聚氨基甲酸酯囊封的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 實(shí)施例涉及一種聚氨基甲酸酯囊封，其包括聚氨基甲酸酯膜和由所述聚氨基甲酸 酯膜封裝的微粒材料。
【背景技術(shù)】
[0002] 聚氨基甲酸酯涂層膜在各種應(yīng)用中用作高效涂層，例如包括其中需要囊封水溶性 材料的應(yīng)用。這些水溶性材料包括例如肥料顆粒中的水溶性植物營(yíng)養(yǎng)物和農(nóng)藥。在特定材 料（例如水溶性材料）的囊封中，需要控制吸收到聚氨基甲酸酯涂層膜中的外部水的量的 能力。舉例來(lái)說(shuō)，在努力控制水溶性材料從聚氨基甲酸酯囊封中的釋放速率的過(guò)程中，需要 控制外部環(huán)境組分（如水）的滲透性的能力。
[0003] 聚氨基甲酸酯涂層膜用于囊封特定材料，且這些聚氨基甲酸酯涂層膜是異氰酸酯 和多元醇的反應(yīng)產(chǎn)物。形成聚氨基甲酸酯涂層膜的所得聚氨基甲酸酯聚合物具有良好物理 特性；然而，其可能對(duì)外部環(huán)境組分（如水）敏感?？紤]到由聚氨基甲酸酯涂層囊封的礦物 質(zhì)肥料的水溶性（在營(yíng)養(yǎng)物進(jìn)料的合成樹脂離子交換劑存在下）對(duì)聚氨基甲酸酯涂層的水 吸收容量的調(diào)節(jié)例如描述在美國(guó)專利第4, 469, 502號(hào)中。具體來(lái)說(shuō)，美國(guó)專利第4, 469, 502 號(hào)提供當(dāng)?shù)V物質(zhì)肥料的水溶性超出特定水平時(shí)，需要使用水吸收容量降低的聚氨基甲酸酯 涂層膜。然而，需要改進(jìn)的用于調(diào)節(jié)聚氨基甲酸酯涂層膜的水吸收容量的方法。
[0004] 構(gòu)筑具有聚氨基甲酸酯涂層的微粒肥料的方法中在抗磨損性、可生物降解性和延 長(zhǎng)釋放特性方面的改進(jìn)例如描述在美國(guó)專利第6, 503, 288號(hào)中。然而，需要在所得聚氨基 甲酸酯涂層的防水特性方面的改進(jìn)。舉例來(lái)說(shuō)，需要關(guān)于調(diào)節(jié)最終聚氨基甲酸酯涂層膜的 水吸收和水蒸氣透過(guò)同時(shí)仍然提供結(jié)實(shí)的聚氨基甲酸酯涂層膜的改進(jìn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 實(shí)施例涉及一種聚氨基甲酸酯囊封，其包含：聚氨基甲酸酯膜，其為芳香族異氰酸 酯和多元醇的反應(yīng)產(chǎn)物，所述多元醇包括以所述多元醇的總重量計(jì)量為至少35重量％的 環(huán)氧丁烷類聚醚多元醇；和微粒材料，其由所述聚氨基甲酸酯膜封裝。
【具體實(shí)施方式】
[0006] 實(shí)施例涉及聚氨基甲酸酯涂層膜，其具有良好的防水特性以及機(jī)械強(qiáng)度。聚氨基 甲酸酯涂層膜還具有基于如拉伸強(qiáng)度和彈性模數(shù)的特性的機(jī)械強(qiáng)度。實(shí)施例涵蓋一種聚氨 基甲酸酯涂層膜，其由包括使至少一種異氰酸酯與至少一種多元醇反應(yīng)的方法形成。在混 合時(shí)，異氰酸酯和多元醇組分形成充當(dāng)防水層的成品聚氨基甲酸酯膜。已發(fā)現(xiàn)，當(dāng)用于形成 聚氨基甲酸酯涂層膜的多元醇具有以多元醇的總重量計(jì)至少35重量％的最少環(huán)氧丁烷類 多元醇含量時(shí)，所得聚氨基甲酸酯膜的防水特性（如疏水性）得以改進(jìn)。因此，不必添加額 外組分來(lái)增加疏水性。另外，已發(fā)現(xiàn)，當(dāng)多元醇包括至少環(huán)氧丁烷類多元醇時(shí)，水蒸氣透過(guò) 率和水吸收（waterabsorption/uptake)百分比減小。
