ES2946701T3 - Carbonato de calcio recubierto con polietileno injertado con anhídrido maleico y/o polipropileno injertado con anhídrido maleico y al menos un agente hidrofobizante - Google Patents

Carbonato de calcio recubierto con polietileno injertado con anhídrido maleico y/o polipropileno injertado con anhídrido maleico y al menos un agente hidrofobizante Download PDF

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Abstract

La presente invención se refiere a un producto de material de relleno con superficie tratada que comprende a) al menos un material de relleno que contiene carbonato de calcio yb) una capa de tratamiento en la superficie del al menos un material de relleno que contiene carbonato de calcio que comprende i. polietileno injertado con anhídrido maleico y/o polipropileno injertado con anhídrido maleico y ii. al menos un agente hidrofobizante. Además, se describe un proceso para preparar el producto de material de relleno con superficie tratada de la invención, así como una composición polimérica que comprende al menos una resina polimérica y el producto de material de relleno con superficie tratada de la invención. Además, una fibra y/o filamento y/o película y/o hilo y/o lámina y/o tubería y/o perfil y/o molde y/o, (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Carbonato de calcio recubierto con polietileno injertado con anhídrido maleico y/o polipropileno injertado con anhídrido maleico y al menos un agente hidrofobizante
La presente invención se refiere a un producto de material de carga de superficie tratada que comprende a) al menos un material de carga que contiene carbonato de calcio y b) una capa de tratamiento en la superficie del al menos un material de carga que contiene carbonato de calcio que comprende i. polietileno injertado con anhídrido maleico y/o polipropileno injertado con anhídrido maleico y ii. al menos un agente hidrofobizante. Además, se describe un procedimiento para preparar el producto de material de carga de superficie tratada de la invención, así como una composición polimérica que comprende al menos una resina polimérica y el producto de material de carga de superficie tratada de la invención. Además, se describe una fibra y/o filamento y/o película y/o hilo y/o lámina y/o tubería y/o perfil y/o molde y/o compuesto moldeado por inyección y/o compuesto moldeado por soplado que comprende el producto de material de carga de superficie tratada de la invención, así como el uso del producto de carga mineral de superficie tratada de la invención en una composición polimérica, para mejorar las propiedades mecánicas y/o reológicas de la composición polimérica.
En la práctica, los materiales de carga y especialmente los materiales de carga que contienen carbonato de calcio se utilizan a menudo como cargas en partículas en productos de polímeros termoplásticos, como fibras, filamentos, películas y/o hilos, generalmente hechos de polietileno (PE), polipropileno (PP), poliuretano (PU), poli(cloruro de vinilo) (PVC), poliéster (PES) y/o poliamida (PA). Sin embargo, se introducen aditivos para proporcionar un revestimiento al material de carga y para mejorar la dispersión de dicho material de carga mineral en la matriz polimérica de las composiciones poliméricas, así como posiblemente para mejorar la procesabilidad de esta composición polimérica y/o las propiedades de los productos de aplicación final tales como fibras, filamentos, películas, hilos, láminas, perfiles, moldes, compuestos moldeados por inyección, compuestos moldeados por soplado. La eliminación de tales aditivos reduciría inaceptablemente la calidad de la fibra, filamento, película, hilo, láminas, moldes, compuestos moldeados por inyección y compuestos moldeados por soplado resultantes. Además, se desea proporcionar un material de carga con una buena fluidez con el fin de garantizar una alta productividad cuando se fabrica el producto de material de carga mineral tratado final y se procesa posteriormente dicho producto en productos de aplicación final.
En la técnica, se han hecho varios intentos para mejorar la aplicabilidad de los materiales de cargas minerales y especialmente los materiales de cargas minerales que contienen carbonato de calcio, p. ej. tratando dichos materiales de cargas minerales con agentes de tratamiento de superficie tales como agentes hidrofobizantes.
Por ejemplo, el documento WO 00/20336 se refiere a un carbonato de calcio natural ultrafino, que opcionalmente se puede tratar con uno o varios ácidos grasos o una o varias sales o mezclas de los mismos como agente hidrofobizante, y que se utiliza como regulador reológico para composiciones poliméricas.
Asimismo, el documento US 4.407.986 se refiere a un carbonato de calcio precipitado que se trata en la superficie con un dispersante que puede incluir ácidos alifáticos superiores y sus sales metálicas con el fin de limitar la adición de aditivos lubricantes cuando se amasa este carbonato de calcio con polipropileno cristalino y para evitar la formación de agregados de carbonato de calcio que limitan la resistencia al impacto del polipropileno.
El documento EP 0 998 522 se refiere a un carga de carbonato de calcio de superficie tratada para películas transpirables que utilizan ácidos grasos de al menos 10 átomos de carbono en donde la carga antes y después del procedimiento de tratamiento tiene que estar mayormente libre de humedad en el intervalo de menos del 0,1 % en peso.
