專利名稱：添加劑涂布的樹脂組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
總的來說，本發(fā)明涉及含有一種或多種添加劑的粒狀聚合物樹脂組合物，以及制造這類組合物的方法。更具體地說，本發(fā)明涉及用粘合粘結(jié)劑和添加劑涂布的聚合物樹脂顆粒。
背景技術(shù)：
長期以來，在大規(guī)模生產(chǎn)實(shí)踐中，隨擠出聚合物塑料的最終應(yīng)用而定，將一種或多種不同添加劑加到聚合物樹脂粒子中。將添加劑混入聚合物樹脂粒子(即，薄片、粒料、切粒和珠粒等)中的方法是，在釜、滲混機(jī)或雙螺桿擠出機(jī)中加熱配混，任選包含溶劑。
添加劑和聚合物樹脂的混合溫度一般為約50℃～約290℃，典型的是約100℃～約250℃，更典型的是約180℃～約220℃。然后，將所制得的混合的添加劑和聚合物成形為切粒(例如將混配了添加劑的樹脂擠出為條帶，然后將條帶切為小切粒)，然后貯存準(zhǔn)備以后用于制造柔性塑料薄膜、發(fā)泡塑料型材等(例如，以后采用在工業(yè)裝置中使用的筒形或平面擠出機(jī)將樹脂粒料擠出成柔性塑料薄膜或發(fā)泡塑料型材。)更具體地說，1966年2月1日授于Pazinski的加拿大專利727,178公開了在摻混機(jī)中同時加熱混合熱塑性樹脂粒子，發(fā)泡劑添加劑粉末(即偶氮二甲酰胺)和粘合用蠟狀材料，其溫度為高于蠟狀材料熔融溫度，但低于使樹脂粘結(jié)的溫度，以便在樹脂粒子上形成一層發(fā)泡劑涂層。然后，采用傳統(tǒng)的擠出方法可將所制得的在其中混配了發(fā)泡劑的可發(fā)樹脂制成發(fā)泡(即微孔)塑料，例如發(fā)泡聚丙烯、發(fā)泡聚氯乙烯或發(fā)泡聚乙烯。
另外，1965年9月9日公布的授予Beersma的德國專利1,200,535公開了一種可發(fā)聚苯乙烯珠粒(已含有采用傳統(tǒng)方法加入的揮發(fā)烴發(fā)泡劑)，該珠粒同時與阻燃劑添加劑(即氧化銻粉末和液態(tài)氯化石蠟的混合物)和粘合用甲基纖維素或乙基羥乙基纖維素混合，以便在聚苯乙烯粒子上形成一層阻燃劑涂層。將所制得的物料用30℃空氣加熱干燥，然后采用蒸氣加熱在98℃下進(jìn)行預(yù)發(fā)泡。再將預(yù)發(fā)泡物放入模具中，用蒸汽并加壓處理，成形為所要求形狀的發(fā)泡聚苯乙烯。
令人感興趣的是，1961年1月24日授予Brossman等人的加拿大專利613,255公開了一種粒狀樹脂熱塑性模塑組合物，該模塑組合物含有均勻混合其中的顏料(添加劑)和硅油(粘合用)。所采用的混合方法是，在雙錐體摻混機(jī)中將樹脂如尼龍切片與油和顏料同時混合，將所制得的物料在約550°F(288℃)下熔融，然后成形為條帶，并在水中驟冷，再用切方粒機(jī)切成粒料。
另外，令人感興趣的還有1964年11月3日授予Brossman等人的加拿大專利697,168。該專利公開了使用一種芳族磺酰胺，即N-取代甲苯磺酰胺，作粘合粘結(jié)劑液體，將其與尼龍切片在轉(zhuǎn)鼓中在干燥氮?dú)夥諊路瓭L，隨后將顏料粒子加到轉(zhuǎn)鼓中，然后在于燥氮?dú)夥諊吕^續(xù)翻滾。以后，把通過N-取代甲苯磺酰胺涂層將顏料添加劑精細(xì)分散地粘于其表面上的尼龍顆粒，在300℃下成形為條帶。隨后將條帶切成小顆?！，F(xiàn)已注意到加拿大專利697,168所公開的內(nèi)容的缺點(diǎn)是，為了維持干燥氮?dú)夥諊?，要求容器特別嚴(yán)密地密封，因?yàn)樵诃h(huán)境氛圍中使用N-取代甲苯磺酰胺粘結(jié)劑粒子間會發(fā)生互相粘結(jié)，這是令人不滿意的。
再者已注意到的是，很久之前就知道使用芳族磺酰胺(它不是熱塑性材料)作尼龍的添加劑(即用作增塑劑)，例如，如授予Coffman的美國專利2,214,405所公開的。更具體地說，該專利敘述了采用芳族磺酰胺增塑的聚酰胺(即尼龍)，其方法是將芳族磺酰胺與醇溶劑(如苯酚)混合成溶液，將該溶液在例如265～270℃下與尼龍一起加熱。
將添加劑混合入樹脂中的上述工業(yè)方法有許多缺點(diǎn)，特別是當(dāng)添加劑是發(fā)泡劑時。例如這些缺點(diǎn)包括，將添加劑混配到樹脂切粒中的時候，當(dāng)加熱至標(biāo)準(zhǔn)混配溫度時，許多添加劑會發(fā)生熱分解，結(jié)果添加劑作為發(fā)泡劑使用不再有效。
因此，常常加入蠟，以便降低混配溫度，并提高添加劑的粘性，但是蠟會影響最終產(chǎn)品的性能，在某些情況下，擠出形成發(fā)泡型材或柔軟塑料薄膜時，螺桿會發(fā)生打滑(即磨擦力降低，因而降低產(chǎn)量)。另外，用油提高粘性也能使螺桿打滑，并且樹脂粒子在擠出機(jī)進(jìn)料中成團(tuán)，和/或產(chǎn)品離開擠出機(jī)模頭時冒煙，和/或在最終塑料產(chǎn)品中存在針孔。因此蠟和油均是不合乎要求的。
