[发明专利]用反应性气体处理的注塑成型方法

说明书

本发明是有关制备具有改进了物理和化学性能的成型制品的注塑方法。

注塑成型已成为制备种种热塑性聚合物制品的主要方法。典型的注塑过程包括几个主要的步骤。第一步是将热塑性聚合物在压力下塑化至可流动点。这一步通常是由往复螺杆通过素炼，同时加热至形成温度高且均匀，粘度也均匀的熔体来完成。然后将该液体注射到模腔中，在模腔内，使其成型为所需的制件。在模内，使该液体于压力下固化，然后打开模具，取出制品。

美国专利4，435，453公开了一种方法，它可以提高用普通注塑工艺制造的容器的防渗性能。在压力下将控制量的饱和气体加入到熔融聚合物料流中，该料流存在于预成型注塑机中所用的螺杆型塑化机的螺槽中。该气体，以能使塑料的容器壁达到饱和的量加入，因此，当含有该气体的饮料被封装在该容器中时，来自饮料的气体不会被吸收到该容器壁内。

美国专利4，550，043公开了通过注塑热塑性材料制成的预制品，其中该预制品包括内、外第一层热塑性树脂，内、外第二层防渗材料和防渗层之间的第二层热塑性材料。其后，该预制品用于吹塑操作的成型制品。

为了改变热塑性聚合物制品的物理和/或化学性能的很多其它尝试，经以吹塑操作或包含有后处理工艺为目标。

美国专利3，862，284公开了一种可以改进吹塑热塑性制品防渗性能的方法，该方法是在吹塑操作的吹胀阶段，使用包含约0.1～20%（体积）氟气的吹入气体。

Joffe在美国专利2，811，468中提出改进聚乙烯薄膜对大气的防渗性能的方法，该方法是通过至少在聚乙烯薄膜的一面进行氟化，使其含有不大于3.5%（重量）氟。

美国专利3，255，099公开了一种改性和改进聚合物成型构件的表面特性的方法，该方法是将该构件的表面在正电极和负电极之间，在主要是亲电子的无机物蒸汽组成的气氛中，进行放电处理。

美国专利3，988，491公开了一种改进如聚酯和聚酰胺这类纤维状材料的染料吸取性、传污性和染色剂释放的方法。使纤维在少量氧气或者没有氧气存在下，经受短时间的氟处理后，可获得性能的改进。

美国专利4，009，304提出了一种改进以聚酯增强的橡胶制品（如轮胎）中的聚酯纱、轮胎帘线或编织物的粘合性的方法。在加入到轮胎或橡胶制品之前，将聚酯纱、轮胎帘线或编织物经过氟化，以改进其粘合性。

本发明是一种制造具有改进了物理和化学性能的热塑性聚合物成型制品的注塑方法。本方法包括将热塑性聚合物在塑化状态下注入模腔，在模腔中保持的气氛含有0.1%～50%（摩尔）F₂和至少20ppm，最好至少100ppm O₂。而且制造一种设备，当塑化聚合物注入模腔时，该设备可以让气体从模腔中排出。

热塑性聚合物从模具中取出以前，要使其冷却和硬化。得到的热塑性成型制品表现出较好的性能，如较好的涂层粘合性（例如漆、油墨等），较好的基体粘合性，同时可使加入模具的塑化的聚合物，在其两个界面会合时所形成的熔合线处能够整齐断裂。

除了能改变物理和化学性能之外，因为聚合物成型制品是在模塑的同时进行就地处理，因此可提供一种有效的、连续的流水式生产过程。

本发明是对常规注塑方法的一种改进，以制备具有改进了物理和化学性能的热塑性聚合物成型制品。

常规的注塑方法包括，将塑化了的热塑性的或热固性的聚合材料注入模腔中，该模腔是根据待成型制品所要求的形状而设计的。聚合物材料在压力下被封闭于模腔中，同时将热量除去而固化该塑料，使它永久地冷固成所要求的形状，其后将它从模具中顶出。

现在已经发现，注塑的热塑性制品的物理和/或化学特性的改进，可以在聚合物材料注入模内时，通过在模腔中保持一种反应性的气氛获得，该反应性气氛含有0.1%～50%（摩尔）F₂和至少有20ppm，最好至少有100ppm O₂。可以任何一种适当的方式将该反应性气氛引入和保持在模腔中，例如通过抽真空方法使模腔抽空，其后通入反应性气体，或者另一方面通过一步充溢法，此时，该气体通过一组阀门引入以置换模内的气体而模内气体通过另一组阀门排出。如果采用普通的以空气充填模腔的注塑方法，在聚合物原料注入上述模腔时，必须提供一套从模腔排出反应性气体的装置。