TW476699B - Method for the formation of a free flowing polymer/filler masterbatch powder - Google Patents

Description

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: 發明背景 1.發明範圍 本發明係關於聚合材料與填料之摻合，以形成自由、义 的顆粒。 < 動 2 ·相關技藝描述 美國專利No· 5, 552, 45 7係關於一種製造間同立構〜丨 聚丁二稀及碳黑的方法，且未使用傳統混合器。碳黑及: 脂在超過熔點或樹脂的軟化點之高溫下，在水性介質中= 合，介質經冷卻且回收高濃度染色配料。 、思 美國專利N 〇 · 3，9 2 0，6 0 4係關於一種製造可傾倒的含 料聚合物顆粒之方法，其中係將聚合物溶於可揮發的3有、 溶劑中’將碳黑加至溶解的聚合物中，且溶劑經急速篆t 。 、 、、、号叉 美國專利No. 4, 994, 534係關於黏性聚合物之形成 ，其中聚合作用據稱係在超過聚合物軟化點的溫度下r用 在具有平均粒徑由約〇 · 0 1至約1 〇微米之顆粒材料^ 以及 哇。 下發 發明簡述 在一方面，本發明係關於一種形成自由流動之聚人 填料母體混合粉末的方法，其中該方法係包括暫時:物/ 足以轉變該成分為自由流動之有關的聚合物與填料=及在 的剪力條件下，密切地混合聚合物及填料。.、’'、、且成物 在另一方面，本發明係關於上述所進行的方 ^ ^ AL· 就更另一方面而言，本發明係關於一種由上 。 上述進行的產

第4頁 4/6699 五、發明說明（2) 物之:模製或擠壓製品。 發明詳述 本發明提供一種形成：自由流動之聚合材料與填料摻合之 方法。適當的聚合材料包含天然橡膠及合成橡膠。合成橡 勝包含但不限於例如乙稀/ 稀烴/非共扼多烯煙（EPDM) 橡膠、乙烯/ α -烯烴（EPR)橡膠、苯乙烯/ 丁二烯橡膠、丙 烯膳/ 丁 一烯（NBR)橡膠、聚氣丙稀橡膠、聚丁二烯橡膝、 異丁 _烯-異戊二稀共聚合物等。聚合成分亦包含二或更 夕種不同的聚合材料之混合物。在一個較體實施例 中、，在摻合之前，聚合材料幾乎或完全=料。 適當的填料包含任一種傳統上使用於聚合物合成的填料 丄係包括碳黑、水合非結晶矽土、矽藻土、滑石、碳酸鈣 寺，並且可包含二或更多種不同的填料之混合物。 根據本發明的粉末可具有之聚合物 比係由 至約1:1〇 ,較佳為係由^心:二重乙係視 本發明之聚合物/填料粉末可以以習知工為 ;不同種類的最終產物（模製或撥壓製品），、包含輪胎、 1 =片、撞風雨條、皮帶、電镜及等，姐 抗臭氧劑等。 ^例如加工助劑、抗氧化劑及 本發明的粉末之形成可藉由佶挤於曰 .-, 軔社# + 由使所从s的聚合:物及填枓 k係在相當乾.燥的狀態下， 、曰 habenders、.連續軸擠壓 在内口队吧合器中（例如 壁機、Banburys等）受到剪力作'用 、、且成材料及其應用而定。 為例 軟

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五、發明說明（3) 達足:夠形成製劑的時間。為了本發明的目的，乾 定義為不含聚合反應介質溶劑及/或水。在一個較佳Ί 實施例中’聚合物與填料在昆合器中摻合，較佳為約^ 約5/刀鐘。以下將更完整說明：，粉末的品質之控制可养 改變-些參數，例如混合器承載體積、混合溫度 應力以及聚合物與填料的推合比。在某一個具體實施^ ，填料及/或聚合物可額外地包含增量油。 以下非限制的實例係用來說明本發明之方法及產物。 表1 · 實例1 - 4 表1 實例 1 2 3 4 ROYALENE® 3275:N-650 1:1.5 1:1.5 1:1.5 1:1.5 承載體積，％ 71 66 62 57 轉矩，公尺-公克 270 95 35 22 師分大小 保留顆粒之wt% #8 39 0 0 0 #20 32 25 6 7 #30 29 75 94 93 非燒結等級 2 2 1-2 1 在這些實例中，可說明在正常條件下不結塊的自由流動 顆粒可藉由摻合聚合物及碳黑而形成。所適用的聚合物為 ROYALENE® 3275 (Uniroyal 化學公司，Middlebury，CT) ，其係為具有Mooney黏度（ML 1+4 @ 125°C)為60、乙烯/ 丙烯比例為57/43以及亞乙基正拎烯含量為2%之EPDM。碳 黑係為購自Cabot公司之N- 6 50。將指定量的EPDM及N-650 置入一個混合容量為65 cc之Brabender混合器中。首先加

