DE69826629T2

DE69826629T2 - Synthetische harzzusammensetzung beständig gegen thermische zersetzung und geformte artikel

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Publication number: DE69826629T2
Application number: DE69826629T
Authority: DE
Inventors: Tsutomu Sakaide-shi Nosu; Keiko Sakaide-shi KATSUKI
Original assignee: Kyowa Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Kyowa Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1997-07-04
Filing date: 1998-07-02
Publication date: 2005-10-06
Anticipated expiration: 2018-07-03
Also published as: ATE277978T1; CN1177896C; CZ72099A3; HU227365B1; PT933401E; JP4789422B2; EP0933401A1; CZ297127B6; DE69826629D1; AU743581B2; US6313208B1; NO991044L; ID21026A; RU2177485C2; KR20010029471A; PL332000A1; NO315122B1; WO1999001509A1; EP0933401A4; CA2264893C

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine synthetische Harzzubereitung mit Beständigkeit gegen Wärmeverschlechterung, die ein wärmeverschlechterungsbeständiges Mittel umfasst, das aus Hydrotalcit-Teilchen mit bestimmten Eigenschaften in einem bestimmten Anteil zusammengesetzt ist. Insbesondere betrifft sie eine Zusammensetzung, die Hydrotalcit-Teilchen umfasst, welche zum Zeitpunkt des Wärmeformens eines synthetischen Harzes nur selten durch Wärme verschlechtert werden und Harzen eine hervorragende Wärmeverschlechterungsbeständigkeit und ausgezeichnete physikalische Eigenschaften wie hohe Dispergierbarkeit, Nicht-Kohäsionsvermögen, Formbarkeit und Schlagfestigkeit verleihen können; sowie eine Harzzubereitung, die daraus in einem bestimmten Anteil zusammengesetzt ist.
Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Harzzubereitung und einen Formartikel, die Hydrotalcit-Teilchen als wärmeverschlechterungsbeständiges Mittel, das heißt als Wärmestabilisator, oder als Säure-Akzeptor umfassen und die nur eine extrem geringe Abnahme der physikalischen Stärke erleiden, welche durch den thermischen Abbau des Harzes zum Zeitpunkt des Formens oder der Anwendung verursacht wird.
Hydrotalcit-Teilchen wurden als Stabilisator entwickelt, um zu verhindern, dass Halogen und/oder saure Substanzen, die in den folgenden Substanzen enthalten sind, die Korrosion oder Bildung von Rost in Metallteilen einer Formmaschine oder einer Metallform zum Zeitpunkt des Formens verursachen, oder insbesondere solch eine Störung verursachen, dass das erhaltene Harz oder ein daraus geformter Artikel durch Wärme oder ultraviolettes Licht verschlechtert wird (zum Beispiel USP 4 347 353 und JP-B 58-46146). Bei den Substanzen handelt es sich um Halogen-haltige Polyolefine (als allgemeine Bezeichnung für Homopolymere wie auch verschiedene Copolymere in der vorliegenden Beschreibung verwendet), die von einem Polymerisationskatalysator und/oder nach Halogenierung wie zum Beispiel Olefinpolymeren und Copolymeren davon abgeleitet sind, hergestellt mittels einem Ziegler-Polymerisations katalysator, der eine Halogen-haltige Verbindung als eine Katalysatorkomponente und/oder Trägerkomponente umfasst, und chloriertes Polyethylen; Halogen-haltige und/oder saure Substanz-haltige thermoplastische Harze wie zum Beispiel AS, ABS, Polyacrylate und Polymethacrylate, hergestellt unter Verwendung eines Katalysators, der Halogen und/oder eine saure Substanz enthält, wie zum Beispiel Schwefelsäure, Bortrifluorid, Zinntetrachlorid oder Salzsäure; Halogen-haltige thermoplastische Harze wie zum Beispiel Polymermischungen enthaltend Vinylidenchloridpolymere und -copolymere und ein Vinylchloridharz; Halogen-haltige thermoplastische Harze wie zum Beispiel chlorierte Vinylchloridpolymere und -copolymere; und thermoplastische Harze enthaltend Halogen und/oder eine saure Substanz, abgeleitet von einem Katalysator und/oder Monomer und/oder Nachhalogenierung wie Mischungsharze, die diese enthalten.
Auch wenn die vorstehend genannten Hydrotalcit-Teilchen Eigenschaften aufweisen, die geeignet sind, einen Formartikel zu ergeben, der eine hervorragende Beständigkeit gegen Wärmeverschlechterung besitzt, wenn sie in einem Harz enthalten sind, wurde gefunden, dass die Hydrotalcit-Teilchen noch immer Nachteile aufweisen, die zusammen mit den seit kurzem steigenden Anforderungen an die Eigenschaften der Teilchen gelöst werden müssen, trotz der Tatsache, dass die Menge an Hydrotalcit-Teilchen, die in einem Harz enthalten sein sollte, sehr niedrig ist.
Folglich besteht ein starkes Bedürfnis nach Hydrotalcit-Teilchen mit einer hervorragenden Stabilität gegenüber Wärme und ultraviolettem Licht für Harze.
Daraufhin führten die Erfinder der vorliegenden Erfindung weitere Untersuchungen durch, um dieses Bedürfnis zu erfüllen, und sie entdeckten, dass die Mengen an spezifischen Metallverbindungen, die als Verunreinigungen in den Hydrotalcit-Teilchen enthalten sind, und die Form des Teilchen einen Einfluss auf die Wärmeverschlechterung und die physikalischen Eigenschaften ausüben und dass ein hervorragendes wärmeverschlechterungsbeständiges Mittel erhalten werden kann, indem diese auf bestimmte Werte beschränkt werden.
Auch wenn die Hydrotalcit-Teilchen als Harz-Additiv in großen Mengen industriell hergestellt werden, sind verschiedene Verunreinigungen, die hauptsächlich von deren Ausgangsmaterialien abstammen, in den Hydrotalcit-Teilchen bei dem Herstellungsverfahren der Hydrotalcit-Teilchen als feste Lösung oder Verunreinigung enthalten.
Die Hydrotalcit-Teilchen werden industriell aus einem Magnesium-Ausgangsmaterial, einem Aluminium-Ausgangsmaterial und einem Alkali-Ausgangsmaterial als hauptsächliche Ausgangsmaterialien hergestellt, und diese Ausgangsmaterialien beruhen in der Regel auf natürlichen Resourcen oder daraus verarbeiteten Produkten. Folglich können diese Ausgangsmaterialien viele Arten von Metallverbindungen und Nicht-Metallverbindungen enthalten und werden zum Gebrauch innerhalb der kostenmäßig möglichen Grenzen verfeinert. Es ist jedoch unmöglich, den Einschluss einer Vielzahl von Verunreinigungen zu vermeiden.
Bei dem Produktionsverfahren der Hydrotalcit-Teilchen können die Eluierung und der Einschluss von Metallen, die von den Materialien von verschiedenen Apparaten wie zum Beispiel Reaktor, Behälter, Transportrohre, Kristallisator oder Mahlgerät abgeleitet sind, nicht vollständig vermieden werden.
Die vorliegenden Erfinder haben Komponenten identifiziert, die einen Einfluss auf die Wärmeverschlechterung und Verminderungen von Eigenschaften zum Zeitpunkt des Formens eines Harzes oder auf die Wärmeverschlechterung eines geformten Artikels aufweisen, aus vielen Arten von Verunreinigungen, die in Hydrotalcit enthalten sind, und von dessen Ausgangsmaterialien abstammen und während dessen Herstellungsverfahren eingeschlossen werden, und haben Untersuchungen über die Komponenten und deren Mengen durchgeführt. Sie haben entdeckt, dass wenn eine Eisenverbindung und eine Manganverbindung aus einer Vielzahl von Verunreinigungen selbst in Spurenmengen als Verunreinigung oder feste Lösung (solid solution) vorhanden sind, diese einen Einfluss auf die Wärmeverschlechterung eines Harzes aufweisen.
Im Hinblick auf die Hydrotalcit-Teilchen, die in der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden, wurde ferner gefunden, dass der Gesamtgehalt dieser spezifischen Verunreinigungen auf kleinere Werte als vorgegebene Werte beschränkt ist, damit diese bestimmten Verunreinigungen eine deutliche Wirkung auf die Wärmeverschlechterungen aufweisen und dass der Teilchendurchmesser und die spezifische Oberfläche des Hydrotalcit-Teilchens ebenfalls die Wärmeverschlechterung beeinflussen. Es wurde somit aufgedeckt, dass zum Erhalt einer Zusammensetzung, die sich durch Wärme nur selten verschlechtert, wenn sie in einem Harz enthalten ist, (i) die Mengen an spezifischen Metallverbindungen, die in den Hydrotalcit-Teilchen enthalten sind, kleiner als oder gleich vorgegebenen Werten sein sollten, (ii) der mittlere Sekundärteilchendurchmesser (average secondary particle diameter) der Hydrotalcit-Teilchen geringer als oder gleich einem vorbestimmten Wert sein sollte (dass heißt, dass die Teilchen selten agglomerieren), und (iii) die Hydrotalcit-Teilchen eine vorbestimmte spezifische Oberfläche aufweisen sollten (oder eine gute Kristallform).
Offenbarung der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine synthetische Harzzubereitung bereitgestellt, die gegen Wärmeverschlechterung beständig ist (having heat deterioration resistance), umfassend:

