KR20210027425A - 블로킹이 감소된 코팅된 올레핀계 중합체 - Google Patents
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Abstract
올레핀계 중합체를 포함하는 중합체 조성물로부터 형성된 중합체 입자, 및 수성 금속 산 분산액 및 수성 폴리실록산 유화액을 포함하는 코팅 조성물로부터 형성된 코팅을 포함하는 코팅된 중합체 입자의 형성 방법으로서, 상기 방법은 하기 단계를 포함한다:
수성 금속 산 분산액 및 수성 폴리실록산 유화액을 함께 혼합하여 분산액/유화액 혼합물을 형성하는 단계;
분산액/유화액 혼합물을 중합체 입자의 표면의 일부에 도포하여 습식-코팅된 중합체 입자를 형성하는 단계;
습식-코팅된 중합체 입자를 건조시켜 코팅된 중합체 입자를 형성하는 단계. 수성 금속 산 분산액 및 수성 폴리실록산 유화액은 또한 개별 단계에서 개별적으로 도포될 수 있다.
수성 금속 산 분산액 및 수성 폴리실록산 유화액을 함께 혼합하여 분산액/유화액 혼합물을 형성하는 단계;
분산액/유화액 혼합물을 중합체 입자의 표면의 일부에 도포하여 습식-코팅된 중합체 입자를 형성하는 단계;
습식-코팅된 중합체 입자를 건조시켜 코팅된 중합체 입자를 형성하는 단계. 수성 금속 산 분산액 및 수성 폴리실록산 유화액은 또한 개별 단계에서 개별적으로 도포될 수 있다.
Description
관련 출원의 교차 참조
본 출원은 2018년 6월 29일에 출원된 미국 특허 출원 제62/692,271호의 우선권의 이익을 주장하며, 그 전체 내용이 본원에 인용되어 포함된다.
올레핀계 중합체 입자, 및 특히 비정질 중합체는 입자가 스핀 건조기와 같은 건조기에서 포장 장비로 운반됨에 따라 응집, 시팅(sheeting) 및 아칭(arching)(브리징(bridging))이 발생하기 쉽다. 임의의 일시적인 중단 또는 보류(예컨대, 배깅(bagging) 장비에서)는 입자의 응집으로 인해 완전히 막힐 수 있다. 입자(예컨대, 펠릿)가 백에 포장된 후 백은 통상적으로 벨트 컨베이어 상에서 팔레타이저(palletizer)로 운반된다. 컨베이어 상에서 펠릿을 빠르게 차단하면 팔레타이저 오작동이 발생하여 전체 포장 장비 작동이 중단되고 중합체 펠릿이 폐기된다. 반(半) 결정질 중합체는 저장 중에 함께 덩어리질 수도 있다. 중합체 펠릿의 저장 수명을 개선하기 위한 종래 조치는 더 낮은 온도에서 펠릿을 유지하고 PDMS와 같은 점착 방지제를 사용하는 것을 포함한다. 그러나, 이러한 조치는 포장 라인에서 펠릿의 체류 시간이 통상적으로 30초를 초과하는 경우 효과가 없다. 또한, 펠릿 표면에 과도한 양의 PDMS는 최종 제품 사용에 부정적인 결과를 갖는다.
중합체 펠릿 및 코팅 조성물은 하기 참고 문헌에 기재되어 있다: 미국 특허 제7,122,584호, 미국 특허 제8,986,442호, 미국 특허 제6,756,116호, 미국 특허 제9,290,668호, 미국 특허 제9,169,374호, 국제공개 WO 2017/049064호, 국제공개 WO 2001/012716호, 국제공개 WO 2009/035877호, 미국 특허 제4,960,644호; 미국 특허 제5,007,961호; 미국 특허 제6,120,899호, 미국 특허 제8,173,209호, 미국 특허 제6,228,902호, 미국 특허 제9,758,626호, 미국 특허 제9,683,089호, 미국 특허 제5,096,493호; 미국 특허 제5,334,644호; 미국 특허 제5,443,910호; 미국 특허 제6,403,677호; 워커(Walker), 유럽 특허출원공개 EP 0749454 A1호; 및 미국 특허출원공개: US 2013/0101852호.
따라서, 개선된 중합체 펠릿, 및 저장 수명이 증가된, 이를 제조하기 위하며 포장 작업에 안정적으로 사용될 수 있는 방법에 대한 요구가 존재한다. 이러한 요구는 하기 발명에 의해 제공된다.
올레핀계 중합체를 포함하는 중합체 조성물로부터 형성된 중합체 입자, 및 수성 금속 산 분산액 및 수성 폴리실록산 유화액을 포함하는 코팅 조성물로부터 형성된 코팅을 포함하는 코팅된 중합체 입자의 형성 방법으로서, 상기 방법은:
수성 금속 산 분산액 및 수성 폴리실록산 유화액을 함께 혼합하여 분산액/유화액 혼합물을 형성하는 단계;
분산액/유화액 혼합물을 중합체 입자의 표면의 일부에 도포하여 습식-코팅된 중합체 입자를 형성하는 단계;
습식-코팅된 중합체 입자를 건조시켜 코팅된 중합체 입자를 형성하는 단계;를 포함한다.
올레핀계 중합체를 포함하는 중합체 조성물로부터 형성된 중합체 입자, 및 수성 금속 산 분산액 및 수성 폴리실록산 유화액을 포함하는 코팅 조성물로부터 형성된 코팅을 포함하는 코팅된 중합체 입자의 형성 방법으로서, 상기 방법은:
A) 수성 폴리실록산 유화액을 중합체 입자의 표면의 일부에 도포하여 유화액-코팅된 중합체 입자를 형성하는 단계;
B) 수성 금속 산 분산액을 유화액-코팅된 중합체 입자의 표면의 일부에 도포하여 분산액-유화액-코팅된 중합체 입자를 형성하는 단계;
C) 분산액-유화액-코팅된 중합체 입자를 건조시켜 코팅된 중합체 입자를 형성하는 단계;를 포함하며, 그리고
선택적으로, 단계 B 이전에 단계 A로부터 유화액-코팅된 중합체 입자가 건조된다.
올레핀계 중합체를 포함하는 중합체 조성물로부터 형성된 중합체 입자, 및 수성 금속 산 분산액 및 수성 폴리실록산 유화액을 포함하는 코팅 조성물로부터 형성된 코팅을 포함하는 코팅된 중합체 입자의 형성 방법으로서, 상기 방법은:
A) 수성 금속 산 분산액을 중합체 입자의 표면의 일부에 도포하여 분산액-코팅된 중합체 입자를 형성하는 단계;
B) 수성 폴리실록산 유화액을 분산액-코팅된 중합체 입자의 표면의 일부에 도포하여 유화액-분산액-코팅된 중합체 입자를 형성하는 단계;
C) 유화액-분산액-코팅된 중합체 입자를 건조시켜 코팅된 중합체 입자를 형성하는 단계;를 포함하며, 그리고
선택적으로, 단계 B 이전에 단계 A로부터 분산액-코팅된 중합체 입자가 건조된다.
올레핀계 중합체를 포함하는 중합체 조성물로부터 형성된 중합체 입자, 및 수성 금속 산 분산액 및 수성 폴리실록산 유화액을 포함하는 코팅 조성물로부터 형성된 코팅을 포함하는 코팅된 중합체 입자를 포함하는 조성물; 및
코팅 내에서 폴리실록산 유화액 대 금속 산의 중량비는 0.10 내지 10.0이고; 그리고
금속 산은 코팅된 중합체 입자의 중량을 기준으로, 0 초과 내지 5000 ppm의 양으로 존재하며; 그리고
폴리실록산은 코팅된 중합체 입자의 중량을 기준으로, 0 초과 내지 500 ppm의 양으로 존재한다.
도 1은 수성 금속 산 분산액 및 수성 폴리실록산 유화액의 사전 혼합을 사용하는 코팅 방법을 도시한다.
도 2는 수성 금속 산 분산액 및 수성 폴리실록산 유화액을 도포하기 위해 별도의 시스템을 사용하는 코팅 방법을 도시한다.
도 3은 부가혼합된 수성 금속 산 분산액 및 수성 폴리실록산 유화액의 개별 시스템을 사용하는 코팅 방법을 도시하며, 부가혼합물은 중합체 입자에 도포된다.
도 4는 "1 단계" 코팅 공정 흐름도를 도시한다.
도 5는 "2 단계" 코팅 공정 흐름도를 도시한다.
도 2는 수성 금속 산 분산액 및 수성 폴리실록산 유화액을 도포하기 위해 별도의 시스템을 사용하는 코팅 방법을 도시한다.
도 3은 부가혼합된 수성 금속 산 분산액 및 수성 폴리실록산 유화액의 개별 시스템을 사용하는 코팅 방법을 도시하며, 부가혼합물은 중합체 입자에 도포된다.
도 4는 "1 단계" 코팅 공정 흐름도를 도시한다.
도 5는 "2 단계" 코팅 공정 흐름도를 도시한다.
상기 및 본원에 기재된 공정 및 조성물은 취급이 우수한 중합체 입자(예를 들어, 중합체 펠릿)를 제공한다는 것이 밝혀졌다. 또한, 이러한 방법 및 조성물이 양호한 블로킹 방지 및 점착 방지 성능; 용융 처리시 컬러 바디를 형성할 수 있는 첨가제 패키지와의 상호 작용이 없거나 최소화된 상호 작용; 맛 또는 냄새 문제가 없거나 최소화된 맛 또는 냄새 문제(예를 들어, 펠릿으로부터 또는 펠릿의 용융 처리 후); 및 잔류 용매 문제를 전혀 제공하지 않는다는 것이 밝혀졌다. 추가 이점은 하기를 포함한다: 필름 도포 시 젤 증가 없음, 접착력 및 기계적 특성 유지, 건조 공정 중 오염이 없거나 최소화된 오염, 및 상업용 열차의 교차 오염이 없거나 최소화된 교차 오염.
또한, 상기 및 본원에 기재된 바와 같은 코팅 조성물은 입자가 건조기(예를 들어, 스핀 건조기)를 빠져나간 후 또는 입자가 유동층 건조기의 건조 구역에 들어가기 전에 중합체 입자에 도포될 수 있다. 코팅 조성물의 각 성분은 또한 개별적으로 추가되어, 동일한 결과를 얻을 수 있다. 예를 들어, 수성 폴리실록산 유화액을 먼저 입자에 도포한 다음 건조 단계를 수행할 수 있다. 그런 다음, 수성 금속 산이 선택적으로 건조 단계를 수행하면서 중합체 입자에 도포될 수 있다.
상기 토의된 바와 같이, 제1 양태에서, 올레핀계 중합체를 포함하는 중합체 조성물로부터 형성된 중합체 입자, 및 수성 금속 산 분산액 및 수성 폴리실록산 유화액을 포함하는 코팅 조성물로부터 형성된 코팅을 포함하는 코팅된 중합체 입자의 형성 방법이 제공되며, 상기 방법은:
수성 금속 산 분산액 및 수성 폴리실록산 유화액을 함께 혼합하여 분산액/유화액 혼합물을 형성하는 단계;
분산액/유화액 혼합물을 중합체 입자의 표면의 일부에 도포하여 습식-코팅된 중합체 입자를 형성하는 단계;
습식-코팅된 중합체 입자를 건조시켜 코팅된 중합체 입자를 형성하는 단계;를 포함한다.
제2 양태에서, 올레핀계 중합체를 포함하는 중합체 조성물로부터 형성된 중합체 입자, 및 수성 금속 산 분산액 및 수성 폴리실록산 유화액을 포함하는 코팅 조성물로부터 형성된 코팅을 포함하는 코팅된 중합체 입자의 형성 방법이 제공되며, 상기 방법은:
A) 수성 폴리실록산 유화액을 중합체 입자의 표면의 일부에 도포하여 유화액-코팅된 중합체 입자를 형성하는 단계;
B) 수성 금속 산 분산액을 유화액-코팅된 중합체 입자의 표면의 일부에 도포하여 분산액-유화액-코팅된 중합체 입자를 형성하는 단계;
C) 분산액-유화액-코팅된 중합체 입자를 건조시켜 코팅된 중합체 입자를 형성하는 단계;를 포함하며, 그리고
선택적으로, 단계 B 이전에 단계 A로부터 유화액-코팅된 중합체 입자가 건조된다.
제3 양태에서, 올레핀계 중합체를 포함하는 중합체 조성물로부터 형성된 중합체 입자, 및 수성 금속 산 분산액 및 수성 폴리실록산 유화액을 포함하는 코팅 조성물로부터 형성된 코팅을 포함하는 코팅된 중합체 입자의 형성 방법이 제공되며, 상기 방법은:
A) 수성 금속 산 분산액을 중합체 입자의 표면의 일부에 도포하여 분산액-코팅된 중합체 입자를 형성하는 단계;
B) 수성 폴리실록산 유화액을 분산액-코팅된 중합체 입자의 표면의 일부에 도포하여 유화액-분산액-코팅된 중합체 입자를 형성하는 단계;
C) 유화액-분산액-코팅된 중합체 입자를 건조시켜 코팅된 중합체 입자를 형성하는 단계;를 포함하며, 그리고
선택적으로, 단계 B 이전에 단계 A로부터 분산액-코팅된 중합체 입자가 건조된다.
제4 양태에서, 올레핀계 중합체를 포함하는 중합체 조성물로부터 형성된 중합체 입자, 및 수성 금속 산 분산액 및 수성 폴리실록산 유화액을 포함하는 코팅 조성물로부터 형성된 코팅을 포함하는 코팅된 중합체 입자를 포함하는 조성물이 제공되며; 그리고
금속 산은 코팅된 중합체 입자의 중량을 기준으로, 0 초과 내지 5000 ppm, 또는 4000 ppm, 또는 3000 ppm, 또는 2000 ppm, 또는 1000 ppm, 또는 950 ppm, 또는 900 ppm, 또는 850 ppm, 또는 800 ppm, 또는 750 ppm, 또는 700 ppm, 또는 650 ppm, 또는 600 ppm, 또는 550 ppm, 또는 500 ppm, 또는 450 ppm, 또는 400 ppm, 또는 350 ppm, 또는 300 ppm의 양으로 존재하며; 그리고
폴리실록산은 코팅된 중합체 입자의 중량을 기준으로, 0 초과 내지 500 ppm, 또는 450 ppm, 또는 400 ppm, 또는 350 ppm, 또는 300 ppm의 양으로 존재한다.