476699 五、發明說明（4) 。入碳黑’接著加入固態EPDM聚合物。將混合單元加熱至65 c ’且在撞錘壓力40 psi下以50 rpm混合5分鐘進行摻合 。記錄在5分鐘混合終點之溫度及轉矩（公尺—公克）。最終 、溫度及轉矩愈低，則產生優良的非燒結等級之小顆粒的量 愈多。 聚合物對碳黑的重量比在實例1 — 4中保持丨：丨· 5固定值， 且承載體積係在介於57及71%之間變化。體積之計算係以 EPDM密度（0.86公克/cc)與碳黑密度（ι·8公克/cc)為基準 /經混合後，將成分由混合器中移走，並且顆粒粒度分布 係藉由一組具以下尺度之美國標準篩分器（ASTM指定E11) 而決定(〇·ΐ87 英吋）、#5 (0.157 英吋）、#8 ( 0 0 94 英对）、#20 (〇·0 33英吋）及#30 ( 0 0 23英忖）。殘留在每 一個篩分大小的顆粒百分率係以重量計算之。結果如 所述。 在實例1-4中，顆粒粒度分布顯示當承載 矩降低時，較小粒徑的顆粒數增加。在以^及時“溫轉度 及^值增加，但是經數分鐘後，二者隨顆粒形成而降ς = Λ4ί生最大百分率之小顆粒’ ·係介於仍則 之間的承載體積。在66%及71%承載體積下之實 2 較少量的小顆粒。這些實例明顯地說明 積以得到最小的橡膝/碳黑顆粒。 ’疋的承載體 則irr二製造的產物，其係實質上包含#3°尺度顆粒， 則以非k…武驗評估之，並且發現得到良好的等級1。片

第7頁 # yy 五、發明說明（5) 且在 下乙稀；r匕樹脂用來作為控制樣 j幻$驗條件下二者皆為等級2。 燒結試驗之進行如下。—一 之正方形管，其一端封住以^六徑2,英吋χ2英吋，4英吋長 ^ 1 - 7/8 Λ Ί/ο 更谷納樣品。重錘係為一根外 V夠長二:8英…方形管，其-端封住且具有 疋約長度谷納必要的會晉，少 有 克欲試驗的材料倒入第：個為1 03 7公克。將5。公 上，奴伽…Γ 官子的底部。重錘則放在材料 i 口 2 放入120 Τ烘箱5天。5天後，將重錘移去 樣=依據以下等級進行評估：1 =極佳（鬆散且自由流 2=良好（稍微堆積狀，以小探針可使其堆 積狀，但易分散）；4=不良（堆積狀，但需用力才; ，5 -極不佳（堆積狀，除非用極大的力才會分散）。 表2 · 實例5 - 7 ， 表2 實例 5 6 7 ROYALENE® 3275:N-650 1:1 1:1 1:1 承載體積，。/〇 56 50 40 轉矩，公尺-公克 300 25 11 篩分大小 保留顆粒之wt% ~18~~' -- 6 1 #20 33 19 #30 61 80 " Η (a) 2 1 (a)成分聚集成塊；無顆粒形成。 在這 組中，：R0YALENE® 3275 EPDM及N-650碳黑保持固 定於1 : 1 ’並且承載體積係在介於4〇%及56%之間變化。這

第8頁 476699 五、發明說明（6) ^ -—〜 些物：質在如實例1—4所使用的相同條件下混合。表2結 卞承載粗積56%之實例5具有局轉矩值3〇〇公尺—公克，且裒 合物聚集成塊。承載體積40¾之實例7產生最高百分比摻 小顆粒（19%之#20與80%之#30)且其具有非燒結等級i。铁 表3.實例8 - 1 〇 表3 實例 8 9 10 ROYALENE® 3275:Ν-650 1:0.5 1:0.5 1:0.5 承載體積，％ 50 44 35 轉矩，公尺-公克 170 40 12 筛分大小 保留顆粒之w1:% ~#8 ； 68 10 #20 30 35 #30 2 55 非燒結等級 (a) 3 1,2 (a)成分聚集成塊；無顆粒形成。 —在這一組中，R0YALENE® 3275 EPDM 及n-65〇 碳黑保 =於1:0.5，並且承載體積係在介於35%及5〇%之間變化、。 疋些物質在如實例丨_4所使用的相同條件下混合。表3社 :示承載體獅之實例8聚集成塊。承載體積介於35“ = 之實例9及1〇產生最高百分比之較小顆粒。實例] 、·二Λ驗一次，且其具有非燒結等級1及2。 表4 ·實例1 1 - 1 2 表4 476699 五、發明說明（7) 實例 11 12 ROYALENE® 3275:Ν-650 1:0.25 1:0.25 承載體積，％ 39 32 轉矩，公尺-公克 24 11 篩分大小 保留顆4 (4 之 wt% #8 ~45~ Γ ίο #20 51 49 #30 4 41 非燒結等級 - 3 汉石反居、保持固 定於1:0.25，並且承載體積係在介於32%及39%間變化。這 些物質在如實例1 -4所使用的相同條件下混合。表4結果 示承載體積32%之實例12具有最高百分比之較小顆粒。··’ 於κ例卜1 2的數據中清楚地顯示製造小顆粒的Ep⑽與 N-650碳黑之f合物之摻合比與承載體積間 大量的小顆粒。 ❿製造最^ 表5 ·實例1 3 - 1 4 表5

