Формованное изделие, имеющее превосходные барьерные свойства для топлива
Изобретение относится к формованному изделию. Изделие содержит композицию смолы, полученную с помощью одношнекового экструдера. Смесь исходных материалов получают посредством перемешивания 40-90 мас.ч. полиолефина (A), 3-30 мас.ч. полиамида (В), содержащего метаксилиленовые группы, и 3-50 мас.ч. модифицированного полиолефина (C). В одношнековом экструдере отношение длины подающей части к эффективной длине шнека составляет 0,40-0,55. Отношение длины компрессионной части к эффективной длине шнека составляет 0,10-0,30. Отношение длины отмеривающей части к эффективной длине шнека составляет 0,10-0,40. Верхний предел температуры подающей части попадает в диапазон +20°C от температуры плавления полиамида, содержащего метаксилиленовые группы, или меньше, температуры компрессионной части и отмеривающей части попадают в диапазон от -30°C до +20°C от температуры плавления полиамида, содержащего метаксилиленовые группы, и скорость сдвига составляет 14 с-1 или более. Изобретение обеспечивает повышение физико-механических свойств изделий. 6 з.п. ф-лы, 1 ил., 9 табл., 11 пр.
Реферат
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к формованному изделию, имеющему превосходные барьерные свойства для топлива.
Уровень техники
В последние годы, контейнер для топлива, состоящий из смолы, изготовленный посредством формования раздувом или чего-либо подобного, привлекает внимание в качестве контейнера для хранения топлива с точки зрения аспектов экономии веса, устранения обработки для предотвращения ржавчины, улучшения свободы выбора формы, сокращения трудоемкости, автоматизации производства, и т.п. Это способствует замене металлических контейнеров для хранения топлива контейнерами из смолы.
Многие из контейнеров для хранения топлива состоят из полиэтилена высокой плотности (далее упоминается как "HDPE"), который имеет превосходную прочность при механической обработке, формуемость и экономическую эффективность, но плохие рабочие барьерные характеристики для топлива, по отношению к топливу, заполняемому в контейнеры. С другой стороны, директивные ограничения для контейнеров из смолы на проницаемость для топлива ужесточаются каждый год с точки зрения предотвращения загрязнения окружающей среды. Рабочие барьерные характеристики для топлива, требуемые директивными ограничениями для проницаемости топлива, плохо обеспечиваются контейнерами, состоящими из HDPE (далее упоминаются как "контейнер HDPE"). По этой причине, является очень желательной технология для улучшения барьерных свойств для топлива.
В качестве одного из способов улучшения барьерных свойств контейнера для топлива из HDPE, известен способ подвергания внутренней поверхности контейнера из HDPE обработке хлорфторуглеродом или сульфоном (см. Патентный документ 1). Этот способ имеет то преимущество, что оборудование, на котором обычно изготавливают контейнеры из HDPE, можно использовать как есть. Однако этот способ имеет недостатки, включая то, что необходимо обеспечить безопасность при манипуляциях с токсичным газом во время обработки фтором, что стоимость сбора токсичного газа после обработки является высокой и что необходимо время для проверки качества контейнеров из фторированного HDPE.
Известен способ формирования структуры поперечного сечения контейнера из HDPE в виде многослойной структуры посредством ламинирования смолы с барьерными свойствами для топлива, такой как смола на основе сополимера этилена и винилового спирта (далее упоминается как "EVOH"), на промежуточном слое контейнера из HDPE (см. Патентный документ 2). В соответствии с этим способом, контейнер из HDPE, на котором ламинируют слой EVOH, может иметь улучшенные барьерные свойства для топлива по сравнению с обычным контейнером из HDPE. Кроме того, толщина слоя EVOH, ламинированного на промежуточном слое контейнера из HDPE, может контролировать рабочие барьерные характеристики для топлива контейнера с тем, чтобы было легко производить контейнеры с желаемыми рабочими характеристиками барьера для топлива.
Однако на оборудовании, на котором в прошлом производили контейнеры из HDPE, этот способ нельзя использовать для изготовления контейнера из HDPE, на котором ламинируют слой EVOH. Конкретно, оборудование для изготовления контейнера из HDPE, на котором ламинируют слой EVOH, должно снабжаться машиной для многослойного формования раздувом по меньшей мере с тремя или более экструдерами, экструдирующими HDPE, адгезивную смолу и EVOH, соответственно, внутри контейнера из HDPE. Это увеличивает стоимость оборудования для изготовления контейнера из HDPE, на котором ламинируют слой EVOH.