另一缺點(diǎn)是，添加劑混配到樹脂中之后，所制得的物料一般不是粒料狀，而是塊狀。因此，需要將所制得的物料擠出成為條帶狀，隨后再切成長度較短的切粒，即 英寸(0.32厘米)，然后可以貯存，以及以后采用筒形或平面擠出機(jī)擠出成形為柔軟塑料薄膜或發(fā)泡塑料型材。
所以，長期以來需要一種下述的簡單方法，和所制得的粒狀產(chǎn)品，其中包括，將各種試劑，特別是發(fā)泡劑，加入到聚合物樹脂中，從而免除現(xiàn)有技術(shù)問題，包括來自在摻混機(jī)中加熱樹脂的問題，來自使用油、蠟和磺酰胺等的問題，以及來自需要將所制得的配混了添加劑的樹脂成形為條帶，然后再切成切粒的問題。
本發(fā)明的概述和目的所以，本發(fā)明提供了一種包含粒狀聚合物樹脂的聚合物樹脂組合物，該聚合物樹脂粒子具有一層直接粘合于樹脂粒子表面的適于擠出的熱塑性粘合粘結(jié)劑涂層，以及一層直接粘合于該粘結(jié)劑涂層上的添加劑涂層。
另外，本發(fā)明還提供了一種將添加劑均勻散布在聚合物樹脂上形成可擠出的熱塑性樹脂組合物的方法。該方法包括，首先使粒狀聚合物樹脂與熱塑性粘合粘結(jié)劑接觸，形成一層直接粘合在樹脂粒子上的粘結(jié)劑涂層。此外，該方法還包括，將涂布粘結(jié)劑的樹脂粒子與添加劑接觸，形成一層添加劑直接粘合在涂布粘結(jié)劑的樹脂粒子的粘結(jié)劑涂層上的均勻涂層。
此外，本發(fā)明還提供了一種制造擠塑產(chǎn)品的方法，該方法包括，首先將添加劑均勻散布在聚合物樹脂上形成可擠出的熱塑性樹脂組合物，所采用的步驟是，(i)，使粒狀聚合物樹脂與熱塑性粘合粘結(jié)劑接觸，形成一層直接粘合于樹脂粒子表面上的粘結(jié)劑涂層，隨后是(ii)，使涂布粘結(jié)劑的樹脂粒子與添加劑接觸，形成一層添加劑直接粘合于涂布粘結(jié)劑的樹脂粒子的粘接劑涂層上的均勻涂層。另外，該方法還包括，將所制得的樹脂粒子擠出成形為擠塑產(chǎn)品，該樹脂粒子的表面有一層直接粘合其上的粘接劑層，而在該粘接劑層上有一層直接粘合其上的添加劑涂層。
所以，本發(fā)明的目的是提供一種以下述方法涂布粘結(jié)劑和添加劑的聚合物樹脂粒子，所用方法既不需加熱，也不需特殊氣體氛圍，因此，該方法能在環(huán)境溫度條件和環(huán)境氛圍下實(shí)施。
這樣，因?yàn)椴槐丶訜幔景l(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是提供涂布粘結(jié)劑和添加劑的聚合物樹脂粒子的方法不產(chǎn)生某些粘合粘結(jié)劑和/或添加劑在與樹脂粒子配混時因加熱而引起的有害的問題。
本發(fā)明的另一個優(yōu)點(diǎn)是，因?yàn)樗频玫挠谜辰Y(jié)劑和添加劑涂布的樹脂粒子已經(jīng)是粒狀，這是易于擠出形成柔軟塑料薄膜或發(fā)泡型材的型式，所以不需要把所制得的物料擠出成形為條帶，然后再切成切粒。
本發(fā)明的特點(diǎn)是，所制得的用粘結(jié)劑和添加劑涂布的樹脂粒子一般是干燥的，不具有粘性的，因此，一般說沒有粉塵，并呈現(xiàn)自由流動性。
在陳述了本發(fā)明的某些目的和優(yōu)點(diǎn)之后，隨著用下述實(shí)驗(yàn)室實(shí)例進(jìn)行的描述，本發(fā)明的其他目的也就顯而易見。
發(fā)明詳述本發(fā)明的聚合物組合物包含，用熱塑性粘合粘結(jié)劑和添加劑涂布的聚合物樹脂粒子，如片狀料、粒料、切粒和珠粒等。樹脂粒子先用粘結(jié)劑涂布，例如在轉(zhuǎn)鼓中將兩種成分滾混，然后，施加添加劑涂層，例如發(fā)泡劑粉末，施加方法采用，例如，在轉(zhuǎn)鼓中滾混，使添加劑撒在已有涂層的混合物上。粘結(jié)劑使添加劑粘合到涂布粘結(jié)劑的樹脂粒子的粘結(jié)劑上。工業(yè)上可供應(yīng)緩慢轉(zhuǎn)動的大轉(zhuǎn)鼓，它包括熱空氣入口，假如需要的話，熱空氣可以壓送進(jìn)轉(zhuǎn)鼓。
這樣，所涂布的粒子在形式上基本是同心的，例如象洋蔥的各層。換句話說，樹脂粒子在里面，粒子外面是粘結(jié)劑涂層，而粘結(jié)劑涂層外面是添加劑涂層。