제5 양태에서, 올레핀계 중합체를 포함하는 중합체 조성물로부터 형성된 중합체 입자, 및 수성 금속 산 분산액 및 수성 폴리실록산 유화액을 포함하는 코팅 조성물로부터 형성된 코팅을 포함하는 코팅된 중합체 입자의 형성 방법이 제공되며, 상기 방법은:
수성 금속 산 분산액 및 수성 폴리실록산 유화액을 수성 폴리실록산 유화액 대 수성 금속 산 분산액의 혼합비로 함께 혼합하는 단계를 포함하며, 수성 폴리실록산 유화액 대 수성 금속 산 분산액의 혼합비는 0.05 이상 내지 0.8이하이고;
분산액/유화액 혼합물을 중합체 입자의 표면의 일부에 도포하여 습식-코팅된 중합체 입자를 형성하는 단계;
습식-코팅된 중합체 입자를 건조시켜 코팅된 중합체 입자를 형성하는 단계;를 포함한다.
본 발명의 방법은 본원에 기재된 둘 이상의 실시형태의 조합을 포함할 수 있다.
본 발명의 조성물은 본원에 기재된 둘 이상의 실시형태의 조합을 포함할 수 있다.
언급된 경우를 제외하고 하기 실시형태는 상기 기재된 5개 양태 모두에 적용된다.
본원에 기재된 일 실시형태 또는 실시형태의 조합에서, 금속 산의 금속은 칼슘, 아연 또는 바륨으로부터 선택된다.
본원에 기재된 일 실시형태 또는 실시형태의 조합에서, 금속 산은 금속 스테아레이트 및 추가로 칼슘 스테아레이트를 포함한다.
본원에 기재된 일 실시형태 또는 실시형태의 조합에서, 금속 산은 금속 스테아레이트 및 추가로 칼슘 스테아레이트, 및 금속 C16 지방산, 및 추가로 칼슘 C16 지방산을 포함한다.
제4 양태를 위해, 본원에 기재된 일 실시형태 또는 실시형태의 조합에서, 코팅 내에서 폴리실록산 대 금속 산의 중량비는 0.10 내지 10.0, 또는 0.15 내지 10.0, 또는 0.20 내지 10.0, 또는 0.25 내지 10.0, 또는 0.30 내지 10.0, 또는 0.35 내지 9.0, 또는 0.40 내지 8.0, 또는 0.45 내지 7.0, 또는 0.50 내지 6.0, 또는 0.55 내지 5.0, 또는 1.0 내지 10.0, 또는 1.1 내지 9.0, 또는 1.2 내지 8.0, 또는 1.3 내지 7.0, 또는 1.4 내지 6.0, 또는 1.5 내지 5.0이다.
제4 양태를 위해, 본원에 기재된 일 실시형태 또는 실시형태의 조합에서, 금속 산은 코팅된 중합체 입자의 중량을 기준으로, 0 초과 내지 5000 ppm, 또는 2 ppm 내지 5000 ppm, 또는 2 ppm 내지 4000 ppm, 또는 2 ppm 내지 3000 ppm, 또는 2 ppm 내지 2000 ppm, 또는 2 ppm 내지 1000 ppm, 또는 2 ppm 내지 900 ppm, 또는 2 ppm 내지 800 ppm의 양으로 존재한다.
제4 양태를 위해, 본원에 기재된 일 실시형태 또는 실시형태의 조합에서, 폴리실록산은 코팅된 중합체 입자의 중량을 기준으로, 0 초과 내지 500 ppm, 또는 20 ppm 내지 500 ppm, 또는 20 ppm 내지 300 ppm, 또는 30 ppm 내지 300 ppm, 또는 40 ppm 내지 300 ppm, 또는 50 ppm 내지 300 ppm의 양으로 존재한다.
제5 양태를 위해, 본원에 기재된 일 실시형태 또는 실시형태의 조합에서, 수성 폴리실록산 유화액 대 수성 금속 산 분산액의 혼합비는 0.05 이상 내지 0.8 이하, 또는 0.1 이상 내지 0.8 이하, 또는 0.2 이상 내지 0.8 이하, 또는 0.3 이상 내지 0.8 이하, 또는 0.3 이상 내지 0.6 이하, 또는 0.3 이상 내지 0.5 이하이다.
제5 양태를 위해, 본원에 기재된 일 실시형태 또는 실시형태의 조합에서, 수성 폴리실록산 유화액은 수성 매질에서 PDMS 오일의 유화액이다.
제5 양태를 위해, 본원에 기재된 일 실시형태 또는 실시형태의 조합에서, 수성 금속 산 분산액은 수성 매질에 분산된 칼슘 스테아레이트(C18)와 칼슘 팔미테이트(C16)의 혼합물이다.
제5 양태를 위해, 본원에 기재된 일 실시형태 또는 실시형태의 조합에서, 수성 폴리실록산 유화액은 XIAMETER MEM-0024이며 수성 금속 산 분산액은 CHRISCOAT 50EF-SD628이다.
본원에 기재된 일 실시형태 또는 실시형태의 조합에서, 금속 산은 칼슘 스테아레이트이다.
본원에 기재된 일 실시형태 또는 실시형태의 조합에서, 폴리실록산은 폴리디메틸실록산(PDMS)이다.
본원에 기재된 일 실시형태 또는 실시형태의 조합에서, 분산액/유화액 혼합물은 펠릿화수(pelletization water)에 첨가되며, 중합체 입자는 펠릿화수에 첨가된다.
본원에 기재된 일 실시형태 또는 실시형태의 조합에서, 수성 금속 산 분산액 또는 수성 폴리실록산 유화액은 펠릿화수에 첨가되며, 중합체 입자는 펠릿화수에 첨가된다.
본원에 기재된 일 실시형태 또는 실시형태의 조합에서, 제1 양태 및 제5 양태를 위해, 분산액/유화액 혼합물은 중합체 입자의 표면에 분무된다.
본원에 기재된 일 실시형태 또는 실시형태의 조합에서, 제2 양태 및 제3 양태를 위해, 수성 분산액 및/또는 수성 유화액은 중합체 입자의 표면에 분무된다.
본원에 기재된 일 실시형태 또는 실시형태의 조합에서, 제1 양태 및 제5 양태를 위해, 습식-코팅된 중합체 입자는 주위 온도에서 공기 건조, 열풍 건조, 진공 건조, 또는 가열에 의해 건조된다. 본원에 기재된 일 실시형태 또는 실시형태의 조합에서, 제2 양태를 위해, 분산액-유화액-코팅된 중합체 입자는 주위 온도에서 공기 건조, 열풍 건조, 진공 건조, 또는 가열에 의해 건조된다. 본원에 기재된 일 실시형태 또는 실시형태의 조합에서, 제3 양태를 위해, 유화액-분산액-코팅된 중합체 입자는 주위 온도에서 공기 건조, 열풍 건조, 진공 건조, 또는 가열에 의해 건조된다. 본원에 기재된 일 실시형태 또는 실시형태의 조합에서, 제4 양태를 위해, 조성물은 제1, 제2, 제3, 또는 제5 양태에 따른 임의의 방법을 따르는 건식 코팅된 조성물이다.
본원에 기재된 일 실시형태 또는 실시형태의 조합에서, 코팅 조성물은 가교되지 않는다. 본원에 사용된 용어 "가교결합"은 조성물의 적어도 50 중량%가 12시간 동안 140℃(자일렌의 끓는점, 환류)의 온도에서 자일렌에서 환류한 후 불용성 상태로 남아 있음을 의미한다. ASTM D2765 참조.
본원에 기재된 일 실시형태 또는 실시형태의 조합에서, 중합체 입자는 펠릿 형태이다.
본원에 기재된 일 실시형태 또는 실시형태의 조합에서, 코팅은 코팅의 중량을 기준으로, 각각 0.10 중량% 이하, 또는 0.05 중량% 이하, 또는 0.01 중량% 이하의 아미드-함유 화합물 또는 아미드-함유 중합체를 포함한다. 추가의 실시형태에서, 코팅은 아미드-함유 중합체의 아미드-함유 화합물을 포함하지 않는다. 본원에 기재된 일 실시형태 또는 실시형태의 조합에서, 중합체 조성물은 중합체 조성물의 중량을 기준으로, 각각 0.10 중량% 이하, 또는 0.05 중량% 이하, 또는 0.01 중량% 이하의 아미드-함유 화합물 또는 아미드-함유 중합체를 포함한다. 추가의 실시형태에서, 중합체 조성물은 아미드-함유 중합체의 아미드-함유 화합물을 포함하지 않는다.
본원에 기재된 일 실시형태 또는 실시형태의 조합에서, 코팅은 코팅의 중량을 기준으로, 각각 0.10 중량% 이하, 또는 0.05 중량% 이하, 또는 0.01 중량% 이하의 산-함유 화합물 또는 산-함유 중합체를 포함한다. 추가의 실시형태에서, 코팅은 산-함유 중합체의 산-함유 화합물을 포함하지 않는다. 본원에 기재된 일 실시형태 또는 실시형태의 조합에서, 중합체 조성물은 중합체 조성물의 중량을 기준으로, 0.10 중량% 이하, 또는 0.05 중량% 이하, 또는 0.01 중량% 이하의 산-함유 중합체를 포함한다. 추가의 실시형태에서, 중합체 조성물은 산-함유 중합체를 포함하지 않는다.
본원에 기재된 일 실시형태 또는 실시형태의 조합에서, 코팅은 코팅의 중량을 기준으로, 0.10 중량% 이하, 또는 0.05 중량% 이하, 또는 0.01 중량% 이하의 에틸렌-비닐 아세테이트(이하, EVA로 지칭됨)를 포함한다. 추가의 실시형태에서, 코팅은 EVA를 포함하지 않는다. 본원에 기재된 일 실시형태 또는 실시형태의 조합에서, 중합체 조성물은 중합체 조성물의 중량을 기준으로, 0.10 중량% 이하, 또는 0.05 중량% 이하, 또는 0.01 중량% 이하의 EVA를 포함한다. 추가의 실시형태에서, 중합체 조성물은 EVA를 포함하지 않는다.
본원에 기재된 일 실시형태 또는 실시형태의 조합에서, 코팅은 코팅의 중량을 기준으로, 0.10 중량% 이하, 또는 0.05 중량% 이하, 또는 0.01 중량% 이하의 프로필렌계 중합체를 포함한다. 추가의 실시형태에서, 코팅은 프로필렌계 중합체를 포함하지 않는다. 본원에 기재된 일 실시형태 또는 실시형태의 조합에서, 중합체 조성물은 중합체 조성물의 중량을 기준으로, 0.10 중량% 이하, 또는 0.05 중량% 이하, 또는 0.01 중량% 이하의 프로필렌계 중합체를 포함한다. 추가의 실시형태에서, 중합체 조성물은 프로필렌계 중합체를 포함하지 않는다.
본원에 기재된 일 실시형태 또는 실시형태의 조합에서, 코팅은 코팅의 중량을 기준으로, 0.10 중량% 이하, 또는 0.05 중량% 이하, 또는 0.01 중량% 이하의, 스티렌을 중합된 형태로 함유하는 중합체를 포함한다. 추가의 실시형태에서, 코팅은 스티렌을 중합된 형태로 함유하는 중합체를 포함하지 않는다. 본원에 기재된 일 실시형태 또는 실시형태의 조합에서, 중합체 조성물은 중합체 조성물의 중량을 기준으로, 0.10 중량% 이하, 또는 0.05 중량% 이하, 또는 0.01 중량% 이하의, 스티렌을 중합된 형태로 함유하는 중합체를 포함한다. 추가의 실시형태에서, 중합체 조성물은 스티렌을 중합된 형태로 함유하는 중합체를 포함하지 않는다.
본원에 기재된 일 실시형태 또는 실시형태의 조합에서, 코팅은 코팅의 중량을 기준으로, 0.10 중량% 이하, 또는 0.05 중량% 이하, 또는 0.01 중량% 이하의 플루오로 함유 중합체를 포함한다. 추가의 실시형태에서, 코팅은 플루오로 함유 중합체를 포함하지 않는다. 본원에 기재된 일 실시형태 또는 실시형태의 조합에서, 중합체 조성물은 중합체 조성물의 중량을 기준으로, 0.10 중량% 이하, 또는 0.05 중량% 이하, 또는 0.01 중량% 이하의 플루오로 함유 중합체를 포함한다. 추가의 실시형태에서, 중합체 조성물은 플루오로 함유 중합체를 포함하지 않는다.
본원에 기재된 일 실시형태 또는 실시형태의 조합에서, 코팅은 코팅의 중량을 기준으로, 0.10 중량% 이하, 또는 0.05 중량% 이하, 또는 0.01 중량% 이하의 폴리우레탄을 포함한다. 추가의 실시형태에서, 코팅은 폴리우레탄을 포함하지 않는다. 본원에 기재된 일 실시형태 또는 실시형태의 조합에서, 중합체 조성물은 중합체 조성물의 중량을 기준으로, 0.10 중량% 이하, 또는 0.05 중량% 이하, 또는 0.01 중량% 이하의 폴리우레탄을 포함한다. 추가의 실시형태에서, 중합체 조성물은 폴리우레탄을 포함하지 않는다.
본원에 기재된 일 실시형태 또는 실시형태의 조합에서, 코팅은 코팅의 중량을 기준으로, 0.10 중량% 이하, 또는 0.05 중량% 이하, 또는 0.01 중량% 이하의 왁스를 포함한다. 추가의 실시형태에서, 코팅은 왁스를 포함하지 않는다. 본원에 기재된 일 실시형태 또는 실시형태의 조합에서, 중합체 조성물은 중합체 조성물의 중량을 기준으로, 0.10 중량% 이하, 또는 0.05 중량% 이하, 또는 0.01 중량% 이하의 왁스를 포함한다. 추가의 실시형태에서, 중합체 조성물은 왁스를 포함하지 않는다. 본원에 사용된 용어 "왁스"는 177℃에서 5,000 cp 이하의 용융 점도를 가지고, 23℃ 및 1기압에서 고체인 에틸렌계 중합체, 또는 230℃에서 5,000 cP 이하의 용융 점도를 가지고, 23℃ 및 1기압에서 고체인 프로필렌계 중합체, 또는 145℃에서 5,000 cP 이하의 용융 점도를 가지고, 23℃ 및 1기압에서 고체인 폴리실록산을 지칭한다.