頁 苐10 476699 五、發明說明（8) 在·這一組中，R0YALENE® 3275 EPDM及N- 65 0碳黑保持固 定於1 : 0· 5，並且承載體積係在介於34%及49%間變化。混 合係在Farrel Banbury混合器（Model BR 1 6 0 0 )中進行， 混合器容量係為1 570 cc ’以·.便與實例8_10(係在65 cc之 Brabender單元中混合）之數據比較。將碳黑與聚合物加入 預熱至65 °C之Banbury混合器中。將重錘關閉並且將摻合 物在旋轉速度100 rpm下混合5分鐘。在混合終了記錄功率 之千瓦數。將所生成的顆粒移走，冷卻至室溫，並且過篩 。在這些混合過程所得的數據列於表5。承載體積49%之實 例1 3不形成顆粒狀產物但卻聚集成塊。較低承載體積之實 例1 9真的形成顆粒。承載體積3 4%之實例丨4具有最大量之 較小顆粒尺度。在實例10中使用較小Brabender混合器結 果顯不最佳的承載值為35 %。由於在65 cc及1570 cc混合 器中二者之承載體積相似，故顯示本製程可放大於較大的 混合裝置，且具有相同結果。 為了進一步說明本發明，將實例丨4而得之產物則過篩為 顆粒尺度。非燒結結果顯示較大的顆粒大小具不佳的等級 ’反之較小顆粒較有良好的等級，如下所示： 筛分大小 U #5 #8 #20 #30 等級 5 5 3 2 2 表6 ·實例1 5 - 1 6 表6

476699 實例 15 16 BJLT-M50:N~650 1:1.5 1:1.5 承載體積，％ 65 50 混合功率，KW 350 5 篩分大小 保留顆4 3L 之 Wt% U 1 0 #5 3 0 #8 7 0 #20 27 3 #30 62 97 非燒結等級 一 3 五、發明說明（9) 本組使用PAR^YlL® ΒΪΤτ-Μ50 (Uniroyal 化學公司， Middlebury，CT)，其係為一種 M〇〇ney 黏度（M]L 1+4 @ 125 C)為50之腈聚合物，其丙烯腈含量為32·β%且密度為〇·99 公克/cc。使用與實例1—.4相同的混合程序。BJLT —Μ5〇與Ν-6 50碳黑之摻合比保持固定於1:1· 5，並且承載體積係^介 於5^0%及65%之間變化。表6之數據顯示承載體積5〇%下得到 最尚百分比之較小顆粒大小。實例丨6具有非燒結等級3 (並 通）。 曰 表7· 實例17-20

實例 17 18 19 20 B几丁-M50: N-650 1:1 1:1 1:0.5 1:0.25 承載體積，％ 50 40 30 25 轉矩，公;^— 480 4 160 100 篩分大小 ~ 保留顆3 之 wt% 0 #5 0 #8 0 #20 21 #30 79 非燒結等級 (a) 3 (a) (a) 第12頁 476699

在.實例Π及1 8中，㈣與N_65G碳黑之換合比 體積係在介於4°%及5°%之間變化。使用 之奋例&未產Λ之混合程序。表7數據顯示承載體積5〇% 何顆粒且其成分聚集成塊。較低承載體 積4(U之貝例18真的產生高百分比之 非燒結等級3(普通）。 ，、例H、有 ^實例19及20中，BJLT —心〇與^65〇碳黑之摻合比保持 固疋於1 : 0. 5及1 : 〇. 25。使用相同於實例卜4中之混合程序 ^=7數據顯示摻合比1:〇 5、承載體積3〇%之實例19以及 推合比1 : 0. 25、承載體積25%之實例2〇皆聚集成塊且未形 成顆粒狀材料。 實例15-20之數據顯示本發明可使用NBr聚合物以產生自 由流動的顆粒狀材料’ N B r : N - 6 5 0摻合比高於1 : 0 · 5。： 表8.實例2 1 - 2 2 表8 實例 21 22 SBR-1502:N-650 1:1.5 1:1.5 承載體積，％ 70 55 轉矩’公尺-公克 80 10 篩分大小 保留顆4 :4 之 wt% #4 0 0 #5 0 0 #8 0 0 #20 32 5 #30 68 95 非綠結等級 — 2 本組使用SBR-1502 (Copolymer公司），其係為一種

五、發明說明 (11)

Koon.ey黏度（ML 1+4 @ 1〇〇。〇為μ之苯乙烯—丁二烯聚合 物，苯乙婦邊界含量為23.5 %且密度為0.93公克/cc。使用 與實例卜4相同的混合程序。SBR —；[ 5〇2:n_65〇碳黑之摻合 比保持固定於1··1·5，並且承.載體積係在介於55%及7〇%之 間變化。表8之數據顯示承載體積介於55%及7〇%之間較小 顆粒粒徑係為最大化。實例2 2具有非燒結等級2 (良好）。 表9. 實例23-24 表9 實例 23 24 SBR-1502:N-650 1:1 1:1 _承載體積，％ 55 45 轉矩，公尺-公克 120 2 篩分大小 保留顆寿 立之wt:% ~#4 24 0 #5 6 0 #8 18 0 #20 28 17 #30 24 83 非燒結等級 2 在本組中，SBR-1 5 0 2: ν —6 5 0碳黑之摻合比保持固定於丄： 1，並且承載體積係在介於4 5%及55%之間變化。使用與實 例卜4相同的混合程序。表9之數據顯示承載體積約45%二 較小顆粒粒徑係為最大化。實例24具有非燒結等級2(良好 )° 表10. 實例25-26 表10 476699 五、發明說明（12) 實例 25 26 SBR-1502:N-650 1:0.5 1:0.5 承載體積，％ 45 40 轉矩，公尺-公克 190 無 篩分大小 保留顆4 3L 之 wt% U 0 #5 0 #8 10 #20 43 47 非燒結等級 (a) 3 (a)成分聚集成塊；無顆粒形成。 在本組中，SBR- 1 502 : N-6 5 0碳黑之摻合比保持固定於1 : 0. 5，並且承載體積係在介於40%及45%之間變化。使用與 實例1 - 4相同的混合程序。表1 0之數據顯示承載體積4 5 %之 實例25聚集成塊。承載體積40%之實例26產生最高百分率 之較小顆粒。實例26具有非燒結等級3 (普通）。 表1 1. 實例27-28 表11 實例 27 28 SBR-1502:N-650 1:0.25 1:0.25 承載體積，％ 45 40 #矩，公尺-公克 140 2 篩分大小 保留顆身 :立之wt% U (a) 8 #5 (a) 12 #8 (a) 31 m (a) 30 #30 (a) 19 (a)成分聚集成塊；無顆粒形成。 在本組中，SBR- 1 502 : N-6 5 0碳黑之摻合比保持固定於1 :