(A) 100 Gewichtsteile eines synthetischen Harzes; und
(B) 0,001 bis 10 Gewichtsteile Hydrotalcit-Teilchen, die durch die folgenden (i) bis (iv) definiert werden:
(i) die Hydrotalcit-Teilchen werden durch die folgende chemische Strukturformel dargestellt (1): {(Mg)_y(Zn)_z}_1-x(Al)_x(OH)₂(A^n-)_x/n∙mH₂O (1) worin A^n- für wenigstens ein Anion mit einer Wertigkeit von n steht und x, y, z und m Werte darstellen, die die folgenden Ausdrücke erfüllen:
(ii) die Hydrotalcit-Teilchen haben einen mittleren Sekundärteilchendurchmesser, gemessen mittels einem Laser-Beugungsstreuungsverfahren, von 2 μm oder weniger;
(iii) die Hydrotalcit-Teilchen weisen eine spezifische Oberfläche, gemessen mittels einem BET-Verfahren, von 1 bis 20 m²/g auf; und
(iv) die Hydrotalcit-Teilchen enthalten eine Eisenverbindung und eine Manganverbindung in einem Gesamtgehalt von 0,02 Gew.-% oder weniger bezogen auf die Metalle (Fe + Mn).

Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden ausführlich beschrieben.
Die Hydrotalcit-Teilchen, die in der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden, werden durch die folgende chemische Strukturformel (1) darstellt. {(Mg)_y(Zn)_z}_1-x(Al)_x(OH)₂(A^n-)_x/n∙mH₂O (1)
In der vorstehend genannten allgemeinen Formel (1) steht A^n- für wenigstens ein Anion mit einer Valenz n, Beispiele dafür sind ClO₄ ^-, SO₄ ^2- und CO₃ ^2-. Unter diesen ist CO₃ ^2- bevorzugt.
In der vorstehend genannten allgemeinen Formel (1) ist (y + z) gleich 1, und x steht für einen Wert, der 0,1 ≤ x ≤ 0,5 erfüllt, bevorzugt 0,2 ≤ x ≤ 0,4.
Ferner steht y für einen Wert, der 0,5 ≤ y ≤ 1 erfüllt, bevorzugt 0,7 ≤ y ≤ 1. Ferner steht z für einen Wert, der 0 ≤ z ≤ 0,5 erfüllt, bevorzugt 0 ≤ z ≤ 0,3. M steht für einen Wert, der 0 ≤ m < 1 erfüllt, bevorzugt 0 ≤ m ≤ 0,7.
Die Hydrotalcit-Teilchen, die in der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden, besitzen einen mittleren Sekundärteilchendurchmesser, gemessen mit einem Laser-Beugungsstreuungsverfahren, von 2 μm oder weniger. Das heißt, die meisten der Teilchen müssen Primärteilchen sein und keine Agglomerate von Primärteilchen, um die Aufgabe zu lösen. Die Hydrotalcit-Teilchen besitzen bevorzugt einen mittleren Sekundärteilchendurchmesser von 0,4 bis 1,0 μm.
Ferner weist jedes der Hydrotalcit-Teilchen eine spezifische Oberfläche (specific surface area), gemessen mittels des BET-Verfahrens, von 1 bis 20 m²/g auf, bevorzugt wenigstens 5 m²/g. Zusätzlich weist das Hydrotalcit-Teilchen vorzugsweise ein Verhältnis einer spezifischen Oberfläche, gemessen mittels des BET-Verfahrens, zu einer spezifischen Oberfläche, gemessen mittels des Blaine-Verfahrens, von 1 bis 6 auf. Das Teilchen mit einem Verhältnis von 1 bis 3 ist bevorzugter, da die Dispergierbarkeit der Teilchen in einem Harz hervorragend ist.
Ferner enthalten die Hydrotalcit-Teilchen, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden, eine Eisenverbindung und eine Manganverbindung als Verunreinigungen in einer Gesamtmenge von 0,02 Gew.-% oder weniger, bevorzugt von 0,01 Gew.-% oder weniger, bezogen auf die Metalle (Fe + Mn).
Der Gesamtgehalt an einer Eisenverbindung und einer Manganverbindung, enthalten als Verunreinigungen in den in der vorliegenden Erfindung eingesetzten Hydrotalcit-Teilchen, liegt in dem vorstehend genannten Bereich bezogen auf die Metalle (Fe + Mn), wie vorstehend beschrieben. Vorzugsweise liegt der Gesamtgehalt an Schwermetallverbindungen einschließlich einer Kobaltverbindung, einer Chromverbindung, einer Kupferverbindung, einer Vanadiumverbindung und einer Nickelverbindung zu sätzlich zu einer Eisenverbindung und einer Manganverbindung innerhalb des vorstehend genannten Bereichs in Bezug auf Metalle. Das heißt, es ist bevorzugt, dass die Hydrotalcit-Teilchen einen Gesamtgehalt von (Fe + Mn + Co + Cr + Cu + V + Ni) von 0,02 Gew.-% oder weniger besitzen, bevorzugt 0,01 Gew.-% oder weniger, bezogen auf Metalle.
Wenn der Gesamtgehalt an einer Eisenverbindung und einer Manganverbindung, die in den Hydrotalcit-Teilchen enthalten sind, ansteigt, reduzieren diese Verbindungen weiter die thermische Stabilität des vermischten Harzes. Damit das Harz eine hervorragende Wärmestabilität besitzt und dessen physikalische Eigenschaften nicht verringert sind, reicht es nicht aus, dass die Gesamtmenge an der Eisenverbindung und der Manganverbindung dem vorstehend genannten Bereich entsprechen. Der mittlere Sekundärteilchendurchmesser und die spezifischen Oberflächenwerte der Hydrotalcit-Teilchen müssen ebenfalls den vorstehend genannten Bereichen entsprechen. Wenn der durchschnittliche Sekundärteilchendurchmesser der Hydrotalcit-Teilchen größer als der vorstehend angegebene Wert wird, treten Probleme wie die Freisetzung der Hydrotalcit-Teilchen in ein Harz auf Grund ungenügender Dispergierbarkeit, Verschlechterung der Neutralisierbarkeit mit Halogen, niedrige Wärmestabilität, eine Verminderung der mechanischen Festigkeit und ein schlechtes Erscheinungsbild auf. Wenn jedes der Hydrotalcit-Teilchen eine spezifische Oberfläche, gemessen mittels des BET-Verfahrens, von mehr als 20 m²/g besitzt, so verschlechtert sich ferner die Dispergierbarkeit der Hydrotalcit-Teilchen in dem Harz, und die Wärmestabilität davon wird ebenfalls verschlechtert.
Wie vorstehend beschrieben, wenn die Hydrotalcit-Teilchen (i) durch die vorstehend angegebene chemische Strukturformel (1) dargestellt werden und (ii) einen mittleren Sekundärteilchendurchmesser, (iii) eine spezifische Oberfläche und (iv) einen Gesamtgehalt einer Eisenverbindung und einer Manganverbindung (oder ein Gesamtgehalt dieser Verbindungen und weiterer Metallverbindungen) innerhalb der jeweiligen vorstehend angegebenen Bereiche besitzen, so wird eine sehr leistungsfähige Harzzusammensetzung erhalten, die die Erfordernisse der Kompatibilität mit einem Harz, Dispergierbarkeit, Nicht-Kohäsionsvermögen, Formbarkeit und Verarbeitbarkeit, Erscheinungsbild eines Formartikels, mechanische Festigkeit und Wärmeverschlechterungsbeständigkeit erfüllt.
Das Verfahren und die Bedingungen zur Herstellung der Hydrotalcit-Teilchen der vorliegenden Erfindung sind nicht beschränkt, so lange Hydrotalcit-Teilchen erhalten werden, die die vorstehend genannten Bedingungen (i) bis (iv) erfüllen. Die Rohmaterialien und Herstellungsbedingungen zum Erhalten der Hydrotalcit-Teilchen sind an sich bekannt und im Prinzip können die Hydrotalcit-Teilchen in Übereinstimmung mit bekannten Verfahren hergestellt werden (zum Beispiel JP-B 46-2280 und dessen entsprechendes US-Patent 3 650 704; JP-B 47-32198 und dessen entsprechendes US-Patent 3 879 525; JP-B 50-30039; JP-B 48-29477 und JP-B 51-29129).
Typische Beispiele für die Rohmaterialien, die zur Herstellung der Hydrotalcit-Teilchen in großen Mengen großtechnisch eingesetzt werden, umfassen Aluminiumsulfat und Aluminiumhydroxid als Aluminium-Ausgangsmaterial, Magnesiumchlorid (wie zum Beispiel Sole oder Salzmutterlauge) als Magnesium-Ausgangsmaterial und Kalk (oder ein gelöschtes Produkt davon) als Alkali-Ausgangsmaterial. Bei den meisten davon handelt es sich um natürliche Resourcen oder verarbeitete Produkte davon.
