能量活化的室溫可泵送的聚合物組合物以及用于活化和分配它們的設(shè)備的制作方法
【專利摘要】能量活化的室溫可泵送的聚合物組合物，用于將所述聚合物組合物活化和處理為可以用作粘合劑、密封劑、涂層或密封墊材料的固體蜂窩狀或非蜂窩狀聚合物材料的設(shè)備，以及制造和使用它們的方法。根據(jù)本發(fā)明的組合物包括固體顆粒，所述固體顆粒包括一種或多種聚合物，所述聚合物與至少一種加工助劑共同被乳化、分散或懸浮在液體載體中，所述加工助劑例如反應(yīng)性發(fā)泡劑、低分子量表面活性劑、高分子量表面活性劑、在膠乳漆中發(fā)現(xiàn)的一種或多種化合物、淀粉、纖維素衍生的產(chǎn)物以及它們中的兩種或更多種的組合。加工助劑提供各種益處，包括例如降低的密度、改進(jìn)的加工衛(wèi)生、改進(jìn)的泡沫穩(wěn)定性、更快的膠粘時間和/或降低的加工溫度。
【專利說明】能量活化的室溫可泵送的聚合物組合物以及用于活化和分 配它們的設(shè)備
[0001] 本申請是申請日為2009年2月25日，申請?zhí)枮?00980108700.X，發(fā)明名稱為"能 量活化的室溫可泵送的聚合物組合物以及用于活化和分配它們的設(shè)備"的申請的分案申 請。 發(fā)明領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明涉及能量活化的室溫可泵送的聚合物組合物以及用于活化和分配它們以 形成固體蜂窩狀的（solid cellular)或固體非蜂窩狀的聚合物材料的設(shè)備。
[0003] 相關(guān)技術(shù)的描述
[0004] 在用于分配熱熔性粘合劑的常規(guī)系統(tǒng)中，熱熔性粘合劑組合物的固體熱塑性小球 被傳輸至熱熔體鍋或釜中。在釜中小球被大批地加熱至高于熱熔性粘合劑組合物的熔融溫 度的溫度。釜中的熔融的熱熔性材料以被加熱的狀態(tài)通過被加熱的軟管或管線被泵送至多 個被加熱的遠(yuǎn)程分配設(shè)備，這種分配設(shè)備通常位于遠(yuǎn)離釜顯著的距離處。
[0005] 常規(guī)的熱熔體分配系統(tǒng)的使用有若干缺點(diǎn)。例如，在釜內(nèi)熔融大量的熱熔性組合 物和將熔融的材料通過被加熱的管線傳輸至被加熱的分配設(shè)備涉及相當(dāng)大的能量成本。粘 合劑、密封劑、涂層或密封墊材料和/或加熱系統(tǒng)的穩(wěn)定性故障可能導(dǎo)致管線堵塞和相當(dāng) 長的停機(jī)時間。此外，通常從釜發(fā)出不良的氣味和煙。被加熱的釜和被加熱的軟管在工作 場所內(nèi)帶來安全性危害。此外，系統(tǒng)的復(fù)雜性使維護(hù)和更換設(shè)備艱難并且耗時。而且，需要 將熱熔性粘合劑保持在高溫下延長的時間段，傾向于導(dǎo)致組合物以及其粘合性質(zhì)的劣化。
[0006] Stumphauzer等人的美國專利第7,285,583號（以下稱為"'583專利"），其說 明書據(jù)此以引用方式以其整體并入，公開了在室溫下是可泵送的，但是在被加熱至高于約 300 °F并且被混合時形成熔融的熱熔性組合物的多重組分聚合物組合物。熔融的熱熔性組 合物可以被分配以在冷卻時形成固體粘合劑材料。該專利公開了該組合物可以包括"發(fā)泡 劑"，例如偶氮二甲酰胺（azobisdicarbonamide),目的是在烙融的熱烙性組合物中產(chǎn)生泡 沫，這使體積膨脹并且降低固體粘合劑的密度。偶氮二甲酰胺當(dāng)被加熱時釋放氮?dú)狻５獨(dú)?被認(rèn)為是非反應(yīng)性的發(fā)泡劑。
[0007] Stumphauzer等人的美國專利第7, 221，859號（以下稱為"'859專利"），其說明 書也據(jù)此以引用方式以其整體并入，公開了一種可以用于將諸如' 583專利所公開的多重 組分聚合物組合物從其可泵送的室溫狀態(tài)加熱至材料變成熔融液體的溫度的設(shè)備。所述設(shè) 備靜態(tài)地混合熔融液體，在熔融液體從設(shè)備離開進(jìn)入可商購獲得的熱熔體分配頭時將熔融 液體轉(zhuǎn)化為熱熔體。一旦熔融材料被從分配頭分配，材料表現(xiàn)出與常規(guī)包裝的熱熔體基本 上相似的粘合性質(zhì)。
[0008] 發(fā)明簡述
[0009] 考慮到上述內(nèi)容，本發(fā)明提供了相對于已知的熱熔體和冷膠劑系統(tǒng)（hot melt and cold glue system)來說提供相當(dāng)大的優(yōu)勢的組合物、設(shè)備、系統(tǒng)和方法。根據(jù)本發(fā)明 的組合物在室溫下（除非另外清楚地指出，否則術(shù)語"室溫"據(jù)此被定義為是72±5 T )以 及在約32 °F至140 °F、優(yōu)選50 °F至120 °F、最優(yōu)選60 °F至110 T的其他環(huán)境溫度下以非熔 融的可泵送的狀態(tài)存在，但是可以被活化以形成當(dāng)冷卻時可以被分配以形成蜂窩狀或固體 非蜂窩狀聚合物固相材料的基本上均質(zhì)的熔融材料。根據(jù)本發(fā)明的組合物包括固體顆粒， 所述固體顆粒包括一種或多種聚合物（以下有時被稱為"第一組分"），所述聚合物被乳化、 分散和/或懸浮在液體載體（以下有時被稱為"第二組分"）中。根據(jù)本發(fā)明的組合物還包 括一種加工助劑或兩種或更多種加工助劑的組合，加工助劑例如反應(yīng)性發(fā)泡劑、低分子量 表面活性劑、高分子量表面活性劑、存在于膠乳漆中的一種化合物或兩種或更多種化合物 的組合、和/或淀粉和纖維素衍生的產(chǎn)物。加工助劑提供各種益處，包括例如降低的密度、 改進(jìn)的加工衛(wèi)生（process hygiene)、改進(jìn)的泡沫穩(wěn)定性、更快的結(jié)合時間（bond time)和 /或降低的加工溫度。
[0010] 本發(fā)明還提供了一種能夠?qū)⒏鶕?jù)本發(fā)明的組合物活化至熔化溫度并且從而產(chǎn) 生當(dāng)被分配時能夠冷卻以形成表現(xiàn)出優(yōu)良的結(jié)合性質(zhì)的基本上熔化的固化物質(zhì)（fused solidified mass)的基本上熔融的均質(zhì)材料的設(shè)備。本發(fā)明還提供了用于生產(chǎn)可以用作粘 合劑、密封劑、涂層或密封墊材料的固體蜂窩狀或固體非蜂窩狀聚合物材料的方法，以及制 造和使用所述組合物和設(shè)備的方法。
[0011] 在本發(fā)明的第一個方面提供了一種組合物，所述組合物包括：固體顆粒，其包括第 一聚合物；液體載體，所述固體顆粒被乳化、分散和/或懸浮在所述液體載體中；以及加工 助劑；其中：所述組合物在約32 T至約140 T的溫度下是可泵送材料；所述組合物當(dāng)在超 過140 T的加工溫度下被能量活化時形成基本上均質(zhì)的熔融共混物；所述基本上均質(zhì)的熔 融共混物當(dāng)其冷卻至低于140 T的溫度時變成熔化的固體材料；所述熔化的固體材料能夠 在應(yīng)用點(diǎn)結(jié)合一種或多種基材；并且所述加工助劑降低所述熔化的固體材料的密度，改進(jìn) 加工衛(wèi)生，改進(jìn)在所述基本上均質(zhì)的熔融共混物中產(chǎn)生的泡沫的穩(wěn)定性，減少結(jié)合時間，降 低所述組合物在約32 T至約140 T的溫度下的粘度，和/或降低加工溫度。
[0012] 在本發(fā)明的組合物中，所述加工助劑可以是當(dāng)所述組合物被熱活化時產(chǎn)生在化學(xué) 上與所述第一聚合物和/或所述液體載體反應(yīng)的氣體的反應(yīng)性發(fā)泡劑。其中所述反應(yīng)性發(fā) 泡劑可選自由水、醇、二醇、三醇、胺、酸、酐、丙烯酸、丙烯腈、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、碳酸 乙-醋、碳酸丙稀醋、水合礦物、燒氧基娃燒（單燒氧基、-燒氧基、二燒氧基和四燒氧基）、 水解的硅烷（水解的烷氧基硅烷單體、二聚體或三聚體）、預(yù)水解的有機(jī)硅烷低聚物、封端 異氰酸酯以及水合無機(jī)化合物組成的組。其中所述加工助劑可以是水。其中所述水可以按 重量計小于10%的量存在。其中所述水可以按重量計約0.2%至約2%的量存在。其中在 分配所述熔融材料的所述點(diǎn)處，所述熔化的固體材料的密度可降低0. 05g/cc至lg/cc的范 圍。其中所述固體顆?？砂ㄒ蚁?乙酸乙烯酯。其中所述液體載體可以是植物油。其中 所述反應(yīng)性發(fā)泡劑可以不釋放揮發(fā)性有機(jī)化合物。
[0013] 在本發(fā)明的組合物中，所述加工助劑可以是改進(jìn)加工衛(wèi)生的低分子量表面活性 齊IJ。其中所述低分子量表面活性劑可以是非離子型表面活性劑。其中所述非離子型表面活 性劑的分子量可小于5, 000。其中所述低分子量表面活性劑可以是離子型表面活性劑。其 中所述離子型表面活性劑的分子量可小于2, 500。其中所述低分子量表面活性劑可以按重 量計約0. 1%至約18%的量存在。其中加工衛(wèi)生的改進(jìn)可以是減少的拉絲。
[0014] 在本發(fā)明的組合物中，所述加工助劑可以是改進(jìn)在所述基本上均質(zhì)的熔融共混物 中產(chǎn)生的泡沫的穩(wěn)定性的高分子量表面活性劑。其中所述高分子量表面活性劑可以是非離 子型表面活性劑。其中所述非離子型表面活性劑的分子量可大于5, 000。其中所述高分子量 表面活性劑可以是離子型表面活性劑。其中所述離子型表面活性劑的分子量可大于2, 500。 其中所述高分子量表面活性劑可以按重量計約0.05%至約18%的量存在。其中所述高分 子量表面活性劑可以是根據(jù)式（AB) n的化合物，其中A是被表征為疏水性雙官能材料的重 復(fù)單元，B是被表征為親水性雙官能材料的重復(fù)單元，并且η是大于25的數(shù)。其中所述化 合物可以是用碳酸鈣中和的癸二酸。
[0015] 在本發(fā)明的組合物中，所述加工助劑可包括聚合物多元醇和/或存在于膠乳漆中 的一種或多種化合物，所述聚合物多元醇和/或所述存在于膠乳漆中的一種或多種化合物 當(dāng)存在于所述組合物中時減少結(jié)合時間。其中所述存在于膠乳漆中的一種或多種化合物可 包括小無機(jī)顆粒。其中所述存在于膠乳漆中的一種或多種化合物可包括小有機(jī)顆粒。其中 所述聚合物多元醇和/或所述存在于膠乳漆中的一種或多種化合物可以按重量計高達(dá)約 20 %的量存在。
[0016] 在本發(fā)明的組合物中，所述加工助劑可包括與包括所述第一聚合物的所述固體顆 粒不同并且降低所述組合物在高達(dá)140 Τ的溫度下的粘度的小固體顆粒的分散體或乳狀 液。其中所述乳狀液可以是膠乳乳狀液。其中所述分散體或乳狀液可以是選自在水中的丙 烯酸、乙酸乙烯酯和丙烯酸酯的聚合物。其中所述分散體或乳狀液可由小無機(jī)顆粒形成。
[0017] 在本發(fā)明的組合物中，所述加工助劑可以是降低所述加工溫度的可持續(xù)材料。其 中所述可持續(xù)材料可以是選自由淀粉和它們的衍生物、纖維素材料和它們的衍生物、動物 蛋白和植物蛋白以及它們的衍生物、動物脂肪和油及植物脂肪和油以及它們的衍生物組成 的組中的一種或多種。其中所述可持續(xù)材料可以是選自由淀粉和它們的衍生物以及纖維素 和它們的衍生物組成的組中的一種或多種。其中所述可持續(xù)材料可以是選自由糊精、氫化 糊精、聚葡萄糖、麥芽糖糊精、氫化麥芽糖糊精、玉米糖漿和氫化淀粉水解產(chǎn)物組成的組中 的一種或多種。其中所述淀粉和它們的衍生物以及纖維素和它們的衍生物可以是氫化的。 其中所述可持續(xù)材料可以按重量計高達(dá)約40%的量存在。
[0018] 在本發(fā)明的組合物中，所述組合物可由一種或多種可持續(xù)材料形成。其中所述可 持續(xù)材料可選自由淀粉和它們的衍生物、纖維素材料和它們的衍生物、動物蛋白和植物蛋 白以及它們的衍生物、動物脂肪和油及植物脂肪和油以及它們的衍生物組成的組。其中所 述組合物可包括按重量計90%至100%的可持續(xù)材料。其中可包括所述第一聚合物的所述 固體顆粒的按重量計大于50%包括一種或多種可持續(xù)材料。其中所述液體載體的可按重量 計大于50%包括一種或多種可持續(xù)材料。
[0019] 在本發(fā)明的組合物中，所述組合物還可包括催化劑。其中當(dāng)所述熔化的固體材料 暴露于濕氣時，所述催化劑可催化所述熔化的固體材料中的潛在的交聯(lián)反應(yīng)。
[0020] 在本發(fā)明的第二個方面，提供了一種用于加熱和混合組合物的裝置，所述裝置包 括反應(yīng)器，所述反應(yīng)器包括：芯元件，所述芯元件具有入口、出口和與所述入口和所述出口 流體連通的至少一個環(huán)形槽；以及能量源，所述能量源用于在所述組合物經(jīng)過所述槽時為 所述組合物供給能量。
[0021] 在本發(fā)明的裝置中，可在所述芯元件中設(shè)置多個環(huán)形槽，所述多個環(huán)形槽被翅片 彼此分離，并且所述多個環(huán)形槽通過所述翅片中的凹口互相連接。其中每個環(huán)形槽可通過 單一凹口與相鄰的環(huán)形槽互相連接，并且其中連續(xù)的單一凹口彼此被配置為軸向180°。