第15頁 476699 玉、發明說明（13) 〇· 25·，並且承載體積係在介於40 %及4 5%之間變化。使用與 實例1-4相同的混合程序。表11之數據顯示承載體積μ%之 實例27聚集成塊。承載體積40%產生最高百分率之較小顆 粒（實例2 8 )。 表1 2 ·實例2 9 - 3 2 表12 實例 29 30 31 32 Butyl 065:N-650 1:1.5 1:1.5 1:1 1:1 承載體積，％ 50 45 40 35 轉矩，公尺-公克 160 1 180 5 篩分大小 保留顆与 (立之wt% #4 0 0 #5 0 1 #8 0 14 #20 29 35 #30 69 50 非燒結等級 (a) 2 (a) L 3 (a)成分聚集成塊；無顆粒形成。 實例 29-3 0 使用Butyl 0 65 (Exxon)，其係為一種M〇〇ney 黏度（ML 1+8 @ 100。〇為45之異丁烯-異戊烯共聚合物， 不飽和度為0· 8莫耳％且密度為〇· 92公克/cc。使用^實例 卜4相同的混合程序。Butyl 0 6 5: N-6 5 0之摻合比在i q 5 。承載體積係在介於4 5 %及50 %之間變化。表12之數據顯示 承載體積45%下得到最高百分比之顆粒材料。實例3〇具有 非燒結等級2 (良好）。 實例31 - 32使用Butyl 0 65:N-650之摻合比為1:1。承載 體積係在介於35%及40%之間變化。表12之數據顯示承載體

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積3下得到最高百分比之顆粒材料。實例32具有非燒結 等級3(普通）。 ％ 表13·實例33-36 表13 實例 33 34 35 36 Butyl 065:N-650 1:0.5 1:0.5 1:0.25 1:0.25 ¥載體積，i ~ 45 40 50 45 轉矩，公尺-公克 140 3 110 0 篩分大小 保留顆3 5Z:之 Wt% ~#4 ~ 8 4 #5 7 3 #8 21 16 #20 28 37 #30 36 40 非燒結等級 (a) 3 ’ (a) 4 (a)成分聚集成塊；無顆粒形成。 實例33-34使用Butyl 0 65與N-650之摻合比為ι:〇 5。承 載體積係在介於40%及45%之間變化。表13之數據顯示承載 體積40%下得到最高百分比之顆粒材料。實例34具有非 結等級3(普通）。 實例35-36使用Butyl 065與N-650之摻合比為1:〇 25。 承載體積係在介於45%及50%之間變化。表13之數據顯示承 載體積4 5 %下得到最高百分比之顆粒材料。實例3 β具有非 燒結等級4 (不良）。 ' 表14.實例37-38 表1 4

第17頁 476699 五、發明說明（15) 實例 37 38 Cisdene 1203:N-650 1:0.5 1:0.5 承載體積，％ 60 50 _，公尺-公克 185 0 師分大小 保留顆4 之 wt% #4 0 #5 0 #8 5 #20 30 #30 65 非燒結等级 (a) 4 (a)成分聚集成塊；無顆粒形成。 本組係使用Cisdene 1203 (American Synthetic Rubber)，其係為一種 M〇oney 黏度（ml 1+4 @ 100°C)為 45 且比重為0· 91公克/cc之順聚丁二烯聚合物。摻合物以與 實例1-4相同的程序混合。Cisdene 1 20 3: N-6 5 0碳黑之比’ 例固定在1 : 0· 5。承載體積係在介於50%及60%間變化。表？ 14之數據顯示在較高承載體積60%下在混合器中聚集成塊 。承載體積5 0 %下之實例3 8得到最佳之顆粒分布。