본원에 기재된 일 실시형태 또는 실시형태의 조합에서, 올레핀계 중합체는 에틸렌계 중합체 또는 프로필렌계 중합체이다.
본원에 기재된 일 실시형태 또는 실시형태의 조합에서, 올레핀계 중합체는 에틸렌계 중합체이다. 추가의 실시형태에서, 에틸렌계 중합체는 0.5 내지 2000 g/10분, 또는 1.0 내지 1000 g/10분, 또는 5.0 내지 500 g/10분, 또는 10 내지 100 g/10분의 용융 지수(I2)를 갖는다.
에틸렌계 중합체의 예는 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 이종 분지된 선형 중합체(LLDPE와 같은 지글러-나타(Ziegler-Natta) 중합된 중합체 포함, 및 The Dow Chemical Company에서 입수 가능한 DOWLEX 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE)과 같은 제품 포함), 동종 분지된 실질적 선형 중합체(예컨대, AFFINITY Polyolefin Plastomers 및 ENGAGE Polyolefin Elastomer, 양쪽 모두 The Dow Chemical Company에서 입수 가능함) 동종 분지된 선형 중합체(예컨대, ExxonMobil에서 입수 가능한 EXACT Polymer), 올레핀 다중블록 공중합체(예컨대, The Dow Chemical Company에서 입수 가능한 INFUSE Olefin Block Copolymers), EPDM 수지(예컨대, The Dow Chemical Company에서 입수 가능한 NORDEL EPDM) 및 올레핀 블록 복합체(예컨대, Dow Chemical Company에서 입수 가능한 INTUNE)를 포함한다. 에틸렌계 중합체의 다른 예는 고압 자유 라디칼 중합으로부터 형성된 에틸렌계 공중합체를 포함한다. 중합체의 예는 SURLYN, BYNEL, ELVAX, NUCREL(DuPont), 및 DUTRAL(Versalis)을 포함한다.
본원에 기재된 일 실시형태 또는 실시형태의 조합에서, 올레핀계 중합체는 에틸렌/알파-올레핀 혼성중합체 및 추가로 에틸렌/알파-올레핀 공중합체이다. 예시적인 알파-올레핀은 3 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 것들, 예컨대 프로필렌, 1-부텐, 1-펜텐, 1-헥센, 1-헵텐, 및 1-옥텐이다.
본원에 기재된 일 실시형태 또는 실시형태의 조합에서, 올레핀계 중합체는 프로필렌계 중합체이다. 추가의 실시형태에서, 프로필렌계 중합체는 프로필렌/알파-올레핀 혼성중합체, 및 추가로 프로필렌/알파-올레핀 공중합체, 또는 프로필렌/에틸렌 혼성중합체, 및 추가로 프로필렌/에틸렌 공중합체이다. 예시적인 알파-올레핀은 1-부텐, 1-펜텐, 1-헥센, 1-헵텐 및 1-옥텐을 포함한다. 프로필렌계 중합체는, The Dow Chemical Company에서 입수 가능한 VERSIFY Polyolefin Elastomer 및 ExxonMobil에서 입수 가능한 VISTAMAXX 중합체를 포함한다.
본원에 기재된 일 실시형태 또는 실시형태의 조합에서, 프로필렌계 중합체는 0.5 내지 2000 g/10분, 또는 1.0 내지 1000 g/10분, 또는 5.0 내지 500 g/10분, 또는 10 내지 100 g/10분의 용융 유속(MFR)을 갖는다.
본원에 기재된 일 실시형태 또는 실시형태의 조합에서, 올레핀계 중합체는 에틸렌/알파-올레핀/디엔 삼원공중합체 또는 에틸렌/알파-올레핀 공중합체로부터 선택된다.
본원에 기재된 일 실시형태 또는 실시형태의 조합에서, 올레핀계 중합체는 에틸렌/알파-올레핀/디엔 삼원공중합체 및 추가로 EPDM이다. 추가의 실시형태에서, 디엔은 ENB이다.
본원에 기재된 일 실시형태 또는 실시형태의 조합에서, 올레핀계 중합체는 0.850 내지 0.940 g/cc, 또는 0.855 내지 0.935 g/cc, 또는 0.860 내지 0.930 g/cc, 또는 0.865 내지 0.925 g/cc(1 cc = 1 cm3)의 밀도를 갖는다. 추가의 실시형태에서, 올레핀계 중합체는 에틸렌/알파-올레핀/디엔 삼원공중합체, 및 추가로 EPDM이다. 추가의 실시형태에서, 디엔은 ENB이다.
본원에 기재된 일 실시형태 또는 실시형태의 조합에서, 올레핀계 공중합체는 0.850 내지 0.880 g/cc, 또는 0.855 내지 0.875 g/cc, 또는 0.858 내지 0.870 g/cc의 밀도를 갖는다. 추가의 실시형태에서, 올레핀계 중합체는 에틸렌/알파-올레핀/디엔 삼원공중합체, 및 추가로 EPDM이다. 추가의 실시형태에서, 디엔은 ENB이다.
본원에 기재된 일 실시형태 또는 실시형태의 조합에서, 올레핀계 중합체는 10 내지 100, 또는 20 내지 80, 또는 30 내지 60의 무니 점도(ML 1+ 4, 125℃)를 갖는다. 추가의 실시형태에서, 올레핀계 중합체는 에틸렌/알파-올레핀/디엔 삼원공중합체, 및 추가로 EPDM이다. 추가의 실시형태에서, 디엔은 ENB이다.
본원에 기재된 일 실시형태 또는 실시형태의 조합에서, 올레핀계 중합체는 혼성중합체의 중량을 기준으로, 50 중량% 내지 65 중량%, 또는 52 중량% 내지 62 중량%, 또는 54 중량% 내지 60 중량%의 C2(ASTM D3900)를 포함한다. 추가의 실시형태에서, 올레핀계 중합체는 에틸렌/알파-올레핀/디엔 삼원공중합체, 및 추가로 EPDM이다. 추가의 실시형태에서, 디엔은 ENB이다.
본원에 기재된 일 실시형태 또는 실시형태의 조합에서, 올레핀계 중합체는 50% 이하, 또는 40% 이하, 또는 30% 이하, 또는 20% 이하, 또는 10% 이하, 또는 5.0% 이하의 결정화도 %를 갖는다. 추가의 실시형태에서, 올레핀계 중합체는 에틸렌/알파-올레핀/디엔 삼원공중합체, 및 추가로 EPDM이다. 추가의 실시형태에서, 디엔은 ENB이다.
본원에 기재된 일 실시형태 또는 실시형태의 조합에서, 올레핀계 중합체는 10% 이하, 또는 9.0% 이하, 또는 8.0% 이하, 또는 7.0% 이하, 또는 6.0% 이하, 또는 5.0% 이하의 결정화도 %를 갖는다. 추가의 실시형태에서, 올레핀계 중합체는 에틸렌/알파-올레핀/디엔 삼원공중합체, 및 추가로 EPDM이다. 추가의 실시형태에서, 디엔은 ENB이다.
본원에 기재된 일 실시형태 또는 실시형태의 조합에서, 올레핀계 중합체는 2.0 내지 5.0, 또는 2.0 내지 4.5, 또는 2.0 내지 4.0, 또는 2.0 내지 4.5, 또는 2.0 내지 3.5, 또는 2.0 내지 3.0의 분자량 분포(MWD)를 갖는다. 추가의 실시형태에서, 올레핀계 중합체는 에틸렌/알파-올레핀/디엔 삼원공중합체, 및 추가로 EPDM이다. 추가의 실시형태에서, 디엔은 ENB이다.
본원에 기재된 일 실시형태 또는 실시형태의 조합에서, 중합체 조성물은 중합체 조성물의 중량을 기준으로, 95 중량% 이상, 또는 98 중량% 이상, 또는 99 중량% 이상의 올레핀계 중합체를 포함한다. 추가의 실시형태에서, 올레핀계 중합체는 에틸렌/알파-올레핀/디엔 삼원공중합체, 및 추가로 EPDM이다. 추가의 실시형태에서, 디엔은 ENB이다.
본원에 기재된 일 실시형태 또는 실시형태의 조합에서, 올레핀계 중합체는 0.850 내지 0.890 g/cc, 또는 0.855 내지 0.885 g/cc, 또는 0.860 내지 0.880 g/cc(1 cc = 1 cm3)의 밀도를 갖는 에틸렌/알파-올레핀 혼성중합체(예를 들어, EPDM)이다.
본원에 기재된 일 실시형태 또는 실시형태의 조합에서, 올레핀계 중합체는 0.850 내지 0.890 g/cc, 또는 0.855 내지 0.885 g/cc, 또는 0.860 내지 0.880 g/cc(1 cc = 1 cm3)의 밀도를 갖는 에틸렌/알파-올레핀 혼성중합체이다. 추가의 실시형태에서, 에틸렌/α-올레핀 혼성중합체는 에틸렌/α-올레핀 공중합체이다. 예시적인 알파-올레핀은 3 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 것들, 예컨대 프로필렌, 1-부텐, 1-펜텐, 1-헥센, 1-헵텐, 및 1-옥텐이다.
본원에 기재된 일 실시형태 또는 실시형태의 조합에서, 올레핀계 중합체는 0.1 내지 50 g/10분, 또는 0.5 내지 40 g/10분, 또는 0.8 내지 30 g/10분의 용융 지수(I2, 190℃ 및 2.16 kg)를 갖는 에틸렌/알파-올레핀 혼성중합체이다. 추가의 실시형태에서, 혼성중합체는 에틸렌/α-올레핀 공중합체이다. 예시적인 알파-올레핀은 3 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 것들, 예컨대 프로필렌, 1-부텐, 1-펜텐, 1-헥센, 1-헵텐, 및 1-옥텐이다.
본원에 기재된 일 실시형태 또는 실시형태의 조합에서, 올레핀계 중합체는 0.1 내지 10 g/10분, 또는 0.5 내지 8.0 g/10분, 또는 0.8 내지 6.0 g/10분의 용융 지수(I2, 190℃ 및 2.16 kg)를 갖는 에틸렌/알파-올레핀 혼성중합체이다. 추가의 실시형태에서, 혼성중합체는 에틸렌/α-올레핀 공중합체이다. 예시적인 알파-올레핀은 3 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 것들, 예컨대 프로필렌, 1-부텐, 1-펜텐, 1-헥센, 1-헵텐, 및 1-옥텐이다.
본원에 기재된 일 실시형태 또는 실시형태의 조합에서, 올레핀계 중합체는 1.7 내지 3.5, 또는 1.8 내지 3.0, 또는 1.8 내지 2.8, 또는 1.8 내지 2.5의 분자량 분포(MWD)를 갖는 에틸렌/알파-올레핀 혼성중합체이다. 추가의 실시형태에서, 혼성중합체는 에틸렌/α-올레핀 공중합체이다. 예시적인 알파-올레핀은 3 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 것들, 예컨대 프로필렌, 1-부텐, 1-펜텐, 1-헥센, 1-헵텐, 및 1-옥텐이다.
본원에 기재된 일 실시형태 또는 실시형태의 조합에서, 중합체 입자는 중합체 입자의 총 표면의 적어도 50%, 또는 적어도 60%, 또는 적어도 70%, 또는 적어도 80% 상에 코팅을 포함한다.
본원에 기재된 일 실시형태 또는 실시형태의 조합에서, 중합체 입자는 중합체 입자의 총 표면의 적어도 85%, 또는 적어도 90%, 또는 적어도 95% 상에 코팅을 포함한다. 중합체 입자의 총 표면적은 입자(예를 들면, 펠릿)의 평균 펠릿 치수 및 그램 당 입자의 중량으로부터; 또는 BET 분석(예를 들어, Micromeritics ASAP 2420으로부터 입수 가능한 BET 기구를 사용함)에 의해서 산출될 수 있다. 코팅된 중합체 입자의 표면적의 양은 통상적으로 확대경을 사용해서 육안 검사에 의해 결정될 수 있다.
본원에 기재된 일 실시형태 또는 실시형태의 조합에서, 금속 산 및 폴리실록산은 코팅의 총 중량의 90 중량% 이상, 또는 95 중량% 이상, 또는 98 중량% 이상, 또는 99 중량% 이상을 포함한다.
본원에 기재된 일 실시형태 또는 실시형태의 조합에서, 코팅된 중합체 입자는 0℃에서 20 lb/ft2 이하, 추가로 15 lb/ft2 이하, 추가로 10 lb/ft2 이하, 추가로 5.0 lb/ft2 이하, 추가로 4.0 lb/ft2 이하, 추가로 3.0 lb/ft2 이하, 추가로 2.0 lb/ft2 이하, 추가로 1.0 lb/ft2 이하, 추가로 0.5 lb/ft2 이하, 추가로 0.2 lb/ft2 이하, 추가로 0.1 lb/ft2 이하의 무한정(unconfined) 항복 강도를 갖는다.
올레핀계 중합체는 본원에 기재된 둘 이상의 실시형태의 조합을 포함할 수 있다. 에틸렌계 중합체는 본원에 기재된 둘 이상의 실시형태의 조합을 포함할 수 있다. 프로필렌계 중합체는 본원에 기재된 둘 이상의 실시형태의 조합을 포함할 수 있다.
상기 기재된 제1, 제2 및 제3 양태를 위해, 본원에 기재된 바와 같이, 하나 이상의 실시형태의 각각의 방법으로부터 형성된 코팅된 중합체 입자가 또한 제공된다. 상기 기재된 제1, 제2 및 제3 양태를 위해, 본원에 기재된 바와 같이, 하나 이상의 실시형태의 각각의 방법으로부터 형성된 코팅된 중합체 입자, 및 적어도 하나의 첨가제를 포함하는 조성물이 또한 제공된다. 첨가제는 항산화제, 자외선 흡수제, 정전기 방지제, 착색제(예컨대, 이산화 티타늄, 카본 블랙 및 안료), 난연제, 및 이들의 임의의 조합을 포함하지만, 이에 한정되지 않는다.
