專(zhuān)利名稱(chēng)：熱塑性聚合物的發(fā)泡多孔薄膜及其生產(chǎn)方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種熱塑性聚合物的發(fā)泡多孔薄膜，這種薄膜具有高空隙體積和高開(kāi)孔結(jié)構(gòu)，并涉及了這種薄膜的生產(chǎn)方法和設(shè)備。
發(fā)泡多孔薄膜可用于流體的微濾和粗濾，特別是工業(yè)，實(shí)驗(yàn)室和環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域中流動(dòng)介質(zhì)的前過(guò)濾和后過(guò)濾。
根據(jù)WO97/06935，通過(guò)擠出成型工藝得到了閉孔結(jié)構(gòu)為主的微孔、超微孔狀聚合物泡沫，其中孔尺寸不高于0.1μM，孔密度最少為1.56x1014孔/cm3(超微孔狀聚合物泡沫)，以及孔尺寸不高于100μM，孔密度大于108孔/cm3(微孔狀聚合物泡沫)。用擠出系統(tǒng)實(shí)施的方法分為幾步a)加壓下形成單相的聚合物/氣體溶液；b)減壓形成氣孔源(成孔核)，c)實(shí)現(xiàn)孔增長(zhǎng)。重要的是應(yīng)該在擠出機(jī)末端和噴嘴之間應(yīng)用齒輪泵作節(jié)流閥，由此可實(shí)現(xiàn)減壓。
按照WO 92/17533，發(fā)泡薄膜由待發(fā)泡聚合物和超臨界流體形成?？蛇_(dá)到的孔尺寸小于1μM，孔密度為109～1015孔/cm3。按照這一很復(fù)雜的方法，通過(guò)帶縫隙式噴嘴的擠出機(jī)形成薄膜，超臨界流體(例如CO2)加入一個(gè)室溫的小加壓室，通過(guò)這里將薄膜傳輸?shù)綕L筒上，當(dāng)越至另一個(gè)小的常壓室時(shí)實(shí)現(xiàn)成核，并在此小室中高溫下(＞190℃)借助引導(dǎo)薄膜通過(guò)熱交換器之間，并也可能通過(guò)退火實(shí)現(xiàn)孔增長(zhǎng)。也可選擇將超臨界流體在擠出機(jī)內(nèi)部直接加入聚合物熔體中，然后通過(guò)噴嘴成型。
WO 89/00918中描述了由半結(jié)晶聚合物，例如聚丙烯和聚乙烯生產(chǎn)閉孔結(jié)構(gòu)的微孔狀泡沫，其孔尺寸約為1～100μM。按此方法，聚合物在高壓下，熔融溫度以上用氣體飽和，這種聚合物材料借助擠出噴嘴或注塑成型，降低了形成孔核和構(gòu)成泡沫的壓力，并降低溫度至熔融溫度以下以使聚合物泡沫固化。
US-PS 4，473，665中報(bào)道了由無(wú)定形聚合物，例如聚苯乙烯，聚酯，尼龍和聚碳酸酯生產(chǎn)閉孔結(jié)構(gòu)的微孔狀的泡沫，其孔尺寸約為2～25μM，空隙體積為5-30％。按照這種方法，聚合物在高壓下，熔融溫度以上用氣體飽和，這種聚合物材料借助擠出噴嘴或注塑成型，降低了形成孔核和形成泡沫的壓力，聚合物泡沫固化時(shí)降低溫度至熔點(diǎn)以下。
這一類(lèi)聚合物泡沫畢竟仍不適合作薄膜，因?yàn)榛陂]孔結(jié)構(gòu)，它們不能或最好的情況下也只能讓很少的過(guò)濾的介質(zhì)流過(guò)，存在的空隙體積少，未控制的孔增長(zhǎng)所造成的孔缺陷也不可排除。另一個(gè)缺點(diǎn)是，這種閉孔的聚合物泡沫在另一種方法中必須轉(zhuǎn)變?yōu)殚_(kāi)孔的材料，以得到可用的薄膜材料。EP-Al 0 754 488中雖然描述了一種這類(lèi)由閉孔聚合物泡沫生產(chǎn)開(kāi)孔微濾薄膜的方法但是它的實(shí)施過(guò)程中存在著產(chǎn)生斷口的危險(xiǎn)。按照EP-Al，閉孔聚合物泡沫的孔間材料橋通過(guò)不同溫度下聚合物泡沫的壓縮和膨脹而打開(kāi)，因此上述的具有厚度在2-200μM之間的聚丙烯平面式膜，它的B/A比值(A指聚合物泡沫的孔尺寸，B指孔的壁厚)在孔隙部分不小于50％的情況下小于0.5。
