本(ben)公開涉及擠出機系統(tong)及其方(fang)法(fa)。

背景技術：

1、熱(re)塑性(xing)硫(liu)化橡(xiang)膠(jiao)(thermoplastic?vulcanizate，tpv)或動態硫(liu)化合金(dva)產品是封(feng)裝(zhuang)在(zai)熱(re)塑性(xing)相中的(de)化學(xue)交聯橡(xiang)膠(jiao)。tpv通常通過在(zai)酚(fen)醛樹脂固化催化劑體系下分(fen)布和(he)分(fen)散混合的(de)組(zu)合產生(sheng)，從而在(zai)聚(ju)丙烯相中產生(sheng)均勻分(fen)散的(de)小粒(li)徑(jing)epdm橡(xiang)膠(jiao)。

2、汽車設備(bei)制造商(shang)和(he)供應商(shang)越來越多地將(jiang)tpv組合(he)物(wu)用于汽車氣象密封，代替epdm或其他熱固(gu)性(xing)化(hua)合(he)物(wu)。tpv組合(he)物(wu)的(de)(de)使(shi)用增加的(de)(de)一些(xie)原因(yin)包括可(ke)(ke)加工性(xing)和(he)可(ke)(ke)回(hui)收性(xing)的(de)(de)優(you)點(dian)。唇(chun)部是天氣密封結構的(de)(de)一部分，對彈(dan)性(xing)和(he)回(hui)彈(dan)性(xing)要求很高。例如，當觸(chu)摸玻璃(li)(例如在(zai)高至(zhi)約(yue)90℃的(de)(de)溫(wen)度下(xia))時(shi)，唇(chun)部應在(zai)偏移時(shi)立即縮(suo)回(hui)至(zhi)其初始位置。

3、除彈性(xing)(xing)(xing)外，tpv組(zu)合物(wu)還應具(ju)有(you)硬度(du)和拉伸強度(du)等其(qi)他機械性(xing)(xing)(xing)能的(de)良好平衡。此外，如玻(bo)璃運行通道(dao)等擠壓(ya)應用(yong)要求tpv組(zu)合物(wu)具(ju)有(you)優(you)異的(de)表面(mian)光潔度(du)，該tpv組(zu)合物(wu)沒有(you)邊緣撕裂、表面(mian)斑(ban)點和光學缺陷(xian)等缺陷(xian)。較差的(de)彈性(xing)(xing)(xing)性(xing)(xing)(xing)能部(bu)分地與(yu)tpv組(zu)合物(wu)在熔融狀態下的(de)高屈服應力相(xiang)關，從(cong)而導致(zhi)流動/熔融停(ting)滯(zhi)不良。

4、因此，需要開發具有結合機械性能以(yi)及(ji)出色的(de)(de)流(liu)動和擠出機加(jia)工性與(yu)優異(yi)的(de)(de)彈性性能的(de)(de)平衡的(de)(de)tpv組合物。

5、在信(xin)息(xi)披露聲明(37cfr?1.97(h))中引用(yong)的(de)參考文獻(xian)包括(kuo)：美(mei)國專利第(di)u.s.7,655,728號(hao)；美(mei)國專利第(di)10,077,344號(hao)；美(mei)國專利第(di)8,158,721號(hao)；美(mei)國專利第(di)9,296/885號(hao)。

技術實現思路

1、本發明涉及擠出機系統及其方法(fa)。

2、在至(zhi)少一個實施方式中，形(xing)成熱塑性(xing)(xing)硫化橡膠(tpv)組合(he)物(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)方法包括通(tong)過進料喉部(bu)將熱塑性(xing)(xing)聚(ju)合(he)物(wu)(wu)(wu)(wu)引入擠出機(ji)(ji)。將彈(dan)性(xing)(xing)體(ti)(ti)聚(ju)合(he)物(wu)(wu)(wu)(wu)引入熔體(ti)(ti)進料器并(bing)形(xing)成包含彈(dan)性(xing)(xing)體(ti)(ti)聚(ju)合(he)物(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)彈(dan)性(xing)(xing)體(ti)(ti)聚(ju)合(he)物(wu)(wu)(wu)(wu)熔體(ti)(ti)。熔體(ti)(ti)進料器與擠出機(ji)(ji)耦接。將來自(zi)熔體(ti)(ti)進料器的(de)彈(dan)性(xing)(xing)體(ti)(ti)聚(ju)合(he)物(wu)(wu)(wu)(wu)熔體(ti)(ti)引入擠出機(ji)(ji)。熱塑性(xing)(xing)聚(ju)合(he)物(wu)(wu)(wu)(wu)和(he)彈(dan)性(xing)(xing)體(ti)(ti)聚(ju)合(he)物(wu)(wu)(wu)(wu)熔體(ti)(ti)分別進料到擠出機(ji)(ji)。通(tong)過具有多(duo)個混合(he)區的(de)多(duo)個相互(hu)嚙(nie)合(he)螺(luo)桿(gan)將擠出機(ji)(ji)中的(de)熱塑性(xing)(xing)聚(ju)合(he)物(wu)(wu)(wu)(wu)和(he)彈(dan)性(xing)(xing)體(ti)(ti)聚(ju)合(he)物(wu)(wu)(wu)(wu)熔體(ti)(ti)進行混合(he)。

