CN108137940A - 制备矿物填料产品的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于制备矿物填料产品的方法，该方法包括干式研磨混合物中的至少一种含碳酸钙材料的步骤，该混合物通过使含碳酸钙材料与作为研磨剂的至少一种聚二甲基硅氧烷接触而获得。

Description

制备矿物填料产品的方法
技术领域
本发明涉及矿物填料产品，其可被用在众多应用中，例如被用在以下应用中：聚合物组合物，造纸，纸涂料，农业应用，油漆，粘合剂，密封剂，建筑应用，食品应用或化妆品应用。
背景技术
熟知的矿物填料包括例如天然研磨碳酸钙(GCC)和沉淀碳酸钙(PCC)。
对于GCC的制备来说，已经相当常见的是在研磨过程中使用诸如聚亚烷基二醇的聚合物或者基于部分或完全中和的聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、其衍生物及其盐的聚合物作为研磨助剂和分散剂以提供水性矿物悬浮液。
在EP 2 029 677中，描述了一种用于干式研磨含有碳酸盐矿的材料的方法，所述方法包括在至少一个研磨单元中、在至少一种聚亚烷基二醇聚合物的存在下、以使得在该研磨单元中的水量小于10％重量(基于所述研磨单元中的干材料计)的方式干式研磨所述材料的步骤。该方法可进一步包括任选的分级步骤，其中研磨步骤与后面的分级步骤均可使用在干式研磨步骤中和/或在分级步骤中所获得的全部或部分材料重复进行。
EP 2 132 268提供了一种用于干式研磨一种或多种包含至少一种碳酸钙的矿物材料的方法。该方法包括以下步骤：在至少一个破碎单元中破碎矿物材料，在至少一个研磨单元中、在含有至少一种聚亚烷基氧化物的梳型亲水性聚合物的存在下干式研磨经破碎的材料，其中研磨单元中的液体量小于15％重量，基于在所述破碎单元中破碎的干材料计。该方法可进一步包括任选的分级步骤，其中研磨步骤与后面的分级步骤均可使用在干式研磨步骤和/或在分级步骤中所获得的全部或部分材料重复进行。
WO 2011/077232涉及配制剂的用途，所述配制剂包含甘油和/或聚甘油作为在干式研磨期间用以改善水性组合物中的所述矿物材料的自分散性能的试剂。最终组合物的粘度因而被降低并且随时间保持稳定。此外，分散步骤期间所形成的泡沫量得以降低。
用于炉渣和熔块的含硅研磨助剂被描述于WO 00/39046以及WO 00/39047中。
还已经尝试了改善粒状矿物材料并且尤其是含碳酸钙矿物填料的适用性，例如通过利用高级脂族羧酸(其在一些情况下也被称作脂肪酸)以及脂族羧酸盐处理这类材料来实现。例如，WO 00/20336涉及一种超细天然碳酸钙，其可利用一种或多种不同脂肪酸或一种或多种不同盐或其混合物任选地进行处理，并且其被用作聚合物组合物的流变调节剂。
同样地，US 4,407,986涉及利用分散剂进行表面处理的沉淀碳酸钙，所述分散剂可包括高级脂族酸及它们的金属盐，以在将这种碳酸钙与结晶聚丙烯捏合时限制润滑剂添加剂的添加并且避免形成限制聚丙烯的冲击强度的碳酸钙聚结物。
在涉及用于机动车辆的具有改善的流变和粘附性能的基于聚氯乙烯的不垂挂型底封组合物的EP 0 325 114中，使用12-羟基硬脂酸铵盐与脂肪酸组合(重量比为1:1)的混合物来处理矿物填料。
WO 02/055596涉及利用聚二烷基硅氧烷和脂肪酸处理矿物填料的方法、所得疏水性填料以及其在聚合物中用于制备薄膜、特别是可透气薄膜的用途。
在提出本申请时与本申请为相同申请人的未公布欧洲专利申请(申请号：EP14156165.4，2014年2月21日提出)涉及一种用于制备矿物填料产品的方法，该方法包括干式研磨通过使含碳酸钙材料与至少一种研磨剂接触所获得的混合物中的含碳酸钙材料的步骤，该研磨剂选自特定的苯乙烯-马来酸酐共聚物和/或特定的苯乙烯-马来酸酐共聚物的衍生物。
聚二甲基硅氧烷具有各种用途，例如在化妆品或医药领域中，作为表面活性剂，作为消泡剂，在液压流体中或者作为食品添加剂。
CN102220033涉及用于获得超细重质碳酸钙的干式研磨方法，该方法使用研磨助剂并应用聚二甲基硅氧烷作为额外添加剂来进行。
此外，聚二甲基硅氧烷例如由US 2004/0097616或US 2013/0197142已知作为疏水剂。
而且，粒状矿物材料还可利用其它表面处理剂进行处理以使所述矿物材料的表面疏水化，所述表面处理剂例如是硅烷、磷酸盐、膦酸盐、草酸盐、琥珀酸盐、氟化物或合成聚合物、或者其混合物。
但是，在许多情况下，通过使用前述研磨剂和分散剂的含碳酸钙矿物填料产品的制备会导致差的品质。例如，研磨剂的使用经常导致所得矿物填料产品的高水吸取敏感性。当在聚合物组合物中被用作填料时，具有高湿气吸取敏感性的粒状含碳酸钙材料也会具有缺点。例如，这类材料可在其储存、运输和/或加工期间吸取湿气，这进而会导致在熔融挤出方法所生产的聚合物组合物中形成空隙。
尽管涉及湿式研磨方法，EP 0 998 522公开了在不存在分散剂或以仅仅亚有效量存在的情况下研磨的悬浮液，其然后被干燥并且被用作聚合物产品中的填料。一般而言，现有技术教导了如果打算用作聚合物产品中的填料，则既不使用任何分散剂也不使用研磨剂用于碳酸钙的干式或湿式研磨。
鉴于以上所述，本领域技术人员仍面临着有效生产应用于塑料(如聚烯烃)而品质不降低的干式研磨填料的问题。直到今天，干式研磨方法仍具有多种缺点。例如，没有研磨剂和分散剂会导致低处理量和低研磨效率，这进而导致能量消耗或粗产品的总体增加。此外，研磨矿物材料表面上的残留研磨助剂可经由物理或化学相互作用而对最终应用产生影响。这种相互作用的实例是热分解、湿气吸附以及与其它添加剂的相互作用。
因此仍需要提供可减少或避免一种或多种前述技术缺点的矿物填料产品及其制备方法。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种制备矿物填料产品的方法，该方法可以在高处理量(throughput)以及高研磨效率下进行。另一个目的可被视为提供更为有效的方法以提供具有相对低的湿气吸取敏感性的矿物填料产品。本发明的另一个目的可被视为提供一种制备具有高细度的矿物填料产品的方法，这意味着例如具有在0.8至10.0μm范围内的d50值。此外，本发明的一个目的在于提供一种允许生产具有低毒性的矿物填料产品的方法，该矿物填料产品不是反应性的或至少显示对其它反应性化合物如胺的降低的反应性。本发明的另一个目的可被视为提供一种用于制备不含VOC或至少具有非常低VOC含量(VOC＝挥发性有机化合物)的矿物基填料的方法，且本发明的进一步目的可被视为提供这种矿物填料产品。本发明的另一个目的在于提供一种使用不易燃的试剂的方法。