[0022] 在本發(fā)明的裝置中，所述環(huán)形槽可以是螺旋狀的。
[0023] 在本發(fā)明的裝置中，所述裝置還可包括與所述反應(yīng)器流體連通的未加熱的容器。 其中所述容器可以是未加熱的軟管。所述裝置還可包括被配置在所述未加熱的容器和所述 反應(yīng)器之間的隔離物，所述隔離物防止來自所述反應(yīng)器的能量活化所述容器中的所述組合 物。所述裝置還可包括被配置在所述未加熱的容器和所述反應(yīng)器之間的隔離物，所述隔離 物防止來自所述反應(yīng)器的熱能加熱所述容器中的所述組合物。其中所述隔離物可由具有 小于3. OBTU-in/小時-平方英尺-T的導(dǎo)熱率的材料形成。其中所述材料還可具有小于 1. 2 · l(T5in/in/ T (8. 5 · l(T6Cm/Cm/°C )的線性熱膨脹系數(shù)。其中所述隔離物可由聚醚醚 酮形成。其中所述裝置還可包括被配置在所述容器和所述隔離物之間的止回閥，所述止回 閥防止所述組合物從所述反應(yīng)器流動至所述容器。其中所述裝置還可包括傾泄閥，所述傾 泄閥用于在所述止回閥關(guān)閉時允許所述組合物流過反饋回路。
[0024] 在本發(fā)明的裝置中，所述裝置還可包括恒壓裝置，所述恒壓裝置用于在流過所述 容器和所述反應(yīng)器的組合物上提供恒壓。
[0025] 在本發(fā)明的裝置中，所述裝置還可包括用于使所述組合物加壓通過所述容器至所 述反應(yīng)器的工具以及被配置在所述工具和所述容器之間的止回閥，所述止回閥防止所述組 合物從所述反應(yīng)器流動至所述容器。其中所述裝置還可包括傾泄閥，所述傾泄閥用于在所 述止回閥關(guān)閉時允許所述組合物流過反饋回路。
[0026] 在本發(fā)明的裝置中，所述反應(yīng)器還可包括觸發(fā)器和噴嘴，其中所述觸發(fā)器適合于 移動并且從而允許所述組合物通過所述噴嘴來分配。其中所述觸發(fā)器可與被偏壓以封閉所 述噴嘴處的分配孔的針閥操作地相關(guān)聯(lián)。其中所述反應(yīng)器流體可連接于熱熔體或冷膠劑容 器，并且所述反應(yīng)器還可包括用于照射在所述至少一個環(huán)形槽中的所述組合物的紫外輻射 源。
[0027] 在本發(fā)明的裝置中，所述反應(yīng)器可流體連接于熱熔體或冷膠劑分配器。
[0028] 在本發(fā)明的第三個方面，提供了一種將第一基材粘附至第二基材的方法，所述方 法包括：提供第一個方面所述的組合物；用能量活化所述組合物以形成基本上均質(zhì)的熔融 共混物；將所述基本上均質(zhì)的熔融共混物配置在所述第一基材和所述第二基材之間；以及 將基本上均質(zhì)的熔融共混物保留在所述第一基材和所述第二基材之間，持續(xù)結(jié)合時間，在 所述結(jié)合時間期間所述熔融共混物冷卻以形成將所述第一基材和所述第二基材粘附在一 起的熔化的固體材料。
[0029] 在本發(fā)明的將第一基材粘附至第二基材的方法中，所述第一基材和所述第二基材 中的至少一種可包括纖維素纖維。其中所述熔化的固體材料能夠?qū)Πɡw維素纖維的基材 產(chǎn)生纖維撕裂粘附。
[0030] 在本發(fā)明的將第一基材粘附至第二基材的方法中，所述結(jié)合時間可小于約四秒。
[0031] 在本發(fā)明的將第一基材粘附至第二基材的方法中，所述第一基材和所述第二基材 可以是木材。
[0032] 在本發(fā)明的將第一基材粘附至第二基材的方法中，所述組合物可經(jīng)受潛在的濕氣 固化以形成熱固性固體粘合劑材料。
[0033] 在本發(fā)明的第四個方面，提供了一種制品，所述制品包括根據(jù)第三方面所述的方 法粘附在一起的第一基材和第二基材。
[0034] 在本發(fā)明的第五個方面，提供了一種形成密封件或密封墊的方法，所述方法包括： 提供第一方面所述的組合物；用能量活化所述組合物以形成基本上均質(zhì)的熔融共混物；將 所述基本上均質(zhì)的熔融共混物分配在基材上；以及允許所述基本上均質(zhì)的熔融共混物冷卻 以形成熔化的固體材料。
[0035] 在本發(fā)明的第六個方面，提供了一種密封墊或密封件，所述密封墊或密封件是根 據(jù)第五方面所述的方法形成的。
[0036] 本發(fā)明不要求大部分的固體粘合劑材料應(yīng)該在高溫下在遠(yuǎn)程熱熔體釜中被熔融， 或者熔融的熱熔性材料應(yīng)該在被加熱的軟管中被傳輸至分配設(shè)備。因此，本發(fā)明消除了與 遠(yuǎn)程釜相關(guān)聯(lián)的不良?xì)馕逗蜔熞约芭c這樣的系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的高能量成本和安全性危害。此 夕卜，本發(fā)明不要求大部分的固體粘合劑材料應(yīng)該被保持在高溫下相當(dāng)長的持續(xù)時間，并且 從而消除了粘合劑組合物的熱降解，同時降低了可能導(dǎo)致過度的停機(jī)時間的系統(tǒng)復(fù)雜性。 根據(jù)本發(fā)明的組合物僅需要在分配的點(diǎn)被能量活化，這因此賦予了冷膠劑應(yīng)用的許多優(yōu) 勢，但是與冷膠劑系統(tǒng)相比具有優(yōu)勢，即由高含固量導(dǎo)致的快得多的速度、使用通常在延長 的和反復(fù)的暴露于高溫和清潔器（cleaner)時將降解的材料的能力、在分配的點(diǎn)的高溫下 更快的應(yīng)用。
[0037] 本發(fā)明的上述特點(diǎn)和其他特點(diǎn)在下文更充分地描述，并且特別在權(quán)利要求、詳細(xì) 地提出本發(fā)明的某些闡述性的實(shí)施方案的以下的說明書中指出，然而這些實(shí)施方案僅僅陳 述了其中可以采用本發(fā)明的原理的多種方法中的少數(shù)幾種。
[0038] 附圖簡述
[0039] 圖1是用于活化和分配根據(jù)本發(fā)明的液體聚合物組合物的示例性的系統(tǒng)的部分 分解透視圖。
[0040] 圖2是根據(jù)本發(fā)明的示例性的隔離物（insulator)的側(cè)視圖。
[0041] 圖3是圖2所示的隔離物的沿線III-III截取的側(cè)剖視圖。
[0042] 圖4是根據(jù)本發(fā)明的裝配好的反應(yīng)器的透視圖。
[0043] 圖5是圖4所示的反應(yīng)器的透視圖，且外部的管形構(gòu)件已被除去以顯示芯元件。
[0044] 圖6是圖4所示的反應(yīng)器的分解透視圖。
[0045] 圖7是具有可選擇的槽系統(tǒng)的反應(yīng)器的分解透視圖。
[0046] 圖8是示出根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的部件的各種構(gòu)型的流程圖。
[0047] 圖9是根據(jù)本發(fā)明的示例性的反應(yīng)器/分配器單元的側(cè)剖視圖。
[0048] 發(fā)明詳述
[0049] A.第一組分
[0050] 根據(jù)本發(fā)明的組合物的第一組分包括一種或多種聚合物的固體顆粒，所述聚合物 可以從聚合乙烯、丙烯、丁烯、高級α-烯烴或其異構(gòu)體、苯乙烯和其異構(gòu)體、異戊二烯、丁 二烯、高級α -二烯或其異構(gòu)體、降冰片烯、二環(huán)戊二烯、丙烯酸和其衍生物、甲基丙烯酸和 其衍生物、烯屬不飽和二羧酸（olefinically unsaturated dicarboxyiic acid)和其衍生 物、丙烯腈、氯乙烯、偏二氯乙烯、乙烯基酯、乙烯醚、乙烯基娃燒以及類似物的任何組合來 衍生。另外的聚合物可以由具有活性氫的起始分子連同或可選擇地與單獨(dú)的單體或單體 的組合的結(jié)合來構(gòu)造，所述具有活性氫的起始分子例如水、山梨糖醇、甘油、蔗糖、多官能的 胺以及類似物，所述單體例如氧化物（例如環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷、四氫呋喃以及類似物）、各 種多官能的酸或酐（例如對苯二甲酸、鄰苯二甲酸酐、己二酸、琥珀酸酐以及類似物）、二醇 (例如乙二醇、丙二醇、丁二醇以及類似物）和/或各種多官能的胺（例如脲、乙二胺、六亞 甲基二胺以及類似物）。以各種組合的這些化學(xué)品產(chǎn)生可以產(chǎn)生高性能的最終產(chǎn)物的聚醚、 聚酯、聚酰胺、聚醚胺。高度專用的聚合物（highly specialized polymer)可以包括被配 制用于與硅烷醇在高溫下縮合的室溫硫化（RTV)工藝中使用的粘附相似的粘附的硅氧烷。 天然聚合物，例如蛋白和它們的衍生物、淀粉和它們的衍生物、纖維素和它們的衍生物、月旨 肪和油和它們的衍生物，例如天然橡膠和合成橡膠、木質(zhì)素、萜烯樹脂、松香酯、木材的衍生 物、膠質(zhì)物和妥爾油松香，可以以與允許它們在室溫至高達(dá)約140 T下作為固體被乳化、分 散或懸浮在第二組分（液體載體）中的上述化石燃料聚合物的任何組合被使用，并且條件 是第一組分能夠在熔化溫度被活化以產(chǎn)生能夠冷卻以形成基本上熔化的固化物質(zhì)的基本 上熔融的均質(zhì)的材料。對于粘合劑、密封劑、涂層和密封墊應(yīng)用，還重要的是第一組分應(yīng)該 能夠在被分配時結(jié)合至一種或多種基材。
[0051] 第一組分中使用的聚合物可以作為新鮮材料（virgin material)、循環(huán)材料或廢 棄材料以小球、片、管、棒、膜、成形材料、瓶子或類似物的形式獲得。然而，為了實(shí)現(xiàn)合適的 塑料溶膠粘度、穩(wěn)定性、可泵送性和總體輸送特征，這樣的材料應(yīng)該被減小至小于約3000 微米、優(yōu)選小于約1，500微米并且最優(yōu)選低于約1000微米的平均粒度（直徑）。因此，購買 以粉末或其他粒狀形態(tài)的形式的材料可以是有利的。本發(fā)明具有優(yōu)于常規(guī)的塑料溶膠、膠 乳和其他分散體以及乳狀液技術(shù)的明顯的優(yōu)勢，在這些常規(guī)的技術(shù)中所得到的液體產(chǎn)物必 須是新鮮材料并且經(jīng)常具有小于65%的特征為小于100微米的粒度的固體。
[0052] 用作本發(fā)明中的第一組分的實(shí)際的聚合物或聚合物的組合可以基于以下來選擇： 第一組分基本上抵抗第二（液體）組分在儲存和預(yù)加工溫度下的吸收的能力、第一組分在 組合物經(jīng)受將材料熔化的升高的加工溫度時不可逆地吸收基本上大多數(shù)第二（液體）組分 的能力、以及第一組分防止第二（液體）組分從當(dāng)組合物從升高的加工溫度冷卻時形成的 熔化的固體材料中滲出的能力。影響聚合物的選擇的其他因素包括對組合物在其可泵送的 預(yù)活化狀態(tài)下的粘度的影響、對被加熱的熔化物質(zhì)在被活化時的粘度的影響、對裝置壽命 周期、成本以及類似物的影響。已經(jīng)確定研磨的乙烯-乙酸乙烯酯、聚丙烯和聚乙烯聚合物 與乳狀液聚合的乙烯-乙酸乙烯酯聚合物相比對熔化溫度的影響較為不敏感，這允許開發(fā) 其中可以選擇使用止回閥、熱隔斷（heat break)/隔離物或這些設(shè)備的組合來產(chǎn)生靈活的 和簡單的系統(tǒng)的輸送系統(tǒng)。
[0053] 第一組分可以包括在氣相或液相中的聚合物的組合，聚合物可以范圍從均聚物至 共聚合的、分步聚合的或以上的任何組合的多進(jìn)料聚合物（multi-feedstock polymer)。工 藝可以包括加成催化聚合、縮合催化聚合、自由基催化聚合、陰離子或陽離子催化聚合、氣 態(tài)催化聚合、液態(tài)催化聚合或固態(tài)催化聚合以及類似的催化聚合。聚合物工藝和組合物的 選擇可以導(dǎo)致無規(guī)聚合物、嵌段聚合物、支化聚合物、封端聚合物或這些的任何組合，導(dǎo)致 沿一條或多條鏈的各種分布。
[0054] 對于具有在基本上熔化的熔融共混物中可以被能量活化的基團(tuán)的封端聚合物給 予特別的關(guān)注，例如胺封端的聚醚多元醇、封端異氰酸酯封端聚合物、其中具有酯化和自由 基化學(xué)的可能性的馬來酐封端淀粉、丙烯酸酯封端聚合物、多重硅烷封端聚合物以及類似 物。此外，在聚合物鏈上具有接枝單體和官能度的聚合物可以導(dǎo)致進(jìn)一步的增強(qiáng)。
[0055] 對這些參數(shù)的明智選擇最終導(dǎo)致各種宏觀結(jié)構(gòu)，這些宏觀結(jié)構(gòu)可以包括能夠被研 磨的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)聚合物材料、較高的或較低的結(jié)晶度的聚合物、球狀或鋸齒狀的顆粒、核和殼 顆粒以及類似物。