En el documento EP 0325 114, que se refiere a composiciones de imprimación que no se comban para vehículos de motor a base de poli(cloruro de vinilo), que tienen propiedades reológicas y de adhesión mejoradas, el Ejemplo 7 describe una mezcla de una sal de amonio del ácido 12-hidroxiesteárico en combinación con un ácido graso (en una relación en peso de 1:1) utilizado para tratar un carga mineral.
El documento WO 03/082966 se refiere a una composición de nanocargas reticulable y/o reticulada que, en realizaciones opcionales, puede incluir adicionalmente cargas que pueden o no estar recubiertas con agentes hidrofobizantes tales como ácido esteárico, estearato, silano, siloxano y/o titanato. Dichas composiciones de nanocargas se utilizan para aumentar las propiedades de barrera, resistencia y temperaturas de distorsión térmica, lo que las hace útiles en aplicaciones médicas, automotrices, eléctricas, de construcción y alimentarias.
El documento US 2002/0102404 describe partículas de carbonato de calcio dispersables recubiertas en su superficie con una combinación de ácidos carboxílicos alifáticos saturados e insaturados y sus sales junto con un compuesto orgánico tal como un éster ftálico, que se utilizan en composiciones adhesivas para mejorar la estabilidad de la viscosidad y las propiedades de adhesión.
Además, el documento US 2002/0102404 requiere la implementación de una mezcla de sales/ácidos carboxílicos alifáticos saturados e insaturados. La presencia de sales/ácidos carboxílicos alifáticos insaturados aumenta el riesgo de reacciones secundarias in situ no deseadas con el doble enlace durante el procesamiento de cualquier material que comprenda sales/ácidos carboxílicos alifáticos insaturados. Además, la presencia de sales/ácidos carboxílicos alifáticos insaturados puede producir la decoloración o el desarrollo de olores no deseados, y en particular olores rancios, en el material en el que se implementan.
El documento US 4.520.073 describe materiales de cargas minerales con revestimientos hidrófobos mejorados preparados mediante revestimiento a presión de minerales porosos usando vapor como vehículo para el material de revestimiento. Dicho material de revestimiento puede seleccionarse, entre otras opciones, entre ácidos grasos alifáticos de cadena larga y sus sales.
El documento WO 2008/077156 A2 se refiere a fibras hiladas depositadas en napa que comprenden al menos una resina polimérica y al menos una carga que tiene un tamaño de partículas promedio inferior o igual a aproximadamente 5 micrómetros y/o que tiene un corte superior de menos de aproximadamente 15 micrómetros, en donde la al menos una carga está presente en una cantidad inferior a aproximadamente 40 % en peso, con respecto al peso total de las fibras hiladas depositadas en napa. El revestimiento de la carga se describe como que es al menos un material orgánico elegido entre ácidos grasos y sales y ésteres de los mismos, p. ej. ácido esteárico, estearato, estearato de amonio y estearato de calcio.
El documento GB 2336366 A se refiere a composiciones termoplásticas cargadas y, en particular, composiciones de polietileno de baja densidad cargadas que se van a conformar en productos o artículos mediante el procedimiento de extrusión. Se describe además que el agente hidrofobizante es preferiblemente un ácido carboxílico orgánico o una sal parcial o totalmente neutralizada del mismo que tiene al menos una cadena hidrocarbonada saturada o insaturada que tiene de 8 a 28 átomos de carbono, si la carga mineral en partículas tiene una reacción de superficie neutra a alcalina, por ejemplo carbonato de calcio.
El documento EP2159258A1 se refiere a un producto de carga mineral tratado que comprende: a) al menos una carga mineral; b) una capa de tratamiento situada en la superficie de dicha(s) carga(s) mineral(es), comprendiendo dicha capa de tratamiento: al menos un ácido carboxílico alifático C8 a C24 saturado; y al menos una sal catiónica di y/o trivalente de uno o más ácidos carboxílicos alifáticos C8 a C24 saturados; caracterizado por que: la relación en peso de todas dichas sales de ácidos carboxílicos alifáticos: todos dichos ácidos carboxílicos alifáticos es de 51:49 a 75:25; y dicha capa de tratamiento está presente en una cantidad de al menos 2,5 mg/m2 de dicha carga mineral.
Otro agente hidrofobizante actualmente de elección y de particular relevancia es un anhídrido succínico monosustituido o una mezcla de anhídridos succínicos monosustituidos.
Por ejemplo, el documento WO 2014/060286 A1 se refiere a un procedimiento para preparar un producto de material de carga de superficie tratada con anhídrido(s) succínico(s), comprendiendo el procedimiento al menos las etapas de a) proporcionar al menos un material de carga que contiene carbonato de calcio y b) proporcionar al menos un anhídrido succínico monosustituido y poner en contacto la superficie del al menos un material de carga que contiene carbonato de calcio de la etapa a) con el al menos un anhídrido succínico monosustituido de la etapa b).