WO 96/38221中介紹了一種生產(chǎn)發(fā)泡聚合物中空纖維薄膜的方法。按照這種方法，熔融的聚合物流經(jīng)擠出機(jī)設(shè)備，熔體在進(jìn)入成型熔體用的噴絲頭之前在加壓下吹氣。出噴嘴后降壓，聚合物熔體泛起泡沫形成多孔的中空纖維薄膜。通過(guò)中空纖在升高溫度下的膨脹來(lái)調(diào)節(jié)中空纖維的尺寸(壁厚)。熔體的溫度在擠出設(shè)備中調(diào)節(jié)，無(wú)定形聚合物在玻璃化轉(zhuǎn)變溫度以上，部分結(jié)晶聚合物在熔融溫度以上?？椎某叽绾托螤羁赏ㄟ^(guò)擠出機(jī)參數(shù)，例如壓力、溫度，螺桿形狀和速度以及擠出單元的噴嘴形狀加以控制和調(diào)節(jié)。按照這種方法，可得到的泡沫結(jié)構(gòu)為孔尺寸在10-20μM，孔密度約1010孔/cm3。這里涉及的主要為閉孔結(jié)構(gòu)的泡沫，偶爾有5-40％的開(kāi)孔結(jié)構(gòu)。缺點(diǎn)是，按照這種方法只是生產(chǎn)出對(duì)技術(shù)上應(yīng)用空隙體積太小，流過(guò)量也太少的中空纖維薄膜，也避免不了因未控制的孔增長(zhǎng)造成的缺陷。
本發(fā)明的目標(biāo)在于，實(shí)現(xiàn)由熱塑性聚合物生產(chǎn)無(wú)缺陷的發(fā)泡薄膜，它在窄的孔尺寸分布下具有大的空隙體積和高的開(kāi)孔結(jié)構(gòu)，以及提出對(duì)該薄膜生產(chǎn)的連續(xù)方法和方法實(shí)施的設(shè)備的建議。
這個(gè)目標(biāo)通過(guò)主、從屬權(quán)利要求給出的特征來(lái)解決。本發(fā)明的其它有利結(jié)構(gòu)通過(guò)從屬的權(quán)利要求進(jìn)一步給出。
按本發(fā)明的方法中，由至少一種無(wú)定形和/或部分結(jié)晶的聚合物組成的聚合物熔體，在加壓下通過(guò)一套擠出設(shè)備的擠出機(jī)，這里在注射階段裝以成孔劑，通過(guò)成膜的噴嘴擠壓成型，其中成孔劑在通過(guò)噴嘴時(shí)產(chǎn)生的壓力降下使聚合物熔體發(fā)泡，在這至少一種的聚合物中形成主要為開(kāi)孔的結(jié)構(gòu)。擠出機(jī)內(nèi)的壓力至少150bar，溫度就無(wú)定形聚合物和聚合物混合物而言至少調(diào)節(jié)至玻璃化溫度，就部分結(jié)晶聚合物和聚合物的混合物而言至少調(diào)至熔融溫度，調(diào)節(jié)方式是使得聚合物熔體的粘度允許擠出機(jī)完好地工作。玻璃化溫度和熔融溫度應(yīng)該作為起始的軟化溫度，保證擠出機(jī)完好工作的溫度應(yīng)該作為起始的加工溫度。
在噴嘴前存在的附加的混合階段中，產(chǎn)生由該至少一種的聚合物和成孔劑的單相熔體。此外，這種熔體降低溫度到該至少一種聚合物的起始加工溫度以下和/或升高了壓力。驚喜地發(fā)現(xiàn)，通過(guò)按本發(fā)明在附加的混合階段產(chǎn)生的單相熔體，可得到絲毫沒(méi)有缺陷且具有孔尺寸均勻度高的薄膜。