Как правило, в контейнере, изготовленном посредством непосредственного формования раздувом, неизбежно остается деталь, возникающая из-за обрезания заготовки с помощью формы для формования, которая упоминается как "деталь отсечки". Затем, в многослойном контейнере, на поперечном сечении детали отсечки, генерируется совпадающая с ним поверхность внутреннего слоя HDPE, с получением детали, на которой отсекается слой EVOH. Тонкий контейнер имеет очень тонкую совпадающую поверхность внутреннего слоя HDPE на детали отсечки, едва ли вызывая возможное проникновение топлива через совпадающую поверхность. Однако в контейнере, который должен иметь высокую прочность, таком как контейнер для топлива, внутренний слой HDPE, как правило, толще. Когда внутренний слой HDPE толще, топливо легче проникает через совпадающую с ним поверхность.
В качестве другого способа улучшения барьерных свойств контейнера для топлива из HDPE, известен способ изготовления однослойного контейнера из композиции, в которой полиамидная смола, такая как нейлон 6, смешивается с адгезивной смолой, и HDPE (см. Патентные документы 3 и 4). В соответствии с этим способом, оборудование, на котором изготавливают обычный контейнер из HDPE, можно использовать почти как есть. Кроме того, контейнер из HDPE может получать барьерные свойства для топлива, сходные со свойствами многослойной структуры, посредством диспергирования полиамидной смолы в композиции в форме хлопьев, то есть линий, видных в поперечном сечении формованного изделия. Поскольку материалы смол, составляющих контейнер из HDPE, являются такими же, как те, которые составляют остальные материалы и летучие материалы, получаемые, когда изготавливают контейнер из HDPE, материалы смолы для контейнера из HDPE, в противоположность материалам фторированного контейнера, могут измельчаться с помощью измельчителя, вводиться в экструдер как рециклированные материалы, а затем рециклироваться как один из материалов, составляющих контейнер. Посредством использования этого способа и применения композиции, в которой смешиваются полиамидная смола, адгезивная смола и HDPE, вместо HDPE во внутреннем слое многослойного контейнера, проникновение топлива через совпадающую с ним поверхность внутреннего слоя из HDPE на детали отсечки может быть уменьшено.
Среди полиамидных смол, в частности, полиметаксилиленадипамид, главные компоненты которого представляют собой метаксилилендиамин и адипиновую кислоту, представляет собой материал с превосходными барьерными свойствами для газов, для кислорода, диоксида углерода, и т.п., и с превосходной стойкостью к различным органическим растворителям, по сравнению с другими полиамидами. Этот материал может легко обеспечить контейнер с лучшими барьерными свойствами для топлива, чем нейлон 6 (см. Патентные документы 5 и 6). Однако температура плавления полиметаксилиленадипамида часто выше, чем технологическая температура для изготовления контейнера из HDPE. По этой причине, диапазон условий в способе формования для диспергирования полиметаксилиленадипамида в композиции в форме хлопьев и для предотвращения ухудшения свойств HDPE во время обработки расплава является довольно узким. По этой причине, когда условия способа формования, такие как температура экструдера и скорость экструдера, испытывают некоторые флуктуации, дисперсное состояние полиметаксилиленадипамида в композиции изменяется. Это иногда вызывает изменения рабочих барьерных характеристик для топлива у полученного формованного изделия. Для изготовления изделия, обеспечивающего стабильные рабочие характеристики, необходимо поддерживать условия формования во время изготовления, качество получаемого изделия должно тщательно проверяться и получаемое изделие должно проверяться при каждом формовании для определения того, обеспечивает ли изделие стабильные рабочие характеристики. На основании этого, нельзя сказать, что производительность является высокой.
Список цитирований
Патентный документ 1: JP60-6735 A
Патентный документ 2: JP6-328634 A
Патентный документ 3: JP55-121017 A
Патентный документ 4: JP58-209562 A
Патентный документ 5: JP2005-206806 A
Патентный документ 6: JP2007-177208 A
Раскрытие изобретения
Целью настоящего изобретения является создание способа стабильного изготовления формованного изделия, такого как лист или полый контейнер, с барьерными свойствами для топлива, при котором формованное изделие состоит из композиции смолы, получаемой посредством плавления и смешивания полиолефина, адгезивного полиолефина и полиамида, содержащего метаксилиленовые группы.