[0056] 微觀結(jié)構(gòu)和所得到的宏觀結(jié)構(gòu)的組合可以在低于140 °F影響液體乳狀液、分散體 和/或懸浮液的穩(wěn)定性、粘度、流變性質(zhì)以及類似性質(zhì)。固體可以以具有相同的或不同的粒 度分布和特征的同一個聚合物類型的形式或具有相同的或不同的粒度分布和特征的不同 的聚合物類型的組合的形式。與為平滑圓顆粒的乳狀液聚合乙烯-乙酸乙烯酯結(jié)合的被假 定為鋸齒狀顆粒的低溫研磨的乙烯-乙酸乙烯酯產(chǎn)生了分散體和/或懸浮液液態(tài)組合物， 該分散體和/或懸浮液液態(tài)組合物在大豆油中相同的固體水平下具有比研磨的乙烯-乙酸 乙烯酯的粘度低得多的粘度。如果聚丙烯和/或聚乙烯的超小顆粒在大豆油中被乳化，那 么液體組合物可以被進(jìn)一步穩(wěn)定。這些組合的選擇的意義通過下面的事實(shí)進(jìn)一步例證，即 在大豆油中具有相似的研磨過的粒度的聚丙烯和聚乙烯對基于固體的粘度的影響比可比 較的低溫研磨的乙烯-乙酸乙烯酯聚合物對基于固體的粘度的影響小得多。雖然不被任何 特定的理論所束縛，但是設(shè)想對聚合物以及其分子量和極性例如較高極性和較低分子量的 乙烯-乙酸乙烯酯和較高極性的大豆油的選擇，與非極性的聚丙烯相比（不管聚丙烯的分 子量），與大豆油具有更多的表面間相互作用。在其它情況下，含有無機(jī)物例如碳酸鈣的細(xì) 顆粒的低溫研磨的乙烯-乙酸乙烯酯與可比較的單獨(dú)的研磨過的乙烯-乙酸乙烯酯的固體 相比具有較低的粘度。在極性液體載體（例如甘油、丙二醇、碳酸乙二酯和/或碳酸丙烯酯 以及類似物）或非極性液體（例如植物油、生物柴油和/或礦物油以及類似物）的情況下， 預(yù)期淀粉和它們的衍生物、纖維素和它們的衍生物、脂肪和它們的衍生物以及蛋白和它們 的衍生物的相似的關(guān)系。
[0057] 具有較低結(jié)晶度的顆粒在低于140 °F可以得到抵抗分離的更穩(wěn)定的分散體和/或 乳狀液的液體組合物、可以更快熔融以改進(jìn)生產(chǎn)基本上均質(zhì)的熔化的熔融物質(zhì)和所得到的 冷卻產(chǎn)物的工藝的生產(chǎn)量、以及在被冷卻至低于140 °F時得到強(qiáng)度更高的最終產(chǎn)物。例如， 由乙烯和高級α-烯烴例如丁烯、己烯、辛烯或類似物制成的線型低密度聚乙烯可以被選 擇為在最終產(chǎn)物中具有較低的熔融粘度和改進(jìn)的伸長率的非極性聚合物，或者已經(jīng)發(fā)現(xiàn)具 有高達(dá)50%、優(yōu)選高達(dá)40%并且最優(yōu)選高達(dá)30%的較高水平的乙酸乙烯酯的乙烯-乙酸乙 烯酯導(dǎo)致更好地粘附在更寬范圍的基材上，或者乙烯丙烯酸和/或甲基丙烯酸共聚物和三 元共聚物得到顯示出對光滑的丙烯酸涂層的增加的結(jié)合的較高極性材料。
[0058] 氨基甲酸乙酯、聚酰胺、硅氧烷、聚酯可以根據(jù)它們在低溫和高溫的性能、對諸如 纖維素和礦物的極性高表面能表面的粘附特性、對諸如聚乙烯和TEFLON"的非極性低 表面能表面的粘附特性來選擇。例如，在較高的溫度下聚酰胺和硅氧烷將是更優(yōu)選的。聚酯 在高模量條件下將是可用的，并且聚氨酯在低模量條件下將是可用的。在一系列同系聚合 物中，重復(fù)單位可以進(jìn)一步?jīng)Q定性能，例如氨基甲酸乙酯中的伸長率，高分子量雙官能聚亞 烷基氧化物重復(fù)單元將比低分子量的可比較的聚亞烷基氧化物重復(fù)單元具有大的伸長率。
[0059] 第一組分的聚合物的最終選擇將隨除了以下各項之外的上文所討論的許多準(zhǔn)則 而變化：對氧化和諸如光、微波的輻射的穩(wěn)定性、成本、輻射的透過率、粘性時間（當(dāng)被供給 能量的聚合物不再是粘性的的時間）、加工衛(wèi)生、凝固時間（應(yīng)用可使用的時間）、下文所描 述的結(jié)合時間、打開時間（應(yīng)用可以被移動而不損害最終產(chǎn)物特征的時間）、剛度、硬度、密 度（是聚合物和發(fā)泡劑二者的函數(shù)）、體積、柔性、一致性、彈性、蠕變、伸長率、強(qiáng)度模量伸 長率（strength modulus elongation)、耐化學(xué)性、耐溫性、耐環(huán)境性和可壓縮性以及類似 的。
[0060] B.第二組分
[0061] 第二組分在室溫下必須是液相材料。第二組分使組合物在室溫至高達(dá)110 °F、優(yōu) 選高達(dá)115 T并且最優(yōu)選高達(dá)約140 T下能夠是可泵送的，并且有助于冷卻時熔化的基質(zhì) 的質(zhì)量和獨(dú)特的性質(zhì)?？梢酝ㄟ^優(yōu)化若干因素來選擇第二組分，這些因素包括成本、在儲藏 條件和分配溫度下的反應(yīng)性、在各種溫度下與第一組分的相容性、揮發(fā)性、安全性考慮、規(guī) 章許可以及類似的。用作第二組分的合適的材料包括低揮發(fā)性溶劑、妥爾油、液體增塑劑、 脂族烴、烴酯、植物油和它們的衍生物、甘油和其衍生物、二醇和它們的衍生物、多元醇和烷 氧化物。這樣的液體必須在小于約85 T、優(yōu)選小于約100 T并且最優(yōu)選小于約140 T的溫 度下與第一組分、加工助劑和可選擇的液體或固體組分是基本上穩(wěn)定的。
[0062] 液體天然產(chǎn)物，例如植物油和它們的衍生物以及副產(chǎn)物、脂肪、碳水化合物和它們 的衍生物或來源于可再生源的其他天然材料，對于第二組分來說是優(yōu)選的。對于第二組分 來說最優(yōu)選的選擇是大豆油和其衍生物（例如環(huán)氧化大豆油）、生物柴油、甘油以及類似 物。
[0063] 根據(jù)本發(fā)明的組合物在被能量活化之前可以被表征為液體乳狀液、分散體和/或 懸浮液，在所述液體乳狀液、分散體和/或懸浮液中第一組分和任何其他可選擇的另外的 固體或液體作為獨(dú)立的或混合的顆粒被乳化、分散或懸浮在第二組分中?？蛇x擇地，可選 擇的液體或固體組分可以可溶于第二組分中。例如，固體增粘劑和大豆油可以以各種比率 結(jié)合，以得到較高比例的液體載體和較低粘度的液體聚合物組合物。這些可選擇的組分還 可以包括熱固性聚合物、諸如木質(zhì)素衍生物的天然副產(chǎn)物、難加工的動物和植物蛋白、引發(fā) 齊?、固化劑、固化促進(jìn)劑、催化劑、交聯(lián)劑、增粘劑、增塑劑、染料、阻燃劑、偶聯(lián)劑、顏料、抗沖 改性劑、流動調(diào)節(jié)劑、發(fā)泡劑、填料、處理和未處理的玻璃微球、無機(jī)和有機(jī)的聚合物微粒、 其他顆粒（包括導(dǎo)電顆粒、導(dǎo)熱顆粒）、合成纖維、植物纖維和動物纖維、抗靜電劑、抗氧化 劑和紫外線吸收劑、抗微生物劑、流變改進(jìn)劑、成膜劑、增粘性樹脂分散體、可溶性增粘劑和 它們的衍生物。
[0064] 因此，根據(jù)本發(fā)明的組合物可以以四種不同的狀態(tài)存在，取決于以下條件：
[0065] (i)當(dāng)在約32 °F至高達(dá)約140 °F的溫度下儲存時是液體乳狀液、分散體或懸浮 液；
[0066] (ii)當(dāng)首先在高于約140 T (并且更優(yōu)選高于約212 T )被加熱并且混合時是基 本上均質(zhì)的熔化的熔融共混物；
[0067] (iii)當(dāng)在高于約140 T (并且更優(yōu)選高于約212 T )被分配時是能夠被直接應(yīng) 用或在發(fā)泡劑輔助下被膨脹的基本上均質(zhì)的熔化的熔融共混物；以及
[0068] (iv)當(dāng)被分配的基本上均質(zhì)的熔化的熔融共混物冷卻至低于約140 °F的溫度時 是熱塑性蜂窩狀或固體非蜂窩狀聚合物固體材料，該聚合物固體材料可以能夠結(jié)合一種或 多種基材。
[0069] 乙酸乙基乙烯酯聚合物有利地用作第一組分，而不需要在處理期間吸收第二組分 的活化劑，例如癸二酸。包括這樣的聚合物的熔化的均質(zhì)的共混物表現(xiàn)出在冷卻至低于約 140 T的溫度時對寬范圍的基材的優(yōu)良的結(jié)合。對癸二酸和其他二元酸的這種避免是有利 的，因?yàn)檫@樣的材料可以導(dǎo)致對金屬部件的有害的磨損，特別是在大于140 T的溫度下。
[0070] 在本發(fā)明的另一個實(shí)施方案中，高水平的本身通常不被認(rèn)為是粘合劑的低表面 能、非反應(yīng)性均聚物例如聚丙烯或聚乙烯均聚物的組合，與乙酸乙基乙烯酯聚合物結(jié)合使 用，以產(chǎn)生不需要諸如癸二酸的活化劑的室溫可泵送的組合物。聚丙烯的量優(yōu)選構(gòu)成總組 合物的按重量計高達(dá)約40 %，并且更優(yōu)選按重量計小于約30%，并且最優(yōu)選總組合物的按 重量計小于約20%。聚乙烯的量優(yōu)選構(gòu)成總組合物的按重量計高達(dá)約20%，并且更優(yōu)選按 重量計小于約15%，并且最優(yōu)選總組合物的按重量計小于約10%?？梢陨a(chǎn)具有小于約 25, OOOcps、優(yōu)選小于約20, OOOcps并且最優(yōu)選小于15, OOOcps的粘度的根據(jù)本發(fā)明的室溫 可泵送的組合物。
[0071] C.加工助劑 [0072] 1.反應(yīng)性發(fā)泡劑
[0073] 已知揮發(fā)性的、可冷凝的和不可冷凝的、非反應(yīng)性的材料例如氮?dú)?、碳氟化合物?烴、二氧化碳以及類似物，可以用作加工助劑，加工助劑作為在用于結(jié)合基材的液體和固體 聚合物中產(chǎn)生氣體空隙的發(fā)泡劑，而不具有與改變所得到的基質(zhì)的組成結(jié)構(gòu)相關(guān)聯(lián)的復(fù)雜 性。在快速、高效率的系統(tǒng)中，由于長期加熱和反應(yīng)性化學(xué)品對聚合物系統(tǒng)的影響以及系統(tǒng) 中不期望的泡沫殘留和廢物的潛在可能，在常規(guī)的熱熔體類型系統(tǒng)中的加熱的鍋和軟管中 使用反應(yīng)性發(fā)泡劑作為發(fā)泡劑實(shí)際上是不可能的。在低溫低速系統(tǒng)中，由于缺乏將加工助 劑充分地?fù)]發(fā)以在用于結(jié)合基材的液體和固體聚合物中產(chǎn)生氣體空隙所必需的熱能，僅僅 極端揮發(fā)性的材料或在室溫下的氣體才可以用于諸如冷膠劑系統(tǒng)的系統(tǒng)中。
[0074] 在本發(fā)明的一個實(shí)施方案中，根據(jù)本發(fā)明的組合物包括加工助劑，所述加工助 劑是與第一組分和第二組分不同的材料并且能夠促進(jìn)與第一組分、第二組分和/或可選 擇的組分的化學(xué)反應(yīng)并且可以同時作為發(fā)泡劑。例如，不是使用諸如偶氮二甲酰胺的化 學(xué)發(fā)泡劑來產(chǎn)生非反應(yīng)性的氮?dú)?，少量的反?yīng)性發(fā)泡劑例如水可以被結(jié)合入包括例如被 乳化、分散和懸浮在大豆油中的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、馬來酸化聚丙烯（maleated polypropylene)、聚丙烯和聚乙烯的根據(jù)本發(fā)明的組合物中。當(dāng)這樣的組合物在大于 212 T的溫度下被加熱和混合時，水沸騰并且形成水蒸氣，水蒸氣實(shí)現(xiàn)發(fā)泡劑、反應(yīng)物和固 化劑的多重功能（即，水可以促進(jìn)酐開環(huán)、酯化或縮合反應(yīng)產(chǎn)物）。反應(yīng)性發(fā)泡劑的使用改 進(jìn)了所得到的最終的發(fā)泡的固體材料的性質(zhì)。
[0075] 反應(yīng)性發(fā)泡劑的輸送可以采取許多形式。在一個實(shí)施方案中，反應(yīng)性發(fā)泡劑作為 純的發(fā)泡劑以非特定的順序被直接加入液體聚合物組合物中，以得到期望的密度和熔化的 聚合物產(chǎn)物性質(zhì)。在本發(fā)明的另一個實(shí)施方案中，發(fā)泡劑可以作為被另一種材料螯合的試 劑被引入。例如，淀粉標(biāo)稱含有約10%殘余水，并且水合硫酸鈣具有可以用于發(fā)泡過程的可 逆結(jié)合水（reversible water of hydration)。在本發(fā)明的另一個實(shí)施方案中，反應(yīng)性發(fā)泡 劑可以是一種或多種化學(xué)反應(yīng)的副產(chǎn)物。例如，甲氧基硅烷可以縮合以釋放甲醇和水，或者 丙烯碳酸脂可以分解以釋放反應(yīng)性丙二醇和二氧化碳。在本發(fā)明的另一個實(shí)施方案中，反 應(yīng)性發(fā)泡劑可以起到液體載體例如基于水或溶劑的漆和膠乳的作用。
[0076] 所得到的根據(jù)本發(fā)明的發(fā)泡固體材料表現(xiàn)出等于或高于同等的未發(fā)泡組合物的 性能的性能，但是在分配熔融材料的點(diǎn)，密度降低的范圍在0. 05g/CC至lg/cc。用于本發(fā)明 的合適的反應(yīng)性發(fā)泡劑包括例如醇、二醇、三醇、水、胺、酸、酐、丙烯酸、丙烯腈、苯乙烯、甲 基丙稀酸甲醋、碳酸乙-醋、碳酸丙稀醋、水合礦物、燒氧基娃燒（單燒氧基、-燒氧基、二 烷氧基和四烷氧基）、水解的硅烷（hydrolyzed silane)(水解的烷氧基硅烷單體、二聚體 或三聚體）、預(yù)水解的有機(jī)硅烷低聚物、封端異氰酸酯、水合無機(jī)化合物。組合物中使用的反 應(yīng)性發(fā)泡劑的量將取決于所使用的特定的組合物和材料而變化。