El documento WO 2016/023937 A1 se refiere a un procedimiento para producir una película transpirable. El producto de material de carga de superficie tratada comprende A) al menos un material de carga que comprende carbonato de calcio molido, y B) una capa de tratamiento en la superficie del al menos un material de carga que comprende carbonato de calcio molido en húmedo que comprende al menos un anhídrido succínico monosustituido y/o al menos un ácido succínico monosustituido y/o producto(s) de reacción de sal(es) del mismo.
Sin embargo, todavía existe una necesidad de proporcionar productos de material de carga de superficie tratada mejorados. Especialmente, se desea proporcionar productos de material de carga de superficie tratada que tengan una buena fluidez del polvo pero también una baja susceptibilidad a la absorción de humedad. Además, se desea proporcionar productos de material de carga de superficie tratada que puedan usarse en composiciones poliméricas para mantener o mejorar las propiedades mecánicas y/o reológicas tales como el índice de fluidez y/o las propiedades de carga vertical y/o la resistencia al impacto y /o el módulo de flexión y/o las propiedades de tracción tales como el límite de elasticidad de la composición polimérica y/o de los productos de aplicación final tales como una fibra y/o filamento y/o película y/o hilo y/o lámina y/o tubería y/o perfil y/o molde y/o compuestos moldeados por inyección y/o compuestos moldeados por soplado que comprenden tales productos de material de carga de superficie tratada.
En consecuencia, es un objetivo de la presente invención proporcionar un producto de material de carga de superficie tratada que comprende un agente hidrofobizante y muestra una buena fluidez del polvo, así como una baja absorción de humedad. Además, es otro objetivo de la presente invención proporcionar dichos productos de material de carga de superficie tratada que se pueden usar en composiciones poliméricas para mantener o mejorar las propiedades mecánicas y/o reológicas tales como el índice de fluidez y/o las propiedades de carga vertical y/o la resistencia al impacto y/o el módulo de flexión y/o las propiedades de tracción tales como el límite de elasticidad de la composición polimérica y/o de los productos de aplicación final. Otro objetivo es proporcionar un procedimiento para preparar dicho producto de material de carga de superficie tratada. Otros objetivos pueden deducirse de la siguiente descripción de la invención.
Los objetivos anteriores y otros se resuelven mediante la materia como se define en el presente documento en la reivindicación 1.
Las realizaciones ventajosas del procedimiento de la invención para preparar un producto de material de carga de superficie tratada se definen en las reivindicaciones dependientes correspondientes.
Según un aspecto de la presente solicitud, se proporciona un producto de material de carga de superficie tratada que comprende
a) al menos un material de carga que contiene carbonato de calcio,
b) una capa de tratamiento sobre la superficie del al menos un material de carga que contiene carbonato de calcio que comprende
i. polietileno injertado con anhídrido maleico y/o polipropileno injertado con anhídrido maleico y
ii. al menos un agente hidrofobizante
en donde el producto de material de carga de superficie tratada comprende la capa de tratamiento en una cantidad de 0,2 a 7 % en peso, basado en el peso seco total del al menos un material de carga que contiene carbonato de calcio.
Sorprendentemente, los autores de la invención descubrieron que los productos de material de carga de superficie tratada anteriores tienen una buena fluidez del polvo, pero también una baja susceptibilidad a la absorción de humedad. Además, cuando los productos de material de carga de superficie tratada de la invención se utilizan en composiciones poliméricas, mantienen o mejoran las propiedades mecánicas y/o reológicas de la composición polimérica y/o de los productos de aplicación final, especialmente en comparación con un producto de material de carga de superficie tratada cuya superficie se trata solo con un agente hidrofobizante idéntico. La composición polimérica y/o los productos de aplicación final que comprenden los productos de material de carga de superficie tratada de la invención tienen especialmente un índice de fluidez mantenido o más bajo y/o propiedades de carga vertical mantenidas o más altas, resistencia al impacto mantenida o más alta y/o módulo de flexión mantenido o más alto y/o propiedades de tracción mantenidas o más altas, tales como límite de elasticidad, en particular en comparación con una composición polimérica y/o producto de aplicación final que comprende un producto de material de carga de superficie tratada cuya superficie se ha tratado solo con un agente hidrofobizante idéntico.
Según otro aspecto de la presente invención, se proporciona un procedimiento para preparar un producto de material de carga de superficie tratada, comprendiendo el procedimiento al menos las etapas de:
a) proporcionar al menos un material de carga que contiene carbonato de calcio,
b) proporcionar
i. polietileno injertado con anhídrido maleico y/o polipropileno injertado con anhídrido maleico y
ii. al menos un agente hidrofobizante y
c) formar una capa de tratamiento en la superficie del al menos un material de carga que contiene carbonato de calcio poniendo en contacto la superficie del al menos un material de carga que contiene carbonato de calcio de la etapa a), con mezclamiento, en una o más etapas, en cualquier orden, con 0,2 a 7 % en peso de polietileno injertado con anhídrido maleico y/o polipropileno injertado con anhídrido maleico de la etapa i) y al menos un agente hidrofobizante de la etapa ii), basado en el peso seco total del al menos un material de carga que contiene carbonato de calcio, en donde la capa de tratamiento comprende polietileno injertado con anhídrido maleico y/o polipropileno injertado con anhídrido maleico de la etapa i) y al menos un agente hidrofobizante de la etapa ii).