Для решения рассмотренных выше проблем, авторы подробно исследовали форму шнека и диапазон устанавливаемых температур цилиндра одношнекового экструдера, плавящего и перемешивающего материалы смолы для изготовления формованного изделия, содержащего композицию смолы, получаемую посредством плавления и смешивания полиолефина, адгезивного полиолефина и полиамида, содержащего метаксилиленовые группы. В результате, авторы обнаружили, что (1) с помощью экструдера, в который вставлен шнек, в котором пропорция длины подающей части, компрессионной части и отмеривающей части, которые составляют форму шнека, попадает в конкретный диапазон, формованное изделие легко получают посредством экструзионного формования при конкретном наборе условий изготовления (2), устанавливаемой температуры цилиндра и (3) скорости сдвига шнека. Авторы также обнаружили, что это формованное изделие имеет высокие барьерные свойства для топлива, поскольку полиамидная смола, содержащая метаксилиленовые группы, диспергируется в композиции смолы, составляющей формованное изделие, в форме хлопьев. При этом достигается настоящее изобретение.
Настоящее изобретение представляет собой формованное изделие, содержащее композицию смолы, которую получают с использованием одношнекового экструдера, удовлетворяющего следующему далее условию (1), при котором получают композицию смолы, и посредством плавления и перемешивания смеси исходных материалов при следующих далее условиях (2) и (3), где смесь исходных материалов получают посредством перемешивания 40-90 масс.ч. полиолефина (A), 3-30 масс.ч. полиамида, содержащего метаксилиленовые группы, (B), и 3-50 масс.ч. адгезивного полиолефина (C).
(1) Одношнековый экструдер содержит:
шнек, имеющий вал шнека и резьбовую часть, спирально формируемую на боковой стороне вала шнека, причем резьбовая часть переносит композицию смолы от края основания к верхнему краю вала шнека посредством вращения вала шнека;
цилиндр, имеющий внутреннюю периферийную лицевую сторону с цилиндрической формой внутренней поверхности, причем в цилиндр вставлен шнек с возможностью вращения;
множество контроллеров температуры, устанавливающих температуру композиции смолы, переносимой от основания края к верхнему краю посредством вращения шнека; и
привод шнека, вращающий шнек при заданной скорости сдвига,
при этом вал шнека содержит: подающую часть, которая представляет собой часть, в которой глубина канала шнека между вершиной резьбовой части и поверхностью вала шнека от края основания до верхнего края вала шнека является постоянной; компрессионную часть, следующую за подающей частью, причем компрессионная часть представляет собой часть, в которой глубина канала шнека постепенно уменьшается; и отмеривающую часть, следующую после компрессионной части, где отмеривающая часть представляет собой часть, в которой глубина канала шнека меньше чем в подающей части и является постоянной,
причем отношение длины подающей части к эффективной длине шнека на вале шнека попадает в диапазон 0,40-0,55, отношение длины компрессионной части к эффективной длине шнека попадает в диапазон 0,10-0,30, отношение длины отмеривающей части к эффективной длине шнека попадает в диапазон 0,10-0,40 и сумма всех отношений равна 1,0.
(2) Верхний предел температуры цилиндра подающей части попадает в диапазон +20°C от температуры плавления полиамида, содержащего метаксилиленовые группы, или меньше, и температуры цилиндра компрессионной части и отмеривающей части попадают в диапазон от -30°C до +20°C от температуры плавления полиамида, содержащего метаксилиленовые группы.
(3) Заданная скорость сдвига составляет 14 с-1 или более.
Посредством использования способа изготовления по настоящему изобретению, может быть получено легко формованное изделие с высокими барьерными свойствами для топлива, поскольку полиамид, содержащий метаксилиленовые группы, диспергируется в композиции смолы, составляющей формованное изделие, в форме хлопьев.
Формованное изделие, получаемое с помощью способа изготовления по настоящему изобретению, имеет превосходные рабочие барьерные характеристики для топлива и показывает малый разброс в одной партии изделий и между различными партиями изделий, и его можно использовать в качестве контейнера для топлива, химикалия, пестицида, безалкогольного напитка или чего-либо подобного.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 показывает вертикальный вид в поперечном сечении, иллюстрирующий конструкцию в целом из первого примера настоящего изобретения.