[0077] 考慮到水的成本、缺乏可燃性、無毒性以及性能特征，水是用于本發(fā)明的目前最 優(yōu)選的反應(yīng)性發(fā)泡劑。當(dāng)水用作包括乙烯-乙酸乙烯酯共聚物和馬來酸化聚丙烯的液體 聚合物組合物中的反應(yīng)性發(fā)泡劑時，產(chǎn)生發(fā)泡固體材料所必需的水的量通常在按重量計約 0. 05 %至約10 %、優(yōu)選0. 1 %至約5 %、最優(yōu)選0. 2 %至約2 %的范圍內(nèi)。發(fā)泡之后占據(jù)的體 積與發(fā)泡之前占據(jù)的體積的比率在按體積計高達(dá)約20:1、優(yōu)選高達(dá)約10:1并且最優(yōu)選高 達(dá)5:1的范圍內(nèi)。
[0078] 2.加工衛(wèi)生改進(jìn)劑
[0079] 除非另有說明，"加工衛(wèi)生"的改進(jìn)是指"拉絲"的減少，拉絲是一種以受熱的聚合 物材料在分配器的末端和熔融聚合物材料已經(jīng)被分配在其內(nèi)或其上的基材或模具之間延 伸的"絲"為特征的現(xiàn)象。消除或減少拉絲的程度并且從而在分配器處產(chǎn)生基本上清潔的 切斷（cut-off)可以減少材料浪費(fèi)和與這樣的絲的清除相關(guān)聯(lián)的停機(jī)時間。
[0080] 在本發(fā)明的一個實(shí)施方案中，根據(jù)本發(fā)明的液體聚合物組合物包括加工助劑 (process aid)，該加工助劑包括通常作為表面活性劑的能夠改進(jìn)加工衛(wèi)生的一種或多種 低分子量分子。寬范圍的低分子量離子型表面活性劑和非離子型表面活性劑可以用作本發(fā) 明的范圍內(nèi)的加工助劑。設(shè)想這樣的表面活性劑可以由以下物質(zhì)合成：硅氧烷、纖維素和它 們的衍生物的水解產(chǎn)物、淀粉和它們的衍生物（包括它們的氫化衍生物）的水解產(chǎn)物、聚亞 烷基氧化物、聚烯烴、烴、聚酯、聚酐、聚合烯屬材料和其衍生物的各種組合。此外，離子材料 可以包括陰離子和陽離子，陰離子可以包括磺酸鹽、磷酸鹽以及類似物，陽離子可以包括季 銨鹽、金屬離子（包括單官能的和多官能的陰離子、鈉、鉀、鈣、鋅）以及類似物。例如，這些 材料可以結(jié)合以形成低分子量線型結(jié)構(gòu)，例如AB、ΑΒΑ、BAB，其中A被表征為疏水性的單官 能或雙官能材料、B被表征為親水性的單官能或雙官能材料。設(shè)想上述的雙官能的例子是 為了敘述的方便并且可以擴(kuò)展至其他更復(fù)雜的多分支的可能性。非限制性的例子包括壬基 酌乙氧基化物（nonaphenolethoxylate)或煙橫酸鹽（hydrocarbon sufonate);諸如不可 水解的硅氧烷聚亞烷基氧化物共聚物的梳形聚合物；諸如脫水山梨糖醇酯、脫水山梨糖醇 環(huán)氧燒經(jīng)酯（sorbitan alkyleneoxide ester)以及類似物的支鏈或星形結(jié)構(gòu)；和可水解的 硅氧烷聚亞烷基氧化物共聚物。低分子量表面活性劑存在根據(jù)本發(fā)明的組合物中改進(jìn)了加 工衛(wèi)生，而不產(chǎn)生穩(wěn)定泡沫或降低粘附特性。發(fā)明人相信，低分子量表面活性劑化合物還可 以為了這種目的有利地用于常規(guī)的熱熔性組合物中。
[0081] 用于組合物中以改進(jìn)加工衛(wèi)生的低分子量加工助劑的量將取決于所使用的特定 的組合物和材料而變化。當(dāng)使用非離子型表面活性劑時，分子量優(yōu)選小于5, 000,更優(yōu)選小 于4, 000并且最優(yōu)選小于3, 000。當(dāng)使用離子型表面活性劑時，分子量優(yōu)選小于2, 500,更 優(yōu)選小于2, 000并且最優(yōu)選小于1，500。組合物中使用的加工助劑的量將取決于所使用的 特定的組合物和材料而變化。范圍在〇. 1 %至18%、更優(yōu)選0. 1 %至12%并且最優(yōu)選0. 1% 至6%的量被認(rèn)為是合適的。
[0082] 3.泡沫穩(wěn)定劑
[0083] 在本發(fā)明的另一個實(shí)施方案中，利用加工助劑來改進(jìn)由反應(yīng)性發(fā)泡劑產(chǎn)生的泡 沫的穩(wěn)定性。由通過將發(fā)泡劑加入本發(fā)明的熔融膨脹物質(zhì)產(chǎn)生的氣體空隙產(chǎn)生均一分散 的穩(wěn)定的小室（cell)，可以導(dǎo)致熱的保留，以改進(jìn)打開時間或工作時間、改進(jìn)益處或減少 每次應(yīng)用中所使用的材料以及改進(jìn)與均一的封閉的小室相關(guān)聯(lián)的隔離質(zhì)量（insulation quality)。在分配這些動態(tài)聚合物系統(tǒng)的高溫下惡化了與產(chǎn)生均一的穩(wěn)定的蜂窩狀結(jié)構(gòu)相 關(guān)聯(lián)的問題，特別是當(dāng)期望具有為了改進(jìn)的加工衛(wèi)生的最低可能的粘度時。
[0084] 可以將通過用碳酸鈣中和癸二酸形成的加工助劑加入根據(jù)本發(fā)明的組合物中，以 在分配之后在熔融的熔化的材料中獲得細(xì)的穩(wěn)定的小室結(jié)構(gòu)。根據(jù)式（AB)n的相似的化合 物將可能產(chǎn)生相似的結(jié)果，其中A是被表征為疏水性雙官能材料的重復(fù)單元，B是被表征為 親水性雙官能材料的重復(fù)單元，并且η是大于25的數(shù)。在由癸二酸和碳酸鈣產(chǎn)生的離子 型高分子量表面活性劑的情況，式（ΑΒ) η中的Α將是具有-2價的癸二酸鹽，Β將是具有+2 價的鈣，并且η將是大于25的數(shù)。在由用烯丙基封端的聚亞烷基氧化物聚合物氫硅酸化 (hydrosilated)的Si-H封端的雙官能娃氧燒聚合物產(chǎn)生的非離子型高分子量表面活性劑 的情況，在式（AB) n中，A將是硅氧烷聚合物，并且B將是聚亞烷基氧化物聚合物，并且η將 是大于25的數(shù)。該發(fā)現(xiàn)出乎意料地顯示出，低分子量表面活性劑不給予與高分子量表面活 性劑相同的小室結(jié)構(gòu)穩(wěn)定效應(yīng)，高分子量表面活性劑例如乙烯和1，2-環(huán)氧丙烷的聚亞烷 基氧化物共聚物、用于穩(wěn)定聚氨酯泡沫和常規(guī)的泡沫的硅氧烷表面活性劑以及類似物。
[0085] 組合物中使用的高分子量表面活性劑的量將取決于所使用的特定的組合物和材 料而變化。范圍在0.05%至18%、更優(yōu)選0. 1%至12%并且最優(yōu)選0. 1%至6%的量通常 被認(rèn)為是合適的。用于穩(wěn)定泡沫的非離子型表面活性劑的分子量大于約5, 000、更優(yōu)選大于 約7, 500并且最優(yōu)選大于約10, 000。用于穩(wěn)定泡沫的離子型表面活性劑的分子量大于約 2, 500、更優(yōu)選大于約5, 000并且最優(yōu)選大于約7, 500。
[0086] 4.結(jié)合時間減少劑（bond time reducer)
[0087] 減少的結(jié)合時間（即將兩種基材保持在一起同時允許被配置在它們之間的粘合 劑基本上固化以達(dá)到其意圖的目的所需要的最少的時間）是高度地期望的，因?yàn)檫@涉及到 更快的生產(chǎn)線速度、更大的資金效率和增加的密封基材的能力。較短的結(jié)合時間與更快的 和更有效的粘合劑、密封劑、涂層和密封墊材料相關(guān)。雖然不意在被任何特定的理論所束 縛，但是認(rèn)為根據(jù)本發(fā)明的液體聚合物組合物的結(jié)合時間是獨(dú)特的，因?yàn)橥茰y液體聚合物 組合物不像常規(guī)的熱熔體和冷膠劑（其中使用諸如固化時間、粘性時間和打開時間的測量 來表征系統(tǒng)）一樣結(jié)晶或固化。當(dāng)假定材料結(jié)晶或干燥從而具有固化并且為了期望的過程 可以被處理的材料時，熱熔體和冷膠劑具有其中過程通常結(jié)束的固化時間。這種固化時間 的特征在于具有直接的纖維撕裂的時間，即基材的破壞對粘合劑、密封劑、涂層或密封墊材 料的內(nèi)聚破壞（cohesive failure)。隨著時間的過去，熱烙體和冷膠劑中結(jié)構(gòu)的任何進(jìn)一 步退火（annealing)都可導(dǎo)致內(nèi)聚性地、粘著性地或二者共有的基材脫離。這種性能的特 異性經(jīng)常要求為了低的和高的環(huán)境條件配制不同的產(chǎn)品，所述低的和高的環(huán)境條件包括溫 度、濕度以及暴露于諸如油、溶劑以及類似物的化學(xué)品。本發(fā)明的液體聚合物組合物是獨(dú)特 的，因?yàn)樗鼈儗?shí)際上隨著時間流逝持續(xù)保持強(qiáng)度和性能，特別是在基材中有削弱熱熔性能 的油、增塑劑或可溶性化學(xué)品的那些條件下，以及特別是在對于低溫到高溫需要一種制劑 的情況下。
[0088] 已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，膠乳漆當(dāng)被用作加工助劑時導(dǎo)致在分配時減少結(jié)合時間并且改進(jìn)基本 上均質(zhì)的熔化的熔融材料的蜂窩狀結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。雖然不被任何特定的理論所束縛，但是猜 測膠乳漆含有本文之前確定為加工助劑的許多化合物，所述化合物包括但不限于：（1)以 水的形式的反應(yīng)性發(fā)泡劑；以及（2)幫助產(chǎn)生均一的穩(wěn)定的蜂窩狀熔化的熔融材料的表面 活性劑和乳化劑。膠乳漆組合物通常還包括"流平劑"，這可以解釋為什么含有膠乳漆的根 據(jù)本發(fā)明的組合物的已分配的熔化的熔融物質(zhì)具有鋪展開的外觀，這增加了接觸基材的熔 融物質(zhì)的總表面積，從而改進(jìn)了粘附和結(jié)合時間。這個新穎的結(jié)果還可能是膠乳漆的一種 其他組分或兩種或更多種其他組分的協(xié)同性組合的結(jié)果，這些組分起到流變改進(jìn)劑、成膜 齊U、分散劑以及類似物的作用。可以加入總組合物的按重量計高達(dá)約20%、更優(yōu)選小于約 15%并且最優(yōu)選組合物的按重量計小于5%的膠乳漆以得到改進(jìn)的結(jié)合時間和均一的穩(wěn)定 的低密度蜂窩狀泡沫的期望的效果，這取決于所含有的總固體、載體的形式以及漆中的內(nèi) 容物的一般反應(yīng)性。
[0089] 膠乳漆的具體組成隨生產(chǎn)者和品牌變化。通過使用若干不同的膠乳漆品牌，獲得 結(jié)合時間減少。在所測試的品牌中，Behr Ultra Pure White No. 1050Acrylic Latex Paint 產(chǎn)生最好的結(jié)合時間減少。ICI ULTRA? Velvet Sheen White Latex 和 Sherwin-Williams [.)1..IRATIONT Extra White Latex也提供了結(jié)合時間減少，但未達(dá)到Behr產(chǎn)品的程度。這 些膠乳漆制劑的精確組成為生產(chǎn)者所有。發(fā)明人懷疑，通常在膠乳漆制劑中發(fā)現(xiàn)的一種組 分或兩種或更多種組分的組合將最終被確定為是結(jié)合時間的改進(jìn)的主要原因。這樣的化合 物可能包括水和以下中的一種或多種：苯甲酸2-乙基己酯或相似的化合物；乙二醇；氫氧 化鋁；二氧化鈦；高嶺土；碳酸鈣；二氧化硅和/或硅酸鹽；丙烯酸聚合物和共聚物；膠乳； 和/或酯/醇成膜劑。
[0090] 5.粘度-結(jié)合時間減少劑
[0091] 降低組合物在其被預(yù)處理的低溫狀態(tài)的粘度是期望的，因?yàn)檫@允許材料通過重 力、氣動裝置、蠕動泵、齒輪泵、活塞泵以及類似物來輸送。認(rèn)為加入具有小于100微米的平 均粒度的顆粒將有助于獲得這種期望的保持和/或減少粘度的積極的效果。
[0092] 在下文的實(shí)施例10中，通常在其他實(shí)施例中用于當(dāng)與研磨過的EVA結(jié)合使用 時在較高的固體含量下保持較低粘度的乳狀液聚合的乙烯-乙酸乙烯酯（"EVA"）聚 合物（MICROTHENE? FE532)，可以用聚合物多元醇和膠乳代替，以在相似的固 體水平下提供相似的粘度。意外地，相對于乳狀液聚合的乙烯-乙酸乙烯酯聚合物 (MICROTI UTNFl; FE532)，加入這些聚合物多元醇和膠乳導(dǎo)致改進(jìn)的結(jié)合時間、較低的 溫度結(jié)合時間和/或較高的分配重量。認(rèn)為較高的分配重量與改進(jìn)的衛(wèi)生和/或較少的拉 絲有關(guān)。
[0093] 這種發(fā)現(xiàn)的范圍包括范圍在100%到約20%總固體的分散體和乳狀液。在本發(fā)明 中將被認(rèn)為100%固體的加工助劑的例子是已知為在聚亞烷基氧化物中多元醇中聚合以形 成在作為載體的聚亞烷基氧化物多元醇中的固體苯乙烯-丙烯腈聚合物分散體的聚合物 多元醇、苯乙烯和丙烯腈單體的分散體。膠乳是更多地以在25-75%的范圍內(nèi)的總固體為 特征的乳狀液的例子。膠乳在將被認(rèn)為是反應(yīng)性發(fā)泡劑（水）的載體中形成并且由聚合物 組成，所述聚合物由聚合諸如丙烯酸、乙酸乙烯酯、丙烯酸酯和/或類似物的單體以形成以 25-60%總固體產(chǎn)物形式的在水中的分散體和/或乳狀液而形成。表明本發(fā)明的范圍并且 將被認(rèn)為1〇〇%總固體的小顆粒材料的第三例子是無機(jī)物的細(xì)顆粒?？梢约尤肟偨M合物的 按重量計高達(dá)約20%、更優(yōu)選小于約15%并且最優(yōu)選組合物的按重量計小于約5%的具有 小于100微米的平均粒度的加工助劑，這取決于添加劑中含有的總固體、載體的形式以及 內(nèi)容物的一般反應(yīng)性。