3、在至少一(yi)個(ge)實(shi)施方式中，擠(ji)出機(ji)系統包括(kuo)第(di)(di)(di)(di)一(yi)端(duan)(duan)、第(di)(di)(di)(di)二端(duan)(duan)和沿擠(ji)出機(ji)設置(zhi)的(de)多(duo)個(ge)端(duan)(duan)口(kou)。進料喉部耦(ou)(ou)接到(dao)多(duo)個(ge)端(duan)(duan)口(kou)中的(de)第(di)(di)(di)(di)一(yi)端(duan)(duan)口(kou)，第(di)(di)(di)(di)一(yi)端(duan)(duan)口(kou)在擠(ji)出機(ji)的(de)第(di)(di)(di)(di)一(yi)端(duan)(duan)處。熔(rong)體(ti)進料器耦(ou)(ou)接到(dao)多(duo)個(ge)端(duan)(duan)口(kou)中的(de)第(di)(di)(di)(di)二端(duan)(duan)口(kou)，第(di)(di)(di)(di)二端(duan)(duan)口(kou)在第(di)(di)(di)(di)一(yi)端(duan)(duan)口(kou)的(de)下(xia)游。固(gu)化劑(ji)源耦(ou)(ou)接到(dao)多(duo)個(ge)端(duan)(duan)口(kou)中的(de)第(di)(di)(di)(di)三(san)端(duan)(duan)口(kou)，第(di)(di)(di)(di)三(san)端(duan)(duan)口(kou)設置(zhi)在第(di)(di)(di)(di)二端(duan)(duan)口(kou)的(de)下(xia)游或上游。熔(rong)體(ti)泵(beng)耦(ou)(ou)接到(dao)擠(ji)出機(ji)的(de)第(di)(di)(di)(di)二端(duan)(duan)。

4、在(zai)至少一個實施方式中(zhong)(zhong)，該方法(fa)包括(kuo)形成熱(re)(re)塑(su)性硫化橡(xiang)膠(tpv)組合(he)(he)物(wu)(wu)(wu)。該方法(fa)包括(kuo)在(zai)第(di)一位(wei)(wei)置處通過進(jin)料喉部(bu)將(jiang)熱(re)(re)塑(su)性聚(ju)合(he)(he)物(wu)(wu)(wu)引入(ru)(ru)擠(ji)出機。將(jiang)彈(dan)(dan)性體(ti)(ti)聚(ju)合(he)(he)物(wu)(wu)(wu)引入(ru)(ru)熔(rong)體(ti)(ti)進(jin)料器并形成包含彈(dan)(dan)性體(ti)(ti)聚(ju)合(he)(he)物(wu)(wu)(wu)的彈(dan)(dan)性體(ti)(ti)聚(ju)合(he)(he)物(wu)(wu)(wu)熔(rong)體(ti)(ti)，熔(rong)體(ti)(ti)進(jin)料器耦接到擠(ji)出機。從熔(rong)體(ti)(ti)進(jin)料器將(jiang)彈(dan)(dan)性體(ti)(ti)聚(ju)合(he)(he)物(wu)(wu)(wu)熔(rong)體(ti)(ti)在(zai)第(di)一位(wei)(wei)置下(xia)游(you)的第(di)二位(wei)(wei)置處引入(ru)(ru)擠(ji)出機。通過多個相(xiang)互嚙合(he)(he)螺桿將(jiang)擠(ji)出機中(zhong)(zhong)的熱(re)(re)塑(su)性聚(ju)合(he)(he)物(wu)(wu)(wu)和彈(dan)(dan)性體(ti)(ti)聚(ju)合(he)(he)物(wu)(wu)(wu)熔(rong)體(ti)(ti)進(jin)行混合(he)(he)。

