CN107949602A - 具有降低点火灵敏度的聚合物涂层组合物 - Google Patents

具有降低点火灵敏度的聚合物涂层组合物 Download PDF

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Abstract

提供一种组合物，其至少包含以下：在所述聚合物颗粒的总表面的至少一部分上包含涂层的聚合物颗粒，并且其中所述涂层由包含至少一种无机粉末和至少一种选自金属硬脂酸盐和/或聚合物粉末的有机粉末的粉末组合物形成，并且其中所述无机粉末的总量与所述有机粉末的总量的重量比为3.0到50.0。

Description

具有降低点火灵敏度的聚合物涂层组合物
相关申请的引用
本申请要求2015年9月17日提交的美国临时申请第62/219929号的权益，所述申请以引用方式并入本文中。
背景技术
除非采取特定的防粘连措施来减轻团块问题，否则弹性体团粒易于成块。块状是指聚合物颗粒的块状外观，通常在运送袋子、盒子或轨道车中的聚合物团粒时观察到。在一些情况下，聚合物颗粒的整个块可以形成单块或固结团粒的团块。这可以与在不管压力、温度和运输时间的情况下保持自由流动的聚合物颗粒形成对比。
已经将硬脂酸钙(CaSt)和其它金属硬脂酸盐用作防粘连剂。但是，CaSt在空气中处理时易燃。这引起与处理CaSt涂布的颗粒相关的重大风险，并且需要昂贵的工程控制(例如惰性覆盖)来减轻这类风险。另外，最终用户也必须使用工程控制来缓解处理风险。需要具有降低的点火阈值灵敏度和良好的防粘连特性的涂料组合物。在以下参考文献中描述涂布的聚合物组合物：美国专利6,852,787；美国专利7,101,926和美国专利5,366,645。然而，仍然需要具有降低的点火灵敏度的新组合物，并且其具有改善的防粘连特性。以下发明已满足这些需求。
发明内容
提供一种组合物，其至少包含以下：在聚合物颗粒的总表面的至少一部分上包含涂层的聚合物颗粒，并且其中涂层由包含至少一种无机粉末和至少一种选自金属硬脂酸盐和/或聚合物粉末的有机粉末的粉末组合物形成，并且其中无机粉末的总量与有机粉末的总量的重量比为3.0到50.0。
还提供一种粉末组合物，其至少包含以下：至少一种无机粉末，和至少一种选自金属硬脂酸盐和/或聚合物粉末的有机粉末，并且其中无机粉末的总量与有机粉末的总量的重量比为3.0到50.0；并且其中以粉末组合物的重量计，无机粉末的总量和有机粉末的总量包含大于或等于95重量％。
具体实施方式
已经发现具有降低的点火灵敏度的组合物对于团粒上的相同粉尘负载具有优异的阻挡特征。然后可以在现有工艺中将混合物应用于团粒，而不需要额外的工程控制。
如上所述，提供一种组合物，其至少包含以下：在聚合物颗粒的总表面的至少一部分上包含涂层的聚合物颗粒，并且其中涂层由包含至少一种无机粉末和至少一种选自金属硬脂酸盐和/或聚合物粉末的有机粉末的粉末组合物形成，并且其中无机粉末的总量与有机粉末的总量的重量比为3.0到50.0。
还提供一种粉末组合物，其至少包含以下：至少一种无机粉末和至少一种选自金属硬脂酸盐和/或聚合物粉末的有机粉末，并且其中无机粉末的总量与有机粉末的总量的重量比为3.0到50.0；并且其中无机粉末的总量和有机粉末的总量以粉末组合物的重量计包含(或“占粉末组合物”)大于或等于95重量％。
本发明组合物可包含本文所述的两个或更多个实施例的组合。
本发明粉末组合物可包含本文所述的两个或更多个实施例的组合。
以下实施例适用于本发明组合物和本发明粉末组合物两者。
在一个实施例中，无机粉末的总量与有机粉末的总量的重量比为3.0到45.0、或3.0到40.0、或3.0到35.0、或3.0到25.0、或3.0到20.0。
在一个实施例中，无机粉末的总量与有机粉末的总量的重量比为3.0到15.0、或3.0到12.0、或3.0到9.0。
在一个实施例中，有机粉末为硬脂酸金属盐，和另外硬脂酸钙或硬脂酸锌，以及另外硬脂酸钙。
在一个实施例中，至少一种无机粉末选自由以下组成的群组：滑石、云母、碳酸钙、细微粉碎二氧化硅、热解法二氧化硅、石英以及其组合。在一个实施例中，至少一种无机粉末选自由以下组成的群组：滑石、云母、碳酸钙及其组合；或滑石、云母或其组合。在一个实施例中，无机粉末是滑石。
本发明还提供一种制品，其包含至少一种由本发明粉末组合物形成的组分。
本发明还提供一种制品，其包含至少一种由本发明组合物形成的组分。
以下实施例适用于本发明组合物。
在一个实施例中，聚合物颗粒在聚合物颗粒总表面的至少50％、或至少60％、或至少70％、或至少80％上包含涂层。在另一实施例中，涂层是粉末组合物。
在一个实施例中，聚合物颗粒在聚合物颗粒总表面的至少85％、或至少90％、或至少95％上包含涂层。在另一实施例中，涂层是粉末组合物。
聚合物颗粒的总表面积可由颗粒(例如团粒)的平均团粒尺寸和每克颗粒的重量计算；或通过BET分析(例如，使用可得自Micromeritics ASAP 2420的BET仪器)计算。已经用粉末组合物涂布的聚合物颗粒的表面积的量可以通过目测检查来确定，通常使用放大镜。
在一个实施例中，聚合物颗粒由包含烯烃基聚合物或烯烃基互聚物或烯烃基共聚物的聚合物组合物形成。在另一实施例中，烯烃基聚合物、互聚物或共聚物占聚合物组合物的>90重量％、或>95重量％或>98重量％。
在一个实施例中，烯烃基聚合物是乙烯基聚合物，或乙烯基互聚物或乙烯基共聚物。
在一个实施例中，乙烯基聚合物为乙烯/α-烯烃互聚物，并且进一步为乙烯/α-烯烃共聚物。在另一实施例中，α-烯烃选自由丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-庚烯和1-辛烯组成的群组。
在一个实施例中，烯烃基聚合物是乙烯基聚合物，并且以聚合物组合物的重量计，聚合物组合物包含>90重量％、或>95重量％、或>98重量％的乙烯基聚合物。在另一实施例中，乙烯基聚合物为乙烯/α-烯烃互聚物，并且进一步为乙烯/α-烯烃共聚物。在另一实施例中，α-烯烃选自由丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-庚烯和1-辛烯组成的群组。
在一个实施例中，聚合物组合物包含烯烃基聚合物和至少一种其它热塑性聚合物。在另一个实施例中，至少一种其它热塑性聚合物选自由聚苯乙烯均聚物、聚乙烯均聚物和聚丙烯均聚物组成的群组。
在一个实施例中，组合物进一步包含粘合剂。参见下文粘合剂的讨论。在一个实施例中，将至少一部分粘合剂涂布聚合物颗粒的总表面的至少一部分以形成粘合剂涂层，并且使得粘合剂涂层位于聚合物颗粒与由粉末组合物形成的涂层之间。
在一个实施例中，粘合剂选自以下组成的群组：聚醚多元醇；脂族烃油；具有7到18个碳原子并且任选地被OH、CO2H或酯取代的烷烃；具有7到18个碳原子且任选地被OH、CO2H或酯取代的烯烃；天然油；环烷油；石蜡油；芳香油；硅酮油(或硅酮液)；增塑剂；增粘剂；和所述油、增塑剂和增粘剂的酯、醇和酸；以及其组合。
在一个实施例中，粘合剂选自由以下组成的群组：聚醚多元醇；脂族烃油；具有7n到18个碳原子并且任选地被OH、CO2H或酯取代的烷烃；具有7到18个碳原子并且任选地被OH、CO2H或酯取代的烯烃；天然油；环烷油；石蜡油；芳香油；硅酮油(或硅酮液)；增塑剂；增粘剂；以及其组合。
在一个实施例中，粘合剂选自由以下组成的群组：聚醚多元醇；脂族烃油；具有7到18个碳原子并且任选地被OH、CO2H或酯取代的烷烃；具有7到18个碳原子并且任选地被OH、CO2H或酯取代的烯烃；天然油；环烷油；石蜡油；芳香油；硅酮油(或硅酮液)；以及其组合。
在一个实施例中，粘合剂是硅酮油(或硅酮液)。
在一个实施例中，以组合物的总重量计，组合物包含0.01到1.0重量％、或0.02到0.5重量％的粘合剂。
在一个实施例中，粘合剂是具有以下结构式的硅氧烷聚合物-Si(R1R1)-O-，其中R1基团为C1-C18烃基。在另一实施例中，R1选自脂族基团和芳族基团。在另一实施例中，R1是甲基。
在一个实施例中，粘合剂在25℃下的粘度为200到2000cSt、或250到1800cSt、或300到1600cSt、或350到1200cSt。