Sorprendentemente, los autores de la invención descubrieron que mediante el procedimiento anterior es posible proporcionar productos de material de carga de superficie tratada que comprenden tanto un polietileno injertado con anhídrido maleico y/o polipropileno injertado con anhídrido maleico como al menos un agente hidrofobizante en la superficie del material de carga. Además, el procedimiento anterior es simple y económico y conduce a los productos de material de carga de superficie tratada de la invención como se mencionó anteriormente.
Según otro aspecto de la presente invención, se proporciona una composición polimérica que comprende al menos una resina polimérica y de 1 a 95 % en peso, basado en el peso total de la composición polimérica, de un producto de material de carga de superficie tratada como se define anteriormente.
Según otro aspecto de la presente invención, se proporciona una fibra y/o filamento y/o película y/o hilo y/o lámina y/o tubería y/o perfil y/o molde y/o compuesto moldeado por inyección y/o compuesto moldeado por soplado que comprende el producto de material de carga de superficie tratada como se define anteriormente y/o una composición polimérica como se define anteriormente.
Según otro aspecto de la presente invención, el producto de carga mineral de superficie tratada como se definió anteriormente se usa en una composición polimérica, preferiblemente una composición de polietileno o polipropileno, para mejorar las propiedades mecánicas y/o reológicas de la composición polimérica, en comparación con la misma composición polimérica que se ha tratado de la misma manera, en donde el producto de carga mineral de superficie tratada se ha tratado simplemente con al menos un agente hidrofobizante.
Las realizaciones ventajosas de los aspectos anteriores se definen en las reivindicaciones dependientes correspondientes.
Según una realización de la presente invención, el al menos un agente hidrofobizante se selecciona del grupo que consiste en anhídridos succínicos, ácidos carboxílicos, monoésteres de ácido fosfórico, diésteres de ácido fosfórico, productos de reacción de los mismos y mezclas de los mismos.
Según otra realización de la presente invención, el al menos un agente hidrofobizante es al menos uno de
anhídrido succínico monosustituido y/o su(s) producto(s) de reacción y
ácido(s) carboxílico(s) alifático(s) lineal(es) y/o ramificado(s) que tiene(n) de 8 a 24 átomos de carbono y/o su(s) producto(s) de reacción.
Según otra realización de la presente invención, el anhídrido succínico monosustituido y/o su(s) producto(s) de reacción de la etapa ii) consisten en anhídrido succínico monosustituido con un grupo seleccionado de un grupo lineal, ramificado, alifático y cíclico que tiene de 2 a 30 átomos de carbono, preferiblemente de 3 a 25 y lo más preferiblemente de 4 a 20 en el sustituyente.
Según otra realización de la presente invención, el anhídrido succínico monosustituido y/o su(s) producto(s) de reacción de la etapa ii) es/son
a) al menos un anhídrido succínico monosustituido con alquilo, preferiblemente al menos un anhídrido succínico monosustituido con alquilo seleccionado del grupo que comprende anhídrido etilsuccínico, anhídrido propilsuccínico, anhídrido butilsuccínico, anhídrido triisobutilsuccínico, anhídrido pentilsuccínico, anhídrido hexilsuccínico, anhídrido heptilsuccínico, anhídrido octilsuccínico, anhídrido nonilsuccínico, anhídrido decilsuccínico, anhídrido dodecilsuccínico, anhídrido hexadecanilsuccínico, anhídrido octadecanilsuccínico, y mezclas de los mismos, y/o
b) al menos un anhídrido succínico monosustituido con alquenilo, preferiblemente al menos un anhídrido succínico monosustituido con alquenilo seleccionado del grupo que comprende anhídrido etenilsuccínico, anhídrido propenilsuccínico, anhídrido butenilsuccínico, anhídrido triisobutenilsuccínico, anhídrido pentenilsuccínico, anhídrido hexenilsuccínico, anhídrido heptenilsuccínico, anhídrido octenilsuccínico, anhídrido nonenilsuccínico, anhídrido decenilsuccínico, anhídrido dodecenilsuccínico, anhídrido hexadecenilsuccínico, anhídrido octadecenilsuccínico, y mezclas de los mismos.
Según otra realización de la presente invención, el(los) ácido(s) carboxílico(s) alifático(s) lineal(es) y/o ramificado(s) y/o su(s) producto(s) de reacción de la etapa ii) tienen de 8 a 22 átomos de carbono, preferiblemente de 10 a 22, más preferiblemente de 12 a 20 incluso más preferiblemente de 14 a 20 y lo más preferiblemente el(los) ácido(s) carboxílico(s) alifático(s) lineal(es) y/o ramificado(s) y/o su(s) producto(s) de reacción es(son) ácido esteárico, ácido palmítico o mezclas de los mismos.