상기 기재된 제1, 제2 및 제3 양태를 위해, 본원에 기재된 바와 같이, 하나 이상의 실시형태의 각각의 방법으로부터 형성된 코팅된 중합체 입자를 포함하는 조성물로부터 형성된 적어도 하나의 성분을 포함하는 물품이 또한 제공된다.
제4 양태를 위해, 본원에 기재된 일 실시형태 또는 실시형태의 조합에서, 조성물은 조성물의 중량을 기준으로 95 중량% 이상, 또는 98 중량% 이상, 또는 99 중량% 이상의 중합체 입자를 포함한다.
제4 양태를 위해, 본원에 기재된 하나 이상의 실시형태의 조성물로부터 형성된 적어도 하나의 성분을 포함하는 물품이 또한 제공된다. 본 발명의 물품은 본원에 기재된 바와 같은 둘 이상의 실시형태의 조합을 포함할 수 있다.
중합체 유화액
수성 폴리실록산 유화액은 물과 폴리실록산을 포함하는 조성물이다. "폴리실록산"은 하기 반복 단위-(SiR1R2-O)n-을 포함하는 중합체이며, 상기 식에서 R1 및 R2는 각각 독립적으로 탄화수소 또는 치환된 탄화수소이고 n은 2 이상이다. 본원에 사용된 용어 "치환된 탄화수소"는 적어도 하나의 헤테로원자(예를 들어, O, N 또는 P)를 포함하는 탄화수소를 지칭한다. 본원에 기재된 일 실시형태 또는 실시형태의 조합에서, R1 및 R2는 각각 독립적으로 탄화수소, 및 추가로 알킬기이다.
본원에 기재된 일 실시형태 또는 실시형태의 조합에서, R1 및/또는 R2는 하기로부터 선택된다: 예를 들어, 비닐기, 알릴기, 부테닐기, 펜테닐기 또는 헥세닐기와 같은 알케닐기, 및 바람직하게는 비닐기; 및 예를 들어, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 시클로펜틸기, 또는 시클로헥실기 또는 유사한 시클로알킬기와 같은 알킬기; 및 예를 들어, 페닐기, 톨릴기, 자일릴기, 벤질기, 페네틸기, 3-페닐프로필기와 같은 아릴기; 예를 들어, 메톡시기 또는 에톡시기와 같은 알콕시기; 예를 들어, 3-클로로프로필기 또는 3,3,3-트리플루오로프로필기와 같은 할로겐화 탄화수소기; 또는 예를 들어, 디메틸케톡심기 또는 메틸에틸케톡심기와 같은 옥심기.
본원에 기재된 일 실시형태 또는 실시형태의 조합에서, 폴리실록산은 폴리디메틸실록산(PDMS), 메틸트리메톡시실란, 비닐트리메톡시실란, 메틸트리옥심실란 또는 비닐트리옥심실란으로부터 선택된다.
본원에 기재된 일 실시형태 또는 실시형태의 조합에서, 폴리실록산은 디메틸비닐실록시기로 캡핑된 양 분자 말단을 갖는 디메틸폴리실록산, 메틸비닐실록산과 양 분자 말단 상에 디메틸비닐실록시기를 갖는 디메틸실록산의 공중합체, 양 분자 말단에 트리메틸실록시기를 갖는 메틸비닐폴리실록산, 또는 환형 메틸비닐실록산으로부터 선택된다.
본원에 기재된 일 실시형태 또는 실시형태의 조합에서, 폴리실록산 중합체는 구조식 -Si(R1R2)-O-를 가지며, 상기 식에서 R1 및 R2는 각각 독립적으로 C1 내지 C18 히드로카르빌기이다. 추가의 실시형태에서, R1 및 R2는 각각 독립적으로 지방족기 및 방향족기로부터 선택된다. 추가의 실시형태에서, 각각은 지방족기, 추가로 알킬, 추가로 메틸로부터 선택된다.
본원에 기재된 일 실시형태 또는 실시형태의 조합에서, 폴리실록산은 25℃에서, 200 내지 2000 cSt, 또는 250 내지 1800 cSt, 또는 300 내지 1600 cSt, 또는 350 내지 1200 cSt의 점도를 갖는다.
중합체 입자
용어 "중합체 입자"는 본원에 기재된 바와 같이 코팅된 입자를 지칭한다. 통상적인 중합체 입자는 실질적으로 판형, 구형, 실린더형 또는 막대형인 것이 일반적이다. 단면적은 중합체에 따라서 다양할 수 있으며, 바람직하게는, 중합체 입자의 단면적은 3 x 10-3 평방 인치(1.93 x 10-2 평방 센티미터) 내지 0.2 평방 인치(1.29 평방 센티미터)이며; 예를 들어 단면이 원형인 경우, 직경이 1/16 인치(0.15875 cm) 내지 1/2 인치(1.27 cm)이다. 일 실시형태에서, 입자는 0.01 평방 인치(6.45 x 10-2 평방 센티미터) 내지 0.05 평방 인치(0.322 평방 센티미터)를 가지며; 예를 들어, 단면이 원형인 경우, 직경은 0.125 인치(0.3175 cm) 내지 0.375 인치(0.9525 cm)이다. 일 실시형태에서, 입자의 직경은 0.25 cm 내지 0.40 cm이다.
중합체 입자는 분말 내지 펠릿의 크기 범위로 미립자 고형물의 형태이다. 펠릿은 미립자 고형물이며, 전적인 것은 아니지만, 2 mm 이상, 통상적으로 2 mm 내지 10 mm, 추가로 2 mm 내지 6 mm, 및 추가로 2 mm 내지 4 mm의 통상적인 평균 입자 크기(가장 긴 치수의 평균)를 갖고, 압출과 펠릿화 공정을 통해서 형성되는 것이 일반적이다. 마이크로펠릿은 통상적으로 표준 펠릿보다 작은 평균 입자 크기를 갖지만, 일반적인 상용 금형 능력으로 제조된 평균 입자 크기보다 크다. 마이크로펠릿의 평균 입자 크기는 200 마이크론 내지 2000 마이크론의 범위가 통상적이다. 마이크로펠릿은 반-타원형을 나타내는 것이 일반적이다.
본원에 기재된 일 실시형태 또는 실시형태의 조합에서, 중합체 입자는 하나의 에틸렌/알파-올레핀 혼성중합체, 또는 하기 특성: 밀도, Mn, Mw, MWD, 공단량체 유형 및/또는 공단량체 함량 중 하나 이상이 상이한 적어도 2개의 에틸렌/알파-올레핀 혼성중합체를 포함하는 중합체 조성물로부터 형성된다. 본원에 기재된 일 실시형태 또는 실시형태의 조합에서, 중합체 입자는 하나의 에틸렌/알파-올레핀 공중합체, 또는 하기 특성: 밀도, Mn, Mw, MWD, 공단량체 유형 및/또는 공단량체 함량 중 하나 이상이 상이한 적어도 2개의 에틸렌/알파-올레핀 공중합체를 포함하는 중합체 조성물로부터 형성된다.
본원에 기재된 일 실시형태 또는 실시형태의 조합에서, 중합체 입자는 하나의 에틸렌/알파-올레핀/디엔 혼성중합체, 또는 하기 특성: 밀도, Mn, Mw, MWD, 공단량체 유형 및/또는 공단량체 함량 중 하나 이상이 상이한 적어도 2개의 에틸렌/알파-올레핀/디엔 혼성중합체를 포함하는 중합체 조성물로부터 형성된다. 본원에 기재된 일 실시형태 또는 실시형태의 조합에서, 중합체 입자는 하나의 EPDM, 또는 하기 특성: 밀도, Mn, Mw, MWD, 공단량체 유형 및/또는 공단량체 함량 중 하나 이상이 상이한 적어도 2개의 EPDM을 포함하는 중합체 조성물로부터 형성된다.
본원에 기재된 일 실시형태 또는 실시형태의 조합에서, 중합체 입자는 에틸렌계 중합체, 추가로 에틸렌계 혼성중합체, 및 추가로 에틸렌계 공중합체를 포함하는 중합체 조성물로부터 형성된다.
중합체 물품은 본원에 기재된 둘 이상의 실시형태의 조합을 포함할 수 있다. 중합체 조성물은 본원에 기재된 바와 같은 둘 이상의 실시형태의 조합을 포함할 수 있다.
본 발명의 방법
본원에 기재된 일 실시형태 또는 실시형태의 조합에서, 코팅된 중합체 입자의 형성 방법은 중합체 입자를 금속 산 분산액 및 폴리실록산 유화액과 접촉시키는 단계를 포함한다. 중합체 입자는 폴리실록산 유화액 전, 후에 또는 동시에 금속 산 분산액과 접촉될 수 있다. 어쨌든, 폴리실록산 유화액 및 금속 산 분산액 둘 다는 중합체 입자가 원하는 제제 또는 제제(들)로 충분히 물리적으로 코팅될 수 있는 조건 하에서 중합체 입자와 접촉되어야 한다.
본원에 기재된 일 실시형태 또는 실시형태의 조합에서, 이러한 접촉은 폴리실록산 유화액의 일부 또는 전부를 중합체 입자 상에 제1 액체 공급하거나, 폴리실록산 유화액의 일부 또는 전부에 중합체 입자를 침지시킴으로써 수행된다. 이후, 금속 산 분산액은 폴리실록산 유화액으로 사전 코팅된 중합체 입자 상에 분포된다. 접촉 및 분포 수단은 금속 산 분산액이 중합체 입자의 표면에 부착되도록 중합체 입자가 금속 산 분산액으로 충분히 코팅되는 한 다양할 수 있다. 대체로, 표면 코팅의 평균 양이 중합체 입자의 총 표면적을 기준으로 50% 이상, 및 바람직하게는 60% 이상, 또는 80% 이상인 한 공정은 충분하다.
일 실시형태에서, 코팅의 두께는 1.0 마이크론 내지 150 마이크론, 또는 5.0 마이크론 내지 100 마이크론, 또는 10 마이크론 내지 50 마이크론이다. 이 수치는 중합체 입자(예를 들어, 펠릿)의 평균 크기 퍼센트 증가율로 표현될 수도 있다. 이 퍼센트 증가율은 일반적으로 금속 산 분산액의 양과 코팅을 도포하고 처리하는 데 사용되는 방법의 유형에 따라 0.01% 내지 15%이다.
블렌딩 장비/공정의 예로는, 예컨대, 예를 들어, 병의 간단한 텀블링, 또는 원뿔형 회전 용기, 리본 블렌더, 드럼 텀블러, 패들 블렌더, 응집 팬 및 유동화층 작동에서의 블렌딩과 같이, 중합체 입자를 이동시키는 임의의 기계적 수단을 포함한다. 일 실시형태에서, 코팅 공정은 공기 또는 비활성 기체 하의 공압 컨베이어의 사용을 포함한다. 적당한 교반, 쉐이킹 또는 스크류 컨베이어에서 짧은 거리의 운반도 제제 또는 제제들의 적절한 분배를 위해 충분할 수 있다. 중합체 입자가 별도의 시간에 유화액 및 분산액과 접촉하는 경우, 폴리실록산 유화액 및 금속 산 분산액에 대해 이용되는 접촉 유형이 동일하거나 또는 상이할 수 있다.
제제들(폴리실록산 유화액 및/또는 금속 산 분산액)과 중합체 입자의 접촉은 임의의 온도에서 수행할 수 있으며, 이 온도에서는 제제가 증발하거나, 고형화되거나, 너무 점성이 강해지거나, 중합체 입자와 크게 반응하지 않는다. 이러한 온도는 흔히 조성물의 성분에 따라서 달라지지만, 통상적으로는 -10℃ 내지 150℃, 또한 0℃ 내지 60℃, 또는 5℃ 내지 35℃이다.
코팅 조성물은 습식-코팅된 중합체 입자를 형성하기 위해 중합체 입자의 표면의 적어도 일부에 분무 코팅될 수 있다. 입자는 예를 들어, 강제 공기 및/또는 스핀 건조기에서 건조될 수 있다.
물품
본 발명은 또한 본 발명의 조성물로부터 형성된 적어도 하나의 성분을 포함하는 물품을 제공한다. 물품은 사출 성형 물품, 열성형 물품, 및 폼을 포함하지만, 이에 한정되지 않는다. 추가의 물품은 의료 장치(예컨대, 압력 커프 및 안정화 장치); 루핑 막(roofing membrane); 팽창식 물품(예컨대, 완구, 워터크래프트, 쿠션재 및 가구), 시트(예컨대, 차양, 배너, 간판, 텐트, 방수포, 및 수영장, 연못 및 매립지용 라이너), 책 바인딩, 및 캐리어(예컨대, 스포츠 가방 및 백팩)를 포함하지만, 이에 한정되지 않는다. 추가 물품은 자동차 부품을 포함한다.
정의
반대로 언급되거나 문맥에서 암시되거나 당업계의 관례적인 것이 아닌 한, 모든 부분 및 퍼센트는 중량 기준이며, 모든 시험 방법은 본 개시의 출원일 현재 통용되는 것이다.
본원에 사용된 용어 "조성물"은 조성물을 포함하는 물질의 혼합물뿐만 아니라 조성물의 물질로부터 형성된 반응 생성물 및 분해 생성물을 포함한다. 임의의 반응 생성물 또는 분해 생성물은 통상적으로 미량으로 또는 잔류량으로 존재한다.
본원에 사용된 용어 "중합체"는 동일하거나 또는 상이한 유형이든지 간에, 단량체를 중합함으로써 제조되는 중합체성 화합물을 지칭한다. 따라서, 일반 용어 중합체는 용어 단독중합체(미량의 불순물이 중합체 구조로 혼입될 수 있음에 대한 이해와 함께 오직 하나의 유형의 단량체로부터 제조된 중합체를 지칭하도록 사용됨) 및 이하에서 정의된 바와 같은 용어 혼성중합체를 포괄한다. 촉매 잔류물과 같은 미량의 불순물은 중합체로 및/또는 중합체 안에 혼입될 수 있다.