Die meisten dieser industriellen Rohmaterialien für die Hydrotalcit-Teilchen enthalten Verunreinigungs-Metallverbindungen wie zum Beispiele eine Eisenverbindung und eine Manganverbindung in keinen geringen Mengen, wie in der vorliegenden Beschreibung im Folgenden noch beschrieben wird. Die aus diesen Rohmaterialien erhaltenen Hydrotalcit-Teilchen enthalten diese Verunreinigungs-Metallverbindungen als eine feste Lösung oder Verunreinigung, und diese Verunreinigungs-Metallverbindungen können nicht mit einfachen Mitteln entfernt werden.
Selbst wenn Rohmaterialien verwendet werden, die Verunreinigungs-Metallverbindungen in geringen Mengen enthalten (diese sind in der Regel teuer), ist es bei Herstellung der Hydrotalcit-Teilchen in großen Mengen in großtechnischem Ausmaß unmöglich, den Einschluss von Komponenten zu verhindern, die von den Materialien der Apparate wie zum Beispiel einem Reaktor, Lagertank, Transportrohren, Kristallisator, Mahlgerät und Trockner abgeleitet sind. Da das Herstellungsverfahren der Hydrotalcit-Teilchen den Schritt der Umsetzung unter alkalischen Bedingungen und den Schritt der Alterung mittels Erwärmen über einen längeren Zeitraum umfasst, kann der Einschluss von Verunreinigungs-Metallverbindungen wie einer Eisenverbindung nicht vermieden werden, ohne den Materialien der Apparate eine besondere Aufmerksamkeit zu schenken.
Für diesen Zweck muss in der vorliegenden Erfindung besonders darauf geachtet werden, Hydrotalcit-Teilchen zu erhalten, die extrem geringe Gehalte an einer Eisenverbindung und einer Manganverbindung enthalten. Das heißt, es ist notwendig, (i) die Verunreinigungs-Metallverbindungen wie zum Beispiel eine Eisenverbindung und eine Manganverbindung aus den Rohmaterialien zu entfernen oder Rohmaterialien auszuwählen und einzusetzen, die geringe Mengen dieser Verunreinigungs-Metallverbindungen enthalten, und (ii) Apparate zu verwenden, die aus Materialien hergestellt sind, aus denen die Verunreinigungs-Metallverbindungen selten im Herstellungsverfahren der Hydrotalcit-Teilchen eluieren.
Das US-Patent Nr. 3 650 704 offenbart Hydrotalcit-Teilchen mit einem Schwermetall-Verunreinigungsgehalt von 30 ppm oder weniger. Die speziellen Hydrotalcit-Teilchen sind synthetisierte Hydrotalcit-Teilchen zur Verwendung als ein Magen-Antacidum, die hoch gereinigt sind, um an menschliche Körper verabreicht zu werden und eine hohe antazide Wirkung aufweisen. Dieses Patent lehrt, dass der Einschluss von Verunreinigungen, die für den menschlichen Körper schädlich sind, verhindert werden kann, indem die Güte der Rohmaterialien sorgfältig gewählt wird (Zeile 31 auf Seite 2 bis Zeile 24 auf Seite 3), offenbart jedoch keine ausführliche Beschreibung der Güte des Rohmaterials. Dieses Patent spezifiziert lediglich den Gehalt an Schwermetallverunreinigungen in den Hydrotalcit-Teilchen als Medikament. Die Hydrotalcit-Teilchen werden aus speziellen Rohmaterialien unter Verwendung von speziellen Apparaten geringer Größe erhalten (wie einem Glasbehälter und einem Apparat zur Glasverkleidung).
Die Hydrotalcit-Teilchen, die in der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden, werden durch Entfernung von Verunreinigungs-Metallkomponenten wie einer Eisenverbindung und einer Manganverbindung aus Rohmaterialien oder durch Auswählen und Verwenden von Rohmaterialien, die einen geringen Gehalt dieser Verunreinigungs-Metallverbindungen enthalten, erhalten. Zur Herstellung der Hydrotalcit-Teilchen sollten Apparate ausgewählt werden, die aus alkalibeständigen und säurebeständigen Materialien gebildet sind, aus denen eine Eisenverbindung und eine Manganverbindung, insbesondere eine Eisenverbindung, nur selten eluiert wird.
Die Hydrotalcit-Teilchen stellen ein Harz-Additiv dar, das in großen Mengen in industriellen Bereichen eingesetzt wird und kostengünstig sein muss. Daher ist es nicht empfehlenswert, das gesamte Aluminium-Ausgangsmaterial, Magnesium-Ausgangsmaterial und Alkali-Ausgangsmaterial für den Gebrauch übermäßig zu reinigen, da dies die Kosten in die Höhe treibt.
Folglich kann durch Herstellen von Hydrotalcit-Teilchen, die vor allem keine Eisenverbindung und Manganverbindung enthalten, und die einen vorbestimmten Teilchendurchmesser und eine vorbestimmte spezifische Oberfläche aufweisen, eine Harzzusammensetzung erhalten werden, die die Erfordernisse zur Verbesserung der Qualität des Harzes erfüllt, das heißt, zum Beibehalten einer hohen Wärmeverschlechterungsbeständigkeit und einer hohen Schlagbeständigkeit.
Insbesondere kann zur Herstellung der Hydrotalcit-Teilchen, die in der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden, Meerwasser, Sole oder Salzmutterlauge als Magnesium-Ausgangsmaterial eingesetzt werden, nachdem eine Eisenverbindung und eine Manganverbindung daraus mittels einer Reinigung entfernt worden ist, und Aluminiumsulfat oder Aluminiumchlorid für industrielle Zwecke können als Aluminium-Ausgangsmaterial eingesetzt werden.
Ferner ist Natronlauge für industrielle Zwecke geeignet für die Verwendung als Alkali-Ausgangsmaterial, und Kalk ist nicht wirklich bevorzugt, da es schwer zu reinigen ist. Natriumcarbonat oder Kohlendioxidgas für industrielle Zwecke können als Ausgangsmaterial für Kohlensäure-Ionen eingesetzt werden. Die Zusammensetzung jeder dieser Ausgangsmaterialien, insbesondere der Gehalt an Eisenverbindung und der Gehalt an einer Manganverbindung werden ausführlich in den folgenden Referenzbeispielen beschrieben. Das Material von jedem Apparat wird ebenfalls ausführlich in den Referenzbeispielen beschrieben.
Die Hydrotalcit-Teilchen, die in der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden, können direkt oder nach einer Behandlung der Teilchen mit einem Oberflächenbehandlungsmittel mit einem synthetischen Harz vermischt werden. Letzteres ist im Allgemeinen bevorzugt.
Das Oberflächenbehandlungsmittel ist wenigstens eines, gewählt aus der Gruppe bestehend aus höheren Fettsäuren, anionischen grenzflächenaktiven Mitteln, Phosphaten, Haftvermittlern (auf der Basis von Silan, Titanat und Aluminium), und Ester von mehrwertigen Alkoholen und Fettsäuren.
Bevorzugte Beispiele für das Oberflächenbehandlungsmittel umfassen höhere Fettsäuren mit 10 oder mehr Kohlenstoffatomen wie zum Beispiel Stearinsäure, Erucinsäure, Palmitinsäure, Laurinsäure und Beheninsäure; Alkalimetallsalze der höheren Fettsäuren; Schwefelsäureestersalze von höheren Alkoholen wie zum Beispiel Stearylalkohol und Oleylalkohol; anionische grenzflächenaktive Mittel wie zum Beispiel Schwefelsäureestersalze von Polyethylenglykolethern, Amid-gebundene Schwefelsäureestersalze, Ester-gebundene Schwefelsäureestersalze, Ester-gebundene Sulfonate, Amid-gebundene Sulfonate, Ether-gebundene Sulfonate, Ether-gebundene Alkylarylsulfonate, Ester-gebundene Alkylarylsulfonate und Amid-gebundene Alkylarylsulfonate; Phosphate wie zum Beispiel Säure- und Alkalimetallsalze und Aminsalze von Orthophosphorsäure und Mono- oder Diester wie Oleylalkohol und Stearylalkohol oder Mischungen davon; Silan-Haftvermittler wie zum Beispiel Vinylethoxysilan, Vinyl-tris-(2-methoxy-ethoxy)-silan, γ-Methoxyacryloxypropyl-trimethoxysilan, γ-Aminopropyl-trimethoxysilan, β-(3,4-Epoxycyclohexyl)-ethyl-trimethoxysilan, γ-Glycidoxypropyl-trimethoxysilan und γ-Mercaptopropyl-trimethoxysilan; Haftvermittler auf Titanbasis wie zum Beispiel Isopropyltriisostearoyltitanat, Isopropyltris-(dioctylpyrophosphat)-titanat, Isopropyltri-(N-aminoethyl-aminoethyl)-titanat und Isopropyltridecylbenzolsulfonyltitanat; Haftvermittler auf der Basis von Aluminium wie zum Beispiel Acetoalkoxyaluminiumdiisopropylat; und Ester von mehrwertigen Alkoholen und Fettsäuren wie zum Beispiel Glycerinmonostearat und Glycerinmonooleat.