然后從轉(zhuǎn)鼓中排出所制得的物料，如果粘結(jié)劑和/或添加劑是如下另述的含水形式(和/或采用非水溶劑)，則應(yīng)將其干燥，一般將其散布在篩網(wǎng)上，干燥約0.25～3小時。對于較大量的樹脂、粘結(jié)劑和添加劑(即幾百磅)，可以使用較長的干燥時間?？梢院唵蔚卦跇?biāo)準(zhǔn)室溫約72°F(22.2℃)下進(jìn)行空氣干燥，但是也能在環(huán)境溫度下進(jìn)行，包括加熱下進(jìn)行，例如在約80°F(26.7℃)～約100°F(37.8℃)下，或者甚至更高的溫度下進(jìn)行。溫度較高能減少干燥時間。另外，可以采用連續(xù)轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)鼓進(jìn)行干燥，任選采用熱空氣壓送進(jìn)入轉(zhuǎn)鼓，以便干燥進(jìn)行得較快。
在使樹脂粒子與粘結(jié)劑接觸，然后使涂布了粘結(jié)劑的粒子與添加劑接觸的方法中，在形成組合物期間不需加熱也不需加壓。而且，該方法可以在環(huán)境氛圍中進(jìn)行，因?yàn)椴恍枰褂美缦笊鲜鍪谟鐱rossman等人的加拿大專利697,168那樣的氮?dú)夥諊?br> 如上所述，在轉(zhuǎn)鼓中進(jìn)行與粘結(jié)劑接觸，然后與添加劑接觸，有其優(yōu)越之處，借助轉(zhuǎn)動有助于使粘結(jié)劑和添加劑均勻分布。轉(zhuǎn)動時間應(yīng)足以達(dá)到涂布均勻，一般地說，每次涂布轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)動時間為約1～約20分鐘，更典型地說，應(yīng)為約5～約10分鐘。當(dāng)然，對于使用大量樹脂、粘結(jié)劑和添加劑的工廠規(guī)模(即幾百磅)，轉(zhuǎn)動時間可以更長(～小時，或更長)以便有助于達(dá)到均勻涂布。
所制得的涂布粘合粘結(jié)劑和添加劑的樹脂適于采用傳統(tǒng)擠出設(shè)備使用眾所周知的擠出工藝擠出成形為塑料制品，如柔軟塑料薄膜、發(fā)泡塑料型材(即板材或條材)等；塑料產(chǎn)品的類型取決于聚合物樹脂粒子的特定類型和添加劑的特定類型。
正如眾所周知的，在工廠中大量使用的擠出機(jī)通過圓筒和/或平面形的成形方法使聚合物樹脂切粒成形為最終塑料產(chǎn)品。現(xiàn)已注意到，如果制造柔軟塑料薄膜，可以采用眾所周知的擠出方法，將薄膜制造為可熱收縮的“取向”薄膜，或者不可熱收縮的“非取向”薄膜。另外，取決于擠出類型，柔軟塑料薄膜可以是單層的或者是多層的。也已注意到，發(fā)泡型材的實(shí)例是諸如雜貨店中放蔬菜下面使用的那些發(fā)泡托盤，諸如敷層電纜和電線所使用的那些絕緣涂層。泡沫型材的密度也可以為約1磅/英尺3(15千克/米3)。
另外，如果需要，可以將所制得的涂布粘合粘結(jié)劑和添加劑的樹脂擠出成形為條帶，然后再切成切粒。例如當(dāng)要求切粒粒度不同于所制得的涂布粘合粘結(jié)劑和添加劑的樹脂粒度時，應(yīng)成形為條帶，然后再切成切粒。
本文所使用的術(shù)語“聚合物”或“聚合物樹脂”一般包括，但不限于，均聚物、共聚物如嵌段、接枝、無規(guī)和交替共聚物、三元聚合物等，以及其共混物和改性物。另外，術(shù)語“聚合物”或“聚合物樹脂”應(yīng)包括材料的所有可能結(jié)構(gòu)。這些結(jié)構(gòu)包括，但不限于，全同、間同和無規(guī)對稱性。
許多種聚合物樹脂均適用于本發(fā)明。這些樹脂的實(shí)例包括，但不限于，聚苯乙烯(本文縮寫為PS)、丁二烯-苯乙烯共聚物(本文縮寫為BS)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元聚合物(本文縮寫為ABS)、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(本文縮寫為EVA)、聚(四氟乙烯-co-六氟丙烯)(本文縮寫為FEP)、聚氯乙烯(本文縮寫為PVC)、聚酰胺(也稱為尼龍)、聚丙烯(本文縮寫為PP)、聚乙烯(本文縮寫為PE)以及其組合。
正如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員眾所周知的那樣，PE可以是高密度聚乙烯、中密度聚乙烯、低密度聚乙烯，以及本領(lǐng)域中所稱做的新型結(jié)構(gòu)，如線性低密度聚乙烯和/或線性極低密度聚乙烯。(線性極低密度聚乙烯也稱為線性超低密度聚乙烯)。另外，正如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員眾所周知的那樣，已經(jīng)注意到BS和ABS是橡膠狀材料，例如先進(jìn)彈體體系統(tǒng)(Advanced Elastomer Systems)出售的、注冊商標(biāo)為SANTOPRENE的產(chǎn)品。
