[发明专利]用于乙烯不饱和单体按模腔浇注法的聚合的密封元件

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于乙烯不饱和单体按模腔浇注法的聚合反应的密封元件。

背景技术

模腔浇注法是用于乙烯不饱和单体物质聚合的最为古老的方法之一，例如在专利文献US2154639中对这种方法已有介绍。尽管如此，该方法迄今还是具有重要的技术意义，并主要用于生产PMMA片材。在模腔浇注法中，是将包括乙烯不饱和单体和必要时还有相应的聚合物的混合物以通常不超过25％重量百分比的聚合物比例连同自由基引发剂和可能的其他添加剂，如交联剂和共聚用单体一起浇注到扁平模腔中，所述扁平模腔由两块间隔的板件—如硅酸盐玻璃板一和密封条/密封绳(Dichtschnur)构成，然后使反应混合物发生聚合反应。

这里，采用预聚合的材料可以减小收缩，减少进一步聚合过程中的放热和缩短反应时间。聚合反应通常在加热柜中首先在较低温度，如在20℃至60℃下进行，然后多数情况在较高的温度下，如100℃至130℃下完成。此时会出现高达20％的体积收缩，所述体积收缩可通过压拢所述板件来补偿，从而避免产生应力。

为此目的采用传统的模腔，所述模腔包括两个板件和位于两个板件之间的密封条并且将它们一起挤压住。但是，这可能会引起密封条的变形(鼓起)，其结果就是必须要切除和舍去所得到的板材的边缘部分。此外，对于不同的板材厚度也必须要制作和提供不同的模腔。

因此，专利US3648965中推荐使用具有U形轮廓的密封条，其中可以将密封件保持装置或支撑框架引入到朝外的槽内，以将密封件稳定在模腔面内。

此外，模腔浇注法中所用的密封条必须满足复杂的要求。首先，它应密封腔室并聚合过程中防止模腔的泄漏以及杂质的渗入。此外，它在聚合反应条件下要尽可能地保持形状稳定，以使所得到的板材满足公差要求并由此尽可能防止在边缘处形成不希望的变形，如鼓起。但同时，密封条还应具有这样的弹性，即，使密封条能够尽可能地补偿在聚合过程中所出现的收缩。

现有技术中推荐了各种密封条。

上述的专利US2154639中使用纸作为密封条。然而纸张随着时间会变得不密封并可能撕裂，从而造成待聚合的混合物从模型中流出并可能发生燃烧甚或爆炸。

专利US4785037中使用了由软化的聚氯乙烯制成的密封条。聚氯乙烯虽然具有足够的形状稳定性和弹性，但是相对于乙烯不饱和单体，特别是相对于(甲基)丙烯酸烷基酯，其具有很差的化学品耐抗性，其结果就是随着作用时间的增长密封条会逐渐溶解到反应混合物中去。这会造成所希望得到的板材中有杂质。此外，还存在着密封条撕裂和待聚合的混合物从模具中流出的危险。

专利申请JP2000-191846A中记载了一种用于密封条的树脂组合物，其含有(A)100份重量的乙烯-α-烯烃共聚物和(B)50-300份重量的乙烯-丙烯酸乙酯共聚物(87/13-75/25重量％/重量％)。这种密封条虽然具有足够的形状稳定性和弹性，并且相对于乙烯不饱和化合物也具有所必需的化学品耐抗性。但是由于所用原材料的原因，非常昂贵并因此在实践中没有得到使用。

日本专利申请JP05-329846A使用了由高分子量的聚乙烯、聚醚酮、尼龙-6或尼龙-6.6制成的密封条。这些材料的特点是高的机械强度，但是可以预计到，密封条的弹性不足以补偿聚合时所产生的收缩。

日本专利申请JP05-253951中赞成使用由弹性材料制成的密封元件并且特别推荐使用聚酰胺、聚酯、聚烯烃、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯橡胶、聚合度为1300至3000的耐热聚氯乙烯树脂。

专利US3648965中使用了具有由软化聚氯乙烯或硅橡胶制成的芯和由聚乙烯或聚四氟乙烯(Teflon)制成的保护层的密封条。保护层以形状锁合的方式固定在芯上。

类似的，专利US5047199中记载了一种密封条，该密封条包括由软化的聚氯乙烯或硅橡胶制成的芯和由聚丙烯或饱和聚合物如聚酯制成的外壳。外壳以形状锁合的方式固定在芯上。

这两篇文献所述的密封条都具有足够的形状稳定性和弹性，并且也具有足够的化学品耐抗性。

上述的密封条都是由实心材料制成并因此而具有高的刚性和大的重量，这在操作例如4m长的绳时就常常会带来困难。此外，因为密封条通常不可重复使用，因此也就造成了大量废弃物，这从生态的角度考虑是很成问题的。因此，技术上需要有一种重量尽可能小的、易于操作的密封条，此外该密封条造成少量的废弃物并优选可容易地回收利用的。