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1、(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201380033825.7 (22)申请日 2013.05.17 61/648,766 2012.05.18 US 61/648,884 2012.05.18 US 61/648,707 2012.05.18 US B01J 13/14(2006.01) B01J 13/22(2006.01) C05G 3/00(2006.01) (71)申请人巴斯夫欧洲公司 地址德国路德维希港 (72)发明人 R尼夫 A格尔沙诺维切 D蒙特 (74)专利代理机构中国国际贸易促进委员会专 利商标事务所 11038 代理人冯奕 (54) 发明名称 包封颗。
2、粒 (57) 摘要 包封颗粒,其包含核颗粒、聚氨酯层和蜡。聚 氨酯层位于核颗粒周围且蜡位于聚氨酯层周围。 聚氨酯层包含异氰酸酯和多元醇组分的反应产 物。该多元醇组分包含重量比为约1:2至约10:1 的衍生自基于芳香族胺的起始物的催化多元醇和 不同于该催化多元醇的聚醚多元醇。包封核颗粒 的方法,包括以下步骤:提供核颗粒、异氰酸酯、 多元醇组分和蜡。该方法也包括以下步骤:将异 氰酸酯和多元醇组分混合和反应以形成聚氨酯, 用包含聚氨酯的聚氨酯层包封核颗粒,和用蜡包 封聚氨酯层。 (30)优先权数据 (85)PCT国际申请进入国家阶段日 2014.12.25 (86)PCT国际申请的申请数据 PCT/。
3、US2013/041630 2013.05.17 (87)PCT国际申请的公布数据 WO2013/173739 EN 2013.11.21 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书19页 (10)申请公布号 CN 104394979 A (43)申请公布日 2015.03.04 CN 104394979 A 1/2页 2 1.包封颗粒,其包含: A.核颗粒; B.位于所述核颗粒周围且包含如下组分的反应产物的聚氨酯层; (i)异氰酸酯,和 (ii)多元醇组分,其包含; a.衍生自基于芳香族胺的起始物的催化多元醇,和 b.不同于所述。
4、催化多元醇的聚醚多元醇;和 C.位于所述聚氨酯层周围的蜡; 其中所述多元醇组分中所述催化多元醇与所述聚醚多元醇的重量比是从约1:2至约 10:1;和 其中所述核颗粒在38下在水中老化所述包封颗粒7天后具有小于60wt的溶解率。 2.根据权利要求1的包封颗粒,其中所述基于芳香族胺的起始物具有下式: 其中R 1 包含烷基、胺基和氢之一;和 其中R 2 -R 6 各自独立地包含胺基和氢之一,只要R 1 -R 6 中至少一个是胺基。 3.根据权利要求1或2的包封颗粒,其中所述催化多元醇具有从约2.5至约8的标称 官能度和/或从约100至约700mg KOH/g的羟基数。 4.根据前述权利要求任一项的包。
5、封颗粒,其中所述催化多元醇在25下具有从约400 至约25000cP的粘度和/或从约240至约2250g/mol的数均分子量。 5.根据前述权利要求任一项的包封颗粒,其中所述聚醚多元醇具有从约2.5至约5的 标称官能度和从约20至约300mg KOH/g的羟基数和/或在25下从100至约10000cP的 粘度。 6.根据前述权利要求任一项的包封颗粒,其中所述聚醚多元醇具有从约400至约 15000g/mol的数均分子量。 7.根据前述权利要求任一项的包封颗粒,其中所述蜡包含石油蜡。 8.根据前述权利要求任一项的包封颗粒,其中所述核颗粒包含尿素。 9.根据前述权利要求任一项的包封颗粒,其中所述聚。
6、氨酯层进一步定义为所述异氰酸 酯和所述多元醇组分在有机聚硅氧烷存在下反应的反应产物。 10.根据前述权利要求任一项的包封颗粒,其中所述核颗粒在38下在水中老化所述 包封颗粒7天后具有小于25wt的溶解率。 11.包封核颗粒的方法,所述方法包括以下步骤: A.提供核颗粒; B.提供异氰酸酯; 权 利 要 求 书CN 104394979 A 2/2页 3 C.提供多元醇组分,其包含; a.衍生自基于芳香族胺的起始物的催化多元醇,和 b.不同于该催化多元醇的聚醚多元醇; E.提供蜡; F.将异氰酸酯和多元醇组分混合和反应以形成聚氨酯; G.用包含聚氨酯的聚氨酯层包封该核颗粒;和 H.用蜡包封聚氨酯层。