粘合粘結(jié)劑是一種可擠出的熱塑性材料，例如當(dāng)用于將聚合物樹脂切粒擠出成形為柔軟塑料薄膜和/或泡沫塑料型材最終產(chǎn)品所大量使用的管形和/或平面擠出機(jī)中。熱塑性粘合粘結(jié)劑不會在擠出機(jī)中出現(xiàn)問題(即螺桿打滑或冒煙)，也不會在最終塑料產(chǎn)品中出現(xiàn)問題(即薄膜中的針眼)。
粘合粘結(jié)劑可以是水和/或其他溶劑的溶液、乳液或分散體的形式。干粉形式粘合粘結(jié)劑可以通過與水和/或其他溶劑混合使用。適用的溶液、乳液或分散體的固體含量約30％～約55％，其余是水和/或另一種溶劑。
本發(fā)明中實(shí)用的粘結(jié)劑的實(shí)例包括，但不限于，乙酸乙烯酯均聚物、聚氨酯、聚丙烯酸類以及其組合。
適用的乙酸乙烯酯均聚物能以乳液買到，Rohm and Haas公司(賓夕法尼亞州、費(fèi)城)出品，商品名為ROVACE 661。ROVACE 661是水中含有約55％(重量)乙酸乙烯酯均聚物，其pH值約4.5～5.0，以及用布洛克菲爾德旋轉(zhuǎn)粘度計的#3轉(zhuǎn)子，在20轉(zhuǎn)/分鐘和25℃下，測得粘度為約600～1500厘泊。
適用的聚氨酯能以分散體買到，Reichhold化學(xué)品公司(北卡羅來納州，Research Triangle Park)出品，注冊商標(biāo)為SPENSOL L52-MPW-30。SPENSOL L-52-MPW-30是一種在水和N-甲基吡咯烷酮和胺溶劑的共混物中含有約30％聚氨酯固體的彈性分散體，其pH為約7.5～9，25℃粘度為約0.3～1沲。
適用的聚丙烯酸類能以松香酯樹脂的含水分散體買到，DOCK樹脂公司(新澤西州，林登)出品，注冊商標(biāo)為DORESCO ACW8-6，以及能以基于聚丙烯酸的水乳液買到，Rohm and Haas公司(賓夕法尼亞州、費(fèi)城)出品，商品名為RHOPLEX WL。
優(yōu)選粘合粘結(jié)劑用量為，每約100重量份所使用的添加劑約30～50，更優(yōu)選為約40重量份。換言之；如果每約100重量份聚合物樹脂使用添加劑約10重量份，那末應(yīng)使用約4重量份粘合粘結(jié)劑，借此，所制得的聚合物樹脂、粘合粘結(jié)劑和添加劑的最終產(chǎn)品含有約2％(重量)粘合粘結(jié)劑。現(xiàn)已注意到，每100重量份樹脂粒子應(yīng)使用至少約1重量份添加劑和約0.4重量份粘合粘結(jié)劑，以便得到含有足夠數(shù)量添加劑的涂敷粒子，如此，在其所需要的最終應(yīng)用中，這些試劑才是有效用的。
現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，對于添加劑在聚合物樹脂粒子上的一道涂層，在沒有添加劑從聚合物樹脂粒子剝落的條件下，每約100重量份聚合物樹脂能使用最多約10重量份添加劑。但是，加入粘合粘結(jié)劑，然后加入添加劑的過程可以重復(fù)，這樣，已經(jīng)涂層的聚合物樹脂粒子可以再用粘合粘結(jié)劑、然后用添加劑涂布，添加劑數(shù)量最高可達(dá)每約100重量份聚合物樹脂粒子約20重量份、約40重量份、約60重量份，或者甚至更高。所以，可以將不同添加劑遞增加入到同一聚合物樹脂粒子上。例如聚乙烯粒子首先可以用偶氮二酰胺粉末作為添加劑進(jìn)行涂布，然后用包囊的碳酸氫鈉/檸檬酸粉末的混合物作為添加劑進(jìn)行涂布。
聚合物樹脂粒子越小，那末，粒子表面與體積之比就越高。例如如果假定粒子是球形的，并且認(rèn)為添加劑涂層是均勻的，那末對薄的涂層而言，涂層與粒子的體積比約為涂層厚度除以球的約半徑所得商的約3倍。所以，如果粒子半徑為0.06英寸(0.15厘米)，那末對于涂層厚度為0.002英寸(0.005厘米)而言，添加劑與粒子的體積比為10％。另一方面，如果粒子半徑為0.03英寸(0.08厘米)，添加劑涂層厚度同樣為0.002英寸(0.005厘米)，那末添加劑與粒子的體積比為20％。所以，對于給定涂層厚度，粒子越小，添加劑載量就越高。
添加劑可以包括，但不限于，防粘連劑、防霧劑、滑爽劑、抗微生物劑、顏料、阻燃劑、抗氧劑、成核劑、熱穩(wěn)定劑、沖擊性改善劑、增塑劑、潤滑劑、增稠劑、紫外光穩(wěn)定劑、抗靜電劑、潤濕劑以及其組合。
特別是，作為成核劑(也稱為發(fā)泡劑)，適用的是偶氮二酰胺(能以粉末形式買到，Uniroyal化學(xué)公司(康湟狄格州，Middlebury)出品，注冊商標(biāo)名為CELOGEN AZ 130)、包囊的碳酸氫鈉和檸檬酸的粉末混合物(Dong Jin公司，韓國、漢城)出品，商品名為UNICELLC#850)或者一氮化硼(能以粉末形式買到，Carborundum公司出品，商品名為SHP 325)。正如眾所周知的那樣，當(dāng)含有偶氮二酰胺的聚合物樹脂達(dá)到，例如，380°F)193℃)時，就釋放出氮?dú)?，使聚合物發(fā)泡。同樣，正如眾所周知的那樣，碳酸氫鈉和檸檬酸粉末的混合物釋放出二氧化碳?xì)怏w，使聚合物發(fā)泡。換句話說，偶氮二酰胺以及碳酸氫鈉和檸檬酸的混合物是化學(xué)型成核劑。