在一个实施例中，以组合物的重量计，组合物包含0.02到3.00重量％、或0.04到2.50重量％、或0.06到2.00重量％、或0.08到1.50重量％的粉末组合物。
在一个实施例中，以组合物的重量计，组合物包含0.10到3.00重量％、或0.20到2.50重量％、或0.30到2.00重量％、或0.30到1.50重量％、或0.40到1.50重量％的粉末组合物。
在一个实施例中，以组合物的重量计，组合物包含0.02到5.00重量％、或0.04到4.50重量％、或0.06到3.50重量％、或0.08到3.00重量％的粉末组合物。
在一个实施例中，以组合物的重量计，组合物包含0.10到5.00重量％、或0.20到4.50重量％、或0.30到3.50重量％、或0.40到3.00重量％、或0.40到2.50重量％的粉末组合物。
在一个实施例中，以未涂布的聚合物颗粒的重量计，组合物包含0.02到3.00重量％、或0.04到2.50重量％、或0.06到2.00重量％、或0.08到1.50重量％的粉末组合物。
在一个实施例中，以未涂布的聚合物颗粒的重量计，组合物包含0.10到3.00重量％、或0.20到2.50重量％、或0.30到2.00重量％、或0.30到1.50重量％、或0.40到1.50重量％的粉末组合物。
在一个实施例中，以未涂布的聚合物颗粒的重量计，组合物包含0.02到5.00重量％、或0.04到4.50重量％、或0.06到3.50重量％、或0.08到3.00重量％的粉末组合物。
在一个实施例中，以未涂布的聚合物颗粒的重量计，组合物包含粉末组合物的0.10到5.00重量％、或0.20到4.50重量％、或0.30到3.50重量％、或0.40到3.00重量％、或0.50到2.50重量％的粉末组合物。
在一个实施例中，有机粉末的总量加上无机粉末的总量占粉末组合物总重量的≥90重量％、或≥95重量％、或≥98重量％、或≥99重量％。
在一个实施例中，组合物在0℃的无侧限屈服强度≤1600lb/ft2、进一步≤1500lb/ft2、进一步≤1400lb/ft2、进一步≤1300lb/ft2、进一步≤1200lb/ft2。在一个实施例中，组合物在0℃的无侧限屈服强度≤1100lb/ft2、进一步≤1000lb/ft2、进一步≤900lb/ft2。
在一个实施例中，组合物在0℃下的无侧限屈服强度≤900lb/ft2、进一步≤880lb/ft2、进一步≤860lb/ft2。在一个实施例中，组合物在0℃的无侧限屈服强度≤840lb/ft2、进一步≤820lb/ft2、进一步≤800lb/ft2。在一个实施例中，组合物的无侧限屈服强度≤780lb/ft2、进一步≤760lb/ft2、进一步≤740lb/ft2。
在一个实施例中，组合物在无电感下的最小点燃能量(minimum ignitionenergy，MIE)≥240mJ、进一步≥300mJ、进一步≥400mJ、进一步≥500mJ、进一步≥600mJ、进一步≥700mJ、进一步≥800mJ、进一步≥900mJ、进一步≥1000mJ。
在一个实施例中，组合物在电感下的最小点燃能量(MIE)≥240mJ、进一步≥300mJ、进一步≥400mJ、进一步≥500mJ、进一步≥600mJ、进一步≥700mJ、进一步≥800mJ、进一步≥900mJ、进一步≥1000mJ。
本发明还提供形成本发明组合物的方法，所述方法包含使聚合物颗粒与如本文所述的粉末组合物接触。在另一实施例中，所述方法包含使聚合物颗粒与粘合剂接触以形成粘合剂涂布的颗粒，和使粘合剂涂布的颗粒与如本文所述的粉末组合物接触。
在一个实施例中，首先使聚合物颗粒与粘合剂接触，然后与粉末组合物接触。
在一个实施例中，使粘合剂与粉末组合物同时与聚合物颗粒接触。
在一个实施例中，使聚合物颗粒与粘合剂接触，并且然后与如本文所述的粉末组合物接触，并且然后进一步与粘合剂、粉末组合物或粘合剂与粉末组合物两者接触。
本发明还提供一种制品，其包含至少一种由本发明组合物形成的组分。
还提供一种形成本发明组合物的方法，所述方法包含软化聚合物颗粒(例如通过加热所述颗粒)，然后使所述聚合物颗粒与如本文所述的粉末涂层接触，使得至少一部分粉末组合物机械粘附到聚合物颗粒。在另一实施例中，粉末组合物粘附到聚合物颗粒总表面的至少约50％。
本发明方法可以包含如本文所描述的两个或更多个实施例的组合。本发明组合物可包含如本文所述的两个或更多个实施例的组合。本发明粉末组合物可包含如本文所述的两个或更多个实施例的组合。
聚合物颗粒
如本文所用的术语“聚合物颗粒”在涉及用粉末组合物或粘合剂或粘合剂加粉末组合物涂布的颗粒时通常指聚合物颗粒，但也可指聚合物珠粒、薄片或粉末。聚合物颗粒的D50值大于粉末组合物的D50值，并且优选地聚合物颗粒的D50值比如本文所述的粉末组合物的D50值大2倍、进一步大5倍、进一步大10倍。典型的聚合物颗粒通常基本上是小片状、球形、圆柱形或杆状。尽管截面积可以取决于聚合物而变化，但优选地聚合物颗粒的横截面积为3x 10-3平方英寸(1.93×10-2平方厘米)到0.2平方英寸(1.29平方厘米)；如果横截面为例如圆形，那么直径为1/16英寸(0.15875cm)到1/2英寸(1.27cm)。在一个实施例中，颗粒具有0.01平方英寸(6.45x 10-2平方厘米)到0.05平方英寸(0.322平方厘米)的横截面积；如果例如截面是圆形的，那么直径为0.125英寸(0.3175cm)到0.375英寸(0.9525cm)。在一个实施例中，颗粒的直径为0.25cm到0.40cm。
如上所述，聚合物颗粒呈颗粒状固体形式，大小在粉末到团粒范围内。团粒是颗粒固体，并且通常但非排他地通过挤出和造粒工艺形成，典型的平均粒度(最长尺寸的平均值)大于2mm，通常为2mm到10mm、进一步为2mm到6mm、并且进一步为2mm到4mm。微团粒的平均粒度通常小于标准团粒的平均粒度，但大于由一般商用模具性能所生产的平均粒度。微团粒的平均粒度通常在200微米到2毫米范围内。微团粒通常呈现半球形。
聚合物颗粒可以由含有任何聚合物的聚合物组合物形成；例如烯烃基聚合物。示例性烯烃基聚合物包括但不限于乙烯的均聚物，和乙烯与至少一种选自由以下组成的群组的烯系不饱和单体的互聚物：C3-C10α单烯烃；C3-C20单羧酸的C1-C12烷基酯；不饱和C3-C20单羧酸或二羧酸；不饱和C4-C8二羧酸的酸酐；以及饱和C2-C18羧酸的乙烯酯。
示例性烯烃基聚合物进一步包括但不限于丙烯的均聚物，和丙烯与至少一种选自由以下组成的群组的烯系不饱和单体的互聚物或共聚物：C2及C4-C10α单烯烃；C3-C20单羧酸的C1-C12烷基酯；不饱和C3-C20单羧酸或二羧酸；不饱和C4-C8二羧酸的酸酐；以及饱和C2-C18羧酸的乙烯酯。
在一个实施例中，聚合物颗粒由聚合物组合物形成，所述聚合物组合物包含烯烃基聚合物、进一步烯烃基互聚物以及烯烃基共聚物。
在一个实施例中，聚合物颗粒由包含烯烃基聚合物的聚合物组合物形成。在另一实施例中，烯烃基聚合物为乙烯基聚合物，并且进一步为乙烯基互聚物，并且进一步为乙烯基互聚物。合适的乙烯基互聚物包括但不限于乙烯/α-烯烃互聚物或共聚物，例如乙烯/C3-C8α-烯烃互聚物或共聚物。
在一个实施例中，聚合物颗粒由包含烯烃基聚合物的聚合物组合物形成。在另一个实施例中，烯烃基聚合物是乙烯基聚合物，并且进一步乙烯/α-烯烃/二烯三元共聚物，例如乙烯/丙烯/二烯三元聚合物。
在一个实施例中，聚合物颗粒由包含烯烃基聚合物的聚合物组合物形成。在另一实施例中，烯烃基聚合物选自由乙烯基聚合物和丙烯基聚合物组成的群组。
在一个实施例中，乙烯基聚合物为乙烯基互聚物，并且进一步为乙烯/α-烯烃互聚物，并且进一步为乙烯/α-烯烃共聚物。优选的α-烯烃是具有3到8个碳原子的α-烯烃，如丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-庚烯和1-辛烯。
在一个实施例中，聚合物颗粒由包含至少两种烯烃基聚合物的聚合物组合物形成，所述聚合物组合物在一种或多种以下特性方面不同：密度、Mn、Mw、MWD、共聚单体类型和/或共聚单体含量。
在一个实施例中，聚合物颗粒由包含乙烯基聚合物、进一步乙烯基互聚物和进一步乙烯基共聚物的聚合物组合物形成。