Предпочтительный вариант осуществления изобретения
Полиолефин (A), используемый в настоящем изобретении, представляет собой главный материал, составляющий формованное изделие. В качестве главного материала можно использовать любой из материалов без ограничения постольку, поскольку он используется в качестве материала, составляющего формованного изделия. Главный материал включает полиэтилен, примерами которого являются полиэтилен низкой плотности, полиэтилен средней плотности, полиэтилен высокой плотности и линейный полиэтилен низкой плотности; полипропилен, примерами которого являются гомополимер пропилена, блок-сополимер этилена-пропилена и неупорядоченный сополимер этилена-пропилена; гомополимеры этиленовых углеводородов с двумя или более атомами углерода, такие как 1-полибутен и 1-полиметилпентен; гомополимеры α-олефинов с 3-20 атомами углерода; сополимеры α-олефинов с 3-20 атомами углерода; и сополимеры α-олефина с 3-20 атомами углерода и циклического олефина. Более предпочтительно, главный материал представляет собой полиэтилен и полипропилен, еще более предпочтительно, полиэтилен высокой плотности (HDPE). Эти полиолефины можно использовать сами по себе в качестве главного материала формованного изделия или их можно использовать в качестве смеси в сочетании двух или более из них.
Полиолефин, используемый в настоящем изобретении, предпочтительно имеет высокую вязкость расплава для предотвращения вытяжки заготовки, вызывающей неоднородность толщины формованного изделия. Подобным же образом, лист также предпочтительно имеет высокую вязкость расплава для предотвращения вытяжки. Конкретно, скорость течения расплава (MFR) предпочтительно попадает в диапазон от 0,03 г/10 минут или больше (нагрузка: 2,16 килограмм силы, температура: 190°C) и до 2 г/10 минут или меньше (нагрузка: 2,16 килограмм силы, температура: 190°C), более предпочтительно, от 0,15 г/10 минут или больше (нагрузка: 2,16 килограмм силы, температура: 190°C) и до 1 г/10 минут или меньше (нагрузка: 2,16 килограмм силы, температура: 190°C), еще более предпочтительно, от 0,2 г/10 минут или больше (нагрузка: 2,16 килограмм силы, температура: 190°C) и до 0,8 г/10 минут или меньше (нагрузка: 2,16 килограмм силы, температура: 190°C). Посредством использования полиолефинов, показывающих MFR, попадающий в рассмотренный выше диапазон, можно легко получить формованное изделие с малой вытяжкой и контролируемой толщиной. Полиамид (В), содержащий метаксилиленовые группы, легко диспергируется в композиции смолы в форме хлопьев, так что формованное изделие может иметь превосходные барьерные свойства для топлива.
Полиамид, содержащий метаксилиленовые группы, (B), используемый в настоящем изобретении, содержит единицу диамина, включая 70% моль или более единиц метаксилилендиамина и единицу дикарбоновой кислоты, включая 50% моль или более единиц адипиновой кислоты. Полиамид, содержащий метаксилиленовые группы, (B), используемый в настоящем изобретении, может дополнительно содержать другие структурные единицы без ослабления воздействия настоящего изобретения. В настоящем изобретении, единица, происходящая от дикарбоновой кислоты, и единица, происходящая от диамина, упоминаются как "единица дикарбоновой кислоты" и "единица диамина", соответственно.
Единица диамина в полиамиде, содержащем метаксилиленовые группы, (B), составляет 70% моль или более, предпочтительно, 80% моль или более, более предпочтительно, 90% моль или более от единиц метаксилилендиамина, с точки зрения улучшения барьерных свойств для топлива у формованного изделия. Когда содержание единиц метаксилилендиамина единицы диамина составляет 70% моль или более, барьерные свойства для топлива формованного изделия, состоящего из полученной композиции смолы, могут быть эффективно улучшены.
Соединение, способное составить единицу диамина иную, чем единица метаксилилендиамина в полиамиде, содержащем метаксилиленовые группы, (B), используемого в настоящем изобретении, включает ароматический диамин, такой как п-ксилилендиамин; алициклические диамины, такие как бис(аминометил)циклогексан, бис(аминометил)циклогексан и тетраметилендиамин; и алифатические диамины, такие как гексаметилендиамин, нонанметилендиамин, 2-метил-1,5-пентандиамин, но, не ограничиваясь этим. Их можно использовать по отдельности или в сочетании двух или более.
Единица дикарбоновой кислоты, составляющая полиамид, содержащий метаксилиленовые группы, (B), составляет 50% моль или более, предпочтительно 60% моль или более, более предпочтительно, 70% моль или более α,ω-алифатических единиц дикарбоновой кислоты, с точки зрения предотвращения избыточного уменьшения кристалличности полиамида (В), содержащего метаксилиленовые группы, и улучшения рабочих барьерных характеристик для топлива у формованного изделия.