通常成孔劑的加入量只要能在一定壓力和溫度下熔解在聚合物中，且不產(chǎn)生氣泡即可，因?yàn)檫^(guò)多的成孔劑通常會(huì)產(chǎn)生氣泡滲入熔體中。但是它們?cè)谌垠w中不再溶解。當(dāng)通過(guò)此后的壓力降形成泡沫核時(shí)，溶解在聚合物中的氣體擴(kuò)散到已存在的氣泡中，并且劇烈擴(kuò)大。此外在這種條件下沒(méi)有或只構(gòu)成少量新的氣泡。這是根據(jù)動(dòng)力學(xué)分析的，因?yàn)楸仨殤?yīng)用能量產(chǎn)生新的表面，向已存在的氣泡中的擴(kuò)散在能量上比構(gòu)成新的氣泡要有利。這樣只得到一種發(fā)泡聚合物，它具有相對(duì)較少的孔，它們的尺寸大于100μM，并且彼此差別很大。這種發(fā)泡聚合物基于孔的尺寸和孔的較大的不均一性而不適合作薄膜。
借助于本發(fā)明的特征，在附加的混合階段中熔體的溫度降到該至少一種聚合物的初始加工溫度以下和/或升高它的壓力，可得到特征為至少75％的高空隙體積的發(fā)泡薄膜。這種高空隙體積是薄膜在要求高流過(guò)量的應(yīng)用中使用的經(jīng)濟(jì)上的前提條件。
在較低溫度和較高壓力下，較高含量的成孔劑進(jìn)入熔體中，而沒(méi)有不溶的氣泡留在熔體中，即沒(méi)有如上所述可能產(chǎn)生的負(fù)面效應(yīng)。這種較高含量的成孔劑會(huì)導(dǎo)致孔成核期間產(chǎn)生大量的氣泡。附加的混合階段中降低熔體的溫度和/或升高壓力允許在注射階段有比在那里的溫度和壓力條件下溶解的成孔劑更多的成孔劑注射到聚合物熔體中，因?yàn)檫^(guò)多的部分將在事后附加的混合階段的處理期間完全溶解。由此與熔體中成孔劑含量相關(guān)并借此與薄膜的空隙體積和孔密度相關(guān)的方法可加以控制。
通常聚合物熔體的溫度也是通過(guò)擠出機(jī)工作的經(jīng)濟(jì)和設(shè)備技術(shù)條件所決定的必要粘度來(lái)規(guī)定的。但在附加的混合階段利用了熔體中溶解的成孔劑的軟化效應(yīng)。因?yàn)槌煽讋┖可叩耐瑫r(shí)，聚合物的初始軟化溫度下降，所以附加的混合階段化加入成孔劑，例如CO2之后，加工溫度比原始的加工溫度約降低可達(dá)100℃或更多，而粘度并不增加。這里溫度至少應(yīng)該降低50℃，以使得效果明顯。
此外通過(guò)附加的混合階段還可保證聚合物熔體中不存在，特別是成孔劑導(dǎo)致的氣泡。
噴嘴前設(shè)置的附加的混合階段可以例如按級(jí)聯(lián)形式設(shè)置，或按本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方法在擠出機(jī)和噴嘴之間的擠出行程內(nèi)構(gòu)成。作為附加的混合階段應(yīng)用熱交換管道。它在兩個(gè)熔體泵間接通，這樣擠出行程增加而壓力不損失。此外通過(guò)這兩臺(tái)熔體泵可將熱交換管道內(nèi)壓力水平設(shè)置在600bar或更多值的高水平，它不依賴(lài)于擠出機(jī)內(nèi)部壓力和那里存在的擠出機(jī)螺桿的轉(zhuǎn)矩。熱交換管道除加熱單元外還設(shè)置了冷卻單元，以使得單相熔體的擠出物料冷卻下來(lái)。本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方法中，附加的混合階段構(gòu)成作為靜態(tài)的攪拌器。
