测试,并且可以表现出小于约1.1g/m2/天的渗透率,例如小于约0.9g/m2/天,例如小于约0.7g/m2/天(并且通常大于约0.01g/m2/天)。另外,即使当由单层材料制成时,壁也可以表现出大于约0.95、例如大于约0.97、例如大于约0.98(r2)的稳定参数。上述结果是在28℃的测试温度下浸泡10周的时间后获得的。

8、容器的多轴冲击强度可以为在23℃下大于约5ftlb-f,例如在23℃下大于约7.5ftlb-f,例如在23℃下大于约10ftlb-f,这样在23℃下大于约15ftlb-f,例如在23℃下大于约20ftlb-f,例如在23℃下大于约30ftlb-f,例如在23℃下大于约40ftlb-f,并且通常在23℃下小于约80ftlb-f。壁厚可以为约0.5mm至约10mm。在一个实施方式中,容器可以是燃料罐。

9、下面更详细地讨论本公开的其他特征和方面。

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【技术保护点】

1.一种用于旋转成型应用的聚合物组合物,包括:

2.根据权利要求1所述的聚合物组合物,其中,所述聚合物颗粒的粒度分布使得至少约10wt.%的所述颗粒具有大于约625微米的粒度。

3.根据前述权利要求中任一项所述的聚合物组合物,其中,所述聚甲醛聚合物的熔体流动速率小于约4g/10min,例如小于约3g/10min,并且大于约0.5g/10min。

4.根据前述权利要求中任一项所述的聚合物组合物,其中,所述抗冲改性剂包括单独的热塑性聚氨酯弹性体,或热塑性聚氨酯弹性体与热塑性共聚酯弹性体的组合。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的聚合物组合物,其中,所述抗冲改性剂包括热塑性共聚酯弹性体。

6.根据权利要求5所述的聚合物组合物,其中,所述热塑性共聚酯弹性体包括聚对苯二甲酸丁二醇酯链段与聚醚链段的嵌段共聚物。

7.根据权利要求5所述的聚合物组合物,其中,所述热塑性共聚酯弹性体包括热塑性酯醚弹性体。

8.根据权利要求5-7中任一项所述的聚合物组合物,其中,所述热塑性共聚酯弹性体的熔点在所述聚甲醛聚合物的熔点的约5℃以内。

9.根据前述权利要求中任一项所述的聚合物组合物,其中,所述聚甲醛聚合物含有羟基并且不含多异氰酸酯,所述羟基的量小于约10mmol/kg,例如小于约8mmol/kg,例如小于约6mmol/kg,例如小于约4mmol/kg。

10.根据权利要求1所述的聚合物组合物,其中,所述抗冲改性剂包括甲基丙烯酸酯丁二烯苯乙烯、苯乙烯丙烯腈或它们的混合物。

11.一种用于燃料的容器,包括:

12.根据权利要求11所述的容器,其中,所述聚甲醛聚合物的熔体流动速率小于约4g/10min,例如小于约3g/10min,并且大于约0.5g/10min。

13.根据权利要求11或12所述的容器,其中,所述抗冲改性剂包括热塑性聚氨酯弹性体。

14.根据权利要求11或12所述的容器,其中,所述抗冲改性剂包括热塑性聚氨酯弹性体与热塑性共聚酯弹性体的组合。

15.根据权利要求11、12或14所述的容器,其中,所述抗冲改性剂包括聚对苯二甲酸丁二醇酯链段与聚醚链段的嵌段共聚物。

16.根据权利要求11、12或14所述的容器,其中,所述抗冲改性剂具有熔融温度,并且其中所述抗冲改性剂的熔融温度在所述聚甲醛聚合物的熔融温度的约5℃以内。

17.根据权利要求11至16中任一项所述的容器,其中,所述容器的所述壁在40℃下的归一化渗透率小于约3.5g-mm/m2/天。

18.根据权利要求11至17中任一项所述的容器,其中,所述容器具有在23℃下大于约7.5ftlb-f的多轴冲击,例如在23℃下大于约10ftlb-f的多轴冲击,例如在23℃下大于约15ftlb-f的多轴冲击。

