CN113166556A - 用于塑料滚塑的密实聚合物基填料材料 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及具有顶切粒子尺寸d98<500μm的密实聚合物基填料材料,生产所述密实聚合物基填料材料的方法,由该密实聚合物基填料材料获得的滚塑产品,生产所述滚塑产品的方法以及所述密实聚合物基填料材料作为滚塑产品中的添加剂的用途。

Description

用于塑料滚塑的密实聚合物基填料材料
技术领域
本发明涉及具有顶切粒子尺寸d98≤500μm的密实(compacted)聚合物基填料材料,生产所述密实聚合物基填料材料的方法,由该密实聚合物基填料材料获得的滚塑产品,生产所述滚塑产品的方法以及所述密实聚合物基填料材料作为滚塑产品中的添加剂的用途。
背景技术
滚塑涉及通过如下方式制备中空制品:将聚合物基材料添加到加热的中空模具中,然后将该模具缓慢旋转(通常围绕着两个垂直轴旋转),导致软化的聚合物基材料分散并粘附在该模具的壁上。该模具始终地在加热期间旋转以保持整个制品的厚度均匀并且还在制品的冷却期间旋转以避免流挂或变形。
在聚合物应用中,聚合物材料典型地与填料粉末材料混合,以改善最终制品的刚度。但是,这种填料粉末材料通常不能很好地分散在聚合物材料中,导致冲击强度的损失。因此,典型地使用中间产品如母料或浓缩物,以获得其中填料粉末材料充分分散的最终制品。
这样的浓缩物例如从WO 2016/087286 A1获知,该文献公开了一种用于生产密实材料的方法,包括以下步骤:提供粉末材料和聚合物粘合剂,同时地或者接续地将粉末材料和聚合物粘合剂供应到高速混合机单元中,在高速混合机单元中混合粉末材料和聚合物粘合剂,直至形成密实材料,并且使所获得的密实材料的温度降低至低于聚合物粘合剂的熔点或玻璃化转变温度。
但是,对于在滚塑中制备的最终制品来说,通常的浓缩物典型地没有显示出足够的结果。尤其是,仍然期望提高最终制品的刚度和冲击性能,这可能最终导致制品厚度的减小。此外,期望可将填料材料直接添加到聚合物材料中。除此之外,期望通过减少冷却时间来减少循环时间。最后,期望在不使用昂贵的白色矿物着色剂的情况下获得白色着色。
发明内容
因此,本发明的第一个目的在于提供一种适合于直接掺入用于滚塑的聚合物中的材料。本发明的另一个目的在于提供一种允许提高最终制品的刚度和冲击性能并且最终可以导致制品厚度减小的材料。本发明的再一个目的在于提供一种材料,该材料可通过减少冷却时间来减少循环时间并在不使用昂贵的白色矿物着色剂的情况下获得白色着色。还期望提供一种生产滚塑制品的方法,该滚塑制品具有高刚度和冲击性能以及减小的厚度,并另外在不使用昂贵的白色矿物着色剂的情况下提供白色着色。
前述目的和其他目的通过如在本文中在独立权利要求中定义的主题来解决。本发明的有利实施方案在本文中并且还在相应的从属权利要求中定义。
根据本发明的一个方面,提供具有顶切(top cut)粒子尺寸d98≤500μm的密实聚合物基填料材料,该材料包含
a)基于密实聚合物基矿物填料的总重量计为40-98%重量的经表面处理填料材料产品,其含有含碱土金属碳酸盐的填料材料和在该含碱土金属碳酸盐的填料材料的表面的至少一部分上的处理层,
其中该处理层包含
i)至少一种单取代琥珀酸酐和/或至少一种单取代琥珀酸和/或其反应产物,和/或
ii)一种或多种磷酸单酯及其反应产物和/或一种或多种磷酸二酯及其反应产物的磷酸酯掺混物,和/或
iii)具有C4-C24的碳原子总量的脂族羧酸和/或其反应产物,和/或
iv)聚氢硅氧烷或惰性有机硅油和/或其反应产物,和/或
v)脂族醛和/或其反应产物,
b)基于密实聚合物基矿物填料的总重量计为1.95-59.95%重量的聚合物粘合剂,和
c)基于密实聚合物基矿物填料的总重量计为0.05-5%重量的一种或多种添加剂,该添加剂包含一种或多种稳定剂。
根据一种实施方案,该含碱土金属碳酸盐的填料材料是含碳酸钙填料材料,优选地是天然研磨碳酸钙、沉淀碳酸钙、表面改性碳酸钙或其混合物,并且最优选地是天然研磨碳酸钙。
根据另一种实施方案,该含碱土金属碳酸盐的填料材料具有0.05-30μm、优选0.5-10μm并且最优选0.5-8μm的重量中值粒子尺寸d50
根据又一种实施方案,该至少一种单取代琥珀酸酐由利用选自以下的基团单取代的琥珀酸酐构成:在取代基中具有碳原子总量为C2至C30、优选C3至C25并且最优选C4至C20的线性、支化、脂族和环状基团。
根据一种实施方案,I)该一种或多种磷酸单酯由利用一个醇分子单酯化的正磷酸分子构成,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,和/或II)该一种或多种磷酸二酯由利用两个醇分子二酯化的正磷酸分子构成,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、脂族或芳族的脂肪醇。
根据另一种实施方案,该经表面处理填料材料产品包含至少0.1%重量、优选0.1-3%重量的量的处理层,基于该含碱土金属碳酸盐的填料材料的总干重计。
根据又一种实施方案,该聚合物粘合剂a)具有在210℃下100至400 000mPa·s、优选1 000至100 000mPa·s以及更优选5 000至50 000mPa·s的旋转粘度,和/或b)选自以下物质的均聚物和/或共聚物:聚烯烃;聚酰胺,聚苯乙烯,聚(甲基)丙烯酸酯,聚氯乙烯,聚氨酯,含卤素聚合物,聚酯,聚碳酸酯,可生物降解聚合物,以及其混合物。
根据一种实施方案,该一种或多种稳定剂是酚类稳定剂,亚磷酸酯和/或亚膦酸酯稳定剂,含硫稳定剂,位阻胺稳定剂,UV稳定剂及其混合物。
根据另一种实施方案,该密实聚合物基填料材料具有≤150μm、更优选≤100μm并且最优选≤80μm的顶切粒子尺寸d98
根据本发明的另一方面,提供一种用于生产如本文所定义的密实聚合物基填料材料的方法,该方法包括以下步骤:
a)提供基于密实聚合物基矿物填料的总重量计的量为40-98%重量的经表面处理填料材料产品,该经表面处理填料材料产品含有含碱土金属碳酸盐的填料材料和在该含碱土金属碳酸盐的填料材料的表面的至少一部分上的处理层,
其中该处理层包含
i)至少一种单取代琥珀酸酐和/或至少一种单取代琥珀酸和/或其反应产物,和/或
ii)一种或多种磷酸单酯及其反应产物和/或一种或多种磷酸二酯及其反应产物的磷酸酯掺混物,和/或
iii)具有C4-C24的碳原子总量的脂族羧酸和/或其反应产物,和/或
iv)聚氢硅氧烷或惰性有机硅油和/或其反应产物,和/或
v)脂族醛和/或其反应产物,
b)提供基于密实聚合物基矿物填料的总重量计的量为1.95-59.95%重量的聚合物粘合剂,
c)提供基于密实聚合物基矿物填料的总重量计的量为0.05-5%重量的一种或多种添加剂,该添加剂包含一种或多种稳定剂,
d)同时地或者接续地将步骤a)的经表面处理填料材料产品、步骤b)的聚合物粘合剂和步骤c)的包括一种或多种稳定剂的添加剂供应到高速混合机单元中,
e)在高速混合机单元中混合步骤a)的经表面处理填料材料产品、步骤b)的聚合物粘合剂和步骤c)的包括一种或多种稳定剂的添加剂,直至形成密实材料;并且
f)使从步骤e)获得的密实材料的温度降低至低于该聚合物粘合剂的熔点或玻璃化转变温度。
根据一种实施方案,提供一种由如本文所定义的密实聚合物基填料材料获得的滚塑产品。
根据一种实施方案,该滚塑产品具有:i)根据ISO 527-2/1B/50(2012)在50mm/min的速度下测量的拉伸模量为560-750MPa,和/或ii)根据ISO 179-1/1e/UN(2010)在+23℃下测量的却贝冲击强度(NIS+23)为10-130kJ/m2,和/或iii)根据ISO 179-1/1e/UN(2010)在-40℃下测量的却贝冲击强度(NIS-40)为5-80kJ/m2
根据另一种实施方案,该产品是一层或多层、例如两层或三层的滚塑产品,并且至少一层由该密实聚合物基填料材料获得。
根据本发明的另一方面,提供一种用于生产滚塑产品的方法,该方法包括以下步骤:
a)将如本文所定义的密实聚合物基填料材料与至少一种聚合物粘合剂混合,其中该聚合物粘合剂可以与该密实聚合物基填料材料中的聚合物粘合剂相同或不同,并且
b)使在步骤a)中获得的混合物进行一个或多个滚塑工艺,并且
c)任选地,使至少一种聚合物粘合剂在步骤b)之前或之后、优选在步骤b)之前进行一个或多个滚塑工艺,其中该聚合物粘合剂可以与该密实聚合物基填料材料中的聚合物粘合剂相同或不同。
根据本发明的再一个方面,提供如本文所定义的密实聚合物基填料材料作为滚塑产品中的添加剂的用途。
当在本说明书和权利要求书中使用术语“包括或包含(comprising)”时,并不排除其它未具有指出的具有主要或次要功能重要性的要素。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 of)”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。
无论何处使用术语“包括或包含(including)”或者“具有(having)”,这些术语被认为等同于上述的“包括或包含(comprising)”。
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,除非一些情况下另外具体指出。
诸如“可获得(obtainable)”或“可定义(definable)”及“获得(的)(obtained)”或“定义(的)(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(的)”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(的)”之后的步骤序列来获得,虽然术语“获得(的)”或“定义(的)”总是包括此类限制性理解作为优选实施方案。
在下文中,将更详细地阐述本发明的密实聚合物基填料材料的细节和优选实施方案。应理解,这些技术细节和实施方案也适用于本发明的产品、方法和用途。
密实聚合物基填料材料
该密实聚合物基填料材料具有≤500μm的顶切粒子尺寸d98
例如,该密实聚合物基填料材料具有≤400μm、优选≤300μm并且最优选1-300μm的顶切粒子尺寸d98
额外地,该密实聚合物基填料材料可具有≤150μm、优选≤100μm并且最优选≤80μm、例如10-80μm的重量中值粒子尺寸d50
因此,在一种实施方案中,该密实聚合物基填料材料具有≤500μm、优选≤400μm、更优选≤300μm并且最优选1-300μm的顶切粒子尺寸d98,以及≤150μm、优选≤100μm并且最优选≤80μm、例如10-80μm的重量中值粒子尺寸d50
不受任何理论束缚,申请人认为该密实聚合物基填料材料可充分地分散在用于滚塑的聚合物粘合剂中。“充分地分散(well dispersed)”意味着分散体(在50倍放大率的双目放大镜下对由所制得的各分散体制成的挤出薄膜进行视觉检验)展示无对应于基质聚合物粘合剂的黑点,也无对应于至少一种粉末填料材料的白点。个体化且被覆盖的粒子随后可形成疏松聚结体,但仍由聚合表面层分隔。这是所希望的密实步骤。密实的结果是体密度增加、流动性改善和抑制粉尘。结果,最终制品的刚度和冲击性能得到提高。机械性能的提高允许减小制品厚度。
根据一种实施方案,该密实聚合物基填料材料在单螺杆塑料转化设备上可加工。因此可去除传统混配过程,例如使用双螺杆或Farrel连续混合机、共捏合机、Banbury分批混合机或其它等效设备的混配过程。
根据一种实施方案,该密实聚合物基填料材料可完全再分散于适用于滚塑的聚合物粘合剂中而无任何混配步骤。“可完全再分散”被理解为是指分散体(在50倍放大率的双目放大镜下对由所制得的各分散体制成的挤出薄膜进行视觉检验)显示无对应于聚合物粘合剂的黑点,也无对应于粉末材料的白点。
根据一种实施方案,该密实聚合物基填料材料是不起粉尘的。这种不起粉尘的密实聚合物基填料材料通过筛分析使用Retsch AS 200筛塔测量,在符合ISO 3310(2016)标准的45μm筛网上优选具有大于80%重量、优选大于90%重量的筛余物。
根据本发明的一种实施方案,该经表面处理填料材料产品的含量基于该密实聚合物基填料材料的总重量计为40-99%重量,优选60-98%重量,更优选75-95%重量,最优选80-92%重量,例如87-90%重量。
该密实聚合物基填料材料中聚合物粘合剂的含量基于该密实聚合物基填料材料的总重量计可为1-50%重量,优选2-40%重量,更优选5-25%重量,特别为8-14%重量,例如10-13%重量。
在根据本发明的密实聚合物基填料材料中使用的表面处理剂的含量可视该至少一种粉末材料的比表面积而定。有利地,其以基于该含碱土金属碳酸盐的填料材料的总干重计为至少0.1%重量的量、优选0.1-3%重量的量存在。
要求是:该密实聚合物基填料材料包含基于密实聚合物基矿物填料的总重量计为40-98%重量的经表面处理填料材料产品,该经表面处理填料材料产品含有含碱土金属碳酸盐的填料材料和在该含碱土金属碳酸盐的填料材料的表面的至少一部分上的处理层,其中该处理层包含
i)至少一种单取代琥珀酸酐和/或至少一种单取代琥珀酸和/或其反应产物,和/或
ii)一种或多种磷酸单酯及其反应产物和/或一种或多种磷酸二酯及其反应产物的磷酸酯掺混物,和/或
iii)具有C4-C24的碳原子总量的脂族羧酸和/或其反应产物,和/或
iv)聚氢硅氧烷或惰性有机硅油和/或其反应产物,和/或
v)脂族醛和/或其反应产物。
该含碱土金属碳酸盐的填料材料优选为含碳酸钙填料材料。
在本发明的含义中,该含碳酸钙填料材料是指选自天然研磨碳酸钙(GCC)、沉淀碳酸钙(PCC)、表面改性碳酸钙(MCC)或其混合物的填料材料。根据一种优选的实施方案,该含碳酸钙填料材料是天然研磨碳酸钙(GCC)。
GCC被理解为是天然存在形式的碳酸钙,采自沉积岩(诸如石灰石或白垩)、变质大理石岩、蛋壳或者海贝壳,并且通过湿式和/或干式处理如研磨、筛选和/或分级(例如借助于旋风器或分级器)来加工。在本发明的一种实施方案中,GCC选自大理石,白垩,白云石,石灰石,以及其混合物。