噴嘴內(nèi)壓力依賴(lài)于流動(dòng)阻力，可通過(guò)單相熔體的擠出物料的流速借助噴嘴前的熔體泵以及熔融溫度加以控制。它這里也可比熱交換管內(nèi)的壓力大。作為熔體泵優(yōu)選齒輪泵裝在附加的混合階段的入口和出口前。通過(guò)噴嘴出口處的壓力降聚合物熔體發(fā)泡。作為由單相熔體成型薄膜的噴嘴在生產(chǎn)平面式膜的情況下應(yīng)用所要求幅寬的縫隙式噴嘴，或者在生產(chǎn)管式膜和中空纖維薄膜情況下應(yīng)用空心噴嘴。在空心噴嘴情況下優(yōu)選加壓下存在的氣體，例如壓縮空氣來(lái)作為中空腔填料。
驚喜地發(fā)現(xiàn)，按本發(fā)明的方法生產(chǎn)的發(fā)泡聚合物膜具有大的開(kāi)孔結(jié)構(gòu)，作為聚合物熔體中加入的成孔劑應(yīng)用的原料是，通常情況下由對(duì)聚合物熔體有不同擴(kuò)散速度的至少兩種氣體或至少兩種低沸點(diǎn)流體或一種氣體和一種低沸點(diǎn)流體的混合物組成。成孔劑應(yīng)該相對(duì)于擠出物料中應(yīng)用的聚合物至少是非常惰性的。優(yōu)選使用二氧化碳和水。
按本發(fā)明的方法的條件下，猜測(cè)開(kāi)孔的發(fā)生是因?yàn)榭變?nèi)壓力克服了粘度和表面張力形成的孔壁的機(jī)械強(qiáng)度，并導(dǎo)致孔壁的破裂。首先形成的泡沫，它的泡沫孔的孔壁看來(lái)很薄，因?yàn)榘窗l(fā)明產(chǎn)生了高孔密度和高空隙體積，此外主要聚合物物料存在于孔架的邊緣。當(dāng)使用至少兩種具有不同擴(kuò)散速度的氣體的混合物時(shí)，顯然轉(zhuǎn)低擴(kuò)散速度的氣體會(huì)導(dǎo)致高的孔內(nèi)壓，它將打開(kāi)閉孔結(jié)構(gòu)。
加工溫度高于100℃(單相熔體的載氣擠出物料的溫度)時(shí)優(yōu)選使用水作為成孔劑的至少兩種的組分之一，用來(lái)通過(guò)打開(kāi)孔結(jié)構(gòu)形成微孔。當(dāng)惰性氣體和水的混合物作為成孔劑時(shí)可明顯看出，當(dāng)聚合物熔體流出噴嘴，同時(shí)通過(guò)調(diào)節(jié)水的沸騰來(lái)降壓而引起了附加的孔壓，它足夠用于打開(kāi)閉孔結(jié)構(gòu)。
優(yōu)選的方法是擠出物料中加入液化的成孔劑。為準(zhǔn)確計(jì)量成孔劑，可借助精確計(jì)量泵將液化的成孔劑注入流動(dòng)的聚合物熔體中。這樣就二氧化碳作為至少兩種成孔劑之一的情況，通過(guò)泵后使用逆流閥，由此泵，CO2從壓力為57bar的氣瓶中流出，壓縮，液化，流動(dòng)計(jì)量，擠出過(guò)程中注射入聚合物熔體。這里泵頭必須保持低于14℃的恒溫，優(yōu)選恒定在-10℃，以保持密度恒定的液態(tài)CO2，作為恒定的流動(dòng)計(jì)量的前提條件。
成孔劑的引入可通過(guò)注射器穿過(guò)燒結(jié)金屬完成，優(yōu)選的孔尺寸約為20μM和以下，以得到在流體或氣體/聚合物的相界面處最大可能的接觸表面。
按本發(fā)明使用無(wú)定形和部分結(jié)晶熱塑性聚合物或它們的混合物，可選擇自纖維素衍生物和聚烯烴、聚酯、聚砜、聚醚砜，聚酰胺和它們的取代產(chǎn)物，例如聚偏氟乙烯。特別優(yōu)選聚酯，聚砜和聚醚砜。
可得到平均孔直徑在0.05μM～30μM之間或在10μM～200μM之間的微濾和粗濾范圍的膜。薄膜具有至少75％的空隙體積，至少80％的開(kāi)孔率，孔尺寸分布的標(biāo)準(zhǔn)偏差是為平均孔直徑的+/-10％。
