[发明专利]生产共混聚合物的方法

说明书

本发明涉及一种熔融共混不同分子量聚合物的方法。

通常生产的聚合物往往分子量分布窄，因而不适合于用常规的聚合物加工技术诸如吹塑法来制作物件。

想要的聚合物性能和聚合物的加工性能往往是有矛盾的。加工性能的提高常常产生不太合乎需要的聚合物性能，反之亦然。例如，高劲度，高密度和高结晶度的聚合物具有低的耐环境应力致裂性。低劲度，低密度和低结晶度的聚合物表现高的耐环境应力致裂性。因而，大多数聚合物都是各种性能特征的兼顾与平衡。

技术上已知，特性不同的组分共混获得的共混物具有优良的工作特性。

当两种或多种聚合物，尤其是当它们的分子量相差悬殊时可能发生的一个问题是共混不充分。不充分的共混使高分子量的组分保持单独存在，导致鱼眼或凝胶状颗粒在最终模制品中形成。不充分的共混限制了能够共混的各种聚合物的分子量范围。

影响聚合物共混能力的因素通常有四个：（1）在加工温度和剪切速率下共混组分的相对粘度（2）共混聚合物的重量比（3）高分子量组分的分子量（太高则将不能共混）（4）混合过程的比能。高分子量组分的分子量有一个上限。高分子量聚合物与低分子量聚全物（能够完全混的）的重量比是有所限制的。

混合作用能借助提高比能来加以改善，该比能也使生成的热量增加。就大规模连续挤出或间歇混合过程来说，表面与体积之比小，导致传热能力不良。就这类装置来说，借助剪切力向聚合物的任何能量输入的增加都导致聚合物温度的升高。由于聚合物有一个降解温度在该温度会引起聚合物的降解，因而对大工业规模挤出生产线有一个混合能范围的极限。在小规模情况下，可用水冷却共混装置来使热量散失。

理应合乎需要的是，开发一种分子量相差悬殊的聚合物的共混方法，其中该共混聚合物具有合乎需要的加工和工作特性。同样合乎需要的是该共混方法对实用的工业规模加工是适用的。

本发明的一个目的是提供一种改善分子量相差悬殊的聚合物的共混方法。

按照本发明，提供一种聚合物熔融共混的方法，其中聚合物分两阶段混合。该法包括把高分子量聚合物和低分子量聚合物熔融共混形成最初共混聚合物，然后熔融共混其余的低分子量聚合物形成最终共混物。该法扩大了高分子量聚合物与低分子量聚合物（能够有效共混的）的重量比范围。该法还扩大了能够应用的聚全物的分子量范围。这个两阶段混合法改善了共混，这样制得的聚合物既有合乎需要的加工性能又有优良的聚合物性能。

本发明涉及聚合物，尤其是分子量相差悬殊的聚合物的熔融共混。该熔融共混方法包括聚合物分两阶段混合。在第一阶段生产最初共混聚合物。在第一阶段，最初进料中低分子量聚合物的含量足以实现聚合物的有效共混，这一点可由最终共混聚合物制成薄膜中的鱼眼数量少而得到证明。在第一阶段之后的第二阶段中补充的低分子量聚合物与最初共混聚合物混合生成最终共混聚合物。借助所需的聚合物加工性能和薄膜特性来确定最终共混聚合物的组成。

可用任何技术上已知的方法来实现熔融共混。熔融共混既能以分批法诸如用Banbury    Mixer（班伯里密炼机）又能以连续法诸如用典型的造粒挤出机来实现。对于共混中间点被混合的更多的低分子量聚合物来说既能用单个的共混器又能用多个串联的共混器。挤出机共混是优选的。可以使用单螺杆或双螺杆挤出机。聚合物可在熔融共混之前先行干混。

共昆条件取决于共混技术和使用的聚合物。当采用聚合物的最初干混时，共混条件可以包括：共混温度从室温直到恰好低于聚合物熔融温度，共混时间有在几秒钟到几小时范围之内，例如2秒钟到30分钟。

在熔融共混期间，聚合物在共混器中混合的温度通常在所用聚合物的最高熔点与直到高于该熔点以上约200℃之间，最好是在该熔点与直到高于该熔点160℃之间。

熔融共混所需时间能在宽范围内变化并取决于所用的共混方法。所需时间是指能足以充分混合组分的时间。通常，特定聚合物的共混时间是约10秒钟到约15分钟。