在本发明含义中的“沉淀碳酸钙”(PCC)为合成物质,通常通过在水性环境中在二氧化碳与石灰反应之后沉淀或通过在水中沉淀钙和碳酸根离子源或通过将钙和碳酸根离子(例如CaCl2及Na2CO3)从溶液中沉淀出来而获得。生产PCC的另外可能的方式是石灰纯碱法,或者Solvay法,其中PCC是氨生产的副产物。沉淀碳酸钙以三种初级晶形存在:方解石、霰石及球霰石,且对于这些晶形中的每一晶形而言存在许多不同的多形体(晶体惯态)。方解石具有三角结构,该三角结构具有典型的晶体惯态如偏三角面体的(S-PCC)、斜方六面体的(R-PCC)、六角形棱柱的、轴面的、胶体的(C-PCC)、立方的及棱柱的(P-PCC)。霰石为正斜方晶结构,该正斜方晶结构具有成对六角形棱晶的典型晶体惯态,以及细长棱柱的、弯曲叶片状的、陡锥状、凿尖晶体、分叉树及珊瑚或蠕虫状的形式的多种分类。球霰石属于六方晶系。所得PCC浆料可以进行机械脱水和干燥。
表面改性碳酸钙可表征为经表面反应GCC或PCC。经表面反应碳酸钙可通过提供水性悬浮液形式的GCC或PCC且将酸添加至所述悬浮液中来制备。合适的酸为例如硫酸,盐酸,磷酸,柠檬酸,草酸或其混合物。在下一步骤中,用气态二氧化碳处理碳酸钙。若将诸如硫酸或盐酸的强酸用于酸处理步骤,则二氧化碳将现场自动形成。额外地或另外可选地,二氧化碳可自外部来源供应。经表面反应碳酸钙例如被描述于US 2012/0031576 A1,WO 2009/074492 A1,EP 2 264 109A1,EP 2 070 991 A1,EP 2 264 108 A1,WO 00/39222 A1,WO2004/083316 A1或WO 2005/121257 A2中。
在一种优选实施方案中,含碳酸钙填料材料为大理石。
根据本发明的一种实施方案,该含碱土金属碳酸盐的填料材料、优选含碳酸钙填料材料中碳酸钙的量基于含碳酸钙填料材料总干重量计为至少80%重量,例如至少95%重量,优选为97和100%重量,更优选为98.5且最优选为99.95%重量。
另外可选地,该含碱土金属碳酸盐的填料材料是碳酸镁。
该含碱土金属碳酸盐的填料材料优选为颗粒状材料的形式,并且可具有与传统上用于待生产产品类型中所涉材料的粒子尺寸分布。根据本发明的一种实施方案,该含碱土金属碳酸盐的填料材料、优选含碳酸钙填料材料具有0.05μm至30μm、优选0.5μm至10μm并且最优选0.5μm至8μm的重量中值粒子尺寸d50
根据本发明的一种实施方案,该含碱土金属碳酸盐的填料材料、优选含碳酸钙填料材料具有≤50μm、优选≤15μm、更优选≤10μm并且最优选≤7.5μm的顶切(d98)。
根据另一实施方案,该含碱土金属碳酸盐的填料材料、优选含碳酸钙填料材料具有0.5至150m2/g、优选0.5至50m2/g、更优选0.5至35m2/g并且最优选0.5至15m2/g的BET比表面积,如使用氮气和根据ISO 9277的BET方法测量。
根据本发明的一种实施方案,该含碱土金属碳酸盐的填料材料、优选含碳酸钙填料材料具有0.05μm至30μm的重量中值粒子尺寸d50和/或≤50μm的顶切(d98)和/或0.5至150m2/g的BET比表面积,如使用氮气和根据ISO 9277的BET方法测量。
在本发明的一种实施方案中,该含碱土金属碳酸盐的填料材料优选为具有0.05μm至30μm、优选0.5μm至10μm以及最优选0.5μm至8μm的中值粒子尺寸直径d50值的大理石。在这种情况下,该含碱土金属碳酸盐的填料材料可呈现0.5至150m2/g、优选0.5至50m2/g、更优选0.5至35m2/g以及最优选0.5至15m2/g的BET比表面积,如使用氮气和根据ISO 9277(2010)的BET方法测量。
优选地,该含碱土金属碳酸盐的填料材料、优选含碳酸钙填料材料为干研磨材料,经湿研磨且经干燥的材料或者上述材料的混合物。通常,研磨步骤可例如在使得精制主要由使用辅助体冲击产生的条件下,用任何传统研磨装置进行,也即在以下的一种或多种中进行:球磨机、棒磨机、振动研磨机、轧碎机、离心冲击研磨机、立式珠磨机、磨碎机、销棒粉碎机、锤磨机、粉磨机、撕碎机、去块机、切割机(knife cutter)或本领域技术人员已知的其它此类设备。
在该含碱土金属碳酸盐的填料材料、优选含碳酸钙填料材料被湿研磨的情况下,研磨步骤可在使得发生自体研磨的条件下和/或通过水平球磨和/或本领域技术人员已知的其它此类方法来进行。要指出,相同的研磨方法可用于干式研磨含碳酸钙填料材料。由此获得的经湿式加工研磨的含碱土金属碳酸盐的填料材料、优选含碳酸钙填料材料可通过众所周知的方法,例如通过絮凝、过滤或强制蒸发(在干燥之前)来洗涤并脱水。后续干燥步骤可在单一步骤(诸如喷雾干燥)中进行,或者在至少两个步骤中进行,例如对该含碱土金属碳酸盐的填料材料、优选含碳酸钙填料材料施以第一加热步骤以将相关水分含量降至基于该含碱土金属碳酸盐的填料材料、优选含碳酸钙填料材料的总干重计为不大于约0.5%重量的水平。填料的残留总水分含量可通过卡耳费瑟库仑滴定法,在烘箱中在195℃下解吸水分且使用干燥N2在100ml/min下使其连续通入KF库仑计(Mettler Toledo coulometric KFTitrator C30,与Mettler烘箱DO 0337组合)持续10min来测量。残留总水分含量可使用校准曲线确定并且还可考虑10min不具有样品的气流的盲区。可通过向该含碳酸钙填料材料施以第二加热步骤来进一步降低残留总水分含量。在所述干燥通过多于一个干燥步骤进行的情况下,该第一步骤可通过在热空气流中加热来进行,而第二和另外的干燥步骤优选通过间接加热来进行,其中相应容器中的气氛包含表面处理剂。还常见地,该含碱土金属碳酸盐的填料材料、优选含碳酸钙填料材料进行选矿步骤(诸如浮选、漂白或磁性分离步骤)以移除杂质。
在本发明的一种实施方案中,该含碱土金属碳酸盐的填料材料、优选含碳酸钙填料材料包含干研磨含碱土金属碳酸盐的填料材料、优选含碳酸钙填料材料。在本发明的另一优选实施方案中,该含碱土金属碳酸盐的填料材料、优选含碳酸钙填料材料是下述这样的材料:所述材料在水平球磨机中湿研磨,并且然后通过使用众所周知的喷雾干燥方法进行干燥。
该经表面处理填料材料产品含有含碱土金属碳酸盐的填料材料和在该含碱土金属碳酸盐的填料材料的表面的至少一部分上的处理层。
根据本发明的一种实施方案,经表面处理填料材料产品在该含碱土金属碳酸盐的填料材料的表面的至少一部分上包含处理层,其中该处理层包含至少一种单取代琥珀酸酐和/或至少一种单取代琥珀酸和/或其反应产物。
应理解,表述“至少一种”单取代琥珀酸酐表示一种或多种类型的单取代琥珀酸酐在本发明方法中提供。
因此应当指出,该至少一种单取代琥珀酸酐可为一种类型的单取代琥珀酸酐。另外可选地,该至少一种单取代琥珀酸酐可为两种或更多种类型的单取代琥珀酸酐的混合物。例如,该至少一种单取代琥珀酸酐可为两种或三种类型的单取代琥珀酸酐的混合物,如两种类型的单取代琥珀酸酐的混合物。
在本发明的一种实施方案中,该至少一种单取代琥珀酸酐为一种类型的单取代琥珀酸酐。
应理解,该至少一种单取代琥珀酸酐代表表面处理剂且由利用选自以下的基团单取代的琥珀酸酐构成:在取代基中具有碳原子总量为C2至C30的任何线性、支化、脂族和环状基团。
在本发明的一种实施方案中,该至少一种单取代琥珀酸酐由利用选自以下的基团单取代的琥珀酸酐构成:在取代基中具有碳原子总量为C3至C25的线性、支化、脂族和环状基团。例如,该至少一种单取代琥珀酸酐由利用选自以下的基团单取代的琥珀酸酐构成:在取代基中具有碳原子总量为C4至C20的线性、支化、脂族和环状基团。
在本发明的一种实施方案中,该至少一种单取代琥珀酸酐由利用一个基团单取代的琥珀酸酐构成,该基团是在取代基中具有碳原子总量为C2至C30、优选C3至C25并且最优选C4至C20的线性和脂族基团。额外地或另外可选地,该至少一种单取代琥珀酸酐由利用一个基团单取代的琥珀酸酐构成,该基团是在取代基中具有碳原子总量为C2至C30、优选C3至C25并且最优选C4至C20的支化和脂族基团。
因此优选地,该至少一种单取代琥珀酸酐由利用一个基团单取代的琥珀酸酐构成,该基团是在取代基中具有碳原子总量为C2至C30、优选C3至C25并且最优选C4至C20的线性或支化的脂族基团。
例如,该至少一种单取代琥珀酸酐由利用一个基团单取代的琥珀酸酐构成,该基团是在取代基中具有碳原子总量为C2至C30、优选C3至C25并且最优选C4至C20的线性烷基基团。额外地或另外可选地,该至少一种单取代琥珀酸酐由利用一个基团单取代的琥珀酸酐构成,该基团是在取代基中具有碳原子总量为C2至C30、优选C3至C25并且最优选C4至C20的支化烷基基团。
在本发明含义中的“烷基”是指由碳和氢组成的线性或支化、饱和的有机化合物。换言之,“烷基单取代琥珀酸酐”由包含侧挂琥珀酸酐基团的线性或支化的饱和烃链构成。
在本发明的一种实施方案中,该至少一种单取代琥珀酸酐是至少一种线性或支化烷基单取代琥珀酸酐。例如,该至少一种烷基单取代琥珀酸酐选自乙基琥珀酸酐,丙基琥珀酸酐,丁基琥珀酸酐,三异丁基琥珀酸酐,戊基琥珀酸酐,己基琥珀酸酐,庚基琥珀酸酐,辛基琥珀酸酐,壬基琥珀酸酐,癸基琥珀酸酐,十二烷基琥珀酸酐,十六烷基琥珀酸酐,十八烷基琥珀酸酐,以及其混合物。
因此应当理解,例如术语“丁基琥珀酸酐”包括线性或支化丁基琥珀酸酐。线性丁基琥珀酸酐的一个特定实例是正丁基琥珀酸酐。支化丁基琥珀酸酐的特定实施是异丁基琥珀酸酐,仲丁基琥珀酸酐和/或叔丁基琥珀酸酐。
此外应理解,例如术语“十六烷基琥珀酸酐”包括线性以及支化十六烷基琥珀酸酐。线性十六烷基琥珀酸酐的一个特定实例为正十六烷基琥珀酸酐。支化十六烷基琥珀酸酐的特定实例是14-甲基十五烷基琥珀酸酐,13-甲基十五烷基琥珀酸酐,12-甲基十五烷基琥珀酸酐,11-甲基十五烷基琥珀酸酐,10-甲基十五烷基琥珀酸酐,9-甲基十五烷基琥珀酸酐,8-甲基十五烷基琥珀酸酐,7-甲基十五烷基琥珀酸酐,6-甲基十五烷基琥珀酸酐,5-甲基十五烷基琥珀酸酐,4-甲基十五烷基琥珀酸酐,3-甲基十五烷基琥珀酸酐,2-甲基十五烷基琥珀酸酐,1-甲基十五烷基琥珀酸酐,13-乙基十四烷基琥珀酸酐,12-乙基十四烷基琥珀酸酐,11-乙基十四烷基琥珀酸酐,10-乙基十四烷基琥珀酸酐,9-乙基十四烷基琥珀酸酐,8-乙基十四烷基琥珀酸酐,7-乙基十四烷基琥珀酸酐,6-乙基十四烷基琥珀酸酐,5-乙基十四烷基琥珀酸酐,4-乙基十四烷基琥珀酸酐,3-乙基十四烷基琥珀酸酐,2-乙基十四烷基琥珀酸酐,1-乙基十四烷基琥珀酸酐,2-丁基十二烷基琥珀酸酐,1-己基癸基琥珀酸酐,1-己基-2-癸基琥珀酸酐,2-己基癸基琥珀酸酐,6,12-二甲基十四烷基琥珀酸酐,2,2-二乙基十二烷基琥珀酸酐,4,8,12-三甲基十三烷基琥珀酸酐,2,2,4,6,8-五甲基十一烷基琥珀酸酐,2-乙基-4-甲基-2-(2-甲基戊基)-庚基琥珀酸酐和/或2-乙基-4,6-二甲基-2-丙基壬基琥珀酸酐。
此外应理解,例如术语“十八烷基琥珀酸酐”包括线性以及支化十八烷基琥珀酸酐。线性十八烷基琥珀酸酐的一个特定实例为正十八烷基琥珀酸酐。支化十六烷基琥珀酸酐的特定实例为16-甲基十七烷基琥珀酸酐,15-甲基十七烷基琥珀酸酐,14-甲基十七烷基琥珀酸酐,13-甲基十七烷基琥珀酸酐,12-甲基十七烷基琥珀酸酐,11-甲基十七烷基琥珀酸酐,10-甲基十七烷基琥珀酸酐,9-甲基十七烷基琥珀酸酐,8-甲基十七烷基琥珀酸酐,7-甲基十七烷基琥珀酸酐,6-甲基十七烷基琥珀酸酐,5-甲基十七烷基琥珀酸酐,4-甲基十七烷基琥珀酸酐,3-甲基十七烷基琥珀酸酐,2-甲基十七烷基琥珀酸酐,1-甲基十七烷基琥珀酸酐,14-乙基十六烷基琥珀酸酐,13-乙基十六烷基琥珀酸酐,12-乙基十六烷基琥珀酸酐,11-乙基十六烷基琥珀酸酐,10-乙基十六烷基琥珀酸酐,9-乙基十六烷基琥珀酸酐,8-乙基十六烷基琥珀酸酐,7-乙基十六烷基琥珀酸酐,6-乙基十六烷基琥珀酸酐,5-乙基十六烷基琥珀酸酐,4-乙基十六烷基琥珀酸酐,3-乙基十六烷基琥珀酸酐,2-乙基十六烷基琥珀酸酐,1-乙基十六烷基琥珀酸酐,2-己基十二烷基琥珀酸酐,2-庚基十一烷基琥珀酸酐,异十八烷基琥珀酸酐和/或1-辛基-2-癸基琥珀酸酐。
在本发明的一种实施方案中,该至少一种烷基单取代琥珀酸酐选自丁基琥珀酸酐,己基琥珀酸酐,庚基琥珀酸酐,辛基琥珀酸酐,十六烷基琥珀酸酐,十八烷基琥珀酸酐,以及其混合物。
在本发明的一种实施方案中,该至少一种单取代琥珀酸酐是一种类型的烷基单取代琥珀酸酐。例如,该一种烷基单取代琥珀酸酐是丁基琥珀酸酐。另外可选地,该一种烷基单取代琥珀酸酐是己基琥珀酸酐。另外可选地,该一种烷基单取代琥珀酸酐是庚基琥珀酸酐或辛基琥珀酸酐。另外可选地,该一种烷基单取代琥珀酸酐是十六烷基琥珀酸酐。例如,该一种烷基单取代琥珀酸酐是线性十六烷基琥珀酸酐如正十六烷基琥珀酸酐或支化十六烷基琥珀酸酐如1-己基-2-癸基琥珀酸酐。另外可选地,该一种烷基单取代琥珀酸酐是十八烷基琥珀酸酐。例如,该一种烷基单取代琥珀酸酐是线性十八烷基琥珀酸酐如正十八烷基琥珀酸酐或支化十八烷基琥珀酸酐如异十八烷基琥珀酸酐或1-辛基-2-癸基琥珀酸酐。
在本发明的一种实施方案中,该一种烷基单取代琥珀酸酐是丁基琥珀酸酐如正丁基琥珀酸酐。
在本发明的一种实施方案中,该至少一种单取代琥珀酸酐是两种或更多种类型的烷基单取代琥珀酸酐的混合物。例如,该至少一种单取代琥珀酸酐是两种或三种类型的烷基单取代琥珀酸酐的混合物。
在本发明的一种实施方案中,该至少一种单取代琥珀酸酐由利用一个基团单取代的琥珀酸酐构成,该基团是在取代基中具有碳原子总量为C2至C30、优选C3至C25并且最优选C4至C20的线性或支化烯基基团。
本发明含义中的术语“烯基”是指由碳和氢组成的线性或支化的不饱和有机化合物。所述有机化合物还在取代基中包含至少一个双键,优选一个双键。换言之,“烯基单取代琥珀酸酐”由包含侧挂琥珀酸酐基团的线性或支化的不饱和烃链构成。应理解,在本发明含义中的术语“烯基”包括顺式和反式异构物。
