发明名称 经由固态剪切粉碎作用而使聚合物材料掺合物混合、相容及/或再循环的方法以及该等方法所得之产物
摘要 一种制备聚合物颗粒方法,其中聚合物薄片材料、原生聚合物材料及其混合物被供应至啮合之挤压机螺轴,其系被旋转以沿着其长度传送该聚合物材料且使聚合物材料接受固态剪切粉碎作用及于原位之聚合物可相容化作用,若二或多种之不相容聚合物存在时。均匀之粉碎颗粒被产生而且无需添加可相容化试剂。粉碎化之颗粒可被直接熔融处理(以粉末供料)且出人意外地产生实质均匀之淡颜色产物。粉碎化颗粒亦可被比仅藉由熔融混合所提供者更致密地混合之,且可被熔融处理而且无达成相转化时之明显延迟。粉碎化颗粒亦提供稳定之微结构。
申请公布号 TW581719 申请公布日期 2004.04.01
申请号 TW088120051 申请日期 2000.01.18
申请人 材料科学公司 发明人 纳欧米 佛吉优礼;约翰 M 托基尔森;克利曼提纳 克寒特
分类号 B29B13/10;B29B17/00;B29B9/12 主分类号 B29B13/10
代理机构 代理人 恽轶群 台北市松山区南京东路三段二四八号七楼;陈文郎 台北市松山区南京东路三段二四八号七楼
主权项 1.一种紧密混合聚合物材料之方法,其包含以下步 骤: 提供至少第一及第二聚合物材料,该至少第一及第 二聚合物材料系热动力学不可相容的; 藉由于冷却下中经固态剪切粉碎作用,对该至少第 一及第二聚合物材料施以机械能量,使该至少第一 及第二聚合物材料紧密混合而产生颗粒混合物,该 冷却系足以使该第一及第二聚合物材料于该粉碎 作用期间保持固态; 排出藉由该施以机械能量之步骤所产生之颗粒;以 及 接着排出该颗粒,将该颗粒混合物退火,其中该经 退火的颗粒呈现一稳定之微结构。2.如申请专利 范围第1项之方法,其中该施用机械能量之步骤系 进一步包含当该至少一第一及第二聚合物材料中 之一者为半结晶时,降低该至少一第一及第二聚合 物材料中之一者的结晶百分率。3.如申请专利范 围第1项之方法,其中该至少第一及第二聚合物材 料系具有不同的黏度。4.如申请专利范围第3项之 方法,其中该至少第一及第二聚合物材料为相同类 型。5.如申请专利范围第3项之方法,其中该等黏度 中之一者系高于该等黏度中之另一者之十倍。6. 如申请专利范围第1项之方法,其中该至少第一及 第二聚合物材料系由不同聚合物材料所组成。7. 如申请专利范围第1项之方法,其中该至少第一及 第二聚合物材料各自选自聚苯乙烯材料、聚乙烯 材料、聚丙烯材料及其等之混合物所组成的群组 。8.如申请专利范围第1项之方法,其中该至少第一 及第二聚合物材料包含二种以上之聚合物材料。9 .如申请专利范围第1项之方法,其中该至少第一及 第二聚合物中之一者具有第一黏度,且接受膜加工 或吹模时具有有利之高熔融强度,且该至少第一及 第二聚合物之另一者具有系低于该第一黏度之第 二黏度,其中该施以机械能量以形成颗粒混合物与 将该颗粒混合物退火之步骤,能达成具有较该第一 黏度为低之黏度之聚合物混合物,而且无实质上破 坏该有利之高熔融强度。10.如申请专利范围第1项 之方法,其中该机械能量系藉由一具有并肩式,啮 合共旋转螺轴之双螺轴挤压机而施加。11.