技術特征：

1.一種形成熱塑性硫(liu)化橡膠(tpv)組合(he)物的方(fang)法，所述方(fang)法包(bao)括：

2.根據權利要求(qiu)1所述的方法(fa)，其中，所述多(duo)個(ge)混合(he)段(duan)包(bao)括至(zhi)少(shao)三個(ge)混合(he)段(duan)，其中至(zhi)少(shao)一(yi)個(ge)所述混合(he)段(duan)的混合(he)強度比(bi)所述至(zhi)少(shao)三個(ge)混合(he)段(duan)中的另一(yi)混合(he)段(duan)的混合(he)強度更大。

3.根據權利要求2所(suo)(suo)述的方法，其(qi)中，第(di)二混(hun)(hun)合(he)(he)(he)段的混(hun)(hun)合(he)(he)(he)強(qiang)度比所(suo)(suo)述至少(shao)三(san)(san)個(ge)混(hun)(hun)合(he)(he)(he)段中所(suo)(suo)述第(di)二混(hun)(hun)合(he)(he)(he)段上游(you)的第(di)一混(hun)(hun)合(he)(he)(he)段和所(suo)(suo)述第(di)二混(hun)(hun)合(he)(he)(he)段下游(you)的第(di)三(san)(san)混(hun)(hun)合(he)(he)(he)段中的每一個(ge)的混(hun)(hun)合(he)(he)(he)強(qiang)度更(geng)大。

4.根據權利要(yao)求1至3中任(ren)一(yi)項所述(shu)(shu)的(de)(de)方法，其中，位于所述(shu)(shu)擠出(chu)機的(de)(de)初(chu)始1/2至3/4長(chang)度(du)(du)處(chu)的(de)(de)混(hun)合段(duan)的(de)(de)混(hun)合強度(du)(du)大于沿著所述(shu)(shu)擠出(chu)機的(de)(de)其他長(chang)度(du)(du)處(chu)的(de)(de)混(hun)合段(duan)的(de)(de)混(hun)合強度(du)(du)。

5.根據權利要求1至(zhi)4中任(ren)一(yi)項(xiang)所述的方(fang)法，其中，所述熱塑性(xing)聚合物(wu)和(he)所述彈(dan)性(xing)體聚合物(wu)熔體進行以下操(cao)作：

6.根(gen)據權(quan)利要(yao)求1至5中(zhong)(zhong)任一項所(suo)述(shu)(shu)的(de)方(fang)法，其中(zhong)(zhong)，混合所(suo)述(shu)(shu)熱(re)塑性聚合物和所(suo)述(shu)(shu)彈(dan)性體聚合物熔體進行以(yi)下(xia)操(cao)作：

7.根據權利要求(qiu)1至6中(zhong)任(ren)一(yi)項所(suo)述的方法，其中(zhong)，在(zai)第一(yi)位(wei)置處(chu)引(yin)入所(suo)述熱塑性聚(ju)合物，在(zai)第二位(wei)置處(chu)引(yin)入所(suo)述彈性體聚(ju)合物熔(rong)體，所(suo)述第二位(wei)置位(wei)于所(suo)述第一(yi)位(wei)置的下游(you)，所(suo)述第一(yi)位(wei)置和(he)所(suo)述第二位(wei)置分別位(wei)于所(suo)述擠出機的初(chu)始1/16至1/4長度處(chu)。

8.根(gen)據權(quan)利(li)要(yao)求1至7中(zhong)任一項所(suo)(suo)述(shu)(shu)(shu)的方法，還包括在所(suo)(suo)述(shu)(shu)(shu)擠(ji)出(chu)機的第(di)三位(wei)(wei)(wei)(wei)置(zhi)(zhi)處(chu)將固化劑(ji)引入所(suo)(suo)述(shu)(shu)(shu)擠(ji)出(chu)機，所(suo)(suo)述(shu)(shu)(shu)第(di)三位(wei)(wei)(wei)(wei)置(zhi)(zhi)位(wei)(wei)(wei)(wei)于所(suo)(suo)述(shu)(shu)(shu)第(di)一位(wei)(wei)(wei)(wei)置(zhi)(zhi)和所(suo)(suo)述(shu)(shu)(shu)第(di)二位(wei)(wei)(wei)(wei)置(zhi)(zhi)的下游，所(suo)(suo)述(shu)(shu)(shu)第(di)三位(wei)(wei)(wei)(wei)置(zhi)(zhi)位(wei)(wei)(wei)(wei)于所(suo)(suo)述(shu)(shu)(shu)擠(ji)出(chu)機的初始1/3至2/3長度處(chu)。