其他適用的成核劑是物理型的，例如一氮化硼(能以粉末形式買到，Carborundum公司出品，商品名為SHP325)、滑石粉和聚四氟乙烯粉末〔能以3微米粒子形式買到，杜邦公司(特拉華州，威爾明頓)出品，注冊商標(biāo)為TEFLON氟添加劑〕。
成核劑經(jīng)常與一種在型材成形時注入擠出機(jī)的氣體如氮?dú)?、二氧化碳、戊烷、丁烷、氯氟烴(即杜邦公司以注冊商標(biāo)FREON出售的那些)等組合物使用。
如下陳述具有代表性的實(shí)驗(yàn)室實(shí)例，以便更好地理解和評價本發(fā)明。
實(shí)驗(yàn)室實(shí)例實(shí)例1A)制備具有粘合粘結(jié)劑的樹脂粒子將50磅(22.7千克)通常直徑約0.150英寸(0.381厘米)×平均長度約0.160英寸(0.406厘米)圓筒形的高密度熔切聚乙烯粒子(UnionCarbide公司，DFDA3364聚乙烯)置于直徑18英寸(45.7厘米)的轉(zhuǎn)鼓混合器中。將2.32磅(1.05千克)55％(重量)乙酸乙烯酯乳液(Rohm and Haas公司，ROVACE 661)作為粘合粘結(jié)劑，采用傾倒到切粒表面的方式，加入到切粒中。然后轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)鼓混合器5分鐘，直至切粒被均勻涂布。
B)添加劑的涂布然后將5.8磅(2.63千克)平均粒徑3.0微米的偶氮二酰胺粉末(Uniroyal公司，AZ130)發(fā)泡劑撒在已涂布的切粒上，同時轉(zhuǎn)動混合器。持續(xù)轉(zhuǎn)動10分鐘，直至切粒被均勻涂層，并且既沒有粉塵，也沒有發(fā)生粘結(jié)。將混合物從轉(zhuǎn)鼓混合器中排出，并散布在金屬柵網(wǎng)上，層厚為約1.5英寸(3.8厘米)。
C)干燥然后將所得混合物在柵網(wǎng)上于室溫約80°F(26.7℃)下干燥約1小時。使用直徑為20英寸(50.8厘米)的風(fēng)扇循環(huán)空氣。將混合物干燥后，測試其含濕量，其水份含量為0.4％以下。
D)測試然后將1重量份上述混合物與10重量份普通聚乙烯切粒(UnionCarbide公司，DFDA 3364聚乙烯)混合。然后將該混合物，在直徑為1.25英寸(3.18厘米)、長徑比為24∶1的單螺桿擠出機(jī)中，在熔體溫度約400°F(204℃)下，通過直徑為約0.125英寸(0.318厘米)的圓口?？?，擠出到冷卻水浴中。發(fā)泡聚乙烯的擠出物具有均勻微細(xì)泡孔，泡孔尺寸約100微米，擠出物密度為約0.47克/厘米3，與DFDA 3364聚乙烯的密度0.955克/厘米3比較，下降約50％。
實(shí)例2A)制備具有粘合粘結(jié)劑的樹脂切粒。
將50磅(22.7千克)粒徑約0.19英寸(0.48厘米)、長約0.13英寸(0.33厘米)的低密度聚乙烯切粒(Quantum公司出品，NA 206)置于直徑18英寸(45.7厘米)的轉(zhuǎn)鼓混合器中。將2.32磅(1.05千克)55％(重量)乙酸乙烯酯乳液(Rohm and Haas公司，ROVACE 661)作為粘合粘結(jié)劑，采用傾倒到切粒表面的方式，加入到切粒子。然后轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)鼓混合器5分鐘，直至切粒被均勻涂布。
B)添加劑的涂布然后將5.8磅(2.63千克)包衣的碳酸氫鈉/檸檬酸粉末的混合物發(fā)泡劑(Dong Jin公司出品，Unicell-C#850)撒在已涂布的切粒上，同時轉(zhuǎn)動混合器。持續(xù)轉(zhuǎn)動10分鐘，直至切粒被均勻涂層，并且既沒有粉塵，也沒有發(fā)生粘結(jié)。將混合物從轉(zhuǎn)鼓混合器中排出，并散布在金屬柵網(wǎng)上，層厚為約1.5英寸(3.81厘米)。
C)干燥然后將上述混合物在柵網(wǎng)上于室溫約80°F(26.7℃)下干燥約3小時。使用直徑為20英寸(50.8厘米)的風(fēng)扇循環(huán)空氣。將混合物干燥后，測試含濕量，干燥了的混合物水份含量為0.8％以下。
4)測試然后將1重量份上述混合物，作為發(fā)泡的成核劑，與10重量份普通聚乙烯切粒(Quantum公司NA 206)混合。然后將該混合物，與泵送至擠出機(jī)加熱筒體的異丁烷合并，在直徑為3.5英寸(8.9厘米)的單螺桿發(fā)泡擠出機(jī)中擠出，成形為發(fā)泡聚乙烯型材，其橫截面為約1.5英寸×1英寸(3.81厘米×2.54厘米)。泡沫密度為6.0磅/英尺3(90千克/米3)，泡孔尺寸為約0.5毫米。