在本发明的一种实施方案中,该至少一种单取代琥珀酸酐是至少一种线性或支化烯基单取代琥珀酸酐。例如,该至少一种烯基单取代琥珀酸酐选自乙烯基琥珀酸酐,丙烯基琥珀酸酐,丁烯基琥珀酸酐,三异丁烯基琥珀酸酐,戊烯基琥珀酸酐,己烯基琥珀酸酐,庚烯基琥珀酸酐,辛烯基琥珀酸酐,壬烯基琥珀酸酐,癸烯基琥珀酸酐,十二烯基琥珀酸酐,十六烯基琥珀酸酐,十八烯基琥珀酸酐,以及其混合物。
因此应理解,例如术语“十六烯基琥珀酸酐”包括线性和支化十六烯基琥珀酸酐。线性十六烯基琥珀酸酐的一个特定实例是正十六烯基琥珀酸酐,例如14-十六烯基琥珀酸酐,13-十六烯基琥珀酸酐,12-十六烯基琥珀酸酐,11-十六烯基琥珀酸酐,10-十六烯基琥珀酸酐,9-十六烯基琥珀酸酐,8-十六烯基琥珀酸酐,7-十六烯基琥珀酸酐,6-十六烯基琥珀酸酐,5-十六烯基琥珀酸酐,4-十六烯基琥珀酸酐,3-十六烯基琥珀酸酐和/或2-十六烯基琥珀酸酐。支化十六烯基琥珀酸酐的特定实例是14-甲基-9-十五烯基琥珀酸酐,14-甲基-2-十五烯基琥珀酸酐,1-己基-2-癸烯基琥珀酸酐和/或异十六烯基琥珀酸酐。
此外应理解,例如术语“十八烯基琥珀酸酐”包括线性及支化十八烯基琥珀酸酐。线性十八烯基琥珀酸酐的一个特定实例是正十八烯基琥珀酸酐,例如16-十八烯基琥珀酸酐,15-十八烯基琥珀酸酐,14-十八烯基琥珀酸酐,13-十八烯基琥珀酸酐,12-十八烯基琥珀酸酐,11-十八烯基琥珀酸酐,10-十八烯基琥珀酸酐,9-十八烯基琥珀酸酐,8-十八烯基琥珀酸酐,7-十八烯基琥珀酸酐,6-十八烯基琥珀酸酐,5-十八烯基琥珀酸酐,4-十八烯基琥珀酸酐,3-十八烯基琥珀酸酐和/或2-十八烯基琥珀酸酐。支化十八烯基琥珀酸酐的特定实例是16-甲基-9-十七烯基琥珀酸酐,16-甲基-7-十七烯基琥珀酸酐,1-辛基-2-癸烯基琥珀酸酐和/或异十八烯基琥珀酸酐。
在本发明的一种实施方案中,该至少一种烯基单取代琥珀酸酐选自己烯基琥珀酸酐,辛烯基琥珀酸酐,十六烯基琥珀酸酐,十八烯基琥珀酸酐,以及其混合物。
在本发明的一种实施方案中,该至少一种单取代琥珀酸酐是一种烯基单取代琥珀酸酐。例如,该一种烯基单取代琥珀酸酐是己烯基琥珀酸酐。另外可选地,该一种烯基单取代琥珀酸酐是辛烯基琥珀酸酐。另外可选地,该一种烯基单取代琥珀酸酐是十六烯基琥珀酸酐。例如,该一种烯基单取代琥珀酸酐是线性十六烯基琥珀酸酐例如正十六烯基琥珀酸酐或支化十六烯基琥珀酸酐例如1-己基-2-癸烯基琥珀酸酐。另外可选地,该一种烯基单取代琥珀酸酐是十八烯基琥珀酸酐。例如,该一种烷基单取代琥珀酸酐是线性十八烯基琥珀酸酐例如正十八烯基琥珀酸酐或支化十八烯基琥珀酸酐例如异十八烯基琥珀酸酐,或1-辛基-2-癸烯基琥珀酸酐。
在本发明的一种实施方案中,该一种烯基单取代琥珀酸酐是线性十八烯基琥珀酸酐例如正十八烯基琥珀酸酐。在本发明的一种实施方案中,该一种烯基单取代琥珀酸酐是线性辛烯基琥珀酸酐例如正辛烯基琥珀酸酐。
如果该至少一种单取代琥珀酸酐是一种烯基单取代琥珀酸酐,应理解该一种烯基单取代琥珀酸酐以基于该至少一种单取代琥珀酸酐的总重量计为≥95%重量并且优选≥96.5%重量的量存在。
在本发明的一种实施方案中,该至少一种单取代琥珀酸酐是两种或更多种类型的烯基单取代琥珀酸酐的混合物。例如,该至少一种单取代琥珀酸酐是两种或三种类型的烯基单取代琥珀酸酐的混合物。
如果该至少一种单取代琥珀酸酐是两种或更多种类型的烯基单取代琥珀酸酐的混合物,则一种烯基单取代琥珀酸酐是线性或支化十八烯基琥珀酸酐,而每一种其它烯基单取代琥珀酸酐选自乙烯基琥珀酸酐,丙烯基琥珀酸酐,丁烯基琥珀酸酐,戊烯基琥珀酸酐,己烯基琥珀酸酐,庚烯基琥珀酸酐,壬烯基琥珀酸酐,十六烯基琥珀酸酐以及其混合物。例如,该至少一种单取代琥珀酸酐是两种或更多种类型的烯基单取代琥珀酸酐的混合物,其中一种烯基单取代琥珀酸酐是线性十八烯基琥珀酸酐且每一种其它烯基单取代琥珀酸酐选自乙烯基琥珀酸酐,丙烯基琥珀酸酐,丁烯基琥珀酸酐,戊烯基琥珀酸酐,己烯基琥珀酸酐,庚烯基琥珀酸酐,壬烯基琥珀酸酐,十六烯基琥珀酸酐以及其混合物。另外可选地,该至少一种单取代琥珀酸酐是两种或更多种类型的烯基单取代琥珀酸酐的混合物,其中一种烯基单取代琥珀酸酐是支化十八烯基琥珀酸酐且每一种其它烯基单取代琥珀酸酐选自乙烯基琥珀酸酐,丙烯基琥珀酸酐,丁烯基琥珀酸酐,戊烯基琥珀酸酐,己烯基琥珀酸酐,庚烯基琥珀酸酐,壬烯基琥珀酸酐,十六烯基琥珀酸酐以及其混合物。
例如,该至少一种单取代琥珀酸酐是两种或更多种类型的烯基单取代琥珀酸酐的混合物,包括一种或多种十六烯基琥珀酸酐,例如线性或支化十六烯基琥珀酸酐,以及一种或多种十八烯基琥珀酸酐,例如线性或支化十八烯基琥珀酸酐。
在本发明的一种实施方案中,该至少一种单取代琥珀酸酐是两种或更多种类型的烯基单取代琥珀酸酐的混合物,包括线性十六烯基琥珀酸酐以及线性十八烯基琥珀酸酐。另外可选地,该至少一种单取代琥珀酸酐是两种或更多种类型的烯基单取代琥珀酸酐的混合物,包括支化十六烯基琥珀酸酐以及支化十八烯基琥珀酸酐。例如,该一种或多种十六烯基琥珀酸酐是线性十六烯基琥珀酸酐如正十六烯基琥珀酸酐和/或支化十六烯基琥珀酸酐如1-己基-2-癸烯基琥珀酸酐。额外地或另外可选地,该一种或多种十八烯基琥珀酸酐是线性十八烯基琥珀酸酐如正十八烯基琥珀酸酐和/或支化十八烯基琥珀酸酐如异十八烯基琥珀酸酐和/或1-辛基-2-癸烯基琥珀酸酐。
如果该至少一种单取代琥珀酸酐是两种或更多种类型的烯基单取代琥珀酸酐的混合物,应理解一种烯基单取代琥珀酸酐以基于提供的该至少一种单取代琥珀酸酐的总重量计为20至60%重量并且优选30至50%重量的量存在。
例如,如果该至少一种单取代琥珀酸酐是两种或更多种类型的烯基单取代琥珀酸酐的混合物,其包括一种或多种十六烯基琥珀酸酐如线性或支化十六烯基琥珀酸酐,以及一种或多种十八烯基琥珀酸酐如线性或支化十六烯基琥珀酸酐,则优选地,该一种或多种十八烯基琥珀酸酐以基于该至少一种单取代琥珀酸酐的总重量计为20至60%重量并且优选30至50%重量的量存在。
还要理解,该至少一种单取代琥珀酸酐可以是至少一种烷基单取代琥珀酸酐和至少一种烯基单取代琥珀酸酐的混合物。
如果该至少一种单取代琥珀酸酐是至少一种烷基单取代琥珀酸酐和至少一种烯基单取代琥珀酸酐的混合物,应理解该至少一种烷基单取代琥珀酸酐的烷基取代基和该至少一种烯基单取代琥珀酸酐的烯基取代基优选是相同。例如,该至少一种单取代琥珀酸酐是乙基琥珀酸酐和乙烯基琥珀酸酐的混合物。另外可选地,该至少一种单取代琥珀酸酐是丙基琥珀酸酐和丙烯基琥珀酸酐的混合物。另外可选地,该至少一种单取代琥珀酸酐是丁基琥珀酸酐和丁烯基琥珀酸酐的混合物。另外可选地,该至少一种单取代琥珀酸酐是三异丁基琥珀酸酐和三异丁烯基琥珀酸酐的混合物。另外可选地,该至少一种单取代琥珀酸酐是戊基琥珀酸酐和戊烯基琥珀酸酐的混合物。另外可选地,该至少一种单取代琥珀酸酐是己基琥珀酸酐和己烯基琥珀酸酐的混合物。另外可选地,该至少一种单取代琥珀酸酐是庚基琥珀酸酐和庚烯基琥珀酸酐的混合物。另外可选地,该至少一种单取代琥珀酸酐是辛基琥珀酸酐和辛烯基琥珀酸酐的混合物。另外可选地,该至少一种单取代琥珀酸酐是壬基琥珀酸酐和壬烯基琥珀酸酐的混合物。另外可选地,该至少一种单取代琥珀酸酐是癸基琥珀酸酐和癸烯基琥珀酸酐的混合物。另外可选地,该至少一种单取代琥珀酸酐是十二烷基琥珀酸酐和十二烯基琥珀酸酐的混合物。另外可选地,该至少一种单取代琥珀酸酐是十六烷基琥珀酸酐和十六烯基琥珀酸酐的混合物。例如,该至少一种单取代琥珀酸酐是线性十六烷基琥珀酸酐和线性十六烯基琥珀酸酐的混合物或支化十六烷基琥珀酸酐和支化十六烯基琥珀酸酐的混合物。另外可选地,该至少一种单取代琥珀酸酐是十八烷基琥珀酸酐和十八烯基琥珀酸酐的混合物。例如,该至少一种单取代琥珀酸酐是线性十八烷基琥珀酸酐和线性十八烯基琥珀酸酐的混合物或支化十八烷基琥珀酸酐和支化十八烯基琥珀酸酐的混合物。
在本发明的一种实施方案中,该至少一种单取代琥珀酸酐是壬基琥珀酸酐和壬烯基琥珀酸酐的混合物。
如果该至少一种单取代琥珀酸酐是至少一种烷基单取代琥珀酸酐和至少一种烯基单取代琥珀酸酐的混合物,则该至少一种烷基单取代琥珀酸酐与该至少一种烯基单取代琥珀酸酐之间的重量比例介于90:10和10:90(%重量/%重量)之间。例如,该至少一种烷基单取代琥珀酸酐与该至少一种烯基单取代琥珀酸酐之间的重量比例介于70:30和30:70(%重量/%重量)之间或介于60:40和40:60(%重量/%重量)之间。
应理解,表述“至少一种”单取代琥珀酸意味着一种或多种类型的单取代琥珀酸可在本发明的方法中提供。
因此要指出,该至少一种单取代琥珀酸可以是一种类型的单取代琥珀酸。另外可选地,该至少一种单取代琥珀酸可以是两种或更多种类型的单取代琥珀酸的混合物。例如,该至少一种单取代琥珀酸可为两种或三种类型的单取代琥珀酸的混合物,例如两种类型的单取代琥珀酸的混合物。
在本发明的一种实施方案中,该至少一种单取代琥珀酸可以是一种类型的单取代琥珀酸。
应理解,该至少一种单取代琥珀酸代表表面处理剂且由利用选自以下的基团单取代的琥珀酸构成:在取代基中具有碳原子总量为C2至C30的线性、支化、脂族和环状基团。
在本发明的一种实施方案中,该至少一种单取代琥珀酸由利用选自以下的基团单取代的琥珀酸构成:在取代基中具有碳原子总量为C3至C25的线性、支化、脂族和环状基团。例如,该至少一种单取代琥珀酸由利用选自以下的基团单取代的琥珀酸构成:在取代基中具有碳原子总量为C4至C20的线性、支化、脂族和环状基团。
应理解,该至少一种单取代琥珀酸酐以及该至少一种单取代琥珀酸可包括相同或不同的取代基。
在本发明的一种实施方案中,该至少一种单取代琥珀酸的琥珀酸分子以及该至少一种单取代琥珀酸酐的琥珀酸酐分子利用选自以下的相同基团进行单取代:在取代基中具有碳原子总量为C2至C30、优选C3至C25并且最优选C4至C20的任何线性、支化、脂族以及环状基团。
如果该至少一种单取代琥珀酸酐与该至少一种单取代琥珀酸组合提供,则该至少一种单取代琥珀酸以基于该至少一种单取代琥珀酸酐以及该至少一种单取代琥珀酸的摩尔总量计为≤10mol%的量存在。例如,该至少一种单取代琥珀酸以基于该至少一种单取代琥珀酸酐以及该至少一种单取代琥珀酸的摩尔总量计为≤5mol%、优选≤2.5mol%并且最优选≤1mol%的量存在。
根据一种实施方案,该单取代琥珀酸和/或该至少一种单取代琥珀酸酐的反应产物是其一种或多种钙盐和/或镁盐。
根据一种实施方案,在含碳酸钙填料材料的表面的至少一部分上形成的该单取代琥珀酸和/或该至少一种单取代琥珀酸酐的反应产物是其一种或多种钙盐和/或一种或多种镁盐。
根据一种实施方案,该至少一种单取代琥珀酸酐和任选的至少一种单取代琥珀酸与其反应产物的摩尔比率为99.9:0.1至0.1:99.9,优选70:30至90:10。
根据一种实施方案,该处理层进一步包含有机材料如聚硅氧烷。
根据本发明的一种实施方案,该经表面处理填料材料产品包含以下物质并且优选由以下物质构成:含碱土金属碳酸盐的填料材料、优选含碳酸钙填料材料以及包含至少一种单取代琥珀酸酐和/或至少一种单取代琥珀酸和/或其反应产物的处理层。该处理层在所述含碱土金属碳酸盐的填料材料、优选含碳酸钙填料材料的表面的至少一部分上、优选在整个表面上形成。
如果在该含碱土金属碳酸盐的填料材料、优选含碳酸钙填料材料的表面上的处理层包含至少一种单取代琥珀酸,则优选地,该至少一种单取代琥珀酸由应用的至少一种单取代琥珀酸酐形成。也就是说,该至少一种单取代琥珀酸的取代基与该至少一种单取代琥珀酸酐的取代基是相同的。
额外地或另外可选地,该至少一种单取代琥珀酸以与该至少一种单取代琥珀酸酐的掺混物的形式提供。
在本发明的一种实施方案中,在该含碱土金属碳酸盐的填料材料、优选含碳酸钙填料材料的表面上形成的处理层包含至少一种单取代琥珀酸酐以及至少一种单取代琥珀酸或者通过使该含碱土金属碳酸盐的填料材料、优选含碳酸钙填料材料与该至少一种单取代琥珀酸酐和任选的至少一种单取代琥珀酸接触而获得的其反应产物。另外可选地,在该含碱土金属碳酸盐的填料材料、优选含碳酸钙填料材料的表面上形成的处理层包含至少一种单取代琥珀酸酐和至少一种单取代琥珀酸以及通过使该含碱土金属碳酸盐的填料材料、优选含碳酸钙填料材料与该至少一种单取代琥珀酸酐和任选的至少一种单取代琥珀酸接触而获得的其反应产物。
根据本发明的另一种实施方案,经表面处理填料材料产品包含在该含碱土金属碳酸盐的填料材料、优选含碳酸钙填料材料的表面的至少一部分上的处理层,其中该处理层包含一种或多种磷酸单酯及其反应产物和/或一种或多种磷酸二酯及其反应产物的磷酸酯掺混物。
磷酸的烷基酯在工业中是众所周知的,特别用作表面活性剂、润滑剂和抗静电剂(Die Tenside;Kosswig und Stache,Carl Hanser Verlag München,1993年)。
通过不同方法合成磷酸的烷基酯以及利用磷酸的烷基酯对矿物进行表面处理是本领域技术人员公知的,例如从以下文献获知:Pesticide Formulations andApplication Systems:15th Volume;Collins HM,Hall FR,Hopkinson M,STP1268;1996年出版,US 3,897,519 A,US4,921,990 A,US 4,350,645 A,US 6,710,199 B2,US 4,126,650A,US5,554,781 A,EP 1092000 B1以及WO 2008/023076 A1。
应理解,表述“一种或多种”磷酸单酯意味着一种或多种类型的磷酸单酯可存在于磷酸酯掺混物。
因此应当指出,该一种或多种磷酸单酯可为一种类型的磷酸单酯。另外可选地,该一种或多种磷酸单酯可为两种或更多种类型的磷酸单酯的混合物。例如,该一种或多种磷酸单酯可为两种或三种类型的磷酸单酯的混合物,如两种类型的磷酸单酯的混合物。
在本发明的一种实施方案中,该一种或多种磷酸单酯由利用一个醇酯化的正磷酸分子构成,所述醇选自在醇取代基中具有碳原子总量为C6至C30的不饱和或饱和、支化或线性、脂族或芳族的醇。例如,该一种或多种磷酸单酯由利用一个醇酯化的正磷酸分子构成,所述醇选自在醇取代基中具有碳原子总量为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。