一种或多种上述及其它问题通过如在本文中在独立权利要求中所定义的主题得以解决。
本发明的第一方面涉及制备矿物填料产品的方法，所述方法包括以下步骤：
a)提供至少一种含碳酸钙材料；
b)提供至少一种研磨剂；
c)在至少一个研磨单元中干式研磨混合物中的该至少一种含碳酸钙材料以获得经干式研磨的矿物填料，该混合物通过使下述物质接触而获得：
i)步骤a)中提供的该至少一种含碳酸钙材料，与
ii)步骤b)中提供的该至少一种研磨剂；以及
d)对步骤c)的经干式研磨的矿物填料进行分级，以获得粗级分以及细级分，其中该粗级分被移除或经历干式研磨步骤c)，且该细级分代表细矿物填料；
其中步骤c)的混合物中的总含湿量基于所述混合物的总重量计为小于或等于10.0％重量；
步骤b)中提供的该至少一种研磨剂的量为0.05至150mg/m2的范围，基于以基于粒子尺寸分布计算的含碳酸钙材料的比表面积计；
步骤c)中的温度为45℃至200℃的范围；并且
该至少一种研磨剂为具有运动粘度为10至10 000mm2/s的聚二甲基硅氧烷。
根据本发明的方法，该矿物填料产品可在干式研磨方法中由含碳酸钙材料、例如由大理石、石灰石、白垩、白云石以及类似材料制备。本发明使用至少一种聚二甲基硅氧烷作为研磨剂。为此目的，含碳酸钙材料被提供且在范围为45℃至200℃的提高的温度下在研磨单元(如球磨机)中经历干式研磨步骤。该研磨剂可在该研磨步骤之前或干式研磨期间与所述含碳酸钙材料接触。在添加该研磨剂时以及在该研磨步骤期间，可在该经干式研磨的矿物填料的表面的至少一部分上形成层。所述层可包含聚二甲基硅氧烷。在该研磨步骤之后，该经干式研磨的矿物填料经历分级步骤。在所述分级步骤中，该经干式研磨的矿物填料被分成粗级分以及细级分。该粗级分可被移除或可通过再次经历同样的干式研磨步骤c)而被再循环。为了实现可获得的矿物填料产品的最优选研磨效率和最优选品质，该至少一种研磨剂具有10至10 000mm2/s的运动粘度。
本发明的另一个方面涉及矿物填料产品。所述产品可通过根据本发明的方法获得。
本发明的又一个方面涉及本发明的矿物填料产品在以下中的用途：聚合物组合物，造纸，纸涂料，农业应用，油漆，粘合剂，密封剂，建筑应用，食品包装应用和/或化妆品应用。
本发明的另一个方面涉及聚二甲基硅氧烷作为研磨助剂的用途。
本发明方法的有利实施方案以及可通过本发明方法获得的矿物填料产品的实施方案在相应的从属权利要求中定义。
根据一种实施方案，该方法包括进一步的步骤e)：使步骤d)的细矿物填料干燥，以获得经干燥的矿物填料，所述经干燥的矿物填料具有基于所述经干燥的矿物填料的总重量计为小于1.0％重量的总含湿量。
根据另一种实施方案，步骤a)中提供的含碳酸钙材料选自天然碳酸钙源，且优选选自大理石、石灰石、白垩、白云石以及其混合物。
根据另一种实施方案，步骤b)中提供的该至少一种研磨剂的量为0.1至100.0mg/m2、优选0.2至75.0mg/m2并且更优选0.3至5.0mg/m2的范围，基于以基于粒子尺寸分布计算的含碳酸钙材料的比表面积计。
根据另一种实施方案，步骤b)中提供的该至少一种研磨剂具有15至800mm2/s并且优选20至550mm2/s的运动粘度。
根据另一种实施方案，步骤b)中提供的该至少一种研磨剂为线性聚二甲基硅氧烷。
根据另一种实施方案，步骤c)的混合物中的总含湿量基于所述混合物的总重量计为小于或等于5.0％重量、优选小于或等于2.0％重量并且更优选小于或等于1.0％重量。
根据另一种实施方案，步骤c)中的温度为65℃至200℃、优选75℃至160℃并且更优选80℃至150℃的范围。
根据另一种实施方案，步骤d)的细矿物填料具有0.4至40.0μm、优选0.6至20.0μm、更优选0.7至10.0μm以及又更优选0.9至1.3μm范围的重量中值粒子尺寸d50。
根据另一种实施方案，该方法包括进一步的步骤：使用疏水剂处理步骤d)的细矿物填料和/或步骤e)的经干燥的矿物填料，以获得经表面处理的产品，所述经表面处理的产品具有在所述产品的表面的至少一部分上的处理层。
根据另一种实施方案，所述产品具有至少或等于200℃、优选至少或等于225℃、更优选至少或等于230℃以及又更优选至少或等于250℃的挥发起始温度。
应当理解，出于本发明的目的，以下术语具有以下含义：
在本发明的含义中，术语“填料(filler)”是指可被添加至材料如聚合物、弹性体、油漆或粘合剂中的物质，例如用以降低更为昂贵的材料的消耗或改善所得产物的材料或机械性能。本领域技术人员非常熟知在相应领域中所用的填料，典型地为矿物填料。
在本发明的含义中，术语“经干式研磨的(dry ground)”或“干式研磨(drygrinding)”是指使用磨机(例如借助于球磨机)粉碎固体材料，其中待研磨的所述材料具有基于所述材料的总重量计为小于或等于10％重量的总含湿量。
如本文所用的术语“粗(coarse)”和“细(fine)”描述了粒状材料的两种级分相对于彼此的粒子尺寸并且因而并不意指特定的粒子尺寸或尺寸范围。除非另外指出，否则两个术语均指相对重量中值粒子尺寸d50。就此而言，术语“细级分(fine fraction)”指示所述级分的重量中值粒子尺寸d50小于相应“粗级分”的重量中值粒子尺寸d50。“细级分”具有例如0.4至40μm范围的重量中值粒子尺寸。除非另外指出，否则术语“干燥(drying)”是指下述这样的过程：根据该过程，至少一部分的水被从待干燥的材料中去除，以使得达到在120℃下的所获得的“干燥的”材料的恒定重量。此外，“干燥的(dried)”材料可进一步由其总含湿量定义，除非另外指出，否则该总含湿量基于该干燥的材料的总重量计为小于或等于1.0％重量，优选为小于或等于0.5％重量，更优选为小于或等于0.2％重量，且最优选为在0.03％重量与0.07％重量之间。