在一个实施例中，乙烯基聚合物和进一步乙烯基互聚物的密度为0.850到0.920g/cc、或0.852到0.910g/cc、或0.854到0.900g/cc、或0.856到0.890g/cc、或0.858到0.880g/cc(1cc＝1cm3)。在另一实施例中，乙烯基互聚物为乙烯/α-烯烃互聚物，并且或为乙烯/α-烯烃共聚物。优选的α-烯烃是具有3到8个碳原子的那些α-烯烃，如丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-庚烯和1-辛烯。
在一个实施例中，乙烯基聚合物，和进一步乙烯基互聚物的密度为0.860到0.920g/cc、或0.865到0.910g/cc、或0.870到0.900g/cc(1cc＝1cm3)。在另一实施例中，乙烯基互聚物为乙烯/α-烯烃互聚物，并且或为乙烯/α-烯烃共聚物。优选的α-烯烃是具有3到8个碳原子的那些α-烯烃，如丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-庚烯和1-辛烯。
在一个实施例中，乙烯基聚合物，和进一步乙烯基互聚物的熔体指数(I 2，190℃和2.16kg)为0.1到50g/10min、或0.5到40g/10min、或0.8到30g/10min。在另一实施例中，乙烯基互聚物是乙烯/α-烯烃互聚物，和或乙烯/α-烯烃共聚物。优选的α-烯烃是具有3到8个碳原子的那些α-烯烃，如丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-庚烯和1-辛烯。
在一个实施例中，乙烯基聚合物和乙烯基互聚物的熔体指数(I 2，190℃和2.16kg)为0.1到10g/10min、或0.5到8.0g/10min或0.8到6.0g/10min。在另一实施例中，乙烯基互聚物是乙烯/α-烯烃互聚物，并且进一步为乙烯/α-烯烃共聚物。优选的α-烯烃是具有3到8个碳原子的那些α-烯烃，如丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-庚烯和1-辛烯。
在一个实施例中，乙烯基聚合物，和进一步乙烯基互聚物的熔体指数(I2，190℃和2.16kg)为0.1到5.0g/10min、或0.2到4.5g/10min或0.3到4.0g/10min、或0.4到3.5g/10min、或0.5到3.0g/10min、或0.6到2.5g/10min、或0.6到2.0g/10min。在另一实施例中，乙烯基互聚物是乙烯/α-烯烃互聚物，并且进一步为乙烯/α-烯烃共聚物。优选的α-烯烃是具有3到8个碳原子的那些α-烯烃，如丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-庚烯和1-辛烯。
在一个实施例中，乙烯基聚合物，和进一步乙烯基互聚物的分子量分布(molecular weight distribution，MWD)为1.7到3.5、或1.8到3.0、或1.8到2.8、或1.8到2.5。在另一实施例中，乙烯基互聚物为乙烯/α-烯烃互聚物，并且进一步为乙烯/α-烯烃共聚物。优选的α-烯烃是具有3到8个碳原子的那些α-烯烃，如丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-庚烯和1-辛烯。
乙烯基聚合物可包含本文所述的两个或更多个实施例的组合。乙烯基互聚物可包含本文所述的两个或更多个实施例的组合。乙烯基共聚物可包含本文所述的两个或更多个实施例的组合。
在一个实施例中，聚合物颗粒由包含丙烯基聚合物、进一步丙烯基互聚物和进一步丙烯基共聚物的聚合物组合物形成。
在一个实施例中，丙烯基聚合物和进一步丙烯基互聚物的熔体流动速率(MFR，230℃，2.16kg重量)为0.1到50g/10min、或0.5到40g/10min、或1.0到30g/10min。在另一实施例中，丙烯基互聚物是丙烯/α-烯烃互聚物，并且进一步为丙烯/α-烯烃共聚物。优选的α-烯烃是具有4到8个碳原子的那些α-烯烃，如1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-庚烯和1-辛烯。在另一实施例中，丙烯基互聚物是丙烯/乙烯互聚物，并且进一步为丙烯/乙烯共聚物。
在一个实施例中，丙烯基聚合物，和进一步丙烯基互聚物的熔体流动速率(MFR，230℃，2.16kg重量)为0.1到10g/10min、或0.5到8.0g/10min或1.0到6.0g/10min。在另一实施例中，丙烯基互聚物是丙烯/α-烯烃互聚物，并且进一步为丙烯/α-烯烃共聚物。优选的α-烯烃是具有4到8个碳原子的那些α-烯烃，如1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-庚烯和1-辛烯。在另一实施例中，丙烯基互聚物是丙烯/乙烯互聚物，并且进一步为丙烯/乙烯共聚物。
在一个实施例中，丙烯基聚合物，和进一步丙烯基互聚物的密度为0.860到0.920g/cc、或0.865到0.910g/cc、或0.870到0.900g/cc(1cc＝1cm3)。在另一实施例中，丙烯基互聚物为丙烯/α-烯烃互聚物，并且进一步为丙烯/α-烯烃共聚物。优选的α-烯烃是具有4到8个碳原子的那些α-烯烃，如1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-庚烯和1-辛烯。在另一实施例中，丙烯基互聚物是丙烯/乙烯互聚物，并且进一步为丙烯/乙烯共聚物。
在一个实施例中，丙烯基聚合物，和进一步丙烯基互聚物的分子量分布(MWD)为3.5或更小、或3.0或更小、或1.8到3.5、或1.8到3.0。在另一实施例中，丙烯基互聚物为丙烯/α-烯烃互聚物，并且进一步为丙烯/α-烯烃共聚物。优选的α-烯烃是具有4到8个碳原子的那些α-烯烃，如1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-庚烯和1-辛烯。在另一实施例中，丙烯基互聚物是丙烯/乙烯互聚物，并且进一步为丙烯/乙烯共聚物。
这类丙烯/α-烯烃互聚物和共聚物，以及丙烯/乙烯互聚物或共聚物的实例描述于美国专利第6,960,635号和第6,525,157号中，所述专利以引用方式并入本文中。合适共聚物可以商标名唯斯法(VERSIFY)购自陶氏化学公司(The Dow Chemical Company)或以商标名威达美(VISTAMAXX)购自埃克森美孚化学公司(ExxonMobil Chemical Company)。
丙烯基聚合物可包含如本文所描述的两个或更多个实施例的组合。丙烯基互聚物可包含如本文所述的两个或更多个实施例的组合。丙烯基共聚物可包含如本文所描述的两个或更多个实施例的组合。
在一个实施例中，如上所述，聚合物颗粒由包含烯烃基聚合物的聚合物组合物形成。
在一个实施例中，烯烃基聚合物的密度为0.854到0.945、或0.860到0.940g/cc、0.865到0.930g/cc、或0.870到0.920g/cc(1cc＝1cm3)。在另一实施例中，烯烃基聚合物为乙烯基聚合物，并且进一步为乙烯/α-烯烃互聚物，并且进一步为乙烯/α-烯烃共聚物。优选的α-烯烃是具有3到8个碳原子的那些α-烯烃，如丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-庚烯和1-辛烯。在另一实施例中，烯烃基聚合物为丙烯基聚合物，并且进一步为丙烯基互聚物。在另一实施例中，丙烯基互聚物为丙烯/α-烯烃互聚物，并且进一步为丙烯/α-烯烃共聚物。优选的α-烯烃是具有4到8个碳原子的那些α-烯烃，如1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-庚烯和1-辛烯。在另一实施例中，丙烯基互聚物是丙烯/乙烯互聚物，并且进一步为丙烯/乙烯共聚物。
