聚合物加工用清除劑的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本公開內(nèi)容涉及一種聚合物加工用清除劑。
【背景技術(shù)】
[0002] 許多種用于成型熱塑性塑料的工序是已知的，其代表性實(shí)例包括注射成型、擠出 和吹塑。當(dāng)特定種類和顏色的樹脂被加工并更替為用于后續(xù)加工的另一種類或顏色的樹脂 時(shí)，前一樹脂組合物可能仍未除去并影響之后的樹脂產(chǎn)品。
[0003] 特別是，在少量批量生產(chǎn)的趨勢下，不同顏色的熱塑性樹脂在同一加工機(jī)器中成 型和加工。例如，有色樹脂可能被加工并更替為無色樹脂，或者不同種類的有色樹脂可能被 依次加工。在此情況下，后一樹脂可能被前一樹脂污染，并且之后的成型品可能混有前一樹 脂的顏色或具有表面缺陷。成型機(jī)的螺桿、機(jī)筒和模具的清潔是確保最終產(chǎn)品的價(jià)值的重 要因素，并涉及用于擦除前一樹脂的清除過程。
[0004] 通常，成型機(jī)內(nèi)部用后一樹脂連續(xù)擦拭。這種擦拭非常耗時(shí)，并造成大量樹脂損 失。因此，為實(shí)現(xiàn)快速清除，需要使用清除化合物。清除化合物分為機(jī)械、化學(xué)和機(jī)械/化 學(xué)清除化合物。機(jī)械清除化合物通過向基體樹脂添加諸如碳酸媽等無機(jī)磨料而制備。化學(xué) 清除化合物使用諸如氨水等液體化學(xué)品，使用過程中其與樹脂混合?；瘜W(xué)/機(jī)械清除化合 物通過將諸如胺等化學(xué)品與丙烯酸類或聚乙烯樹脂混合并將該混合物造粒而制備。
[0005] 機(jī)械清除化合物的使用可能會(huì)對螺桿和機(jī)筒表面帶來損壞。液體形式的化學(xué)清除 化合物難以操作并易于粘著料斗。昂貴的化學(xué)/機(jī)械清除化合物的使用需要長清除時(shí)間， 導(dǎo)致清除性能較差。
[0006] 因此，對于在聚合物加工方面具有進(jìn)一步改進(jìn)的性能的清除劑存在需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種聚合物加工用清除劑，其包含具有多個(gè)泡沫 孔（foam cells)的聚合物泡沫，其中所述泡沫孔中閉孔的比例為至少50%。
[0008] 根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種清除方法，其包括：將第一聚合物組合物在所 述第一聚合物組合物可塑化或可熔融的溫度和壓力條件下在加工機(jī)器中成型，并從加工機(jī) 器中提取成型品；將聚合物加工用清除劑加入至加工機(jī)器中以使清除劑與加工機(jī)器的內(nèi)壁 和螺桿進(jìn)行緊密接觸；和使加工機(jī)器中的清除劑膨脹，并在加工機(jī)器中加工之后，將殘留在 加工機(jī)器的內(nèi)壁或螺桿上的第一聚合物組合物與所述清除劑一同從加工機(jī)器中提取，其中 清除劑包含具有多個(gè)泡沫孔的聚合物泡沫，其中閉孔的比例為至少50 %。
【具體實(shí)施方式】
[0009] 下面將更詳細(xì)地描述本發(fā)明的各種實(shí)施方式。
[0010] 本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的聚合物加工用清除劑采用具有多個(gè)泡沫孔的聚合物泡沫 的形式，其中閉孔的比例為至少50%。