Según otra realización de la presente invención, el material de carga que contiene carbonato de calcio de la etapa a) se selecciona del grupo que consiste en carbonato de calcio molido, preferiblemente mármol, piedra caliza, dolomita y/o creta y/o carbonato de calcio precipitado (PCC), preferiblemente vaterita, calcita y/o aragonito, más preferiblemente el material de carga que contiene carbonato de calcio es carbonato de calcio molido.
Según otra realización de la presente invención, el al menos un material de carga que contiene carbonato de calcio de la etapa a) tiene
a) un valor de tamaño de partículas mediano en peso dsü en el intervalo de 0,1 gm a 7 gm, preferiblemente de 0,25 gm a 5 gm y lo más preferiblemente de 0,5 gm a 4 gm, y/o
b) un corte superior (cfes) de < 100 gm, preferiblemente < 40 gm, más preferiblemente < 25 gm y lo más preferiblemente < 15 gm, y/o
c) una superficie específica (BET) de 0,5 a 150 m2/g, preferiblemente de 0,5 a 50 m2/g, más preferiblemente de 0,5 a 35 m2/g y lo más preferiblemente de 0,5 a 10 m2/g medido por el método BET de nitrógeno, y/o
d) un contenido de humedad total residual de 0,01 % en peso a 1 % en peso, preferiblemente de 0,01 a 0,2 % en peso, más preferiblemente de 0,02 a 0,1 % en peso y lo más preferiblemente de 0,03 a 0,2 % en peso, basado en el peso seco total del al menos un material de carga que contiene carbonato de calcio.
Según otra realización de la presente invención, el polietileno injertado con anhídrido maleico y/o polipropileno injertado con anhídrido maleico de la etapa i) se selecciona del grupo que consiste en polietileno de baja densidad (LDPE) injertado con anhídrido maleico, polietileno lineal de baja densidad (LLDPE) injertado con anhídrido maleico, polietileno de alta densidad injertado con anhídrido maleico (HDPE), polipropileno atáctico injertado con anhídrido maleico, polipropileno isotáctico injertado con anhídrido maleico, polipropileno sindiotáctico injertado con anhídrido maleico, cera de polietileno injertado con anhídrido maleico, cera de polipropileno injertado con anhídrido maleico y mezclas de los mismos y preferiblemente es polietileno lineal de baja densidad (LLDPE) injertado con anhídrido maleico y cera de polietileno injertado con anhídrido maleico y lo más preferiblemente es cera de polietileno injertado con anhídrido maleico.
Según otra realización de la presente invención, el producto de material de carga de superficie tratada está en forma de polvo.
Según otra realización de la presente invención, en el procedimiento para preparar el producto de material de carga de superficie tratada, el al menos un material de carga que contiene carbonato de calcio de la etapa a) se precalienta antes de llevar a cabo la etapa c) de puesta en contacto, preferiblemente el al menos un material de carga que contiene carbonato de calcio de la etapa a) se precalienta a una temperatura de 20 a 250 °C, más preferiblemente de 40 a 200 °C, incluso más preferiblemente de 50 a 150 °C y lo más preferiblemente de 60 a 140 °C.
Según otra realización de la presente invención, en el procedimiento para preparar el producto de material de carga de superficie tratada, la etapa c) de puesta en contacto se lleva a cabo en cuanto que se añade el polietileno injertado con anhídrido maleico y/o el polipropileno injertado con anhídrido maleico de la etapa i) y el al menos un agente hidrofobizante de la etapa ii) en una relación en peso de 10:1 a 1:10, preferiblemente de 5:1 a 1:5 y lo más preferiblemente de 4:1 a 1:4, tal como en una cantidad de 1:1.
Según otra realización de la presente invención, en el procedimiento para preparar el producto de material de carga de superficie tratada, el polietileno injertado con anhídrido maleico y/o el polipropileno injertado con anhídrido maleico de la etapa i) se añade en la etapa c) de puesta en contacto en una cantidad total de 0,1 a 4 % en peso, preferiblemente de 0,2 a 3 % en peso y lo más preferiblemente de 0,5 a 2 % en peso, basado en el peso seco total del al menos un material de carga que contiene carbonato de calcio de la etapa a); y se añade al menos un agente hidrofobizante de la etapa ii) en la etapa c) de contacto en una cantidad total de 0,1 a 3 % en peso, preferiblemente de 0,2 a 2 % en peso y lo más preferiblemente de 0,3 a 1 % en peso, basado en el peso seco total del al menos un material de carga que contiene carbonato de calcio de la etapa a).
Según otra realización de la presente invención, en el procedimiento para preparar el producto de material de carga de superficie tratada, la etapa c) de puesta en contacto se lleva a cabo a una temperatura de 20 a 250 °C, preferiblemente de 60 a 180 °C y lo más preferiblemente de 80 a 150 °C.