第18頁 表15. 實例39-42 表15 實例 39 40 41 42 R0YALENE® 3275:Austin Black 1:1.5 1:1.5 1:0.5 1:0.5 承載體積，％ 50 35 40 25 轉矩’公尺-公克 110 無 22 & 篩分大小 保留顆3 立之wt% #4 0 3 #5 2 5 #8 11 32 m 31 37 #30 56 23 非燒結等級 (a) 2 (a) 3 (a)成分聚集成塊；無顆粒形成。 476699 五、發明說明（16) 在/實例39 及 40 中，ROYALENE® 32 75 與 Austin Black(磨 碎之奴）之比例固定在1 : 1 · 5，且承載體積係在介於3 5 %及 5 0%間變化。摻合物係在與實例卜4相同的條件混合。表15 之數據顯示承載體積50%之實例39下得到最高轉矩值11〇公 尺-公克，其且聚集成塊。承載體積35 %之實例4〇具有非燒 結等級2。 ^ 在實例41 及42 中，ROYALENE® 32 75 與Austin Black(磨 碎之碳）之比例固定在k 〇· 5，且承載體積係在介於25%及 4 0%間變化。摻合物係在與實例卜4相同的條件混合。表！ 5 之數據顯示承載體積40%之實例41下聚集成塊。承載體積 2 5 %之實例4 2得到最大百分比之較小顆粒且具有非燒結等 級3 〇 實例 43 44 45 46 ROYALENE® 3275:Mistron Vapor 1:1 1:1 —ί:0·5 1:0.5 承載體積，°/〇 30 25 30 25 轉矩，公尺-公克 55 0 30 0 師分大小 保留顆4 & 之 wt% Μ Q #5 ϋ 7 7 8 #8 22 u 30 #20 30 33 #30 41 22 非燒結等級 广Α 八：在 _L、· i__- . (a) 2 (a) 2 (a)成分聚集成塊；無顆粒形成。 表16. 實例43-46 表16 在實例43 及44:中，R0YALENE® 32 75 與Mistron Vapor(矽 酸鎮）之摻合.比固定在1:1，且承載體積係在介於25%及3〇%

第19頁 ^/6699 五、發明說明（17) 之間··變化。摻合物使用與實例1 - 4相同的條件混合。表j 6 之數據顯示承載體積30%之實例43聚集成塊。承載體積25% 之實例44得到非燒結等.級2。 ' 在實例45 至46 中，ROYALEM® 32 75 與Mistron Vapor(石夕 酸鎂）之摻合比固定在1··0·5，且承載體積係在介於25%及 3 〇%間變化。摻合物係在與實例卜4相同的條件混合。表i 6 之數據顯示承載體積30%之實例45下聚集成塊。承載體積 25%之實例46得到非燒結等級2。 表1 7.實例47-50 表17 實例 47 48 49 50 R0YALENE® 3275:Paragon Clay 1:1.5 1:1.5 1:0.5 1:0.5 承載體積，％ 35 30 35 25 轉矩，公尺-公克 55 無 80 無 篩分大小 保留顆3 也之wt% Η η Λ #5 \j 0 u 2 #8 4 6 #20 28 36 #30 68 56 結等級_ (a) 2 (a) 3 (a)成分聚集成塊；無顆粒形成。 在戶、例47 及48 中，ROYALENE® 3275 與Paragon Clay(水 合矽酸鋁）之摻合比固定在1:15，且承載體積係在介於 3 0%及35%之間變化。摻合物使用與實例卜4相同的條件混 合。表17之數據顯示承載體積35%之實例47聚集成塊。承 載體積3 0 %之實例4 8得到非燒結等級2。 在實例49 至50 中，R0YALENE® 3 2 75 與Par agon Clay (冰

第20頁 476699 五、發明說明（18) — 合矽··酸銘）之摻合比固定在1 : 〇 · 5，且承載體積係在介於 2 5 %及3 5 %間變化。摻合物係在與實例丨—4相同的條件混合 。表17之數據顯示承載體積35%之實例49下聚集成塊。承 載體積25%之實例50得到非燒.·結等級3之自由流動的顆粒。 表18·實例51-54 表18 實例 51 52 53 54 ROYALENE® 3275:At^itT~ 1:1.5 1:1.5 1:0.5 1:0. 5 瓦載體積，% "' 40 25 35 30 轉矩，公尺-公克 100 無 65 無 篩分大小 保留顆3 ^:之 wtG/〇 U 4 1 #5 5 1 1 #8 24 14 #20 23 55 #30 44 29 (a) 2 (a) 3 (a)成分聚集成塊，無顆粒形成。 在實例51及52中，ROYALENE® 32 75與八1:〇1^以（碳酸鈣） =摻合比固定在，且承載體積係在介於25%及4〇%間 變化。摻合物使用與實例丨—4相同的條件混合。表丨8之數 據顯示承載體積4〇%之實例51聚集成塊。承載體積25%之實 例5 2得到非燒結等級2之自由流動的顆粒。 、 在實例53 至54 中，royalene® 3 2 75 與^〇111][1^(碳酸鈣） 尚杉B比固疋在1 ·· 〇 · 5，且承載體積係在介於3 〇 %及3 5 %間 支化 & a物係在與實例1 - 4相同的條件混合。·表1 8之數 j顯示承載體積35%之實例53下聚集成塊。承載體積3〇%之 汽例54得到非·.燒結等級3之自由流動的顆粒。