[0011] 聚合物泡沫是部分或完全交聯(lián)的低密度聚合物，其能在對其施加外力時(shí)壓縮，并 在外力去除時(shí)具有恢復(fù)其初始體積的能力?；谶@些特征，聚合物泡沫形式的清除劑被分 割成片，并通過加工機(jī)器的料斗而強(qiáng)行擠入加工機(jī)器。此時(shí)，清除劑被壓縮并引入加工機(jī)器 中。清除劑在加工機(jī)器中再次膨脹。結(jié)果，聚合物泡沫具有粗糙表面，其有效地擦拭加工機(jī) 器的螺桿或機(jī)筒的表面，如同絲瓜海綿一般。
[0012] 在通過成型生產(chǎn)聚合物泡沫的過程中，發(fā)泡劑可以保持未分解。聚合物泡沫可以 通過高溫下機(jī)筒中未分解的發(fā)泡劑而進(jìn)一步發(fā)泡。該發(fā)泡可使聚合物泡沫與加工機(jī)器進(jìn)行 更緊密的接觸，由此有效地進(jìn)一步強(qiáng)力地擦拭加工機(jī)器的內(nèi)表面。
[0013] 聚合物泡沫可以通過使聚合物發(fā)泡而產(chǎn)生。用于通過發(fā)泡產(chǎn)生聚合物泡沫的適當(dāng) 原料除基體聚合物之外還可以包含交聯(lián)劑、發(fā)泡劑和其他添加劑。交聯(lián)劑和發(fā)泡劑用于加 工聚合物泡沫。添加劑選自填料和顏料。原料在諸如捏合機(jī)或班伯里混合機(jī)等混合機(jī)中 配混，并使用輥磨機(jī)以片料或粒料的形式生產(chǎn)。之后，片料或粒料在恒定的溫度（150°C~ 250°C)和壓力（100kg/cm 2~300kg/cm2)下的擠壓模具中交聯(lián)，并在模具打開的狀態(tài)下發(fā) 泡。作為另外一種選擇，片料或粒料可以通過在配備有模具的注射發(fā)泡機(jī)中成型而交聯(lián)，并 在模具打開的狀態(tài)下發(fā)泡。結(jié)果，可以獲得泡沫形式的試樣。試樣的形狀可以根據(jù)模具設(shè) 計(jì)和后續(xù)加工而變化。例如，試樣可以是六面體、圓柱形或球形的形狀。
[0014] 任何可膨脹的聚合物均可用于產(chǎn)生聚合物泡沫，不存在特別限制。聚合物可以是 熱塑性或熱固性材料。
[0015] 適于產(chǎn)生聚合物泡沫的聚合物的實(shí)例包括聚烯烴、聚氯乙烯、烯基芳香族聚合物、 聚碳酸酯、聚醚酰亞胺、聚酰胺、聚酯、聚偏二氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氨酯、聚異氰尿 酸酯、酚醛樹脂、它們的共聚物和三元共聚物、熱塑性聚合物共混物和橡膠改性聚合物。作 為適當(dāng)?shù)木巯N，可以示例的有聚乙烯、聚丙烯和乙烯共聚物。
[0016] 乙烯共聚物可以是i)乙烯和ii)至少一種烯鍵式不飽和單體的共聚物，所述至少 一種烯鍵式不飽和單體選自由C3-Cltl α -單烯烴，不飽和C3-C2tl單羧酸的C1-C12烷基酯、不飽 和C 3-C2tl單或二羧酸、不飽和C4-C8二羧酸的酸酐和不飽和C 2-C18羧酸的乙烯酯組成的組。
[0017] 乙烯共聚物的具體實(shí)例包括乙烯-乙酸乙烯酯（EVA)、乙烯-丙烯酸丁酯（BA)、乙 烯-丙烯酸甲酯（EMA)、乙烯-丙烯酸乙酯（EEA)、乙烯-甲基丙烯酸甲酯（EMMA)、乙烯-丁 烯共聚物（EB-Co)和乙烯-辛烯共聚物（EO-Co)。這些乙烯共聚物可以單獨(dú)使用，或者作為 其混合物使用。
[0018] 在一個(gè)實(shí)施方式中，用于產(chǎn)生聚合物泡沫的聚合物含有烯基芳香族聚合物材料。 適當(dāng)?shù)南┗枷阕寰酆衔锊牧习ㄏ┗枷阕寤衔锞畚锖拖┗枷阕寤衔锱c可共 聚性烯鍵式不飽和共聚單體的共聚物。烯基芳香族聚合物材料可以還含有少量非烯基芳香 族聚合物。烯基芳香族聚合物材料包括單獨(dú)的至少一種烯基芳香族均聚物、單獨(dú)的至少一 種烯基芳香族共聚物、一種或多種烯基芳香族均聚物和共聚物的共混物，或任何上述材料 與非芳香族聚合物的共混物。