Соединение, способное составить единицу α,ω-алифатической дикарбоновой кислоты, включает субериновую кислоту, адипиновую кислоту, азелаиновую кислоту, себациновую кислоту и додекановую кислоту. Благодаря превосходным рабочим характеристикам для поддержания хороших барьерных свойств для топлива и кристалличности, адипиновая кислота и себациновая кислота являются предпочтительными, и в особенности, предпочтительно используют адипиновую кислоту.
Соединение, способное составить единицу дикарбоновой кислоты иную, чем единица α,ω-алифатической дикарбоновой кислоты, включает алициклические дикарбоновые кислоты, такие как 1,3-циклогександикарбоновая кислота и 1,4-циклогександикарбоновая кислота; ароматические дикарбоновые кислоты, такие как терефталевая кислота, изофталевая кислота, o-фталевая кислота, ксилилендикарбоновая кислота и нафталиндикарбоновая кислота, но, не ограничиваясь этим. В частности, изофталевая кислота и 2,6-нафталиндикарбоновая кислота являются предпочтительными, поскольку эти кислоты могут легко обеспечить полиамид превосходными барьерными свойствами для топлива без ингибирования реакции поликонденсации во время получения полиамида, содержащего метаксилиленовые группы, (B).
Содержание единицы изофталевой кислоты и/или единицы 2,6-нафталиндикарбоновой кислоты предпочтительно составляет 30% моль или меньше, более предпочтительно, 20% моль или меньше, еще более предпочтительно, 15% моль или меньше по отношению к единице дикарбоновой кислоты. Содержание единиц изофталевой кислоты и единиц 2,6-нафталиндикарбоновой кислоты, попадающее в рассмотренный выше диапазон, делает возможным постоянное дисперсное состояние у полиамида (В), содержащего метаксилиленовые группы, в композиции смолы, так что формованному изделию придаются рабочие барьерные характеристики для топлива.
Наряду с единицей диамина и единицей дикарбоновой кислоты, в качестве сополимеризованной единицы, составляющей полиамид (В), содержащий метаксилиленовые группы, можно использовать лактамы, такие как ε-капролактам и лауролактам; алифатические аминокарбоновые кислоты, такие как аминокапроновая кислота и аминоундекановая кислота; и ароматическую аминокарбоновую кислоту, такую как п-аминометилбензойная кислота, без ослабления воздействия настоящего изобретения.
Полиамид (В), содержащий метаксилиленовые группы, получают посредством конденсационной полимеризации в расплаве (полимеризации в расплаве). Например, соль нейлона, состоящую из диамина и дикарбоновой кислоты, нагревают в присутствии воды при повышенном давлении, и затем полимеризуют в состоянии расплава, когда добавляемая вода и вода от конденсации удаляется. Альтернативно, полиамид (В), содержащий метаксилиленовые группы, получают посредством непосредственного добавления диамина в расплавленную дикарбоновую кислоту посредством конденсационной полимеризации. В этом случае, для поддержания реакционной системы в гомогенном состоянии, в эту дикарбоновую кислоту непрерывно добавляют жидкость, при этом смесь нагревают, не опуская температуру реакционной системы ниже температуры плавления олигомера и полиамида, которые должны генерироваться, для ускорения конденсационной полимеризации.
В системе конденсационной полимеризации для получения полиамида (В), содержащего метаксилиленовые группы, может добавляться соединение, содержащее атом фосфора, для получения воздействия на ускорение реакции йодирования и для предотвращения окрашивания во время конденсационной полимеризации. Соединение, содержащее атом фосфора, включает соединения осиновой кислоты, такие как метилфосфиновая кислота и фенил метилфосфиновая кислота; гипофосфитные соединения, такие как гип фосфористая кислота, гипофосфитная натрия, гипофосфитная калия, гипофосфитная лития и этилгипофосфит; фосфонитные соединения, такие как фенилфосфонистая кислота, натрий фенилфосфонит, калий фенилфосфонит, литий фенилфосфонит и этилфенил фосфонит; фосфонатные соединения, такие как фенилфосфоновая кислота, этилфосфоновая кислота, натрий фенилфосфонат, калий фенилфосфонат, литий фенилфосфонат, диэтилфенил фосфонат, натрий этилфосфонат и калий этилфосфонат; фосфитные соединения, такие как фосфористая кислота, гидрофосфит натрия, натрий фосфит, триэтил фосфит и трифенил фосфит; и пирофосфористая кислота. Среди них, в частности, гипофосфиты металлов, такие как гипофосфит натрия, гипофосфит калия и гипофосфит лития, используют предпочтительно, благодаря высоким воздействиям на ускорение реакции амидирования и на предотвращение окрашивания. В частности, гипофосфит натрия является предпочтительным. Однако, соединение, содержащее атом фосфора, которое можно использовать в настоящем изобретении, не ограничено этими соединениями.