7、, 其中多元醇组分的催化多元醇与聚醚多元醇的重量比为从约1:2至约10:1;和 其中核颗粒在38下在水中老化该包封颗粒7天后具有小于60wt的溶解率。 12.根据权利要求11的方法,其中该蜡包含石油蜡。 13.根据权利要求11或12的方法,其中该聚氨酯层进一步定义为异氰酸酯和多元醇组 分在有机聚硅氧烷存在下反应的反应产物。 14.根据权利要求11-13中任一项所述的方法,进一步包括以下步骤:在混合异氰酸酯 和多元醇组分步骤之前或与之同时加热核颗粒、异氰酸酯和多元醇组分中至少一种至高于 40的温度。 15.根据权利要求11-14中任一项所述的方法,其中混合异氰酸酯和多元醇组分的步 骤在用聚氨酯层。
8、包封核颗粒的步骤之前进行。 16.根据权利要求11-14中任一项所述的方法,其中混合异氰酸酯与多元醇组分的步 骤与用聚氨酯层包封核颗粒的步骤同时进行。 17.根据权利要求11-16中任一项所述的方法,进一步包括将异氰酸酯喷射至核颗粒 上的步骤和将多元醇组分喷射至核颗粒上的步骤。 18.根据权利要求17的方法,其中将异氰酸酯喷射至核颗粒上的步骤在将多元醇组分 喷射至核颗粒上的步骤之前进行。 19.用聚氨酯层包封核颗粒的体系,所述体系包含: A.异氰酸酯;和 B.多元醇组分,其包含: i.衍生自基于芳香族胺的起始物的催化多元醇,所述起始物具有下式: 其中R 1 包含烷基、胺基和氢之一;和 其中R 。
9、2 -R 6 各自独立地包含胺基和氢之一,只要R 1 -R 6 中至少一个是胺基,和 ii.不同于所述催化多元醇的聚醚多元醇;和 其中所述多元醇组分的所述催化多元醇与所述聚醚多元醇的重量比为从约1:2至约 10:1。 权 利 要 求 书CN 104394979 A 1/19页 4 包封颗粒 0001 相关申请的交叉引用 0002 本申请要求2012年5月18日提交的美国临时专利申请No.61/648,707,2102年 5月18日提交的61/648,766和2012年5月18日提交的61/648,884的权益和优先权,其 在此通过参考整体并入本申请。 0003 本申请与转让给相同受让人的以下美。
10、国非临时专利申请相关,它们均通过参 考整体并入本申请:美国专利申请No.*,2013年5月17日提交,名称为“包封颗粒 (ENCAPSULATED PARTICLE)”,要求美国临时专利申请No.61/648,697的优先权,代理案卷号 PF-72188/065322.00185,发明人为Alice Hudson,Lillian Senior,Bernard Sencherey和 Victor Granquist。 发明领域 0004 本申请总体上涉及包封颗粒。更具体地,本申请涉及包含核颗粒、聚氨酯层和蜡的 包封颗粒。 背景技术 0005 包含层(例如硫磺层)和核颗粒的包封颗粒是本领域已知的。。
11、硫磺层的厚度和外 部完整性限制了核颗粒释放的速率(即溶解)。现有技术包封颗粒倾向于需要大量的硫磺 (例如,基于包封颗粒总重量计的大于15wt的硫磺),由此降低了包封颗粒中的核颗粒的 总量。此外,由硫磺组成的层倾向于显示易脆性,且在处理期间常遭受破坏。当硫磺层破坏 或破裂时,部分核颗粒很快释放且使剩余的核颗粒部分暴露于可快速溶解核颗粒因此阻碍 控制释放的水和其他液体。通常核颗粒的快速溶解是不期望的,因为包封核颗粒的至少一 个目的是为了实现包封颗粒随时间的控制释放。 0006 其他现有技术包封颗粒包含与硫磺层相对的聚氨酯层。然而,这些包封颗粒倾向 于显示以下表面缺陷和问题:不一致的外部完整性(如用。
12、聚氨酯层对核颗粒的部分包封), 不一致的聚氨酯层厚度,和聚氨酯层内的凹陷和坑。与上述相似,当具有表面缺陷的聚氨酯 层位于核颗粒周围时,可使部分核颗粒部分暴露或与剩余聚氨酯层厚度不一致的聚氨酯层 的薄部可导致水和其他液体快速渗透聚氨酯层。上述两情况中任一个一般会导致核颗粒的 快速溶解,因此阻碍核颗粒的控制释放,通常这是不期望的。 0007 此外,一些包含聚氨酯层的包封颗粒在包封过程期间附聚,这导致了包封颗粒下 降的产率。通常附聚在包封核颗粒期间发生。在包封过程期间的核颗粒的附聚倾向于降低 包封效率,阻碍用聚氨酯层对核颗粒的完全包封,限制具有一致厚度的聚氨酯层的形成,相 对于为包封核颗粒所需的核颗。
