Полимерные грануляты, не содержащие вакуолей

 

Изобретение относится к способу получения полимерных гранулятов, не содержащих вакуолей. Способ осуществляют путем экструзии расплава поликарбоната, охлаждения получаемого экструдата и его разрезания. Охлаждение осуществляют со скоростью менее 50°С/с до температуры, превышающей температуру стеклования полимера на 1-20°С, при которой осуществляют разрезание. Изобретение позволяет изготавливать полимерные грануляты, содержание вакуолей в которых составляет менее 1 об.%, в частности менее 0,1 об.%. 1 з.п. ф-лы.

Настоящая заявка касается способа получения полимерных гранулятов, не содержащих вакуолей, при котором полимер после экструдирования и до резки охлаждают со скоростью менее или равной 50°С/с чуть выше температуры стеклования.

При получении полимеров стадия экструдирования полимера для придания определенной, в большинстве случаев цилиндрической формы, является одной из последних ступеней способа. По окончании экструдирования продукт еще раз охлаждают, разрезают и при определенных условиях еще раз охлаждают, после чего он будет готов к продаже.

Одним из требований, предъявляемых к этому продукту, является то, что он не должен содержать никаких вакуолей, то есть газовых включений, поскольку последние могут отрицательно сказаться при дальнейшей переработке полимера. Кроме того, прозрачные полимерные грануляты с вакуолями оптически менее привлекательны.

Международная заявка WО 96/26241 описывает способ получения полимерных гранулятов, при котором полимерные жгуты после экструдирования охлаждают в водяной бане с температурой 44°С и 95°С, а затем разрезают. Получают грануляты, содержащие менее 10 об.% вакуолей. Однако этот показатель не является удовлетворительным.

Был найден способ, с использованием которого можно получать грануляты, не содержащие вакуолей, то есть содержание вакуолей составляет менее 1 об.%, преимущественно даже менее 0,1 об.%.

Предметом настоящего изобретения является способ получения полимерных гранулятов, не содержащих вакуолей, при котором полимер после экструдирования охлаждают со скоростью менее 50°С/с, предпочтительно менее 20°С/с, до температуры, которая выше температуры стеклования полимера Tg на 1-20°С, преимущественно на 5-10°С, а затем разрезают. В предпочтительной форме исполнения гранулят во время резки охлаждают до температуры менее или равной 100°С, предпочтительно менее или равной 90°С. Этого можно добиться путем увлажнения водой, имеющей температуру менее или равную 30°С.

Преимущественно разница температуры полимера и охлаждающей среды составляет менее 370°С. В предпочтительной форме исполнения полимер охлаждают водой с температурой от 40 до 80°С, предпочтительно от 50 до 60°С. Наиболее предпочтительно пропускать полимер после экструдирования через водяную баню с температурой от 40 до 80°С, предпочтительнее от 50 до 60°С. Период пребывания полимера в водяной бане должен составлять предпочтительно от 3 до 10 с. В альтернативной форме исполнения полимерные жгуты увлажняют после экструдирования водой, причем температура воды должна быть от 40 до 80°С, предпочтительно от 50 до 60°С.

Способ рассматриваемого изобретения можно использовать для получения не содержащих вакуолей полимерных гранулятов любого типа. Однако особенно рассматриваемый способ пригоден для получения гранулятов термопластичных полимеров. Термопластичными полимерами согласно изобретению являются все пластмассы, которые под влиянием давления и температуры приобретают свойства текучести. К примеру, в данном случае речь может идти о полистироле, полифенилене, полиуретане, полиамиде, полиэфире, полиакрилате, полиметакрилате, сополимере стирола и акрилонитрила (SAN) и их сополимерах. Особенно рассматриваемый способ пригоден для получения поликарбонатного гранулята, не содержащего вакуолей.