본원에 사용된 용어 "혼성중합체"는 적어도 2종의 상이한 유형의 단량체의 중합에 의해 제조된 중합체를 지칭한다. 따라서, 용어 혼성중합체는, 용어 공중합체(2가지 상이한 유형의 단량체로 제조된 중합체를 지칭하는 데 사용됨), 및 2가지 초과의 상이한 유형의 단량체로 제조된 중합체를 포함한다.
본원에 사용된 용어 "올레핀계 중합체"는 중합된 형태로, (중합체의 중량을 기준으로) 50 중량% 또는 대부분 양의 올레핀 단량체, 예를 들면, 에틸렌 또는 프로필렌을 포함하며, 선택적으로는 하나 이상의 공단량체를 포함할 수 있는 중합체를 지칭한다.
본원에 사용된 용어 "에틸렌계 중합체"는 중합된 형태로, (중합체의 중량을 기준으로) 50 중량% 또는 대부분 양의 에틸렌 단량체를 포함하며, 선택적으로 하나 이상의 공단량체를 포함할 수 있는 중합체를 지칭한다.
본원에 사용된 용어 "에틸렌/α-올레핀 혼성중합체"는, 중합된 형태로, (혼성중합체의 중량을 기준으로) 대부분의 양의 에틸렌 단량체, 및 적어도 하나의 α-올레핀을 포함하는 혼성중합체를 지칭한다. 일 실시형태에서, "에틸렌/α-올레핀 혼성중합체"는 중합된 형태로, 혼성중합체의 중량을 기준으로, 50 중량% 또는 대부분 양의 에틸렌 단량체를 포함한다.
본원에 사용된 용어 "에틸렌/α-올레핀/디엔 혼성중합체"는 중합된 형태로, 에틸렌 단량체, α-올레핀, 및 디엔을 포함하는 혼성중합체를 지칭한다. 통상적으로, "에틸렌/α-올레핀/디엔 혼성중합체"는 중합된 형태로, 혼성중합체의 중량을 기준으로, 50 중량% 또는 대부분 양의 에틸렌 단량체를 포함한다. 에틸렌/α-올레핀/디엔 혼성중합체의 비 제한적인 예는 에틸렌, 프로필렌 및 디엔 성분의 삼원공중합체인 EPDM(에틸렌 프로필렌 디엔 단량체) 또는 EPDM 고무이다. EPDM 고무의 제조에 사용되는 적합한 디엔은 디시클로펜타디엔("DCPD"), 에틸리덴노르보르넨("ENB"), 또는 비닐노르보르넨("VNB")을 포함하지만 이에 한정되지 않는다. M 클래스(class)는 폴리메틸렌 유형의 포화 사슬을 갖는 고무를 포함한다. EPDM 고무(에틸렌 프로필렌 디엔 단량체(M-클래스)) 고무는 다양한 범위의 응용으로 특징되는 엘라스토머이다. M 클래스는 폴리메틸렌 유형의 포화 사슬을 갖는 고무를 포함한다. "디엔"은 1,4-헥사디엔, 1,6-옥타디엔, 5-메틸-1,4-헥사디엔, 3,7-디메틸-1,6-옥타디엔, 디시클로펜타디엔(DCPD), 노르보르나디엔, 5-비닐-2-노르보르넨(VNB), 에틸리덴노르보르넨(ENB), 및 이들의 조합일 수 있다.
본원에 사용된 용어 "에틸렌/α-올레핀 공중합체"는, 단 2가지 단량체 유형으로서, 중합된 형태로, (공중합체의 중량을 기준으로) 50 중량% 또는 대부분 양의 에틸렌 단량체, 및 α-올레핀을 포함하는 공중합체를 지칭한다.
본원에 사용된 "프로필렌계 중합체"라는 용어는, 중합된 형태로, (중합체의 중량을 기준으로) 대부분의 양의 프로필렌 단량체를 포함하고, 선택적으로 하나 이상의 공단량체를 포함할 수 있는 중합체를 지칭한다.
본원에 사용된 용어 "프로필렌/α-올레핀 혼성중합체"는, 중합된 형태로, (혼성중합체의 중량을 기준으로) 대부분의 양의 프로필렌 단량체, 및 적어도 하나의 α-올레핀을 포함하는 혼성중합체를 지칭한다.
본원에 사용된 용어 "프로필렌/α-올레핀 공중합체"는, 단 2가지 단량체 유형으로서, 중합된 형태로, (공중합체의 중량을 기준으로) 대부분의 양의 프로필렌 단량체, 및 α-올레핀을 포함하는 공중합체를 지칭한다.
본원에 사용된 용어 "프로필렌/에틸렌 혼성중합체"는 중합된 형태로, (혼성중합체의 중량을 기준으로) 대부분 양의 프로필렌 단량체, 및 적어도 에틸렌을 포함하는 혼성중합체를 지칭한다.
본원에 사용된 용어 "프로필렌/에틸렌 공중합체"는, 단 2가지 단량체 유형으로서, 중합된 형태로, (공중합체의 중량을 기준으로) 대부분의 양의 프로필렌 단량체, 및 에틸렌을 포함하는 공중합체를 지칭한다.
본원에 사용된 용어 "수성 금속 염 분산액"은 물 및 금속 산을 포함하는 조성물을 지칭한다. 이러한 조성물은 계면활성제 및 기타 첨가제와 같은 추가 성분을 포함할 수 있다.
본원에 사용된 용어 "금속 염"은 하나 이상의 금속 지방산을 포함하는 조성물을 지칭한다.
본원에 사용된 용어 "지방산"은 말단 카르복실기를 함유하는 탄화수소 사슬을 지칭한다. 당 업계에서 이해되는 바와 같이, 지방산은 음이온 형태 (-C(O)O-)일 것이다. 바람직한 지방산은 C12-C20 지방산, 및 추가로 C14-C18 지방산, 및 추가로 C16-C18 지방산을 포함한다.
본원에 사용된 "중합체 입자의 표면의 일부"라는 문구는 중합체 입자의 총 표면의 50% 이상을 지칭한다. 중합체 입자의 전체 표면은 상기 논의된 바와 같이 BET에 의해 결정될 수 있다. 일 실시형태에서, 본원에 기재된 바와 같이, 중합체 입자의 총 표면의 60% 이상, 또는 70% 이상, 또는 80% 이상, 또는 90% 이상이 코팅된다. 코팅된 표면적의 양은 육안 검사에 의해 결정될 수 있다.
본원에 사용된 "습식-코팅된 중합체 입자를 건조하여 코팅된 중합체 입자를 형성"이라는 문구 및 기타 유사한 문구는 입자의 표면으로부터 수성 매질을 제거하는 것을 지칭한다. 건조 단계는 코팅된 펠릿 샘플을 채취하고 Computrac Vapor Pro XL 분석기(Arizona Instruments)를 사용하여 펠릿 표면의 수분을 분석하여 모니터링될 수 있다. 펠릿은 200℃에서 10분 동안 가열되고 물의 존재가 검출된다.
본원에 사용된 "건식 코팅된 중합체 입자"라는 문구 및 기타 유사한 문구는 입자의 표면으로부터 수성 매질을 제거한 후 형성된 코팅된 중합체 입자를 지칭한다.
"포함하는(comprising)", "포함하는(including)", "갖는" 및 이들의 파생어의 용어는, 구체적으로 개시되었는지 여부에 관계없이, 임의의 추가의 구성요소, 단계 또는 절차의 존재를 배제하는 것으로 의도되지 않는다. 의심의 여지를 피하기 위해, 용어 "포함하는"의 사용을 통해 청구된 모든 조성물은, 반대로 언급되지 않는 한, 중합체성인지의 여부와 상관없이, 임의의 추가의 첨가제, 보조제 또는 화합물을 포함할 수 있다. 대조적으로, 용어 "~로 필수적으로 이루어진"은, 실시 가능성에 필수적이지 않은 것을 제외하고, 임의의 다른 구성 요소, 단계 또는 절차를 임의의 계속되는 열거 범위에서 배제한다. 용어 "~로 이루어진"은, 구체적으로 기술되거나 열거되지 않은 임의의 성분, 단계 또는 절차를 배제한다.
본 개시내용의 구체적인 실시형태는 하기를 포함하지만, 이에 한정되지 않는다:
1. 하기 단계를 포함하는, 올레핀계 중합체를 포함하는 중합체 조성물로부터 형성된 중합체 입자, 및 수성 금속 산 분산액 및 수성 폴리실록산 유화액을 포함하는 코팅 조성물로부터 형성된 코팅을 포함하는 코팅된 중합체 입자의 형성 방법:
수성 금속 산 분산액 및 수성 폴리실록산 유화액을 함께 혼합하여 분산액/유화액 혼합물을 형성하는 단계;
분산액/유화액 혼합물을 중합체 입자의 표면의 일부에 도포하여 습식-코팅된 중합체 입자를 형성하는 단계;
습식-코팅된 중합체 입자를 건조시켜 코팅된 중합체 입자를 형성하는 단계.
2. 하기 단계를 포함하는, 올레핀계 중합체를 포함하는 중합체 조성물로부터 형성된 중합체 입자, 및 수성 금속 산 분산액 및 수성 폴리실록산 유화액을 포함하는 코팅 조성물로부터 형성된 코팅을 포함하는 코팅된 중합체 입자의 형성 방법:
수성 금속 산 분산액 및 수성 폴리실록산 유화액을 수성 폴리실록산 유화액 대 수성 금속 산 분산액의 혼합비로 함께 혼합하는 단계로서, 수성 폴리실록산 유화액 대 수성 금속 산 분산액의 혼합비는 0.05 이상 내지 0.8 이하, 또는 0.1 이상 내지 0.8 이하, 또는 0.2 이상 내지 0.8 이하, 또는 0.3 이상 내지 0.8 이하, 또는 0.3 이상 내지 0.6 이하, 또는 0.3 이상 내지 0.5 이하인, 단계;
분산액/유화액 혼합물을 중합체 입자의 표면의 일부에 도포하여 습식-코팅된 중합체 입자를 형성하는 단계;
습식-코팅된 중합체 입자를 건조시켜 코팅된 중합체 입자를 형성하는 단계.
3. 하기 단계를 포함하는, 올레핀계 중합체를 포함하는 중합체 조성물로부터 형성된 중합체 입자, 및 수성 금속 산 분산액 및 수성 폴리실록산 유화액을 포함하는 코팅 조성물로부터 형성된 코팅을 포함하는 코팅된 중합체 입자의 형성 방법:
A) 수성 폴리실록산 유화액을 중합체 입자의 표면의 일부에 도포하여 유화액-코팅된 중합체 입자를 형성하는 단계;
B) 수성 금속 산 분산액을 유화액-코팅된 중합체 입자의 표면의 일부에 도포하여 분산액-유화액-코팅된 중합체 입자를 형성하는 단계;
C) 분산액-유화액-코팅된 중합체 입자를 건조시켜 코팅된 중합체 입자를 형성하는 단계; 및
선택적으로, 단계 B 이전에 단계 A로부터 유화액-코팅된 중합체 입자가 건조된다.
4. 하기 단계를 포함하는, 올레핀계 중합체를 포함하는 중합체 조성물로부터 형성된 중합체 입자, 및 수성 금속 산 분산액 및 수성 폴리실록산 유화액을 포함하는 코팅 조성물로부터 형성된 코팅을 포함하는 코팅된 중합체 입자의 형성 방법:
A) 수성 금속 산 분산액을 중합체 입자의 표면의 일부에 도포하여 분산액-코팅된 중합체 입자를 형성하는 단계;
B) 수성 폴리실록산 유화액을 분산액-코팅된 중합체 입자의 표면의 일부에 도포하여 유화액-분산액-코팅된 중합체 입자를 형성하는 단계;
C) 유화액-분산액-코팅된 중합체 입자를 건조시켜 코팅된 중합체 입자를 형성하는 단계; 및
선택적으로, 단계 B 이전에 단계 A로부터 분산액-코팅된 중합체 입자가 건조된다.
5. 실시형태 1 내지 실시형태 4 중 어느 하나에 있어서, 금속 산의 금속은 칼슘, 아연 또는 바륨으로부터 선택되는, 방법.
6. 실시형태 1 내지 실시형태 5 중 어느 하나에 있어서, 금속 산은 금속 스테아레이트 및 추가로 칼슘 스테아레이트를 포함하는, 방법.
7. 실시형태 1 내지 실시형태 6 중 어느 하나에 있어서, 금속 산은 금속 스테아레이트 및 추가로 칼슘 스테아레이트, 및 금속 C16 지방산, 및 추가로 칼슘 C16 지방산을 포함하는, 방법.
8. 실시형태 1 내지 실시형태 7 중 어느 하나에 있어서, 코팅된 중합체 입자 내의 폴리실록산 대 금속 산의 중량비는 0.10 내지 10.0, 또는 0.20 내지 10.0, 또는 0.30 내지 10.0, 또는 0.35 내지 9.0, 또는 0.40 내지 8.0, 또는 0.45 내지 7.0, 또는 0.50 내지 6.0, 또는 0.55 내지 6.0인, 방법.
9. 실시형태 1 내지 실시형태 8 중 어느 하나에 있어서, 코팅된 중합체 입자 내의 폴리실록산 대 금속 산의 중량비는 0.10 내지 10.0이며, 폴리실록산은 코팅된 중합체 입자의 중량을 기준으로, 20 ppm 이상의 양으로 존재하는, 방법.
10. 실시형태 1 내지 실시형태 9 중 어느 하나에 있어서, 금속 산은 코팅된 중합체 입자의 중량을 기준으로, 0 초과 내지 5000 ppm의 양으로 존재하는, 방법.
11. 실시형태 1 내지 실시형태 10 중 어느 하나에 있어서, 금속 산은 코팅된 중합체 입자의 중량을 기준으로, 2 ppm 내지 5000 ppm, 또는 2 ppm 내지 4000 ppm, 또는 2 ppm 내지 3000 ppm, 또는 2 ppm 내지 2000 ppm, 또는 2 ppm 내지 1000 ppm, 또는 2 ppm 내지 950 ppm, 또는 2 ppm 내지 900 ppm, 또는 2 ppm 내지 850 ppm, 또는 2 ppm 내지 800 ppm의 양으로 존재하는, 방법.
