[发明专利]聚酯树脂塑坯的注模法、注模螺旋及其拉吹模塑法

说明书

本发明涉及聚酯树脂特别是聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚萘二甲酸乙二醇酯的掺合物的塑坯的注模法、其注模螺旋，以及由塑坯拉吹模塑中空模塑件如薄壁容器的方法。

由于聚对苯二甲酸乙二醇酯(以下简称“PET”)的拉吹模塑件具有良好的透明度、良好的抗冲击性和较好的阻气性，因而其广泛用于饮料瓶在耐热性方面，它的热变形温度(玻璃化温度)约为75℃，因而可承受热处理如热硬化以改善当其用于必须以高温(80℃)注入的果汗和矿泉水的饮料瓶时的耐热性、因此，称为“耐热瓶”的PET瓶比普通使用的PET瓶更贵一些。

聚萘二甲酸乙二醇酯(以下简称为“PEN”)是一种类似于PET的聚酯树脂，其熔点约为270℃，玻璃化温度约为124℃，尽管PEN和PET都是聚酯树脂，但PEN比PET有更高的熔点和玻璃化温度。另外，PEN当用作薄壁容器时具有令人满意的耐热性，当其拉伸时具有极好的阻气性和透明度，以及具有极好的强度。

因此，虽然PEN和PET都是聚酯树脂，但PEN比PET更适用于要求高温灌注和阻气性的饮料瓶或广口容器。但是，PEN的材料成本要高于PET，PEN瓶比热变定PET瓶更贵，因而目前难于使用PEN。

为了解决上述问题，人们曾努力研制用PET和PEN作为模塑材料形成的具有极好耐热性和阻气性的薄壁聚酯瓶。根据耐热的现有材料，用PET作为基质形成的拉吹模塑瓶，当与10％的PEN掺合时可承受83℃的温度，增加PEN的掺合量可以进一步改善其耐热性。

但是，PET和PEN相容性差，当将其熔化混合在一起时，所得到的混合物呈半透明、混浊状。据认为这种混浊性是由在熔化状态中PET和PEN形成两相而引起的，与结晶引起的白化现象不同。但是，当注塑成形时，在模塑材料塑化过程中促进酯交换反应以便将材料变成共聚物时，可以消除上述不透明化现象。这样可以模塑出透明的模塑件即塑坯。

为了促进和控制在上述熔化状态中的酯交换反应，美国的Amoco化学公司提供了一种PEN材料，它是含有8.0mol％的对苯二酸酯和92mol％的2，6-二羧酸萘(称为“NDC”)的共聚物配方。据说，使用这种共聚物配方可以将PEN的结晶熔化温度(267℃)降低至与PET的结晶熔化温度(250℃)相同的温度，其结果是增加了在熔化状态在掺合物中所含PET和PEN之间的接触时间，从而可以得到一种塑坯，其中促进了酯交换反应。但是，使用迄今采用的一般注塑法很难模塑出透明的塑坯。

为了在加热缸中促进酯交换反应以便模塑出透明的塑坯，人们正努力将加热缸的温度调至310℃或更高并将背压调至高水平以便进行塑化。假设，由于在上述高温和高背压下促进了熔化和捏和并延长了停留时间，因而消除了相分离，由于促进了酯交换反应熔融材料是在共聚物状态下注塑的，因而可以得到透明的塑坯。

但是，由熔融材料在加热缸中的停留时间不可避免地延长，且材料在高温、高压的加热缸中停留，因而熔融材料被过度加热，容易分解，甚至部分气化、上述过热对于聚酯树脂的物理性质有坏的影响，引起退色、燃烧、性质变劣等、另外，计量时间延长，因而模塑周期必然延长。特别是在PET和PEN的掺合物中，PET受到过热的影响而分解，这是因为PET的熔点低于PEN的熔点，这样就增加了产生的乙醛量。

除不透明外，PET和PEN的掺合物要解决的另一个问题是，会产生称为“鱼眼”的凝胶样颗粒物质。虽然这种颗粒物质对塑坯的形状没有影响，但是其作为缺陷留在最后产品瓶子的薄壁体中而形成有缺陷的产品。

因此，为了通过拉吹模塑性，用PET和PEN掺合物作为具有改善的耐热性的模塑材料来制造薄壁瓶，必须防止在注塑成形时变得不透明及出现鱼眼，否则就不可制成利用了PET和PEN的物理性质的中空聚酯树脂模塑产品如薄壁瓶或广口容器。

本发明的目的在于提供一种塑坯的注塑方法，其不采用现有技术中的高温和高背压而能够防止由于不透明的白色混浊和出现鱼眼而引起的不透明化，提供一种注塑螺旋装置以及由塑坯拉吹注塑薄壁、广口容器和小口容器如瓶子的方法。

能够实现上述目的的，按照本发明的聚酯树脂塑坯的注塑方法包括以下步骤：通过转动在加热缸中的螺旋来压缩和熔化由PET和PEN构成的聚酯树脂的注塑材料，以及将模塑材料注射和注入一个模以模制需要的塑坯，其特征在于，在螺旋的压缩区和螺旋端部的计量区之间形成模塑材料的塑化区，在塑化区进行模塑材料的熔化、松弛、捏和及松弛以促进留在熔融材料中的未熔材料的熔化并促进捏和熔融的材料，从而在熔融材料达到计量区之前使未熔材料熔化和捏和。