材料的“总含湿量(total moisture content)”是指加热至150℃时可从样品解吸的湿气(也即水)的百分比。
“天然碳酸钙源”可为任何包含碳酸钙的天然材料。这种材料包括例如大理石、石灰石、白垩、白云石以及类似材料。
材料的“湿气吸取敏感性(moisture pick up susceptibility)”是指在暴露于限定的潮湿气氛时、在一定时间内吸收于所述材料的表面上的湿气量并且以mg/g表示。材料的“归一化湿气吸取敏感性”是指在暴露于限定的潮湿气氛时、在一定时间内吸收于所述材料的表面上的湿气量并且以mg/m2表示。
在本发明的含义中，术语“挥发起始温度”是指下述这样的温度：在该温度下，挥发物(包括由于本方法引入的挥发物)开始释出，正如在热重(TGA)曲线上所观察到的，该曲线以残留样品的质量(y-轴)随温度(x-轴)的变化来绘制，这种曲线的准备和解读在下文的实验部分中定义。
在本发明的含义中，“研磨剂”可以是在研磨步骤之前和/或期间(例如干式研磨)为了增强研磨性能可添加的任何化合物。
在本发明的主旨中，术语“疏水剂”可以是任何下述这样的化合物：该化合物可在步骤d)和/或步骤e)之后添加，以形成在所获得的矿物填料产品的表面的至少一部分上形成的处理层，以提高所述填料的疏水性。
在本发明的含义中，研磨剂不同于疏水剂，反之亦然。
在本文件的通篇中，含碱土金属碳酸盐材料或其它粒状材料的“粒子尺寸”通过其粒子尺寸分布来描述。值dx表示下述这样的直径：相对于该直径，x％重量的粒子具有小于dx的直径。这意味着d20值为所有粒子的20％重量所小于的粒子尺寸，并且d98值为所有粒子的98％重量所小于的粒子尺寸。d98值也被称作“顶切(top cut)”。d50值因而为重量中值粒子尺寸，也即，所有颗粒的50％重量大于此粒子尺寸，而其余的50％重量小于此粒子尺寸。出于本发明的目的，除非另外指出，否则将粒子尺寸规定为重量中值粒子尺寸d50。为了确定重量中值粒子尺寸d50值或顶切粒子尺寸d98值，可使用来自英国Malvern Instruments Ltd.公司的配备有Aero S干粉分散器的Malvern Mastersizer 3000。方法及仪器为本领域技术人员所知且常用于确定填料和颜料的颗粒尺寸。可使用下述设定进行测量：
空气压力：4巴，衍射模式：夫朗和费(Fraunhofer)，分析模式：通用型(universal)，测量时间：10秒，激光遮蔽(obscuration)：2.3％。
表面积可使用由英国Malvern Instruments Ltd.公司提供的用于进行粒子尺寸分布测量的软件基于粒子尺寸分布进行计算。
除非另外指出，本文所用的聚二甲基硅氧烷的“粘度”指的是根据DIN 53019测量的运动粘度。
本发明方法的步骤c)中的“温度”指的是研磨室中含碳酸钙材料的温度。
在谈论单数名词时使用不定冠词或定冠词如“a”、“an”或“the”的情况下，这包括了该名词的复数，除非其它另外情况具体指出。
在术语“包括或包含(comprising)”在本说明书和权利要求书中被使用的情况下，其并不排除其它要素。出于本发明的目的，术语“由……构成(consisting of)”被认为是术语“包括或包含(comprising)”的优选实施方案。如果在下文中定义一个组集(group)包括至少一定数目的实施方案，则这也被理解为公开了一个组集，其优选仅由这些实施方案构成。
诸如“可获得(obtainable)”或“可定义(definable)”及“获得(obtained)”或“定义(defined)”的术语可互换使用。这例如意味着，除非上下文另外明确指出，否则术语“获得”并不意味着指示例如一种实施方案必须通过例如术语“获得”之后的步骤序列来获得，虽然术语“获得”或“定义”总是包括此类限制性理解作为优选实施方案。
根据本发明的方法，矿物填料产品可由含碳酸钙材料制备。所述方法包括在至少一种聚二甲基硅氧烷作为研磨剂的存在下进行的干式研磨步骤。干式研磨期间所述至少一种研磨剂的存在导致产生经干式研磨的矿物填料，其可在该经干式研磨的矿物填料的表面的至少一部分上提供层，其中所述层可包含所述至少一种研磨剂。
本发明人令人惊讶地发现，可通过本发明方法获得的矿物填料产品提供若干优点。例如，该至少一种聚二甲基硅氧烷可被用作传统研磨剂和分散剂如单-或聚亚烷基二醇或聚丙烯酸酯的替代物。
以上所述涉及现有技术的问题可通过使用有效量的特定聚二甲基硅氧烷的本发明方法而解决。如本文所述的研磨剂的使用可导致更高的研磨能力以及更高的处理量。进而对于相同生产能力来说则要求较低的投资和较小的设备占用面积。
在下文中将更详细讨论用于制备矿物填料产品的本发明方法的优选实施方案。要理解的是，这些细节和实施方案也适用于矿物填料产品本身以及所述产品在任何公开的应用中的用途。
方法步骤a)
根据本发明方法的步骤a)，提供含碳酸钙材料。一般而言，所述含碳酸钙材料可为任何碳酸钙源并且可为天然或合成来源的。
在本发明方法的一些实施方案中，步骤a)中提供的含碳酸钙材料选自天然碳酸钙源，优选包含基于所述含碳酸钙材料的总重量计为50％重量至98％重量的碳酸钙。
根据一种实施方案，该含碳酸钙材料包含基于所述含碳酸钙材料的总重量计为至少50％重量、优选至少70％重量、更优选至少80％重量、又更优选至少90％重量以及最优选90至98％重量的碳酸钙。
根据另一种实施方案，步骤a)中提供的含碳酸钙材料选自大理石、石灰石、白垩、白云石及其混合物。
根据一种优选实施方案，步骤a)中提供的含碳酸钙材料选自大理石、石灰石、白垩及其混合物。
在碳酸钙为合成来源的情况下，该含碳酸钙材料可为沉淀碳酸钙(PCC)。在本发明含义中的PCC是合成材料，通常通过二氧化碳与氢氧化钙(熟石灰)在水性环境中反应之后沉淀或者通过在水中的钙源与碳酸根源的沉淀而获得。另外可选地，沉淀碳酸钙也可以是将钙和碳酸盐、氯化钙和碳酸钠引入例如水性环境中的产物。PCC可以是球霰石、方解石或文石。PCC被描述于例如EP 2 447 213 A1、EP 2 524 898 A1、EP 2 371 766 A1、EP 2 840065 A1或WO 2013/142473 A1中。