[0094] D.可持續(xù)產(chǎn)物（sustainable product)
[0095] 由于環(huán)境上的原因，改進(jìn)可持續(xù)的基于生物的可循環(huán)的天然產(chǎn)物（以下有時稱為 "可持續(xù)產(chǎn)物"）的量是期望的目標(biāo)。碳水化合物產(chǎn)物例如纖維素和淀粉以及它們的衍生物， 廣泛用于冷膠劑中，即在環(huán)境溫度或低溫（例如〈90 T )過程中固化的那些膠劑。由于與 這些材料在較高的溫度下使用相伴隨的焦糖化和分解化學(xué)，這些成分在高能環(huán)境中通常不 被認(rèn)為作為添加劑或被使用。意外地發(fā)現(xiàn)，加入這些類型的材料提供了具有極低的粘度的 可泵送的液體組合物，并且將液體聚合物組合物可以被加工為可用于結(jié)合或涂覆一種或多 種基材的基本上均質(zhì)的熔化的熔融物質(zhì)的較低的溫度應(yīng)用范圍擴(kuò)展至高于沸水的點(diǎn)，更優(yōu) 選高于225 °F的溫度，并且最優(yōu)選高于280 °F?？梢允褂酶哌_(dá)40%、最優(yōu)選小于20%并且 最優(yōu)選小于15%的諸如淀粉和它們的衍生物、纖維素和它們的衍生物的產(chǎn)物，例如聚葡萄 糖、輕乙基化纖維素 （hydroxyethylated cellulose)、木質(zhì)素和它們的衍生物、丙氧基化淀 粉（propoxylated starch)、氫化淀粉水解產(chǎn)物、糊精、玉米糖楽固體（corn syrup solid)、 麥芽糖糊精以及類似物。使用其中殘余醛的反應(yīng)性已經(jīng)被降低的材料是最優(yōu)選的。
[0096] 因此，本發(fā)明促進(jìn)可持續(xù)組合物的生產(chǎn)，可持續(xù)組合物由以按重量計大于40%、優(yōu) 選按重量計大于60%或80%且最優(yōu)選按重量計約90%至100%的量的基于生物的可持續(xù) 材料制成，可持續(xù)材料用作組合物的組分，例如淀粉和它們的衍生物、纖維素材料和它們的 衍生物、動物蛋白和植物蛋白以及它們的衍生物、動物脂肪和油及植物脂肪和油以及它們 的衍生物以及類似物。
[0097] 可持續(xù)組合物主要由以按重量計30%至80 %、優(yōu)選按重量計40%至80 %并且最 優(yōu)選按重量計40%至70%的量的第一組分組成，其中第一組分是被懸浮、分散、乳化或增 溶在第二液相組分中的并且能夠在高于140 T的溫度下不可逆地與液相反應(yīng)和/或吸收液 相以形成基本上均質(zhì)的熔化的固體組合物的可持續(xù)固相的天然產(chǎn)物。例如，已經(jīng)顯示，淀粉 (固相材料）和甘油（液相材料）可以在室溫下形成分散體，且淀粉不可逆轉(zhuǎn)地保留隨后被 加熱至高于140 °F的溫度的液體載體的大部分。這些例子意外地顯示，高水平的親水性可 持續(xù)聚合物可以用于其中液相是疏水性大豆油的疏水性環(huán)境中，然而組合物仍然得到優(yōu)良 的粘附而沒有滲出。作者預(yù)期使用植物蛋白和動物蛋白、淀粉、纖維素、木質(zhì)素，優(yōu)選植物蛋 白和動物蛋白來配制為包括高于80%并且最優(yōu)選100%的可持續(xù)產(chǎn)物的高強(qiáng)度聚合物，得 到最終產(chǎn)品，例如粘合劑、密封劑、涂層和密封墊。
[0098] 組合物主要由約20 %至70 %、優(yōu)選20 %至60 %并且最優(yōu)選30 %至60 %的作為 可持續(xù)液體載體的天然產(chǎn)物或天然產(chǎn)物的組合，即第二組分組成，可持續(xù)液體載體在低于 140 T的溫度下是液體，例如來源于生物柴油工藝或淀粉衍生物山梨糖醇的裂化工藝的甘 油、來源于淀粉衍生物的轉(zhuǎn)基因有機(jī)物加工的1，3-丙二醇、或植物油例如大豆油、或來源 于采用動物脂肪的生物柴油工藝的動物生物柴油、或諸如魚油的動物脂肪、以及類似的天 然過程和產(chǎn)物。液體的沸點(diǎn)應(yīng)該高于140 T，優(yōu)選高于212 T并且最優(yōu)選高于250 T。在 確定第一聚合物組分的選擇以及根據(jù)粘合劑、密封劑、涂層或密封墊材料的特定應(yīng)用的要 求進(jìn)行的開發(fā)含有高于80%可持續(xù)組合物的組合物的能力方面，這些親水性載體和疏水性 載體的比率的平衡起關(guān)鍵的作用。
[0099] 水可以有利地用作環(huán)境友好的可持續(xù)的共載體液體，且可持續(xù)的液體載體以組合 物的按重量計小于20%，優(yōu)選按重量計小于15%并且最優(yōu)選按重量計小于10%。并且，如 上所述，在高于212 T的溫度，水可以同時作為反應(yīng)性發(fā)泡劑。
[0100] 可選擇地，為本發(fā)明的對象或本文描述的可選擇的組分的加工助劑可以被加入并 且保持在本發(fā)明的該方面的范圍內(nèi)。例如，在該特定的發(fā)明中加入抗微生物劑和防腐劑可 以是期望的，因?yàn)榻M合物將被認(rèn)為是生物活性的，特別是在潮濕條件或其中水活性高的那 些條件下。
[0101] 可持續(xù)組合物可以經(jīng)受本文指定的具有超過冷膠劑和熱熔體兩者的優(yōu)勢的加工 條件。冷膠劑經(jīng)常由被懸浮、分散、乳化或增溶在水或允許固體在一段時間內(nèi)固化的其他揮 發(fā)性載體中的較高水平的可持續(xù)材料例如淀粉、糊精、纖維素、動物蛋白以及類似物生產(chǎn)。 這些產(chǎn)物被描述為冷膠劑，這是因?yàn)樗鼈儽仨氃谔烊划a(chǎn)物不會分解并且揮發(fā)性組分必須被 允許蒸發(fā)的低溫下應(yīng)用，導(dǎo)致與等效的熱熔體系統(tǒng)相比，較慢的結(jié)合和固化、較低的效率和 較慢的循環(huán)時間。熱熔體系統(tǒng)通常更快，但是被需求的高水平化石燃料衍生物的缺乏以及 需要在高溫下應(yīng)用所困擾，所述化石燃料衍生物例如乙烯-乙酸乙烯酯、聚乙烯、聚丙烯、 蠟、聚氨酯、聚酰胺以及類似物。本文公開的可持續(xù)組合物可以在約140°F至約350T之間、 更優(yōu)選約212 T至約320 T之間并且最優(yōu)選約225 T至約300 T之間的溫度下加工，并且 保持冷膠劑的性能優(yōu)勢和熱熔體的效率。
[0102] E.加工裝置
[0103] 為了使本發(fā)明的液體聚合物組合物被利用為粘合劑、密封劑、涂層或密封墊材料， 組合物必須被供入通過這樣的設(shè)備，該設(shè)備一致地對液體聚合物組合物供給能量并使其活 化為其中液體聚合物組合物變成基本上均質(zhì)的熔化的熔融材料的狀態(tài)。常規(guī)的熱熔體加工 裝置受若干限制的困擾，這些限制包括在開口罐中的分批加熱、受熱的軟管、沒有將室溫部 分和受熱部分熱分隔的裝置、以及沒有混合和共混液體聚合物組合物以獲得均質(zhì)的熔化的 材料的裝置、受限的每單位時間處理量、管線的堵塞以及不能處理從內(nèi)部引入的發(fā)泡劑。本 發(fā)明提供了使根據(jù)本發(fā)明的液體聚合物組合物能夠以克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷的方式被供給 能量、混合和分配的設(shè)備以及設(shè)備的組合。這種組合從而允許液體聚合物組合物根據(jù)需求 被商業(yè)輸送以及以較高的處理量被加熱和加工，并且沒有有時會破壞常規(guī)的熱熔體加工系 統(tǒng)的軟管堵塞或泵填滿（pack out)的問題。
[0104] 圖1示出了用于活化和分配根據(jù)本發(fā)明的液體聚合物組合物的系統(tǒng)10的一個示 例性的構(gòu)型。系統(tǒng)10包括高處理量反應(yīng)器20、可用于代替現(xiàn)有技術(shù)的散熱器的隔離物設(shè) 備30、液體聚合物組合物的加壓供給源40 (以下稱為容器）和分配單元50 (例如分配槍 (dispenser gun))。雖然圖1闡釋了手動的分配單元，但是本發(fā)明設(shè)想本領(lǐng)域中已知的其 他手動的和自動的分配單元。在其他構(gòu)型中，使用機(jī)械止回閥60(圖1中未示出）。
[0105] 1.反應(yīng)器
[0106] 參照圖4-7,根據(jù)本發(fā)明的反應(yīng)器20使在分配溫度下被保持在反應(yīng)器中的被供給 能量和混合的液體聚合物組合物的體積最大化，并且使材料被混合的程度最大化，這增加 了每時間單位可以被分配的組合物的量。這導(dǎo)致將材料輸送至與分配和應(yīng)用的點(diǎn)并置的活 化點(diǎn)的系統(tǒng)的最大處理量。因此，本發(fā)明提供了同時實(shí)施以下功能的設(shè)備：（1)其對進(jìn)入的 可泵送的組合物供給能量至活化的分配條件；（2)其靜態(tài)地混合組合物；（3)其使被保持在 活化條件下的組合物的體積和混合最大化。
[0107] 根據(jù)本發(fā)明的反應(yīng)器使液體聚合物組合物與設(shè)備的質(zhì)量和大小的比率、能量源對 液體聚合物組合物的暴露以及混合最大化。新設(shè)計的主要構(gòu)造是使用螺旋狀物來使液體聚 合物與能量傳輸表面的表面接觸最大化。雖然不被任何特定的理論所束縛，但是認(rèn)為與材 料在螺旋狀物中的流動相關(guān)聯(lián)的離心力將使最接近加熱器的最低粘度的材料從受熱的表 面差別地（differentially)流動至另一個表面；從而同時混合了材料和極大地增加了在 反應(yīng)器中熔融和混合液體聚合物組合物的處理量。
[0108] 在螺旋狀物設(shè)計的一個最優(yōu)選的實(shí)施方案中，本發(fā)明提供了 一種包括內(nèi)部加熱反 應(yīng)器的設(shè)備，所述內(nèi)部加熱反應(yīng)器包括提供路徑的多個互相連接的通道，可泵送的組合物 必須以圓周狀以至少一個途徑、優(yōu)選兩個途徑流過路徑到達(dá)下一水平，在下一水平中可泵 送的組合物再次遇到下一通道中的每一個，直到其離開反應(yīng)器。在其中通道之間的每個開 口交替180°的情況，材料分流并且材料通過通道每一次都具有合攏材料本身的效果。通道 優(yōu)選被設(shè)置在芯元件的外部圓柱形側(cè)壁和適合于沿芯元件滑動的外部管形構(gòu)件的內(nèi)部側(cè) 壁之間的互相連接的一系列至少一個槽界定。這種設(shè)計是獨(dú)特的，因?yàn)槠淇梢允狗磻?yīng)器部 件最小化為兩個部分，同時實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的多部件換熱器和混合器組合的操作。
[0109] 反應(yīng)器螺旋狀物設(shè)計的構(gòu)造材料基于應(yīng)用要求例如溫度、壓力、化學(xué)組成來選擇。 對于諸如紫外光、微波、熱能或類似物的高能量源，將能量傳輸至液體聚合物組合物的構(gòu)造 材料應(yīng)該是對能量源基本上透明的，以確保能量向液體聚合物組合物的最大傳輸，例如石 英傳輸X射線和紫外線能量，玻璃傳輸可見光能量，一些塑料傳輸微波能量，以及類似的。 對于熱過程，將期望的是，使用高度導(dǎo)熱的透明材料，例如鋼、鋁、銅、黃銅或類似物。最期望 的是，使用可以同時接受來自熱源的高溫、高壓、具有高導(dǎo)熱性并且重量輕的金屬，例如鋁。 [0110] 不涉及能量傳輸過程的殼或表面可以由與涉及將能量傳輸至液體聚合物系統(tǒng)的 設(shè)備相同的或不同的材料制成。選擇取決于溫度、壓力、化學(xué)組成的要求以及將裝置中的能 量傳輸和能量源相隔離的需求。在一些情況下，將期望的是，使這種材料確保所有的能量都 被收集在液體聚合物材料中，例如在紫外光和可見光的情況使用金屬反射表面，以及在傳 導(dǎo)加熱系統(tǒng)的情況使用低導(dǎo)熱率絕熱材料，例如，工程塑料例如聚醚醚酮、陶瓷和金屬例如 不銹鋼。在傳導(dǎo)加熱系統(tǒng)中，優(yōu)選的選擇將是工程塑料、陶瓷、不銹鋼和鋁。
[0111] 能量源可以在反應(yīng)器的外表面或內(nèi)表面應(yīng)用，這取決于系統(tǒng)的約束，系統(tǒng)的約束 包括能量源的可行的構(gòu)型、空間要求和成本約束。例如，存在可以應(yīng)用于外表面的高能燈或 板狀加熱器，或者可以應(yīng)用于內(nèi)表面的插入式輻射燈、筒式加熱器或其組合，優(yōu)選的選擇是 將能量源放置在內(nèi)部以使反應(yīng)器的能量效率最大化。
