[发明专利]聚合物树脂共混物及其制造方法

说明书

本申请是申请日为2004年3月19日、申请号为200480010221.1(PCT/US2004/008352)、题目为“聚合物树脂共混物及其制造方法”的发明申请的分案申请。

背景技术

本发明涉及聚合物组合物及其制造方法。

在例如外部车身镶板(exterior body panel)、保险杠(bumper)等汽车车体应用中使用的增容的聚合物树脂共混物包括至少两种聚合物树脂，按照ASTM D 256在Notched Izod实验中该增容的聚合物树脂共混物通常具有大于或等于约20kg-cm/cm的抗冲性能(impact property)。为了获得这些抗冲性能，需要使树脂相互之间充分分散，以及将合适的抗冲改性剂分散在整个共混物主体中。通常在具有三螺纹螺杆(three flighted screw)的双螺杆挤出机中制造该共混物。这些挤出机的特征在于高剪切率和对共混物的停留时间长，这提供了足够的抗冲改性剂分散，从而改善了抗冲性能。

近年来出于商业化目的而研发和制造的现代双螺杆挤出机被设计成在较高的速度下以更高的生产速率工作。为了获得高生产速率，螺杆螺纹的数目从三种减少到两种，且螺沟深度增加。这导致以下的共混工艺(compounding processes)，在该工艺中挤出树脂的平均剪切率相比于在三螺纹双螺杆挤出机中获得的剪切率下降。该下降的剪切率使得分散和混合程度较低。因此，使用如下的挤出机是有利的，在该挤出机中螺杆被设计在高速下工作从而提供高产量，但该挤出机将一定量的剪切作用赋予聚合物共混物以有效充分地分散树脂及抗冲改性剂，从而有利地获得允许在汽车应用中使用这些共混物的抗冲性能。

发明内容

本发明披露一种多螺杆挤出机用的螺杆，其包括：至少两个输送区(conveying section)，其用于将包含聚合物树脂的组合物从挤出机的进料端输送至出料端；和至少两个混合区，其包括双螺纹螺杆元件，其中这些混合区的长径比与所述螺杆的长径比的比值之和为约0.17至约0.5，以及其中输送区被至少一个混合区隔开。

本发明还披露了在固定直径的挤出机中制备挤出组合物的方法，包括：将第一聚合物树脂输送至多螺杆挤出机的第一输送区；在长径比大于约5的第一混合区中塑炼第一聚合物树脂；将第二聚合物树脂输送至所述挤出机的第二输送区；在长径比大于或等于约5的第二混合区中共混第一聚合物树脂和第二聚合物树脂；其中第一和第二混合区的长度之和与螺杆长度的比值为约0.17至约0.5，且其中螺杆转速大于或等于约500转/分钟。

因此，本发明包括：

1.多螺杆挤出机用的螺杆，其包括：

至少两个输送区，其用于将包含聚合物树脂的组合物从挤出机的进料端输送至出料端；和

至少两个混合区，其包括双螺纹螺杆元件，其中整个混合区的长径比与所述螺杆的长径比的比值为约0.17至约0.5，以及其中输送区被至少一个混合区隔开。

2.项1的螺杆，其中所述至少两个输送区是长径比为约4至约12的第一输送区和长径比为约4至约12的第二输送区，且其中整个第一和第二输送区的长径比与螺杆的长径比的比值优选小于约0.5。

3.项1的螺杆，其中所述至少两个混合区是长径比为约3至约15的第一混合区和长径比为约3至约15的第二混合区。

4.项3的螺杆，其中第一和第二混合区可包括正向螺纹捏合段、反螺纹捏合段或中性螺纹捏合段，以及其中第一和第二混合区中的反向捏合段和正向捏合段之比为约1至约20，并且其中第一和第二混合区中的中性捏合段和正向捏合段之比为约1至约20。

5.项2或3的螺杆，其中第一和第二混合区还包含具有多于两种螺纹的螺杆元件，且其中所述具有多于两种螺纹的螺杆元件的长径比与双螺纹螺杆元件的长径比的比值为约0.2至约1。

6.项1-5中任一项的螺杆，其中螺杆的外径和根部直径之比大于或等于约1.2。

7.在固定直径的挤出机中制备挤出组合物的方法，包括：

将第一聚合物树脂输送至多螺杆挤出机的第一输送区；

在长径比大于约5的第一混合区中塑炼第一聚合物树脂；

将第二聚合物树脂输送至挤出机的第二输送区；和

在长径比大于或等于约5的第二混合区中共混第一聚合物树脂和第二聚合物树脂；其中第一和第二混合区的长度之和与螺杆长度的比值为约0.17至约0.5，且其中螺杆转速大于或等于约500转/分钟，以及挤出机的单位产量大于或等于约2.5kg/hr-cm³。