Según otra realización de la presente invención, en el procedimiento para preparar el producto de material de carga de superficie tratada, la etapa c) de puesta en contacto se lleva a cabo en cuanto que se añaden el polietileno injertado con anhídrido maleico y/o el polipropileno injertado con anhídrido maleico de la etapa i) y al menos un agente hidrofobizante de la etapa ii) simultánea o sucesivamente y preferiblemente se añaden simultáneamente, con la condición de que si los compuestos se añaden sucesivamente, la adición del primer compuesto no conduce a una cobertura completa de la superficie del al menos un material de carga que contiene carbonato de calcio.
Según otra realización de la presente invención, la composición polimérica comprende además fibras naturales, preferiblemente fibras de madera, fibras de celulosa, fibras de cáñamo y/o fibras de residuos agrícolas y/o fibras sintéticas, preferiblemente fibras de vidrio, fibras de carbono y/o fibras de aramida.
Debe entenderse que para los fines de la presente invención, los siguientes términos tienen los siguientes significados:
Para los fines de la presente invención, la expresión "material de carga" en el sentido de la presente invención se refiere a sustancias de origen mineral añadidas a materiales tales como papel, plásticos, caucho, pinturas y adhesivos, etc. para reducir el consumo de materiales más costosos tales como aglutinantes, o para mejorar las propiedades técnicas de los productos. El experto en la técnica conoce muy bien los materiales de carga típicos utilizados en los respectivos campos. Además, la expresión "material de carga que contiene carbonato de calcio" se refiere a un material que comprende al menos 80 % en peso de carbonato de calcio, basado en el peso seco total del material de carga que contiene carbonato de calcio.
La expresión "producto de material de carga de superficie tratada" en el sentido de la presente invención se refiere a un material de carga que contiene carbonato de calcio que se ha puesto en contacto con un agente de tratamiento de superficie para así obtener una capa de revestimiento en al menos una parte de la superficie del material de carga que contiene carbonato de calcio.
Una "capa de tratamiento" en la esencia de la presente invención se refiere a una capa, preferiblemente una monocapa de un agente de tratamiento sobre la superficie del producto de material de carga de superficie tratada. La "capa de tratamiento" comprende un polietileno injertado con anhídrido maleico y/o polipropileno injertado con anhídrido maleico y al menos un agente hidrofobizante, en donde el producto de material de carga de superficie tratada comprende la capa de tratamiento en una cantidad de 0,2 a 7 % en peso, basado en el peso seco total del al menos un material de carga que contiene carbonato de calcio.
El término material de carga que contiene carbonato de calcio "seco" se entiende como un material de carga que tiene menos de 1,0 % en peso de agua respecto al peso del material de carga. El % de agua (igual al contenido de humedad total residual) se determina según el método de medición culombimétrico de Karl Fischer, en donde el material de carga se calienta a 220 °C, y se determina el contenido de agua liberada como vapor y aislada usando una corriente de nitrógeno gaseoso (a 100 ml/min) en una unidad culombimétrica Karl Fischer.
Una "superficie específica (SE)" de un material de carga que contiene carbonato de calcio en el sentido de la presente invención se define como el área superficial del material de carga que contiene carbonato de calcio dividida por su masa. Como se usa en el presente documento, la superficie específica se mide por adsorción de nitrógeno gaseoso usando la isoterma BET (ISO 9277:2010) y se especifica en m2/g.
El "tamaño de partículas" de los materiales en partículas, por ejemplo, el producto de material de carga de superficie tratada del presente documento, se describe por su distribución de tamaños de partículas dx. En él, el valor dx representa el diámetro con respecto al cual x % en peso de las partículas tienen diámetros menores que aX. Esto significa que, por ejemplo, el valor d20 es el tamaño de partículas en el que el 20 % en peso de todas las partículas son más pequeñas que ese tamaño de partículas. El valor d50 es, por lo tanto, el tamaño de partículas mediano en peso, es decir, el 50 % en peso de todos los granos son más grandes y el 50 % en peso restante son más pequeños que este tamaño de partículas. Para los fines de la presente invención, el tamaño de partículas se especifica como tamaño de partículas mediano en peso d50 a menos que se indique lo contrario. El valor dg8 es el tamaño de partículas en el que el 98 % en peso de todas las partículas son más pequeñas que ese tamaño de partículas. El valor dg8 también se designa como "corte superior". Los tamaños de partículas se determinaron utilizando un instrumento Sedigraph™5100 o 5120 de Micromeritics Instrument Corporation. El método y el instrumento son conocidos por los expertos y se usan comúnmente para determinar el tamaño de partículas de cargas y pigmentos. Las mediciones se llevaron a cabo en una solución acuosa de Na4P2O7 al 0,1 % en peso. Las muestras se dispersaron utilizando un agitador de alta velocidad y se trataron con ultrasonidos.
Para los fines de la presente invención, la "viscosidad", por ejemplo, la viscosidad del polietileno injertado con anhídrido maleico y el polipropileno injertado con anhídrido maleico se mide con un reómetro rotacional según la norma DIN 53019.
Cuando el término "que comprende" se usa en la presente descripción y reivindicaciones, no excluye otros elementos no especificados de importancia funcional mayor o menor. Para los fines de la presente invención, la expresión "que consiste en" se considera una realización preferida del término "que comprende". Si en adelante se define un grupo que comprende al menos un cierto número de realizaciones, esto también se entiende que describe un grupo, que preferiblemente consiste solo en estas realizaciones.