該實(shí)例很方便地與基本相同的重復(fù)實(shí)例進(jìn)行比較，但是采用碳酸氫鈉/檸檬酸材料的濃縮體Quantum Spectratec FM1570作發(fā)泡劑，經(jīng)比較，用本發(fā)明的材料擠出機(jī)產(chǎn)量增加約5％，這是由于在擠出機(jī)喂料段中摩擦較大使螺桿滑動減小。
實(shí)例3A)制備具有粘合粘結(jié)劑的樹脂切粒將50磅(22.7千克)一般為每邊長約0.125英寸，(0.318厘米)的立方體形軟PVC切粒置于直徑18英寸(50.8厘米)的轉(zhuǎn)鼓混合器中。將2.32磅(1.05千克)55％(重量)乙酸乙烯酯乳液(Rohm and Haas公司，ROVACE 661)作為粘合粘結(jié)劑，采用傾倒到切粒表面的方式，加入到切粒子。然后轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)鼓混合器5分鐘，直至切粒被均勻涂布。
B)添加劑的涂布然后將5.8磅平均粒徑3.0微米的偶氮二酰胺粉末(Uniroyal公司，AZ130)發(fā)泡劑撒在已涂布的切粒上，同時轉(zhuǎn)動混合器。持續(xù)轉(zhuǎn)動5分鐘，直至切粒被均勻涂層，并且既沒有粉塵，也沒有發(fā)生粘結(jié)。然后再加入2.32磅(1.05千克)乙酸乙烯酯，并混合5分鐘。接著再加入5.8磅偶氮二酰胺粉末，并轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)鼓混合5分鐘。還加入另外0.77磅(0.35千克)乙酸乙烯酯，并轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)鼓混合3分鐘，以防粉末揚(yáng)塵。
C)干燥然后將上述混合物散開并在室溫約80°F(26.7℃)下干燥約3小時。使用直徑20英寸(50.8厘米)的風(fēng)扇循環(huán)空氣。將混合物干燥后，測試其含濕量，水份含量為0.4％以下。
實(shí)例4A)制備具有粘合粘結(jié)劑的樹脂切粒在8盎司(0.24升)聚對苯二甲酸乙二酯杯中將50克一般直徑為約0.020英寸(0.051厘米)球形的聚苯乙烯珠粒(Huntsman公司出品，反應(yīng)器級)與2.0克乙酸乙烯酯乳液(Rohm and Haas公司ROVA CE661)粘合粘結(jié)劑一起用手?jǐn)嚢?分鐘。
B)添加劑的涂布將5.0克粒徑約3微米的偶氮二酰胺粉末(Uniroyal AZ 130)發(fā)泡劑撒布在已涂層的珠粒上。在杯中持續(xù)攪拌4分鐘，直至珠粒被均勻涂層。
C)干燥將上述混合物散布，并用熱風(fēng)扇干燥器空氣干燥5分鐘。
D)測試將切粒置于8盎司(0.24升)透明的聚對苯二甲酸乙二酯杯中，翻動切粒，進(jìn)行粉塵和剝落物理測試，然后對其進(jìn)行目視檢查。沒有發(fā)現(xiàn)粉塵、珠粒涂層均勻，并能自由流動。
實(shí)例5A)制備具有粘合粘結(jié)劑的樹脂切粒將50克直徑約0.14英寸(0.356厘米)長約0.070英寸(0.178厘米)的FEP切粒(Daikin NP-20)與1.0克水分散的聚氨酯彈體(Reichold Spensol L52-MPW-固含量30％)粘合粘結(jié)劑在8盎司(0.24升)聚對苯二甲酸乙二酯杯中混合2分鐘。
B)添加劑的涂布將2.5克平均粒徑3.5微米的一氮化硼粉末(Carborundum SHP325)物理成核劑撒在已涂布的切粒上。在杯中連續(xù)攪拌4分鐘，直到切粒被均勻涂布。
C)干燥將上述混合物散布，并用熱風(fēng)扇干燥器空氣干燥5分鐘。
D)測試將切粒置于8盎司(0.24升)干凈的聚對苯二甲酸乙二酯杯中，翻動切粒，進(jìn)行粉塵和剝落物理測試，然后對其進(jìn)行目視檢查。沒有發(fā)現(xiàn)粉塵、切粒涂層均勻，切粒適用于直接發(fā)泡注射擠出。
實(shí)例6A)具有粘合粘結(jié)劑的樹脂切粒的制備和涂層在8盎司(0.24升)聚對苯二甲酸乙二酯杯中，將50克一般直徑約0.15英寸(0.38厘米)×平均長度約0.160英寸(0.406厘米)的圓柱形的高密度熔切聚乙烯粒子(Union Carbide公司DFDA3364聚乙烯，與5克預(yù)混合的乙酸乙烯酯溶液(Rohm and Haas公司，ROVACE 661)粘合粘結(jié)劑和5克偶氮二酰胺(Uniroyal公司AZ 130)發(fā)泡劑，通過攪拌有切粒的液態(tài)混合物，混合5分鐘。