合适地，步骤a)的含碳酸钙材料以呈粒状形式的固体材料提供。就此而言，步骤a)中提供的含碳酸钙材料可具有允许对该材料进行干式研磨步骤的任何粒子尺寸分布。因此，该含碳酸钙材料可作为粉碎的材料的形式提供，例如破碎或预研磨的形式。
根据一种实施方案，步骤a)中提供的含碳酸钙材料具有5.0至600.0μm并且优选50.0至300.0μm范围的重量中值粒子尺寸d50。
方法步骤b)
根据本发明方法的步骤b)，提供至少一种研磨剂。
本发明人令人惊讶地发现，使用至少一种聚二甲基硅氧烷作为研磨剂是特别有利的。
聚二甲基硅氧烷的通式为：
在本发明方法中合适的是线性、支化、环状和/或交联的聚二甲基硅氧烷和/或其混合物，其中优选为线性聚二甲基硅氧烷。
步骤b)中提供的聚二甲基硅氧烷的运动粘度为10至10 000mm2/s、优选为15至800mm2/s以及更优选为20至550mm2/s的范围。
合适的聚二甲基硅氧烷例如以商标名AK 350(线性聚二甲基硅氧烷，运动粘度＝350mm2/s)商品化。进一步合适的聚二甲基硅氧烷例如可获自Sigma Aldrich(运动粘度＝20mm2/s，订单号：378348,以及运动粘度＝500mm2/s，订单号：378380)。
可以使用与其它研磨剂组合的聚二甲基硅氧烷，但在一种优选实施方案中，聚二甲基硅氧烷作为唯一的研磨剂被使用。
根据本发明的一种实施方案，该至少一种研磨剂因而以未稀释的形式提供，其优选包含基于所述至少一种研磨剂的总重量计为小于或等于5.0％重量、更优选小于或等于1.0％重量、又更优选小于或等于0.5％重量以及最优选0.001至0.2％重量的水。
该至少一种研磨剂的量可被调节至特定需要。在许多情况下，研磨剂的量可基于步骤a)中提供的含碳酸盐材料的比表面积。根据本发明，步骤b)中提供的所述至少一种研磨剂的量在0.05至150mg/m2的范围内，基于以基于粒子尺寸分布计算的含碳酸钙材料的比表面积计。除非具体指出，否则该至少一种研磨剂的量被理解为是总量。在所述研磨剂以一个部分添加的情况下，所指出的量因而指的是所述一个部分的量。因此，在该研磨剂以多于一个部分添加的情况下，所指出的量因而指的是所述多个部分的总量。
在本发明方法的一种实施方案中，步骤b)中提供的所述至少一种研磨剂的量在0.1至100.0mg/m2、优选在0.2至75.0mg/m2并且更优选在0.2至50.0mg/m2的范围内，基于以基于粒子尺寸分布计算的含碳酸钙材料的比表面积计。
根据另一种实施方案，步骤b)中提供的所述至少一种研磨剂的量在0.1至25.0mg/m2、优选在0.2至15.0mg/m2、更优选在0.3至5mg/m2的范围内，基于以基于粒子尺寸分布计算的含碳酸钙材料的比表面积计。
然而，步骤b)中提供的所述至少一种研磨剂的量也可基于步骤a)中提供的含碳酸钙材料的总干重计。根据一种实施方案，步骤b)中提供的所述至少一种研磨剂的量因而为0.05至5.0％重量、优选为0.1至3.0％重量并且更优选为0.15至2.0％重量的范围，基于该含碳酸钙材料的总干重计。
根据另一种实施方案，步骤b)中提供的所述至少一种研磨剂的量为0.01至1.0％重量、优选为0.05至0.75％重量并且更优选为0.1至0.5％重量的范围，基于该含碳酸钙材料的总干重计。
方法步骤c)
根据本发明方法的步骤c)，通过使步骤a)中提供的含碳酸钙材料与步骤b)中提供的至少一种研磨剂接触而获得的混合物在至少一个研磨单元中干式研磨，以获得经干式研磨的矿物填料。
在本发明的含义中，术语“经干式研磨的(dry ground)”或“干式研磨(drygrinding)”是指使用磨机(例如借助于球磨机)粉碎固体材料，其中待研磨的所述材料具有基于所述材料的总重量计为小于或等于20％重量的总含湿量。
出于本发明的目的，可使用本领域中已知的任何合适的磨机。然而，所述至少一个研磨单元优选为球磨机。要指出，步骤c)通过使用至少一个研磨单元进行，也即还可使用一系列的研磨单元，所述研磨单元可例如选自球磨机、半自磨机或自磨机。合适的研磨设备例如由Heinrich Schubert在1975年描述(，，Aufbereitung fester mineralischerRohstoffe“，第一卷；VEB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie Leipzig，第3版)。
存在于待研磨的混合物中的水的量可通过基于所述混合物的总重量计的总含湿量来表示。典型地，干式研磨过程使用具有小于或等于10.0％重量的总含湿量的混合物来进行，基于所述混合物的总重量计。
根据一种实施方案，步骤c)的混合物中的总含湿量基于所述混合物的总重量计为小于或等于5.0％重量、优选小于或等于2.0％重量并且更优选小于或等于1.0％重量。
根据另一种实施方案，步骤c)的混合物中的总含湿量基于所述混合物的总重量计为小于或等于5.0％重量，优选小于或等于2.0％重量且更优选小于或等于1.0％重量，其中步骤c)的混合物中的总含湿量基于所述混合物的总重量计优选具有0.03％重量的下限。
根据本发明方法的又一种实施方案，步骤c)的混合物中的总含湿量基于所述混合物的总重量计为小于或等于0.2％重量，优选小于或等于0.1％重量并且更优选0.03-0.07％重量。
根据本发明方法的步骤c)，通过使含碳酸钙材料与至少一种研磨剂接触而获得的混合物在至少一个研磨单元中进行干式研磨，以获得经干式研磨的矿物填料。
在这方面，可在研磨步骤c)之前或期间，通过使步骤a)及b)中所提供的组分彼此接触来获得要在本发明方法的步骤c)中研磨的混合物。另外，也可在研磨之前或期间，通过使各组分以一个或多个部分彼此接触来获得所述混合物。
根据一种实施方案，研磨步骤c)的混合物在所述研磨步骤之前通过使步骤a)中提供的含碳酸钙材料与步骤b)中提供的至少一种研磨剂同时接触来获得。
根据另一实施方案，研磨步骤c)的混合物在所述研磨步骤之前通过使步骤a)中提供的含碳酸钙材料与步骤b)中提供的至少一种研磨剂的第一部分同时接触来获得，其中该至少一种研磨剂的第二部分在研磨步骤c)期间添加。
