含有聚醯胺的模製材料的製作方法

2023-08-04 20:33:41

專利名稱:含有聚醯胺的模製材料的製作方法
本發明涉及含有聚醯胺的模製材料。
眾所周知，當聚合物處在它們的玻璃化轉變點以上時，或多或少地具有明顯的粘合性的傾向。例如，模製材料的粒子，特別是顆粒狀的或粉狀的，具有彼此結合在一起的性質。這種粘合性會隨著溫度的升高而變大，除非採取適當的防止措施，否則會導致這些材料發生聚集作用。
聚合物的粘合性是直接地依賴於其軟化性質而定的。當聚合物軟化時產生「粘結」(即粘合的一種性質)，這種情況會隨著溫度升高而發展。材料的溫度與它的玻璃化轉變點相差越大時，則其粘合性也越顯著;當該材料為顆粒狀或粉狀時，則其粒子發生聚集的傾向同樣也越顯著。
聚合物粘結的程度在很大程度上受其結晶度的影響。非結晶聚合物在玻璃化轉變點以上的溫度就已呈現粘性;而結晶聚合物呈現粘性時相應的溫度則高得多。對結晶度很高的聚合物而言，只在熔融範圍的始點方可開始觀察到粘性的出現。
在製備和加工聚合物模製材料的過程中，操作溫度通常控制在玻璃化轉變點以上，這樣做通常是有利的，有時也是必要的。由於粘合性而造成模製材料中的粒子發生聚集作用或形成球團的現象，會給加工操作帶來不利的後果。例如，為獲得合乎商業要求的產品，即在乾燥時間內達到所要求的含水量，乾燥過程往往是在其玻璃化轉變點以上的溫度進行的。對於那些玻璃化轉變點在室溫範圍或低於室溫的模製材料來說，在儲存時會發生不希望有的聚集作用。這種情況，尤其是在那些氣溫較高的國家和地區(儲存溫度常在40℃或以上)更會經常出現。
為降低模製材料的粘合性減少因此而發生的聚集傾向、並減少該材料在加工中發生的問題，可採取許多措施，這是人們所熟知的。例如，對於那些可以結晶的模製材料，可利用其上述性質，即其粘合性隨著結晶度的增高而降低。模製材料的結晶度的大小可通過按給定的溫度程序進行調合而得到提高。這種調合過程是通過提高依賴於時間的材料的溫度而進行的，所以可以通過增加材料的結晶度來降低其粘合性。對聚合物的混合物，進行調合是很費時間的，這是因為聚合物的混合物的結晶速度遠較相應的均聚聚合物為低，同時前者的最大結晶度也遠較後者為低;再者為避免調合時發生聚集作用，升溫過程要緩慢進行。
降低模製材料粘合性的另一種方法是在其中加入一種起著分離作用的物質。為達到此目的，該分離劑是在另一個加工步驟中加在模製材料(呈顆粒狀、粉狀或類似狀態)的表層上的。但是，使用這種分離劑有一個缺點那就是當模製材料熔融時，該分離劑也就混入模製材料之中，因而便失去了它應起的分離作用。當分離劑與聚合物模製材料不能均勻地混合在一起時，則模製材料的性質將會受到不希望有的影響。
此處所敘述的聚合物模製材料的性質一般來說完全適用於具體來說是由聚醯胺所組成的模製材料。
本發明的模製材料包含有聚醯胺和親水性矽氧烷化合物。
本發明的行文中所指的聚醯胺全部為均聚聚醯胺和聚醯胺的混合物。這些聚醯胺是可以用已知的製備方法，從氨基羧酸或它的儘可能的相應的內醯胺和/或二元胺和二元羧酸或其鹽類製備出來的。本發明的模製材料還可含有一些添加劑，例如穩定劑、增塑劑、顏料、光學增亮劑，增強劑和填充劑。
在本發明中，以用含矽氧烷的表面活性劑作為親水性矽氧烷化合物較為有利。這些化合物主要是矽氧烷聚亞烷基氧化物的共聚物，並可基本上區分為化學式為
的可水解的矽氧烷表面活性劑及化學式為
的不可水解的矽氧烷表面活性劑。在上述兩個式子中m、x、y及z為整數，R為氫或烷基，R′為烷基而Zz代表一個或多個聚亞烷基氧化物基團-(CnH2nO)z-，而此基團可由聚氧化乙烯或聚氧化乙烯與聚氧化丙烯的嵌段共聚物衍生出來。
此種類型的產品市場上是有銷售的。它們中的典型例子有西爾韋特(Silwet)L-720及西爾韋特L-7550(丹伯裡，聯合碳化公司出品)貝西倫(Baysilon)OF/OH-OR603(來弗庫森，拜耳股分公司出品)及矽油L050(慕尼黑，瓦克爾化學存限公司出品)。
該親水性矽氧烷化合物可在聚醯胺製備過程中或製備完成之後加入到聚醯胺之中去。因此也可在聚合之前、聚合過程中或聚合之後將它們加入到處於熔融可流動狀態的聚醯胺之中。或者可將它們摻到顆粒狀或粉狀的固體聚醯胺的表層上去。
所加上去的親水性矽氧烷化合物的量，按重量計可為該聚合物的0.005%至5%之間，按重量計為0.05%至2%之間更好。而最佳量則取決於加入的方式。當該親水性矽氧烷化合物是加在熔融的可流動狀態的聚醯胺中時，則加入量按重量計在0.05%至2%之間時可獲得良好的效果。而當摻在固體的聚醯胺的表層上時，則加入量按重量計為0.05%至5%之間時比較有利。
本發明可用下述實例1和2來進行說明，而實例A與B則是比較例。
