聚合物配混方法技术

本发明专利技术涉及一种用于在螺杆挤出机中温和配混聚合物和聚合物共 混物的方法，其中终产物具有特别低残留溶剂量，同时具有低的单体 或低聚物含量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种在螺杆挤出机上温和配混(Compoundieren )聚合物以及聚合物共混物的方法，其最终产物具有特别低含量的残留溶剂，并同时具有低含量的单体或低聚物。在聚合物制备中，由塑料原料通过添加填料和增强剂、增塑剂、增粘剂、润滑剂、稳定剂等的成品塑料成型物料(Formmasse )(配混物)的生产称作配混。配混主要在挤出机中发生，并包括工艺操作传送、熔融、分散、混合、脱气和压力形成(Dmckaufbau)。近来，已经要求塑料混合物中具有尽可能低含量的挥发性组分。因此，在塑料原料配混中，脱气越来越重要。典型地，塑料原料中待脱气的挥发性组分含量为约500-2000ppm，和制得配混物(Compound)中残留量低于400ppm。在温度敏感聚合物或聚合物共混物中，配混工艺期间，除已经包含在原料中的待脱气残余单体和溶剂外，单体还可通过分解形成，例如对于橡胶改性聚碳酸酯共混物，其为1,3-丁二烯和丙烯腈。分解动力学是高温度依赖性的，即，随着温度升高，分解超比例地增加。配混的难点在于，为有效脱气挥发性组分，除低压外还需要高温，但在高温下，分解同时急剧增加。另外，随着为降低温度和避免分解而降低能量输入会变得更差，可能在配混组分熔融并混合时产生问题，对产品质量(即机械性质和组成)存在不利影响。其特别地在高通过量(也即短的停留时间，这是经济的配混工艺所要求的)是这种情况。在更高的通过量情况下，如果同时能够容忍分解组分增加，挥发性组分的良好脱气使用现有技术才是经济上可行的。在挤出机中使用夹带剂尽管是已知的，但是仅应用于具有大于1%的入口溶剂含量的聚合物溶液脱气。然而，由于所述聚合物溶液仅以液态计量加入，而没有额外的共混物組分和添加剂的分散，因此没有发生固体组分的同时熔化。这里，作为例子可提及DE 199 14 143 Al。然而，在该例子中没有记载单体(或低聚物)分解的问题。用于干燥聚合物粉末的方法还由EP0 768 157 Al知晓，其中，含量至少为1重量％的挥发性组分通过熔融聚合物以及任选使用夹带剂来除去。该技术受限于大体积设备，并致力于特定高含溶剂量聚合物的干燥。在使用挤 出机的聚合物配混中，特别是在聚碳酸酯共混物的配混中，使用夹带 剂尚未知晓。本专利技术基于提供一种经济且同时具有极低挥发性和分解组分残留 量的温度敏感聚合物配混物生产方法，特别是橡胶改性聚碳酸酯共混 物生产方法的目的。根据本专利技术通过在挤出机中配混期间引入夹带剂改进脱气，实现 了该目的，其中所述夹带剂特别地为氮气。用于引入夹带剂的螺杆装料(Schneckenbesatz)可被特别地实现，以使得尽管与常规螺杆装料相 比，额外需要导致额外的能量输入的用于夹带剂的混合区，但仅使得 熔融温度轻微上升，从而与常规配混工艺相比，分解没有增加。本专利技术提供一种使用螺杆挤出机以基于终产物组成具有小于1重 量％,优选最多0.1重量％的挥发性化合物总初始残留量的方式，配混 至少两种聚合物的方法；其中至少一种聚合物在热负荷时分解回单体 或低聚物，和所述聚合物组分在螺杆挤出机中混合、熔融并脱除挥发 性组分，其特征在于(i) 所述挤出机具有至少一个熔融区，至少两个，优选二至四个， 特别优选两个脱气区，和至少一个，优选一至两个，特别优 选两个夹带剂混合区，和(ii) 脱气使用被引入聚合物熔体中并从挤出机中与挥发性化合物 一起除去的惰性夹带剂来实施。此外，优选挤出机具有卸料区。在一个优选实施方案中，夹带剂通过施加低于500毫巴，特别优 选低于100毫巴的降低压力，与挥发性化合物一起从挤出机中除去。优选使用氮气、惰性气体或二氧化碳作为夹带剂，特别优选氮气。 "至少一种聚合物的热负荷"应理解为聚合物组分通常加工为熔 体的温度。该温度独立地匹配于聚合物或聚合物混合物，并且是本领 域技术人员所公知的。通常，这些温度在最高400。C的范围内。