12. 실시형태 1 내지 실시형태 11 중 어느 하나에 있어서, 폴리실록산은 코팅된 중합체 입자의 중량을 기준으로, 20 ppm 내지 500 ppm, 또는 20 ppm 내지 300 ppm, 또는 30 ppm 내지 300 ppm, 또는 40 ppm 내지 300 ppm, 또는 50 ppm to 300 ppm의 양으로 존재하는, 방법.
13. 실시형태 1 내지 실시형태 12 중 어느 하나에 있어서, 금속 산은 금속 스테아레이트인, 방법.
14. 실시형태 1 내지 실시형태 13 중 어느 하나에 있어서, 금속 산은 칼슘 스테아레이트(C18)와 칼슘 팔미테이트(C16)의 혼합물인, 방법.
15. 실시형태 1 내지 실시형태 14 중 어느 하나에 있어서, 폴리실록산은 폴리디메틸실록산(PDMS)인, 방법.
16. 실시형태 1, 실시형태 2 또는 실시형태 5 내지 실시형태 15 중 어느 하나에 있어서, 분산액/유화액 혼합물은 펠릿화수에 첨가되며, 중합체 입자는 펠릿화수에 첨가되는, 방법.
17. 실시형태 2 또는 실시형태 5 내지 실시형태 15 중 어느 하나에 있어서, 수성 금속 산 분산액 또는 수성 폴리실록산 유화액은 펠릿화수에 첨가되며, 중합체 입자는 펠릿화수에 첨가되는, 방법.
18. 실시형태 3 또는 실시형태 5 내지 실시형태 15 중 어느 하나에 있어서, 수성 폴리실록산 유화액 또는 수성 금속 산 분산액은 펠릿화수에 첨가되며, 중합체 입자는 펠릿화수에 첨가되는, 방법.
19. 실시형태 1 내지 실시형태 18 중 어느 하나에 있어서, 코팅 조성물은 가교되지 않는 것인, 방법.
20. 실시형태 1 내지 실시형태 19 중 어느 하나에 있어서, 중합체 입자는 펠릿 형태인, 방법.
21. 실시형태 1 내지 실시형태 20 중 어느 하나에 있어서, 코팅은 코팅의 중량을 기준으로, 각각 0.10 중량% 이하의 아미드-함유 화합물 또는 아미드-함유 중합체를 포함하는, 방법.
22. 실시형태 1 내지 실시형태 21 중 어느 하나에 있어서, 중합체 조성물은 중합체 조성물의 중량을 기준으로, 각각 0.10 중량% 이하의 아미드-함유 화합물 또는 아미드-함유 중합체를 포함하는, 방법.
23. 실시형태 1 내지 실시형태 22 중 어느 하나에 있어서, 코팅은 코팅의 중량을 기준으로, 0.10 중량% 이하의 왁스를 포함하는, 방법.
24. 실시형태 1 내지 실시형태 23 중 어느 하나에 있어서, 중합체 조성물은 중합체 조성물의 중량을 기준으로, 0.10 중량% 이하의 왁스를 포함하는, 방법.
25. 실시형태 1 내지 실시형태 24 중 어느 하나에 있어서, 올레핀계 중합체는 에틸렌계 중합체 또는 프로필렌계 중합체인, 방법.
26. 실시형태 25에 있어서, 올레핀계 중합체는 에틸렌계 중합체인, 방법.
27. 실시형태 26에 있어서, 에틸렌계 중합체는 에틸렌/알파-올레핀 혼성중합체, 및 추가로 에틸렌/알파-올레핀 공중합체인, 방법.
28. 실시형태 25에 있어서, 올레핀계 중합체는 프로필렌계 중합체인, 방법.
29. 실시형태 28에 있어서, 프로필렌계 중합체는 프로필렌/알파-올레핀 혼성중합체, 및 추가로 프로필렌/알파-올레핀 공중합체, 또는 프로필렌/에틸렌 혼성중합체, 및 추가로 프로필렌/에틸렌 공중합체인, 방법.
30. 실시형태 1 내지 실시 형태 24 중 어느 하나에 있어서, 올레핀계 중합체는 에틸렌/알파-올레핀/디엔 삼원공중합체, 및 추가로 EPDM인, 방법.
31. 실시형태 1 내지 실시형태 30 중 어느 하나에 있어서, 올레핀계 중합체는 0.850 내지 0.940 g/cc의 밀도를 갖는, 방법.
32. 실시형태 1 내지 실시형태 31 중 어느 하나에 있어서, 올레핀계 중합체는 0.850 내지 0.880 g/cc의 밀도를 갖는, 방법.
33. 실시형태 1 내지 실시형태 32 중 어느 하나에 있어서, 올레핀계 중합체는 10 내지 100의 무니 점도(ML 1+4, 125℃)를 갖는, 방법.
34. 실시형태 1 내지 실시형태 33 중 어느 하나에 있어서, 올레핀계 중합체는 50% 이하, 또는 40% 이하, 또는 30% 이하, 또는 20% 이하, 또는 10% 이하, 또는 5.0% 이하의 결정화도 %를 갖는, 방법.
35. 실시형태 1 내지 실시형태 34 중 어느 하나에 있어서, 올레핀계 중합체는 2.0 내지 5.0의 분자량 분포(MWD)를 갖는, 방법.
36. 실시형태 1 내지 실시형태 35 중 어느 하나에 있어서, 중합체 조성물은 중합체 조성물의 중량을 기준으로, 95 중량% 이상 또는 98 중량% 이상, 또는 99 중량% 이상의 올레핀계 중합체를 포함하는, 방법.
37. 실시형태 1 내지 실시형태 36 중 어느 하나의 방법으로부터 형성된 코팅된 중합체 입자.
38. 실시형태 37의 코팅된 중합체 입자, 및 적어도 하나의 첨가제를 포함하는 조성물.
39. 실시형태 38의 조성물로부터 형성된 적어도 하나의 성분을 포함하는 물품.
40. 올레핀계 중합체를 포함하는 중합체 조성물로부터 형성된 중합체 입자, 및 수성 금속 산 분산액 및 수성 폴리실록산 유화액을 포함하는 코팅 조성물로부터 형성된 코팅을 포함하는 건식 코팅된 중합체 입자를 포함하는 조성물로서; 그리고
금속 산은 건식 코팅된 중합체 입자의 중량을 기준으로, 0 초과 내지 5000 ppm의 양으로 존재하며; 그리고
폴리실록산은 건식 코팅된 중합체 입자의 중량을 기준으로, 0 초과 내지 500 ppm의 양으로 존재하는, 조성물.
41. 실시형태 40에 있어서, 건식 코팅된 중합체 입자 상의 폴리실록산 대 금속 산의 중량비는 0.10 내지 10.0, 또는 0.20 내지 10.0, 또는 0.30 내지 10.0, 또는 0.35 내지 9.0, 또는 0.40 내지 8.0, 또는 0.45 내지 7.0, 또는 0.50 내지 6.0, 또는 0.55 내지 6.0인, 조성물.
42. 실시형태 40 또는 실시형태 41에 있어서, 금속 산은 건식 코팅된 중합체 입자의 중량을 기준으로, 2 ppm 내지 5000 ppm, 또는 2 ppm 내지 4000 ppm, 또는 2 ppm 내지 3000 ppm, 또는 2 ppm 내지 2000 ppm, 또는 2 ppm 내지 1000 ppm, 또는 2 ppm 내지 950 ppm, 또는 2 ppm 내지 900 ppm, 또는 2 ppm 내지 850 ppm, 또는 2 ppm 내지 800 ppm의 양으로 존재하는, 조성물.
43. 실시형태 40 내지 실시형태 42 중 어느 하나에 있어서, 폴리실록산은 건식 코팅된 중합체 입자의 중량을 기준으로, 20 ppm 내지 500 ppm, 또는 20 ppm 내지 300 ppm, 또는 30 ppm 내지 300 ppm, 또는 40 ppm 내지 300 ppm, 또는 50 ppm to 300 ppm의 양으로 존재하는, 조성물.
44. 실시형태 40 내지 실시형태 43 중 어느 하나에 있어서, 금속 산은 칼슘 스테아레이트를 포함하는, 조성물.
45. 실시형태 40 내지 실시형태 44 중 어느 하나에 있어서, 금속 산은 칼슘 스테아레이트(C18)와 칼슘 팔미테이트(C16)의 혼합물인, 조성물.
46. 실시형태 40 내지 실시형태 45 중 어느 하나에 있어서, 폴리실록산은 폴리디메틸실록산(PDMS)인, 조성물.
47. 실시형태 40 내지 실시형태 46 중 어느 하나에 있어서, 코팅은 가교되지 않는 것인, 조성물.
48. 실시형태 40 내지 실시형태 47 중 어느 하나에 있어서, 중합체 입자는 펠릿 형태인, 조성물.
49. 실시형태 40 내지 실시형태 48 중 어느 하나에 있어서, 코팅은 코팅의 중량을 기준으로, 각각 0.10 중량% 이하의 아미드-함유 화합물 또는 아미드-함유 중합체를 포함하는, 조성물.
50. 실시형태 40 내지 실시형태 49 중 어느 하나에 있어서, 코팅은 코팅의 중량을 기준으로, 0.10 중량% 이하의 왁스를 포함하는, 조성물.
51. 실시형태 40 내지 실시형태 50 중 어느 하나에 있어서, 올레핀계 중합체는 에틸렌계 중합체 또는 프로필렌계 중합체인, 조성물.
52. 실시형태 51에 있어서, 올레핀계 중합체는 에틸렌계 중합체인, 조성물.
53. 실시형태 52에 있어서, 에틸렌계 중합체는 에틸렌/알파-올레핀 혼성중합체, 및 추가로 에틸렌/알파-올레핀 공중합체인, 조성물.
54. 실시형태 51에 있어서, 올레핀계 중합체는 프로필렌계 중합체인, 조성물.
55. 실시형태 54에 있어서, 프로필렌계 중합체는 프로필렌/알파-올레핀 혼성중합체, 및 추가로 프로필렌/알파-올레핀 공중합체, 또는 프로필렌/에틸렌 혼성중합체, 및 추가로 프로필렌/에틸렌 공중합체인, 조성물.
56. 실시형태 40 내지 실시 형태 50 중 어느 하나에 있어서, 올레핀계 중합체는 에틸렌/알파-올레핀/디엔 삼원공중합체, 및 추가로 EPDM인, 조성물.
57. 실시형태 40 내지 실시형태 56 중 어느 하나에 있어서, 올레핀계 중합체는 0.850 내지 0.940 g/cc, 또는 0.850 내지 0.900 g/cc, 또는 0.850 내지 0.880 g/cc의 밀도를 갖는, 조성물.
58. 실시형태 40 내지 실시형태 57 중 어느 하나에 있어서, 올레핀계 중합체는 10 내지 100의 무니 점도(ML 1+4, 125℃)를 갖는, 조성물.
59. 실시형태 40 내지 실시형태 58 중 어느 하나에 있어서, 중합체 조성물은 중합체 조성물의 중량을 기준으로, 95 중량% 이상 또는 98 중량% 이상, 또는 99 중량% 이상의 올레핀계 중합체를 포함하는, 조성물.
60. 실시형태 40 내지 실시형태 59 중 어느 하나에 있어서, 조성물은 조성물의 중량을 기준으로, 95 중량% 이상 또는 98 중량% 이상, 또는 99 중량% 이상의 중합체 입자를 포함하는, 조성물.
61. 실시형태 40 내지 60 중 어느 하나의 조성물로부터 형성된 적어도 하나의 성분을 포함하는 물품.
시험 방법
EPDM 및 유사한 삼원공중합체를 제외하고 ASTM D792에 따라 밀도가 측정된 다음 ASTM D297에 따라 밀도가 측정된다.
에틸렌계 중합체의 용융 지수(I2)는 ASTM D-1238에 따라 2.16 kg 로드 하에 190℃에서 측정된다. 용융 지수(I5)는 ASTM D-1238에 따라 5 kg 로드 하에 190℃에서 측정된다. 용융 지수(I10)는 ASTM D-1238에 따라 10 kg 로드 하에 190℃에서 측정된다. 용융 지수(I21)는 ASTM D-1238에 따라 21.6 kg 로드 하에 190℃에서 측정된다. 프로필렌계 중합체의 용융 유속(MFR)은 조건 230℃/2.16 kg에서 ASTM D-1238에 따라 측정된다.
무니 점도
1분의 예열 시간 및 4분의 회전자 작동 시간으로 ASTM 1646에 따라 무니 점도(125℃에서의 ML1+4)를 측정하였다. 기기는 Alpha Technologies의 Mooney Viscometer 2000이다.
GPC 분자량 및 분자량 분포
분자량은, 140℃의 시스템 온도에서 작동하는, 3개의 혼합 다공성 컬럼(Polymer Laboratories 103, 104, 105, 및 106)이 장착된 Waters 150℃ 고온 크로마토그래피 유닛 상에서 겔 투과 크로마토그래피(GPC)를 사용하여 결정된다. 용매는 1,2,4-트리클로로벤젠이며, 이로부터 0.3 중량%의 샘플의 용액이 주입을 위해 제조된다. 유속은 1.0 mL/분이고, 주입 크기는 100 마이크로리터이다. 좁은 분자량 분포 폴리스티렌 표준물(Polymer Laboratories로부터 입수)을 이들의 용리 부피와 함께 사용하여 분자량 결정이 추정된다. 등가의 폴리에틸렌 분자량은 (문헌[T. Williams & I.M. Ward, The Construction of a Polyethylene Calibration Curve for Gel Permeation Chromatography Using Polystyrene Fractions, 6 J. Polymer Sci. Pt. B: Polymer Letter 621, 621―624 (1968)]에 기재된 바와 같은) 폴리에틸렌 및 폴리스티렌에 대한 적절한 마크-호윙크(Mark-Houwink) 계수를 사용하여 다음 식을 도출함으로써 결정된다:
중합체의 수평균 분자량(Mn)은 분자량에 대한 각각의 분자량 범위 내의 분자들의 수의 플롯의 제1 모멘트로 표현된다. 사실상, 이는 모든 분자의 총 분자량을 분자의 수로 나눈 값이며, 하기 식에 따라 통상적인 방식으로 계산된다:
ni는 분자량 Mi를 갖는 분자들의 수이고
wi는 분자량 Mi를 갖는 물질의 중량 분율이며
그리고 ∑ ni는 총 분자수이다.