9.根據權利要求1至8中任一項所(suo)述(shu)的方法，還包(bao)括通過所(suo)述(shu)進(jin)料(liao)(liao)喉部將粉(fen)末(mo)共混(hun)物引(yin)入所(suo)述(shu)擠出機，所(suo)述(shu)粉(fen)末(mo)共混(hun)物包(bao)含固化調節劑和填料(liao)(liao)。

10.根據權利要求9所述的(de)方法，其中，所述填(tian)料(liao)包括選(xuan)自(zi)碳酸鈣、粘(zhan)土、二(er)氧化硅、滑石(shi)、二(er)氧化鈦、炭黑、成核(he)劑、云母(mu)、木粉、無機(ji)納米填(tian)料(liao)、有(you)機(ji)納米填(tian)料(liao)及其組(zu)合(he)的(de)材料(liao)。

11.根據權利要求9或10所(suo)述的(de)方(fang)法，其中，所(suo)述固化調節劑(ji)包括酚(fen)醛樹(shu)脂。

12.根據權利要求1至11中任一(yi)項所述(shu)的方(fang)法，其(qi)中，所述(shu)熱塑性聚(ju)(ju)(ju)合物選自聚(ju)(ju)(ju)丙(bing)烯均(jun)聚(ju)(ju)(ju)物、聚(ju)(ju)(ju)乙烯均(jun)聚(ju)(ju)(ju)物、丙(bing)烯乙烯共聚(ju)(ju)(ju)物及其(qi)組(zu)合。

13.根據權(quan)利要求1至12中任一項所述的(de)方(fang)法，其(qi)中，所述彈性(xing)體(ti)聚合物(wu)包括(kuo)乙(yi)烯(xi)丙(bing)烯(xi)二烯(xi)三(san)元(yuan)共聚物(wu)。

14.根據權(quan)利要求1至13中任一項所述(shu)的方法，還包括沿所述(shu)擠出機在一個或多個位置處注射加工油(you)。

15.根據權(quan)利(li)要求14所述的方法，其中：

16.根據權利要求1至15中(zhong)任一項所(suo)述的(de)方法，其(qi)中(zhong)，在(zai)所(suo)述熔體(ti)進(jin)料器(qi)中(zhong)形成所(suo)述彈性體(ti)聚合物(wu)熔體(ti)是在(zai)約(yue)90℃至約(yue)120℃的(de)溫度下執行的(de)。

17.根據(ju)權利要求1至(zhi)16中(zhong)任一項(xiang)所(suo)述(shu)的方法，還包括將粉(fen)(fen)末(mo)共混(hun)物引(yin)入所(suo)述(shu)進料喉部，所(suo)述(shu)粉(fen)(fen)末(mo)共混(hun)物包含固化調節劑和(he)填料，其中(zhong)所(suo)述(shu)粉(fen)(fen)末(mo)共混(hun)物以約1份每百份橡膠(phr)至(zhi)約4phr的量引(yin)入。

18.根據權利(li)要(yao)求17所(suo)述的(de)方法，其中，所(suo)述固(gu)化調節劑(ji)以約(yue)0.5phr至約(yue)2.0phr的(de)量(liang)引入所(suo)述進料喉部。

19.根據權利要(yao)求18所(suo)述的方法，其中，所(suo)述固化調節劑選自氯化亞錫、氧化鋅、及其組合(he)。

20.根據權(quan)利要求(qiu)1至(zhi)19中任一項所(suo)述(shu)(shu)的(de)方法(fa)，其中，所(suo)述(shu)(shu)熱塑性聚合物以(yi)約(yue)7phr至(zhi)約(yue)100phr的(de)量引入所(suo)述(shu)(shu)進(jin)料喉部(bu)。

21.根據權利要(yao)求1至20中任(ren)一項(xiang)所(suo)述的方法，其中，所(suo)述加工油以(yi)約25phr至約41phr的量引入。

22.根據權利(li)要求1至21中任一項所述的方法，其中，所述固化劑以約3phr至約10phr的量引入。

23.根據權利要求1至22中任一項所述(shu)的方法，還包括(kuo)將(jiang)由所述(shu)熱塑性聚(ju)合(he)物和所述(shu)彈性體(ti)聚(ju)合(he)物熔體(ti)形(xing)成(cheng)的擠出(chu)(chu)物從(cong)所述(shu)擠出(chu)(chu)機提供至雙螺(luo)桿(gan)熔體(ti)泵，以形(xing)成(cheng)組合(he)物，并從(cong)所述(shu)雙螺(luo)桿(gan)熔體(ti)泵移出(chu)(chu)所述(shu)組合(he)物。