B)干燥將上述混合物散布，并用熱風(fēng)扇干燥器干燥5分鐘。
C)結(jié)果該混合物很濕，并且是膠粘的，具有大量切粒形成的膠粘料團(tuán)。進(jìn)一步干燥該混合物形成大的固體塊。
D)結(jié)論這種在與切粒混合之前將粉末與液態(tài)熱塑性粘合劑混合的方法，不能生產(chǎn)用添加劑涂布的樹脂切粒的可摻出產(chǎn)品。
實(shí)例7A)制備具有粘合粘結(jié)劑的樹脂切粒在8盎司(0.24升)聚對苯二甲酸乙二酯杯中，將50克一般直徑約0.150英寸(0.381厘米)×平均長度約0.160英寸(0.406厘米)的圓柱形的高密度熔切聚乙烯粒子(Union Carbide公司DFDA 3364聚乙烯)與2.0克乙酸乙烯酯乳液(Rohm and Haas公司，ROVACE 661)粘合粘結(jié)劑用手?jǐn)嚢?分鐘。
B)添加劑的涂布將5.0克粒徑約3微米的Phalo Blue No.7干燥著色顏料(LandersSegal公司LANSCO 3048)著色劑撒布在已有涂層的珠粒上。在杯中持續(xù)攪拌4分鐘，直至珠粒被均勻涂布。
C)再涂布再將1.0克乙酸乙烯酯乳液(Rohm and Haas公司，ROVACE661)粘合粘結(jié)劑加到已經(jīng)涂層過的切粒中，再將該混合物在杯中攪拌4分鐘，直至切粒再次被均勻涂布。
D)干燥將上述混合物散布，并用熱風(fēng)扇干燥器空氣干燥5分鐘。
E)測試將切粒置于8盎司(0.24升)干凈的聚對苯二甲酸乙二酯杯中，翻動切粒，進(jìn)行粉塵和剝落物理測試，然后對其進(jìn)行目視檢查。沒有發(fā)現(xiàn)粉塵、切粒涂層均勻。
不言而喻，本發(fā)明的各個細(xì)節(jié)可以在不脫離本發(fā)明范圍的條件下進(jìn)行變更。另外，前述說明書和實(shí)驗(yàn)室實(shí)例僅用于說明本發(fā)明，而不是用來限制由權(quán)利要求書定義的本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種包含粒狀聚合物樹脂的聚合物樹脂組合物，該聚合物樹脂粒子具有一層直接粘合于樹脂粒子表面的適于擠出的熱塑性粘合粘結(jié)劑涂層，以及一層直接粘合于該粘結(jié)劑涂層上的添加劑涂層。
2.權(quán)利要求1的聚合物樹脂組合物，其中，添加劑、粘結(jié)劑和樹脂粒子的用量為，每約100重量份樹脂粒子約1重量份～約40重量份添加劑，和每約100重量份添加劑約30重量份～約50重量份粘結(jié)劑。
3.權(quán)利要求1的聚合物樹脂組合物，其中聚合物樹脂選自聚苯乙烯、丁二烯-苯乙烯共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元聚合物、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚(四氟乙烯-co-六氟丙烯)、聚氯乙烯、聚酰胺、聚丙烯、聚乙烯以及其組合。
4.權(quán)利要求1的聚合物樹脂組合物，其中粘結(jié)劑選自乙酸乙烯酯均聚物、聚氨酯、聚丙烯酸類及其組合。
5.權(quán)利要求1的聚合物樹脂組合物，其中粘結(jié)劑選自溶液、乳液、分散體及其組合。
6.權(quán)利要求1的聚合物樹脂組合物，其中添加劑選自防粘連劑、防霧劑、滑爽劑、抗微生物劑、顏料、阻燃劑、抗氧劑、成核劑、熱穩(wěn)定劑、沖擊性改善劑、增塑劑、潤滑劑、增稠劑、紫外光穩(wěn)定劑、抗靜電劑、潤濕劑以及其組合。
7.權(quán)利要求6的聚合物樹脂組合物，其中成核劑選自一氮化硼、碳酸氫鈉和檸檬酸的混合物、偶氮二酰胺、滑石粉、聚四氟乙烯粉末及其組合。
8.權(quán)利要求1的聚合物樹脂組合物，其中所制得的樹脂粒子具有一層直接粘合在粘結(jié)劑涂層上的添加劑涂層，而該粘結(jié)劑涂層直接粘合在樹脂粒子的表面上，所制得的樹脂粒子沒有粘性、沒有粉塵，并且具有自由流動性。
9.一種將添加劑均勻散布在聚合物樹脂上形成粒狀可擠出的熱塑性樹脂組合物的方法，該方法包括(a)使粒狀聚合物樹脂與適于擠出的熱塑性粘合粘結(jié)劑接觸，形成一層直接粘合于樹脂粒子上的粘結(jié)劑涂層；隨后，(b)使涂布了粘結(jié)劑的樹脂粒子與添加劑接觸，形成一層直接粘合于涂布了粘結(jié)劑的樹脂粒子的粘結(jié)劑涂層上的均勻涂層。
10.權(quán)利要求9的方法，包括重復(fù)步驟(a)和(b)至少一次。
11.權(quán)利要求9的方法，其中粘結(jié)劑是含水形式，該方法包括步驟(c)，將具有粘合其上的添加劑均勻涂層的粘結(jié)劑涂層的樹脂粒子干燥。
12.權(quán)利要求11的方法，包括重復(fù)步驟(a)、(b)和(c)至少一次。
