[发明专利]由热塑性硅氧烷聚合物生产粒子的方法

说明书

本发明涉及一种生产热塑性硅氧烷聚合物、尤其是有机聚硅氧烷/聚脲/聚氨酯嵌段共聚物球粒(pellet)的方法。

热塑性硅氧烷的制备描述于I.Yilgr，Polymer，1984(25)，1800中和EP-A-250248中。当用于制备聚氨酯时，聚合物单元的最终反应相当于相对简单的加聚反应。这里用作硅氧烷-脲共聚物的硅氧烷单元的起始材料是双氨基烷基-封端的聚硅氧烷。这些材料在共聚物中形成柔性链段，类似于直链聚氨酯体系中的聚醚。常见的二异氰酸酯用作硬链段，并且它们还可以通过加成二胺(如1，6-二氨基己烷)或二羟基化合物(例如丁二醇)来改性从而获得较高的强度。此处，双氨基化合物与异氰酸酯的反应自然地发生并且一般不需要任何催化剂。

该有机硅(silicone)聚合物单元和异氰酸酯聚合物单元在广泛的范围内是可轻易地混溶的。通过不同聚合物嵌段的比值：软有机硅链段和硬脲链段的比值确定机械性能，并且通过使用的二异氰酸酯基本上确定机械性能。由于脲单元之间氢键的强相互作用，这些化合物具有确定的软化点，并且获得了热塑性材料。

WO 96/34029(相当于EP 822951 B1)描述了连续挤出用于生产剥离层(release-layer)的硅氧烷-脲嵌段共聚物，以及描述了这些材料用于挤出应用。WO 96/34029描述了通过反应挤出对获得的材料进行线材造粒(strand pelletization)处理，这里它的目的是获得聚合物球粒。从其它的热塑性材料中已知这些球粒并且允许固体材料以类似于液体的方式运输，因此它们是热塑性材料加工整个阶段的基础。因此球粒的生产是材料用于注射-模塑应用中的必要前提，因为任何注射模塑应用涉及不同于挤出的循环过程，即间歇法。这里球粒提供连续生产与间歇加工之间的连接。因此通常通过连续生产球粒或塑料球粒从而在生产与加工之间提供连接，然后可以连续地或间歇地加工该球粒。然而，塑料球粒的生产和加工需要某些预处理。在连续的聚合物制备中，仅仅允许聚合物的熔体粘度产生微细的变化，因为它们对挤出线材的厚度具有决定性作用，并且由此对该聚合物线材的均匀性以及它的造粒产生决定性作用，因为改变厚度的线材可能引起造粒设备的阻断。此外，在造粒之后不允许该聚合物球粒彼此粘附，即，要防止该材料“结块(blocking)”。为了形成稳定的挤出聚合物，最小的熔体粘度同样是所希望的，因为否则不可能获得自给的(self-supporting)、稳定的聚合物线材，结果是聚合物线材的折断并由此中断造粒加工。如果使用线材造粒机(strand pelletizer)，如往往在WO 96/34029中所使用的，将形成的聚合物以线材的形式挤出，然后将该挤出线材穿入水浴内，它在水中冷却相对长的部分。然后该线材从水浴中脱离、清除任何粘附的水，然后用旋转刀或旋转切刀造粒。因为该硅氧烷聚合物的热传导率很差，所以该硅氧烷线材在水浴中的停留时间必须比其它热塑性材料长，以便获得必要的冷却。如果该硅氧烷聚合物的低导热性使它的芯部没有得到足够的冷却，存在的余热会使在线材造粒机中造粒之后产生的圆柱形球粒产生对接的粘着力，并且这导致球粒然后不能自由地流动或进行另外的加工。当上述球粒保存在热带国家或在夏季中盛行的加温环境类型时，发生上述结果：因为圆柱形(线材)球粒具有光滑的端部，在那个速率下它们往往形成比球状球粒大的饼和块。

圆柱形球粒的又一个缺点是它们的多角几何形状使得它们比球状球粒更不易自由流动。在软质材料具有低肖氏硬度的情况下这个结果更加显著。然而，在常规塑料-加工机械中进一步加工期间良好的自由-流动特性是绝对必要的，以便计量球粒产生恒定的、均匀的进料。

线材造粒的又一个缺点是具有适合它们专门应用方面的性质的某些聚合物的线材造粒需要非常不利的条件或是不可能的。这尤其适用于一些硅氧烷-脲嵌段共聚物。这些特殊的共聚物是通过使用某些二异氰酸酯例如四甲基-间二甲苯二异氰酸酯来制备的。它们还具有极低的熔体粘度，从而使它们对于均一的非常薄-壁的细丝物品的注塑来说是理想的。

这些共聚物还具有从大约160至170℃的很窄的熔融范围，并且它们具有极小的常规线材挤出和常规线材造粒的加工-温度范围。仅仅在熔点以下，该材料突然固化，但是在熔点之上它是低粘度的液体。这使得用线材造粒法生产很难，因为在这个加工中必须保持非常准确的挤出温度。