Siempre que se utilicen los términos "que incluye" o "que tiene", se pretende que estos términos sean equivalentes a "que comprende" como se define anteriormente.
Cuando se usa un artículo definido o indefinido cuando se hace referencia a un sustantivo singular, p. ej. "un", "una" o "el", “la”, esto incluye un plural de ese sustantivo a menos que se indique específicamente algo más.
Cuando en lo sucesivo se hace referencia al producto de material de carga de superficie tratada, debe entenderse que las realizaciones preferidas y los detalles técnicos también se refieren al procedimiento de la invención, la composición polimérica de la invención, los productos de la invención que comprenden el producto de material de carga de superficie tratada y/o composición polimérica y el uso de la invención.
El producto de material de carga de superficie tratada
Como se expone anteriormente, el producto de material de carga de superficie tratada de la invención comprende a) al menos un material de carga que contiene carbonato de calcio y b) una capa de tratamiento sobre el al menos un material de carga que contiene carbonato de calcio que comprende i) polietileno injertado con anhídrido maleico y/o polipropileno injertado con anhídrido maleico y ii) al menos un agente hidrofobizante, en donde el producto de material de carga de superficie tratada comprende la capa de tratamiento en una cantidad de 0,2 a 7 % en peso, basado en el peso seco total del al menos un material de carga que contiene carbonato de calcio. A continuación, se hace referencia a detalles adicionales de la presente invención y especialmente a los compuestos anteriores del producto de material de carga de superficie tratada.
Caracterización del al menos un material de carga que contiene carbonato de calcio
Según la etapa a) de la presente invención, el producto de material de carga de superficie tratada comprende a) al menos un material de carga que contiene carbonato de calcio.
La expresión "al menos un" material de carga que contiene carbonato de calcio significa que se pueden proporcionar uno o más, por ejemplo, dos o tres materiales de carga que contienen carbonato de calcio. Según una realización preferida, el al menos un material de carga que contiene carbonato de calcio comprende solo un material de carga que contiene carbonato de calcio que se proporciona en la etapa a).
Según una realización preferida de la presente invención, el material de carga que contiene carbonato de calcio se selecciona del grupo que consiste en carbonato de calcio molido (GCC), preferiblemente mármol, piedra caliza, dolomita y/o creta, carbonato de calcio precipitado (PCC), preferiblemente vaterita, calcita y/o aragonito, más preferiblemente el al menos un material de carga que contiene carbonato de calcio es carbonato de calcio molido.
Se entiende por GCC una forma natural de carbonato de calcio, extraído de rocas sedimentarias tales como la piedra caliza o creta, o de rocas metamórficas de mármol y procesado mediante un tratamiento tal como molienda, tamizado y/o fraccionamiento en húmedo y/o seco, por ejemplo por un ciclón o clasificador. En una realización de la presente invención, el GCC se selecciona del grupo que comprende mármol, creta, dolomita, piedra caliza y mezclas de los mismos.
Por el contrario, el carbonato de calcio del tipo PCC incluye productos de carbonato de calcio sintéticos obtenidos por carbonatación de una suspensión de hidróxido de calcio, comúnmente denominada en la técnica una suspensión de cal o lechada de cal cuando se deriva de partículas de óxido de calcio finamente divididas en agua o por precipitación de una solución salina iónica. El PCC puede ser romboédrico y/o escalenoédrico y/o aragonítico; carbonato de calcio sintético preferido o carbonato de calcio precipitado que comprende formas cristalinas mineralógicas aragoníticas, vateríticas o calcíticas o mezclas de las mismas.
En una realización preferida, el al menos un material de carga que contiene carbonato de calcio es carbonato de calcio molido y preferiblemente mármol.
Se aprecia que la cantidad de carbonato de calcio en el al menos un material de carga que contiene carbonato de calcio es al menos 80 % en peso, p. ej. al menos 95 % en peso, preferiblemente entre 97 y 100 % en peso, más preferiblemente entre 98,5 y 99,95 % en peso, basado en el peso seco total del al menos un material de carga que contiene carbonato de calcio.
El al menos un material de carga que contiene carbonato de calcio está preferiblemente en forma de material en partículas y puede tener una distribución de tamaño de partículas como la empleada convencionalmente para el(los) material(es) implicados en el tipo de producto que se va a producir. En general, se prefiere que el al menos un material de carga que contiene carbonato de calcio tenga un valor de tamaño de partículas mediano en peso d50 en el intervalo de 0,1 a 7 gm. Por ejemplo, el al menos un material de carga que contiene carbonato de calcio tiene un tamaño de partículas mediano en peso d50 de 0,25 gm a 5 gm y preferiblemente de 0,5 gm a 4 gm.