13、粒的量提高所需的聚氨酯层的量,降低包封颗粒的产率,和 在生产出的包封颗粒的聚氨酯层中导致凹陷和坑。因此,存在需要研制改进的包封颗粒和 包封核颗粒的方法。 0008 发明概述和优点 0009 本发明公开了包封颗粒。该包封颗粒包含核颗粒、位于核颗粒周围的聚氨酯层和 说 明 书CN 104394979 A 2/19页 5 位于聚氨酯层周围的蜡。聚氨酯层包含异氰酸酯和多元醇组分的反应产物。多元醇组分包 含重量百分比为约1:2至约10:1的衍生自基于芳香族胺的起始物的催化多元醇和不同于 催化多元醇的聚醚多元醇。核颗粒通过包括以下步骤的方法包封:提供核颗粒、提供异氰酸 酯、提供多元醇组分和提供蜡。该方法也。
14、包括以下步骤:将异氰酸酯和多元醇组分混合和反 应以形成聚氨酯,和用包含聚氨酯的聚氨酯层包封核颗粒,以及用蜡包封聚氨酯层。此外, 提供了用聚氨酯层包封核颗粒的体系。该体系包含异氰酸酯和多元醇组分。 0010 催化多元醇给予了聚氨酯层弹性、抗磨性和控释性。进一步,包封核颗粒的方法促 进了对核颗粒的更完全的包封,聚氨酯层的一致和极小的厚度,提高的包封颗粒的产率,以 及最小化的聚氨酯层内的缺陷。提高包封颗粒的产率和改善包封颗粒的质量减少了形成包 封颗粒所需的时间和花费。此外,聚氨酯层的经改善的性质允许包封颗粒抵抗水的快速渗 透和提供控制的释放(例如核颗粒的溶解)。 0011 发明详述 0012 包封颗。
15、粒包含核颗粒、位于核颗粒周围的聚氨酯层和位于聚氨酯层周围的蜡。核 颗粒通常包含肥料,该肥料可包括钙、镁、氮、磷、钾、硫和其组合。该肥料可选自氮肥、磷肥、 钾肥、硫肥和其组合(例如混合肥料)。合适的肥料包括但不限于无水氨、尿素、硝酸铵、尿 素硝铵、硝酸铵钙、磷酸、磷酸一铵、聚磷酸铵、硫磷酸铵、钾碱、硝酸铵、硫酸铵、硫酸和其组 合。在一实施方式中,该肥料是氮肥(如尿素)。在又一实施方式中,该肥料是硫酸铵。 0013 在核颗粒包含肥料的实施方式中,核颗粒也可包含不同于肥料的组分。该其他组 分包括但不限于除草剂、杀虫剂、杀菌剂和其他用于农业应用中的组分。然而,包封颗粒不 限于用于农业应用中且本申请的核。
16、颗粒不限于肥料或上述的其他组分。 0014 虽然核颗粒的形状不是关键的,具有球形形状的核颗粒是代表性的。因此,核颗 粒通常是圆形的或者大体上球形的。核颗粒可为任意尺寸。在一实施方式中,核颗粒具有 从No.170至5/16英寸、或者从No.35至No.31/2、或者No.18至No.5网孔的颗粒尺寸,使 用美国筛系列根据标准分级技术测量。在另一个实施方式中,核颗粒具有0.1-10mm、或者 0.1-7mm、或者0.5-5mm、或者1-4mm、或者1.5-2.5mm的颗粒尺寸。圆的或大体上球形且具 有上述颗粒尺寸的核颗粒相比于具有其他颗粒尺寸的核颗粒,通常容许更薄和更均匀的聚 氨酯层。 0015 。
17、回到聚氨酯层,该聚氨酯层可部分或全部位于核颗粒周围。在一实施方式中,该聚 氨酯层位于至少75、或者至少95、或者至少99的核颗粒上。此外,应了解该聚氨酯层 可包含单一聚氨酯层或多个聚氨酯层。在一实施方式中,该聚氨酯层包含至少两个聚氨酯 层,或者至少三个聚氨酯层,或者至少四个聚氨酯层,或者至少五个聚氨酯层,或者至少六 个聚氨酯层。应了解该核颗粒可用至少一个聚氨酯层和一个或多个包含不同于聚氨酯的材 料的额外的层包封。 0016 通常,各个聚氨酯层具有从约5-50微米、或者10-40微米、或者15-35微米的平均 厚度。应了解该聚氨酯层可根据一种或多种所需的性质(如包封颗粒的溶解速率)以不同 的厚度。
18、使用。 0017 该聚氨酯层包含异氰酸酯和多元醇组分的反应产物。异氰酸酯可包含一种或多 种异氰酸酯。通常,该异氰酸酯是芳香族异氰酸酯。在一实施方式中,该异氰酸酯包括 但不限于单体和聚合的二苯基甲烷二异氰酸酯,单体和聚合的甲苯二异氰酸酯和其混合 说 明 书CN 104394979 A 3/19页 6 物。在另一实施方式中,该异氰酸酯为商购自BASF Corporation of Florham Park,NJ的 M20。 0018 如M20的聚合的二苯基甲烷二异氰酸酯提供了高的交联密度 和中等的粘度。或者,如M Isocyanate的单体的二苯基甲烷二异氰酸 酯提供低的粘度和高NCO含量以及低标。