Die Oberfläche jedes Hydrotalcit-Teilchens kann unter Verwendung der vorstehend genannten Oberflächenbehandlungsmittel gemäß einem Trocken- oder Nassverfahren, das an sich bekannt ist, überzogen werden. Zum Beispiel umfasst das Nassverfahren die Zugabe eines flüssigen oder emulsionsartigen Oberflächenbehandlungsmittels zu einer Aufschlämmung der Hydrotalcit-Teilchen und deren kräftiges mechanisches Mischen bei einer Temperatur von bis zu etwa 100 °C. Das Trockenverfahren umfasst das Zugeben eines flüssigen, emulsionsartigen oder festen Oberflächenbehandlungsmittels zu Hydrotalcit-Teilchen, während die Teilchen kräftig mit einem Mischer wie zum Beispiel einem Henschel-Mischer gerührt und kräftig damit vermischt werden, mit oder ohne Wärmeanwendung. Die Menge an zugegebenem Oberflächenbehandlungsmittel kann entsprechend ausgewählt werden, vorzugsweise liegt sie bei etwa 10 Gew.-% oder weniger, bezogen auf das Gewicht der Hydrotalcit-Teilchen.
Die oberflächenbehandelten Hydrotalcit-Teilchen können Vorgängen unterworfen werden, die entsprechend ausgewählt werden, wie zum Beispiel Waschen mit Wasser, Dehydratisierung (bevorzugt bei einer Temperatur von 150 bis 300 °C), Granulierung, Trocknen, Vermahlen oder Klassifizieren, je nach Bedarf zur Herstellung eines Endprodukts. Die Hydrotalcit-Teilchen gemäß der vorliegenden Erfindung werden mit einem Harz in einer Menge von 0,001 bis 10 Gewichtsteilen, bevorzugt 0,01 bis 5 Gewichtsteilen, vermischt, bezogen auf 100 Gewichtsteile des Harzes.
Bei dem synthetischen Harz, das mit den Hydrotalcit-Teilchen vermischt wird, handelt es sich im Allgemeinen um ein thermoplastisches synthetisches Harz, das üblicherweise als Formartikel verwendet wird, beispielhaft dargestellt durch Polymere und Copolymere von Olefinen mit 2 bis 8 Kohlenstoffatomen (α-Olefinen) wie zum Beispiel Polyethylen, Polypropylen, Ethylen/Propylen-Copolymer, Polybuten und Poly-4-methyl-1-penten, Copolymere dieser Olefine mit Dienen, Ethylen-Acrylat-Copolymer, Polystyrol, ABS-Harz, AAS-Harz, AS-Harz, MBS-Harz, Ethylen-Vinylchlorid-Copolymerharz, Ethylen-Vinylacetat-Copolymerharz, Ethylen-Vinylchlorid-Vinylacetat-Pfropfpolymerharz, Vinylidenchlorid, Polyvinylchlorid, chloriertes Polyethylen, chloriertes Polypropylen, Vinylchlorid-Propylen-Copolymer, Vinylacetatharz, Phenoxyharz, Polyacetale, Polyamide, Polyimide, Polycarbonate, Polysulfone, Polyphenylenoxid, Polyphenylensulfid, Polyethylenterephthalat, Polybutylenterephthalat und Methacrylharze.
Unter diesen thermoplastischen Harzen sind jene bevorzugt, denen die Hydrotalcit-Teilchen eine hervorragende Wärmeverschlechterungs-Präventionswirkung und mechanische Festigkeitseigenschaften verleihen, wie zum Beispiel Polyolefine, Copolymere davon und Halogen-haltige Harze davon, wie zum Beispiel Harze auf der Basis von Polypropylen wie zum Beispiel Polypropylen-Homopolymer und Ethylen-Propylen-Copolymer; Harze auf der Basis von Polyethylen wie zum Beispiel Polyethylen hoher Dichte, Polyethylen niedriger Dichte, geradkettiges Polyethylen niedriger Dichte, Polyethylen ultra-niedriger Dichte, EVA (Ethylen-Vinylacetat-Harz), EEA (Ethylen- Ethylacrylat-Harz), EMA (Ethylen-Methylacrylat-Copolymerharz), EAA (Ethylen-Acrylsäure-Copolymerharz) und Polyethylen mit ultra-hohem Molekulargewicht; und Polymere und Copolymere von Olefinen mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen (α-Ethylen) wie zum Beispiel Polybuten und Poly-(4-methyl-1-penten). Unter diesen sind Polyethylen, Polypropylen, Polybuten, Poly-(4-methyl-1-penten) und deren Copolymere zur Anwendung in der Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung besonders geeignet. Auch wenn diese Polyolefine Halogen enthalten, das aus einem Polymerisationskatalysator stammt, ist die Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung bei der Unterdrückung der Wärmeverschlechterung, die durch Halogen verursacht wird, extrem wirksam. Die Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung ist auch vorteilhaft bei der Unterdrückung der Wärmeverschlechterung für Vinylchlorid und einem Copolymer davon.
Ferner können wärmehärtende Harze wie Epoxyharze, phenolische Harze, Melaminharze, ungesättigte Polyesterharze, Alkydharze und Harnstoffharze und synthetische Kautschuke wie zum Beispiel EPDM, Butylkautschuk, Isoprenkautschuk, SBR, NBR und chlorsulfoniertes Polyethylen ebenfalls als synthetisches Harz eingesetzt werden.
Zur Herstellung der Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung unterliegen die Mittel zum Mischen der Hydrotalcit-Teilchen keiner besonderen Beschränkung. Zum Beispiel können die Hydrotalcit-Teilchen mit dem synthetischen Harz, entweder zusammen mit oder getrennt von weiteren Harz-Compoundierungs-Bestandteilen, so gleichmäßig wie möglich vermischt werden mittels den gleichen Mitteln wie üblicherweise verwendeten bekannten Mitteln zum Mischen eines Stabilisators oder Füllstoffs mit diesen Harzen. Zum Beispiel kann es sich bei den Mitteln um bekannte Mischvorrichtungen wie einem Bandmischer, einem Hochgeschwindigkeitsmischer, einem Kneter, einem Granulator oder einem Extruder zum Vermischen dieser Komponenten handeln, oder um ein Mittel umfassend die Zugabe einer Suspension eines wärmeverschlechterungsbeständigen Mittels enthaltend Hydrotalcit-Teilchen als wirksamen Bestandteil zu einer post-Polymerisationsaufschlämmung und Rühren und Trocknen der Mischung.
Die Harzzusammensetzung mit Wärmeverschlechterungsbeständigkeit gemäß der vorliegenden Erfindung kann weitere üblicherweise eingesetzte Additive, zusätzlich zu den vorstehend genannten Komponenten, enthalten. Die Additive umfassen ein Antioxidationsmittel, ein Ultraviolett-Strahlungsfiltermittel, ein antistatisches Mittel, ein Pigment, ein Schäumungsmittel, einen Weichmacher, einen Füllstoff, ein Verstärkungsmittel, ein organisches Halogen-Flammschutzmittel, ein Vernetzungsmittel, einen optischen Stabilisator, einen Ultraviolett-Absorber, ein Schmiermittel, weitere anorganische und organische Wärmestabilisatoren und ähnliches.
Die vorliegende Erfindung wird ausführlich unter Bezugnahme auf die folgenden Beispiele erläutert. Der Anteil jedes Additivs, das in der Harzzusammensetzung enthalten ist, wird als Gewichtsteile ausgedrückt, bezogen auf 100 Gewichtsteile des Harzes.
In den folgenden Beispielen werden (1) der durchschnittliche Sekundärteilchendurchmesser, (2) die spezifische Oberfläche, gemessen mittels des BET-Verfahrens, (3) die spezifische Oberfläche, gemessen mittels des Blaine-Vertahrens, und (4) die Metallanalyse der Hydrotalcit-Teilchen, und (5) die Schlagbiegefestigkeit nach Izod des Formartikels aus der Harzzusammensetzung gemäß den folgenden Messverfahren gemessen.