在一个实施例中，烯烃基聚合物的结晶度为小于50％、或5到35％、或7至20％。在另一实施例中，烯烃基聚合物为乙烯基聚合物，并且进一步为乙烯/α-烯烃互聚物，并且进一步为乙烯/α-烯烃共聚物。优选的α-烯烃是具有3到8个碳原子的那些α-烯烃，如丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-庚烯和1-辛烯。在另一实施例中，烯烃基聚合物为丙烯基聚合物，并且进一步为丙烯基互聚物。在另一实施例中，丙烯基互聚物为丙烯/α-烯烃互聚物，并且进一步为丙烯/α-烯烃共聚物。优选的α-烯烃是具有4到8个碳原子的那些α-烯烃，如1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-庚烯和1-辛烯。在另一实施例中，丙烯基互聚物是丙烯/乙烯互聚物，并且进一步为丙烯/乙烯共聚物。
在一个实施例中，烯烃基聚合物的熔点为小于110℃、或25到100℃、或40到90℃。在另一实施例中，烯烃基聚合物为乙烯基聚合物，并且进一步为乙烯/α-烯烃互聚物，并且进一步为乙烯/α-烯烃共聚物。优选的α-烯烃是具有3到8个碳原子的那些α-烯烃，如丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-庚烯和1-辛烯。在另一实施例中，烯烃基聚合物为丙烯基聚合物，并且进一步为丙烯基互聚物。在另一实施例中，丙烯基互聚物为丙烯/α-烯烃互聚物，并且进一步为丙烯/α-烯烃共聚物。优选的α-烯烃是具有4到8个碳原子的那些α-烯烃，如1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-庚烯和1-辛烯。在另一实施例中，丙烯基互聚物是丙烯/乙烯互聚物，并且进一步为丙烯/乙烯共聚物。
在一个实施例中，烯烃基聚合物的重均分子量(Mw)为大于20,000克/摩尔、或20,000到1,000,000克/摩尔、或50,000到500,000克/摩尔。在另一实施例中，烯烃基聚合物为乙烯基聚合物，并且进一步为乙烯/α-烯烃互聚物，并且进一步为乙烯/α-烯烃共聚物。优选的α-烯烃是具有3到8个碳原子的那些α-烯烃，如丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-庚烯和1-辛烯。在另一实施例中，烯烃基聚合物为丙烯基聚合物，并且进一步为丙烯基互聚物。在另一实施例中，丙烯基互聚物为丙烯/α-烯烃互聚物，并且进一步为丙烯/α-烯烃共聚物。优选的α-烯烃是具有4到8个碳原子的那些α-烯烃，例如1-丁烯，1-戊烯，1-己烯，1-庚烯和1-辛烯。在另一实施例中，丙烯基互聚物是丙烯/乙烯互聚物，并且进一步为丙烯/乙烯共聚物。
在一个实施例中，烯烃基聚合物的数均分子量(Mn)为大于10,000克/摩尔、或10,000至200,000克/摩尔、或20,000至100,000克/摩尔。在另一实施例中，烯烃基聚合物为乙烯基聚合物，并且进一步为乙烯/α-烯烃互聚物，并且进一步为乙烯/α-烯烃共聚物。优选的α-烯烃是具有3到8个碳原子的那些α-烯烃，如丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-庚烯和1-辛烯。在另一实施例中，烯烃基聚合物为丙烯基聚合物，并且进一步为丙烯基互聚物。在另一实施例中，丙烯基互聚物为丙烯/α-烯烃互聚物，并且进一步为丙烯/α-烯烃共聚物。优选的α-烯烃是具有4到8个碳原子的那些α-烯烃，如1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-庚烯和1-辛烯。在另一实施例中，丙烯基互聚物是丙烯/乙烯互聚物，并且进一步为丙烯/乙烯共聚物。
在一个实施例中，烯烃基聚合物选自授予Elston的美国专利第3,645,992号中所描述的均相聚合物；授予Anderson的如在美国专利第4,076,698中所述的高密度聚乙烯(high density polyethylene，HDPE)；第4,076,698号；非均匀支化的线性低密度聚乙烯(LLDPE)；非均匀支化的超低线性密度聚乙烯(heterogeneously branched ultra lowlinear density polyethylene，ULDPE)；均匀支化的线性乙烯/α-烯烃共聚物；均匀支化的基本上线性乙烯/α-烯烃聚合物，其可以例如通过美国专利第5,272,236和5,278,272中所公开的方法制备，其公开内容通过引用并入本文；以及高压自由基聚合的乙烯聚合物和共聚物，如低密度聚乙烯(LDPE)。
在一个实施例中，烯烃基聚合物是烯烃嵌段共聚物，例如乙烯多嵌段共聚物，例如在国际公开第WO2005/090427号和美国专利公开第2006/0199930号中所描述的那些。
在一个实施例中，烯烃基聚合物是低密度聚乙烯(LDPE)。在另一实施例中，LDPE具有0.910到0.925g/cc的密度和0.1到100g/10min的熔体指数(I2，190℃，2.16kg重量)。
在一个实施例中，烯烃基聚合物是乙烯乙酸乙烯酯(ethylene vinyl acetate，EVA)。在另一实施例中，烯烃基聚合物是乙烯-丙烯酸甲酯(ethylene-methyl acrylate，EMA)。
在一个实施例中，烯烃基聚合物是乙烯-丙烯酸(EAA)共聚物或乙烯-甲基丙烯酸共聚物。
在一个实施例中，组合物组合物包含一种或多种添加剂。添加剂包括但不限于抗氧化剂、紫外吸收剂、抗静电剂、着色剂(例如二氧化钛、碳黑和颜料)、粘度改性剂、防结块剂、脱模剂、摩擦系数(COF)改性剂、热稳定剂、气味改性剂/吸附剂以及其任何组合。
聚合物颗粒可包含本文所述的两个或更多个实施例的组合。聚合物组合物可包含如本文所述的两个或更多个实施例的组合。
烯烃基聚合物可包含如本文所描述的两个或更多个实施例的组合。烯烃基互聚物可包含如本文所描述的两个或更多个实施例的组合。烯烃基共聚物可包含如本文所描述的两个或更多个实施例的组合。
粉末组合物
已经发现，当将这类组合物以足够的量物理涂布在聚合物颗粒的表面上时，如本文所述的粉末组合物用于帮助减少聚合物颗粒堵塞，即结块、聚结、聚集和/或粘附。因此，即使在可能以其它方式促进结块或聚结的温度、储存时间和压缩的情况下，聚合物颗粒仍基本上自由流动。
无机粉末包括但不限于滑石、云母、碳酸钙、石英、细微粉碎或热解法二氧化硅、三水合氧化铝、大理石粉尘、水泥粉尘、粘土、长石、氧化铝、氧化镁、氢氧化镁、氧化锑、氧化锌、硫酸钡、硅酸铝、硅酸钙、二氧化钛、钛酸盐和白垩。
在一个实施例中，无机粉末具有小于约100、或小于约50、或小于约20微米的D50值。在一个实施例中，无机粉末具有大于0.5微米、或大于1微米、或大于2微米的D50值。
可用于本发明的有机粉末包括金属硬脂酸盐、聚合物粉末以及其组合。聚合物粉末的实例包括粉末状乙烯基聚合物(例如粉末聚乙烯均聚物)、粉末状聚苯乙烯以及粉末状丙烯基聚合物(例如粉末状聚丙烯均聚物)。
在一个实施例中，有机粉末具有小于约100微米、或小于约50微米、或小于约20微米的D50值。在一个实施例中，有机粉末具有大于0.5微米、或大于1微米、或大于2微米的D50值。
粉末组合物通常以有效量使用。有效量经常取决于组合物的防粘连剂、聚合物、应用方法和其它成分而变化。通常，粉末组合物的有效量是与在所有方面都相似，除了包含未涂布的聚合物颗粒组合物的无侧限屈服强度相比，将包含涂布有粉末组合物的聚合物颗粒的组合物的无侧限屈服强度降低至少约20％、优选至少约30％的量。在许多情况下，无侧限屈服强度可能会下降超过50％、或超过100％、或甚至500％或更多。
通常，粉末组合物的最大有效量是粉末组合物的最大量，在所述量下，聚合物的物理特性在聚合物颗粒的期望的最终用途应用中不受不利影响。通常，以组合物(包含聚合物颗粒加涂层)的总重量计，粉末状组合物的量小于约5.0重量％、或小于约4.0重量％、或小于约3.0重量％。
在一个实施例中，以组合物的总重量计，粉末组合物的量为至少0.05重量％、或至少约0.10重量％、或至少0.20重量％。在一个实施例中，以组合物的总重量计，粉末组合物的量为至少0.25重量％、或至少约0.30重量％、或至少0.35重量％、或至少0.40重量％、或至少0.45重量％的组成。
粘合剂