[0112] 在本發(fā)明的另一個實(shí)施方案中，能量源發(fā)射紫外輻射，紫外輻射可以用于活化根 據(jù)本發(fā)明的組合物并且還可以用于活化常規(guī)的熱熔體和冷膠劑。發(fā)射紫外輻射的能量源可 以被軸向地配置在芯元件內(nèi)部，條件是芯元件由允許將紫外輻射傳輸至流過環(huán)形槽的組合 物的材料制造?？蛇x擇地，發(fā)射紫外輻射的能量源可以被配置在芯元件的外側(cè)上，以將紫外 輻射傳輸至流過環(huán)形槽的組合物。
[0113] 連接于輸送系統(tǒng)的反應(yīng)器的進(jìn)口側(cè)可以可選擇地連接于隔離物或散熱器，以防止 來自反應(yīng)器的能量從反應(yīng)器移動至輸送裝置，從而活化引入的材料。如果材料對傳輸回輸 送系統(tǒng)的能量足夠穩(wěn)定，那么軟管、管件或輸送設(shè)備可以足以作為隔離物，例如由足夠低的 導(dǎo)熱率的橡膠制造的液壓軟管可以作為隔離物。反應(yīng)器的出口側(cè)連接于能夠控制將被輸送 至應(yīng)用的材料的量的分配設(shè)備。
[0114] 圖4-6示出了螺旋狀反應(yīng)器設(shè)計的目前最優(yōu)選的實(shí)施方案的各種視圖。反應(yīng)器20 包括芯元件70和適合于在芯元件70上滑動的外部管形構(gòu)件80。芯元件70可以由鋁、不銹 鋼、銅或能夠迅速地傳輸能量并且與可泵送的組合物相容的其他材料形成。外部管形構(gòu)件 80也可以由鋁、不銹鋼、銅或能夠抵抗熱和高壓的其他材料形成。還可以由陶瓷、工程塑料 或防止來自芯元件70的熱損失的其他材料形成外部管形構(gòu)件80。
[0115] 在所附的實(shí)施例中使用的芯元件從具有約5. 0英寸的長度和約1. 5英寸的直徑的 固體鋁圓柱形原料機(jī)器加工。應(yīng)理解，可以利用其他的長度和直徑。固體圓柱形原料被機(jī) 器加工以提供具有約1. 25英寸的直徑的外部圓柱形側(cè)壁。在芯元件70的外部圓柱形側(cè)壁 中設(shè)置多個槽90?？梢允褂密嚧苍谛驹?0內(nèi)切割出槽90?？蛇x擇地，芯元件70可以被 鑄造有或使用其他制造方法以其他方式形成有槽90。在所附的實(shí)施例中使用的本發(fā)明的實(shí) 施方案中，在芯元件70中形成二十三（23)個槽。應(yīng)理解，槽90的數(shù)量本質(zhì)上不是關(guān)鍵的， 并且可以適宜地使用更多或更少數(shù)量的槽90。
[0116] 在所附的實(shí)施例中利用的芯元件中，每個槽90具有約0. 250英寸的深度和0. 084 英寸的寬度，并且槽90相互之間以約0. 050英寸的距離間隔開。芯元件70的圓柱形側(cè)壁 中的相鄰的槽90之間的未切開的空間可以被認(rèn)為是翅片（fin) 100。槽90和翅片100的深 度和寬度可以為各種組合物、流速、背壓要求以及類似物進(jìn)行調(diào)整。
[0117] 特別參照圖5,每個槽90通過凹口 110與每個相鄰的槽90互相連接。另外的凹 口和凹口構(gòu)型是可能的，這取決于流速、背壓要求和所需要的混合程度。凹口的最小數(shù)量毫 無疑問是一。每個凹口 110可以具有與每個槽90相同的寬度和深度。在所附的實(shí)施例中 使用的芯元件70中，凹口 110具有0. 125英寸的寬度和0.200英寸的深度。優(yōu)選地，連接 連續(xù)的槽90的凹口 110被配置為以交替的方式相互之間成約180°。應(yīng)理解，可以調(diào)整槽 90和凹口 110的深度和寬度，以便為將被在給定的應(yīng)用中加工的組合物提供最優(yōu)的加熱、 混合和瞬時處理量。
[0118] 如上所述，外部管形構(gòu)件80在芯元件70上滑動，從而覆蓋槽90和凹口 110。上 部0形環(huán)120和下部0形環(huán)130在外部管形構(gòu)件80和芯元件70之間提供不漏流體的密封 (fluid-tight seal)。在所附的實(shí)施例中使用的外部管形構(gòu)件80的內(nèi)徑是1.26英寸，這 允許外部管形構(gòu)件80僅僅在芯元件70的翅片100上滑動，并且從而在翅片100和外部管 形構(gòu)件80的內(nèi)側(cè)之間形成基本上不漏流體的密封。因此，外部管形構(gòu)件80的內(nèi)側(cè)和芯元 件70中的槽90和凹口 110配合，以界定一系列互相連接的圓周狀的流體流動通道（注意 圖5中的流動箭頭）?？梢允褂每ōh(huán)140或其他鎖定設(shè)備將外部管形構(gòu)件80固定于芯元件 70 〇
[0119] 參照圖6,將可泵送的組合物從供給源40泵送，優(yōu)選通過中間的散熱器或隔離物 30,通過在芯元件70的入口端160中形成的入口 150。入口 150與在與第一凹口 110a相反 的側(cè)上的第一槽90a流體連通。在所附的實(shí)施例中使用的芯元件中，入口 150包括0.400 英寸深的平底孔，平底孔被刻螺紋以接收1/8英寸的NPT陽配件（male fitting)，并且入口 150還包括0.375英寸的孔，該孔被鉆出另外的0.875〃以到達(dá)芯元件中的第一槽90a。因 此，可泵送的組合物流入第一槽90a中，在第一槽90a中可泵送的組合物分成兩個流，兩個 流中的每一個以相反的方向圍繞芯元件70的圓周流動，以到達(dá)第一凹口 110a。在該點(diǎn)，材 料的兩個流當(dāng)它們流過第一凹口時匯合和結(jié)合，并且然后再次分離，并且以相反的方向圍 繞芯元件70的圓周流入第二槽90b中，在第二槽90b中它們在第二凹口（被配置為與第一 凹口 110a成180° )中再次匯合和結(jié)合。流的這種分開和再結(jié)合在通過每個連續(xù)的槽90 和凹口 110時重復(fù)，直到材料到達(dá)最后的槽90z。到該點(diǎn)時，可泵送的組合物處在準(zhǔn)備好被 分配的加熱的基本上均質(zhì)的狀態(tài)。材料通過出口配件170離開芯元件70 (見圖1)，出口配 件170被接收在芯元件70的出口端190中形成的軸向孔180中并且通過被鉆至中心芯的 孔95與最后的槽90z流體連通。分配單元50與出口配件170連接。在實(shí)施例中使用的設(shè) 備中，軸向孔180約0. 830英寸深并且包括用于嚙合1/4英寸NPT配件的螺紋。應(yīng)理解，入 口 150和出口 180的位置、類型和大小本質(zhì)上不是關(guān)鍵的，并且這些選擇隨連接于裝置的設(shè) 備的特定結(jié)構(gòu)的要求而變化。
[0120] 圖7示出了其中槽90成螺旋狀地形成在芯元件70中的一個可選擇的實(shí)施方案。 在該實(shí)施方案中，由于槽90形成從入口端150至出口端190的單一的路徑，所以不需要凹 口。圖7中闡釋的實(shí)施方案不會產(chǎn)生如圖6中闡釋的每單位空間混合一樣有效的每單位空 間混合，但是對于具有低背壓要求、要求較少混合或具有小的空間要求的組合物可以是有 利的，使得可選擇的混合器可以被連接于反應(yīng)器的出口。
[0121] 熱通過加熱筒200 (例如500瓦加熱器）被供給至芯元件70,加熱筒200適合于裝 配入縱向延伸通過芯元件70的入口端160的軸向開口 210中。在實(shí)施例中利用的實(shí)施方 案中，軸向開口 210具有0. 500英寸的直徑和3. 5英寸的深度。加熱筒200從內(nèi)部加熱換 熱器的整個管狀的芯70。
[0122] 在一個可選擇的實(shí)施方案中，具有變化的功率密度（watt density)的筒式加熱 器（cartridge heater)可以被裝配入縱向延伸通過芯元件70的入口端160的軸向開口 210中。筒式加熱器的上游或入口部分（可利用的筒長度的約35-50% )將供給可用熱量 的60-85%。反應(yīng)器的上游部分的較高的功率密度提供更多的直接熱量至加熱器主體的 與室溫材料接觸的引入部分，從而提供更快的加熱部分以將室溫組合物升溫至熔融溫度。 流體通路和加熱器主體的下游部分通過來自上游部分的傳導(dǎo)和在加熱器筒的輸出部分的 較低的功率密度被間接加熱至較低的水平。在一個最優(yōu)選的實(shí)施方案中，主體中的電加熱 元件直接加熱流體通路和加熱器主體的僅僅上游部分。筒式加熱器可以是反應(yīng)器長度的 25% -70%，從而將大部分的局部熱量提供至容納正在被加熱至熔融狀態(tài)的材料的反應(yīng)器 的區(qū)域。流體通路和加熱器主體的下游部分通過來自上游部分的傳導(dǎo)被間接加熱至較低的 水平。下游部分作為阻抑在出口處的流體溫度的過沖（overshoot)和下沖（undershoot) 的蓄熱器。應(yīng)理解，可以在軸向開口 210內(nèi)部配置可選擇的能量源，和/或可以圍繞外部管 形構(gòu)件80圓周狀配置加熱源。
[0123] 超溫安全設(shè)備（over temperature safety device) 220還適合于被插入在芯元件 70的入口端160中的孔230中。如果溫度超過預(yù)定的最高溫度，那么超溫安全設(shè)備220切 斷對加熱筒200的動力。在實(shí)施例中利用的實(shí)施方案中，孔230是帶分接頭的6-32條螺紋 孔，其深度是〇. 375英寸?？梢岳斫?，該設(shè)備對本發(fā)明不是關(guān)鍵的并且僅僅作為增加的安全 設(shè)備被加入。
[0124] 芯元件70的入口端160還優(yōu)選包括用于接收測量芯元件70的溫度的電阻式溫度 檢測器（RTD) 250的孔240。RTD250與溫度控制器（未示出）通信，溫度控制器為加熱筒200 供給動力，根據(jù)需要保持所期望的溫度。在實(shí)施例中利用的實(shí)施方案中，孔240具有0. 126 英寸的直徑和〇. 600英寸的深度。該傳感設(shè)備可以可選擇地是用于控制對反應(yīng)器的能量供 給的任何合適的設(shè)備。
[0125] 反應(yīng)器20優(yōu)選被一層隔熱物（thermal insulation)覆蓋，隔熱物自身可以被外 覆蓋物覆蓋。隔熱物和外覆蓋物防止來自反應(yīng)器20的不期望的熱損失并且保護(hù)使用者使 其免于反應(yīng)器20內(nèi)的高溫。隔熱物的量和類型隨通過外部管形構(gòu)件80的能量傳輸而變化， 例如，如果管形構(gòu)件80由不導(dǎo)熱的工程塑料生產(chǎn)，那么可以不需要任何另外的絕熱材料， 或者如果能量源是光活化系統(tǒng)，那么將不需要任何隔熱物。
[0126] 無論反應(yīng)器設(shè)備被連續(xù)地操作還是間歇地操作，反應(yīng)器設(shè)備都可以以約1克/分 鐘至約15, 000克/分鐘、優(yōu)選2克/分鐘至約10, 000克/分鐘、最優(yōu)選5克/分鐘至約5, 000 克/分鐘的流速，在約25psi至約3, OOOpsi、優(yōu)選40psi至2, OOOpsi并且最優(yōu)選50psi至 1，500psi的壓力和140 °F至500 °F、優(yōu)選212 °F至400 °F并且最優(yōu)選250 °F至380 °F的溫 度下，將被供給能量的基本上均質(zhì)的材料的一致的流提供至分配裝置?？梢宰鞒鰮Q熱器組 件中部件的配置的變化形式，而不偏離本發(fā)明的范圍，只要裝置在換熱器組件中時保持合 適的溫度和混合。
[0127] 2.隔離物
[0128] 參照圖2和圖3,隔離物30連接于反應(yīng)器20的入口端160并且用于抑制或停止 潛在的反應(yīng)器能量朝向供給源40反向傳輸。這允許液體聚合物組合物被供入反應(yīng)器20中 并且僅僅當(dāng)其在反應(yīng)器20中時才被活化，從而避免了可能導(dǎo)致堵塞、減少的流動以及供給 源40的中斷的過早的化學(xué)的和物理化學(xué)的相互作用。為了用紫外光能量源或可見光能量 源實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，可以使用阻擋表面例如由吸收光線的塑料或不銹鋼制成的直角彎管作為隔 離物，以消除向從輸送系統(tǒng)引入的光活化組合物的能量傳輸。為了用熱能量源實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)， 優(yōu)選利用不導(dǎo)熱材料，例如不導(dǎo)熱塑料或軟管，以消除或基本上最小化向從供給源40到達(dá) 的組合物的反向傳熱。最優(yōu)選的實(shí)施方案是具有熱學(xué)、壓力和導(dǎo)熱率特征的優(yōu)勢的工程塑 料，例如聚醚醚酮（PEEK)。
[0129] 圖2和圖3闡釋了隔熱設(shè)備，以下有時稱為熱斷開器（thermal break)。可泵送的 組合物被從供給源40泵送至隔離物30的進(jìn)口側(cè)260。供給源40可以是如圖1所闡釋的 加壓容器，或者簡單地是液體聚合物組合物在壓力下通過它們供給的管、軟管或其他供給 設(shè)備。液體聚合物組合物流過隔離物30中的軸向孔270并且通過出口 280離開。如上所 述，特定的工程塑料是聚醚醚酮，其具有小于3. 0BTU-in/小時-平方英尺-T ) (20. 8瓦/ 米-κ)的導(dǎo)熱率和小于1. 2 ·1(Γ5;?η/;?η/ °F (8. 5 ?ΙΟ'ι?/οιι/? )的線性熱膨脹系數(shù)。該熱 斷開器可以在高達(dá)3000psi的壓力應(yīng)用和高達(dá)450 Τ的溫度應(yīng)用下使用。上部ΝΡΤ陰螺紋 290和下部NPT陰螺紋300分別適合于接受陽的1/8〃入口配件和出口配件。配件可以由適 合于壓力、溫度和化學(xué)反應(yīng)性的任何材料制造，但是最優(yōu)選具有低導(dǎo)熱率，例如不銹鋼?？?選擇地，陽螺紋可以被旋入PEEK零件中。