476699 五、發明說明（19) 表19. 實例55-58 表19 實例 55 56 57 58 ROYALENE® 3275:Hisil 243 1:1.5 1:L5 1:0.5 1:0.5 承載體積，％ 60 55 25 25 轉矩，公尺-公克 700 無 無 無 篩分大小 保留顆4 立之wt% #4 0 0 1 #5 0 1 2 #8 0 8 16 #20 9 36 44 #30 91 55 37 非燒結等級 (a) 1 2 2 (a)成分聚集成塊；無顆粒形成。 在實例55及56中，R0YALENE® 32 75與HiSil 243 (沉澱之 非結晶二氧化矽水合物）之摻合比固定在1 :丨· 5，且承載體 積係在介於5 5 %及6 0 %之間變化。摻合物使用與實例1 — 4相， 同的條件混合。表1 9之數據顯示承載體積6 〇%之實例5 5聚 集成塊。承載體積55%之實例56得到非燒結等級1之自由流 動的顆粒。 在實例57至58中，ROYALENE® 32 75與HiSil 243 (沉澱之 非結晶二氧化矽水合物）之承載體積固定在25%，且摻合比 係在介於1··〇·5及υ·25間變化。摻合物係在與實例卜4相 ，的條件下混合。表1 9之數據顯示摻合比1 : 〇 · 5之實例5 7 得到非燒結等級2之自由流動的顆粒。摻合比1 ·· 〇 · 2 5之實 5 8知到非燒結等級2之自由流動的顆粒。 表2 0 ·實例5 9 - 6 1 表2 0 ~

第22頁 ^/()699 ^/()699 五 、發明說明（20) 實例 59 60 61 ROYALENE® 3275:N-650 1:0.1 1:0.15 1:0.2 承載體積，％ 30 30 30 轉矩，公尺-公克 無 無 無 篩分大小 保留顆粒之wt% #4 1 1 1 #5 2 3 2 #8 26 21 17 #20 54 49 51 #30 17 26 29 ϋ结等級 5 4 3 係0t，//合比係在介於1: 〇.1及1:〇.2之間變化、。摻合物 糸在與只例1-4相同的條件下混合。表20之數 比1 : 0. 1之實例59得到顆粒狀物質，但A 二不/ 5 ;合比1:0.15之軸得到非燒結等級 貝例6 1得到非燒結等級3。 ^ σ比1 : 0 · 2 ^ 表21 捧 表2 1之數據清楚地顯示改良非 合比極限為1 : 〇· 1 5。 …荨、.及之本發明的最小 表22·實例62-64 表22 第23頁 476699 實例 62 63 64 ROYALENE® 3275:Ν_650 1:0.5 1:0.5 1:0· 5一 承載體積，％ 35 35 35 混合溫度，°C 40 65 85 轉矩，公尺-公克 35 12 0 篩分大小 保留顆粒之WtQ/o #4 51 0 0 #5 10 0 0 #8 24 10 9 #20 14 35 38 #30 1 55 53 非燒結等級 一 1，2 2 五、發明說明（21) 0.5 承載體積固定在3 0 %，且混合溫度係在介於4 q 及8 5 °C之間變化。使用與實例丨—4相同的混合程序。表22之數 ί ί I ί溫度4(rc下之實例62真㈤生成顆粒狀物質，但具' 燒社等：3 大顆粒。在溫度65。。下混合之實例63具有非，， 85:Γ 最大含量的較小顆粒粒徑。實例64係在 /皿度85 C下混合，具有最大含量的較 結等級為2 _ &度顆拉且非燒 表2 3.實例6 5 - 6 9 表23

第24頁 476699 五、發明說明（22) 實例 65 66 67 68 69 ROYALENE® 3275:N-650 1:1 1:1 1:1 1:1 1:1 承載體積，％ 40 40 40 40 40 混合時間’分鐘 0.75 1 2 3 4 轉矩，公尺-公克 200 200 30 無 無 篩分大小 保留顆粒之wt% #4 74 63 2 0 0 #5 4 5 2 0 0 #8 8 12 7 2 1 #20 9 14 32 20 19 #30 5 6 57 78 80 在本組中，ROYALENE® 32 75:N-6 50之摻合比固定於！：丄 ，承載體積固定在40%，且混合時間溫度係在〇. 75、；ι、2 、3及4變化。使用與實例1 —4相同的混合程序。表23之數 康·’、'員示較長的混合k間彳于到較大量的較小顆粒粒度。耗時 —分鐘之實例67得到之分布係為#2〇粒徑顆粒32%以及#3〇粒， 彼顆粒5 7 %。 表24·實例70-74 表24 實例 70 71 72 73 74 ROYALENE® 3275:N-650 1:0.5 1:0.5 1:0. 5 1:0.5 1:0.5 承載體積，％ 35 35 35 35 35 混合時間’分鐘 〇. 75 1 2 3 4 轉矩，公尺-公克 100 100 12 無 無 篩分大小 _ m g顆粒之 wt% #4 , 71 74 10 0 0 右5 3 3 3 1 ..1 #8 9 8 15 8 5 #20 11 11 38 38 34 #30 6 4 34 53 60