空隙體積百分率按公式(1-粗密度/聚合物密度)·100。粗密度定義為單位體積的泡沫質(zhì)量，通過(guò)合適的試樣的質(zhì)量估計(jì)和體積的線(xiàn)性估算確定。
開(kāi)孔率即開(kāi)孔部分的百分比，借助空氣比重計(jì)測(cè)定。這種方法中通過(guò)比較試樣的幾何體積和參考體積的同樣壓力下通過(guò)泡沫材料的排出空氣量來(lái)確定，也就是相應(yīng)于包括在泡沫體內(nèi)的閉孔的那個(gè)體積。表面剪切孔產(chǎn)生的誤差通過(guò)測(cè)量不同表面/體積比的試樣來(lái)較正。開(kāi)孔率通過(guò)測(cè)量的開(kāi)孔率外推到表面/體積比為零確定。
孔尺寸分布由空氣流量曲線(xiàn)的歷程作為潤(rùn)濕的其孔被水充滿(mǎn)的薄膜的壓力的函數(shù)來(lái)確定。空氣流量借助于庫(kù)爾特孔率計(jì)來(lái)測(cè)定。
薄膜可以不增強(qiáng)，也可增強(qiáng)。為生產(chǎn)增強(qiáng)的平面式膜，聚合物熔體例如直接擠出在增強(qiáng)材料上，在兩個(gè)噴嘴旁邊或之間的噴嘴中流過(guò)。本發(fā)明的其它實(shí)施方法中增強(qiáng)薄膜通過(guò)單面或雙面層合生產(chǎn)。增強(qiáng)材料可能在單面或雙面承載有發(fā)泡薄膜或一個(gè)發(fā)泡薄膜單面或雙面增強(qiáng)。作為增強(qiáng)材料可考慮由金屬或聚合物材料制成的箔，織物，針織物或纖維網(wǎng)，優(yōu)選屬于同類(lèi)聚合物的聚合物纖維的材料，如薄膜聚合物。本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方法中聚合物纖維包括第一種的是高可熔和高穩(wěn)定性的核心聚合物，它的表面完全或部分被第二種聚合物覆蓋。這種構(gòu)造的薄膜有特別好的形狀穩(wěn)定性。第二種聚合物熔點(diǎn)比第一種的核心聚合物的低并且有化學(xué)穩(wěn)定性。優(yōu)選屬于同類(lèi)的聚合物，例如薄膜聚合物。
本發(fā)明將根據(jù)附圖
和實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明。這里附圖概要地表明了為由熱塑性聚合物生產(chǎn)發(fā)泡多孔薄膜的方法實(shí)施的按本發(fā)明的設(shè)備輪廓。
按本圖的設(shè)備有一臺(tái)擠出機(jī)1，裝有同向雙螺桿2，它的長(zhǎng)徑比例如可為30，它通過(guò)筒體4內(nèi)的傳動(dòng)裝置3來(lái)旋轉(zhuǎn)。擠出物料的該至少一種聚合物通過(guò)計(jì)量設(shè)備5以典型的顆粒形式分配劑量，傳輸并經(jīng)過(guò)填料漏斗6，進(jìn)入擠出機(jī)1的入口7中。通過(guò)雙螺桿2的旋轉(zhuǎn)將聚合物顆粒通過(guò)筒體4傳輸。在這里，聚合物顆粒通過(guò)彼此分開(kāi)的可調(diào)的加熱元件8傳輸熱量，并開(kāi)始熔化為聚合物熔體。大約在筒體4長(zhǎng)度的第二個(gè)和最后一個(gè)三分之一之間存在一個(gè)作為注射階段的成孔劑9的供給，它是由高壓精密計(jì)量泵10，連接在后面的注射器11，優(yōu)選通過(guò)燒結(jié)板12注入筒體4中。雙螺桿2的結(jié)構(gòu)和形狀要選擇使得沿著筒體4實(shí)現(xiàn)升壓。