24.根據(ju)權(quan)利要求1至23中任一項所(suo)述(shu)(shu)的方法，其中，在所(suo)述(shu)(shu)擠出機(ji)中混合(he)所(suo)述(shu)(shu)熱塑性(xing)(xing)聚合(he)物(wu)(wu)和所(suo)述(shu)(shu)彈性(xing)(xing)體聚合(he)物(wu)(wu)熔體以(yi)約690至約830的總有效混合(he)強度(du)執行。

25.根據權利要求1至(zhi)24中任一項(xiang)所(suo)述(shu)的(de)方法，其中，在所(suo)述(shu)擠出機中混(hun)合(he)所(suo)述(shu)熱塑(su)性聚合(he)物和所(suo)述(shu)彈(dan)性體(ti)聚合(he)物熔體(ti)以(yi)約7000sec-1至(zhi)約12000sec-1的(de)總動(dong)態混(hun)合(he)強度執(zhi)行。

26.根據權利要求(qiu)1至(zhi)(zhi)25中(zhong)任一項所(suo)(suo)(suo)述的(de)方法，其中(zhong)，在(zai)所(suo)(suo)(suo)述擠(ji)出(chu)機(ji)(ji)中(zhong)混合(he)所(suo)(suo)(suo)述熱塑性聚合(he)物和所(suo)(suo)(suo)述彈性體聚合(he)物熔體在(zai)約(yue)(yue)160℃至(zhi)(zhi)約(yue)(yue)320℃的(de)平均擠(ji)出(chu)機(ji)(ji)溫(wen)度下執行(xing)。

27.根據權利要求(qiu)1至26中任一項所述的方法，其(qi)中，所述tpv組(zu)合(he)物具有約25μin至約50μin的擠壓(ya)表面粗(cu)糙度(du)(esr)。

28.根(gen)據權利(li)要(yao)求(qiu)1至27中任(ren)一項所(suo)述的(de)(de)方(fang)法，其(qi)中，相對于通(tong)過將(jiang)所(suo)述熱塑性聚(ju)合物(wu)和所(suo)述彈(dan)性體(ti)聚(ju)合物(wu)同時引入所(suo)述擠(ji)出機而(er)形成的(de)(de)對照組合物(wu)，所(suo)述tpv組合物(wu)具有約40％或更低(di)的(de)(de)頭部(bu)壓降(jiang)。

29.根(gen)據權利要求1至28中任一項所述的(de)方法，其中，使用三條帶視(shi)覺(jue)觀(guan)察，所述tpv組合物包括約23個或更少的(de)表面斑點。

30.一種擠出機系統，包括：

31.根(gen)據權利(li)要(yao)求30所(suo)述(shu)的擠出(chu)機系統，其中(zhong)，加工油泵耦接到所(suo)述(shu)多個端口中(zhong)的第(di)四(si)(si)端口，所(suo)述(shu)第(di)四(si)(si)端口在所(suo)述(shu)第(di)三端口的上游(you)或下游(you)。

32.一種形成(cheng)熱塑性(xing)硫(liu)化橡膠(tpv)組合物的方法，所述(shu)方法包括：

33.根據(ju)權利要求32所述的方法(fa)，其中，所述熱塑性聚(ju)(ju)(ju)合(he)物(wu)選自聚(ju)(ju)(ju)丙烯(xi)均(jun)聚(ju)(ju)(ju)物(wu)、聚(ju)(ju)(ju)乙烯(xi)均(jun)聚(ju)(ju)(ju)物(wu)、丙烯(xi)乙烯(xi)共聚(ju)(ju)(ju)物(wu)及其組合(he)。

34.根據權(quan)利要求32或33所述(shu)的方(fang)法，其中(zhong)，所述(shu)彈性體聚(ju)合(he)物包括乙烯(xi)丙烯(xi)二烯(xi)三元共聚(ju)物。

技術總結
本公開涉及擠出機系統及其方法。在至少一個實施方式中，形成熱塑性硫化橡膠(TPV)組合物的方法包括：通過進料喉部將熱塑性聚合物引入擠出機；將彈性體聚合物引入熔體進料器中并形成包含該彈性體聚合物的彈性體聚合物熔體，熔體進料器與擠出機耦接；將來自熔體進料器的彈性體聚合物熔體引入擠出機，熱塑性聚合物和彈性體聚合物熔體分別進料到擠出機；通過具有多個混合區的多個相互嚙合螺桿將擠出機中的熱塑性聚合物和彈性體聚合物熔體進行混合。

技術研發人員：瑪拉莉·D·麥庫恩,程建亞,羅納德·德揚
受保護的技術使用者：國際人造絲公司
技術研發日：
技術公布日：2024/9/19