一种紧 密混合聚合物材料之方法,其包含以下步骤: 提供至少第一及第二聚合物材料,该至少第一及第 二聚合物材料系具有不同黏度; 对该至少第一及第二聚合物材料进行固态剪切粉 碎作用以产生颗粒混合物,于该粉碎作可期间充分 地冷却该至少第一及第二之聚合物材料,该冷却系 足以使该至少第一及第二之聚合物材料保持固态, 排出藉由该进行固态剪切粉碎作用的步骤所产生 之该颗粒混合物;且 熔解并接着混合该颗粒混合物,藉此在相转换之前 没有实质上的时间延误。12.如申请专利范围第11 项之方法,其中该等黏度中之一者系高于该等黏度 中另一者之十倍。13.如申请专利范围第11项之方 法,其中该至少第一及第二聚合物材料系热动力学 不可相容。14.如申请专利范围第11项之方法,其中 该至少第一及第二聚合物材料系由不同聚合物材 料所组成。15.如申请专利范围第11项之方法,其中 该至少第一及第二聚合物材料系实质上相同,但该 至少第一及第二聚合物材料中之一者具有高于另 一者之黏度。16.如申请专利范围第11项之方法,其 中该至少第一及第二聚合物材料各自选自聚苯乙 烯材料、聚乙烯材料、聚丙烯材料及其等之混合 物所组成之群组。17.如申请专利范围第11项之方 法,其中该至少第一及第二聚合物材料包含二种以 上之聚合物材料。18.如申请专利范围第11项之方 法,其中该至少第一及第二聚合物材料中之一者, 在接受膜加工或吹模时具有第一黏度与有利之高 熔融强度,且该至少第一及第二聚合物材料中之另 一者具有较低之黏度,藉此,该进行固态剪切粉碎 作用以及接着熔解并混合之步骤能达成具有低于 该第一黏度之黏度的聚合物混合物,而且未实质上 破坏该有利之高熔融强度。19.如申请专利范围第 11项之方法,其中该机械能量系藉由一具有并肩式, 啮合共旋转螺轴之双螺轴挤压机施加。图式简单 说明: 第1A图系混合转矩相对于时间之图示,其系显示具 有200之黏度比例之聚合物被熔融混合时,于不同温 度之相转换。 第1B图系图示施行本发明实施例之双螺轴压出机 之截面图。 第2图表示由于依据本发明之由压出机内的固态剪 切粉碎作用而自薄片状供料转化成粉末之形态转 化。 第3图系当薄片材料藉由压出机桶(部份示出)上之 加热器带加热时之用于施行本发明之代表性螺轴 之立面图。 第4图系当薄片材料仅被接受压出机桶(部份示出) 内之磨擦热时之用于施行本发明之代表性螺轴之 立面图。 第5A,6A,7A及8A图系消费行为后之薄片供料及自其注 射成型而成之样品的彩色照片,且第5B,6B,7B及8B图 系本发明之粉碎粉末及自其注射成型而得之样品 之彩色照片。 第9,10及11图系各种不同之消费行为后之薄片样品 及本发明之各种组分的粉碎粉末样品之电子旋转 共振(ESR)光谱。 第12A,B-18A,B系各种不同之消行为后之薄片样品及 本发明之各种组分的粉碎粉末样品之DSC(差式扫瞄 热量图)之温谱图。 第19图系于熔融混合处理期间对于以原生为主之 聚苯乙烯(PS)及聚乙烯(PE)的混合物之以时间为函 数之转矩图。 第20图系聚苯乙烯(PS)及聚乙烯(PE)掺合物之被粉碎 形式的以时间为函数之转矩图。 第21图系当熔融混合温度为180℃时之PS及PE掺合物 之被粉碎形式与以原生为主者之形式的二者之以 时间为函数之转矩图。 第22图系于熔融混合处理期间之另一PS及PE掺合物 的以原生为主之混合物之以时间为函数之转矩图 。 第23图系固态粉碎形式及原生形式二者之聚苯乙 烯(PS)及聚丙烯(PS)之混合物的各种样品之以温度 为函数(℃)的热流(吸热)之温谱图。
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