在通過(guò)注射器11向聚合物熔體中輸入成孔劑的位置的壓力可通過(guò)筒體4中擠出物料的填充體積和雙螺桿2的轉(zhuǎn)數(shù)來(lái)調(diào)節(jié)，可達(dá)到最高值200bar。加入成孔劑后，沿筒體4長(zhǎng)度的最后三分之一處的擠出物料到達(dá)第一混合區(qū)13，在這里通過(guò)通常應(yīng)用的螺桿2的剪切單元實(shí)現(xiàn)聚合物熔體的混合。筒體4沿聚合物熔體的擠出物料的流動(dòng)方向以第一熔體泵14為界。第一熔體泵與附加混合階段15的熱交換管道相連，從而聚合物熔體的擠出物料借助第一熔體泵14在附加的混合階段15的熱交換管道中傳輸，它裝有可調(diào)的加熱和冷卻系統(tǒng)16，以第二熔體泵17為界。熔體泵優(yōu)選以齒輪泵構(gòu)成。在通過(guò)附加的混合階段15的熱交換管道傳輸時(shí)產(chǎn)生了單相熔體，聚合物熔體冷卻至要求的溫度至初始軟化溫度以下。借助于控制熔體泵14和17，聚合物熔體的壓力控制到期望值即最高為600bar或更多。熔體泵17和成膜噴嘴18相連接。通過(guò)熔體泵17，聚合物熔體在噴嘴18中傳輸，按要求的方式成型擠出物料。流出噴嘴18時(shí)開(kāi)始的壓力降將使聚合物熔體發(fā)泡成膜。關(guān)于插圖中未描述的壓力和溫度的傳感器及測(cè)量和調(diào)節(jié)單元，聚合物顆粒的劑量分配速度，螺桿和熔體泵的轉(zhuǎn)速，設(shè)備能在計(jì)算機(jī)輔助的自動(dòng)控制系統(tǒng)中進(jìn)行。
這樣生產(chǎn)的平面式膜在平均孔尺寸0.5μM(±0.03μM)條件下密度為0.4mm，孔密度為1014孔/cm3?？障扼w積在開(kāi)孔率91％條件下為82％。水通過(guò)量約120ml/(min·cm2·bar)。始沸點(diǎn)約1.9bar。
參考標(biāo)記列表擠出機(jī)1雙螺桿2傳動(dòng)裝置3簡(jiǎn)體4計(jì)量設(shè)備5填料漏斗6加料口7加熱元件8供應(yīng)成孔劑的注射階段9高壓精密計(jì)量泵10注射器11燒結(jié)板12第一混合區(qū)13第一熔體泵14附加混合階段的熱交換管15加熱和冷卻系統(tǒng)16第二熔體泵17噴嘴18
權(quán)利要求
1．熱塑性聚合物的發(fā)泡多孔薄膜，其特征為，這種薄膜的開(kāi)孔率至少為80％，空隙體積至少為75％。
2．按權(quán)利要求1的發(fā)泡多孔薄膜，其特征為，薄膜具有在0.05μM和30μM之間的微濾范圍的孔徑。
3．權(quán)利要求1的發(fā)泡多孔薄膜，其特征為，薄膜具有大于30μM至200μM的粗濾范圍的孔徑。
4．權(quán)利要求1至3之一的發(fā)泡多孔薄膜，其特征為，薄膜單面或雙面增強(qiáng)。
5．權(quán)利要求1至4之一的發(fā)泡多孔薄膜，其特征為，薄膜由至少一種熱塑性聚合物組成，聚合物選自纖維素衍生物，聚烯烴，聚酯，聚砜，聚醚砜，聚酰胺和它們的取代產(chǎn)物。
6．生產(chǎn)熱塑性聚合物的發(fā)泡多孔薄膜的方法，其中，至少一種無(wú)定形和/或部分結(jié)晶的聚合物的聚合物熔體在位于該至少一種聚合物的軟化溫度以上的初始加工溫度，在至少150bar的壓力下通過(guò)擠出機(jī)(1)傳輸，這里在注射階段(9)加入成孔劑，通過(guò)成膜噴嘴(18)擠壓成型，這里，成孔劑在通過(guò)噴嘴(18)時(shí)開(kāi)始的壓力降下使由該至少一種聚合物組成的聚合物熔體發(fā)泡，其特征為，注射階段(9)中的聚合物熔體中加入對(duì)聚合物熔體有不同擴(kuò)散速度的至少兩種氣體或至少兩種低沸點(diǎn)液體或一種氣體和一種低沸點(diǎn)液體的混合物作為成孔劑；在噴嘴(18)前附加的混合階段(15)中產(chǎn)生了由該至少一種聚合物和熔體中的成孔劑組成的單相熔體；在附加的混合階段(15)中將熔體溫度降低到該至少一種聚合物的初始加工溫度以下和/或升高它的壓力。