19、称官能度。相似地,如MP102的 甲苯二异氰酸酯也提供了低粘度和高NCO含量以及低标称官能度。本领域技术人员会基于 从其形成的聚氨酯层的所需的性质选择合适的异氰酸酯。 0019 通常,异氰酸酯在25下具有1-3000cp、或者20-1000cp、或者50-300cp、或者 600-800cp的粘度。具有低至中等粘度的异氰酸酯促进了异氰酸酯至核颗粒上的喷射。异 氰酸酯通常具有1-5、或者1.5-4、或者2.0-2.7的标称官能度,其允许异氰酸酯与多元醇 组分的有效反应以及改善了成本效率。通常,异氰酸酯具有20-50wt、或者25-40wt、或 者30-33wt、或者20-30wt、或者21-25。
20、wt的NCO含量。该NCO含量提供了帮助聚氨 酯层形成的高的分子交联密度。该NCO含量也提供了每单位质量更多的化学键以改善成本 效率。异氰酸酯的粘度,标称官能度和NCO含量可在以上范围外变化,但通常为那些范围内 的整数值和分数值。在一实施方式中,基于异氰酸酯和多元醇组分总重量计,异氰酸酯以 40-60wt、或者45-55wt、或者48-52wt的量使用。 0020 回到多元醇组分,该多元醇组分包含衍生自基于芳香族胺的起始物的催化多元醇 和不同于该催化多元醇的聚醚多元醇。在一实施方式中,多元醇组分包含一种或多种不同 于催化多元醇和聚醚多元醇二者的其他多元醇。该多元醇组分通常包含具有至少两个OH 。
21、官能团的多元醇。除了OH官能团之外,该多元醇组分可包含具有一个或多个NH官能团的 多元醇。 0021 作为一个整体,该多元醇组分具有不同于,但取决于包含于该多元醇组分中 的各个多元醇的性质的不同的物理和化学性质。通常,该多元醇组分在25下具有 100-5000cp、或者150-3000cp、或者200-2000cp的粘度。该多元醇组分通常具有大于2、或 者2-6、或者2.5-4、或者3-3.5的标称官能度。通常,该多元醇组分具有50-600mg KOH/g、 或者100-500mg KOH/g、或者150-300mg KOH/g的OH数。该多元醇组分的粘度、标称官能度 和OH数可为以上范围外的。
22、任意值,但通常为那些范围内的整数值和分数值。在一实施方式 中,基于异氰酸酯和多元醇组分的总重量计,多元醇组分以40-60wt、或者45-55wt、或 者48-52wt的量使用。 0022 该催化多元醇是指“催化的”多元醇,因为该催化多元醇可替代催化剂用于促进异 氰酸酯和多元醇组分的化学反应。换句话说,包含催化多元醇的多元醇组分相比于不包含 催化多元醇的多元醇组分,通常可在较少催化剂存在(甚至无催化剂存在)下在较低温度 下与异氰酸酯化学反应。如上所示,该催化多元醇衍生自胺基起始物。然而,该催化多元醇 可用多于一种起始物形成。在一实施方式中,该催化多元醇是用胺基起始物与二丙二醇共 起始的。不被任何。
23、特定理论束缚或限制,据信催化多元醇的胺含量促进了异氰酸酯与多元 醇组分的反应。 0023 催化多元醇通常包括氧化烯取代基。合适的氧化烯取代基的例子包括氧化乙烯、 说 明 书CN 104394979 A 4/19页 7 氧化丙烯、氧化丁烯、氧化戊烯,其混合物,氧化烯-四氢呋喃混合物,和表卤代醇。 0024 如上述,该催化多元醇从基于芳香族胺的起始物形成。在一实施方式中,该基于芳 香族胺的起始物是下式: 0025 0026 其中R 1 包括烷基、胺基和氢中之一,和R 2 -R 6 各自独立地包括胺基和氢中之一,只 要R 1 -R 6 中至少一个是胺基。因此,应理解R 1 可为烷基、胺基或氢或包括其。
24、组合的任意化合 物中的任一个。也应理解R 2 -R 6 不必须是相同的,且各自可包括胺基或氢。也应理解术语 “胺基”始终可指R-N-H基团或NH 2 基团。 0027 基于芳香族胺的起始物可包括但不限于甲苯二胺。甲苯二胺的合适例子包括但不 限于下式和其混合物: 0028 0029 不被任何特定理论束缚或限制,据信异氰酸酯和多元醇之间的混溶性最小化了包 封颗粒的聚氨酯层中的表面缺陷的形成。例如,当非芳香族多元醇与诸如芳香族异氰酸酯 的异氰酸酯结合时,混溶性可受损。该非芳香族多元醇可与芳香族异氰酸酯只在界面上以 部分方式反应,这导致从其形成的聚氨酯层中的表面缺陷(如凹陷和坑)。如上所述的基于 芳香。
25、族胺的起始物倾向于生成与该异氰酸酯混溶(例如,完全混溶)的催化多元醇。据信 异氰酸酯和衍生自基于芳香族胺的起始物的催化多元醇的混溶性倾向于由两个主要效果 导致。首先,据信混溶性受到色散力影响,该色散力在催化多元醇和异氰酸酯的相似芳族部 说 明 书CN 104394979 A 5/19页 8 分之间产生瞬间诱导的偶极。该瞬间诱导的偶极允许催化多元醇和异氰酸酯有效混合。其 次,催化多元醇和异氰酸酯芳族部分的平面几何形状允许催化多元醇和异氰酸酯的互补堆 积,据信该平面几何形状影响了混溶性。这样,异氰酸酯与催化多元醇有效混合。 0030 通常,从基于芳香族胺的起始物形成的催化多元醇在25下具有400-。