本发明人进一步发现，研磨步骤c)优选在提高的温度下进行。出于本发明方法的目的，45℃至200℃的温度范围是特别合适的。
根据另一种实施方案，步骤c)中的温度在65℃至180℃、优选在75℃至160℃并且更优选在80℃至150℃的范围内。
方法步骤c)涉及在至少一个研磨单元中干式研磨通过使含碳酸钙材料与至少一种研磨剂接触而获得的混合物，以获得经干式研磨的矿物填料。
在一种实施方案中，在研磨步骤c)之后获得的经干式研磨的矿物填料具有范围为0.5至100.0μm并且优选1.0至30.0μm的重量中值粒子d50。
方法步骤d)
在方法步骤c)中获得的经干式研磨的矿物填料随后进行分级步骤d)。
在所述分级步骤中，步骤c)的经干式研磨的矿物填料被分为至少两个级分，也即分为粗级分以及细级分。
分级步骤通常用以将具有一定粒子尺寸的供料级分分成各自具有不同粒子尺寸的粗级分和细级分。典型地，粗级分的d50值高于供料级分的d50值，而细级分的d50值小于供料级分的d50值。为此目的，可使用筛选装置以及基于重力的装置如离心机或旋风器，及前述装置的任意组合。
根据一种实施方案，步骤c)的经干式研磨的矿物填料使用旋风器进行分级。
根据另一种实施方案，步骤d)的细矿物填料具有范围为0.4至40.0μm、优选0.6至20.0μm、更优选0.7至10.0μm以及又更优选0.9至1.3μm的重量中值粒子尺寸d50。
如上文已述，步骤c)的经干式研磨的矿物填料在步骤d)中被分级而获得粗级分以及细级分，其中粗级分被移除或进行干式研磨步骤c)，并且细级分代表了细矿物填料，其可代表最终产物或可用在一个或多个下列任选方法步骤中。
为了也使用分级步骤d)中获得的粗级分，所述粗材料可被再循环。因此，在一种优选的实施方案中，步骤d)的粗级分进行干式研磨步骤c)。
方法步骤e)
根据本发明的方法进一步包括任选的干燥步骤e)。在所述干燥步骤中，在分级步骤d)中获得的细矿物填料被干燥而获得经干燥的矿物填料。
在一些情况下，干式研磨步骤c)的混合物中的总含湿量可能非常低。在这些情况下，例如，在步骤c)的混合物中的总含湿量基于所述混合物的总重量计为小于或等于0.2％重量、优选小于或等于0.1％重量并且更优选范围为0.03至0.07％重量的情况下，根据本发明的方法在分级步骤d)之后不包括任何干燥步骤。
在另一种实施方案中，干燥步骤e)在干式研磨步骤c)期间通过使用在该研磨期间产生的热来进行，以用于后续水蒸发。
因此，根据一种实施方案，该制备矿物填料产品的方法包括以下步骤：
a)提供至少一种含碳酸钙材料；
b)提供至少一种研磨剂；
c)在至少一个研磨单元中干式研磨混合物中的该至少一种含碳酸钙材料以获得经干式研磨的矿物填料，该混合物通过使下述物质接触而获得：
i)步骤a)中提供的该至少一种含碳酸钙材料，与
ii)步骤b)中提供的该至少一种研磨剂；以及
d)对步骤c)的经干式研磨的矿物填料进行分级，以获得粗级分以及细级分，其中该粗级分被移除或经历干式研磨步骤c)，且该细级分代表细矿物填料；
其中步骤c)的混合物中的总含湿量基于所述混合物的总重量计为小于或等于10.0％重量；
步骤b)中提供的该至少一种研磨剂的量为0.05至150mg/m2的范围，基于通过BET氮法测量的含碳酸钙材料的比表面积计；
步骤c)中的温度为45℃至200℃的范围；并且
该至少一种研磨剂为具有运动粘度为10至10 000mm2/s的聚二甲基硅氧烷。
步骤c)的混合物还可具有更高的总含湿量，但仍小于或等于10％重量，基于所述混合物的总重量计。例如，所述混合物的总含湿量可以为小于或等于5.0％重量、优选小于或等于2.0％重量并且更优选小于或等于1.0％重量，基于所述混合物的总重量计。在这些情况下，步骤c)之后的干燥步骤是必须的，以便获得经干燥的矿物填料，所述经干燥的矿物填料具有基于所述经干燥的矿物填料的总重量计为小于1.0％重量的总含湿量。
根据另一种实施方案，该制备矿物填料产品的方法因而包括以下步骤：
a)提供至少一种含碳酸钙材料；
b)提供至少一种研磨剂；
c)在至少一个研磨单元中干式研磨混合物中的该至少一种含碳酸钙材料以获得经干式研磨的矿物填料，该混合物通过使下述物质接触而获得：
i)步骤a)中提供的该至少一种含碳酸钙材料，与
ii)步骤b)中提供的该至少一种研磨剂；以及
d)对步骤c)的经干式研磨的矿物填料进行分级，以获得粗级分以及细级分，其中该粗级分被移除或经历干式研磨步骤c)，且该细级分代表细矿物填料；以及
e)使步骤d)的细矿物填料干燥以获得经干燥的矿物填料，其具有基于所述经干燥的矿物填料的总重量计为小于1.0％重量的总含湿量；
其中步骤c)的混合物中的总含湿量基于所述混合物的总重量计为小于或等于10.0％重量；
步骤b)中提供的该至少一种研磨剂的量为0.05至150mg/m2的范围，基于以基于粒子尺寸分布计算的含碳酸钙材料的比表面积计；
步骤c)中的温度为45℃至200℃的范围；并且
该至少一种研磨剂为具有运动粘度为10至10 000mm2/s的聚二甲基硅氧烷。
典型地，根据本发明方法的干燥步骤可通过本领域技术人员已知的任何干燥方法来进行。
根据一种实施方案，干燥步骤e)为喷雾干燥步骤，优选地，所述喷雾干燥步骤在范围为90℃至130℃并且优选100℃至120℃的塔温度下进行。
通过干燥步骤e)，获得经干燥的矿物填料，其具有低总含湿量，基于所述经干燥的矿物填料的总重量计为小于或等于1.0％重量。
根据另一种实施方案，步骤e)的经干燥的矿物填料具有基于所述经干燥的矿物填料的总重量计为小于或等于0.5％重量并且优选小于或等于0.2％重量的总含湿量。
根据又一种实施方案，步骤e)的经干燥的矿物填料具有基于所述经干燥的矿物填料的总重量计为0.01-0.15％重量、优选0.02-0.10％重量并且更优选0.03-0.07％重量的总含湿量。
任选的处理步骤
与本发明方法是否包括任选的干燥步骤无关，该方法可进一步包括使用至少一种疏水剂处理步骤d)中获得的细矿物填料和/或步骤e)中获得的经干燥的矿物填料的任选步骤(也被称为“处理步骤”)。借助于所述处理步骤，在所得矿物填料产品的表面的至少一部分上形成处理层。
因此，根据一种实施方案，该制备矿物填料产品的方法包括以下步骤：