중량 평균 분자량, Mw는 하기 식에 따라 통상적인 방식으로 계산된다: Mw = ∑ wi x Mi (여기서, wi 및 Mi는 각각 GPC 컬럼으로부터 용리되는 i번째 분획의 중량 분율 및 분자량임). 이들 2개의 평균의 비인 분자량 분포(MWD 또는 Mw/Mn)는 분자량 분포의 폭을 정의한다.
DSC 방법
에틸렌계 중합체(PE, 또는 OBC) 샘플과 프로필렌계 중합체(PP) 샘플에서 결정화도를 측정하기 위해 시차 주사 열량계(DSC)를 사용된다. 약 5 mg 내지 8 mg의 샘플을 칭량하고 DSC 팬에 넣는다. 뚜껑은 밀폐된 압력을 보장하기 위해 팬에 압착된다. 샘플 팬을 DSC 셀에 놓은 후, 약 10℃/분의 속도로 에틸렌계 중합체 샘플의 경우 180℃(프로필렌계 중합체 샘플의 경우 230℃)의 온도로 가열한다. 샘플은 이 온도에서 3분 동안 유지된다. 그런 다음 샘플은 에틸렌계 중합체 샘플의 경우 10℃/분의 속도로 -60℃로 냉각되고(프로필렌계 중합체 샘플의 경우 -40℃), 3분 동안 해당 온도에서 등온 유지된다. 샘플은 완전히 녹을 때까지 10℃/분의 속도로 이어서 가열된다(제2 가열). 결정화도 %는 제2 가열 곡선에서 결정된 융해열(Hf)을 에틸렌계 중합체 샘플의 경우 292 J/g(프로필렌계 중합체 샘플의 경우 165 J/g)의 이론적 융해열로 나누고 이 양에 100을 곱하여 계산된다(예컨대, 에틸렌계 중합체 샘플의 경우, % 결정화도 = (Hf / 292 J/g) x 100; 및 프로필렌계 중합체 샘플의 경우, % 결정화도 = (Hf / 165 J/g) x 100).
달리 명시되지 않는 한, 각 중합체의 융점(들)(Tm)은 상기 기재된 바와 같이 DSC에서 얻은 제2 가열 곡선(피크 Tm)으로부터 결정된다. 결정화 온도(Tc)는 제1 냉각 곡선(피크 Tc)으로부터 결정된다.
하기 실시예는 본 발명을 예시하지만 본 발명의 범위를 제한하려는 것은 아니다.
실시예
I. 물질
중합체: NORDEL3640 EPDM, MV(ML1+4, 125℃) = 40, 55 중량% C2, 1.8 중량% ENB, 밀도 = 0.86 g/cc, The Dow Chemical Company에서 입수 가능함.
중합체: NORDEL 4640 EPDM, MV(ML1+4, 125℃) = 40, 55 중량% C2, 4.9 중량% ENB, 밀도 = 0.86 g/cc, The Dow Chemical Company에서 입수 가능함.
중합체: NORDEL 3745 EPDM, MV(ML1+4, 125℃) = 45, 70 중량% C2, 0.5 중량% ENB, 밀도 = 0.88 g/cc, The Dow Chemical Company에서 입수 가능함.
중합체: NORDEL 4770 EPDM, MV(ML1+4, 125℃) = 70, 55 중량% C2, 4.9 중량% ENB, 밀도 = 0.88 g/cc, The Dow Chemical Company에서 입수 가능함.
중합체: NORDEL 4520 EPDM, MV(ML1+4, 125℃) = 20, 50 중량% C2, 4.9 중량% ENB, 밀도 = 0.86 g/cc, The Dow Chemical Company에서 입수 가능함.
수성 칼슘 산 분산액: OMNOVA에서 입수 가능한 SUNKOTE 452 BF.
수성 칼슘 산(C16 및 C18 지방산) 분산액: GOVI로부터 입수 가능한 CHRISCOAT 50EF-SD628).
수성 칼슘 산 분산액: Valtris Specialties Chemicals의 칼슘 스테아레이트 분산액 SYNPRO CW-1250.
수성 PDMS 유화액: Dow Corning (또는 Dow Performance Silicones)에서 입수 가능한 XIAMETER MEM-0024 유화액.
Specialty Minerals에서 입수 가능한 탈크 MP 10-52.
Clariant로부터 입수 가능한 COATHYLENE HA 2454.
II. 코팅 조성물(분산액과 유화액의 혼합물)
수성 PDMS 유화액 및 수성 금속 산 분산액을 교반 용기에서 혼합하고, 도포 용이성을 위해 점도를 감소시키기 위해 물로 추가로 희석하였다. 두 성분(유화액 및 분산액)의 비율은 건식 기준으로 펠릿에 대한 PDMS 및 금속 산의 목표 농도에 의해 결정된다. 건조 공정에서 펠릿 표면에서 과도한 물이 제거된다. 혼합물의 pH는 페이스트 또는 덩어리 형성을 초래할 수 있는 칼슘 스테아레이트 분산액의 불안정성을 방지하기 위해 혼합 공정 중에 제어되어야 한다.
분산액과 후속 혼합물을 희석하면 현탁액이 불안정해져 페이스트, 덩어리 및 응집체가 형성될 수 있다. 이는 과량의 계면활성제로 제형을 개질하거나 희석된 혼합물의 저장 수명을 줄이거나 혼합물을 일정한 교반 상태로 유지함으로써 완화될 수 있다. 이는 두 성분(유화액 및 분산액)이 도포(예컨대, 분무) 직전에 독립적으로 도포되거나 부가혼합되거나 희석될 때 유용하다.
케이스 1A
분산액/유화액 혼합물에 대한 두 성분(PDMS 유화액 및 금속 산 분산액)의 바람직한 혼합비는 다음과 같이 결정된다. 스톡 혼합물을 수성 PDMS 유화액 대 수성 금속 산 분산액의 0.3, 0.4, 0.6 및 0.8의 규정된 혼합비로 제조하였다. 예를 들어, 수성 PDMS 유화액 및 수성 금속 산 분산액 0.4의 혼합비에 대해, 356 mg의 CHRISCOAT 50EF-SD628 및 144 mg의 XIAMETER MEM-0024을 1 리터 병에 첨가한 후 적어도 15초 동안 병을 진탕함으로써 500 mL의 스톡 혼합물을 제조하였다. 수성 PDMS 유화액 대 수성 금속 산 분산액의 0.3, 0.6 및 0.8의 혼합비의 스톡 혼합물을 유사한 방식으로 제조하였다.
제조된 스톡 혼합물을 사용하여 몇 개의 100 mL 샘플 병을 충진한 다음 저장 중에 중단없이 세 가지 상이한 온도에서 저장하였다. 이후, 샘플 병을 하기와 같이 상이한 시간 간격으로 침전에 대해 관찰하였다. 각각의 샘플 병을 뒤집어 놓았다. 병의 바닥이 투명하면(퇴적물이 없음) 혼합물이 안정한 것으로 간주하였다. 병의 바닥에 침전물이 있으면 혼합물이 불안정한 것으로 간주하였다. 이 연구의 결과는 표 1A에 제공된다.
III. 중합체 펠릿의 코팅
펠릿에 도포된 코팅 조성물의 양. 펠릿의 양을 결정한다. 코팅된 펠릿은 하기 단계를 사용하여 제조한다:
a. 수성 제형 또는 성분의 도포
b. 건조
c. 냉각(선택적)
목표 코팅 수준을 달성하는 데 필요한 PDMS 유화액 및 칼슘 산 분산액의 양은 하기와 같이 결정될 수 있다:
코팅될 펠릿의 양, kg = W; 칼슘 산 분산액 중의 고체 농도, % = C
유화액 중의 PDMS 농도, % = P; 건조 기준으로 펠릿 표면에 PDMS의 목표 농도, ppm = p; 건조 기준으로 펠릿 표면에 Ca 산의 목표 농도, ppm = c.
W
D
= Ca 산 분산액의 필요량, kg = (c.W)/C x 10
-4
W
E
= PDMS 유화액의 필요량, kg = (p.W)/P x 10
-4
건조 단계 동안 물이 제거된다.
반대로, 펠릿 상의 코팅 수준(건조 기준)은 펠릿에 도포된 분산액 및 유화액의 양에서 계산될 수 있다. c = CWD/W x 104 및 p = PWE/W x 104.
IV. 취급 성능 및 차단 시험 개선
취급 성능 개선의 측정. 코팅 된 중합된 입자의 취급 성능 향상은 제조 공정에서 관찰되었으며, 이후 코팅된 입자는 최종 소비까지 선적 및 저장 중에 온도 및 응력의 외부 인자를 거쳤다. 제조 공정 중 취급 성능 향상은 STBT(단기 차단 시험(Short Term Blocking Test)) 및 HSBT(호퍼 시뮬레이션 차단 시험(Hopper Simulation Blocking Test))으로 측정될 수 있다.
단기 차단 시험(STBT):
코팅된 펠릿의 수준이 실린더 상단과 동일한 높이가 되도록(통상적으로 100 내지 120 g 코팅된 펠릿) 충분한 양의 코팅된 펠릿(본 발명 또는 비교 조성물)을 2 인치 직경(ID) 실린더에 높이 대 직경 비율 2.5로 로딩하였다. 실린더는 호스 클램프로 수직 치수에서 함께 고정된 2개의 반쪽으로 이루어져 있었다. 펠릿에는 21℃에서 80 lb/ft2의 압밀 응력을 주었다. 펠릿은 제품 등급에 따라 5분 또는 10분 동안 이 압밀 응력하에 유지되었다. 압밀 로드를 제거하였다. 실린더를 INSTRON 시험 기계의 플랫폼 상에 놓았다. 호스 클램프를 제거한 후 분할 실린더의 2개의 반쪽을 분리했다. 만약 압밀된 샘플 중의 펠릿이 완전히 자유롭게 흐른다면, 펠릿은 실린더 형태를 유지하지 않고, 단순히 한 무더기로 모일 것이다. 만약 펠릿의 압밀된 덩어리가 실린더 형태를 유지한다면, 실린더를 압착하는 데 필요한 최대 힘을 측정하기 위해 INSTRON 기계를 사용하였다. 압밀된 펠릿을 INSTRON 5543 프레임을 사용하여 압착하여, 압밀된 펠릿의 "실린더 형태"를 부수는 데 필요한 최대 힘을 측정하였다. 압밀된 펠릿은 수직 방향으로 INSTRON에 위치시켰으며 ― 더 긴 치수가 수직 방향이다. 이 시험에는 18 mm/분의 일정한 변형률을 사용하였다. 데이터의 일관성을 확보하기 위해 각 조성물(코팅된 펠릿)을 2회 측정하고, 평균을 보고하였다.
무한정 항복 강도(UYS)를 하기와 같이 산출하였다:
UYS = 피크 힘/실린더의 단면적. UYS는 차단력을 나타낸다(무한정 항복 강도가 클수록 차단력이 커진다). 0 값은 자유-유동 펠릿에 해당한다. 10 lb/ft2 미만의 무한정 항복 강도 값은 본질적으로 자유-유동으로 간주될 수 있다.
호퍼 시뮬레이션 차단 시험기 방법:
호퍼 시뮬레이션 차단 시험기(HSBT)는 실린더형 섹션(직경 12 인치, 높이 24 인치)과 바닥에 원뿔형 섹션이 부착된 용기로 구성되었다. 원뿔은 9 인치의 배출구 크기와 (수평에서) 80 도의 원뿔 각도를 가진 매끄러운 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)으로 만들어져 질량 흐름 패턴을 보장한다. 코팅된 펠릿(25 kg)을 배출구를 닫은 채 시험기에 로딩하였다. 펠릿은 주어진 시간(30초 내지 10분) 동안 압밀되도록 하였다. 펠릿이 성공적으로 그리고 완전히 배출될 수 있는 최대 시간은 펠릿의 유동성을 나타내는 것이다. 더 짧은 압밀 시간에 배출(차단)되지 않는 코팅된 펠릿은 호퍼에서 자유롭게 흘러 나가는 것보다 취급 특성이 열등한 것으로 간주된다. 유사하게도, 완전한 배출에 필요한 시간은 또한 펠릿의 유동성의 정량적 측정을 제공한다.
장기 차단 시험(LTBT):
반 결정질 중합체 펠릿 (또는 과립)은 일반적으로 가방, 상자, 슈퍼색(supersack) 또는 벌크 용기에 포장된다. 이러한 각 운송 모드(포장)에서 펠릿은 선적 및 저장 중에 온도 및 스트레스 조건의 기록을 받는다. 장기 차단 시험(LTBT)은 선적 및 저장 중에 제품이 경험하는 최악의 시간, 온도 및 스트레스 조건을 모방하기 위해 고안되었다.
코팅된 펠릿의 수준이 실린더 상단과 동일한 높이가 되도록(통상적으로 100 내지 120 g 코팅된 펠릿) 충분한 양의 코팅된 펠릿(본 발명 또는 비교 조성물)을 2 인치 직경(ID) 실린더에 높이 대 직경 비율 2.5로 로딩하였다. 실린더는 호스 클램프로 수직 치수에서 함께 고정된 2개의 반쪽으로 이루어져 있었다. 펠릿에는 37℃에서 195 lb/ft2의 압밀 응력(통상적인 가방의 팔레트 바닥에서의 응력과 동일)을 주었다. 펠릿은 적어도 4주 동안 이러한 압밀 응력하에 유지되었다. 이 압밀은 "여름" 조건 동안 팔레트 바닥에서 펠릿이 경험하는 조건을 모방한다. 코팅된 각 제형에 대해 적어도 4개의 이러한 실린더가 설정된다.