粘合剂是将粉末状组合物保持或固定到聚合物颗粒的那些试剂，使得在正常处理和运输条件下，大部分粉末状组合物保留在聚合物颗粒上。尽管一些粉状组合物自身也可以用作粘合剂，但是在大多数情况下，粘合剂不同于粉末状组合物。
粘合剂的类型和其有效量将取决于粉末组合物、聚合物以及组合物的其它组分变化。优选的粘合剂是其中粘度不太高，使得粘合剂难以施用的粘合剂。另一方面，粘度不应该太低，导致粉末组合物中产生过多灰尘。一般而言，在25℃下粘度在50到60,000厘沱、或100到10,000厘沱范围的油是有用的。
在一个实施例中，粘合剂选自由以下组成的群组：硅酮油(或硅酮液)；聚醚多元醇；脂族烃油，如矿物油；以及具有7到18个碳原子并且其中一个或多个碳任选地被OH、CO2H或酯取代的烷烃或烯烃。粘合剂还包括天然油，如蓖麻油、玉米油、棉籽油、橄榄油、油菜籽油、大豆油、葵花油、其它植物油和动物油，以及环烷烃、石蜡油、芳香油和硅酮油(或硅酮液)以及所述油或其乳液的酯、醇和酸。通常用作增塑剂或增粘剂的物质也可适用作粘合剂。
在一个实施例中，粘合剂本质上并非热塑性的。
在一个实施例中，粘合剂是具有以下结构式的硅氧烷聚合物：
-Si(R1R1)-O-，其中R1基团是C1-C18烃基。尤其优选的烃基包括脂族和芳族基团。R1的尤其优选的基团是甲基。这些材料可从道康宁(Dow Corning)商购获得。
粘合剂可以纯化形式、溶液，乳液或混合物使用。粉末组合物与聚合物颗粒的混合应保持在最低限度，尤其是在使用非热塑性粘合剂时。过多混合可能导致表面偏析，从而产生不均匀层。
发明方法
在一个实施例中，使用粘合剂将粉末组合物粘合到聚合物颗粒。在另一实施例中，在不使用粘合剂下将粉末组合物粘合到聚合物颗粒。
在一个实施例中，形成本发明组合物的方法包含使聚合物颗粒与粘合剂并且与粉末组合物接触。可以在粘合剂之前、之后或同时使聚合物颗粒与粉末组合物接触。在任何情况下，粘合剂和粉末组合物两者均应在使得聚合物颗粒可以充分物理涂布有一种或多种试剂的条件下与聚合物颗粒接触。
优选地，这类接触通过将部分或全部粘合剂第一次液体进料到聚合物颗粒上或将聚合物颗粒浸入部分或全部粘合剂中来进行。然后将粉末组合物分布到用粘合剂预涂布的聚合物颗粒上。只要聚合物颗粒充分涂布有粉末组合物，使得粉末组合物粘附到聚合物颗粒的表面，并且获得具有期望的无侧限屈服强度的颗粒，接触和分配的方式可以变化。通常，只要以聚合物颗粒的总表面积计，表面涂层的平均量高于约50％、并且优选高于约60％、或高于80％，所述方法就足够。
在一个实施例中，由粉末组合物形成的涂层的厚度为1.0微米到150微米、或5.0微米到100微米、或10微米到50微米。此值也可以用聚合物颗粒(例如团粒)的平均尺寸的增加百分数表示。此百分比增加通常为0.01％到15％，这取决于粉末组合物的量以及用于涂覆和加工涂层的方法的类型。
掺合设备/工艺的实例包括移动聚合物颗粒的任何机械构件，例如罐的简单翻转、或在锥形旋转容器、螺条掺合器、鼓式转鼓、桨式掺合器、聚结盘和流化床操作。在一个实施例中，涂布工艺包括在空气或惰性气体下使用气动输送机。在螺旋输送机中适度搅拌、摇动或甚至短距离输送可足以使一种或多种试剂充分分布。如果聚合物颗粒在分离的时间与粘合剂和粉末组合物接触，那么对于粘合剂和粉末组合物而言所用的接触类型可以相同或不同。
试剂(粘合剂和/或粉末组合物)与聚合物颗粒的接触可以在任何温度下进行，在所述温度下试剂不会蒸发、固化、变得过粘或与聚合物颗粒剧烈反应。此类温度经常取决于组合物的组分变化，但通常为-10℃到150℃、进一步为0℃到60℃或5℃到35℃。
在某些情况下，使用粘合剂可能并不理想。这类情况包括例如当粘合剂将干扰聚合物颗粒的最终用途应用时。而且，在某些情况下，可能需要最小化粉末组合物的量。以此方式，可以使未相关的环境粉尘(来自粉末组合物)最小化。如果例如由最终组合物制成膜并且光学特性为重要的，那么减少粉末组合物的量也是有利的。
不需要粘合剂的组合物使用与上述相同类型的聚合物颗粒和粉末组合物。在一个实施例中，按组合物的重量计，粉末组合物的量可以降低到小于3.0、或小于2.0、或小于约1.5、或小于约0.5、或小于约0.3％。相应地，按组合物的重量计，粉末组合物的有效量通常为至少0.08、或至少约0.1、或至少约0.15％。
在一个实施例中，粉末组合物机械粘附到聚合物颗粒。在一个实施例中，所述方法包含将有效量的粉末组合物机械粘附到超过约40％、进一步超过约50％、进一步超过约60％的聚合物颗粒。以此方式，具有有效量的粘附粉末组合物的聚合物颗粒将充当阻挡层，以防止大量不具有有效量的粘附粉末组合物的聚合物颗粒聚结或粘连。颗粒嵌入的深度和粉末组合物的量将决定聚合物颗粒上的粉末组合物层的厚度。当然，此厚度也将取决于聚合物类型、颗粒大小、粉末组合物类型以及通过无侧限屈服强度测定的所需粉末组合物的量变化。这些涂层特征可以例如通过扫描电子显微镜(scanning electron microscopy，SEM)来测量。
粉末组合物可以以任何方式机械粘附到聚合物颗粒。这可以与颗粒形成同时或之后完成。可以实现这一点的一种方式为，例如通过冲击涂布聚合物颗粒，使得期望量的粉末组合物粘附到期望量的聚合物颗粒。这可以通过使用蒸汽来促进。
机械粘附粉末组合物的另一种方式为，在使聚合物颗粒与粉末组合物接触之前、同时或之后软化聚合物颗粒。软化可以任何方式完成，只要表面软化到足以将有效量的粉末组合物粘附到聚合物颗粒的外表面即可。然而，聚合物颗粒不能被软化得过多以至于不再有离散的颗粒，也就是说，聚合物颗粒不应该熔化或粘附在一起。一般来说，人们通常可以观察(例如目视观察)聚合物颗粒的表面变得稍微发粘，并且易于涂布。发生这种情况的时间点会因聚合物和所用粉末组合物的类型而异。软化方法的选择将取决于聚合物的类型、粉末组合物的类型和期望的结果而变化。通常，可以采用热空气加热、辐射(UV、IR、可见)、接触加热或其组合。通常，人们通常可以观察到颗粒被充分加热的时间，因为聚合物颗粒的表面会变得稍微发粘并易于涂布。如所讨论的那样，发生这种情况的时间点将随着聚合物类型、颗粒大小以及所使用的粉末组合物的类型而变化。
制品
本发明还提供一种制品，其包含至少一种由本发明组合物形成的组分。制品包括但不限于注射成型制品、热成型制品以及泡沫材料。其它制品包括医疗器件(例如压力套箍和稳定装置)；可充气制品(例如玩具、船艇、缓冲件和家具)、被单布(例如天篷、横幅、标牌、帐篷、防水帆布和用于池、池塘或填埋场的衬垫)、书籍装订以及载体(例如体育袋和背包)。其它制品包括汽车零件。
定义
除非相反地陈述、由上下文暗示或在所属领域中惯用，否则所有份数和百分比都以重量计，并且所有测试方法都是在本发明的提交日期之前进行的。
如本文所用的术语“组合物”包括包含组合物的材料混合物以及由组合物的材料形成的反应产物和分解产物。任何反应产物或分解产物通常以痕量或残余量存在。
如本文所用的术语“聚合物”是指通过聚合相同或不同类型单体制备的聚合化合物。因此，通用术语聚合物涵盖如下文定义的术语均聚物(用于指仅由一种类型的单体制备成的聚合物，应理解，痕量杂质可并入聚合物结构中)和术语互聚物。痕量杂质，如催化剂残余物可以并入到聚合物中和/或聚合物内部。
如本文所用的术语“互聚物”是指通过聚合至少两种不同类型的单体制备的聚合物。术语互聚物因此包括术语共聚物(用于指由两种不同类型的单体制备的聚合物)和由超过两种不同类型的单体制备的聚合物。
如本文所用的术语“烯烃基聚合物”是指包含呈聚合形式的大量烯烃单体(例如乙烯或丙烯)(以聚合物的重量计)和任选地可包含一种或多种共聚单体的聚合物。
如本文所使用的术语“烯烃基互聚物”是指包含呈聚合形式的大量烯烃单体(例如乙烯或丙烯)(以互聚物的重量计)和一种或多种共聚单体的互聚物。
如本文所使用的术语“烯烃基共聚物”是指包含呈聚合形式的大量烯烃单体(例如乙烯或丙烯)(以共聚物的重量计)和一种共聚单体作为仅有的两种单体类型的共聚物。
如本文所使用的术语“乙烯基聚合物”是指包含呈聚合形式的大量乙烯单体(以聚合物的重量计)并且任选地可以包含一种或多种共聚单体的聚合物。
如本文所使用的术语“乙烯基互聚物”是指包含呈聚合形式的大量乙烯单体(以互聚物的重量计)和一种或多种共聚单体的互聚物。