根据另一种实施方案，该制备矿物填料产品的方法因而包括以下步骤：
a)提供至少一种含碳酸钙材料；
b)提供至少一种研磨剂；
c)在至少一个研磨单元中干式研磨混合物中的该至少一种含碳酸钙材料以获得经干式研磨的矿物填料，该混合物通过使下述物质接触而获得：
i)步骤a)中提供的该至少一种含碳酸钙材料，与
ii)步骤b)中提供的该至少一种研磨剂；以及
d)对步骤c)的经干式研磨的矿物填料进行分级，以获得粗级分以及细级分，其中该粗级分被移除或经历干式研磨步骤c)，且该细级分代表细矿物填料；以及
e)任选地，使步骤d)的细矿物填料干燥以获得经干燥的矿物填料，其具有基于所述经干燥的矿物填料的总重量计为小于1.0％重量的总含湿量；
f)任选地，使用疏水剂处理步骤d)的细矿物填料和/或步骤e)的经干燥的矿物填料以获得经表面处理的产品，所述经表面处理的产品具有在所述产品的表面的至少一部分上的处理层；
其中步骤c)的混合物中的总含湿量基于所述混合物的总重量计为小于或等于10.0％重量；
步骤b)中提供的该至少一种研磨剂的量为0.05至150mg/m2的范围，基于以基于粒子尺寸分布计算的含碳酸钙材料的比表面积计；
步骤c)中的温度为45℃至200℃的范围；并且
该至少一种研磨剂为具有运动粘度为10至10 000mm2/s的聚二甲基硅氧烷。
在该任选的处理步骤中使用的所述疏水剂可以是本领域技术人员已知的能够在矿物填料产品的表面的至少一部分上形成疏水处理层的任何试剂。该疏水剂不同于如步骤b)中提供的研磨剂。
在一种实施方案中，该疏水剂选自具有6至24个链碳原子的脂肪酸、单取代琥珀酸酐、烷基磷酸酯、聚氢硅氧烷以及其混合物。
合适的疏水剂以及其制备经表面处理的产品的方法例如被描述于EP 2 159 258A1、EP 2 390 285 A1、EP 2 390 280 A1、WO 2014/060286 A1和WO 2014/128087 A1中。
在一种实施方案中，该疏水剂为碳原子总量为C4至C24的脂族羧酸和/或其反应产物。在本发明的含义中，术语脂族羧酸的“反应产物”是指通过使改性矿物基填料与至少一种脂族羧酸接触而获得的产物。所述反应产物在位于含碱土金属碳酸盐材料粒子的表面处的反应性分子与至少一种脂族羧酸的至少一部分之间形成。
在本发明的含义中，该脂族羧酸可选自一种或多种直链、支化链、饱和、不饱和和/或脂环族羧酸。优选地，该脂族羧酸为单羧酸，也即该脂族羧酸的特征在于存在单个羧基。所述羧基位于碳骨架的末端。
在本发明的一种实施方案中，该脂族羧酸选自饱和非支化羧酸，也就是说，该脂族羧酸优选选自以下的羧酸：戊酸、己酸、庚酸、辛酸、壬酸、癸酸、十一烷酸、月桂酸、十三烷酸、肉豆蔻酸、十五烷酸、棕榈酸、十七烷酸、硬脂酸、十九烷酸、花生酸、二十一烷酸、二十二烷酸、二十三烷酸、二十四烷酸及其混合物。
在本发明的另一实施方案中，该脂族羧酸选自辛酸、癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸、花生酸及其混合物。优选地，该脂族羧酸选自肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸及其混合物。例如，该脂族羧酸为硬脂酸。
根据另一种实施方案，该疏水剂为烯基琥珀酸酐。根据又一种实施方案，该疏水剂为烷基膦酸酯。使用这些疏水剂处理含碳酸钙材料的方法被描述于例如EP 2 722 368 A1和EP 2 770 017 A1中。
术语“琥珀酸酐”也被称作二氢-2,5-呋喃二酮、琥珀酸的酸酐或琥珀酰化氧，具有分子式C4H4O3并且是琥珀酸的酸酐。在本发明含义中的术语“单取代琥珀酸酐”是指其中氢原子由另一取代基取代的琥珀酸酐。
在本发明含义中的术语“至少一种单取代琥珀酸酐的反应产物”是指通过使含碱土金属碳酸盐材料与一种或多种单取代琥珀酸酐接触而获得的产物。所述盐性反应产物在由应用的单取代琥珀酸酐所形成的单取代琥珀酸与位于含碱土金属碳酸盐材料的表面处的反应性分子之间形成。
在本发明含义中的术语“磷酸单酯”是指利用一个醇分子单酯化的正磷酸分子，所述醇分子选自在醇取代基中具有碳原子总量为C6至C30、优选C8至C22、更优选C8至C20并且最优选C8至C18的不饱和或饱和、支化或线性、脂族或芳族的醇。在本发明含义中的术语“磷酸二酯”是指利用两个醇分子二酯化的正磷酸分子，所述醇分子选自在醇取代基中具有碳原子总量为C6至C30、优选C8至C22、更优选C8至C20并且最优选C8至C18的相同或不同的不饱和或饱和、支化或线性、脂族或芳族的醇。
在本发明含义中的术语“磷酸酯或一种或多种磷酸单酯和/或一种或多种磷酸二酯的掺混物的盐性反应产物”是指通过使含碱土金属碳酸盐材料与一种或多种磷酸单酯和一种或多种磷酸二酯和任选的磷酸接触而获得的产物。所述盐性反应产物在应用的一种或多种磷酸单酯和一种或多种磷酸二酯和任选的磷酸与位于含碱土金属碳酸盐材料的表面处的反应性分子之间形成。
根据又一种实施方案，该疏水剂选自聚氢硅氧烷以及其混合物。
在本发明方法的一些实施方案中，该处理步骤中的温度为70℃至140℃、优选75℃至130℃并且更优选80℃至125℃。
在一些情况下，该处理步骤可直接在干燥步骤结束时进行。在一种实施方案中，干燥步骤e)因此在包括干燥室的干燥单元中进行，并且步骤f)的疏水剂通过将所述试剂直接注入到该干燥室中而与经干燥的矿物填料接触。
处理量
在本发明的意义上，处理量(throughput)为在分级步骤a)之后每小时从研磨线路移出的最终产物(细研磨碳酸钙)的量。
根据步骤b)的研磨剂的使用允许以高处理量实施该方法，这意味着是以一种与使用现有技术研磨剂时相比更为经济的方式。
矿物填料产品
如上文已述，材料的湿气吸取敏感性是指在暴露于限定的潮湿气氛时吸收于所述材料的表面上的湿气量并且以吸收于样品上的mg湿气/g表示。在这方面，在分级步骤d)和/或任选的干燥步骤e)之后可获得的细矿物填料可具有小于或等于12.0mg/g、优选小于或等于10.0mg/g以及最优选小于或等于8.0mg/g的湿气吸取敏感性。
借助于根据本发明的方法，可以实现低总挥发物含量以及特别是高挥发起始温度。