(1) Durchschnittlicher Sekundärteilchendurchmesser von Hydrotalcit-Sekundärteilchen Dieser wird gemessen und bestimmt unter Verwendung des MICROTRAC-Teilchengrößen-Analysators von LEEDS & NORTHRUP INSTRUMENTS, CO., LTD. Probenpulver wird in einer Menge von 700 mg zu 70 ml einer 0,2 Gew.-% wäßrigen Lösung von Natriumhexametaphosphat zugegeben und mit Ultraschallwellen (Modell US-300 von NISSEI PLASTIC INDUSTRIAL CO., LTD., elektrischer Strom: 300 μA) für 3 Minuten dispergiert. Die resultierende Dispersion wird in einer Menge von 2 bis 4 ml gesammelt und in die Probenkammer des vorstehend genannten Teilchengrößen-Analysators zugegeben, die 250 ml entgastes Wasser enthält. Der Analysator wird anschließend aktiviert, um die Suspension für 3 Minuten zu zirkulieren, und die Teilchengrößenverteilung wird gemessen. Die Teilchengrößenverteilung wird insgesamt zweimal gemessen und der arithmetische Mittelwert der 50 % kumulativen Sekundärteilchendurchmesser, die durch die vorstehenden Messungen erhalten werden, wird berechnet und als durchschnittlicher Sekundärteilchendurchmesser der Probe genommen.
(2) Spezifische Oberfläche, gemessen mittels des BET-Verfahrens, der Hydrotalcit-Teilchen Diese wird in Übereinstimmung mit den Beschreibungen der JIS Z8830 gemessen.
(3) Spezifische Oberfläche, gemessen mittels des Blaine-Verfahrens, der Hydrotalcit-Teilchen Diese wird in Übereinstimmung mit der Blaine-spezifischen Oberflächenmessung von JIS R5201 gemessen.
(4) Metallanalyse der Hydrotalcit-Teilchen Diese wird mittels ICP-MS (induktiv gekoppelte Plasma-Massenspektrometrie) gemessen.
(5) Schlagbiegefestigkeit nach Izod Diese wird in Übereinstimmung mit JIS K7110 gemessen.