Количество добавки соединения, содержащего атом фосфора, добавляемого в систему конденсационной полимеризации для получения полиамида (В), содержащего метаксилиленовые группы, предпочтительно составляет 1-1000 м.д., более предпочтительно, 1-500 м.д., еще более предпочтительно, 5-450 м.д., особенно предпочтительно, 10-400 м.д., что эквивалентно концентрации атомов фосфора в полиамиде (B), содержащем метаксилиленовые группы. Установление добавляемого количества соединения, содержащего атомы фосфора, в рассмотренном выше диапазоне может предотвратить окрашивание полиамида (B), содержащего ксилиленовые группы, во время конденсационной полимеризации.
В системе конденсационной полимеризации для получения полиамида (B), содержащего метаксилиленовые группы, соединение щелочного металла или соединение щелочноземельного металла предпочтительно используют вместе с соединением, содержащим атом фосфора. Для предотвращения окрашивания полиамида (В), содержащего метаксилиленовые группы, во время конденсационной полимеризации, соединение, содержащее атом фосфора, должно присутствовать в достаточном количестве. Однако, в некоторых случаях, соединение, содержащее атом фосфора, могло бы ускорять гелеобразование полиамида (B), содержащего ксилиленовые группы,. Для регулировки скорости реакции амидирования, соединение щелочного металла или соединение щелочноземельного металла предпочтительно сосуществует с соединением, содержащим атом фосфора. Такие соединения металлов включают, например, гидроксиды щелочных металлов/щелочноземельных металлов, такие как гидроксид лития, гидроксид натрия, гидроксид калия, гидроксид родия, гидроксид цезия, гидроксид магния, гидроксид кальция и гидроксид бария; и ацетаты щелочных металлов/щелочноземельных металлов, такие как ацетат лития, ацетат натрия, ацетат калия, ацетат родия, ацетат цезия, ацетат магния, ацетат кальция и ацетат бария, но они могут использоваться, не ограничиваясь этими соединениями. Когда соединение щелочного металла или соединение щелочноземельного металла добавляют в систему конденсационной полимеризации для получения полиамида (B), содержащего метаксилиленовые группы, молярное отношение соединения металла к соединению, содержащему атом фосфора, предпочтительно составляет 0,5-2,0, более предпочтительно, 0,6-1,8, еще более предпочтительно, 0,7-1,5. Установление добавляемого количества соединения щелочного металла или соединения щелочноземельного металла в рассмотренном выше диапазоне может осуществлять воздействие на ускорение реакции амидирования соединения, содержащего атом фосфора, и может подавлять образование геля.
После получения и гранулирования, полиамид (B), содержащий метаксилиленовые группы, получаемый посредством конденсационной полимеризации в расплаве, может сушиться для использования или может подвергаться твердофазной полимеризации для дополнительного улучшения степени полимеризации. В качестве нагревателя, используемого для сушки или твердофазной полимеризации, можно соответствующим образом использовать подогреваемый осушитель воздуха; роторные барабанные нагреватели, такие как сушильный барабан, коническая сушилка и барабанная сушилка; и конический нагреватель, снабженный внутри роторной крыльчаткой, называемый миксер Nauta. Однако хорошо известные способы и устройства можно использовать без ограничения этими нагревателями. В частности, когда полиамид подвергают твердофазной полимеризации, роторный барабанный нагреватель, среди прочих рассмотренных выше устройств, используют предпочтительно, поскольку этот нагреватель может герметизировать систему и легко ускорять конденсационную полимеризацию без присутствия кислорода, который вызывает окрашивание.
Существуют некоторые показатели степени полимеризации полиамида (B), содержащего метаксилиленовые группы, но, как правило, используют относительную вязкость. Относительная вязкость полиамида, содержащего ксилиленовые группы, предпочтительно составляет 2,0-4,5, более предпочтительно, 2,1-4,1, еще более предпочтительно, 2,3-4,0. Установление относительной вязкости полиамида, содержащего ксилиленовые группы, в рассмотренном выше диапазоне может стабилизировать способ формования и может обеспечить формованное изделие, имеющее превосходный внешний вид. Относительная вязкость упоминается в настоящем документе как отношение времени свободного падения t 1 г полиамида, растворенного в 100 мл 96% серной кислоты, ко времени свободного падения t0 96% самой серной кислоты, она представляется с помощью следующего выражения. Времена свободного падения t0 и t измеряют при 25°C с помощью вискозиметра Cannon-Fenske.