苐25頁 476699 五、發明說明（23) 在本組中，ROYALENE® 3275:N - 650之摻合比固定於1: 〇· 5 ’承載體積固定在35%，且混合時間溫度係在〇. 75、1 、2、3及4變化。使用與實例卜4相同的混合程序。表24之 數據顯示較長的混合時間得到較大量的較小顆粒尺度。耗 時3分鐘之實例73得到之分布係為#20尺度顆粒38%以及#30 尺度顆粒5 3 %。 實例70 -74之數據顯示較長的混合時間對生成較小尺度 之顆粒是有益的。碳黑含量較小之換合比需要更多時間生 成特定的顆粒粒度分布。 表2 5 ·實例7 5 - 7 6 表2 5 實例 75 76 ROYALENE® 3275:Satex MRG-P 1:1.5 1:1.5 承載體積，％ 35 30 轉矩，公尺-公克 90 0 篩分大小 保留顆4 、立之wt% U (a) 0 #5 (a) 0 #8 (a) 10 #20 (a) 32 #30 (a) 52 (a)成分聚集成塊；無顆粒形成。 ^在本組中’⑽以^⑽⑨“”質以討“^“邛之摻合比固 定在1 : 1· 5 ’且混合器承載體積係在介於3〇%及35%間變化 QMRG-P 係由 1〇〇 phr* N-6 50 碳黑與 50 phr 之 Surlpar 2280 油脂所組成。使用與實例丨—4相同的混合程序。表2 5之數 據顯不承載體.積35%之實例75未形成自由流動的顆粒。

第26頁 476699 五、發明說明（24) 承-栽體積30%之實例76真的形成自由流動的顆粒，其係 由32%之?f20大小之顆粒與58%之#3〇大小之顆粒所組成。 這些數據顯示油脂對本程序有某些不利，但是在適當的 混合條件下自由流動的顆粒.是可能的。 表2 6 ·實例7 7 - 8 0 表2 6 實例 77 78 79 80 ROYALENE® X4070:Filler 1:1.5 1:1.5 _ Package A ROYALENE® X4234:Filler - 一 1:1.4 1:1.4 Package B 承載體積，% " ' 60 50 55 50 轉矩，公尺-公克. 360 無 320 無 篩分大小 一 — 保留顆3 :立之wt% #4 〇 η #5 0 U 0 #8 0 0 #20 15 27 #30 85 73 非燒結等級 (a) 2 (a) ~ (a)成分聚集成塊；無顆粒形成。 在本組中，ROYALENE® X70係為一種Mooney黏度為62、 乙烯/丙烯比為70/30以及ENB為2%之試驗EP DM。將其與一 種可實際應用的填料組套混合。F i 1 1 e r P a c k a g e A係由 150 phr 之以下成分所組成（N —6 5 0、N-3 3 0 'Austin Black 及Paragon Clay)。實例77及⑧X70及Filler

Package A比例為1:1· 5之摻合物，承載體積係·在介於50% 及6 0%之間變化。承載體積60%之實例77聚集成塊。承載體 積5 0%之實例78得到非燒結等級2之自由流動的顆粒。實例

第27頁 476699 五、發明說明（25)

79 及 ξΟ 係為 ROYALENE ❾ X34 (Mooney 黏度（ML 1+4 @ l〇〇°C )為65、乙烯/丙烯重量比為60/40且ENB為8.5%之EPDM)與 Filler Package B比例為1:1·4之摻合物，承載體積係介 於50%與55%之間。Filler package β係由140 phr之以下 成分所組成（N-660、N-550及Whiting)。承載體積55%之實 例7 9聚集成塊。承載體積5 〇 %之實例8 〇得到具有7 3 %之# 3 〇 大小顆粒之自由流動顆粒。 表27· 實例81-83 表27 實例 81 8—2 83 SMR-CV60：N-650 · 1:1.5 1:1.5 1:1.5 承載體積，％ 66 62 57 轉矩，公尺-公克 114 74 79 篩分大小 保留顆粒之 wt% #4 0 0 〇 #5 0 0 0 #8 1 1 1 #20 35 31 35 #30 64 68 64 非燒結等級 2 2 2 在本組中’使用Mooney黏度為60之天然橡膠SMR-CV-60 °SMR-CV-60與碳黑N6 5 0之摻合比保持固定值1:1.5，且承 載體積係在6 6 %及5 7 %之間變化。混合程序與與實例1 - 4相 同。在所有情形中，可得到非燒結試驗等级為2之樣品。 表2 8 ·實例8 4 表28

第28頁 476699 五、發明說明（26) 實例 84 TRILENE® 77:N-650 1:1.5 承載體積，％ 53 轉矩，公尺-公克 11 篩分大小 保留顆粒之wt% #4 0 #5 0 #8 1 #20 13 #30 86 非燒結等級 1 在本實例中，所使用之TRILENE® 77係為Uni royal Chemical所製造之EP DM。名目上6 0 TR I LENE® 7 7係由以下 所組成：E/P重量比75/25、％ ENB 9. 5，且其GPC重量平均： 分子量為40, 〇〇〇。TRILENE® 77與碳黑N6 5 0之摻合比為1 : 1 · 5，且承載體積為5 3%。非燒結試驗顯示出優異的等級1》 。除了 Brabender的溫度為23 °C而不是65 °C外，混合條件 合乎一般性。 表2 9 ·實例8 5 - 8 8 表2 9

第29頁 實例 85 86 87 88 S〇lflex:N-650 1:1.5 1:2.33 1:4 1:9 承載體積，°/〇 57 57 45 33 轉矩，公尺-公克 20 120 130 83 篩分大小 保留顆粒之wt% #4 0 0 0 0. #5 0 0 0 0. #8 0 0 1 2 #20 3 4 12 19 97 96 87 79 非燒結等級 ~2~~ 1 2 2 476699 五、發明說明（27) 在:本實例中，所使用之Solflex 1216 (Goodyear