7．權(quán)利要求6的方法，其特征為，附加的混合階段(15)中熔體降溫至比該至少一種聚合物的初始加工溫度至少低50℃，優(yōu)選100℃。
8．權(quán)利要求6的方法，其特征為，附加的混合階段(15)中熔體壓力升高至150bar以上，優(yōu)選至少為400bar。
9．權(quán)利要求6的方法，其特征為，聚合物熔體中加入液化的成孔劑。
10．權(quán)利要求6或9的方法，其特征為，聚合物熔體中加入二氧化碳和水作成孔劑。
11．上述權(quán)利要求之一的方法，其特征為，聚合物熔體由至少一種熱塑性聚合物生產(chǎn)，它選自纖維素衍生物，聚烯烴，聚酯，聚砜，聚醚砜，聚酰胺和它們的取代產(chǎn)物。
12．權(quán)利要求6的方法的實(shí)施設(shè)備，包括裝有聚合物計(jì)量設(shè)備(5)和加熱單元(8)的帶筒體(4)的擠出機(jī)(1)，它經(jīng)過(guò)第一熔體泵(14)與擠出成膜用的噴嘴(18)相連接，并在第一熔體泵(14)前有一注射階段(9)以在聚合物熔體中加入成孔劑，其特征為，在第一熔體泵(14)和噴嘴(18)之間裝有從第二熔體泵(17)到噴嘴(18)為界的熱交換管道，形成附加的混合階段(15)。
13．權(quán)利要求12的設(shè)備，其特征為，熱交換管道(15)配備有用于聚合物熔體的混合單元，優(yōu)選靜態(tài)的攪拌器。
14．權(quán)利要求12的設(shè)備，其特征為，注射階段包括計(jì)量泵(10)，它通過(guò)注射器(11)和燒結(jié)金屬(12)與和擠出機(jī)(1)相關(guān)的筒體(4)相連接。
15．權(quán)利要求12的設(shè)備，其特征為，用于計(jì)量液化成孔劑的計(jì)量泵(10)配備有可冷卻的泵頭。
16．權(quán)利要求12的設(shè)備，其特征為，用于擠出平面式膜的噴嘴(18)構(gòu)成為扁平縫隙式噴嘴。
全文摘要
本發(fā)明涉及熱塑性聚合物的發(fā)泡多孔薄膜,有至少80%的開(kāi)孔率和至少75%的空隙體積,還涉及膜的生產(chǎn)方法和設(shè)備。該膜可用于工業(yè)、實(shí)驗(yàn)室和環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域的流體微濾和粗濾。按本發(fā)明,聚合物熔體加壓輸送通過(guò)擠出機(jī),在注射階段加入對(duì)聚合物熔體有不同擴(kuò)散速度的成孔劑并擠壓通過(guò)成膜噴嘴。此外,在噴嘴前的附加混合階段,產(chǎn)生的單相熔體降溫至初始加工溫度以下和/或提高它的壓力。成孔劑在通過(guò)噴嘴時(shí)使聚合物熔體發(fā)泡,形成主要開(kāi)孔的孔狀結(jié)構(gòu)。
文檔編號(hào)C08J9/12GK1287506SQ99801783
公開(kāi)日2001年3月14日 申請(qǐng)日期1999年1月19日 優(yōu)先權(quán)日1998年1月29日
發(fā)明者R·克勞特澤 申請(qǐng)人:扎托里烏斯股份公司