在一种实施方案中，根据本发明的矿物填料产品可具有至少或等于200℃、优选至少或等于225℃、更优选至少或等于230℃以及又更优选至少或等于250℃的挥发起始温度。这些数值同样地涉及本发明方法的步骤d)的细矿物填料、干燥步骤e)的经干燥的矿物填料以及可通过任选的处理步骤获得的产物。
在又一种实施方案中，根据本发明的矿物填料产品可具有基于粒子尺寸分布计算的范围为1至7m2/g并且优选2.5至4.5m2/g的比表面积。
本发明的矿物填料产品可被用在以下中：聚合物组合物，造纸，包括包装和纸板，纸涂料，农业应用，油漆，粘合剂，密封剂，建筑应用，食品应用和/或化妆品应用，优选地，所述矿物填料产品被用在聚合物组合物中。
由于该矿物填料产品具有低湿气吸取敏感性，因此其可有利地被用在纸涂料中以调节经涂布的纸的印刷性能。此外，该矿物填料产品还可被用在外部油漆和浴室油漆中。因为根据本发明的矿物填料产品不是毒性的，因此其适合用于食品包装应用。
许多的上述应用(例如用于涂料或油漆)涉及包含可通过本发明方法获得的矿物填料产品的水性浆料的制备。这种水性浆料可容易地由本发明的矿物填料产品通过如下方式制备：添加水以获得具有基于所述浆料的总重量计为例如10.0至85.0％重量的固体含量的浆料。
根据本发明的矿物填料产品在聚合物应用中作为填料材料的用途也是特别有利的。例如，所述填料可被用在热塑性聚合物如聚氯乙烯、聚烯烃和聚苯乙烯中，其可允许获得与传统碳酸钙填料相比增加的填料载荷。
而且，该矿物填料产品也可被用在聚合物涂料中，所述聚合物涂料可被应用于聚合物制品如箔的表面，以提高所述表面的疏水性(例如由对水测量的提高的接触角反映)。
根据一种实施方案，该矿物填料产品被用在聚合物组合物中，其中所述聚合物组合物包含：
a)至少一种聚合物树脂；以及
b)基于所述聚合物组合物的总重量计为0.1至90.0％重量、优选1.0至85.0％重量并且更优选2.0至45.0％重量的可通过本发明方法获得的矿物填料产品。
根据另一种实施方案，所述至少一种聚合物树脂为热塑性树脂，并且优选为聚烯烃、聚氯乙烯或聚苯乙烯。
根据另一种实施方案，所述至少一种聚合物树脂为聚烯烃并且优选为聚乙烯或聚丙烯。
根据又一种实施方案，所述至少一种聚合物树脂为聚氯乙烯。
根据又一种实施方案，所述至少一种聚合物树脂为聚苯乙烯。
本发明的聚合物组合物可被用在大量工艺中，包括制造吹塑薄膜、薄片或管型材，用在诸如挤出管道、型材、电缆、纤维或类似物的工艺中，以及用在压缩模塑、注塑、热成形、吹塑、旋转模塑等中。在这方面，所述聚合物组合物可被直接用于制造聚合物制品。因此，在本发明的一种实施方案中，该聚合物组合物包含基于聚合物组合物的总重量计含量为1％重量至50％重量、优选5％重量至45％重量且最优选10％重量至40％重量的矿物填料产品。
在另外可选的实施方案中，该聚合物组合物可被用作母料。
术语“母料(master batch)”是指一种组合物，该组合物所具有的矿物填料产品的浓度高于用于制备最终应用产品的聚合物组合物中的浓度。也就是说，该母料被进一步稀释以例如获得适合用于制备最终应用产品的聚合物组合物。
例如，适合用作母料的本发明聚合物组合物包含基于聚合物组合物的总重量计含量为50至95％重量、优选60至95％重量并且更优选70至95％重量的矿物填料产品。
具体实施方式
实施例
本发明的范围和益处可根据旨在说明本发明实施方案的以下实施例来更好地理解。然而，它们无论如何不应被解读为以任何方式限制权利要求的范围。
1测量方法
下文描述在实施例中使用的测量方法。
湿气吸取敏感性
本文所指的材料的湿气吸取敏感性是在+23℃(±2℃)温度下分别暴露于10％和85％相对湿度的气氛各2.5小时之后以mg湿气/g确定的。为此目的，首先将样品保持在10％相对湿度的气氛下2.5小时，然后将气氛改变为85％相对湿度，样品在该相对湿度下保持另外的2.5小时。然后使用10％和85％相对湿度之间的重量增加来计算湿气吸取，以mg湿气/g样品表示。
湿气吸取敏感性(mg/g)除以比表面积(m2/g)(基于粒子尺寸分布计算)对应于“归一化湿气吸取敏感性”，其以mg/m2样品表示。
挥发起始温度
“挥发起始温度”已通过热重分析(TGA)曲线的分析被确定。以下所述的TGA分析-开始释出，正如在TGA曲线上所观察到的，该曲线以残留样品的质量(y-轴)随温度(x-轴)的变化来绘制，这个曲线的制备和解释在下文定义。TGA分析方法以极高的精确度提供关于质量损失和挥发起始温度的信息，并且属于公知常识；其例如被描述于“Principles ofInstrumental analysis”中(第5版，Skoog，Holler，Nieman，1998年(1992年第一版)，第31章，第798-800页)，以及许多其它常见的参考著作中。使用Mettler Toledo TGA 851，以500+/-50mg的样品为基础，并且在70ml/min的空气流下以20℃/分钟的速率以25至550℃的扫描温度进行TGA。
本领域技术人员将能够通过如下的TGA曲线的分析确定“挥发起始温度”：获得TGA曲线的第一微商并且确认其上介于150和350℃之间的拐点。在具有相对于水平线大于45°的切向斜率值的拐点当中，确认具有高于150℃的最低相关温度的拐点。与第一微商曲线的这个最低温度拐点相关联的温度值是“挥发起始温度”。
粒状材料的粒子尺寸分布(具有直径<X的粒子质量％)以及重量中值直径(d50)以 及比表面积
产品的粒子尺寸分布使用配备有Aero S干粉分散器的Malvern Mastersizer3000(Malvern Instruments Ltd.，英国)进行测量。使用3.20版软件。下列设定被用于测量：
空气压力：4巴
衍射模式：夫朗和费
分析模式：通用型
测量时间：10秒(进行3次独立测量并报告平均值)
激光遮蔽：2.3％
表面积使用由英国Malvern Instruments Ltd.公司提供的用于进行粒子尺寸分布测量的软件基于粒子尺寸分布进行计算。
运动粘度
运动粘度已根据DIN 53019测量。
碳酸钙的湿度
10g的粉末样品在150℃下在烘箱中加热，直到质量恒定20分钟。质量损失以基于起始样品质量计的％重量损失表示。这个质量损失归因于样品湿度。
2原料
以下原料供实施例使用：