Chemicals)係為一種Mooney 黏度（ML 1+4 @ 100 °C)為 90 且 苯乙烯含量為10%之溶液態SBR。Sulf lex 1216對碳黑N650 之比例係在1 : 1 · 5至1 : 9之間變化，且承載體積在每一實例 中調整如表23所示。混合程序與實例卜4之R0YALENE® 3 2 7 5對碳黑相同。 表3 0 . 實例8 9 - 9 1 表30 實例 89 90 91 SBR-1502:N-650 1:1.5 1:4 1:9 承載體積，％ 57 45 33 轉矩，公尺-公克 20 130 83 篩分大小 保留顆粒之wt% #4 0 0 0 #5 0 0 0 #8 0 0 12 m 5 9 13 m 95 91 75 非燒結等級 2 1 1 在本組中，SBR- 1 5 0 2 : N-6 5 0之重量比係在1 : 1 · 5至1 : 9之 間變化，同時承載體積係在5 7%至3 3%之間變化。混合程序 與實例1 -4相同。實例9 1顯示使用高含量之碳填料是可能 的，即每100份之SBR- 1 50 2有9 0 0份碳填料，其係具有非燒 結等級1。 實例9 2

在本實例中，摻合試驗係在ZSK-40雙轴擠壓機（Werner and Pfleiderer公司）中進行，係摻合一種M00ney黏度（4JL

第30頁 476699 五、發明說明（28) 4 + 1 125°C)為62、乙稀/丙稀比為70/30以及ΕΝβ為2%之 試驗EPDM(即ROYALENE® Χ70)與Ν-6 50碳黑以產生一種自由 流動的混合物。 ROYALENE® Χ70產品係以壓縮包方式供應，其係切成條 狀以及成為粒狀，以便經由Acri son進料器進入擠壓機。 碳黑以類似方式進料入擠壓機。 擠壓製程之操作參數係在這些試驗中變化，包括原料進 料速率與比例、螺紋形狀、螺紋速率及套筒輪廓。EpDM : 碳黑之掺合比係在1 : 0 · 5至1 : 1之間變化。 實例92係為在變軸擠壓機試驗之一個典型的盥 ΓίΓ有:二比為1 :°·8之組成具有非燒結等 =3造。本貝例說明製造本發明產物亦能在連續轴擠壓機 本發明業已相當詳細地參照聚合物 1 合器承載體積說明，但是在混合真 本發明。任一習於橡膠合成技蓺 叮/、變化可影響 例如處的種類及大小、混以其=， 、混合時間、聚合物等級的種類、碳里 〃耽· 〇 /皿度 亦可影響本發明的結果。因此本發明卜::、问或其他填料 圍應不限於此中所涵蓋較佳說明之 乾圍之精神及範

Claims (1)

1. 476699. 公告本

   利範圍 案號 88119101

   修正 包含天然橡膠及合成橡 其中聚合物為天然橡 1 . 一種形成自由流動之聚合物/填料母體混合粉末的方 法，該方法係包含在足以轉變該成分為自由流動之有關的 聚合物與填料組成物的剪力條件下，密切地混合聚合物及 填料一段時間，其中聚合物係選i 膠所組成之群。 2 .如申請專利範圍第1項之方法 膠。 其中合成橡膠選自包 含EP DM橡膠、EPR橡膠、苯乙烯/ 丁二烯橡膠、丙烯腈/ 丁 3.如申請專利範圍第1項之方法 丁二烯橡膠、異丁二 〇 ^ 其中聚合物係為一種 其中聚合物係為一種 其中聚合物係為一種 其中聚合物係為一種 其中填料係選自包含 滑石、碳酸鈣，及其混 其中填:料係為碳黑。 二烯（NBR)橡膠、聚氯丙烯橡膠、聚 烯-異戊二烯共聚合物，及其混合物 4. 如申請專利範圍第3項之方法， EPDM橡膠。 5. 如申請專利範圍第3項之方法， 腈橡膠。 6. 如申請專利範圍第3項之方法， 苯乙烯/ 丁二烯橡膠。 7. 如申請專利範圍第3項之方法， 聚丁二烯橡膠。 8. 如申請專利範圍第1項之方法， 碳黑、水合非結晶矽土、矽藻土 合物。 9. 如申請專利範圍第8項之方法

   O:\61\61101.ptc 第1頁 2001.07.16.033 476699 么案倉881奈Q Φ> %

   /'1 修正 六、申請專利範圍 1 0 .如申請專利範圍第1項之方法 地包含增量油。 1 1 .如申請專利範圍第1項之方法 重量比係由1 : 0 . 1 5至1 : 1 0。 1 2.如申請專利範圍第1 0項之方法 的重量比係由1:0. 15至1:1.5。 1 3.如申請專利範圍第1項之方法 前幾乎不含填料，且其中聚合物在混合之前幾乎為乾燥狀 1 4.如申請專利範圍第1項之方法，其中聚合物包含至少 二種不同聚合物的混合物。 . 1 5.如申請專利範圍第1項之方法，其中填料包含至少二 種不同填料的混合物。 其中填料或橡膠額外 其中聚合物對填料的 其中聚合物對填料 其中聚合物在混合之 _

   O:\61\61101.ptc 第2頁 2001.07.16.034