상기 시간 후에, 압밀 로드가 제거된다. 2개의 셀이 21℃로 이동한 반면에 나머지 2개의 셀은 0℃의 냉동고에 넣고 12시간 동안 평형이 되도록 한다. 이는 팔레트 언로딩(unloading) 중 "겨울" 조건에 해당한다. 이러한 온도 이력을 받은 중합체 펠릿은 가장 높은 차단 거동을 보이는 것으로 알려져 있다. 그 후, 각각의 실린더를 INSTRON 시험 기계의 플랫폼 상에 놓았다. 호스 클램프를 제거한 후 분할 실린더의 2개의 반쪽을 분리했다. 만약 압밀된 샘플 중의 펠릿이 완전히 자유롭게 흐른다면, 펠릿은 실린더 형태를 유지하지 않고, 단순히 한 무더기로 모일 것이다. 만약 펠릿의 압밀된 덩어리가 실린더 형태를 유지한다면, 실린더를 압착하는 데 필요한 최대 힘을 측정하기 위해 INSTRON 기계를 사용하였다. 압밀된 펠릿을 INSTRON 5543 프레임을 사용하여 압착하여, 압밀된 펠릿의 "실린더 형태"를 부수는 데 필요한 최대 힘을 측정하였다. 압밀된 펠릿은 수직 방향으로 INSTRON에 위치시켰으며 ― 더 긴 치수가 수직 방향이다. 이 시험에는 2 mm/분의 일정한 변형률을 사용하였다. 데이터의 일관성을 확보하기 위해 각 조성물(코팅된 펠릿)을 2회 측정하고, 평균을 보고하였다. 무한정 항복 강도(UYS)를 하기와 같이 산출하였다: UYS = 피크 힘/실린더의 단면적. UYS는 차단력을 나타낸다(무한정 항복 강도가 클수록 차단력이 커진다). 0 값은 자유-유동 펠릿에 해당한다.
연구 1: PDMS 유화액과 금속 산 분산액의 혼합물의 도포
케이스 1
코팅되지 않은 펠릿(25 kg)을 스핀 건조기의 배출구에서 직접 샘플링하여 코팅 드럼에서 떨어뜨렸다. PDMS 유화액과 Ca 산 분산액 혼합물을 포함하는 코팅 제형을 텀블링 펠릿에 직접 분무하였다. 펠릿을 배출하기 전에 추가로 2분 동안 혼합하였다. 코팅된 펠릿을 호퍼 시뮬레이션 차단 시험기(HSBT)를 사용하여 취급 특성에 대해 즉시 시험하였다 ― 표 1. 이후, 습식 코팅된 제품(펠릿)의 샘플을 (STBT)를 사용하여 차단 강도를 시험하고 실온에서 건조시킨 후 재시험하였다. 표 2 참조.
케이스 2
중합체 펠릿에 PDMS 유화액과 Ca 산 분산액의 혼합물을 펠릿의 이동 층에 분무하였다. 습식 펠릿을 컨베이어 및 후속 건조기의 텀블링 동작에 의해 혼합하였다. 건식 코팅된 제품을 건조기의 하류에서 샘플링하였으며 HSBT 접근법을 사용하여 향상된 유동성을 시험하였다. 표 3 참조.
케이스 3
코팅되지 않은 펠릿(25 kg)을 스핀 건조기의 배출구에서 직접 샘플링하여 코팅 드럼에서 떨어뜨렸다. PDMS 유화액과 Ca 산 분산액 혼합물을 포함하는 코팅 제형을 텀블링 펠릿에 직접 분무하였다. 펠릿을 배출하기 전에 추가로 2분 동안 혼합하였다. 코팅된 펠릿을 호퍼 시뮬레이션 차단 시험기(HSBT)를 사용하여 취급 특성에 대해 즉시 시험하였다 ― 표 4. 이후, 습식 코팅된 제품(펠릿)의 샘플을 (STBT)를 사용하여 차단 강도를 시험하고 실온에서 건조시킨 후 재시험하였다.
연구 2: Ca 산 분산액 또는 PDMS 유화액 + Ca 산 분산액 내지 PDMS 유화액으로 사전 코팅된 펠릿의 혼합물
케이스 1
중합체 펠릿에 PDMS 유화액을 펠릿의 이동 층에 분무하였다. 습식 펠릿을 컨베이어 및 후속 건조기의 텀블링 동작에 의해 혼합하였다. PDMS 코팅된 펠릿을 건조기의 배출구에서 샘플링하여 텀블링 믹서에 로딩하였다. Ca 산 분산액을 포함하는 코팅 제형을 텀블링 펠릿에 직접 분무하였다. 펠릿을 배출하기 전에 추가로 2분 동안 혼합하였다. 코팅된 펠릿을 호퍼 시뮬레이션 차단 시험기(HSBT)를 사용하여 취급 특성에 대해 즉시 시험하였다. 결과는 표 5에 요약되어 있다.
케이스 2
중합체 펠릿(NORDEL 3640)에 PDMS 유화액을 펠릿의 이동 층에 분무하였다. 습식 펠릿을 컨베이어 및 후속 건조기의 텀블링 동작에 의해 혼합하였다. PDMS 코팅된 펠릿을 건조기의 배출구에서 샘플링하여 텀블링 믹서에 로딩하였다. Ca 산 분산액 또는 PDMS 유화액과 Ca 산 분산액 혼합물을 포함하는 코팅 제형을 텀블링 펠릿에 직접 분무하였다. 펠릿을 배출하기 전에 추가로 2분 동안 혼합하였다. 코팅된 펠릿을 단기 차단 시험(STBT)을 사용하여 취급 특성에 대해 즉시 시험하였다. 결과는 표 6에 요약되어 있다.
케이스 3
중합체 펠릿(NORDEL 4640)에 PDMS 유화액을 펠릿의 이동 층에 분무하였다. 습식 펠릿을 컨베이어 및 후속 건조기의 텀블링 동작에 의해 혼합하였다. PDMS 코팅된 펠릿을 건조기의 배출구에서 샘플링하여 텀블링 믹서에 로딩하였다. Ca 산 분산액 또는 PDMS 유화액과 Ca 산 분산액 혼합물을 포함하는 코팅 제형을 텀블링 펠릿에 직접 분무하였다. 펠릿을 배출하기 전에 추가로 2분 동안 혼합하였다. 코팅된 펠릿을 단기 차단 시험(STBT)을 사용하여 취급 특성에 대해 즉시 시험하였다. 결과는 표 7에 요약되어 있다.
케이스 4
중합체 펠릿(NORDEL 3640)에 PDMS 유화액을 펠릿의 이동 층에 분무하였다. 습식 펠릿을 컨베이어 및 후속 건조기의 텀블링 동작에 의해 혼합하였다. PDMS 코팅된 펠릿을 건조기의 배출구에서 샘플링하여 텀블링 믹서에 로딩하였다. Ca 산 분산액을 포함하는 코팅 제형을 텀블링 펠릿에 직접 분무하였다. 펠릿을 샘플링하기 전에 추가로 2분 동안 혼합하였다. 추가량의 분산액을 첨가한 다음 혼합 및 샘플링하였다. 점차적으로 증가하는 코팅 수준에서 코팅된 펠릿을 단기 차단 시험(STBT)을 사용하여 시험하였다. 결과는 표 8에 요약되어 있다.
연구 3: 성분의 순차적 첨가 대 두 성분의 혼합물 비교
코팅되지 않은 펠릿(25 kg)을 스핀 건조기의 배출구에서 직접 샘플링하여 코팅 드럼에서 떨어뜨렸다. 각 배치(25 kg)의 펠릿을 다음 중 하나로 코팅하였다.
1. 칼슘 산 분산액 단독.
2. Ca 산 분산액과 PDMS 유화액의 혼합물.
3. 먼저, PDMS 유화액을 분무하고 펠릿을 2분 동안 혼합한 다음 Ca 산 분산액을 분무하고 2분 동안 혼합하였다.
4. 먼저, Ca 산 분산액을 분무하고 펠릿을 2분 동안 혼합한 다음 PDMS 유화액을 분무하고 2분 동안 혼합하였다.
코팅된 펠릿을 호퍼 시뮬레이션 차단 시험기(HSBT)를 사용하여 취급 특성에 대해 즉시 시험하였다 ― 표 9. PDMS 유화액과 Ca 산 분산액의 조합은 Ca 산 분산액 단독 보다 성능이 우수한 것으로 나타났다. 혼합물의 대 순차 첨가 접근법(3 및 4)의 차단 성능은 유사하였다. 그러나, 시간으로부터 배출 메트릭까지, 순위는 다음과 같았다: 혼합물(최상) > PDMS 1차/Ca 산 2차 > Ca 산 1차/PDMS 2차.
연구 4: 반 결정질 EPDM의 장기 차단 성능 개선
반 결정질 중합체 등급은 통상적으로 선적 및 저장 중에 응력 및 온도 조건을 거칠 때 펠릿이 자유롭게 흐르도록 블로킹 방지제로 코팅된다. 혼합물을 텀블러에 분사하고 따뜻한 공기를 사용하여 과도한 수분을 제거함으로써 반 결정질 등급의 코팅되지 않은 건조 펠릿을 PDMS 유화액과 Ca 산 분산액의 혼합물로 코팅하였다. 건조 코팅된 펠릿은 앞에서 설명된 바와 같이 장기 차단 시험(LTBT)을 사용하여 장기 차단 성능을 시험하였다. 결과는 표 10에 요약되어 있다.
상기 연구에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 방법은 압밀 및 저장 시 자유-유동을 유지하는, 자유-유동성 코팅된 펠릿을 형성하는 데 사용될 수 있다.
연구 5: 반 결정질 프로필렌-에틸렌 공중합체의 장기 차단 성능 개선
하기 실시예는 앞서 설명한 장기 차단 시험(LTBT)에 따른 프로필렌-에틸렌 공중 합체(VERSIFY)의 장기 차단 성능 개선을 보여준다. 구체적으로, VERSIFY 3418(밀도 = 0.8600)의 펠릿을 참조 비교용으로 0.1 중량%, 0.2 중량% 및 0.3 중량%로 Coathylene HA2454로 코팅하였다. 본 발명의 샘플을 CaSt 분산액과 PDMS 유화액의 혼합물로 코팅하고, 후속적으로 40℃에서 건조하여 자유 수분을 제거하였다. 펠릿은 앞에서 설명된 바와 같이 장기 차단 시험(LTBT)을 사용하여 코팅의 차단 방지 효과를 시험하였다. 결과는 표 11에 요약되어 있다.
Claims (15)
- 하기 단계를 포함하는, 올레핀계 중합체를 포함하는 중합체 조성물로부터 형성된 중합체 입자, 및 수성 금속 산 분산액 및 수성 폴리실록산 유화액을 포함하는 코팅 조성물로부터 형성된 코팅을 포함하는 코팅된 중합체 입자의 형성 방법:
상기 수성 금속 산 분산액 및 상기 수성 폴리실록산 유화액을 함께 혼합하여 분산액/유화액 혼합물을 형성하는 단계;
상기 분산액/유화액 혼합물을 중합체 입자의 표면의 일부에 도포하여 습식-코팅된 중합체 입자를 형성하는 단계;
상기 습식-코팅된 중합체 입자를 건조시켜 코팅된 중합체 입자를 형성하는 단계. - 하기 단계를 포함하는, 올레핀계 중합체를 포함하는 중합체 조성물로부터 형성된 중합체 입자, 및 수성 금속 산 분산액 및 수성 폴리실록산 유화액을 포함하는 코팅 조성물로부터 형성된 코팅을 포함하는 코팅된 중합체 입자의 형성 방법:
A) 상기 수성 폴리실록산 유화액을 중합체 입자의 표면의 일부에 도포하여 유화액-코팅된 중합체 입자를 형성하는 단계;
B) 상기 수성 금속 산 분산액을 상기 유화액-코팅된 중합체 입자의 표면의 일부에 도포하여 분산액-유화액-코팅된 중합체 입자를 형성하는 단계;
C) 상기 분산액-유화액-코팅된 중합체 입자를 건조시켜 코팅된 중합체 입자를 형성하는 단계; 및
선택적으로, 단계 B 이전에 단계 A로부터 상기 유화액-코팅된 중합체 입자가 건조된다. - 하기 단계를 포함하는, 올레핀계 중합체를 포함하는 중합체 조성물로부터 형성된 중합체 입자, 및 수성 금속 산 분산액 및 수성 폴리실록산 유화액을 포함하는 코팅 조성물로부터 형성된 코팅을 포함하는 코팅된 중합체 입자의 형성 방법:
A) 상기 수성 금속 산 분산액을 중합체 입자의 표면의 일부에 도포하여 분산액-코팅된 중합체 입자를 형성하는 단계;
B) 상기 수성 폴리실록산 유화액을 상기 분산액-코팅된 중합체 입자의 표면의 일부에 도포하여 유화액-분산액-코팅된 중합체 입자를 형성하는 단계;
C) 상기 유화액-분산액-코팅된 중합체 입자를 건조시켜 상기 코팅된 중합체 입자를 형성하는 단계; 및
선택적으로, 단계 B 이전에 단계 A로부터 상기 분산액-코팅된 중합체 입자가 건조된다. - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 금속 산은 금속 스테아레이트를 포함하는, 방법.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코팅된 중합체 입자 내의 상기 폴리실록산 대 상기 금속 산의 중량비는 0.10 내지 10.0인, 방법.
- 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 금속 산은 상기 코팅된 중합체 입자의 중량을 기준으로, 2 ppm 내지 5000 ppm의 양으로 존재하는, 방법.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 폴리실록산은 상기 코팅된 중합체 입자의 중량을 기준으로, 20 ppm 내지 500 ppm의 양으로 존재하는, 방법.
- 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 금속 산은 칼슘 스테아레이트(C18)와 칼슘 팔미테이트(C16)의 혼합물인, 방법.
- 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 폴리실록산은 폴리디메틸실록산(PDMS)인, 방법.
- 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 올레핀계 중합체는 에틸렌계 중합체 또는 프로필렌계 중합체인, 방법.
- 제10항에 있어서, 상기 에틸렌계 중합체는 에틸렌/알파-올레핀 혼성중합체이며 상기 프로필렌계 중합체는 프로필렌/알파-올레핀 혼성중합체인, 방법.
- 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 올레핀계 중합체는 에틸렌/알파-올레핀/디엔 삼원공중합체인, 방법.
- 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항의 방법으로부터 형성된 코팅된 중합체 입자.
- 제13항의 코팅된 중합체 입자, 및 적어도 하나의 첨가제를 포함하는 조성물.
- 제14항의 조성물로부터 형성되는 적어도 하나의 성분을 포함하는 물품.
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