[0007] 示例性實(shí)施例涉及一種聚氨基甲酸酯涂層膜，其為至少一種芳香族異氰酸酯和至 少環(huán)氧丁烷類聚醚多元醇的反應(yīng)產(chǎn)物。除環(huán)氧丁烷類聚醚多元醇之外，多元醇可以含有以 總多元醇重量計(jì)最多65重量％的至少一種其他環(huán)氧烷類多元醇（例如至少一種其他環(huán)氧 烷類聚醚多元醇）。用于形成聚氨基甲酸酯涂層膜的多元醇總體上通過(guò)使用環(huán)氧烷（如環(huán) 氧丁烷、環(huán)氧丙烷和環(huán)氧乙烷中的至少一者）和具有2到8個(gè)活性氫原子的引發(fā)劑制備。聚 氨基甲酸酯涂層膜的一個(gè)示例性用途是用于囊封如水溶性肥料的微粒材料，由此形成聚氨 基甲酸酯"囊封"，使得甚至當(dāng)將微粒材料置放于富水環(huán)境中時(shí)，微粒材料周期性地從囊封 釋放。
[0008] 多元醇（例如環(huán)氧丁烷類聚醚多元醇和任選地其他環(huán)氧烷類多元醇）由多元醇形 成方法制備。多元醇形成方法包括使至少一種引發(fā)劑與至少一種環(huán)氧烷反應(yīng)。當(dāng)形成環(huán)氧 丁烷類聚醚多元醇時(shí)，至少一種引發(fā)劑與環(huán)氧丁烷反應(yīng)。舉例來(lái)說(shuō)，環(huán)氧丁烷可以用至少兩 種引發(fā)劑共同引發(fā)以形成環(huán)氧丁烷類聚醚多元醇。當(dāng)形成環(huán)氧烷類多元醇（例如環(huán)氧烷類 聚醚多元醇）時(shí)，至少一種引發(fā)劑與另一環(huán)氧烷（如環(huán)氧乙烷或環(huán)氧丙烷）反應(yīng)。引發(fā)劑包 括至少一種能夠與環(huán)氧烷反應(yīng)以形成環(huán)氧烷類多元醇的官能團(tuán)。舉例來(lái)說(shuō)，引發(fā)劑可以包 括2到8個(gè)活性氫原子以便與環(huán)氧烷反應(yīng)。引發(fā)劑可以是線性、環(huán)狀或芳香族多元醇。多 元醇形成方法可以包括分級(jí)地使用一個(gè)反應(yīng)混合物或多個(gè)反應(yīng)混合物以便形成用于制備 聚氨基甲酸酯涂層膜的最終多元醇。
[0009] 上述多元醇（例如聚醚多元醇）可以具有所需羥基性質(zhì)和當(dāng)量重量。多元醇可以 具有25到800的OH值，如25到600或50到570mgKOH/g。多元醇可以包括低當(dāng)量重量環(huán) 氧丁烷類多元醇，例如多元醇可以具有在150與5000之間的平均分子量。此類多元醇還優(yōu) 選地具有2到8的官能度。
[0010] 當(dāng)多元醇通過(guò)環(huán)氧丁烷類聚醚多元醇和至少一種其他環(huán)氧烷類多元醇制備時(shí)，環(huán) 氧丁烷類聚醚多元醇的存在量以總共100重量％的多元醇計(jì)大于35重量％、大于45重 量％、大于55重量％、大于65重量％、大于75重量％、大于85重量％、大于95重量％和/ 或?yàn)?00重量％。多元醇的組合可以通過(guò)將環(huán)氧丁烷類聚醚多元醇與至少一種其他環(huán)氧烷 類多元醇混合來(lái)形成。