[0019] 適當(dāng)?shù)南┗枷阕寰酆衔锊牧习ㄑ苌韵┗枷阕寤衔锏牟牧?，如苯乙烯?α -甲基苯乙稀、乙基苯乙稀、乙烯基苯、乙烯基甲苯、氯苯乙稀和溴苯乙稀。少量單稀鍵式 不飽和化合物，如C2-C 6烷基酸和酯、離聚物的衍生物和C 4_C6二烯，可以與烯基芳香族化合 物共聚?？晒簿坌曰衔锏膶?shí)例包括丙烯酸、甲基丙烯酸、乙基丙烯酸、馬來酸、衣康酸、丙 烯腈、馬來酸酐、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸異丁酯、丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸甲酯、 乙酸乙烯酯和丁二烯。
[0020] 在一個(gè)實(shí)施方式中，聚合物可以是天然或合成橡膠。合成橡膠可以是苯乙烯丁二 烯橡膠（SBR)、丁二烯橡膠（BR)、異戊二烯橡膠（IR)、腈橡膠（NBR)、氯丁橡膠（CR)、氯磺化 聚乙烯橡膠（CSM)、乙烯-丙烯橡膠（EPM)、乙烯-丙烯-二烯橡膠（EPDM)，或其組合。
[0021] 在一個(gè)實(shí)施方式中，聚合物泡沫可以為兩種以上上述聚合物的共混物的形式。
[0022] 具體而言，泡沫可以是例如乙烯-乙酸乙酯共聚物（EVA)泡沫、聚乙烯（PE)泡沫、 乙烯-丙烯-二烯三元共聚物（EPDM)泡沫或苯乙烯-丁二烯橡膠（SBR)泡沫。
[0023] 泡沫的物理性質(zhì)可以根據(jù)對成分聚合物的分子量選擇而變化。例如，低密度泡沫 的產(chǎn)生可以通過使用低分子量聚合物而促進(jìn)，而高密度泡沫的產(chǎn)生可以通過使用高分子量 聚合物或高粘度樹脂而促進(jìn)。
[0024] 任何已知發(fā)泡劑（也稱作成孔劑或起泡劑（blowing agent))可以用于清除劑制 備用組合物中。此類發(fā)泡劑的實(shí)例包括氣體材料、揮發(fā)性液體和分解成氣體和其它副產(chǎn)物 的化學(xué)試劑。添加發(fā)泡劑以產(chǎn)生泡沫。發(fā)泡劑是分解溫度為150°C~210°C的偶氮類化合 物。偶氮類化合物優(yōu)選以基于100重量份聚合物為0.1重量份~6重量份的量使用。以小 于0. 1重量份的量使用偶氮類化合物可能導(dǎo)致產(chǎn)生比重高于0. 9并且肖氏C硬度高于90 的泡沫，在清除過程中造成問題。同時(shí)，以超過6重量份的量使用偶氮類化合物可能導(dǎo)致產(chǎn) 生比重小于0. 10的泡沫，造成清除困難。如果偶氮類化合物具有低于150°C的分解溫度，則 在配混過程中可能發(fā)生過早發(fā)泡。同時(shí)，如果偶氮類化合物具有高于210°C的分解溫度，則 可能耗費(fèi)至少15分鐘才能成型為泡沫，導(dǎo)致低生產(chǎn)率。
[0025] 適當(dāng)?shù)陌l(fā)泡劑包括化學(xué)發(fā)泡劑和物理發(fā)泡劑。適當(dāng)?shù)陌l(fā)泡劑的代表性實(shí)例包括但 不限于氮?dú)?、二氧化碳、空氣、氯甲烷、氯乙烷、戊烷、異戊烷、全氟甲烷、氯三氟甲烷、二氯?氟甲烷、三氯氟甲烷、全氟乙烷、1-氯-1，1-二氟乙烷、氯五氟乙烷、二氯四氟乙烷、三氯三 氟乙烷、全氟丙烷、氯七氟丙烷、二氯六氟丙烷、全氟丁烷、氯九氟丁烷、全氟環(huán)丁烷、偶氮二 酰胺（ADCA)、偶氮二異丁腈、苯磺酰肼、4, 4-羥苯磺?；?氨基脲、對甲苯磺?；被?、偶 氮二羧酸鋇、Ν，Ν' -二甲基-N，Ν' -二亞硝基對苯二甲酰胺和三肼基三嗪。一般而言，ADCA 被優(yōu)選作為發(fā)泡劑。
[0026] 交聯(lián)劑可以是充分捕