26、25000cp、 或者450-20000cp的粘度。在一实施方式中,该催化多元醇在25下具有500-2500cp、或 者1000-2000cp、或者1500-2500cp、或者1800-2000cp的粘度。在另一实施方式中,该催 化多元醇在25下具有1000-10000cp、或者3000-8000cp、或者4500-6000cp的粘度。在 又另一实施方式中,该催化多元醇在25下具有15000-25000cp、或者16000-20000cp、或 者17500-19000cp的粘度。通常,该催化多元醇具有大于2.5、或者2.5-8、或者2.5-4.5、 或者3.5-4.5的标称官能度。该催化多元醇。
27、通常具有100-700mg KOH/g、或者200-500mg KOH/g、或者250-350mg KOH/g的OH数。在另一实施方式中,该催化多元醇具有350-450mg KOH/g的OH数。在又另一实施方式中,该催化多元醇具有400-500mg KOH/g的OH数。通 常,该催化多元醇具有240-2250g/mol、或者330-1120g/mol、或者370-900g/mol的数均分 子量。这个实施方式的催化多元醇的粘度、标称官能度、OH数,和数均分子量可在以上范 围外变化,但通常为那些范围内的整数值和分数值。合适的催化多元醇的例子可以商品名 1168,735和1578商购自BASF Co。
28、rporation of Florham Park,NJ。 0031 催化多元醇的性质影响聚氨酯层的性质。催化多元醇的粘度影响多元醇组分至核 颗粒上的喷射。催化多元醇的标称官能度影响多元醇组分和异氰酸酯的反应。催化多元醇 的OH数影响聚氨酯层的交联密度。 0032 催化多元醇通常以基于100重量份的多元醇组分计的1-95重量份、或者10-65重 量份、或者10-45重量份、或者45-55重量份、或者15-35重量份、或者5-25重量份的量存 在于多元醇组分中。催化多元醇的量可在以上范围外变化,但通常为那些范围内的整数值 和分数值。 0033 如上所述,多元醇组分也包含聚醚多元醇。该聚醚多元醇通。
29、常从起始物和多个氧 化烯单元形成。在一实施方式中,多个氧化烯单元包含基于多个氧化烯单元总重量计的至 少50wt的氧化丙烯单元。或者,多个氧化烯单元包含基于多个氧化烯单元总重量计的 至少50wt、60wt、70wt、80wt、90wt、95wt或99wt的氧化丙烯单元。又或者, 该多个氧化烯单元可包含基于多个氧化烯单元总重量计的100wt的氧化丙烯单元。该 聚醚多元醇通常具有大于400g/mol的数均分子量,因为该数均分子量倾向于改善聚氨酯 层的性能表现。更具体地,具有大于400g/mol数均分子量的聚醚多元醇倾向于赋予聚氨 酯层弹性、抗磨性和控释性。在一实施方式中,该聚醚多元醇具有400-15。
30、000g/mol、或者 500-7000g/mol、或者500-5000g/mol的数均分子量。通常,该聚醚多元醇在25下具有 100-10000cp或者100-5000cp的粘度。该聚醚多元醇通常具有至少2.5、或者2.5-5、或者 2.8-3.2的标称官能度。通常,该聚醚多元醇具有20-300mg KOH/g、或者23-275mg KOH/g、 或者25-250mg KOH/g的OH数。聚醚多元醇的数均分子量、粘度、标称官能度和OH数可为 以上范围外的任意值,但通常为那些范围内的整数值和分数值。 0034 在一实施方式中,聚醚多元醇是中等分子量的仲羟基封端多元醇。在这个实施 方式中,该聚醚。
31、多元醇通常由至少一个非胺基三官能起始物起始。起始这个实施方式的 说 明 书CN 104394979 A 6/19页 9 聚醚多元醇的合适的起始物包括丙三醇、三羟甲基丙烷、丙二醇、二丙二醇、异丙二醇、山 梨醇、蔗糖和类似物。在这个实施方式中,该聚醚多元醇通常具有470-1400g/mol、或者 500-1200g/mol、或者600-1000g/mol、或者600-800g/mol的数均分子量。通常,这个实施方 式的聚醚多元醇在25下具有150-700cp、或者160-600cp、或者170-370cp的粘度。这个 实施方式的聚醚多元醇通常具有大于2.5、或者2.75-5、或者2.8-3.2的标。