[0130] 3.輸送系統(tǒng)
[0131] 優(yōu)選地，在供給源40和反應(yīng)器20之間設(shè)置機(jī)械的或動力學(xué)的單向止回閥310 (當(dāng) 利用隔離物時，隔離物優(yōu)選被配置在止回閥310和反應(yīng)器20之間）。止回閥310允許液體 聚合物組合物僅僅在朝向反應(yīng)器20的方向流動。液體聚合物組合物的這種恒定的單向流 動避免了供給源部件40的不期望的堵塞，這種堵塞可能在壓力被偶然地、故意地或以其他 方式降低，導(dǎo)致活化的材料反向進(jìn)入輸送系統(tǒng)并且固化時發(fā)生。
[0132] 圖8是可以用于將液體聚合物組合物輸送至反應(yīng)器的各種元件的示意圖。在一個 實(shí)施方案中，容納在儲存器320中的液體聚合物組合物通過加壓裝置330流動至機(jī)械止回 閥310。儲存器320可以是容器、罐、機(jī)動軌道車或任何儲存系統(tǒng)或輸送系統(tǒng)。加壓裝置330 可以是氣動裝置、泵或空氣驅(qū)動的活塞以及類似物。傾泄閥（dump Valve)340打開閥門，并 且在系統(tǒng)開始折回（set-back)時將通過反饋回路350從加壓裝置330接收至儲存器320的 液體聚合物組合物的流動和壓力轉(zhuǎn)向，所述折回是與液體聚合物組合物的運(yùn)動是靜態(tài)的時 間以及泵可以保持能起作用并且不會由于載體的分離、滯后和/或熱積累以及類似的（例 如當(dāng)沒有材料正在被分配時）而導(dǎo)致泵卡住或泵堵塞的時期相關(guān)的可變時間條件。在這種 情況下，傾泄閥340打開，并且止回閥310保持關(guān)閉，這在止回閥310的出口側(cè)上的材料上 保持基本上恒壓。當(dāng)止回閥310的出口側(cè)上的系統(tǒng)壓力小于入口壓力時，止回閥310打開， 傾泄閥340關(guān)閉并且允許材料經(jīng)過止回閥310,例如當(dāng)材料正在被分配時。
[0133] 在本發(fā)明的另一個實(shí)施方案中，可以使用節(jié)流器來代替傾泄閥，以允許加壓設(shè)備 保持恒壓、保持能起作用并且不會由于載體的分離、滯后和/或熱積累以及類似的而導(dǎo)致 泵卡住或泵堵塞。節(jié)流器具有小的直徑，有優(yōu)選小于3/16"、優(yōu)選1/8〃并且最優(yōu)選小于 3/32〃的內(nèi)徑，管件（tubing) 100英尺，優(yōu)選小于50英尺并且最優(yōu)選小于25英尺，而且與加 壓的液體聚合物組合物的溫度、壓力、化學(xué)組成和其他指標(biāo)（criteria)相容。這種節(jié)流器 可以單獨(dú)地作為動態(tài)止回閥或與上文描述的機(jī)械止回閥結(jié)合地與增壓系統(tǒng)一起使用。
[0134] 在經(jīng)過止回閥310之后，材料經(jīng)過容器360。容器360可以是能夠抵抗工作中的機(jī) 械壓力、氣動壓力或水壓、溫度和化學(xué)組成的管、管道、壓力罐或軟管以及類似物，在圖1的 情況下，40是代表性的容器。容器360還可以是在止回閥310和與止回閥310流體連通的 下一個部件之間的小接頭。
[0135] 應(yīng)理解，液體聚合物組合物可以使用其他壓力裝置，在有或沒有止回閥的情況下 被供給至容器360。圖8闡釋了通過中間止回閥310將組合物提供至容器360的恒壓裝置 370。圖8還闡釋了在不使用止回閥310的情況下將組合物輸送至容器360例如氮?dú)馄炕?罐的恒壓裝置380。
[0136] 施加于可泵送的組合物上的壓力可以是以機(jī)械方式、以氣動方式或以水壓方式產(chǎn) 生，例如機(jī)械杠桿式隔膜、空氣源、瓶裝氣體或泵，包括例如隔膜、活塞、齒輪泵以及類似物， 壓力從25psi至3,000psi，優(yōu)選40psi至2,000psi并且最優(yōu)選50psi至l，500psi。重要 的是，如果系統(tǒng)不配有機(jī)械的單向止回閥，那么壓力超過由組合物中的內(nèi)部的發(fā)泡劑產(chǎn)生 的背壓；即，恒定的機(jī)械壓力、氣動壓力或水壓作為動態(tài)止回閥代替機(jī)械止回閥。
[0137] 大多數(shù)加壓裝置損失壓力，除非其被持續(xù)地再補(bǔ)充，這使得使用機(jī)械止回閥310 成為本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方案。在其中期望關(guān)閉泵裝置以避免不期望的滯后、釋放壓力以 避免滲漏或減少磨損的泵送系統(tǒng)的情況下，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)機(jī)械止回閥裝置是本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí) 施方案。在一些活塞泵例如Graco Fireball300的情況下，其中長時間保持這種壓力導(dǎo)致 擠滿情形（pack out situation),當(dāng)油在壓力下泄漏出密封件時，將傾泄閥340例如來自位 于Lorain Ohio的Precision Pneumatics的Dump Valve連接于加壓裝置。在一段靜止時 期（優(yōu)選小于1小時并且最優(yōu)選小于30分鐘）之后，傾瀉閥340通過允許可泵送的組合物 返回儲存器來減少壓力。用于本發(fā)明的合適的止回閥310是來自Detrol Fluid Products 的Check Valve Part#EDC30B，其在加壓裝置（例如Graco Fireball300)不再施加壓力時 起作用保持恒壓。
[0138] 參照圖8，容器360可以可選擇地通過中間的散熱器組件390 (例如在' 583專利中 公開的）、通過如上文所描述的隔離物30或直接地與反應(yīng)器20流體連接。在本發(fā)明的最優(yōu) 選的實(shí)施方案中，容器360連接于隔離物30,隔離物30連接于反應(yīng)器20。
[0139] 4.反應(yīng)器/分配器組合
[0140] 圖1闡釋了加熱的活化的組合物可以通過幾乎任何常規(guī)的熱熔體或加熱的冷膠 劑分配裝置50來分配。圖9闡釋了一個可選擇的實(shí)施方案，其中反應(yīng)器和分配裝置包括集 成單元（integral unit) 400,集成單元400可以與如上文所描述的隔離物30結(jié)合。
[0141] 在壓力下從供給源供給的液體聚合物組合物經(jīng)過隔離物30并且進(jìn)入設(shè)備400中 的入口 410。入口 410與一組槽90結(jié)合，槽90相對于反應(yīng)器20被圓周狀地設(shè)置在如上文 所描述的芯元件70中。加熱的活化的組合物通過出口 420離開。出口 420與由觸發(fā)機(jī)構(gòu) 440致動的針閥430流體連通。當(dāng)觸發(fā)機(jī)構(gòu)440被擠壓時，彈簧450被壓縮并且針閥430被 移開，允許活化的組合物流過噴嘴460。當(dāng)釋放觸發(fā)機(jī)構(gòu)440時，彈簧450使針閥430偏壓 回至關(guān)閉位置，從而導(dǎo)致活化的材料停止被從噴嘴460分配。這種新設(shè)計的優(yōu)勢包括，與其 中裝置由以加熱的軟管、換熱器或類似物的形式的預(yù)加熱的供給源和以自動模塊、歧管、槍 或類似物的形式的用于分配的單獨(dú)的加熱設(shè)備組成的現(xiàn)有技術(shù)相比，使用僅僅一個加熱區(qū) 域來控制；其可以被設(shè)計為成本有效地模擬零空腔情形（zero cavity situation)以消除 不期望的拉絲；其可以被裝配在極端緊湊的空間中，并且僅活動部件極其易于從分配噴嘴 460的外部接近以進(jìn)行維護(hù)和更換。
[0142] 反應(yīng)器20可以包括先前在上文所描述的所有的元件，包括恒溫器、內(nèi)部加熱元 件、超溫安全設(shè)備和RTD元件。觸發(fā)機(jī)構(gòu)440可以手工操作或通過與計算機(jī)結(jié)合的機(jī)械裝 置通過例如可編程序邏輯控制器來操作。設(shè)備400在重量上非常輕，并且可以用于連續(xù)地 或間歇地以非常高的流速輸送高體積的材料，如特定的應(yīng)用所需要的。
[0143] F.方法和產(chǎn)物
[0144] 本發(fā)明還提供了制造和使用本文公開的組合物和設(shè)備的方法以及由這樣的方法 生產(chǎn)的產(chǎn)物。
[0145] 1.制備液體聚合物組合物的方法
[0146] 在本發(fā)明的第一方法中，包括第一組分的固體顆粒被分散在為液體材料的第二組 分中。第一組分顆粒需要具有相對小的粒度，如上文描述的。顆粒可以與可選擇的加工助 劑和/或其他組分一起被懸浮、分散和/或乳化在液體中?？蛇x擇地，加工助劑和/或其他 組分可以在引入第一組分之前被懸浮、分散、乳化或溶解在第二組分中。
[0147] 2.活化液體聚合物組合物的方法
[0148] 本發(fā)明還提供了活化根據(jù)本發(fā)明的液體聚合物組合物的方法。根據(jù)本方法，液體 聚合物組合物在低于約140 °F的溫度下以可流動的液體狀態(tài)被供給至反應(yīng)器。組合物在反 應(yīng)器中被加熱并且被混合至組合物變成基本上均質(zhì)的熔化的熔融材料的溫度。組合物離開 反應(yīng)器并且被分配。已分配的組合物可以固化以形成粘合劑、密封劑、涂層或可以固化以形 成密封墊或其他固體材料。
[0149] 3.使用組合物的方法
[0150] 本發(fā)明還提供了一種將第一基材粘附至第二基材的方法。根據(jù)本方法，熱活化例 如本文公開的組合物以形成基本上均質(zhì)的熔融共混物。然后，將基本上均質(zhì)的熔融共混物 配置在第一基材和第二基材之間。這可以使用本文公開的設(shè)備來最好地實(shí)現(xiàn)。將基本上熔 融的共混物保持在第一基材和第二基材之間，持續(xù)結(jié)合時間，在結(jié)合時間期間熔融的共混 物冷卻以形成將第一基材和第二基材粘附在一起的熔化的固體材料。
[0151] 基材的組成本質(zhì)上不是關(guān)鍵的。當(dāng)?shù)谝换暮偷诙闹械闹辽僖环N包括纖維素 纖維（例如紙、紙板、卡紙、碎料板、牛皮紙等等）時，獲得優(yōu)良的粘附。熔化的固體材料能 夠產(chǎn)生對包括纖維素纖維的基材的纖維撕裂粘附（fiber-tear adhesion)。結(jié)合時間通常少 于約四秒。
[0152] 應(yīng)理解，根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)粘合劑（例如熱固性產(chǎn)物）可以用于將木材基材結(jié)合 在一起。在這樣的應(yīng)用中，當(dāng)組合物還包括在暴露于濕氣（例如大氣濕度）時催化熔化的 固體材料中的交聯(lián)反應(yīng)的催化劑時，結(jié)合強(qiáng)度得到改進(jìn)。這被認(rèn)為是潛在的固化，這是因?yàn)?交聯(lián)反應(yīng)在加工期間不會被熱能催化，而是在熔化的固體材料已經(jīng)形成初始的結(jié)合之后在 暴露于濕氣時被催化。
[0153] 本發(fā)明還提供了一種形成密封件或密封墊的方法。根據(jù)本方法，熱活化例如本文 公開的組合物以形成基本上均質(zhì)的熔融共混物。然后，將基本上均質(zhì)的熔融共混物分配在 基材上。這可以使用本文公開的設(shè)備來最好地實(shí)現(xiàn)。允許基本上熔融的共混物冷卻以形成 熔化的固體材料，熔化的固體材料可以作為密封件或密封墊。應(yīng)理解，通過將冷卻空氣引導(dǎo) 到已分配的基本上均質(zhì)的共混物上，可以加速冷卻步驟。
[0154] 4.產(chǎn)物
[0155] 本發(fā)明還提供了具有已經(jīng)使用組合物結(jié)合的一種或多種基材（例如折板）的包裝 (例如盒子和紙板箱）。本發(fā)明還提供了使用本發(fā)明的組合物和方法形成的密封件、涂層和 密封墊。
[0156] 以下的實(shí)施例僅僅意圖闡述本發(fā)明并且不應(yīng)該被理解為對權(quán)利要求強(qiáng)加限制。 實(shí)施例
[0157] 在以下的實(shí)施例中提到下面列出的材料和縮寫：
[0158] · MlCROTHENiT FE532EVA[24937-78-8]，9%乙酸乙烯酯，熔體指數(shù)=9,來 自Equistar ;平均粒度=20微米并且粒度分布5-50微米
[0159] · ATEVA.R 1231 ;聚（乙烯-共聚-乙酸乙烯酯）（poly (ethylene-co-vinyl acetate))，12% VA，溶體指數(shù) 3,來自 Ateva