19.根据权利要求11至18中任一项所述的容器,其中,所述壁的厚度为约0.5mm至约10mm。

20.根据权利要求11至19中任一项所述的容器,其中,所述聚甲醛聚合物含有羟基并且不含多异氰酸酯,所述羟基的量小于约10mmol/kg,例如小于约8mmol/kg,例如小于约6mmol/kg,例如小于约4mmol/kg。

21.根据权利要求11所述的容器,其中,所述容器包括燃料罐。

22.根据权利要求11所述的容器,其中,当根据US EPATest 40CFR Part 1060.520测试时,所述壳体的所述壁的渗透率小于约1g/m2/天,例如小于约0.8g/m2/天。

23.根据权利要求11或22所述的容器,其中,当根据US EPATest 40CFR Part 1060.520测试时,当以28℃和十周的浸泡时间测试时,所述壳体的所述壁表现出的稳定参数大于约0.96,例如大于约0.97,例如大于约0.98。

24.根据权利要求11-20或22-23中任一项所述的容器,其中,所述容器包括液压油罐、压缩气体罐、水罐或柴油机尾气处理液罐。

25.根据权利要求11-24中任一项所述的容器,其中,所述聚合物组合物不含任何含氮甲醛清除剂。

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【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

1.一种用于旋转成型应用的聚合物组合物,包括:

2.根据权利要求1所述的聚合物组合物,其中,所述聚合物颗粒的粒度分布使得至少约10wt.%的所述颗粒具有大于约625微米的粒度。

3.根据前述权利要求中任一项所述的聚合物组合物,其中,所述聚甲醛聚合物的熔体流动速率小于约4g/10min,例如小于约3g/10min,并且大于约0.5g/10min。

4.根据前述权利要求中任一项所述的聚合物组合物,其中,所述抗冲改性剂包括单独的热塑性聚氨酯弹性体,或热塑性聚氨酯弹性体与热塑性共聚酯弹性体的组合。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的聚合物组合物,其中,所述抗冲改性剂包括热塑性共聚酯弹性体。

6.根据权利要求5所述的聚合物组合物,其中,所述热塑性共聚酯弹性体包括聚对苯二甲酸丁二醇酯链段与聚醚链段的嵌段共聚物。

7.根据权利要求5所述的聚合物组合物,其中,所述热塑性共聚酯弹性体包括热塑性酯醚弹性体。

8.根据权利要求5-7中任一项所述的聚合物组合物,其中,所述热塑性共聚酯弹性体的熔点在所述聚甲醛聚合物的熔点的约5℃以内。

9.根据前述权利要求中任一项所述的聚合物组合物,其中,所述聚甲醛聚合物含有羟基并且不含多异氰酸酯,所述羟基的量小于约10mmol/kg,例如小于约8mmol/kg,例如小于约6mmol/kg,例如小于约4mmol/kg。

10.根据权利要求1所述的聚合物组合物,其中,所述抗冲改性剂包括甲基丙烯酸酯丁二烯苯乙烯、苯乙烯丙烯腈或它们的混合物。

11.一种用于燃料的容器,包括:

12.根据权利要求11所述的容器,其中,所述聚甲醛聚合物的熔体流动速率小于约4g/10min,例如小于约3g/10min,并且大于约0.5g/10min。

13.根据权利要求11或12所述的容器,其中,所述抗冲改性剂包括热塑性聚氨酯弹性体。

14.根据权利要求11或12所述的容器,其中,所述抗冲改性剂包括热塑性聚氨酯弹性体与热塑性共聚酯弹...

【专利技术属性】
技术研发人员:D·格林斯泰纳
申请(专利权)人:国际人造丝公司
类型:发明
国别省市:

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