在本发明的一种实施方案中,该一种或多种磷酸单酯由利用一个醇酯化的正磷酸分子构成,所述醇选自在醇取代基中具有碳原子总量为C6至C30的饱和并且支化或线性的脂族醇。例如,该一种或多种磷酸单酯由利用一个醇酯化的正磷酸分子构成,所述醇选自在醇取代基中具有碳原子总量为C8至C22、更优选C8至C20并且最优选C8至C18的饱和并且支化或线性的脂族醇。
在本发明的一种实施方案中,该一种或多种磷酸单酯由利用一个醇酯化的正磷酸分子构成,所述醇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的饱和并且线性的脂族醇。另外可选地,该一种或多种磷酸单酯由利用一个醇酯化的正磷酸分子构成,所述醇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的饱和并且支化的脂族醇。
在本发明的一种实施方案中,该一种或多种磷酸单酯选自己基磷酸单酯,庚基磷酸单酯,辛基磷酸单酯,2-乙基己基磷酸单酯,壬基磷酸单酯,癸基磷酸单酯,十一烷基磷酸单酯,十二烷基磷酸单酯,十四烷基磷酸单酯,十六烷基磷酸单酯,庚基壬基磷酸单酯,十八烷基磷酸单酯,2-辛基-1-癸基磷酸单酯,2-辛基-1-十二烷基磷酸单酯以及其混合物。
例如,该一种或多种磷酸单酯选自2-乙基己基磷酸单酯,十六烷基磷酸单酯,庚基壬基磷酸单酯,十八烷基磷酸单酯,2-辛基-1-癸基磷酸单酯,2-辛基-1-十二烷基磷酸单酯以及其混合物。在本发明的一种实施方案中,该一种或多种磷酸单酯为2-辛基-1-十二烷基磷酸单酯。
应理解,表述“一种或多种”磷酸二酯意味着一种或多种类型的磷酸二酯可存在于磷酸酯掺混物和/或经表面处理材料产品的处理层中。
因此应当指出的是,该一种或多种磷酸二酯可为一种类型的磷酸二酯。另外可选地,该一种或多种磷酸二酯可为两种或更多种类型的磷酸二酯的混合物。例如,该一种或多种磷酸二酯可为两种或三种类型的磷酸二酯的混合物,如两种类型的磷酸二酯的混合物。
在本发明的一种实施方案中,该一种或多种磷酸二酯由利用两个醇酯化的正磷酸分子构成,所述醇选自在醇取代基中具有碳原子总量为C6至C30的不饱和或饱和、支化或线性、脂族或芳族的醇。例如,该一种或多种磷酸二酯由利用两个醇酯化的正磷酸分子构成,所述醇选自在醇取代基中具有碳原子总量为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。
应理解,用于酯化磷酸的两个醇可独立地选自相同或不同的在醇取代基中具有碳原子总量为C6至C30的不饱和或饱和、支化或线性、脂族或芳族的醇。换言之,该一种或多种磷酸二酯可包含衍生自相同醇的两个取代基或者该磷酸二酯分子可包含衍生自不同醇的两个取代基。
在本发明的一种实施方案中,该一种或多种磷酸二酯由利用两个醇酯化的正磷酸分子构成,所述醇选自相同或不同的在醇取代基中具有碳原子总量为C6至C30的饱和并且线性或支化的脂族醇。例如,该一种或多种磷酸二酯由利用两个醇酯化的正磷酸分子构成,所述醇选自相同或不同的在醇取代基中具有碳原子总量为C8至C22、更优选C8至C20并且最优选C8至C18的饱和并且线性或支化的脂族醇。
在本发明的一种实施方案中,该一种或多种磷酸二酯由利用两个醇酯化的正磷酸分子构成,所述醇选自相同或不同的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的饱和并且线性的脂族醇。另外可选地,该一种或多种磷酸二酯由利用两个醇酯化的正磷酸分子构成,所述醇选自相同或不同的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的饱和并且支化的脂族醇。
在本发明的一种实施方案中,该一种或多种磷酸二酯选自己基磷酸二酯,庚基磷酸二酯,辛基磷酸二酯,2-乙基己基磷酸二酯,壬基磷酸二酯,癸基磷酸二酯,十一烷基磷酸二酯,十二烷基磷酸二酯,十四烷基磷酸二酯,十六烷基磷酸二酯,庚基壬基磷酸二酯,十八烷基磷酸二酯,2-辛基-1-癸基磷酸二酯,2-辛基-1-十二烷基磷酸二酯以及其混合物。
例如,该一种或多种磷酸二酯选自2-乙基己基磷酸二酯,十六烷基磷酸二酯,庚基壬基磷酸二酯,十八烷基磷酸二酯,2-辛基-1-癸基磷酸二酯,2-辛基-1-十二烷基磷酸二酯以及其混合物。在本发明的一种实施方案中,该一种或多种磷酸二酯是2-辛基-1-十二烷基磷酸二酯。
在本发明的一种实施方案中,该一种或多种磷酸单酯选自2-乙基己基磷酸单酯,十六烷基磷酸单酯,庚基壬基磷酸单酯,十八烷基磷酸单酯,2-辛基-1-癸基磷酸单酯,2-辛基-1-十二烷基磷酸单酯以及其混合物,并且该一种或多种磷酸二酯选自2-乙基己基磷酸二酯,十六烷基磷酸二酯,庚基壬基磷酸二酯,十八烷基磷酸二酯,2-辛基-1-癸基磷酸二酯,2-辛基-1-十二烷基磷酸二酯以及其混合物。
例如,该含碱土金属碳酸盐的填料材料、优选含碳酸钙填料材料的表面的至少一部分包含一种磷酸单酯及其反应产物以及一种磷酸二酯及其反应产物的磷酸酯掺混物。在这种情况下,该一种磷酸单酯选自2-乙基己基磷酸单酯,十六烷基磷酸单酯,庚基壬基磷酸单酯,十八烷基磷酸单酯,2-辛基-1-癸基磷酸单酯以及2-辛基-1-十二烷基磷酸单酯,该一种磷酸二酯选自2-乙基己基磷酸二酯,十六烷基磷酸二酯,庚基壬基磷酸二酯,十八烷基磷酸二酯,2-辛基-1-癸基磷酸二酯以及2-辛基-1-十二烷基磷酸二酯。
如果该含碱土金属碳酸盐的填料材料、优选含碳酸钙填料材料的表面的至少一部分包含一种磷酸单酯及其反应产物以及一种磷酸二酯及其反应产物的磷酸酯掺混物,则应理解,该一种磷酸单酯和该一种磷酸二酯的醇取代基优选相同。例如,该含碱土金属碳酸盐的填料材料、优选含碳酸钙填料材料的表面的至少一部分包含2-乙基己基磷酸单酯及其反应产物以及2-乙基己基磷酸二酯及其反应产物的磷酸酯掺混物。另外可选地,该含碱土金属碳酸盐的填料材料、优选含碳酸钙填料材料的表面的至少一部分包含2-辛基-1-癸基磷酸单酯及其反应产物以及2-辛基-1-癸基磷酸二酯及其反应产物的磷酸酯掺混物。另外可选地,该含碱土金属碳酸盐的填料材料、优选含碳酸钙填料材料的表面的至少一部分包含十六烷基磷酸单酯及其反应产物和十六烷基磷酸二酯及其反应产物的磷酸酯掺混物。另外可选地,该含碱土金属碳酸盐的填料材料、优选含碳酸钙填料材料的表面的至少一部分包含十八烷基磷酸单酯及其反应产物以及十八烷基磷酸二酯及其反应产物的磷酸酯掺混物。另外可选地,该含碱土金属碳酸盐的填料材料、优选含碳酸钙填料材料的表面的至少一部分包含2-辛基-1-十二烷基磷酸单酯及其反应产物以及2-辛基-1-十二烷基磷酸二酯及其反应产物的磷酸酯掺混物。
在本发明的一种实施方案中,该含碱土金属碳酸盐的填料材料、优选含碳酸钙填料材料的表面的至少一部分包含两种或更多种类型的磷酸单酯及其反应产物以及两种或更多种磷酸二酯及其反应产物的磷酸酯掺混物。在这种情况下,该两种或更多种磷酸单酯选自2-乙基己基磷酸单酯,十六烷基磷酸单酯,庚基壬基磷酸单酯,十八烷基磷酸单酯,2-辛基-1-癸基磷酸单酯以及2-辛基-1-十二烷基磷酸单酯,该两种或更多种磷酸二酯选自2-乙基己基磷酸二酯,十六烷基磷酸二酯,庚基壬基磷酸二酯,十八烷基磷酸二酯,2-辛基-1-癸基磷酸二酯以及2-辛基-1-十二烷基磷酸二酯。
在本发明的一种实施方案中,该含碱土金属碳酸盐的填料材料、优选含碳酸钙填料材料的表面的至少一部分包含两种磷酸单酯及其反应产物以及两种磷酸二酯及其反应产物的磷酸酯掺混物。例如,含碳酸钙填料材料的表面的至少一部分包含十六烷基磷酸单酯、十八烷基磷酸单酯、十六烷基磷酸二酯、十八烷基磷酸二酯及其反应产物的磷酸酯掺混物。
根据本发明的一种实施方案,该含碱土金属碳酸盐的填料材料、优选含碳酸钙填料材料的磷酸酯掺混物包含特定摩尔比率的一种或多种磷酸单酯及其反应产物对一种或多种磷酸二酯及其反应产物。特别地,在涂层和/或磷酸酯掺混物中的一种或多种磷酸单酯及其反应产物对一种或多种磷酸二酯及其反应产物的摩尔比率可为1:1至1:100。
在本发明含义中的表述“一种或多种磷酸单酯及其反应产物对一种或多种磷酸二酯及其反应产物的摩尔比率”是指磷酸单酯分子的分子量总数及其反应产物中磷酸单酯分子的分子量总数对磷酸二酯分子的分子量总数及其反应产物中磷酸二酯分子的分子量总数。
根据一种实施方案,磷酸酯掺混物中一种或多种磷酸单酯及其反应产物对一种或多种磷酸二酯及其反应产物的摩尔比率为1:1至1:100,优选1:1.1至1:80,更优选1:1.1至1:60,再更优选1:1.1至1:40,又更优选1:1.1至1:20并且最优选1:1.1至1:10。
额外地或另外可选地,处理层的磷酸酯掺混物包含一种或多种磷酸单酯及其反应产物,其量基于一种或多种磷酸单酯及其反应产物以及一种或多种磷酸二酯及其反应产物的摩尔总量计为1至50mol%。例如,处理层的磷酸酯掺混物包含一种或多种磷酸单酯及其反应产物,其量基于一种或多种磷酸单酯及其反应产物以及一种或多种磷酸二酯及其反应产物的摩尔总量计为10至45mol%。
根据本发明的一种实施方案,
I)该一种或多种磷酸单酯由利用一个醇分子单酯化的正磷酸分子构成,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,和/或
II)该一种或多种磷酸二酯由利用两个醇分子二酯化的正磷酸分子构成,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、脂族或芳族的脂肪醇。
在本发明的一种实施方案中,处理层的磷酸酯掺混物进一步包含一种或多种磷酸三酯和/或磷酸及其反应产物。
在本发明含义中的术语“磷酸三酯”是指利用三个醇分子三酯化的正磷酸分子构成,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、脂族或芳族的脂肪醇。
应理解,表述“一种或多种”磷酸三酯意味着一种或多种类型的磷酸三酯可存在于该含碱土金属碳酸盐的填料材料、优选含碳酸钙填料材料的表面的至少一部分上。
因此应当指出,该一种或多种磷酸三酯可为一种类型的磷酸三酯。另外可选地,该一种或多种磷酸三酯可为两种或更多种类型的磷酸三酯的混合物。例如,该一种或多种磷酸三酯可为两种或三种类型的磷酸三酯的混合物,如两种类型的磷酸三酯的混合物。
在本发明的一种实施方案中,该一种或多种磷酸三酯由利用三个醇酯化的正磷酸分子构成,所述醇选自在醇取代基中具有碳原子总量为C6至C30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。例如,该一种或多种磷酸三酯由利用三个醇酯化的正磷酸分子构成,所述醇选自在醇取代基中具有碳原子总量为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。
应理解,用于酯化磷酸的三个醇可独立地选自在醇取代基中具有碳原子总量为C6至C30的不饱和或饱和、支化或线性、脂族或芳族的醇。换言之,该一种或多种磷酸三酯分子可包含衍生自相同醇的三个取代基或者该磷酸三酯分子可包含衍生自不同醇的三个取代基。
在本发明的一种实施方案中,该一种或多种磷酸三酯由利用三个醇酯化的正磷酸分子构成,所述醇选自相同或不同的在醇取代基中具有碳原子总量为C6至C30的饱和并且线性或支化的脂族醇。例如,该一种或多种磷酸三酯由利用三个醇酯化的正磷酸分子构成,所述醇选自相同或不同的在醇取代基中具有碳原子总量为C8至C22、更优选C8至C20并且最优选C8至C18的饱和并且线性或支化的脂族醇。
在本发明的一种实施方案中,该一种或多种磷酸三酯由利用三个醇酯化的正磷酸分子构成,所述醇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的饱和并且线性的脂族醇。另外可选地,该一种或多种磷酸三酯由利用三个醇酯化的正磷酸分子构成,所述醇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的饱和并且支化的脂族醇。
在本发明的一种实施方案中,该一种或多种磷酸三酯选自己基磷酸三酯,庚基磷酸三酯,辛基磷酸三酯,2-乙基己基磷酸三酯,壬基磷酸三酯,癸基磷酸三酯,十一烷基磷酸三酯,十二烷基磷酸三酯,十四烷基磷酸三酯,十六烷基磷酸三酯,庚基壬基磷酸三酯,十八烷基磷酸三酯,2-辛基-1-癸基磷酸三酯,2-辛基-1-十二烷基磷酸三酯以及其混合物。
例如,该一种或多种磷酸三酯选自2-乙基己基磷酸三酯,十六烷癸基磷酸三酯,庚基壬基磷酸三酯,十八烷基磷酸三酯,2-辛基-1-癸基磷酸三酯,2-辛基-1-十二烷基磷酸三酯以及其混合物。
在本发明的一种实施方案中,该含碱土金属碳酸盐的填料材料、优选含碳酸钙填料材料的表面的至少一部分包含一种或多种磷酸单酯及其反应产物以及一种或多种磷酸二酯及其反应产物以及一种或多种磷酸三酯和任选的磷酸及其反应产物的磷酸酯掺混物。例如,该含碱土金属碳酸盐的填料材料、优选含碳酸钙填料材料的表面的至少一部分包含一种或多种磷酸单酯及其反应产物以及一种或多种磷酸二酯及其反应产物以及一种或多种磷酸三酯和磷酸及其反应产物的磷酸酯掺混物。
另外可选地,该含碱土金属碳酸盐的填料材料、优选含碳酸钙填料材料的表面的至少一部分包含一种或多种磷酸单酯及其反应产物以及一种或多种磷酸二酯及其反应产物以及任选的磷酸及其反应产物的磷酸酯掺混物。例如,该含碱土金属碳酸盐的填料材料、优选含碳酸钙填料材料的表面的至少一部分包含一种或多种磷酸单酯及其反应产物以及一种或多种磷酸二酯及其反应产物以及磷酸及其反应产物的磷酸酯掺混物。
如果该含碱土金属碳酸盐的填料材料、优选含碳酸钙填料材料的表面的至少一部分含有包含一种或多种磷酸三酯的磷酸酯掺混物,则优选地,磷酸酯掺混物包含一种或多种磷酸三酯,其量基于一种或多种磷酸单酯及其反应产物以及一种或多种磷酸二酯及其反应产物以及一种或多种磷酸三酯以及磷酸及其反应产物的摩尔总量计为≤10mol%。例如,该磷酸酯掺混物包含一种或多种磷酸三酯,其量基于一种或多种磷酸单酯及其反应产物以及一种或多种磷酸二酯及其反应产物以及一种或多种磷酸三酯以及磷酸及其反应产物的摩尔总量计为≤8mol%,优选≤6mol%,以及更优选≤4mol%,如0.1至4mol%。