Referenzbeispiele 1 bis 7 (Herstellung von Hydrotalcit-Teilchen)
Die Art und Eigenschaft jedes Ausgangsmaterials, das zur Herstellung von Hydrotalcit-Teilchen in den Referenzbeispielen 1 bis 7 eingesetzt worden ist, sind im Folgenden dargestellt.
Referenzbeispiel 1
Gereinigte Sole (Rohmaterial Nr. 2) wurde in einen Konzentrations-Kontrolltank überführt, und Aluminiumsulfat (Rohmaterial Nr. 4) wurde zu der gereinigten Sole zugegeben, um eine gemischte wässrige Lösung (A) mit einer Mg-Konzentration von 1,95 Mol/l und einer Al-Konzentration von 0,847 Mol/l herzustellen. Anschließend wurde Natronlauge (Rohmaterial Nr. 6) in einen weiteren Konzentrations-Kontrolltank überführt, und Natriumcarbonatpulver (Rohmaterial Nr. 7) und Wasser (Rohmaterial Nr. 9) wurden zugegeben, um eine wässrige Lösung (B) mit einer NaOH-Konzentration von 3 Mol/l und einer Na₂CO₃-Konzentration von 0,23 Mol/l zu ergeben.
Es wurden 1,18 Liter der gemischten wässrigen Lösung (A) und 2,2 Liter der wässrigen Lösung (B) gleichzeitig in einen Wasser enthaltenden Reaktor unter Rühren eingespritzt, um zu gewährleisten, dass die Verweilzeit 60 Minuten betrug, und es wurde eine Reaktionsaufschlämmung von Hydrotalcit (H.T.) erhalten. Diese Reaktionsaufschlämmung wurde in einer Menge von 800 Liter gesammelt und in einem Autoklaven bei 170 °C für 6 Stunden unter Rühren mittels Erwärmen gealtert. Nach dem Abkühlen wurde die erhaltene Aufschlämmung in einen Oberflächenbehandlungstank überführt und unter Rühren auf 80 °C erwärmt, 2 kg Natriumstearat (Rohmaterial Nr. 10), gelöst in 50 Liter in auf 80 °C erwärmtem heißem Wasser, wurden nach und nach in den Tank eingespritzt, und die resultierende Mischung wurde für 30 Minuten gerührt, um eine Oberflächenbehandlung zu vollenden. Ein festes Material wurde mittels Filtration abgetrennt, gewaschen, mit Heißluft getrocknet und in einer Hammermühle zermahlen, um eine Probe zu ergeben.
Als Ergebnis der Analyse des erhaltenen Hydrotalcits wurde gefunden, dass es sich bei der Zusammensetzung um folgendes handelte: Mg_0,7Al_0,3(OH)₂(CO)₃)_0,15∙0,5 H₂O
Der Gesamtgehalt an Fe und Mn in dem Hydrotalcit betrug 0,002 Gew.-% bezogen auf Metalle, und die spezifische Oberfläche, gemessen mittels des BET-Verfahrens, des Hydrotalcits lag bei 10,4 m²/g.
Die verwendeten Apparate waren aus den folgenden Materialien.