32、称官能度。通常, 这个实施方式的聚醚多元醇具有100-300mg KOH/g、或者180-280mg KOH/g、或者220-240mg KOH/g的OH数。这个实施方式的聚醚多元醇的数均分子量、粘度、标称官能度和OH数可为 以上范围外的任意值,但通常为那些范围内的整数值和分数值。这个实施方式的合适的聚 醚多元醇是可以商品名GP730商购自BASF Corporation of Florham Park,NJ的。 0035 在另一实施方式中,该聚醚多元醇是聚醚三元醇。在这个实施方式中,该聚醚多 元醇通常由至少一种非胺基三官能起始物起始。起始这个实施方式的聚醚多元醇的合适 起始物包括丙三醇、三羟。
33、甲基丙烷、丙二醇、二丙二醇、异丙二醇、山梨醇、蔗糖和类似物。 在这个实施方式中,该聚醚多元醇通常具有500-5500g/mol、或者1000-5000g/mol、或者 2000-4000g/mol、或者2500-3500g/mol的数均分子量。通常,这个实施方式的聚醚多元醇 在25下具有100-1000cp、或者250-750cp、或者450-650cp的粘度。在这个实施方式中, 该聚醚多元醇通常具有至少2.5、或者2.75-5、或者2.8-3.2的标称官能度。通常,这个实 施方式的聚醚多元醇具有10-100mg KOH/g、或者25-75mg KOH/g、或者45-65mg KOH/g、或 。
34、者50-60mg KOH/g的OH数。这个实施方式的聚醚多元醇的数均分子量、粘度、标称官能度 和OH数可为以上范围外的任意值,但通常为那些范围内的整数值和分数值。这个实施方式 的一个合适的聚醚多元醇是以商品名4156商购自BASF Corporation of Florham Park,NJ的。 0036 在又另一实施方式中,该聚醚多元醇是仲羟基封端的接枝聚醚三元醇。在这个实 施方式中,该聚醚多元醇通常由至少一种非胺基三官能起始物起始。起始这个实施方式 的聚醚多元醇的合适起始物包括丙三醇、三羟甲基丙烷、丙二醇、二丙二醇、异丙二醇、山 梨醇、蔗糖和类似物。在这个实施方式中,该聚醚多元醇通常具有1。
35、000-10000g/mol、或者 4000-7000g/mol、或者5000-6000g/mol的数均分子量。通常,这个实施方式的聚醚多元醇 在25下具有1000-10000cp、或者3000-6000cp、或者3000-5000cp、或者4000-5000cp的 粘度。在这个实施方式中,该聚醚多元醇通常具有至少2.5、或者2.75-5、或者2.8-3.2的 标称官能度。通常,这个实施方式的聚醚多元醇具有10-100mg KOH/g、或者10-75mg KOH/ g、或者10-50mg KOH/g、或者20-50mg KOH/g、或者20-40mg KOH/g、或者25-35mg KOH/g。
36、的 OH数。这个实施方式的聚醚多元醇的数均分子量、粘度、标称官能度和OH数可为以上范围 外的任意值,但通常为那些范围内的整数值和分数值。这个实施方式的一个合适的聚醚多 元醇是以商品名4600商购自BASF Corporation of Florham Park,NJ 的。 0037 聚醚多元醇通常以基于100重量份的多元醇组分计的10-100重量份、或者40-90 重量份、或者40-60重量份、或者65-85重量份、或者75-95重量份的量存在于多元醇组分 中。聚醚多元醇的量可在以上范围外变化,但通常为那些范围内的整数值和分数值。 说 明 书CN 104394979 A 7/19页 10 00。
37、38 聚醚多元醇通常在多元醇组分中以大于催化多元醇量的量存在。多元醇组分中 聚醚多元醇与催化多元醇的重量比通常为1:2-10:1、或者2:1-10:1、或者2:1-8:1、或者 2.5:1-6:1、或者5:1-6:1、或者2:1-4:1、或者2.5:1-3.5:1、或者1:2-2:1。聚醚多元醇与 催化多元醇的重量比可在以上范围外变化,但通常为那些范围内的整数值和分数值。 0039 不被任何特定理论束缚或限制,据信在此描述的异氰酸酯和多元醇组分的不同性 质、比值和量最小化了包封颗粒的聚氨酯层中的附聚和表面缺陷的形成。更具体地,据信 聚醚多元醇与催化多元醇的比值部分地影响用聚氨酯层包封核颗粒的步。