在组合 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物(ABS)和聚碳酸酯的情况下，热负荷 应理解为240°C-310°C,优选270-300。C的温度。在根据本专利技术方法的 一 个优选实施方案中，使用热塑性聚合物作 为聚合物，特别优选至少一种选自由聚苯乙烯、聚苯乙烯共聚物或聚苯乙烯接枝共聚物、聚丙烯酸酯、聚亚烷基和聚酰胺组成的第一组的 聚合物(以下称作"分解聚合物")，和至少一种选自由聚碳酸酯、聚酯 碳酸酯和聚对苯二甲酸亚烷基酯组成的第二组的聚合物(以下称作"非分解聚合物")；特别优选使用丙烯腈-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物(ABS) 和聚碳酸酯的组合。在根据本专利技术方法的另一个实施方案中，使用至少两种选自由聚 苯乙烯、聚苯乙烯共聚物和聚苯乙烯接枝共聚物、聚丙烯酸酯和聚亚 烷基组成的分解聚合物组的聚合物；特别优选使用丙烯腈-丁二烯-苯乙 烯接枝共聚物与聚酰胺的组合。在该两个提及的实施方案中，优选分解聚合物选自由丙烯腈-丁二 烯-苯乙烯接枝共聚物(ABS)、聚曱基丙烯酸曱酯和聚丙烯组成的组。在优选的方法中，分解出单体的聚合物与其它非分解聚合物间两 种聚合物组分的混合比为1:10-2:1。还优选使用一种方法，特征在于使用双或多螺杆挤出机，特别是 双螺杆挤出机。所述螺杆挤出机特别优选轴同向旋转的双螺杆挤出机。使用常规技术的配混方法，例如对于具有约50%聚碳酸酯含量的 聚碳酸酯/ABS共混物，在所有分解1,3-丁二烯残留量不超过最大期望 值的情况下，仅可获得低于58%的脱气效率。令人惊讶地，使用根据 本专利技术的方法，对于同样聚合物共混物在相同通过量下，可获得68% 的脱气效率，并具有甚至更低的分解(参见表2和3)。如果使用常规技 术期望获得68%的脱气效率，则分解1,3-丁二烯的残留量将增加约300 %。特别优选待使用的挤出机具有32-44的螺杆长径比。最佳结果使用 36的长径比获得。根据一个特别优选的实施方案，挤出机具有至少一个熔融区、一 至两个脱气区、 一至两个夹带剂混合区和一个卸^l"区。根据 一个特别优选的方法，最佳结果使用基于全部原料通过量， 0.1%-0.5%的夹带剂量获得。根据所述方法的一个进一步优选实施方案，设计夹带剂混合区， 使其用熔体充填。根据一个进一步优选的方法，极佳的结果还可通过将熔体填充的 螺杆部分中的夹带剂直接加入混合区，或在螺杆混合区紧前面添加来获得。对于夹带剂的混入，产生熔体物流频繁翻转和较宽停留时间分布 的螺杆元件是优选的。另外，可将例如螺杆混合元件、捏合段、偏心 轮、返回元件等用于混入夹带剂。本专利技术还提供根据本专利技术的方法用于生产聚合物混合物的用途，其中所述聚合物混合物具有低于1重量％ ,优选低于0.1重量％ ,特别 优选低于0.05重量％的聚合物组分中全部挥发性组分(特别是1,3-丁二 烯、丙烯腈、苯乙烯、4-乙烯基-l-环己烯、乙苯、氯苯；通过顶空气 相色谱法测定)总含量。以下，本专利技术将通过显示示例性实施例的附图更加详细地解释。 附图说明图1显示了用于使用根据本专利技术方法的双螺杆挤出机的纵截面示意图。实施例双螺杆挤出机具有其中布置有2个同向旋转彼此啮合轴(未显示) 的由11个部件构成的外壳。将待配混的组分通过在外壳部件2中形成 的入口 l供给至挤出机中。在每种情况下，外壳部件9和11均包含连 接于抽吸装置(未显示)的排气口本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种使用螺杆挤出机以小于１重量％的挥发性化合物总残留量的方式，配混至少两种聚合物的方法，其中至少一种聚合物在热负荷时分解回单体或低聚物，和所述聚合物组分在螺杆挤出机中混合、熔融并脱除挥发性组分，其特征在于　（ｉ）所述挤出机具有至少一个 熔融区，至少两个脱气区，和至少一个夹带剂混合区，和　（ｉｉ）脱气使用被引入聚合物熔体中并从挤出机中与挥发性化合物一起除去的惰性夹带剂来实施。

【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：C·施韦姆勒，M·卢德克，C·科德斯，R·鲁多尔夫，
申请(专利权)人：拜尔材料科学股份公司，
类型：发明
国别省市：DE