额外地或另外可选地,如果该含碱土金属碳酸盐的填料材料、优选含碳酸钙填料材料的表面的至少一部分含有包含磷酸及其反应产物的磷酸酯掺混物,则优选地,该磷酸酯掺混物包含磷酸及其反应产物,其量基于一种或多种磷酸单酯及其反应产物以及一种或多种磷酸二酯及其反应产物以及一种或多种磷酸三酯以及磷酸及其反应产物的摩尔总量计为≤10mol%。例如,该磷酸酯掺混物包含磷酸及其反应产物,其量基于一种或多种磷酸单酯及其反应产物以及一种或多种磷酸二酯及其反应产物以及一种或多种磷酸三酯以及磷酸及其反应产物的摩尔总量计为≤8mol%,优选≤6mol%,以及更优选≤4mol%,如0.1至4mol%。
如果该磷酸酯掺混物进一步包含磷酸及其反应产物以及一种或多种磷酸三酯,则因此优选地,该磷酸酯掺混物中基于一种或多种磷酸单酯及其反应产物以及一种或多种磷酸二酯及其反应产物以及一种或多种磷酸三酯以及磷酸及其反应产物的摩尔总量计,磷酸及其反应产物比一种或多种磷酸单酯及其反应产物比一种或多种磷酸二酯及其反应产物比一种或多种磷酸三酯的摩尔比率为≤10mol%:≤40mol%:≥40mol%:≤10mol%。
本发明含义中的表述“磷酸及其反应产物比一种或多种磷酸单酯及其反应产物比一种或多种磷酸二酯及其反应产物比一种或多种磷酸三酯的摩尔比率”是指磷酸的分子量总数及其反应产物中磷酸分子的分子量总数比磷酸单酯分子的分子量总数及其反应产物中磷酸单酯分子的分子量总数比磷酸二酯分子的分子量总数及其反应产物中磷酸二酯分子的分子量总数比磷酸三酯分子的分子量总数。
应理解,该磷酸酯掺混物可包含通过使该含碱土金属碳酸盐的填料材料、优选含碳酸钙填料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反应产物。在这种情况下,该磷酸酯掺混物优选包含反应产物如磷酸单酯的一种或多种锶盐、钙盐、镁盐和/或铝盐以及磷酸二酯的一种或多种钙盐、镁盐和/或铝盐以及任选的磷酸的一种或多种锶盐、钙盐、镁盐和/或铝盐。
在本发明的一种实施方案中,该一种或多种磷酸单酯和/或一种或多种磷酸二酯以及任选的磷酸可在制备该经表面处理填料材料产品之前通过一种或多种一价和/或二价和/或三价阳离子的氢氧化物和/或一种或多种一价和/或二价和/或三价阳离子的弱酸盐至少部分中和。一种或多种二价和/或三价阳离子的氢氧化物可选自Ca(OH)2,Mg(OH)2,Al(OH)3以及其混合物。
额外地或另外可选地,如果该一种或多种磷酸单酯和/或一种或多种磷酸二酯以及任选的磷酸通过一价阳离子的一种或多种氢氧化物和/或一种或多种弱酸盐至少部分中和,则一价阳离子的量基于一种或多种磷酸单酯以及一种或多种磷酸二酯以及任选的磷酸中酸性基团的总摩尔数计优选为≤10mol%,用于进行中和的一价阳离子的该一种或多种氢氧化物和/或一种或多种弱酸盐可选自LiOH,NaOH,KOH,Na2CO3,Li2CO3,K2CO3以及其混合物。
在本发明的一种实施方案中,用于部分中和一种或多种磷酸单酯和/或一种或多种磷酸二酯以及任选的磷酸的二价阳离子衍生自这种阳离子的弱酸盐,优选衍生自碳酸盐和/或硼酸盐,例如碳酸钙。
在本申请含义中的术语“弱酸”是指布朗斯台德-洛瑞酸(
Figure BDA0002977682720000311
-Lowryacid),也即H3O+离子提供者,特征为pKa>2,优选4至7。
因此,该处理层的磷酸酯掺混物可进一步包含反应产物,例如一种或多种磷酸单酯的镁盐以及一种或多种磷酸二酯的镁盐以及任选的一种或多种磷酸镁盐。额外地或另外可选地,该处理层的磷酸酯掺混物进一步包含反应产物,例如一种或多种磷酸单酯的铝盐以及一种或多种磷酸二酯的铝盐以及任选的一种或多种磷酸铝盐。额外地或另外可选地,该处理层的磷酸酯掺混物进一步包含反应产物,例如一种或多种磷酸单酯的锂盐以及一种或多种磷酸二酯的锂盐以及任选的一种或多种磷酸锂盐。额外地或另外可选地,该处理层的磷酸酯掺混物进一步包含反应产物,例如一种或多种磷酸单酯的钠盐以及一种或多种磷酸二酯的钠盐以及任选的一种或多种磷酸钠盐。额外地或另外可选地,该处理层的磷酸酯掺混物进一步包含反应产物,例如一种或多种磷酸单酯的钾盐以及一种或多种磷酸二酯的钾盐以及任选的一种或多种磷酸钾盐。
如果一种或多种磷酸单酯和/或一种或多种磷酸二酯以及任选的磷酸通过一价阳离子的一种或多种氢氧化物和/或一种或多种弱酸盐至少部分中和,则处理层和/或磷酸酯掺混物优选包含基于一种或多种磷酸单酯以及一种或多种磷酸二酯以及任选的磷酸中酸性基团的摩尔总量计为≤10mol%的量的一价阳离子。
在本发明的一种实施方案中,该处理层的磷酸酯掺混物可进一步包含另外的表面处理剂,其不对应于本发明的该一种或多种磷酸单酯,一种或多种磷酸二酯以及任选的一种或多种磷酸三酯和/或磷酸。这种另外的表面处理剂优选为至少一种有机材料如聚硅氧烷。例如,聚硅氧烷优选为聚二甲基硅氧烷(PDMS)。
聚硅氧烷优选以下述这样的量存在:该量使得在该含碱土金属碳酸盐的填料材料、优选含碳酸钙填料材料的表面的至少一部分上的所述聚硅氧烷的总量小于1 000ppm,更优选小于800ppm以及最优选小于600ppm。例如,该含碱土金属碳酸盐的填料材料、优选含碳酸钙填料材料的表面的至少一部分上的聚硅氧烷的总量为100至1 000ppm,更优选200至800ppm以及最优选300至600ppm,例如400至600ppm。
在本发明的一种实施方案中,处理层的磷酸酯掺混物包含<50ppm的C4至C24羧酸。
根据本发明的一种实施方案,该经表面处理填料材料产品包含以下物质并且优选由以下物质构成:含碱土金属碳酸盐的填料材料、优选含碳酸钙填料材料以及包含碳原子总量为C4-C24的脂族羧酸和/或其反应产物的处理层。该处理层在所述含碱土金属碳酸盐的填料材料、优选含碳酸钙填料材料的表面的至少一部分上、优选在整个表面上形成。
如果在该含碱土金属碳酸盐的填料材料、优选含碳酸钙填料材料的表面上的处理层包含碳原子总量为C4-C24的脂族羧酸和/或其反应产物,则优选地,合适的碳原子总量为C4-C24的脂族羧酸是例如具有4-24个碳原子的脂族线性或支化羧酸。
在本发明含义中的术语脂族羧酸的“反应产物”是指通过使该含碱土金属碳酸盐的填料材料、优选含碳酸钙填料材料与该脂族羧酸接触而获得的产物。所述反应产物在应用的脂族羧酸的至少一部分与位于该含碱土金属碳酸盐的填料材料、优选含碳酸钙填料材料的表面处的反应性分子之间形成。
在本发明的含义中,脂族线性或支化羧酸可选自一种或多种线性链、支化链、饱和、不饱和和/或脂环族羧酸。优选地,该脂族线性或支化羧酸为单羧酸,也即该脂族线性或支化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处。
在本发明的一种实施方案中,该脂族线性或支化羧酸选自饱和非支化羧酸,也即该脂族线性或支化羧酸优选选自由以下物质构成的羧酸群组:丁酸、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、山
Figure BDA0002977682720000331
酸、二十三烷酸、二十四烷酸及其混合物。
在本发明的另一种实施方案中,该脂族线性或支化羧酸选自辛酸、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,该脂族线性或支化羧酸选自肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸及其混合物。
例如,该脂族线性或支化羧酸为硬脂酸。
根据本发明的一种实施方案,该经表面处理填料材料产品包含以下物质并且优选由以下物质构成:含碱土金属碳酸盐的填料材料、优选含碳酸钙填料材料以及包含聚氢硅氧烷和/或其反应产物的处理层,该处理层在该含碱土金属碳酸盐的填料材料、优选含碳酸钙填料材料的可及表面积的至少一部分上。
合适的聚氢硅氧烷及其相应的反应产物被描述于EP 2 843 005 A1中,该文献因此通过引用而被并入本文。
根据本发明的一种实施方案,该经表面处理填料材料产品包含以下物质并且优选由以下物质构成:含碱土金属碳酸盐的填料材料、优选含碳酸钙填料材料以及包含惰性有机硅油和/或其反应产物的处理层,该处理层在该含碱土金属碳酸盐的填料材料、优选含碳酸钙填料材料的可及表面积的至少一部分上。
例如,该惰性有机硅油优选是聚二甲基硅氧烷(PDMS)。
根据本发明的一种实施方案,该经表面处理填料材料产品包含以下物质并且优选由以下物质构成:含碱土金属碳酸盐的填料材料、优选含碳酸钙填料材料以及包含脂族醛和/或其反应产物的处理层,该处理层在该含碱土金属碳酸盐的填料材料、优选含碳酸钙填料材料的可及表面积的至少一部分上。
合适的脂族醛及其相应的反应产物被描述于EP 2 390 285A1中,该文献因此通过引用而被并入本文。
根据本发明,该含碱土金属碳酸盐的填料材料、优选含碳酸钙填料材料具有基于该含碱土金属碳酸盐的填料材料、优选含碳酸钙填料材料的总干重量计为≤1%重量的残留水分含量。取决于该含碱土金属碳酸盐的填料材料、优选含碳酸钙填料材料,该填料材料具有基于该含碱土金属碳酸盐的填料材料、优选含碳酸钙填料材料的总干重量计为0.01-1%重量、优选0.01-0.2%重量、更优选0.02-0.15%重量以及最优选0.04-0.15%重量的残留总水分含量。
例如,在湿研磨和喷雾干燥的大理石被用作该含碱土金属碳酸盐的填料材料的情况下,则该填料材料的残留总水分含量基于该含碱土金属碳酸盐的填料材料的总干重量计为优选0.01-0.1%重量、更优选0.02-0.08%重量以及最优选0.04-0.07%重量。如果PCC被用作该含碱土金属碳酸盐的填料材料,则该填料材料的残留总水分含量基于该含碱土金属碳酸盐的填料材料的总干重量计为优选0.01-0.2%重量、更优选0.05-0.17%重量以及最优选0.05-0.10%重量。
根据本发明,该经表面处理填料材料产品进一步包含在该含碱土金属碳酸盐的填料材料、优选含碳酸钙填料材料的表面的至少一部分上的处理层。
根据一种实施方案,该经表面处理填料材料产品包含处理层,其量基于该含碱土金属碳酸盐的填料材料、优选含碳酸钙填料材料的总干重量计为至少0.1%重量,优选量为0.1至3%重量。
根据一种实施方案,该经表面处理填料材料产品包含处理层,其量基于该含碱土金属碳酸盐的填料材料、优选含碳酸钙填料材料的总干重量计为0.1至2.5%重量,优选量为0.1至2%重量,更优选量为0.1至1.5%重量,再更优选量为0.1至1%重量,以及最优选量为0.2至0.8%重量。
根据一种实施方案,该处理层在该含碱土金属碳酸盐的填料材料、优选含碳酸钙填料材料的整个表面上。
用于制备经表面处理填料材料产品的方法在WO 2014/060286A1和WO 2014/128087A1中描述。
进一步的要求是:该密实聚合物基填料材料包含基于该密实聚合物基填料材料的总重量计为1.95-59.95%重量的量的聚合物粘合剂。根据一种实施方案,该聚合物粘合剂的存在量为2-40%重量,更优选3-25%重量并且最优选5-20%重量。
应理解,该聚合物粘合剂用于分开该密实聚合物基填料材料中的单个粒子,并且未化学结合至该经表面处理填料材料产品的表面上。
根据本发明的一种实施方案,该聚合物粘合剂是典型地用于滚塑中并且为本领域技术人员所熟知的聚合物粘合剂。
例如,该聚合物粘合剂选自以下物质的均聚物和/或共聚物:聚烯烃;聚酰胺,聚苯乙烯,聚(甲基)丙烯酸酯,聚氯乙烯,聚氨酯,含卤素聚合物,聚酯,聚碳酸酯,可生物降解聚合物,以及其混合物。
根据一种实施方案,该聚合物粘合剂是聚烯烃。可以使用的聚烯烃聚合物优选选自聚丙烯、聚乙烯、聚丁烯及其混合物。
在一种实施方案中,该聚烯烃是聚烯烃的均聚物和/或共聚物。例如,该聚烯烃是聚烯烃的均聚物和共聚物。另外可选地,该聚烯烃是聚烯烃的均聚物或共聚物。
应理解,该聚烯烃优选是聚烯烃的均聚物。
例如,该聚烯烃可以是聚乙烯和/或聚丙烯和/或聚丁烯。优选地,该聚烯烃选自聚丙烯、聚乙烯及其混合物。更优选地,该聚烯烃是聚乙烯。
如果该聚烯烃是聚乙烯,则该聚烯烃优选选自聚乙烯的均聚物和/或共聚物,例如高密度聚乙烯(HDPE)、中密度聚乙烯(MDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、甚低密度聚乙烯(VLDPE)和线性低密度聚乙烯(LLDPE)。
例如,该聚烯烃是聚乙烯的均聚物和/或共聚物。
本发明中所用的表述聚乙烯的均聚物是指下述这样的聚乙烯:该聚乙烯包括基本上由(即基于聚乙烯的总重量计为大于99.7%重量、还更优选至少99.8%重量的)乙烯单元构成的聚乙烯。例如,在聚乙烯的均聚物中仅乙烯单元是可检测的。
在聚烯烃是聚乙烯的共聚物的情况下,应理解,该聚乙烯包含衍生自乙烯的单元作为主要组分。因此,该聚乙烯的共聚物包含基于聚乙烯的总重量计为至少55%重量的衍生自乙烯的单元,更优选至少60%重量的衍生自乙烯的单元。例如,该聚乙烯的共聚物包含基于聚乙烯的总重量计为60-99.5%重量、更优选90-99%重量的衍生自乙烯的单元。存在于这种聚乙烯的共聚物中的共聚单体是C3-C10的α-烯烃,优选1-丁烯、1-己烯和1-辛烯,后者是特别优选的。
额外地或另外可选地,该聚烯烃是聚丙烯的均聚物和/或共聚物。
在本发明通篇中使用的表述聚丙烯的均聚物是指下述这样的聚丙烯:该聚丙烯基本上由(即基于聚丙烯的总重量计为大于99%重量、还更优选至少99.5%重量、例如99.8%重量的)丙烯单元构成。例如,在聚丙烯的均聚物中仅丙烯单元是可检测的。
在该聚烯烃是聚丙烯的共聚物的情况下,该聚丙烯优选包含衍生自丙烯的单元作为主要组分。该聚丙烯的共聚物优选包含以下单元,优选由以下单元构成:衍生自丙烯和C2和/或至少一种C4-C10的α-烯烃的单元。在本发明的一种实施方案中,该聚丙烯的共聚物包含以下单元,优选由以下单元构成:衍生自丙烯和至少一种选自乙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯和1-辛烯的α-烯烃的单元。例如,该聚丙烯的共聚物包含以下单元,优选由以下单元构成:衍生自丙烯和乙烯的单元。在本发明的一种实施方案中,衍生自丙烯的单元构成聚丙烯的主要部分,即基于聚丙烯的总重量计为至少60%重量,优选至少70%重量,更优选至少80%重量,再更优选60-99%重量,还更优选70-99%重量并且最优选80-99%重量。在该聚丙烯的共聚物中衍生自C2和/或至少一种C4-C10的α-烯烃的单元的量为1-40%重量,更优选1-30%重量并且最优选1-20%重量,基于该聚丙烯的共聚物的总重量计。