38、骤以及聚氨酯层 的性能表现。在包封步骤期间,该比值有助于最优处理条件(例如粘度、反应速度和不附 聚)。进一步地,该比值有助于为形成合适聚氨酯层(即具有优秀抗磨性和溶解速率的聚氨 酯层)所需的交联密度和分子结构。 0040 在一实施方式中,多元醇组分或异氰酸酯包含油。在一实施方式中,该油溶于包括 衍生自基于芳香族胺的起始物的催化多元醇和不同于催化多元醇的聚醚多元醇的多元醇 组分。在这个实施方式中,油在涂覆和固化过程期间可进一步最小化包封颗粒的附聚。在 聚氨酯固化期间该油基本上不与异氰酸酯、多元醇组分或其他存在的液体发生化学反应。 换句话说,该油基本上不含有已知与多元醇组分和/或异氰酸酯反应的取代。
39、基,例如羟基 和胺基。在某些实施方式中,在固化期间,低于存在的该油的总量的10wt、5wt、1wt、 0.5wt或0.1wt的油与多元醇组分、异氰酸酯、和/或其他存在的液体反应。又或者,在 一具体实施方式中,在固化期间,没有油与多元醇组分、异氰酸酯、和/或其他存在的液体 反应。 0041 油可加至异氰酸酯中、多元醇组分中或可加至多元醇组分和异氰酸酯的混合物 中。虽然不特别限定,该油可包括大豆油、芥花籽油、花生油、葵花籽油、棉籽油、衍生自植物 油的甲酯和其组合。在一具体实施方式中,该油包括衍生自植物油的甲酯。 0042 如果使用的话,通常该油以基于异氰酸酯和多元醇组分总重量计的1-30wt、或 。
40、者5-25wt、或者约10-20wt的量存在。然而,本领域技术人员会理解,根据该包封颗粒 的应用,其他量的油也可使用。 0043 在另一实施方式中,聚氨酯层在一种或多种催化剂存在下形成。在这个实施方式 中,该多元醇组分或该异氰酸酯可包含一种或多种催化剂。如果包含的话,该催化剂通常包 含在多元醇组分中。该催化剂通常存在于多元醇组分中以催化多元醇组分和异氰酸酯之间 的反应。应理解,该催化剂通常在多元醇组分和异氰酸酯之间的反应中不消耗。合适的催化 剂的例子包括但不限于胺催化剂(例如凝胶化催化剂如二丙二醇中的胺催化剂;发泡催化 剂如二丙二醇中的双(二甲基氨基乙基)醚),金属催化剂,例如锡、铋、铅、钾等。
41、,和有机金 属催化剂,例如基于但不限于锌、铋、锡、铁、铅、汞、锆、钙、锰、钾和钠的辛酸盐、萘酸盐、月 桂酸盐、乙酸盐等。合适催化剂的具体非限制性例子包括二丙二醇中的33的三亚乙基二 胺、二月桂酸二丁基锡、二乙二醇中的70辛酸钾、二乙二醇中的乙酸钾、乙酸钾、1,2-二 甲基咪唑和二月桂酸二甲基锡。 0044 在又另一实施方式中,该聚氨酯层在硅酮表面活性剂存在下形成。通常,该硅酮表 面活性剂包含有机聚硅氧烷。合适的有机聚硅氧烷的非限制性例子是含有聚硅氧烷主链和 聚醚侧链的烷基侧接的有机硅氧烷分子。该例子的烷基侧接的有机硅氧烷分子可为梳状结 构或树枝状结构。 说 明 书CN 104394979 A 。
42、10 8/19页 11 0045 不被任何特定理论所束缚或限制,据信硅酮表面活性剂改善了多元醇组分和异氰 酸酯在核颗粒上的润湿性。因此,硅酮表面活性剂也可描述为润湿剂。也应相信该硅酮表 面活性剂进一步改善了该聚氨酯层至核颗粒的粘附性。除此之外,也应相信该硅酮表面活 性剂进一步降低了包封颗粒在包封过程期间和之后的结块和附聚。然而,应理解该硅酮表 面活性剂不是必需的。 0046 通常,包封颗粒的产量是测量通过具有4mm网孔的筛且具有位于其周围的一致的 聚氨酯层的包封颗粒的量。硅酮表面活性剂降低了核颗粒的附聚,因此增加了包封颗粒的 产量。包封过程通常最大化单个形成和自由流动的包封颗粒的量以及最小化附。
43、聚的包封颗 粒的量,因此导致更高的包封颗粒的总产量。 0047 在一实施方式中,硅酮表面活性剂是液体且在25下具有100-1500cp、或者 200-1000cp、或者650-850cp的粘度。硅酮表面活性剂的粘度可在上述范围外变化,但是通 常为那些范围内的整数和分数值。 0048 合适的硅酮表面活性剂的具体例子包括但不限于,商购自Goldschmidt AG of Essen,DE的BF 2370,商购自Air Products and Chemicals,Inc.of Allentown,PA的DC5043和商购自Momentive Performance Materials of Alb。