(1) Rohmaterialtank (für Sole): SUS 304, verkleidet mit FRP
(2) Rohmaterialtank (für Aluminiumsulfat): SUS 304, verkleidet mit FRP
(3) Konzentrations-Kontrolltank (für Sole + Aluminiumsulfat): SUS 304, verkleidet mit FRP
(4) Rohmaterialtank (für Natronlauge): SUS 304
(5) Konzentrations-Kontrolltank (für Natronlauge + Natriumcarbonat): SUS 304
(6) Transportrohr (für Sole und gemischte Lösung): PVC-Rohr
(7) Transportrohr (für Natronlauge und gemischte Lösung): SUS 304
(8) Transportrohr (für hydrothermisch behandeltes Material): SUS 316L
(9) Reaktor und Autoklav: SUS 304, verkleidet mit Hastelloy C276
(10) Rührer: SUS 316L
(11) Filter, Trockner und Mühle: SUS 304

Reinigungsverfahren für natürliche unterirdische Sole (underground brine)
Die vorstehend genannte gereinigte Sole (Rohmaterial Nr. 2) wurde durch Reinigung von natürlicher Sole (Rohmaterial Nr. 1) gemäß dem folgenden Verfahren erhalten.
Eisen und Mangan, die in tief aus dem Untergrund gesammelter Sole enthalten sind, liegen in Form von divalenten Ionen, trivalenten Ionen, kolloidalem Eisen oder ähnlichem vor. Um das Eisen und Mangan zu entfernen, wurde die Sole mittels Belüftung oxidiert und anschließend mit Chlor. Das erhaltene Oxid wurde kondensiert und anschließend mittels Filtration abgetrennt, um gereinigte Sole zu ergeben (Rohmaterial Nr. 2).
Referenzbeispiel 2
Eine Reaktionsaufschlämmung von Hydrotalcit wurde unter Verwendung der gleichen Rohmaterialien in den gleichen Konzentrationen und den gleichen Apparaten wie in dem Referenzbeispiel 1 erhalten, außer dass ungereinigte Sole (Rohmaterial Nr. 1) anstatt der gereinigten Sole verwendet wurde.
Diese Aufschlämmung wurde in einer Menge von 800 Liter gesammelt, wärmegealtert, mit Natriumstearat oberflächenbehandelt und dem gleichen Verfahren wie im Referenzbeispiel 1 unterworfen, um eine Probe herzustellen.
Als Ergebnis der Analyse des erhaltenen Hydrotalcits wurde gefunden, dass es sich bei der Zusammensetzung um folgendes handelte: Mg_0,7Al_0,3(OH)₂(CO₃)_0,15∙0,5 H₂O .
Der Gesamtgehalt an Fe und Mn in dem Hydrotalcit betrug 0,028 Gew.-% und die spezifische Oberfläche des Hydrotalcits, gemessen mittels des BET-Verfahrens, lag bei 11 m²/g.
Referenzbeispiel 3
Ein Produkt wurde auf gleiche Art und Weise wie in dem Referenzbeispiel 1 enthalten, außer dass der verwendete Reaktor, Autoklav und Oberflächenbehandlungstank aus einer Kohlenstoffplatte für Medium- und Normaldruck-Behälter gefertigt waren (SGP-Material, JIS G3118-1977), und dass alle Transportrohre Kohlenstoffrohre für Rohrleitungen waren (SGP-Material, JIS G3452-1984).
Als Ergebnis der Analyse des erhaltenen Hydrotalcits wurde gefunden, dass es sich bei der Zusammensetzung um folgendes handelte: Mg_0,7Al_0,3(OH)₂(CO₃)_0,15∙0,5 H₂O .
Der Gesamtgehalt an Fe und Mn in dem Hydrotalcit betrug 0,038 Gew.-% und die spezifische Oberfläche, gemessen mittels des BET-Verfahrens, des Hydrotalcits lag bei 11 m²/g.
Referenzbeispiel 4
Eine Umsetzung wurde auf die gleiche Art und Weise wie in dem Referenzbeispiel 1 unter Verwendung der gleichen Apparate wie in dem Referenzbeispiel 1 verursacht, außer dass Salzmutterlauge und Zinkchlorid anstatt der gereinigten Sole aus den Rohmaterialien verwendet wurden. Das heißt, Salzmutterlauge (Rohmaterial Nr. 3) wurde in einen Konzentrations-Kontrolltank überführt, und Zinkchlorid (Rohmaterial Nr. 5) und Aluminiumsulfat (Rohmaterial Nr. 4) wurden zugegeben, um eine gemischte wässrige Lösung mit einer Mg-Konzentration von 1,05 Mol/l, einer Zn-Konzentration von 0,42 Mol/l und eine Al-Konzentration von 0,63 Mol/l zu ergeben. Zu diesem Zeitpunkt wurde Calciumsulfat, das in dem Mischtank ausgefällt war, mittels Filtration abgetrennt, um ein Filtrat (A) zu ergeben. Anschließend wurde Natronlauge (Rohmaterial Nr. 6) in einen anderen Konzentrations-Kontrolltank überführt, und Natriumcarbonatpulver (Rohmaterial Nr. 7) und Wasser (Rohmaterial Nr. 9) wurden zugegeben, um eine wässrige Lösung (B) mit einer NaOH-Konzentration von 3 Mol/l und einer Na₂CO₃-Konzentration von 0,225 Mol/l herzustellen.
Es wurden 1 Liter der Lösung (A) und 1,4 Liter der Lösung (B) in einen Reaktor, der Wasser enthielt, gleichzeitig unter Rühren eingespritzt, um sicherzustellen, dass die Verweilzeit 60 Minuten betrug, und eine Reaktionsaufschlämmung von Hydrotalcit (H.T.) wurde erhalten.
Diese Reaktionsaufschlämmung wurde in einer Menge von 800 Liter gesammelt und in einem Autoklaven bei 140 °C für 6 Stunden unter Rühren wärmegealtert. Nach Abkühlen wurde die erhaltene Aufschlämmung in einen Oberflächenbehandlungstank überführt und auf 80 °C unter Rühren erwärmt, 1,3 kg Natriumstearat (Rohmaterial Nr. 10), aufgelöst in 50 Liter auf 80 °C erwärmtem Wasser, wurden in den Tank nach und nach eingespritzt, und die resultierende Mischung wurde für 30 Minuten gerührt, um die Oberflächenbehandlung zu vollenden. Ein festes Material wurde mittels Filtration abgetrennt, gewaschen, re-emulgiert und sprühgetrocknet, um eine Probe herzustellen.
Als Ergebnis der Analyse des erhaltenen Hydrotalcits wurde gefunden, dass es sich bei der Zusammensetzung um folgendes handelte: Mg_0,5Zn_0,2Al_0,3(OH)₂(CO₃)_0,15∙0,55 H₂O .
Der Gesamtgehalt an Fe und Mn in dem Hydrotalcit betrug 0,008 Gew.-% und die spezifische Oberfläche des Hydrotalcits, gemessen mittels des BET-Verfahrens, lag bei 7,1 m²/g.
Referenzbeispiel 5
Abgelöschter Kalk (Rohmaterial Nr. 8), erhalten aus Kalk, wurde in einen Konzentrations-Kontrolltank überführt, um eine Aufschlämmung mit einer Ca(OH)₂-Konzentration von 200 g/l zu erhalten. Während dessen wurde gereinigte Sole (Rohmaterial Nr. 2) in einen anderen Konzentrations-Kontrolltank überführt und Wasser (Rohmaterial Nr. 9) wurde zugegeben, um eine wässrige Lösung mit einer Mg-Konzentration von 2 Mol/l herzustellen. Die wässrige Lösung wurde in einen Reaktor überführt und 0,726 Liter der wässrigen Ca(OH)₂-Lösung wurde nach und nach zu 1 Liter der wässrigen Mg-Lösung zugegeben. Nachdem die erhaltene Aufschlämmung von Magnesiumhydroxid mit einem Filter dehydratisiert und mit Wasser gewaschen wurde, wurde Wasser zugegeben, um die Aufschlämmung zu re-emulgieren und eine Aufschlämmung mit einer Magnesiumhydroxid-Konzentration von 50 g/l wurde erhalten. Anschließend wurden 35,1 Liter Zinkchlorid (Rohmaterial Nr. 5) und 70,9 Liter Aluminiumsulfat (Rohmaterial Nr. 4) zu 229,4 Liter der vorstehend genannten Magnesiumhydroxid-Aufschlämmung unter Rühren zugegeben, und 327,9 Liter Natronlauge, die 7,83 kg Natriumcarbonat enthielt und eine Konzentration von 3 Mol/l besaß, wurden nach und nach zugespritzt, um eine gemischte Aufschlämmung zu erhalten. Zu dieser Aufschlämmung wurde Wasser zugegeben, um 800 Liter der wässrigen Lösung herzustellen, die anschließend durch Erwärmen in einem Autoklaven bei 150 °C für 6 Stunden unter Rühren gealtert wurde, um eine Hydrotalcit-Aufschlämmung zu ergeben. Nach dem Abkühlen wurde die resultierende Aufschlämmung in einen Oberflächenbehandlungstank überführt und auf 80 °C unter Rühren erwärmt, und 0,75 kg Natriumstearat (Rohmaterial Nr. 10), aufgelöst in 50 Liter auf 80 °C erwärmtem Wasser, wurden nach und nach in den Tank eingespritzt, und die resultierende Mischung wurde für 30 Minuten gerührt, um die Oberflächenbehandlung zu vollenden. Ein festes Material wurde mittels Filtration abgetrennt, gewaschen, mit Heißluft getrocknet und zerkleinert, um eine Probe zu ergeben.
Der Reaktor, der Autoklav und der Oberflächenbehandlungstank, die verwendet wurden, bestanden aus einer Kohlenstoffstahlplatte für Medium- und Normaldruck-Behälter (SGP-Material, JIS G3118-1977) und alle Transportrohre waren Kohlenstoffstahlrohre für Rohrleitungen (SGP-Material, JIS G3452-1984).
Als Ergebnis der Analyse des erhaltenen Hydrotalcits wurde gefunden, dass es sich bei der Zusammensetzung um folgendes handelte: Mg_0,4Zn_0,3Al_0,3(OH)₂(CO₃)_0,15∙0,55 H₂O .
Der Gesamtgehalt an Fe und Mn in dem Hydrotalcit betrug 0,058 Gew.-% und die spezifische Oberfläche des Hydrotalcits, gemessen mittels des BET-Verfahrens, lag bei 16 m²/g.
Referenzbeispiel 6
Abgelöschter Kalk (Rohmaterial Nr. 8), erhalten aus Kalk, wurde in einen Konzentrations-Kontrolltank überführt, um eine Aufschlämmung mit einer Ca(OH)₂-Konzentration von 200 g/l zu erhalten. Während dessen wurde gereinigte Sole (Rohmaterial Nr. 2) in einen anderen Konzentrations-Kontrolltank überführt und Wasser (Rohmaterial Nr. 9) wurde zugegeben, um eine wässrige Lösung mit einer Mg-Konzentration von 2 Mol/l herzustellen. Die wässrige Lösung wurde in einen Reaktor überführt und 0,726 Liter der wässrigen Ca(OH)₂-Lösung wurde nach und nach zu 1 Liter der wässrigen Mg-Lösung zugegeben. Nachdem die erhaltene Aufschlämmung von Magnesiumhydroxid mit einem Filter dehydratisiert und mit Wasser gewaschen wurde, wurde Wasser zugegeben, um die Aufschlämmung zu re-emulgieren und eine Aufschlämmung mit einer Magnesiumhydroxid-Konzentration von 100 g/l wurde erhalten. Anschließend wurden 17,01 kg Aluminiumhydroxid (Rohmaterial Nr. 11), 11,54 kg Natriumcarbonat (Rohmaterial Nr. 7), gelöst in Wasser, und Wasser (Rohmaterial Nr. 9) zu 295,7 Liter der zuvor genannten Magnesiumhydroxid-Aufschlämmung unter Rühren zugegeben, um 800 Liter einer gemischten Aufschlämmung herzustellen.
Diese gemischte Aufschlämmung wurde anschließend mittels Erwärmen in einem Autoklaven bei 180 °C für 20 Stunden unter Rühren gealtert, um eine Hydrotalcit-Aufschlämmung zu ergeben. Nach dem Abkühlen wurde die resultierende Aufschlämmung in einen Oberflächenbehandlungstank überführt, um einer Rührbehandlung unter Verwendung von 1,7 kg Natriumstearat auf gleiche Art und Weise wie in dem Referenzbeispiel 1 unterworfen zu werden. Es wurden die gleichen Apparate wie die im Referenzbeispiel 1 verwendeten eingesetzt.
Als Ergebnis der Analyse des erhaltenen Hydrotalcits wurde gefunden, dass es sich bei der Zusammensetzung um folgendes handelte: Mg_0,7Al_0,3(OH)₂(CO₃)_0,15∙0,55 H₂O .
Der Gesamtgehalt an Fe und Mn in dem Hydrotalcit betrug 0,048 Gew.-% und die spezifische Oberfläche des Hydrotalcits, gemessen mittels des BET-Verfahrens, lag bei 7 m²/g.
Referenzbeispiel 7
Gereinigte Sole (Rohmaterial Nr. 2) wurde in einen Konzentrations-Kontrolltank überführt, und Aluminiumsulfat (Rohmaterial Nr. 4) wurde zugegeben, um eine gemischte wässrige Lösung (A) mit einer Mg-Konzentration von 1,95 Mol/l und einer Al-Konzentration von 0,847 Mol/l herzustellen. Anschließend wurde Natronlauge (Rohmaterial Nr. 6) in einen weiteren Konzentrations-Kontrolltank überführt, und Natriumcarbonatpulver (Rohmaterial Nr. 7) und Wasser wurden zugegeben, um eine wässrige Lösung (B) mit einer NaOH-Konzentration von 3 Mol/l und einer Na₂CO₃-Konzentration von 0,23 Mol/l herzustellen.
Es wurden 1,18 Liter der gemischten wässrigen Lösung (A) und 2,2 Liter der wäßrigen Lösung (B) in einen Wasser enthaltenden Reaktor gleichzeitig unter Rühren eingeführt, um zu gewährleisten, dass die Verweilzeit 60 Minuten betrug, und eine Reaktionsaufschlämmung von Hydrotalcit wurde erhalten. Diese Reaktionsaufschlämmung wurde in einer Menge von 800 Liter in einen Oberflächenbehandlungstank überführt und auf 80 °C unter Rühren erwärmt, 2 kg Natriumstearat (Rohmaterial Nr. 10), gelöst in 50 Liter auf 80 °C erwärmtem Wasser, wurden in den Tank nach und nach eingespritzt, und die resultierende Mischung wurde für 30 Minuten gerührt, um eine Oberflächenbehandlung zu vollenden. Ein festes Material wurde mittels Filtration abgetrennt, gewaschen, mit Heißluft getrocknet und zerkleinert, um eine Probe herzustellen.
Als Ergebnis der Analyse des erhaltenen Hydrotalcits wurde gefunden, dass es sich bei der Zusammensetzung um folgendes handelte: Mg_0,7Al_0,3(OH)₂(CO)₃)_0,15∙0,55 H₂O .
Der Gesamtgehalt an Fe und Mn in dem Hydrotalcit betrug 0,004 Gew.-% und die spezifische Oberfläche des Hydrotalcits, gemessen mittels des BET-Verfahrens, lag bei 60 m²/g.
Es wurden die gleichen Apparate wie im Referenzbeispiel 1 verwendet eingesetzt. Die Eigenschaften und Metallgehalte der Hydrotalcit-Teilchen, die in den vorstehenden Referenzbeispielen 1 bis 7 erhalten wurden, sind in der folgenden Tabelle dargestellt.
Referenzbeispiele 8 und 9
Die Zusammensetzungen und Eigenschaften von Hydrotalcit-Teilchen, die nach einem anderen Verfahren hergestellt wurden, sind in der folgenden Tabelle dargestellt.
Beispiele 1 und 2 und Vergleichsbeispiele 1 bis 8
Pellets mit der folgenden Zusammensetzung wurden mittels einem Knetextruder bei 260 °C aus den Hydrotalcit-Teilchen, die in den vorstehenden Referenzbeispielen erhalten worden waren, hergestellt, um Testproben zu ergeben. Die Wärmeverschlechterungsbeständigkeit (heat deterioration resistance) und Schlagbiegefestigkeit (Kerbschlagfestigkeit nach Izod) jeder Testprobe und die Dispergierbarkeit der Teilchen wurden gemäß den folgenden Verfahren gemessen.
Wärmeverschlechterungsbeständigkeit;
Nachdem jedes der vorgenannten Pellets auf gleiche Art und Weise geknetet und fünfmal extrudiert worden war, wurde die Schmelzflussrate des resultierenden extrudierten Produkts in Übereinstimmung mit JIS K7210 gemesen und mit den ersten Messdaten verglichen. (Je höher die MFR, desto mehr ist die Verschlechterung vorangeschritten.)
Schlagbiegefestigkeit:
Ein JIS K7110 Izod-Teststück wurde hergestellt aus dem fünfmal extrudierten Pellet aus einer Spritzgußmaschine bei 230 °C, um die Schlagbiegefestigkeit zu messen.
Dispergierbarkeit:
Aus dem vorstehend genannten Pellet wurde ein 60 μm dicker Film mittels einer T-Düsen-Filmformungsmaschine geformt und visuell überprüft, um die Dispergierbarkeit der Hydrotalcit-Teilchen auf der Basis von drei Kriterien zu bestimmen. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle angegeben. Zusammensetzung