如本文所用的术语“乙烯/α-烯烃互聚物”是指包含呈聚合形式的大量乙烯单体(以互聚物的重量计)和至少一种α-烯烃的互聚物。
如本文所用的术语“乙烯基共聚物”是指包含呈聚合形式的大量乙烯单体(以共聚物的重量计)和一种共聚单体作为仅有的两种单体类型的共聚物。
如本文所用的术语“乙烯/α-烯烃共聚物”是指包含呈聚合形式的大量乙烯单体(以共聚物的重量计)和α-烯烃作为仅有的两种单体类型的共聚物。
如本文所用的术语“乙烯/α-烯烃/二烯互聚物”是指包含呈聚合形式的乙烯单体、α-烯烃和二烯的互聚物。通常，“乙烯/α-烯烃/二烯互聚物”包含以互聚物的重量计呈聚合形式的大量乙烯单体。
如本文所用的术语“丙烯基聚合物”是指包含呈聚合形式的大量丙烯单体(以聚合物的重量计)并且任选地可包含一种或多种共聚单体的聚合物。
如本文所使用的术语“丙烯基互聚物”是指包含呈聚合形式的大量丙烯单体(以互聚物的重量计)和一种或多种共聚单体的互聚物。
如本文中所使用的术语“丙烯基共聚物”是指包含呈聚合形式的大量丙烯单体(以共聚物的重量计)和一种共聚单体作为仅有的两种单体类型的共聚物。
如本文所使用的术语“乙烯/α-烯烃互聚物”是指包含呈聚合形式的大量乙烯单体(以互聚物的重量计)和至少一种α-烯烃的互聚物。
如本文中所使用的术语“丙烯/α-烯烃共聚物”是指包含呈聚合形式的大量丙烯单体(以共聚物的重量计)和α-烯烃作为仅有的两种单体类型的共聚物。
如本文所使用的术语“丙烯基互聚物”是指包含呈聚合形式的大量丙烯单体(以互聚物的重量计)和至少一种乙烯的互聚物。
如本文中所使用的术语“丙烯基共聚物”是指包含呈聚合形式的大量丙烯单体(以共聚物的重量计)和乙烯作为仅有的两种单体类型的共聚物。
如本文所使用的术语“无机粉末”是指除碳的氧化物，例如碳酸钙和碳的硫化物，例如二硫化碳之外不含碳元素的化合物。
如本文所使用的术语“有机粉末”是指除碳的氧化物，例如碳酸钙和碳的硫化物，例如二硫化碳以外含有元素碳的化合物。
如本文所使用的术语“聚合物粉末”在涉及粉末组合物时指的是具有小于聚合物颗粒的D50值的D50值的细聚合物颗粒。通常，聚合物粉末的D50值≤200微米，并且进一步D50值≤150微米，进一步D50值≤100微米。
如本文所使用，如本文所使用的“机械粘附”是指粉末组合物在聚合物颗粒上的物理粘合的颗粒；例如粉末组合物的颗粒嵌入到聚合物颗粒的表面中。
无论是否专门公开，术语“包含”、“包括”、“具有”以及其派生词并不旨在排除任何额外组分、步骤或程序的存在。为避免任何疑问，除非相反陈述，否则通过使用术语“包含”，所要求的所有组合物可包括任何额外添加剂、佐剂或化合物，无论是聚合或其它方式。相比之下，术语“基本上由……组成”从任何随后列举的范围排除除了对可操作性来说不是必不可少的那些之外的任何其它组分、步骤或程序。术语“由……组成”排除没有具体描绘或列出的任何组分、步骤或程序。
测试方法
密度根据ASTM D792(ASTM D4703，A1Proc C，在1小时内测试)测量。
乙烯基聚合物的熔体指数(I2)根据ASTM D-1238在190℃下在2.16kg的负荷下测量。熔体指数(I5)根据ASTM D-1238在190℃下在5kg的负荷下测量。熔体指数(I10)根据ASTM D-1238在190℃下在10kg的负荷下测量。熔体指数(I21)根据ASTM D-1238在190℃下在21.6kg的负荷下测量。根据ASTM D-1238，条件230℃/2.16kg测量熔体流速(MFR)。
粒度分布(D50、D10、D90)
粒度分布可以使用装备有通用液体模块的Beckman Coulter LS 13 320激光衍射粒度分析仪来测量。此仪器使用光散射的原理，其中测量由颗粒散射的光的角度图案。然后将此散射光图案馈送到反卷积算法以获得尺寸分布。此设备基于物理第一原理工作，因此不需要校准。散射图案可能受到复合折射率和周围介质折射率的影响，因此为了获得最大的准确度，颗粒的复合折射率和悬浮介质将被模型考虑在内。复合折射率由一个实部和一个虚部组成。实部的特征在于光线的弯曲，因为其从一种介质传播到另一种介质，并且虚部或复杂部分表示材料的吸收系数。在粒度分布测量中使用的折射率对于硬脂酸钙为1.46+0.05i，并且对于滑石为1.57+0.05。折射率选择指南可在Beckman Coulter(美国佛罗里达)提供的LS 13 320操作手册中找到。将样品(颗粒)悬浮在异丙醇中，并且然后在声波浴(Fisher Scientific FS-14型)中声处理5分钟，并且然后注入通用液体模块中，其以50的抽气速度运行。体积中位直径(D50，通常以微米为单位)定义为其中体积分布的一半位于此点之上且一半位于此点以下的粒径。D10定义为其中体积分布的10％位于此点以下的粒径(D10)。D90定义为其中体积分布的90％位于此点以下的粒径(D90)。质量分布可以通过乘以颗粒密度来计算。
以下实例说明本发明，但并不意欲限制本发明的范围。
实例
I.材料
聚合物：ENGAGE 7467(I2＝1.0-1.4g/10min；密度＝0.859-0.865g/cc)，可从陶氏化学公司购得。
聚合物：ENGAGE 8842(I2＝0.75-1.25g/10min；密度＝0.854-0.860g/cc)，可从陶氏化学公司购得。
聚合物：NORDEL 4785(穆尼粘度(Mooney Viscosity)(ML 1+4，125℃；多数重量％乙烯)，可从陶氏化学公司购得。
无机粉末：滑石：从Specialty Minerals购得的TALCRON MP 10-52。
有机粉末：硬脂酸钙(CaSt)：可从Valtrus购得的SYNPROTM CaSt 500B。
粘合剂：聚二甲基硅氧烷(XIAMETER PMX-200硅酮液-25℃下350cSt)-PDMS 350；目前可从陶氏化学公司购得。
粘合剂：聚二甲基硅氧烷(XIAMETER PMX-200硅酮液-25℃下1000cSt)-PDMS1000，目前可从陶氏化学公司购得。
II.粉末组合物
掺合方法：用具有具有涡轮叶轮的手持式高速混合器在室温下在容器中将两种粉末(滑石和CaSt)干混至少15分钟以形成均匀的混合物。混合作用为对流和高剪切的。分批量为100克。使用氮比重瓶(Model Micro-meritics AccuPyc II 1340)测量五个随机样品的密度，每个重0.3克。每个样品都符合下面的等式A。粉末组合物列于下表1中。
W＝15.336ρ3-118.15ρ2+328.62ρ-232.82等式A(R2＝0.9997)，其中W＝硬脂酸钙与滑石的混合物中滑石的重量％，并且ρ＝如通过氮比重瓶测量的混合物的密度，单位为g/cm3。
表1：粉末组合物
III.聚合物涂层
A.只有粉末成分
将未涂布(“原样”)的团粒(2500克，例如ENGAGE 7467)在添加粉末组合物的情况下在大袋(5加仑)中混合，以粉末组合物的目标涂层量的总重量计，以粉末组合物的25重量％递增。每次添加之间，袋子的内容物混合一分钟。袋中的混合作用在机械上类似于具有对流和剪切混合的桨式混合器。以未涂布的聚合物团粒的重量计，涂层量可以在1000ppm到20,000ppm的范围内。组合物在下表2中示出。
表2：没有粘合剂的涂层
组合物 PC量(ppm) PC
1 4500 PC 2
2 4500 PC 1
A 4500 PC G
B 4500 PC H
B.粘合剂和粉末组合物
首先，通过喷雾将团粒(2500克，例如ENGAGE 7467)用聚二甲基硅氧烷油(粘合剂)涂布，同时在室温(RPM＝8)下在间歇式鼓式混合器(直径251/2"并且长61/4")中翻滚。将被喷雾的团粒翻滚直到团粒基本上被粘合剂涂布。然后将被油涂布的团粒转移到大袋(5加仑)中，并且以粉末组合物的目标涂层量的总重量计，以粉末组合物的25重量％递增添加粉末组合物。每次添加之间，袋子的内容物混合一分钟。袋中的混合作用在机械上类似于具有对流和剪切混合的桨式混合器。以未涂布的聚合物团粒的重量，聚二甲基硅氧烷的量可以在200ppm到10,000ppm的范围内；并且以未涂布的聚合物团粒的重量计，粉末组合物的范围可在0ppm(无PC)到20,000ppm的范围内。组合物在下表3中示出。
表3：用粘合剂涂布
组合物 粘合剂量(ppm) 粘合剂 PC量(ppm) PC