平均直径为约5cm的意大利大理石使用锤磨机进行破碎。经破碎的材料的尺寸分布通过筛分来确定并在下表1中给出。
表1：经破碎的大理石的粒子尺寸分布。
粒子尺寸级分 ％重量
>1mm 28.3
0.5至1mm 8.7
200至500μm 18.3
100至200μm 18.1
50至100μm 11.6
<50μm 15.0
所用研磨剂的细节概述于下表2中。
表2：研磨剂。
a)由技术数据表获取。
3实施例
3.1一般操作程序
经破碎的材料在研磨之前即刻与如上概述的研磨剂之一接触并且在混凝土混合机中混合至少10分钟。
然后将所获得的材料转移到使用100kg平均直径为16mm的圆柱形铁研磨球的球磨机(HosokawaTM Ball Mill S.O.80/32)中，以获得重量中值粒子尺寸d50小于或等于1.0μm的经研磨的材料。
研磨室的出口配备有20×5mm2的开孔，排出到Alpine TurboplexTM100ATP分级器。调节该分级器以回收具有希望的重量中值粒子尺寸d50如1-1.2μm的细级分。将具有高于所述希望值的重量中值粒子尺寸d50的剩余粗材料送回到磨机供料中。
干式研磨以连续方式进行，其中在系统中恒定存在15kg的材料。因而，磨机供料连续地以经破碎的材料和/或来自于分级步骤材料的粗级分材料的量供应，所述量等于离开系统的细级分的量。
通过监测研磨能力和研磨能量操作该系统，直到可回收具有合适品质的恒定量材料。研磨室被加热至80℃的恒定温度。
处理量(kg/h)被定义为从系统移除的最终产品(如下表3中所述的粒子尺寸分布)的量。
表3：研磨剂、处理量和产品特性
a)供料材料的湿度＝0.02％重量(低表面积)，n.d.＝未确定。
从表3可以推出，不使用研磨剂的处理量要低得多(实施例1与实施例2至6的比较)。相对于现有技术中已知的研磨剂，根据本发明的研磨剂使得处理量得到改善(实施例2至4与实施例5和6的比较)。通过应用根据本发明的研磨剂所制造的产品显示出比通过使用现有技术研磨剂所制造的产品更高的挥发起始温度(实施例2和3与实施例5和6的比较)。而且，使用根据本发明的研磨剂研磨的产品的水吸取与使用现有技术中已知的研磨剂研磨的产品相比在相同的范围内。

Claims (15)

1.制备矿物填料产品的方法，所述方法包括以下步骤：
a)提供至少一种含碳酸钙材料；
b)提供至少一种研磨剂；
c)在至少一个研磨单元中干式研磨混合物中的该至少一种含碳酸钙材料以获得经干式研磨的矿物填料，该混合物通过使下述物质接触而获得：
i)步骤a)中提供的该至少一种含碳酸钙材料，与
ii)步骤b)中提供的该至少一种研磨剂；以及
d)对步骤c)的经干式研磨的矿物填料进行分级，以获得粗级分以及细级分，其中该粗级分被移除或经历干式研磨步骤c)，且该细级分代表细矿物填料；
其中步骤c)的混合物中的总含湿量基于所述混合物的总重量计为小于或等于10.0％重量；
步骤b)中提供的该至少一种研磨剂的量为0.05至150mg/m2的范围，基于以基于粒子尺寸分布计算的含碳酸钙材料的比表面积计；
步骤c)中的温度为45℃至200℃的范围；并且
该至少一种研磨剂为具有运动粘度为10至10 000mm2/s的聚二甲基硅氧烷。
2.根据权利要求1所述的方法，包括进一步的步骤e)：使步骤d)的细矿物填料干燥，以获得经干燥的矿物填料，所述经干燥的矿物填料具有基于所述经干燥的矿物填料的总重量计为小于1.0％重量的总含湿量。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中步骤a)中提供的含碳酸钙材料选自天然碳酸钙源，且优选选自大理石、石灰石、白垩、白云石以及其混合物。
4.根据权利要求1或3任一项所述的方法，其中步骤b)中提供的所述至少一种研磨剂的量为0.1至100.0mg/m2、优选0.2至75.0mg/m2并且更优选0.2至50.0mg/m2的范围，基于以基于粒子尺寸分布计算的含碳酸钙材料的比表面积计。
5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其中步骤b)中提供的该至少一种研磨剂具有15至800mm2/s并且优选20至550mm2/s的运动粘度。
6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其中步骤b)中提供的该至少一种研磨剂为线性聚二甲基硅氧烷。
7.根据权利要求1-6任一项所述的方法，其中步骤c)的混合物中的总含湿量基于所述混合物的总重量计为小于或等于5.0％重量、优选小于或等于2.0％重量并且更优选小于或等于1.0％重量。
8.根据权利要求1-7任一项所述的方法，其中步骤c)中的温度为65℃至200℃、优选75℃至160℃并且更优选80℃至150℃的范围。
9.根据权利要求1-8任一项所述的方法，其中步骤d)的细矿物填料具有0.4至40.0μm、优选0.6至20.0μm并且更优选0.7至10.0μm范围的重量中值粒子尺寸d50。
10.根据权利要求1-9任一项所述的方法，其中该方法包括进一步的步骤：使用疏水剂处理步骤d)的细矿物填料和/或步骤e)的经干燥的矿物填料。
11.可通过根据权利要求1-10任一项所述的方法获得的矿物填料产品。
12.根据权利要求11所述的矿物填料产品，其中所述产品具有至少或等于200℃、优选至少或等于225℃、更优选至少或等于230℃以及又更优选至少或等于250℃的挥发起始温度。
13.根据权利要求11-12任一项所述的矿物填料产品在以下中的用途：聚合物组合物，造纸，纸涂料，农业应用，油漆，粘合剂，密封剂，建筑应用，食品包装应用和/或化妆品应用，优选地，所述矿物填料产品被用在聚合物组合物中。
14.根据权利要求13所述的用途，其中所述聚合物组合物包含：
a)至少一种聚合物树脂；以及
b)基于所述聚合物组合物的总重量计为0.1至90.0％重量、优选1.0至85.0％重量并且更优选2.0至45.0％重量的根据权利要求11-13所述的矿物填料产品。
15.聚二甲基硅氧烷作为研磨助剂的用途。
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