[0160] · ATEm':i:' 1820 ;聚（乙烯-共聚-乙酸乙烯酯），18% VA，熔體指數(shù)3,來自 Ateva
[0161] · ATEVA+? 2604;聚（乙烯-共聚-乙酸乙烯酯），26% VA，熔體指數(shù)4,來自 Ateva
[0162] ΦΛΠ .Λ'Λ" 2830;聚（乙烯-共聚-乙酸乙烯酯），28%￥八，烙體指數(shù)150，來自 Ateva
[0163] · A-C925P 馬來酸化聚丙烯，來自 A_C Performance Products，其是 Honeywell Corporation的一個分公司
[0164] · AC1660聚丙烯，來自 A_C Performance Products，其是Honeywell Corporation 的一個分公司
[0165] · AC-8 聚乙烯，來自 A_C Performance Products，其是 Honeywell Corporation 的一個分公司
[0166] ?大豆油RBD(精制的、漂白的、除臭的），來自Archer Daniels Midland Company(ADM)
[0167] · EAST0TAC? HI 15 (等級R或W)，烴（氫化樹脂）增粘劑，來自Eastman
[0168] ?癸二酸[111-20-6]
[0169] · I 丨U_;/\N〇X": HP2225 或 B900 抗氧化劑，來自 Ciba
[0170] #丨以;.八丨.、(61!(三-(2,4-二叔丁基苯基）磷酸酯），來自（：讓3
[0171] ?丨RUANOXκ 1〇1〇(四（3-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸）季戊四醇酯 (pentaerythritol tetrakis(3-(3, 5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate))), 來自Ciba
[0172] · LACTONE? HP 136,來自 Ciba
[0173] ?丨RGANOXK B900 抗氧化劑，來自 Ciba
[0174] 籲熱穩(wěn)定劑系統(tǒng)2組分：IRGAFOS* 168 (三_(2, 4-二叔丁基苯基）磷 酸酯）和丨RGAFOSκ 1076 (十八烷基-3- (3, 5-二叔丁基-4-羥基苯酚）-丙酸酯 (0ctadecyl-3-(3, 5-di-tert butyl, butyl-4-hydroxyphenol)-propionate))
[0175] ?水
[0176] · CELOGEN* 78〇、發(fā)泡劑（偶氮二甲酰胺），來自 chemtura
[0177] ?甲醇
[0178] ?乙醇
[0179] ?己燒
[0180] ?礦物油，DRAICEOL* 35,來自 Penrico
[0181] · EP〇LENEf E43P 馬來酸化聚丙烯，來自 Westlake Chemical
[0182] · Nanomerl-44,表面處理的納米尺度蒙脫石，來自Nanocor
[0183] ?由Liquamelt Corp.通過使1摩爾的癸二酸和1摩爾的CaC03反應(yīng)制備的離子 (AB)n材料，其中A =癸二酸，并且B = Ca，并且η是大于25的數(shù)。
[0184] · BIO-TERGE* AS-40,50%水 50%表面活性劑（烯烴磺酸鈉 （sodium olefin sulfonate) (C14_16)),由 Stepan Company 生產(chǎn)
[0185] · TERGIT0L?15-S-3 表面活性劑（壬基酌·乙氧基化物（nonophenolethoxylate))， 由 The Dow Chemical Company 生產(chǎn)
[0186] · CHEMSTATK HTSA#22-20M(芥酸酰胺），來自 PCC Cheman，Inc.
[0187] 籲PUJRONiCf F-127表面活性劑（環(huán)氧乙烷和1，2-環(huán)氧丙烷聚合物），來自 BASF
[0188] ?除非另有說明，術(shù)語"漆"是指Behr ULTRA?純白膠乳漆
[0189] · UCAR* Latex9189,來自 Dow Chemical Company
[0190] · ARCOL* Polyol HS-100 (聚合物多兀醇），來自 Bayer Material Science
[0191] · STA-LlTi^ in 和 Sm-LITE*111F，聚葡萄糖氫化淀粉，Tate&Lyle
[0192] · STADEX* 82,糊精，部分水解淀粉，Tate&Lyle
[0193] · 3M Microspheres S38,玻璃泡，15-85 微米，具有 4000psi 的壓碎強(qiáng)度，3M Company
[0194] · HI-SIL? T-700二氧化硅，二氧化硅增稠劑，合成的無定形二氧化硅，PPG Industries, Inc.
[0195] · INSTANT-LOK" 34-2635,熱熔性粘合劑，National Adhesives
[0196] ·8ΤΑΟΕΧΦ 124,糊精，部分水解淀粉，Tate&Lyle
[0197] · HYSTAR* 3375,氫化葡萄糖菜（polyglycitol syrup)，Corn Products International
[0198] #SYLVATAC? RE100L，松香增粘劑，Arizona Chemical
[0199] · NuvPolymer631_S，濕氣固化粘合劑，來自 NuvPolymers，Inc.
[0200] · JEFFCAT# DMDEE-2, 2' -二嗎啉基乙醚（聚氨酯催化劑），來自Huntsman
[0201] 樣品制備
[0202] 標(biāo)準(zhǔn)制備程序1 :研磨過的乙酸乙基乙烯酯聚合物。
[0203] 雖然粒度分布的精確的值對于本發(fā)明不是關(guān)鍵的，但是在實(shí)施例中使用的乙 烯-乙酸乙烯酯聚合物被機(jī)械地研磨至下面表1中提出的粒度分布：
[0204] 表 1
[0205]
【權(quán)利要求】
1. 一種用于加熱和混合組合物的裝置，所述裝置包括反應(yīng)器，所述反應(yīng)器包括： 芯元件，所述芯元件具有入口、出口和與所述入口和所述出口流體連通的至少一個環(huán) 形槽；以及 能量源，所述能量源用于在所述組合物經(jīng)過所述槽時為所述組合物供給能量。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中在所述芯元件中設(shè)置多個環(huán)形槽，所述多個環(huán)形 槽被翅片彼此分離，并且所述多個環(huán)形槽通過所述翅片中的凹口互相連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中每個環(huán)形槽通過單一凹口與相鄰的環(huán)形槽互相連 接，并且其中連續(xù)的單一凹口彼此被配置為軸向180°。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述環(huán)形槽是螺旋狀的。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，所述裝置還包括與所述反應(yīng)器流體連通的未加熱的容 器。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其中所述容器是未加熱的軟管。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，所述裝置還包括被配置在所述未加熱的容器和所述 反應(yīng)器之間的隔離物，所述隔離物防止來自所述反應(yīng)器的能量活化所述容器中的所述組合 物。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，所述裝置還包括被配置在所述未加熱的容器和所述 反應(yīng)器之間的隔離物，所述隔離物防止來自所述反應(yīng)器的熱能加熱所述容器中的所述組合 物。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其中所述隔離物由具有小于3. OBTU-in/小時-平方英 尺-°F的導(dǎo)熱率的材料形成。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其中所述材料還具有小于1. 2 · l(T5in/ in/ °F (8. 5 · l(T6cm/cm/°C )的線性熱膨脹系數(shù)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其中所述隔離物由聚醚醚酮形成。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，所述裝置還包括恒壓裝置，所述恒壓裝置用于在流過 所述容器和所述反應(yīng)器的組合物上提供恒壓。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，所述裝置還包括用于使所述組合物加壓通過所述容 器至所述反應(yīng)器的工具以及被配置在所述工具和所述容器之間的止回閥，所述止回閥防止 所述組合物從所述反應(yīng)器流動至所述容器。
14. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，所述裝置還包括被配置在所述容器和所述隔離物之 間的止回閥，所述止回閥防止所述組合物從所述反應(yīng)器流動至所述容器。
15. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，所述裝置還包括傾泄閥，所述傾泄閥用于在所述止 回閥關(guān)閉時允許所述組合物流過反饋回路。
16. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的裝置，所述裝置還包括傾泄閥，所述傾泄閥用于在所述止 回閥關(guān)閉時允許所述組合物流過反饋回路。
17. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述反應(yīng)器還包括觸發(fā)器和噴嘴，其中所述觸發(fā) 器適合于移動并且從而允許所述組合物通過所述噴嘴來分配。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的裝置，其中所述觸發(fā)器與被偏壓以封閉所述噴嘴處的分配 孔的針閥操作地相關(guān)聯(lián)。
19. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述反應(yīng)器流體連接于熱熔體或冷膠劑分配器。
20. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的裝置，其中所述反應(yīng)器流體連接于熱熔體或冷膠劑容器， 并且所述反應(yīng)器還包括用于照射在所述至少一個環(huán)形槽中的所述組合物的紫外輻射源。
21. -種活化和分配組合物的方法， 所述組合物包括： 固體顆粒，其包括第一聚合物； 液體載體，所述固體顆粒被乳化、分散和/或懸浮在所述液體載體中； 其中： 所述組合物在約32 T至約140 T的溫度下是可泵送材料； 所述組合物當(dāng)在超過140 °F的加工溫度下被能量活化時形成基本上均質(zhì)的熔融共混 物； 所述基本上均質(zhì)的熔融共混物當(dāng)其冷卻至低于140 °F的溫度時變成熔化的固體材料； 所述熔化的固體材料能夠在應(yīng)用點(diǎn)結(jié)合一種或多種基材； 所述方法包括以下步驟： a) 將所述組合物從儲存器進(jìn)料到加壓供給源； b) 使所述組合物從所述加壓供給源通過進(jìn)入容器； c) 使所述組合物從所述容器通過隔離物設(shè)備并進(jìn)入反應(yīng)器，其中所述隔離物防止熱朝 向供給源反向傳輸； d) 在所述反應(yīng)器中活化所述組合物； e) 使所述組合物從所述反應(yīng)器通過進(jìn)入分配單元；并且 f) 分配所述組合物， 其中所述反應(yīng)器包括 芯元件，所述芯元件具有入口、出口和至少一個環(huán)形槽，所述環(huán)形槽存在于所述芯元件 的外側(cè)壁和外部構(gòu)件的內(nèi)側(cè)壁之間，并且與所述入口和所述出口流體連通；和 能量源，所述能量源用于在所述組合物經(jīng)過所述槽時為所述組合物供給能量。
【文檔編號】C08J3/21GK104194029SQ201410286116
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2009年2月25日 優(yōu)先權(quán)日:2008年2月26日
【發(fā)明者】邁克爾·W·喬根森, 大衛(wèi)·J·阿萊西奧, 賽繆爾·迪普雷, 肯尼斯·E·海德, 杰弗里·C·克羅廷, A·A·帕克, 威廉·C·斯頓普豪澤, 約瑟夫·J·沃爾夫 申請人:H.B.富勒公司