[發明專利]基于揮發性、不易燃溶劑的噴霧涂覆方法

無效

• 申請號: 201380016588.3
• 申請日: 2013-03-13
• 公開（公告）號: CN104245155A
• 公開（公告）日: 2014-12-24
• 發明（設計）人: 赫伯特·B·舍爾;德拉姆·K·賈爾斯;約瑟夫·W·特林格;哈羅德·W·利維
• 申請（專利權）人: 加利福尼亞大學董事會;勞倫斯利弗莫爾國家安全有限責任公司
• 主分類號: B05D1/02
• 分類號: B05D1/02;B05D7/24;C09D7/12;C09D201/00
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司 11112
• 代理人: 丁業平;高釗

相關申請的交叉引用

本申請要求于2012年3月26日提交的美國臨時專利申請序列號61/615,714的優先權，其全部內容通過引用的方式并入本文。

聯邦資助研究或開發聲明

本發明是基于美國能源部(DOE)頒布的合同號DE-AC52-07NA27344，在政府的資助下完成的。政府對本發明享有特定權利。

提交的存儲在壓縮盤上的通過引用并入的材料

無

發明背景

1.技術領域

本發明涉及材料涂覆方法和體系，更具體而言，本發明涉及通過噴霧法遞送至目標表面上的制劑的合成和應用，所述制劑包含溶解或分散于不易燃、低沸點的溶劑(例如二氯甲烷)中的分散劑、增黏劑、聚合物、增塑劑和活性物質。

2.背景技術

用殺菌劑和農藥對種子進行涂覆已經成為農業種子制造工業的主要部分。在高價值的農業種子中，涂覆通常是關鍵的最終生產步驟。出現這種種子處理背后的驅動力在于保護高價值的轉基因糧食和蔬菜種子免于土傳病害的需要。種子處理的其他益處包括準確計量和放置農藥，以及在同一個通道中施用種子和農藥相關的成本節約。功能性涂層還能改善種子處理性質和外觀，改變表面性質并且防止機械磨損。此外，還可以設計涂層以獲得對水和農藥的特定滲透性，確保種子適時發芽并能夠有效控制農藥到土壤中的釋放。

目前，利用含聚合物的粉末或水基漿料在混合室中用農藥來處理種子，從而提高粘附性。由于工人接觸的擔憂和差的種子粘附性質，粉塵處理已經失去了普遍性。水基漿料處理通常存在的問題涉及農藥的不均勻覆蓋、過長的干燥時間和發粘的涂層，其需要用潤滑劑(例如滑石)細粒進行后處理。但是，近來認為在新煙堿類農藥種子處理中所用的滑石粉末涉及產生蜂毒，使得在種植操作過程中需將其除去。

液體涂覆技術通常用于涂覆固體產品形式。將聚合物、顏料和其他賦形劑的混合物溶于或分散于水或有機溶劑中，并將其噴到固體形式上，隨后通過連續受熱使其干燥。轉盤涂布機用于較大的產品形式如藥片，流化床涂布機用于較小尺寸的產品形式。液體涂覆技術的一個缺點是需要使用易燃性溶劑，最常用的是乙醇、異丙醇或丙酮，這將需要使用防爆設備。

為了克服水性涂覆技術的限制，近年來已經進行了新的研究以開發出無溶劑(粉末)涂覆技術。在使用目前所用的轉盤涂布機的基礎上，通常存在四種粉末涂覆技術。雖然這些干式涂覆技術克服了液體涂覆技術的某些缺點，但是它們還存在其他限制。

一種方法是增塑劑干式涂覆技術，其中將粉末聚合物顆粒連同從另外的噴嘴噴出的液體增塑劑同時噴射到產品表面。噴出的液體增塑劑將粉末顆粒和產品表面潤濕，從而促使顆粒粘附至產品表面。隨后在高于膜形成溫度的溫度下將經涂覆的產品固化，從而形成連續的膜。增塑劑降低膜形成溫度，其需要另外的熱以形成膜。

但是，為了獲得其足夠厚以充分保護或適當控制釋放的涂層，通常需要1/1的增塑劑/聚合物之比，以使足夠的顆粒粘附至產品表面。這樣高的增塑劑水平產生軟的或發粘的膜。通常難以調整增塑劑水平以獲得足夠的涂層厚度并且同時產生干燥的涂層。

另一方法是靜電干法涂布，其是基于帶電噴射聚合物粉末顆粒被吸引至接地的產品形式。隨后將產品形式加熱使顆粒熔合產生連續涂層。然而，帶電聚合物顆粒與具有低導電性或高電阻的固體配料之間的靜電吸引力通常是弱的，導致難以產生厚涂層。這樣的方法需要在沉積之后加熱，并且在待涂覆的表面情況復雜時，該方法存在挑戰性。此外，通常在涂覆過程中待涂覆的表面必須保持靜止，因為即使在帶電顆粒被沉積在其上時也要求其必須處于電中性；因此，其必須通過連續物理接觸而有效接地。

另一種方法是加熱干法涂布。將聚合物粉末顆粒進料至含有產品形式的旋轉床中。將紅外熱源安裝其上方，以提供熱從而將首先附著至產品形式的聚合物顆粒熔融，隨后熔合，從而在產品形式周圍形成涂層。對于僅使用熱將聚合物顆粒粘附至產品形式以獲得光滑、均勻和厚的涂層而言存在挑戰。

另一種方法是增塑劑-靜電-加熱干法涂布技術，其結合了聚合物粉末和增塑劑在產品形式上的靜電噴涂和加熱熔合增塑的聚合物粉末以形成涂層。該技術存在的限制是增塑劑干法涂布和靜電干法涂布在試圖平衡使用增塑劑、靜電和熱來獲得最佳結果方面具有另外的復雜性。

所述這些涂覆技術還用于除種子之外的其他材料。例如，藥學固體劑型包括藥片、顆粒、珠、粉末和晶體。這些固體劑型通常被涂覆以掩蓋氣味或口感，以及提供對于水、光、胃環境或空氣的防護。涂層還可以提供增強的機械強度以防止摩擦、利用聚合物屏障來控制活性成分的釋放、或者使得可將顏料應用于表面以改善美感。