實例1在一個裝配有攪拌器的高壓釜中放入40重量份的月桂內醯胺、60重量份己內醯胺及2重量份水和0.5重量份己二酸，用氮氣置換釜中的空氣後，在密封的高壓釜中將溫度保持在290℃加熱5小時，通過必要的釋放釜中的氣體，使其壓力維持在最大為20巴。然後，再釋放高壓釜中的氣體，使釜中的壓力在一小時內降至1大氣壓，與此同時，反應混合物的溫度也降至260℃。將0.8重量份的矽氧烷表面活性劑(西爾韋特L-7500，聯合碳化物公司出品)加入到上述釜中，在通氮氣的情況下讓聚合作用繼續進行。8小時後，聚合度達到要求，相當於溶液粘度1.83(在20℃時於0.5%間位-甲酚溶液中測量的)。
將聚合物從高壓釜中放出，鑄帶，並通過水浴使之凝固，而後切成顆粒。將顆粒狀材料送入筒侖中保存24小時。在保存期間溫度從開始的35℃降低至30℃。然後將粒料放入轉鼓乾燥器中，此轉鼓乾燥器中加熱介質的溫度先需降至室溫，這樣就不會產生顆粒聚集等問題。再抽出乾燥器中的空氣，使真空度達到20mmHg(約為26.66毫巴)後，將乾燥器加熱。大約經過1小時後，加熱介質的溫度升至90℃而粒料的溫度則在2小時後升至86℃。再經6小時的乾燥時間後，可達到所要求的含水量，即0.02%。在乾燥過程完畢後，將粒料從轉鼓乾燥器中取出時，沒有發現顆粒聚集在一起或任何顆粒粘附在乾燥器器壁上的現象。
實例A按與實例1的方法製備聚醯胺粒料，其差別僅在於此時沒有加入矽氧烷化合物。將粒料放入實例1中的筒侖，為避免出現聚集現象，以約為15℃的冷空氣灌通該筒侖以降低物料的溫度。保存24小時後，將此粒料放入轉鼓乾燥器中，並按實例1的程序進行加熱。為避免顆粒之間或顆粒與器壁間有粘附現象出現，加熱介質是分段升溫的首先升至45℃;經1小時後升至65℃;然後再經1小時而升至85℃。而物料的溫度則再經過1小時後達到82℃。為使顆粒的含水量降至達到要求的0.02%，需要再進行8小時的乾燥程序。
將實例1與實例A的程序加以比較，則顯而易見，由於按本發明所述的方法加入了矽氧烷化合物，其結果，降低了聚醯胺的粘結性;存放時，不僅結晶的顆粒、甚至未經調合的顆粒也不會產生問題;同時顆粒的快速乾燥因而也是有效的乾燥過程是可能實現的。
實例2在裝配有攪拌器的高壓釜中，放入40重量份的己內醯胺、20重量份AH鹽、16重量份的六亞甲基二胺、14重量分的壬二酸、15重量份的十四(烷)雙酸及3重量份的水。驅除釜中的空氣後，加熱至260℃並維持1小時，並使釜中的壓力保持在最大為20巴。繼之，在一小時內，將釜中的壓力降至大氣壓。在通氮氣的情況下，使聚合作用繼續進行，直至相當於溶液粘度為1.55的聚合度為止。將聚合物從高壓釜中放出，即如實例1所描述的鑄帶、切粒及乾燥。
將100重量份的顆粒產品與0.1重量份的瓦克爾化學公司出品的矽油L050混合，而後放入釘栓研磨機中進行研磨。研磨過程中同時用液態氮進行冷卻。將經過生料研磨過的其粒子大小在80至200微米的顆粒選篩出來，並使之與按重量計為0.1%的硬脂酸鎂混合。由此法獲得粉狀產品的樣品在40℃的溫度下保存三天。在評估此樣品的聚集傾向時可給予0分。所用評估的記分標準為0＝無聚集作用;1＝有少許聚集作用，其聚集塊團可用手搗散;2＝有一般的聚集作用，其聚集塊團只在大力時才可用手搗散;而3＝有強的聚集作用，其聚集塊團不能用手搗散。
實例B按實例2的程序製備料粒，但不同的是在研磨該粒料時不加入矽氧烷化合物。用與前面相同的記分標準評估此產品的聚集作用時所得得分為2。
權利要求
1.一種模製材料，其特徵是該材料含有聚醯胺和親水性矽氧烷化合物。
2.按權利要求
1所述的模製材料，其特徵是含有按重量比計為聚醯胺的0.005%至5%的親水性矽氧烷化合物。
3.按權利要求
1或2所述的模製材料，其特徵是該材料是在聚醯胺進行聚合作用之前、聚合過程中或聚合之後加入親水性矽氧烷化合物而製成的。
4.按權利要求
1或2所述的模製材料，當該聚醯胺為顆粒狀或粉狀產品時，是由親水性矽氧烷化合物加在其上而製成的。
5.按上述任何一項權利要求
所述的模製材料，其中親水性矽氧烷化合物是一種以矽氧烷為基體的表面活性劑。
6.按權利要求
1所述的模製材料，實質上如實例1與實例2所描述的那一種。
專利摘要
本發明涉及含有聚醯胺(即均聚醯胺或聚醯胺的混合物)的模製材料。該材料具有粘性大為降低了的性質，即在升溫時其粒子不會粘合在一起，也沒有聚集起來的傾向。這種模製材料中含有親水性矽氧烷化合物。
文檔編號C08L33/00GK86102185SQ86102185
公開日1987年10月14日 申請日期1986年4月2日
發明者埃瓦爾德·施奈德, 漢斯彼得·威利 申請人:埃姆斯-英維塔公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan