[发明专利]用于由热塑性弹性凝胶制备型件的装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于由热塑性弹性凝胶制备型件的装置和方法。

背景技术

热塑性弹性凝胶材料的特征在于：极低硬度；弹性性能，即，在甚至 相当大程度的变形后，它们恢复它们的初始形状；以及超过后即变为塑性 的软化温度，这促进了它们的应用。

这种凝胶特别可具有苯乙烯热塑性弹性体(称作“TPS”)的基体，例 如，嵌段共聚物，苯乙烯/丁二烯/苯乙烯(SBS)、苯乙烯/异戊二烯/苯乙烯 (SIS)、苯乙烯/丁二烯/异戊二烯/苯乙烯(SBIS)、苯乙烯/异丁烯/苯乙烯 (SIBS)、苯乙烯/乙烯/丁烯/苯乙烯(SEBS)、苯乙烯/乙烯/丙烯/苯乙烯 (SEPS)、苯乙烯/乙烯/乙烯/丙烯/苯乙烯(SEEPS)、以及这些共聚物的混 合物。

为了实现极低的硬度，这些凝胶还包含高比例的软化油(extender oil)。

这些凝胶可以以两个阶段制备。在第一阶段，将凝胶的各种组分例如 供给到挤出机中，该挤出机塑化热塑性弹性体并将其与软化油和所使用的 其他任何添加剂混合。在挤出机出口，塑性材料例如被挤出成杆，其被切 成团块或粒料。为了便于塑性材料的冷却，文献US2002/0049276阐述了杆 的挤出和切割可以在水中实施。

可以储存所述粒料或团块。接着对它们再加工并注射到模具中，以获 得它们的最终形状。

然而，该两阶段式的制造方法需要使用抗粘剂来防止粒料或团块粘结 在一起。这些抗粘剂具有明显增加凝胶的硬度的缺点。

文献WO97/09391提出了包括支撑体和厚的热塑性弹性凝胶的粘合剂 的制造方案，其是通过将塑性凝胶直接挤出到平移运动的支撑体上进行的。 这种应用方式可以在挤出物的形率相互接近时使用。当希望得到扁平型件， 即其厚度远小于宽度并具有受控的尺寸的型件时，这种方式不再适应这种 情况。事实上发现，在这样的应用中，离开挤出机模具的材料的低粘度塑 性状态以及其极强的粘性，不允许对扁平型件的尺寸进行充分控制。

文献US1740029提出了一种用于挤出橡胶状的管的方法和装置，用于 内管的制造，其中，离开挤出机模具的材料被接收在水浴器的表面上，以 使其冷却，而不会使其变形并且不会使其表面硬化。在该装置中，挤出机 模具的轴线是水平的。

发明内容

在下文，“扁平型件”表示宽度与厚度的比值大于5的型件。

本发明涉及一种用于由热塑性弹性凝胶制备扁平型件的装置，包括：

-具有至少一个给料部件和一个排出部件的挤出机；

-截面适合于扁平型件的型面的挤出机模具；

-液体冷却浴器，所述液体冷却浴器具有用于接收并冷却从挤出机模 具排出的扁平型件的自由表面；以及

-用于接收所述型件的平坦移动支撑体；

该装置的特征在于，所述自由表面紧邻挤出机模具的出口设置，且挤 出机模具的平面相对于水平面的倾斜角度为20-70度。挤出机模具的平面 向下指向。

该装置的这两个特征，挤出机模具的出口和冷却浴器的自由表面之间 的最小距离、和挤出机模具的平面相对于水平面的20-70度的向下倾斜角 度，对于扁平型件的挤出的第一阶段即过程的起始或开始特别关键。

要被挤出的材料是热塑性弹性凝胶，其包含200pce以上的软化剂。它 是一种具有极低粘度的材料，并且具有高的粘接性能。

如果挤出机模具出口之间的距离不是最小，即，不是小于50mm或甚 至10mm，则由于重力，从挤出机模具排出的材料的滴落长得足以引起型 件的几何形状的显著的、不可逆转的改变。此时，恢复精确的、可再现的 几何形状是不可能的。在过程开始期间离开挤出机模具的材料还倾向于堆 积在挤出机模具下方，而没有被向着平坦移动支撑体引导。开始操作是不 可能的。

挤出机模具的倾斜角度也是非常重要的。当该角度α变得太小、例如 约20度时，几乎液态的挤出物在挤出机模具的底部边缘上流动，并且流动 可不再均匀。当该角度太大而超过70度时，流动几何特性不再恒定，并且 与极低粘度一致的挤出物由于重力倾向于从挤出机模具掉落且离开流动区 域。而且，在开始期间，该挤出物不再具有足够的动能向移动支撑体逐渐 延伸。该角度优选为30-60度。