如果该聚丙烯的共聚物仅包含衍生自丙烯和乙烯的单元,则乙烯的量优选为1-20%重量,优选1-15%重量并且最优选1-10%重量,基于该聚丙烯的共聚物的总重量计。因此,丙烯的量优选为80-99%重量,优选85-99%重量并且最优选90-99%重量,基于该聚丙烯的共聚物的总重量计。
额外地或另外可选地,该聚烯烃是聚丁烯的均聚物和/或共聚物。
本发明通篇中所用的表述聚丁烯的均聚物是指下述这样的聚丁烯:该聚丁烯基本上由(即基于聚丁烯的总重量计为大于99%重量、还更优选至少99.5%重量、例如99.8%重量的)丁烯单元构成。在一种优选的实施方案中,在聚丁烯的均聚物中仅丁烯单元是可检测的。
在该聚烯烃是聚丁烯的共聚物的情况下,该聚丁烯优选包含衍生自丁烯的单元作为主要组分。该聚丁烯的共聚物优选包含以下单元,优选由以下单元构成:衍生自丁烯和C2和/或C3和/或至少一种C5-C10的α-烯烃的单元。在本发明的一种实施方案中,该聚丁烯的共聚物包含以下单元,优选由以下单元构成:衍生自丁烯和至少一种选自乙烯、1-丙烯、1-戊烯、1-己烯和1-辛烯的α-烯烃的单元。例如,该聚丁烯的共聚物包含以下单元,优选由以下单元构成:衍生自丁烯和乙烯的单元。在本发明的一种实施方案中,衍生自丁烯的单元构成聚丁烯的主要部分,即基于聚丁烯的总重量计为至少60%重量,优选至少70%重量,更优选至少80%重量,再更优选60-99%重量,还更优选70-99%重量并且最优选80-99%重量。在该聚丁烯的共聚物中衍生自C2和/或C3和/或至少一种C5-C10的α-烯烃的单元的量为1-40%重量,更优选1-30%重量并且最优选1-20%重量,基于该聚丁烯的共聚物的总重量计。
根据另一种实施方案,该聚合物粘合剂是聚苯乙烯(PS)。聚苯乙烯(PS)是由单体苯乙烯制成的合成芳族聚合物,并且可以是固体或发泡的。聚苯乙烯是长链烃,其中交替的碳中心与苯基基团连接。聚苯乙烯的化学式为(C8H8)n,并且含有化学元素碳和氢。聚苯乙烯可通过无规立构或间同立构。无规立构是指苯基基团随机分布在聚合物链的两侧上。间同立构是指苯基基团位于烃骨架的交替位置上。
根据一种实施方案,聚苯乙烯仅是无规立构的。根据一种优选的实施方案,聚苯乙烯仅是间同立构的。另外可选地,该聚合物可以是无规立构和间同立构聚苯乙烯的混合物。
根据另一种实施方案,该聚合物粘合剂是聚氯乙烯(PVC)。聚氯乙烯或聚(氯乙烯)通常缩写为PVC,通过氯乙烯单体的聚合制备,并且具有化学式(C2H3Cl)n。PVC有两种基本形式,即刚性(有时缩写为RPVC)和柔性。
聚氯乙烯是本领域技术人员已知的并且在工业上可获得,例如来自INEOS ChlorAmericas Inc.,Wilmington,USA的Evipol SH6030PVC。
根据一种实施方案,聚氯乙烯包含聚氯乙烯均聚物或氯乙烯与可共聚的烯键式不饱和单体的共聚物。在提供聚氯乙烯均聚物的情况下,该聚氯乙烯含有仅由氯乙烯构成的单体。如果提供聚氯乙烯共聚物,则该聚氯乙烯包含含有主要量的由氯乙烯构成的单体的单体混合物。在一种优选的实施方案中,聚氯乙烯树脂含有单体混合物,所述单体混合物包含基于单体混合物的总重量计至少60%重量的氯乙烯构成的单体量。基于单体混合物的总重量,氯乙烯共聚物优选由氯乙烯和1-40%重量的可共聚的烯键式不饱和单体构成。优选地,该可共聚的烯键式不饱和单体选自偏二氯乙烯,乙酸乙烯酯,丁酸乙烯酯,苯甲酸乙烯酯,偏二氯乙烯,富马酸二乙酯,马来酸二乙酯,丙酸乙烯酯,丙烯酸甲酯,丙烯酸丁酯,甲基丙烯酸甲酯,甲基丙烯酸乙酯,甲基丙烯酸丁酯,苯乙烯,乙烯基醚如乙烯基乙基醚,乙烯基氯乙基醚和乙烯基苯基醚,乙烯基酮如乙烯基甲基酮和乙烯基苯基酮,丙烯腈,氯丙烯腈及其混合物。进一步优选的是,本发明的聚氯乙烯共聚物包含氯乙烯和乙酸乙烯酯、氯乙烯和乙酸乙烯酯以及马来酸酐或氯乙烯和偏二氯乙烯的单体。
在一种优选的实施方案中,该聚氯乙烯是聚氯乙烯的均聚物。
根据本发明的另一种实施方案,该聚合物粘合剂是聚碳酸酯(PC)。聚碳酸酯是含有碳酸酯基团(-O-(C=O)-O-)的聚合物,并且还以商品名Lexan、Makrolon、Hammerglass等为人所知。聚碳酸酯可通过双酚A(BPA)与NaOH反应然后与光气COCl2反应获得。聚碳酸酯的替代途径涉及从BPA和碳酸二苯酯的酯交换,其中碳酸二苯酯可部分衍生自一氧化碳。
根据本发明的另一种实施方案,该聚合物粘合剂是聚酯。聚酯是一类在其主链中含有酯官能团的聚合物,并且通常通过缩聚反应得到。聚酯可包括天然存在的聚合物如角质,以及合成聚合物如聚碳酸酯或聚丁酸酯。取决于其结构,聚酯可以是可生物降解的。在本发明含义内的术语“可生物降解的”是指能够借助于细菌或其他活生物体降解或分解且由此避免环境污染的物质或物体。
根据一种实施方案,该聚酯选自聚乙醇酸、聚己内酯、聚己二酸亚乙基酯、聚己二酸亚丁基酯、聚羟基烷酸酯(PHA)、聚羟基丁酸酯、聚对苯二甲酸亚烷基酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸亚丙基酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸亚乙基酯、或其混合物、或其共聚物。其共聚物可为例如聚(己二酸亚丁基酯-共-对苯二甲酸酯)(PBAT)。这些聚合物中的任一种可为纯形式(即均聚物形式)或可通过共聚和/或通过向主链或主链的侧链添加一个或多个取代基而改性。
根据本发明的另一种实施方案,该聚合物粘合剂是从生物聚合物获得的聚合物,并且优选地,该聚合物选自聚己二酸对苯二甲酸丁二酯(PBAT),聚羟基烷酸酯(PHA)如聚羟基丁酸酯(PHB),聚羟基戊酸酯(PHV),聚羟基己酸酯(PHH),聚羟基辛酸酯(PHO)和聚羟基烷酸酯的共聚物,聚己内酯(PCL),聚乙醇酸(PGA),聚丁二酸丁二醇酯(PBS),聚丁二酸己二酸丁二醇酯(PBSA),聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT),聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT),聚丁二酸对苯二甲酸丁二醇酯(PBST),赛璐玢(CH),纤维素醚,纤维素酯,淀粉醋酸酯和/或淀粉掺合物,甚至更优选地选自聚己二酸对苯二甲酸丁二酯(PBAT),聚羟基烷酸酯(PHA),聚己内酯(PCL)和/或淀粉醋酸酯和/或淀粉掺合物,并且最优选选自聚己二酸对苯二甲酸丁二酯(PBAT),聚羟基丁酸酯(PHB)和聚己内酯(PCL)。
根据一种实施方案,该聚合物粘合剂仅包含一种类型的聚合物。
根据本发明的另一种实施方案,该聚合物粘合剂是含卤素聚合物。含卤素聚合物例如是聚氯丁二烯、聚偏二氯乙烯、氯化聚乙烯或聚四氟乙烯。
根据本发明的另一种实施方案,该聚合物粘合剂是聚氨酯(PU),特别是线性聚氨酯(TPU)。
根据本发明的另一种实施方案,该聚合物粘合剂是聚酰胺(PA),例如PA 6、PA6.6、PA 6.10、PA 4.6、PA 4.10、PA 6.12、PA 12.12、PA 11、PA 12以及部分芳族的聚酰胺(例如聚邻苯二甲酰胺)。
根据本发明的另一种实施方案,该聚合物粘合剂是聚(甲基)丙烯酸酯如聚甲基丙烯酸甲酯,聚丙烯腈,聚丙烯酰胺,聚丙烯酸丁酯。
该聚合物粘合剂可以以固体形式或熔融形式提供。根据一种实施方案,该聚合物粘合剂是固体聚合物粘合剂,例如以粒料或粉末的形式。根据另一种实施方案,该聚合物粘合剂是熔融的聚合物粘合剂。
应理解,与该聚合物粘合剂是以固体或熔融形式提供无关,在制备该密实聚合物基填料材料期间的某个时间点,该聚合物粘合剂将为具有一定粘度的液体形式。根据一种实施方案,该聚合物粘合剂具有100至400 000mPa·s、优选1 000至100 000mPa·s、以及更优选5 000至50 000mPa·s的旋转粘度(210℃)。该旋转粘度通过旋转粘度计测量,所述旋转粘度计例如是来自Anton Paar的流变仪,型号Physica MCR 300Modular Compact流变仪,具有板对板(plate-plate)系统,其具有25mm直径,0.2mm间隙以及5s-1的剪切速率。
进一步的要求是:该密实聚合物基填料材料包含基于密实聚合物基矿物填料的总重量计为0.05-5%重量的一种或多种添加剂,该添加剂包含一种或多种稳定剂。
例如,该密实聚合物基填料材料包含基于密实聚合物基矿物填料的总重量计为0.08-4%重量、更优选0.1-3%重量的一种或多种添加剂,该添加剂包含一种或多种稳定剂。
在一种实施方案中,该密实聚合物基填料材料包含基于密实聚合物基矿物填料的总重量计为0.08-1%重量、更优选0.1-0.8%重量并且最优选0.1-0.5%重量、例如0.1-0.4%重量的一种或多种稳定剂。
应理解,该一种或多种稳定剂对本发明是有利的,因为它/它们进一步提高最终滚塑制品的刚度和冲击性能。
该一种或多种稳定剂优选是抗氧化剂和/或UV稳定剂。例如,该一种或多种稳定剂是抗氧化剂或UV稳定剂。另外可选地,该一种或多种稳定剂是抗氧化剂和UV稳定剂。
优选地,该密实聚合物基填料材料包含一种或多种稳定剂,其选自酚类稳定剂、亚磷酸酯和/或亚膦酸酯稳定剂、含硫稳定剂、位阻胺稳定剂、UV稳定剂如HALS及其混合物。
例如,该一种或多种稳定剂是酚类稳定剂。合适的酚类稳定剂例如是:十八基-3-(3,5-二-叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯,季戊四醇-四[3-(3,5-二-叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯,三(3,5-二-叔丁基-4-羟基苯基)异氰尿酸酯,1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二-叔丁基-4-羟基苄基)苯,三乙二醇-双[3-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯,N,N'-己烷-1,6-二基-双[3-(3,5-二-叔丁基-4-羟基苯基)丙酰胺。酚类稳定剂是本领域技术人员众所周知的,并且可商购获得,例如以BASF的
Figure BDA0002977682720000411
1010或
Figure BDA0002977682720000412
302或RM68商购。
额外地或另外可选地,该一种或多种稳定剂是亚磷酸酯和/或亚膦酸酯稳定剂。合适的亚磷酸酯/亚膦酸酯稳定剂例如是:三-(2,4-二-叔丁基-苯基)亚磷酸酯,3,9-双(2,4-二-叔丁基苯氧基)-2,4,8,10-四氧杂-3,9-二-膦螺[5.5]十一烯,四(2,4-二-叔丁基苯基)[1,1-联苯]-4,4'-二基双亚膦酸酯。亚磷酸酯和/或亚膦酸酯稳定剂是本领域技术人员众所周知的,并且可商购获得,例如以BASF的
Figure BDA0002977682720000421
168商购。
额外地或另外可选地,该一种或多种稳定剂是含硫稳定剂。含硫稳定剂是本领域技术人员众所周知的,并且可商购获得,例如以BASF的
Figure BDA0002977682720000422
802商购。
额外地或另外可选地,该一种或多种稳定剂是位阻胺稳定剂。合适的位阻胺稳定剂例如是:1,1-双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯,双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)琥珀酸酯,双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯,双(1-辛氧基-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯,双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)-n-丁基-3,5-二-叔丁基-4-羟基苄基丙二酸酯,1-(2-羟基乙基)-2,2,6,6-四甲基-4-羟基哌啶和琥珀酸的缩合产物,N,N’-双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)六亚甲基二胺和4-叔辛基氨基-2,6-二氯-1,3,5-三嗪的线性或环状缩合产物,三(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)次氮基三醋酸酯,四(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,2,3,4-丁烷四羧酸酯,1,1'-(1,2-乙烷二基)-双(3,3,5,5-四甲基哌嗪酮),4-苯甲酰基-2,2,6,6-四甲基哌啶,4-硬脂酰基氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶,N,N’-双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)六亚甲基二胺和4-吗啉代-2,6-二氯-1,3,5-三嗪的线性或环状缩合产物,7,7,9,9-四甲基-2-环十一基-1-氧杂-3,8-二氮杂-4-氧杂螺[4.5]癸烯和表氯醇的反应产物。受阻胺稳定剂是本领域技术人员众所周知的,并且可商购获得,例如以BASF的
Figure BDA0002977682720000423
2020、
Figure BDA0002977682720000424
944或
Figure BDA0002977682720000425
5050商购。
优选地,该一种或多种添加剂包含稳定剂的混合物。例如,该稳定剂的混合物包含酚类稳定剂和亚磷酸酯和/或亚膦酸酯稳定剂。这样的混合物是本领域技术人员众所周知的,并且可商购获得,例如以BASF的
Figure BDA0002977682720000426