[0011] 舉例來(lái)說(shuō)，以總共100重量％的用于形成聚氨基甲酸酯涂層膜的多元醇計(jì)，至少 兩種不同聚醚多元醇的混合物可以包括35重量％到99. 9重量％的環(huán)氧丁烷類聚醚多元醇 和0. 1重量％到65重量％的其他環(huán)氧烷類多元醇（如至少一種環(huán)氧丙烷類聚醚多元醇）。 本文中包括并且本文中公開在環(huán)氧丁烷類聚醚多元醇的量的35重量％與99. 9重量％之 間以及在其他環(huán)氧烷類多元醇的量的〇. 1重量％到65重量％之間的所有個(gè)別值和子范圍。 舉例來(lái)說(shuō)，相對(duì)于環(huán)氧丁烷類聚醚多元醇的量，下限可以是40、45、50、55、60、65、70、75、80、 85、90 或 95 重量％中的一者，且上限可以是 40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95或99 重量％中的一者，其中下限小于上限。用于形成聚氨基甲酸酯涂層膜的多元醇可以包括與 其他環(huán)氧烷類多元醇相比更大重量百分比的環(huán)氧丁烷類聚醚多元醇。
[0012] 根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施例，聚氨基甲酸酯涂層的機(jī)械完整性可以通過(guò)使用環(huán)氧丁烷 類聚醚多元醇和至少一種官能度為6到8的其他環(huán)氧烷類多元醇（例如其他環(huán)氧烷類多 元醇是用至少一種蔗糖類引發(fā)劑形成的聚醚多元醇）的組合來(lái)增加。舉例來(lái)說(shuō)，其他環(huán)氧 烷類多元醇可以是蔗糖丙三醇引發(fā)的環(huán)氧丙烷類多元醇（例如V0RAN0L? 360,其是官能 度為約4. 6且羥基數(shù)為360的蔗糖/丙三醇引發(fā)的多元醇，可購(gòu)自陶氏化學(xué)公司（TheDow ChemicalCompany))。當(dāng)將環(huán)氧丁烷類聚醚多元醇和其他環(huán)氧烷類多元醇組合且與芳香族 異氰酸酯反應(yīng)時(shí)，關(guān)于相對(duì)于用以多元醇的總重量計(jì)1〇〇重量％的環(huán)氧丁烷類多元醇制得 的聚氨基甲酸酯產(chǎn)品涂層膜，整個(gè)聚氨基甲酸酯涂層膜的彈性模數(shù)和/或拉伸強(qiáng)度可得以 進(jìn)一步增加。
[0013] 當(dāng)僅制備環(huán)氧丁烷類聚醚多元醇時(shí)，多元醇形成方法包括使每分子具有至少兩個(gè) 羥基和/或胺氫的至少一種類型的引發(fā)劑與以多元醇形成方法中環(huán)氧烷的總量計(jì)量為100 重量％的環(huán)氧丁烷反應(yīng)。當(dāng)制備多元醇（例如聚醚多元醇）的混合物時(shí)，多元醇形成方法 包括使每分子至少兩個(gè)羥基和/或胺氫的至少一種類型的引發(fā)劑、以多元醇形成方法中環(huán) 氧烷的總重量計(jì)35重量％到99. 9重量％環(huán)氧丁烷以及以多元醇形成方法中環(huán)氧烷的總重 量計(jì)0. 1重量％到65重量％環(huán)氧丙烷或環(huán)氧乙燒反應(yīng)。本文中包括并且本文中公開在多 元醇形成方法中環(huán)氧丁烷的量的35重量％與99. 9重量％之間以及在環(huán)氧丙烷或環(huán)氧乙烷 的量的〇. 1重量％到65重量％之間的所有個(gè)別值和子范圍。
[0014] 用于形成多元醇的示例性引發(fā)劑包括例如蔗糖、果糖、乙二醇、二乙二醇、丙二醇、 二丙二醇、三丙二醇、聚乙二醇、聚丙烯、三羥甲基丙烷、乙二醇、丙二醇、丁二醇、己二醇、環(huán) 己二醇、季戊四醇、山梨糖醇、二醇、赤藻糖醇、丙三醇、新戊二醇、三羥甲基丙烷、甘油、乙二 醇、二乙二醇、三乙二醇、乙二胺、二亞乙基三胺、新戊二胺以及環(huán)己烷二甲醇。在