Относительная вязкость = t/t0
В полиамид (В), содержащий метаксилиленовые группы, добавки, такие как антиоксидант, матирующий агент, стабилизатор термостойкости, стабилизатор стойкости к воздействиям окружающей среды, поглотитель ультрафиолетового излучения, нуклеирующий агент, пластификатор, замедлитель горения, антистатический агент, агент против выцветания, смазывающее вещество и агент против гелеобразования; глина, такая как слоистый силикат; и нанонаполнитель могут добавляться без ослабления воздействия настоящего изобретения. Для модификации полиамида (В), содержащего метаксилиленовые группы, различные полиамиды, такие как нейлон 6, нейлон 66 и некристаллический нейлон, получаемый из мономера ароматической дикарбоновой кислоты, и модифицированная смола этих полиамидов; полиолефин и его модифицированная смола; эластомер со структурой стирола, и т.п., могут добавляться по необходимости. Однако материалы, которые должны добавляться для этой модификации, не являются ограниченными рассмотренными выше соединениями, и могут объединяться различные материалы.
Адгезивный полиолефин (C), используемый в настоящем изобретении, может быть получен с помощью рассмотренного выше полиолефина (A), модифицированного с помощью привитой ненасыщенной карбоновой кислоты или ее ангидрида, который, как правило, широко используется в качестве адгезивной смолы. Конкретные примеры ненасыщенной карбоновой кислоты или ее ангидрида включают акриловую кислоту, метакриловую кислоту, α-этилакриловую кислоту, малеиновую кислоту, фумаровую кислоту, итаконовую кислоту, цитраконовую кислоту, тетрагидрофталевую кислоту, хлормалеиновую кислоту, бутенилянтарную кислоту и их ангидриды. В частности, предпочтительно используют малеиновую кислоту и малеиновый ангидрид. Различные известные способы прививки-сополимеризации полиолефина с рассмотренной выше ненасыщенной карбоновой кислотой или ее ангидридом, используют для получения модифицированного полиолефина.
Например, полиолефин плавят с помощью экструдера, растворяют в растворителе, его можно суспендировать в воде, или чем-либо подобном, перед добавлением привитого мономера к полиолефину.
Адгезивный полиолефин (C) предпочтительно имеет скорость течения расплава (MFR) 0,01-5 г/10 минут, более предпочтительно, 0,02-4 г/10 минут, еще более предпочтительно, 0,03-3 г/10 минут, при нагрузке 2,16 килограмм силы при 190°C. MFR, попадающая в рассмотренный выше диапазон, позволяет легкое диспергирование полиамида (В), содержащего метаксилиленовые группы, в композиции смолы в форме хлопьев и обеспечивает формованное изделие высокой прочностью с превосходной прочностью адгезии между полиолефином и полиамидом, содержащем метаксилиленовые группы.
Количество используемого полиолефина (A) в настоящем изобретении предпочтительно составляет 40-90% масс., более предпочтительно, 50-90% масс., еще более предпочтительно, 60-80% масс. по отношению к общему количеству полиолефина (A), полиамида (B), содержащего метаксилиленовые группы, и адгезивного полиолефина (C). Установление количества используемого полиолефина (A) в рассмотренном выше диапазоне может свести к минимуму уменьшение прочности формованного изделия, состоящего из композиции смолы.
Используемое количество полиамида (В), содержащего метаксилиленовые группы, в настоящем изобретении предпочтительно составляет 3-30% масс., более предпочтительно, 5-25% масс., еще более предпочтительно, 5-20% масс. по отношению к общему количеству полиолефина (A), полиамида (В), содержащего метаксилиленовые группы, и адгезивного полиолефина (C). Установление количества, используемого полиамида (В), содержащего метаксилиленовые группы, в рассмотренном выше диапазоне может эффективно улучшать рабочие барьерные характеристики для топлива у получаемого формованного изделия и может подавлять уменьшение прочности, чтобы она попадала в практичный диапазон.
Используемое количество адгезивного полиолефина (C) в настоящем изобретении предпочтительно составляет 3-50% масс., более предпочтительно, 5-40% масс., еще более предпочтительно, 10-30% масс. по отношению к общему количеству полиолефина (A), полиамида (В), содержащего метаксилиленовые группы, и адгезивного полиолефина (C). Установление используемого количества адгезивного полиолефина в рассмотренном выше диапазоне может улучшить адгезивность между полиолефином (A) и полиамидом (B), содержащим метаксилиленовые группы, которые имеют низкую адгезивность, и может улучшить прочность формованного изделия.