B215或
Figure BDA0002977682720000427
B225商购。
在一种实施方案中,包括一种或多种稳定剂的该一种或多种添加剂不含其他添加剂。也就是说,该一种或多种添加剂由该一种或多种稳定剂构成。
在一种实施方案中,该一种或多种添加剂包含本领域技术人员熟知的一种或多种其他添加剂。这样的添加剂包括但不限于:成核剂,金属去活化剂,抗冲改性剂,增塑剂,润滑剂,流变改性剂,加工助剂,颜料,染料,光学增白剂,抗微生物剂,抗静电剂,光滑剂,抗结块剂,偶联剂,分散剂,增容剂,氧清除剂,酸清除剂,标示剂,抗雾剂,表面改性剂,阻燃剂,发泡剂,消烟剂,增强剂如玻璃纤维、碳纤维和/或玻璃泡,或前述添加剂的混合物。
生产密实材料的方法
根据本发明,提供一种用于生产密实聚合物基填料材料的方法,该方法包括以下步骤:
a)提供基于密实聚合物基矿物填料的总重量计的量为40-98%重量的经表面处理填料材料产品,该经表面处理填料材料产品含有含碱土金属碳酸盐的填料材料和在该含碱土金属碳酸盐的填料材料的表面的至少一部分上的处理层,
其中该处理层包含
i)至少一种单取代琥珀酸酐和/或至少一种单取代琥珀酸和/或其反应产物,和/或
ii)一种或多种磷酸单酯及其反应产物和/或一种或多种磷酸二酯及其反应产物的磷酸酯掺混物,和/或
iii)具有C4-C24的碳原子总量的脂族羧酸和/或其反应产物,和/或
iv)聚氢硅氧烷和/或其反应产物,和/或
v)脂族醛和/或其反应产物,
b)提供基于密实聚合物基矿物填料的总重量计的量为1.95-59.95%重量的聚合物粘合剂,
c)提供基于密实聚合物基矿物填料的总重量计的量为0.05-5%重量的一种或多种添加剂,该添加剂包含一种或多种稳定剂,
d)同时地或者接续地将步骤a)的经表面处理填料材料产品、步骤b)的聚合物粘合剂和步骤c)的包括一种或多种稳定剂的添加剂供应到高速混合机单元中,
e)在高速混合机单元中混合步骤a)的经表面处理填料材料产品、步骤b)的聚合物粘合剂和步骤c)的包括一种或多种稳定剂的添加剂,直至形成密实材料;并且
f)使从步骤e)获得的密实材料的温度降低至低于该聚合物粘合剂的熔点或玻璃化转变温度。
本发明的方法可以以连续方法或分批方法的形式进行。
根据一种实施方案,步骤a)中提供的经表面处理填料材料产品具有的温度为20℃至300℃,优选为60℃至250℃。
根据一种实施方案,步骤b)中提供的聚合物粘合剂为固体形式。根据另一种实施方案,步骤b)中提供的聚合物粘合剂为熔融形式,优选具有高于该聚合物粘合剂的熔点或玻璃化转变温度的温度。根据一种实施方案,如果使用无定形聚合物粘合剂,则该聚合物粘合剂具有的温度比该聚合物粘合剂的玻璃化转变温度高50℃至300℃。根据另一种实施方案,如果该聚合物粘合剂是至少部分结晶的聚合物,则该聚合物粘合剂具有的温度比该聚合物粘合剂的熔点高10℃至200℃。例如,该聚合物粘合剂所具有的温度可以是20℃至300℃,优选30℃至270℃,更优选40℃至250℃,并且最优选50℃至230℃。
根据一种实施方案,步骤c)中提供的该一种或多种包含一种或多种稳定剂的添加剂为液体或干燥形式,优选为干燥形式。
根据本发明,将步骤a)的至少一种粉末材料、步骤b)的聚合物粘合剂和步骤c)的该一种或多种包含一种或多种稳定剂的添加剂供应到高速混合机单元中。用于将各组分供应到高速混合机单元中的合适输送器系统是本领域技术人员已知的。例如,该供应可通过使用气动输送器系统、振动输送器系统、柔性输送器系统、垂直输送器系统、螺旋输送器系统、或上述系统中的一种或多种的组合来进行。
合适的高速混合机单元也是本领域技术人员已知的。合适的高速混合机单元的实例是单螺杆高速混合机,例如环层(ring layer)混合机(可获自
Figure BDA0002977682720000441
、Amixon、AVA-Huep或Zeppelin公司),或高速分批混合机(可获自Henschel,Papenmeier,Mixaco或Zepplin公司),或强力混合机(如可获自Laeis或Eirich公司)。
根据一种实施方案,方法步骤d)包括同时地或者接续地将步骤a)的至少一种粉末材料、步骤b)的聚合物粘合剂和步骤c)的该一种或多种包含一种或多种稳定剂的添加剂供应到圆柱形处理室的高速混合机单元中。根据一种优选实施方案,该圆柱形处理室包含一个处于水平或垂直位置的单螺杆高速混合机。
对本发明特别有用的是传统上商业可获得的圆柱形处理室,其包含单螺杆高速混合机,具有例如以下参数:长度350mm,直径90mm,在1 000–4 000rpm下;长度1 200mm,直径230mm,在400–3 000rpm下;长度150mm,直径150mm,在600–1 300rpm下。优选地,长度:直径的比率为1:1至6:1,更优选2:1至5:1,特别是3:1至4:1。
在本发明方法的步骤e)中,在高速混合机单元中混合步骤a)的至少一种粉末材料、步骤b)的聚合物粘合剂和步骤c)的该一种或多种包含一种或多种稳定剂的添加剂,直到形成密实材料。
混合可在100℃至200℃,优选120℃至180℃,以及更优选130℃至160℃的温度下进行。优选的圆周混合速度可为5至100m/s,优选7至80m/s,更优选10至50m/s。
根据一种实施方案,步骤b)提供的聚合物粘合剂为熔融聚合物粘合剂,且在步骤e)中,步骤a)的至少一种粉末材料、步骤c)的该一种或多种包含一种或多种稳定剂的添加剂和步骤b)的熔融聚合物粘合剂在高速混合机单元中混合,直至形成密实材料。
根据另一实施方案,步骤b)提供的聚合物粘合剂为固体聚合物粘合剂,并且在步骤e)中,步骤a)的至少一种粉末材料、步骤c)的该一种或多种包含一种或多种稳定剂的添加剂和步骤b)的固体聚合物粘合剂在高速混合机单元中混合,直至形成密实材料,其中该混合步骤在高于聚合物粘合剂的熔点或玻璃化转变温度的温度下进行。
根据一种实施方案,如果使用无定形聚合物粘合剂,混合步骤e)在比聚合物粘合剂的玻璃化转变温度高50℃至300℃的温度下进行。根据另一实施方案,如果聚合物粘合剂为至少部分结晶聚合物,混合步骤e)在比聚合物粘合剂的熔点高10℃至200℃的温度下进行。例如,混合步骤e)可在100℃至200℃,优选120℃至180℃并且最优选130℃至160℃的温度下进行。
根据本发明,进行混合步骤e)直到形成密实材料。作为密实材料,块体(bulk)材料被理解为由许多单个粒子的聚结体构成,形成具有通过筛分析使用Retsch AS 200筛板塔根据ISO 3310标准测量的重量中值粒子尺寸d50为10μm≤150μm的材料。
在方法步骤f)中,由步骤e)获得的密实材料的温度被降低至低于聚合物粘合剂的熔点或玻璃化转变温度。根据一种实施方案,在方法步骤f)中,由步骤e)获得的密实材料的温度被降低至低于聚合物粘合剂的熔点。根据另一实施方案,在方法步骤f)中,由步骤e)获得的密实材料的温度被降低至低于聚合物粘合剂的玻璃化转变温度。
由步骤e)获得的密实材料的温度可通过本领域技术人员已知的任何方法和措施降低。根据一种实施方案,方法步骤f)通过将由步骤e)获得的密实材料传送至冷却单元来进行。合适的冷却单元的实例是流化床,或者允许通过冷冻表面冷却密实材料的装置。
根据一种任选的实施方案,表面处理剂在将至少一种粉末材料供应到高速混合机单元中的同时进行供应或者在将至少一种粉末材料供应到高速混合机单元中之后进行供应。表面处理剂可为液体或液化的,并且可优选以熔融态提供。
表面处理剂与聚合物粘合剂的主要差别在于,表面处理剂化学结合到至少一种粉末材料上。优选地,表面处理剂尤其用于改变粉末材料的表面张力,并且因此改变其疏水性。另一方面,如以下所提及,蜡也可被用作表面处理剂,其并非化学结合,但是特别用于改善分散性,并且尤其降低高粘度聚合物粘合剂的粘度。
根据一种实施方案,表面处理剂选自硬脂酸、氧化锌、石蜡、聚乙烯金属茂蜡和聚丙烯蜡。根据一种实施方案,表面处理剂的温度为20℃和300℃之间,优选在60℃和250℃之间,以及更优选在60℃和120℃之间。但是,最高温度必须低于任一个组分的分解温度。
还可有利的是,在步骤e)之前,即在由步骤d)获得的密实材料的温度被降至低于聚合物粘合剂的熔融温度或玻璃化转变温度之前,步骤d)的密实材料被传送到第二混合单元。在此第二混合单元中,可添加任选的另外的熔融聚合物粘合剂并且与步骤d)的密实材料混合。
必须要指出的是,传统功能性组分如抗冲改性剂、稳定剂等可在混合方法期间纳入,或加至完成的密实材料中,以及最终产物(即密实热塑性树脂)中。
产品及用途
根据另一方面,提供了一种滚塑产品。该滚塑产品由如本文定义的密实聚合物基填料材料获得。
该滚塑产品可以是一层或多层滚塑产品。应理解,该一层或多层滚塑产品还可以包含发泡层。例如,由该密实聚合物基填料材料获得的至少一个层是发泡层。
在一种实施方案中,该滚塑产品是一层滚塑产品。在此实施方案中,该单层由该密实聚合物基填料材料获得。例如,由该密实聚合物基填料材料获得的单层是发泡层。
另外可选地,该滚塑产品是多层滚塑产品,例如两层或三层滚塑产品。在这个实施方案中,至少一个层由该密实聚合物基填料材料获得。例如,所有层均由该密实聚合物基填料材料获得。在一种实施方案中,由该密实聚合物基填料材料获得的至少一个层是发泡层。
在一种实施方案中,该滚塑产品是多层滚塑产品,例如两层或三层滚塑产品,其中一个层是由该密实聚合物基填料材料获得的。在两层滚塑产品的情况下,由该密实聚合物基填料材料获得的层可以是内层或外层,优选是内层。例如,由该密实聚合物基填料材料获得的内层是发泡层。另一个层可由不含该密实聚合物基填料材料的聚合物获得。不过,另一个层可以包含例如着色剂。
在三层滚塑产品的情况下,该滚塑产品可以具有A-B-A、B-A-A或A-A-B结构,其中B层是指由该密实聚合物基填料材料获得的层。例如,B层是发泡层。其他层(A)可以由不含该密实聚合物基填料材料的聚合物获得,但是可以包含例如着色剂。
该滚塑产品优选具有
i)根据ISO 527-2/1B/50在50mm/min的速度下测量的拉伸模量为560-750MPa,和/或
ii)根据ISO 179-1/1e/UN在+23℃下测量的却贝冲击强度(NIS+23)为10-130kJ/m2,和/或
iii)根据ISO 179-1/1e/UN在-40℃下测量的却贝冲击强度(NIS-40)为5-80kJ/m2
例如,该滚塑产品具有
i)根据ISO 527-2/1B/50在50mm/min的速度下测量的拉伸模量为560-750MPa,或
ii)根据ISO 179-1/1e/UN在+23℃下测量的却贝冲击强度(NIS+23)为10-130kJ/m2,或
iii)根据ISO 179-1/1e/UN在-40℃下测量的却贝冲击强度(NIS-40)为5-80kJ/m2
另外可选地,该滚塑产品具有
i)根据ISO 527-2/1B/50在50mm/min的速度下测量的拉伸模量为560-750MPa,和
ii)根据ISO 179-1/1e/UN在+23℃下测量的却贝冲击强度(NIS+23)为10-130kJ/m2,和
iii)根据ISO 179-1/1e/UN在-40℃下测量的却贝冲击强度(NIS-40)为5-80kJ/m2
该滚塑产品是通过生产滚塑产品的方法获得的。这些方法在本领域中是众所周知的,并且本领域技术人员将调节方法条件以适应可用的特定设备。
用于生产滚塑产品的方法包括以下步骤:
a)将如本文所定义的密实聚合物基填料材料与至少一种聚合物粘合剂混合,其中该聚合物粘合剂可以与该密实聚合物基填料材料中的聚合物粘合剂相同或不同,并且
b)使在步骤a)中获得的混合物进行一个或多个滚塑工艺,并且
c)任选地,使至少一种聚合物粘合剂在步骤b)之前或之后、优选在步骤b)之前进行一个或多个滚塑工艺,其中该聚合物粘合剂可以与该密实聚合物基填料材料中的聚合物粘合剂相同或不同。
关于该密实聚合物基填料材料、该聚合物粘合剂及其优选实施方案,可参考在上文详细讨论该密实聚合物基填料材料时所提供的详细评论。
根据一种实施方案,方法步骤b)在升高的温度下进行。例如,方法步骤b)在30℃至200℃、优选40℃至150℃并且更优选50℃至120℃的温度下进行。为了制备一个或多个发泡层,在这种升高的温度下进行方法步骤b)是有利的。但是,最高温度必须低于任何一种成分的分解温度。
这样的方法在本领域中是众所周知的,并且本领域技术人员将调节方法条件以适应可用的特定设备。
鉴于所实现的有利效果,本发明在另一方面中涉及该密实聚合物基填料材料在滚塑产品中作为添加剂的用途。
具体实施方式
实施例
1、测量方法和材料
下面将描述在实施例中使用的测量方法和材料。
矿物粒子的粒子尺寸,“Sedigraph法”
本文所用的重量中值粒子尺寸d50以及顶切d98基于通过使用MicromeriticsInstrument Corporation的SedigraphTM 5120仪器进行的测量来确定。方法和仪器是本领域技术人员已知的,并且通常用于确定填料和颜料的颗粒尺寸。该测量在包含0.1%重量Na4P2O7的水溶液中进行。使用高速搅拌器和超声波分散样品。为了测量分散的样品,不添加其他分散剂。
粒子的粒子尺寸,“Malvern”法
本文所用的重量中值粒子尺寸d50以及顶切d98基于通过使用以下设备进行的测量来确定:Malvern Mastersizer 3000(Malvern Instruments Ltd.Enigma Business Park,Grovewood Road,Malvern,Worcestershire,UK WR14 1XZ),并且结合Malvern Aero S干分散单元和干池,通过激光衍射确定d50细度范围为500-0.1μm的固体无机粉末材料的粒子尺寸分布。所使用的方法在Malsvern Instruments Ltd.提供的Mastersizer3000BasicGuide、Mastersizer 3000Manual和Manual for Aero Series Dry Dispersion Unit中进行了描述。大约10ml的样品通过相应的筛网装载到Aero S中。结果以V.-%(体积%)表示。
比表面积(BET)