Поликарбонатами согласно рассматриваемому изобретению являются как гомополикарбонаты, так и сополикарбонаты. Поликарбонаты как известно могут быть линейными или разветвленными. До 80 моль%, предпочтительно от 20 моль% до 50 моль% карбонатных групп в соответствующих поликарбонатах могут быть заменены эфирными группами ароматических дикарбоновых кислот. Подобные поликарбонаты, содержащие включенные в молекулярную цепь как кислотные остатки угольной кислоты, так и кислотные остатки ароматических дикарбоновых кислот, представляют собой, если более точно их обозначить, ароматические полиэфиркарбонаты. Их объединяют родовым понятием: термопластичные, ароматические поликарбонаты.

Подробно получение поликарбонатов изложено в сотнях патентах на протяжении 40 лет. В качестве примеров можно привести “Schnell Chemistry and Physics of Polycarbonates”, Polymer Reviews, V 9, Intercience Publishers, New York, London, Sydney 1964, D.C. PREVORSEK, B.T. DEBONA и Y.Kesten, Corporate Rsearch Center, Allied Chemical Corporation, Morristown, New Jersey 07960, “Synthesis of Poly(estercarbonate) Copolymer” in Journal of Polymer Science, издательство Polymer Chemistry, V 19, 75-90 (1980), D. Freitag, U. Grigo, P.R. Mueller, N. Nouvertne, BAYER AG, “Polycarbonates” в Encyclopedia of Polymer Science and Engineering, V 11, второе издание, 1988, с.648-718 и наконец DresU. Grigo, К. Kircher b H.R. Mueller “Polycarbonates”, изложенные в Becker/Braun, Справочник по пластмассам, V 3/1, Polycarbonates, Polyacetaly, Polyester, Celluloseester, Carl-Hancer, Издательство Мюнхен, Вена 1992, с.117-299.

Предпочительные термопластичные поликарбонаты имеют средний молекулярный вес Mv (определенный путем измерения относительной вязкости при температуре 25°С в дихлорэтане и концентрации 0,5 г/на 100 мл дихлорэтана) от 12000 до 400000, предпочтительно от 18000 до 80000 и особенно от 22000 до 60000.

Примеры

Пример 1

Поликарбонат после его получения в виде жгутов формуют с применением экструдера, придавая ему цилиндрически-эллипсоидное поперечное сечение и диаметр примерно 3 мм. Температура поликарбоната составляет после экструзии 350°С. Жгуты охлаждают в водяной бане при постоянной температуре воды 60°С. Период пребывания жгутов в водяной бане составляет 4 с. Жгуты на выходе из водяной бани с температурой 150°С разрезают/гранулируют, при резке смачивают водой (Т=25°С) и охлаждают до температуры 95°С.

В полученном таким способом поликарбонате в пробе гранулята весом 1 кг определяют долю вакуолей путем подсчета количества зерен гранулята с вакуолями. В грануляте не было обнаружено вакуолей.

Пример 2

Поликарбонат после его получения в виде жгутов формуют с применением экструдера, придавая ему цилиндрически-эллипсоидное поперечное сечение и диаметр примерно 3 мм. Температура поликарбоната составляет после экструзии 350°С. Жгуты охлаждают в водяной бане при постоянной температуре воды 60°С. Период пребывания пучков в водяной бане составляет 4 с.

Пучки на выходе из водяной бани с температурой 150°С разрезают без последующего охлаждения.

Полученный гранулят содержит 0,8 об.% вакуолей.

Пример 3 (сравнительный)

Поликарбонат после его получения в виде жгутов формуют с применением экструдера, придавая ему цилиндрически-эллипсоидное поперечное сечение и диаметр примерно 3 мм. Температура поликарбоната составляет после экструзии 400°С. Жгуты охлаждают в водяной бане при постоянной температуре воды 20°С. Период пребывания жгутов в водяной бане составляет 4 с.

Жгуты на выходе из водяной бани с температурой 95°С разрезают без последующего охлаждения.

Полученный гранулят поликарбоната содержит 5 об.% вакуолей.

Формула изобретения

1. Способ получения гранулятов поликарбоната путем экструзии расплава поликарбоната, охлаждения получаемого экструдата и его разрезания, отличающийся тем, что охлаждение осуществляют со скоростью менее 50°С/с до температуры, лежащей на 1-20°С выше температуры стеклования полимера, при которой осуществляют разрезание.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что во время разрезания экструдат охлаждают до температуры менее или равной 100°С.