44、any,NY的Silicone L-5340和L-620二者。特别适合的硅酮表面活性剂是 Silicone L-620,其为聚氧化烯甲基硅氧烷共聚物。硅酮表面活性剂可以以基于 100重量份的聚氨酯层计的0.01-10、或者0.05-5、或者0.1-3重量份的量存在于聚氨酯层 中。硅酮表面活性剂的重量份可在以上范围外变化,但通常为那些范围内的整数值和分数 值。 0049 聚氨酯层可任选地包含一种或多种添加剂。适合于本申请目的的添加剂包括但不 限于扩链剂、交联剂、链终止剂、加工助剂、粘结促进剂、抗氧化剂、消泡剂、阻燃剂、催化剂、 抗起泡剂、水清除剂、分子筛、气相二氧化硅、表面活性剂、紫外光稳定剂、。
45、填充剂、触变剂、 硅酮、着色剂、颜料、惰性稀释剂和其组合。例如,聚氨酯层中可包含颜料。如果包含的话, 聚氨酯层中可包含不同量的添加剂。 0050 在一实施方式中,聚氨酯层在包封颗粒中以基于核颗粒总重计的1.0-30.0wt、 或者1.0-20.0wt、或者1.0-15.0wt、或者1.0-10.0wt、或者1.0-5.0wt、或者 2.0-5.0wt的量存在。包封颗粒中存在的聚氨酯层的量可在以上范围外变化,但通常为那 些范围内的整数值和分数值。 0051 通常使用以下描述的测试程序测定包封颗粒中存在的聚氨酯层的量。首先,将20g 包封颗粒和500g水(例如去离子水)倒入标准家用搅拌器中。该搅拌。
46、器启动,混合该搅拌 器的内含物直到该核颗粒,例如尿素,完全溶解。然后使用预称重的过滤纸和布氏漏斗过滤 搅拌器的内含物得到固体。然后该过滤物(ltrand)在约100下干燥以基本上去除存在 于过滤物里残余的水。通常,将该过滤物在100下(在烘箱中)干燥约30分钟。干燥后, 称量该过滤物。使用过滤物的量(X)(以克计)和核颗粒的量(Y)(以克计)在下式中计算 存在于包封颗粒中的聚氨酯层的量(基于该核颗粒的总重量的wt): 0052 聚氨酯层(wt)100(X/Y) 说 明 书CN 104394979 A 11 9/19页 12 0053 X干燥后的过滤物的量(以克计) 0054 Y20(包封颗粒的。
47、初始量)X。 0055 除了聚氨酯层,包封颗粒包括位于核颗粒周围的蜡。更具体地,蜡位于聚氨酯层上 且聚氨酯层位于核颗粒上。可使用的蜡的合适的例子包括但不限于有机蜡、热塑性聚合物、 矿物油或其组合。更特别地,蜡可包括石蜡油、石蜡、植物蜡、甘油三酸酯、微晶蜡、矿脂、烯 烃、聚乙烯、石油蜡和其组合。在一实施方式中,该蜡包括石油蜡。在另一实施方式中,蜡 包括石油蜡和至少一种其他蜡。在一实施方式中,蜡在包封颗粒中以基于核颗粒总重量计 的0.1-10.0wt、或者0.1-5.0wt、或者0.5-3.0wt的量存在。包封颗粒中存在的蜡的 量可在以上范围外变化,但通常为那些范围内的整数值和分数值。合适的蜡的具。
48、体的非限 制性的例子是商购自The International Group,Inc.of Toronto,CA的 7089A。 0056 包含核颗粒、聚氨酯层和蜡的包封颗粒通常是圆形的或者基本上球形的。多个 包封颗粒通常具有以D4,3、d(0.1)、d(0.5)和/或d(0.9)(它们都在行业中定义和了 解)报告的尺寸分布。在一些实施方式中,包封颗粒具有0.5-5mm、1-4mm或1-3mm的尺寸 分布D4,3以及具有0.1-10mm的整体颗粒尺寸范围。在其他实施方式中,包封颗粒具有 0.2-2mm、0.4-1.7mm或0.5-1.5mm的尺寸分布d(0.1)以及具有0.1-10mm的整体颗粒。
49、尺 寸范围。在其他实施方式中,包封颗粒具有0.5-5mm、1-4mm或1-3mm的尺寸分布d(0.5) 以及具有0.1-10mm的整体颗粒尺寸范围。在又一些实施方式中,包封颗粒具有0.7-7mm、 0.8-5mm或1-4mm的尺寸分布d(0.9)以及具有0.1-10mm的整体颗粒尺寸范围。包封颗粒 的D4,3、d(0.1)、d(0.5)和d(0.9)尺寸分布可在以上范围外变化,但通常为那些范围内 的整数值和分数值。 0057 包封颗粒的聚氨酯层和蜡二者影响核颗粒的溶解速率。溶解速率是核颗粒(例如 尿素)溶于水的速率。为计算溶解速率,测定溶解率()。更具体地,使用下述的测试程 序测定溶解率()。首先,将50g的包封颗粒和235g的水倒入250mL的广口塑料瓶(瓶) 中。将该瓶置于设置在38的炉中。在38下老化7天后从瓶中取出液体样品。运用折 射仪测量样品的折射率。使用折射率。