13.權(quán)利要求9的方法，其中在步驟(a)和(b)中的接觸期間，添加劑、粘結(jié)劑和樹脂粒子的用量為，每約100重量份樹脂粒子約1重量份～約40重量份添加劑，而每約100重量份添加劑約30重量份～約50重量份粘結(jié)劑。
14.權(quán)利要求9的方法，其中聚合物樹脂選自聚苯乙烯、丁二烯-苯乙烯共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元聚合物、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚(四氟乙烯-co-六氟丙烯)、聚氯乙烯、聚酰胺、聚丙烯、聚乙烯以及其組合。
15.權(quán)利要求9的方法，其中粘結(jié)劑選自乙酸乙烯酯均聚物、聚氨酯、聚丙烯酸類及其組合。
16.權(quán)利要求9的方法，其中粘結(jié)劑選自溶液、乳液、分散體及其組合。
17.權(quán)利要求9的方法，其中添加劑選自防粘連劑、防霧劑、滑爽劑、抗微生物劑、顏料、阻燃劑、抗氧劑、成核劑、熱穩(wěn)定劑、沖擊性改善劑、增塑劑、潤滑劑、增稠劑、紫外光穩(wěn)定劑、抗靜電劑、潤濕劑以及其組合。
18.權(quán)利要求17的方法，其中成核劑選自一氮化硼、碳酸氫鈉和檸檬酸的混合物、偶氮二酰胺、滑石粉、聚四氟乙烯粉末及其組合。
19.權(quán)利要求9的方法，其中所制得的樹脂粒子具有一層直接粘合在粘結(jié)劑涂層上的添加劑涂層，而該粘結(jié)劑涂層直接粘合在樹脂粒子的表面上，所制得的樹脂粒子沒有粘性、沒有粉塵，并且具有自由流動性。
20.一種制備擠塑制品的方法，該方法包括(a)將添加劑均勻散布于聚合物樹脂上形成粒狀可擠出熱塑性樹脂組合物，所采用的步驟如下(i)，使粒狀聚合物樹脂與熱塑性粘合粘結(jié)劑接觸，形成一層直接粘合于樹脂粒子表面上的粘結(jié)劑涂層，隨后是(ii)，使涂布粘結(jié)劑的樹脂粒子與添加劑接觸，形成一層添加劑直接粘合于涂布粘結(jié)劑的樹脂粒子的粘接劑涂層上的均勻涂層，和(b)將所制得的樹脂粒子擠出成形為擠塑產(chǎn)品，該樹脂粒子的表面有一層直接粘合其上的粘接劑層，而在該粘接劑層上有一層直接粘合其上的添加劑涂層。
21.權(quán)利要求20的方法，其中擠塑產(chǎn)品選自條帶、柔軟塑料薄膜、發(fā)泡型材以及其組合。
22.權(quán)利要求21的方法，其中柔軟塑料薄膜選自取向薄膜、非取向薄膜及其組合。
23.權(quán)利要求20的方法，包括在進(jìn)行步驟(b)之前重復(fù)步驟(a)至少一次。
24.權(quán)利要求20的方法，其中粘結(jié)劑是含水形式，步驟(a)還包括(iii)，將具有添加劑均勻涂層 粘合其上的粘結(jié)劑涂層了的樹脂粒子干燥。
25.權(quán)利要求24的方法，包括在進(jìn)行步驟(b)之前重復(fù)步驟(a)至少一次。
26.權(quán)利要求20的方法，其中在步驟(a)中的接觸期間，添加劑、粘結(jié)劑和樹脂粒子的用量為，每約100重量份樹脂粒子約1重量份～約40重量份添加劑，而每約100重量份添加劑約30重量份～約50重量份粘結(jié)劑。
27.權(quán)利要求20的方法，其中聚合物樹脂選自聚苯乙烯、丁二烯苯乙烯共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元聚合物、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚(四氟乙烯-co-六氟丙烯)、聚氯乙烯、聚酰胺、聚丙烯、聚乙烯以及其組合。
28.權(quán)利要求20的方法，其中粘結(jié)劑選自乙酸乙烯酯均聚物、聚氨酯、聚丙烯酸類及其組合。
29.權(quán)利要求20的方法，其中粘結(jié)劑選自溶液、乳液、分散體及其組合。
30.權(quán)利要求20的方法，其中添加劑選自防粘連劑、防霧劑、滑爽劑、抗微生物劑、顏料、阻燃劑、抗氧劑、成核劑、熱穩(wěn)定劑、沖擊性改善劑、增塑劑、潤滑劑、增稠劑、紫外光穩(wěn)定劑、抗靜電劑、潤濕劑以及其組合。
31.權(quán)利要求30的方法，其中成核劑選自一氮化硼、碳酸氫鈉和檸檬酸的混合物、偶氮二酰胺、滑石粉、聚四氟乙烯粉末及其組合。
全文摘要
一種聚合物樹脂組合物,它包含用添加劑涂布的粒狀聚合物樹脂。該添加劑,通過在粒子和添加劑之間的一層熱塑性粘合粘結(jié)劑涂層,粘合于樹脂粒子的表面。
文檔編號C08K3/00GK1203540SQ96198756
公開日1998年12月30日 申請日期1996年9月30日 優(yōu)先權(quán)日1995年10月2日
發(fā)明者S·A·霍克斯 申請人:尼特克有限公司