Ethylen-Propylen-Copolymer 100 PHR

Irganox 1076 0,05 PHR

Irgafos 168 0,05 PHR

Hydrotalcit-Teilchen 0,1 PHR oder 0 PHR
Beispiel 3 und Vergleichsbeispiel 9
Pellets mit der folgenden Zusammensetzung wurden mittels einem Knetextruder bei 260 °C aus Hydrotalcit-Teilchen hergestellt, die in den Referenzbeispielen 1 und 3 erhalten worden waren, um Testproben zu ergeben. Proben, die auf gleiche Art und Weise wie in Beispiel 1 hergestellt worden waren, wurden im Hinblick auf Wärmeverschlechterungsbeständigkeit, Schlagbiegefestigkeit und Dispergierbarkeit gemessen. Zusammensetzung

Ethylen-Propylen-Copolymer 100 PHR

Irganox 1076 0,05 PHR

Irgafos 168 0,05 PHR

Hydrotalcit-Teilchen 8 PHR
Beispiel 4 und Vergleichsbeispiele 10 und 11

Die folgende Verbindung wurde unter Verwendung einer Walze bei 180 °C für 5 Minuten geknetet, um eine 0,7 mm dicke Walzenfolie herzustellen. Diese Folie wurde auf eine Größe von 5 cm × 8 cm geschnitten, in einen auf 180 °C erhitzten Bandofen (gear oven) gelegt und alle 10 Minuten herausgenommen, um dessen thermische Stabilität zu messen. Die Verschlechterung des Harzes wurde auf der Basis von dessen Färbung bewertet, die abgelaufene Zeitdauer bis das Harz schwarz war, wurde gemessen, und die Farbe am Anfangsstadium der thermischen Stabilität und die Dispergierbarkeit wurden bewertet. Zusammensetzung

Polyvinylchlorid (Polymerisationsgrad von 700)	100 PHR
Calciumstearat	0,5 PHR
Zinkstearat	0,2 PHR
Dibenzoylmethan	0,1 PHR
Hydrotalcit-Teilchen	1,5 PHR oder 0 PHR
epoxyliertes Sojabohnenöl	0,5 PHR

Claims

Synthetische Harzzubereitung, die eine Wärmeverschlechterungsbeständigkeit aufweist, umfassend: (A) 100 Gewichtsteile eines synthetischen Harzes; und (B) 0,001 bis 10 Gewichtsteile Hydrotalcit-Teilchen, die durch die folgenden (i) bis (iv) definiert werden: (i) die Hydrotalcit-Teilchen werden durch die folgende chemische Strukturformel (1) dargestellt: {(Mg)_y(Zn)_z}_1-x(Al)_x(OH)₂(A^n-)_x/n∙mH₂O (1)worin A^n- für wenigstens ein Anion mit einer Wertigkeit von n steht und x, y, z und m Werte darstellen, die die folgenden Ausdrücke erfüllen:
(ii) die Hydrotalcit-Teilchen haben einen mittleren Sekundärteilchendurchmesser, gemessen mittels einem Laser-Beugungsstreuungsverfahren, von 2 μm oder weniger; (iii) die Hydrotalcit-Teilchen weisen eine spezifische Oberfläche, gemessen mittels einem BET-Verfahren, von 1 bis 20 m²/g auf, und (iv) die Hydrotalcit-Teilchen enthalten eine Eisenverbindung und eine Manganverbindung in einem Gesamtgehalt von 0,02 Gew.-% oder weniger bezogen auf die Metalle (Fe + Mn).
Zubereitung gemäß Anspruch 1, worin x, y und z für Werte stehen, die die folgenden Ausdrücke erfüllen:
Zubereitung gemäß Anspruch 1 oder 2, worin die Hydrotalcit-Teilchen einen mittleren Sekundärteilchendurchmesser, gemessen mittels einem LaserBeugungsstreuungsverfahren, von 0,4 bis 1,0 μm aufweisen.
Zubereitung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die Hydrotalcit-Teilchen eine spezifische Oberfläche, gemessen mittels einem BET-Verfahren, von mindestens 5 m²/g aufweisen.
Zubereitung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die Hydrotalcit-Teilchen ein Verhältnis von einer spezifischen Oberfläche, gemessen mittels dem BET-Verfahren, zu einer spezifischen Oberfläche, gemessen mittels einem Blaine-Verfahren, von 1 bis 6 aufweisen.
Zubereitung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die Hydrotalcit-Teilchen Eisen- und Manganverbindungen in einem Gesamtgehalt von 0,01 Gew.-% oder weniger, bezogen auf die Metalle (Fe + Mn), aufweisen.
Zubereitung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die Hydrotalcit-Teilchen einen Gesamtgehalt an Eisen-, Mangan-, Cobalt-, Chrom-, Kupfer-, Vanadium- und Nickel-Verbindungen von 0,02 Gew.-% oder weniger, bezogen auf Metalle, aufweisen.
Zubereitung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die Hydrotalcit-Teilchen bei einer Temperatur von 150 bis 300°C dehydratisiert worden sind.
Zubereitung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die Hydrotalcit-Teilchen in einer Menge von 0,01 bis 5 Gewichtsteilen, bezogen auf 100 Gewichtsteile des synthetischen Harzes, enthalten sind.
Zubereitung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, worin das synthetische Harz ein Polyolefin, ein Olefincopolymer oder ein halogenhaltiges Olefinharz ist.
Zubereitung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, worin das synthetische Harz Polyethylen, Polypropylen, Polybuten, Poly(4-methyl-1-penten) oder ein Copolymer von Ethylen, Propylen, Buten oder 4-Methyl-1-penten ist.
Zubereitung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die Hydrotalcit-Teilchen mit einem Oberflächenbehandlungsmittel, das aus höheren Fettsäuren, anionischen grenzflächenaktiven Mitteln, Phosphaten, Haftvermittlern und Estern von mehrwertigen Alkoholen und Fettsäuren gewählt ist, oberflächenbehandelt worden sind.
Formartikel, der aus der synthetischen Harzzubereitung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche gebildet ist.
Verwendung von Hydrotalcit-Teilchen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, um die Wärmeverschlechterung eines synthetischen Harzes zur Zeit des Thermoformens des Harzes zu unterdrücken.