3 250 PDMS-350 6000 PC 2
C 250 PDMS-350 4500 PC H
D 250 PDMS-350 0 -
IV.粘连力
测试方法-无侧限屈服强度
将足够量的涂布团粒(本发明或比较组合物)装入2"直径(ID)圆筒中，其高度与直径比为2.5，使得涂布团粒的水平与圆筒的顶部平齐(典型地100-120克涂布团粒)。圆筒由在竖直尺寸上用一个软管夹把两部分连接在一起而组成。在37℃(静态烘箱，环境大气)下，团粒经受195lb/ft2的固结应力。42℃的较高温度设置用于加速测试。团粒在这一固结应力下保持2或4周。然后将圆筒从烘箱中取出；去除固结负荷，并且使团粒(在圆筒中)冷却过夜，置于设定在0℃环境大气的环境室中，以获得固结团粒的最终样品。将圆筒放在INSTRON测试机器的平台上。去除软管夹之后，分开的圆筒的两部分被分开。如果固结样品中的团粒是完全自由流动的，团粒将不会保持圆筒的形式，并且将简单地收集成堆。如果团粒的固结质量确实保持圆筒的形式，则使用INSTRON机器来测量粉碎圆筒所需的最大力。使用INSTRON 5543框架粉碎固结的团粒，以测量破坏固结团粒的“圆筒形”所需的最大力。固结的团粒在垂直方向上定位在INSTRON中-更长的尺寸是垂直方向。这一测试使用2mm/min的恒定应变率。为确保数据的一致性，每种组合物(涂布团粒)被测量两次，并记录平均值。
无侧限屈服强度(UYS)计算如下：
UYS＝圆筒的峰值力/横截面积。UYS表示粘连力(无侧限屈服强度越大，粘连力越大)。零值对应于自由流动的颗粒。
实例1-仅用粉末组合物涂布
如前所述用粉末组合物“PC 2”和“PC 1”涂布ENGAGE 7467(乙烯/丁烯共聚物(EB))的未涂布团粒。使用上面概述的程序对团粒进行团粒粘连测试。对于比较组合物A，除了使用粉末组合物“PC G”之外，以相同的方式进行实验。对于比较组合物B，除了使用粉末组合物“PC H”以外，以相同的方式进行实验。结果概述于表4中。如表4中所见，与比较组合物A和B相比，本发明组合物1和2具有相当低的“无侧限屈服强度”(UYS)值，并且因此具有较低的粘连力。
表4：组合物(无粘合剂)
组合物 PC量(ppm) PC 在0℃下测量的无侧限屈服强度(lb/ft2)
1 4500 PC 2 683
2 4500 PC 1 873
A 4500 PC G 947
B 4500 PC H 1051
固结温度＝37℃；固结时间＝4周。每个ppm以未涂布团粒的重量计
实例2-用粘合剂和粉末组合物涂布
如前所述，ENGAGE 7467的未涂布团粒首先用粘合剂(聚二甲基-硅氧烷)涂布，然后用粉末组合物“PC 2”涂布。使用上面概述的程序对团粒进行团粒粘连测试。对于比较组合物C，除了使用粉末组合物“PC H”作为参照物之外，以与组合物3相同的方式进行实验。对于比较组合物D，除了不添加粉末涂层之外，以与组合物3相同的方式进行实验。结果概述于表5中。如表5中所见，与比较组合物C和D相比，本发明组合物3具有相当低的“无侧限屈服强度”(UYS)值，并且因此具有较低的粘连力。
表5：组合物(使用粘合剂和粉末组合物)
固结温度＝37℃；固结时间＝4周。每个ppm基于未涂布团粒的重量。
实例3-仅用粉末组合物涂布
使用上面讨论的程序用ENGAGE 7467(乙烯/丁烯共聚物(EB))的未涂布团粒用粉末组合物“PC 3”涂布。使用上面讨论的程序对团粒进行团粒粘连测试。对于比较组合物B，除了使用粉末组合物“PC H”以外，以相同的方式进行实验。结果概述于表6中。如表6所示，与比较组合物B相比，本发明组合物4具有相当低的“无侧限屈服强度”(UYS)值，并且因此具有较低的粘连力。
表6：组合物(不含粘合剂，仅有粉末组合物)
组合物 PC量(ppm) PC 在0℃下测量的无侧限屈服强度(lb/ft2)
4 4500 PC 3 683
B 4500 PC H 1051
固结温度＝37℃；固结时间＝4周。每个ppm以未涂布团粒的重量计。
实例4-仅用粉末组合物涂布
使用上面讨论的程序，用如表7中所示的粉末组合物涂布NORDEL 4785(EPDM)的未涂布团粒。使用上面讨论的程序对团粒进行团粒粘连测试。以相同的方式涂布和测试比较组合物(E、F和G)。如表7中所见，本发明组合物5、6、7、8、9和10具有比比较组合物E更低的“无侧限屈服强度”值，同时仍呈现出阻燃特征。比较实例F和G用易燃粉末组合物涂布。
表7：具有NORDEL 4785的组合物(无粘合剂，仅有粉末组合物)
*阻燃MIE≥1000mJ(无电感)。**易燃：MIE<300mJ(无电感)。固结温度＝37℃；固结时间＝4周。每个ppm以未涂布团粒的重量计。
实例5-用粘合剂和粉末组合物涂布
使用上面讨论的程序，用粘合剂并且然后用如表8中所示的粉末组合物涂布ENGAGE 8842(乙烯/辛烯共聚物(EO))的未涂布团粒。使用上面讨论的程序对团粒进行团粒粘连测试。针对这些测试选择加速测试条件(烘箱温度42℃)。如表8中所见，本发明组合物11-17具有比比较组合物H更低的“无侧限屈服强度”值，并且仍呈现出阻燃特征。比较组合物I和J的粉末组合物是易燃的。
表8：具有ENGAGE 8842的组合物(有粘合剂和粉末组合物)
*阻燃MIE≥1000mJ(无电感)。**易燃：MIE<300mJ(无电感)。
固结温度＝42℃；固结时间＝4周。每个ppm以未涂布团粒的重量计。
实例6-仅用粉末组合物涂布
使用上面讨论的程序，用如表9中所示的粉末组合物涂布ENGAGE 8842(乙烯/辛烯共聚物(EO))的未涂布团粒。使用上面讨论的程序对团粒进行团粒粘连测试。如表9中所见，本发明组合物18-23具有比比较组合物K更低的“无侧限屈服强度”值，并且仍呈现出阻燃特征。比较组合物L和M的粉末组合物是易燃的。
表9：组合物(仅有粉末组合物)ENGAGE 8842
固结温度＝42℃；固结时间＝2周。*阻燃MIE≥1000mJ(无电感)。**易燃：MIE<300mJ(无电感)。每个ppm以未涂布团粒的重量计。
实例7-仅用粉末组合物涂布
使用上面讨论的程序，用如表10中所示的粉末组合物涂布ENGAGE 8842(乙烯/辛烯共聚物(EO))的未涂布团粒。使用上面讨论的程序对团粒进行团粒粘连测试。如表10中所见，本发明组合物24-29具有比比较组合物N更低的“无侧限屈服强度”(UYS)值，并且仍呈现出阻燃特征。比较组合物O和P的粉末组合物是易燃的。
表10：组合物(仅有粉末组合物)ENGAGE 8842
固结温度＝42℃；固结时间＝2周。*阻燃MIE≥1000mJ(无电感)。**易燃：MIE<300mJ(无电感)。每个ppm以未涂布团粒的重量计。
实例8-用粘合剂和粉末组合物涂布
使用上面讨论的程序，用粘合剂并且然后用如表11中所示的粉末组合物涂布NORDEL 4785(EPDM)的未涂布团粒。使用上面讨论的程序对团粒进行团粒粘连测试。针对这些测试选择加速测试条件(烘箱温度42℃)。如表11中所见，本发明组合物30-35具有比比较组合物Q更低的“无侧限屈服强度”值，并且仍呈现出阻燃特征。比较组合物R和S的粉末组合物是易燃的。
表11：具有NORDEL 4785的组合物(具有粘合剂和粉末组合物)
固结温度＝42℃；固结时间＝2周。*阻燃MIE≥1000mJ(无电感)。**易燃：MIE<300mJ(无电感)。每个ppm以未涂布团粒的重量计。
V.最小点火能量测量
与处理易燃性粉尘相关的规章和指南讨论了消除足以点燃空气中悬浮的易燃性粉尘的电能来源(称为“点火源”)的需要(NFPA 654、NFPA 499、OSHA SHIB 073105、ATEX指令94/9/EC)。不同的点火源具有不同的可能的能量释放水平。必须消除的点火源的类型视粉尘对点火的灵敏度而定。这种点火灵敏度可以通过最小点火能量MIE进行量化。许多最常见的点火源，如来自人类操作的静电放电，点火能量小于300mJ(Britton，L.)。这些类型的点火源要完全消除可能会非常具有挑战性。更加有力的点火源，如焊接火花、高能放电、明火和大型高温热表面，更容易识别和防护。
已经发现本发明的组合物具有降低的点火灵敏度，因此增加了MIE。如本文所用，“降低的点火灵敏度”是指MIE值大于300mJ、优选大于600mJ，更优选大于1000mJ的粉尘混合物。