Используемое отношение адгезивного полиолефина (C) к полиамиду (В), содержащему метаксилиленовые группы, предпочтительно составляет 0,8-5,0, более предпочтительно, 1,0-4,5, еще более предпочтительно, 1,0-4,0, как массовое отношение. Установление используемого отношения адгезивного полиолефина (C) в рассмотренном выше диапазоне может улучшить прочность формованного изделия. Например, даже если полый контейнер, то есть формованное изделие подвергают удару, такому как удар при падении, разделение на границе раздела между полиолефином и полиамидом, содержащим метаксилиленовые группы, которые диспергированы в композиции смолы, может предотвращаться с поддержанием прочности и барьерных свойств для топлива полого контейнера.
В композиции смолы, составляющей формованное изделие, в способе изготовления по настоящему изобретению могут смешиваться различные сополимеризованные полиолефины, такие как термопластичный эластомер, EEA (этилен-этилакрилат), EMA (этилен-метилакрилат) и иономеры иные, чем три компонента полиолефина (A), полиамида (В), содержащего метаксилиленовые группы, и адгезивного полиолефина (C). Кроме того, могут измельчаться летучие материалы и заусенцы, получаемые в способе изготовления формованного изделия, а также дефектные изделия, которые не изготавливают как формованные изделия. Доля смешивания измельченных материалов в качестве содержимого композиции смолы предпочтительно составляет 60% масс. или меньше, более предпочтительно, 50% масс. или меньше, еще более предпочтительно, 40% масс. или меньше, с тем, чтобы свести к минимуму уменьшение прочности формованного изделия. Когда измельченный материал подмешивают вместо части полиолефина, который должен использоваться, доля содержания полиамида (В), содержащего метаксилиленовые группы, в формованном изделии может быть увеличена. В этом случае, для предотвращения существенного уменьшения прочности формованного изделия, измельченные материалы смешивают так, что содержание адгезивного полиолефина (C) предпочтительно составляет 0,8-5,0, более предпочтительно, 1,0-4,5, еще более предпочтительно, 1,0-4,0 от содержания полиамида (B), содержащего метаксилиленовые группы, как массовое отношение.
Способ изготовления полого контейнера, который представляет собой формованное изделие по настоящему изобретению, предпочтительно использует непосредственное формование раздувом. Для непосредственного формования раздувом, обычно можно использовать известный способ. Например, используют устройство, снабженное экструдером, копильником, цилиндрической головкой, формой для формования, охлаждающим устройством, устройством со смыканием прессформы, и т.п., для плавления и перемешивания смеси исходных материалов с помощью экструдера, экструдирования полой заготовки в определенном количестве из цилиндрической головки через копильник, смыкания заготовки с помощью устройства со смыканием прессформы и наддува воздуха в заготовку и охлаждения ее с формованием формованного изделия. В устройстве можно использовать аккумулятор. Кроме того, используют контроллер заготовки для экструдирования заготовки с контролируемой толщиной стенок, так что может быть изготовлено формованное изделие, имеющее превосходное распределение толщины стенок.
Способ изготовления листа, который представляет собой формованное изделие по настоящему изобретению, предпочтительно использует Т-образную фильеру и валки с охлаждением. Например, устройство для отвода из экструдера или что-либо подобное, снабженное экструдером, копильником, Т-образной фильерой и охлаждающими валками, используют для плавления и перемешивания смеси исходных материалов с помощью экструдера, экструдирования листа расплавленной смолы из Т-образной фильеры через копильник, смыкания заготовки с охлаждающими валками, переноса и охлаждения стороны листа на стороне валков, разрезания стороны листа ножницами и ножами с формированием листа пластины. Из листа пластины, формованное изделие желаемой формы может быть сформировано посредством термоформования.
Термоформование дает формованное изделие с использованием зоны предварительного нагрева, где лист предварительно нагревают, и с использованием формы для формования в форме формованного изделия, посредством, сначала, предварительного нагрева и размягчения листа при температуре, превышающей температуру стеклования, смыкания размягченного листа с формой для формования в форме формованного изделия и формования листа, наложенного на форму для формования, в форме формованного изделия, опционально, в вакууме и под действием сжатого воздуха, а затем охлаждения формованного листа.
Когда смесь и