使用氮气和BET法(根据ISO 9277(2010))来测量比表面积。
旋转粘度测量
旋转粘度通过流变仪(来自Anton Paar(奥地利),型号Physica MCR 300ModularCompact流变仪)测定,该流变仪具有板对板系统,其具有25mm的直径,0.2mm的间隙以及5s-1的剪切速率。
却贝无缺口冲击强度(ISO 179-1)
根据ISO 179/1eUN(2010)在+23℃(NIS+23)和-40℃(NIS-40)下通过在每个温度下使用最少5个1型试样和7.5J的锤质量来确定却贝无缺口冲击强度。通过以厚度为壁厚来制备试样。
拉伸性能(ISO 527-2)
拉伸模量、屈服应力、屈服应变、断裂应变和断裂应力根据ISO527-2/1B/50(2012)(测试速度=50mm/min;+23℃和-40℃)通过使用最少5个1B型试样来确定。通过以厚度为壁厚来制备试样。除非另有说明,否则所述性能是在+23℃(+23℃=室温)下测定的。
MFR
熔体流动速率MFR根据ISO 1133(190℃,2.16kg载荷)测量。
密度
密度根据ASTM D792测量。
熔融温度
使用差示扫描量热法(DSC)测量熔融温度(Tm)。
灰分含量
密实材料样品基于样品总重量计的灰分含量(%重量)通过在被置于焚烧炉中的焚烧坩埚中在400℃焚烧样品40分钟来确定。灰分含量以剩余无机残留物的总量来测量。
2、实施例
A、密实材料的制备
-材料
粉末材料
CC1:非常细的碳酸钙粉末,由高纯度的白色大理石制成,并用硬脂酸进行表面处理(可从美国Croda的Sigma-Aldrich商购)。CC1具有以下特性:
Figure BDA0002977682720000511
白度:
·白度(Ry,C/2°,DIN 53163) 95%
·Tappi白度(R457,ISO 2469) 94.5%
工厂交货水分(ISO 787/2) 0.2%
CC2:非常细的碳酸钙粉末,由高纯度的白色大理石制成,并用0.6%的硬脂酸进行表面处理(可从Omya International AG,CH-4665Oftringen购买)。CC2具有以下特性:
PSD(μm)
d<sub>50</sub> 3
d<sub>98</sub> 15
聚合物粘合剂和稳定剂
粘合剂A:乙烯-1-辛烯共聚物(Affinity GA 1900),密度(ASTMD792)=0.87g/cm3(根据技术数据表),在190℃下的旋转粘度=8500mPa-s,可从美国Dow Chemical Company商购获得。
稳定剂:ALBlend 181抗氧化剂是
Figure BDA0002977682720000521
310抗氧化剂(一种主要的酚类抗氧化剂)和
Figure BDA0002977682720000522
368抗氧化剂(一种次要的有机亚磷酸酯)的(1:1)混合物。ALBlend 181可从美国SI Group Inc.商购获得。
Figure BDA0002977682720000523
N 30P是一种低聚受阻胺光稳定剂(HALS),设计用于使塑料材料光稳定化,可从Clariant International Ltd,CH-4133Pratteln商购获得,其CAS号为[202483-55-4]。
聚乙烯树脂(Dowlex 2631.10UE),MFR=7g/10min(190℃,2.16kg,ISO 1133),密度(ASTM D-792)=0.935g/cm3,熔点Tm(DSC)=124℃,根据技术数据表,可从美国DowChemical Company获得。
密实材料的制备
使用具有1100mm加工长度及300mm直径的水平“环层混合机/造粒机(Ring-Layer-Mixer/Pelletizer)”,也即“AVA Mixer HRM70”。圆筒配备有加热/冷却双壁。通过销钉固定的圆柱形旋转螺杆进行混合和密实。
以500kg/h的速率将粉末材料CC1重力供料到进料口。将在230℃的温度下呈液态的聚合物粘合剂或聚合物粘合剂掺混物以65kg/h的速率通过液体进料口注入。粉末材料CC1的所用量以及聚合物粘合剂和稳定剂的类型和用量在下表A中示出。
粉末材料以及聚合物粘合剂或聚合物粘合剂掺混物的混合和密实在140-160℃以及2000-2200rpm的螺杆速度下在“环层混合机/造粒机”中进行。
经由排出口离开混合机/造粒机的混合物通过重力被传送至第二环层混合机/造粒机中,用于在120-140℃的温度及2000-2200rpm的螺杆速度下操作进行密实和冷却。在此实施例中,两个单元具有相同尺寸和维度。所得密实材料CM1经由排出口离开单元,并在流化床中用环境空气冷却至室温。
表A:制备的密实材料CM1的组成和性能(%重量是基于该密实材料的总重量计的)。
CM1
CC1 88.5%重量
粘合剂A 11.3%重量
稳定剂 0.2%重量
灰分含量[%重量] 87.8%重量
PSD 85-90%<160微米
表B:制备的密实材料PCMS的组成(%重量是基于该密实材料的总重量计的)。
PCMS的组成 量(%)
CC2 88.3
Affinity 1900GA 11.1
ALBLEND 181P 0.3
Hostavin N30P 0.3
如以上针对密实材料CM1所述的那样来生产密实材料PCMS。
密实材料的粒子尺寸分布(PSD)通过如上所述的“Malvern”方法确定。
表C:密实材料的粒子尺寸分布
Figure BDA0002977682720000541
PCM1和PCMI通过筛分从PCMS获得。用“Malvern”方法测量粒子尺寸分布。
A、滚塑测试
-设备
使用尺寸为300mm x 330mm x 330mm的立方体测试模具以及Ferry Rotospeed旋转模塑机(LPG燃烧器)。旋转模具(并具有2个轴)的垂臂的旋转比为8rpm(长轴):2rpm(短轴)。使用的总注射重量为2.4千克。Rotopaq温度监控用于测量模具内部的空气温度以及烘箱的空气温度(仅模具外部)。烘箱设定温度:300℃。
在模塑之前将脱模剂施加到模具的内表面上,并使其干燥10分钟:Freekote700-NC(液体)。脱模时零件的内部空气温度:低于70℃。通过使用环境空气的强制空气对流进行冷却。
-测试1
在第一步中,将2.4kg聚乙烯树脂用手在塑料袋中翻滚混合30秒钟。然后将获得的混合物置于模具内。材料在模具的内表面上翻滚(直到其变得足够热以致于粘在模具表面上为止)。
加热模具以熔化聚合物,然后在脱模之前将其冷却至70℃的内部空气温度。在烘箱中的时间约为12分钟。
进一步的设置如下:
循环时间:47.48分钟
从烘箱中取出时的IAT(内部空气温度):186℃
PIAT(峰值内部空气温度):208.9℃
结果列于表1中。
-测试2
在第一步中,将2.28kg的聚乙烯树脂和0.12kg的CM1用手在塑料袋中翻滚混合30秒钟。然后将混合物置于模具内。材料在模具的内表面上翻滚(直到其变得足够热以致于粘在模具表面上为止)。
加热模具以熔化聚合物,然后在脱模之前将其冷却至70℃的内部空气温度。在烘箱中的时间约为11.5分钟。
进一步的设置如下:
循环时间:44.27分钟
从烘箱中取出时的IAT(内部空气温度):186℃
PIAT(峰值内部空气温度):207℃
结果列于表2中。
如上述针对测试1和2所示进行测试3至测试8。但是,表3至表8列出了所用材料的量、比例以及结果。2-层产品通过如下方式获得:首先将外层滚塑,然后将内层的材料滚塑,从而形成2-层的滚塑制品。
Figure BDA0002977682720000561
Figure BDA0002977682720000571
Figure BDA0002977682720000581
Figure BDA0002977682720000591
Figure BDA0002977682720000601
Figure BDA0002977682720000611
Figure BDA0002977682720000621

Claims (15)

1.具有顶切粒子尺寸d98≤500μm的密实聚合物基填料材料,该材料包含
a)基于密实聚合物基矿物填料的总重量计为40-98%重量的经表面处理填料材料产品,其含有含碱土金属碳酸盐的填料材料和在该含碱土金属碳酸盐的填料材料的表面的至少一部分上的处理层,
其中该处理层包含
i)至少一种单取代琥珀酸酐和/或至少一种单取代琥珀酸和/或其反应产物,和/或
ii)一种或多种磷酸单酯及其反应产物和/或一种或多种磷酸二酯及其反应产物的磷酸酯掺混物,和/或
iii)具有C4-C24的碳原子总量的脂族羧酸和/或其反应产物,和/或
iv)聚氢硅氧烷或惰性有机硅油和/或其反应产物,和/或
v)脂族醛和/或其反应产物,
b)基于密实聚合物基矿物填料的总重量计为1.95-59.95%重量的聚合物粘合剂,和
c)基于密实聚合物基矿物填料的总重量计为0.05-5%重量的一种或多种添加剂,该添加剂包含一种或多种稳定剂。
2.根据权利要求1所述的密实聚合物基填料材料,其中该含碱土金属碳酸盐的填料材料是含碳酸钙填料材料,优选地是天然研磨碳酸钙、沉淀碳酸钙、表面改性碳酸钙或其混合物,并且最优选地是天然研磨碳酸钙。
3.根据权利要求1或2所述的密实聚合物基填料材料,其中该含碱土金属碳酸盐的填料材料具有0.05-30μm、优选0.5-10μm并且最优选0.5-8μm的重量中值粒子尺寸d50
4.根据前述权利要求中任一项所述的密实聚合物基填料材料,其中该至少一种单取代琥珀酸酐由利用选自以下的基团单取代的琥珀酸酐构成:在取代基中具有碳原子总量为C2至C30、优选C3至C25并且最优选C4至C20的线性、支化、脂族和环状基团。
5.根据前述权利要求中任一项所述的密实聚合物基填料材料,其中
I)该一种或多种磷酸单酯由利用一个醇分子单酯化的正磷酸分子构成,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,和/或
II)该一种或多种磷酸二酯由利用两个醇分子二酯化的正磷酸分子构成,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、脂族或芳族的脂肪醇。
6.根据前述权利要求中任一项所述的密实聚合物基填料材料,其中该经表面处理填料材料产品包含至少0.1%重量、优选0.1-3%重量的量的处理层,基于该含碱土金属碳酸盐的填料材料的总干重计。
7.根据前述权利要求中任一项所述的密实聚合物基填料材料,其中该聚合物粘合剂
a)具有在210℃下100至400 000mPa·s、优选1 000至100 000mPa·s以及更优选5 000至50 000mPa·s的旋转粘度,和/或
b)选自以下物质的均聚物和/或共聚物:聚烯烃;聚酰胺,聚苯乙烯,聚(甲基)丙烯酸酯,聚氯乙烯,聚氨酯,含卤素聚合物,聚酯,聚碳酸酯,可生物降解聚合物,以及其混合物。
8.根据前述权利要求中任一项所述的密实聚合物基填料材料,其中该一种或多种稳定剂是酚类稳定剂,亚磷酸酯和/或亚膦酸酯稳定剂,含硫稳定剂,位阻胺稳定剂,HALS,UV稳定剂及其混合物。
9.根据前述权利要求中任一项所述的密实聚合物基填料材料,其中该密实聚合物基填料材料具有≤150μm、更优选≤100μm并且最优选≤80μm的顶切粒子尺寸d98
10.生产权利要求1-9任一项中定义的密实聚合物基填料材料的方法,该方法包括以下步骤:
a)提供基于密实聚合物基矿物填料的总重量计的量为40-98%重量的经表面处理填料材料产品,该经表面处理填料材料产品含有含碱土金属碳酸盐的填料材料和在该含碱土金属碳酸盐的填料材料的表面的至少一部分上的处理层,
其中该处理层包含
i)至少一种单取代琥珀酸酐和/或至少一种单取代琥珀酸和/或其反应产物,和/或
ii)一种或多种磷酸单酯及其反应产物和/或一种或多种磷酸二酯及其反应产物的磷酸酯掺混物,和/或
iii)具有C4-C24的碳原子总量的脂族羧酸和/或其反应产物,和/或
iv)聚氢硅氧烷或惰性有机硅油和/或其反应产物,和/或
v)脂族醛和/或其反应产物,
b)提供基于密实聚合物基矿物填料的总重量计的量为1.95-59.95%重量的聚合物粘合剂,
c)提供基于密实聚合物基矿物填料的总重量计的量为0.05-5%重量的一种或多种添加剂,该添加剂包含一种或多种稳定剂,
d)同时地或者接续地将步骤a)的经表面处理填料材料产品、步骤b)的聚合物粘合剂和步骤c)的包括一种或多种稳定剂的添加剂供应到高速混合机单元中,
e)在高速混合机单元中混合步骤a)的经表面处理填料材料产品、步骤b)的聚合物粘合剂和步骤c)的包括一种或多种稳定剂的添加剂,直至形成密实材料;并且
f)使从步骤e)获得的密实材料的温度降低至低于该聚合物粘合剂的熔点或玻璃化转变温度。
11.由权利要求1-9任一项中定义的密实聚合物基填料材料获得的滚塑产品。
12.根据权利要求11所述的滚塑产品,其具有
i)根据ISO 527-2/1B/50(2012)在50mm/min的速度下测量的拉伸模量为560-750MPa,和/或
ii)根据ISO 179-1/1e/UN(2010)在+23℃下测量的却贝冲击强度(NIS+23)为10-130kJ/m2,和/或
iii)根据ISO 179-1/1e/UN(2010)在-40℃下测量的却贝冲击强度(NIS-40)为5-80kJ/m2
13.根据权利要求11或12所述的滚塑产品,其中该产品是一层或多层、例如两层或三层的滚塑产品,并且至少一层由该密实聚合物基填料材料获得。
14.生产滚塑产品的方法,该方法包括以下步骤:
a)将权利要求1-9任一项中定义的密实聚合物基填料材料与至少一种聚合物粘合剂混合,其中该聚合物粘合剂可以与该密实聚合物基填料材料中的聚合物粘合剂相同或不同,并且
b)使在步骤a)中获得的混合物进行一个或多个滚塑工艺,并且
c)任选地,使至少一种聚合物粘合剂在步骤b)之前或之后、优选在步骤b)之前进行一个或多个滚塑工艺,其中该聚合物粘合剂可以与该密实聚合物基填料材料中的聚合物粘合剂相同或不同。
15.权利要求1-9任一项中定义的密实聚合物基填料材料作为滚塑产品中的添加剂的用途。
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