易燃固体粉末的最小点燃能量(MIE)是存储在电容器中的最低电能，当其作为高压火花释放时，其刚好足够以空气中最容易点燃的浓度(从粉末组合物)点燃粉尘云。对于这一测试，每种粉末组合物都是原位制造的。MIE测定是在垂直的玻璃管中进行的，其中粉末样品用压缩空气分散。一组间距可调节的电极位于管的中心，并且用于产生具有特定离散能量的放电，单位为毫焦耳(mJ)。粉尘浓度、放电能量和点火延迟时间(影响点火时的湍流水平)是变化的，以此方式测定能够点燃空气中的粉尘云的最低放电能量。产生静电放电的电路产生实际上几乎纯的电容性的火花，然而电路中可以包含一个小电感。这种“具有电感”的测试一般会产生较低的MIE值，这对于评估与来自身体或设备的正常静电放电相关的危害而言是保守的；然而，这种测试仅对于评估可能产生感应放电(例如电动机，发电机，长电缆等)的危害是必要的。
使用Kuhner A.G MIKE3“最小点火能量装置”和MIKE3.4软件测试粉末组合物的MIE's。MIKE3是一款“1.2L改进的Hartmann管易燃性装置”，能够测量1mJ到1000mJ的MIE值。根据ASTM测试方法E2019进行测量，其中使用了电感(所使用的电感测试电路；电感＝1mH)并且没有电感(使用了没有电感的相同测试电路)。对于每种粉末组合物，在离散能量水平(1、3、10、30、100、300、1000mJ)下进行MIE测试。最小点燃能量(MIE)介于最高能级(点燃在点燃粉尘-空气混合物的十次连续尝试中无法发生(MIE上限))与最低能级(点燃在至多连续尝试十次中至少发生一次(MIE下限))之间。包含在MIKE3.4软件中的统计方法用于估算那个范围内的MIE。估算的MIE以及上限和下限报告在表12和13中。有关统计方法的更多信息可以在Cesana等人.-第1.3.2节找到。以硬脂酸钙和滑石的总重量计，在从0重量％到100重量％滑石的整个硬脂酸钙/滑石混合物组成范围内测量无电感的MIE。这一系列测试中使用的硬脂酸钙是SYNPRO CaSt 500B，其具有8.54微米的测量D50。掺和之前，将硬脂酸钙和滑石粉通过230目筛(63微米)，有效去除大于63微米的任何颗粒。为了避免测试之间的混合物组成变化，在将组分称量到分析天平上之后，将每个测试样品(粉末组合物)原位掺和。当含水量超过粉尘质量的5重量％时(Cesana，等人)时，易燃性粉尘的MIE已经显示出增加，并且美国和欧洲的MIE标准都要求报告所测MIE的粉尘的含水量(ASTM E2019，EN 13821)。在测试之前，以粉末组合物的总重量计，通过热重分析(TA仪器Q500TGA)测定硬脂酸钙和滑石样品中的含水量分别为约3.19重量％和0.26重量％。
表12(无电感MIE)和表13(具有1mH电感的MIE)概述了测得的MIE值。在测试特定等级的硬脂酸钙和滑石粉时，MIE超过300mJ的阈值是75重量％滑石，没有电感，并且在电路中具有1mH电感的80重量％滑石。因此，具有较高重量百分比的滑石的粉末组合物可被认为对点火不敏感。
表12(没有电感的MIE)
表13(有电感的MIE)
参考文献
全国消防协会(National Fire Protection Association)(2013年)。《NFPA 654：防止制造、加工和处理易燃性粒子固体的火灾和粉尘爆炸标准。》(NFPA 654：Standard forthe Prevention of Fire and Dust Explosions from the Manufacturing,Processing,and Handling of Combustible Particulate Solids.)
全国消防协会(2013年)。《NFPA 499：推荐做法用于易燃性粉尘分类和化学加工区域的电气安装的危害(分类)位置》。(NFPA 499:Recommended Practice for theClassification of Combustible Dusts and of Hazardous(Classified)Locations forElectrical Installations in Chemical Process Areas.)
《OSHA SHIB 07-31-2005易燃性粉尘行业：防止和减轻火灾和爆炸的影响。》(Combustible Dust in Industry:Preventing and Mitigating the Effects of Fireand Explosions.)
《ATEX指令94/9/EC关于会员国法律的近似旨在用于潜在爆炸性环境的设备和防护系统》《ASTM E2019：空气中粉尘云的最低点燃能量。》(Minimum Ignition Energy of aDust Cloud in Air.)
《欧洲标准EN 13821：2002潜在爆炸性环境-防爆和防护-粉尘/空气混合物的最低点燃能量的测定。》(2002Potentially explosive atmospheres—Explosion preventionand protection—Determination of minimum ignition energy of dust/airmixtures.)
Britton，L.，《化学操作中避免静电点火危害》(Avoiding Static IgnitionHazards in Chemical Operations)，AIChE CCPS，1999.CCPS，《粉末和块状固体安全处理指南》(Guidelines for Safe Handling of Powders and Bulk Solids)，AIChE中心4.《化学加工安全》(Chemical Process Safety)，2005年。
Cesana，C.，Siwek，R.，MIKE软件手册，KühnerAG，Dinkelbergstrasse 1，CH-4127Birsfelden，瑞士。
已经发现，本发明的粉末组合物对点火源不敏感。从过程安全和过程设计的角度来看，这是有利的。此外，已经发现与比较组合物相比，本发明组合物(有或没有粘合剂)具有改善的粘连性能。

Claims (10)

1.一种组合物，其至少包含以下：在所述聚合物颗粒的总表面的至少一部分上包含涂层的聚合物颗粒，并且其中所述涂层由包含至少一种无机粉末和至少一种选自金属硬脂酸盐和/或聚合物粉末的有机粉末的粉末组合物形成，并且其中所述无机粉末的总量与所述有机粉末的总量的重量比为3.0到50.0。
2.根据权利要求1所述的组合物，其中所述有机粉末是金属硬脂酸盐。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的组合物，其中所述聚合物颗粒由包含烯烃基聚合物的聚合物组合物形成。
4.根据权利要求3中任一项所述的组合物，其中以所述聚合物组合物的重量，所述聚合物组合物包含大于95重量％的所述烯烃基聚合物。
5.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述组合物包含粘合剂。
6.根据权利要求5所述的组合物，其中所述粘合剂是硅酮液。
7.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述无机粉末选自由以下组成的群组：滑石、云母、碳酸钙、细微粉碎二氧化硅、热解法二氧化硅、石英以及其组合。
8.一种制品，其包含至少一种由根据前述权利要求中任一项所述的组合物形成的组分。
9.一种形成前述权利要求中任一项所述的组合物的方法，其中所述方法包含使所述聚合物颗粒与所述粉末组合物接触。
10.一种粉末组合物，其至少包含以下：至少一种无机粉末，和至少一种选自金属硬脂酸盐和/或聚合物粉末的有机粉末，并且
其中无机粉末的总量与有机粉末的总量的重量比为3.0到50.0；并且其中以所述粉末组合物的重量计，无机粉末的所述总量和有机粉末的所述总量包含大于或等于95重量％。
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