Adicional o alternativamente, el al menos un material de carga que contiene carbonato de calcio tiene un corte superior (cfes) < 100 gm. Por ejemplo, el al menos un material de carga que contiene carbonato de calcio tiene un corte superior (dgs) < 40 gm, preferiblemente < 25 gm y lo más preferiblemente < 15 gm.
Adicional o alternativamente, el al menos un material de carga que contiene carbonato de calcio tiene una superficie específica BET de 0,5 a 150 m2/g medido por el método BET de nitrógeno. Por ejemplo, el al menos un material de carga que contiene carbonato de calcio tiene una superficie específica (BET) de 0,5 a 50 m2/g, más preferiblemente de 0,5 a 35 m2/g y lo más preferiblemente de 0,5 a 10 m2/g medido por el método BET de nitrógeno.
Adicional o alternativamente, el al menos un material de carga que contiene carbonato de calcio tiene un contenido de humedad total residual de 0,01 a 1 % en peso, preferiblemente de 0,01 a 0,2 % en peso, más preferiblemente de 0,02 a 0,2 % en peso y lo más preferiblemente de 0,03 a 0,2 % en peso, basado en el peso seco total del al menos un material de carga que contiene carbonato de calcio.
Por lo tanto, se prefiere que el al menos un material de carga que contiene carbonato de calcio tenga
a) un valor de tamaño de partículas mediano en peso dsü en el intervalo de 0,1 gm a 7 gm, preferiblemente de 0,25 gm a 5 gm y lo más preferiblemente de 0,5 gm a 4 gm, y/o
b) un corte superior (das) < 100 gm, preferiblemente < 40 gm, más preferiblemente < 25 gm y lo más preferiblemente < 15 gm, y/o
c) una superficie específica (BET) de 0,5 a 150 m2/g, preferiblemente de 0,5 a 50 m2/g, más preferiblemente de 0,5 a 35 m2/g y lo más preferiblemente de 0,5 a 10 m2/g medido por el método BET de nitrógeno y/o
d) un contenido de humedad total residual de 0,01 a 1 % en peso, preferiblemente de 0,01 a 0,2 % en peso, más preferiblemente de 0,02 a 0,2 % en peso y lo más preferiblemente de 0,03 a 0,2 % en peso, basado en el peso seco total del al menos un material de carga que contiene carbonato de calcio.
Por ejemplo, el al menos un material de carga que contiene carbonato de calcio tiene
a) un valor de tamaño de partículas mediano en peso d50 en el intervalo de 0,1 gm a 7 gm, preferiblemente de 0,25 gm a 5 gm y lo más preferiblemente de 0,5 gm a 4 gm, o
b) un corte superior (dgs) < 100 gm, preferiblemente < 40 gm, más preferiblemente < 25 gm y lo más preferiblemente < 15 gm, o
c) una superficie específica (BET) de 0,5 a 150 m2/g, preferiblemente de 0,5 a 50 m2/g, más preferiblemente de 0,5 a 35 m2/g y lo más preferiblemente de 0,5 a 10 m2/g medido por el método BET de nitrógeno o
d) un contenido de humedad total residual de 0,01 a 1 % en peso, preferiblemente de 0,01 a 0,2 % en peso, más preferiblemente de 0,02 a 0,2 % en peso y lo más preferiblemente de 0,03 a 0,2 % en peso, basado en el peso seco total del al menos un material de carga que contiene carbonato de calcio.
Alternativamente, el al menos un material de carga que contiene carbonato de calcio tiene
a) un valor de tamaño de partículas mediano en peso afe en el intervalo de 0,1 gm a 7 gm, preferiblemente de 0,25 gm a 5 gm y lo más preferiblemente de 0,5 gm a 4 gm, y
b) un corte superior (a9s) < 100 gm, preferiblemente < 40 gm, más preferiblemente < 25 gm y lo más preferiblemente < 15 gm, y
c) una superficie específica (BET) de 0,5 a 150 m2/g, preferiblemente de 0,5 a 50 m2/g, más preferiblemente de 0,5 a 35 m2/g y lo más preferiblemente de 0,5 a 10 m2/g medido por el método BET de nitrógeno y
d) un contenido de humedad total residual de 0,01 a 1 % en peso, preferiblemente de 0,01 a 0,2 % en peso, más preferiblemente de 0,02 a 0,2 % en peso y lo más preferiblemente de 0,03 a 0,2 % en peso, basado en el peso seco total del al menos un material de carga que contiene carbonato de calcio.
En una realización de la presente invención, el al menos un material de carga que contiene carbonato de calcio tiene un valor de diámetro de tamaño de partículas mediano dsü de 0,1 gm a 7 gm, preferiblemente de 0,25 gm a 5 gm y lo más preferiblemente de 0,5 gm a 4 gm, por ejemplo, aproximadamente 1,9 gm y tiene un corte superior (a9s) < 100 gm, preferiblemente < 40 gm, más preferiblemente < 25 gm y lo más preferiblemente < 15 gm, por ejemplo 5,8 gm. Según una realización preferida, el al menos un material de carga que contiene carbonato de calcio es un carbonato de calcio molido.
Se prefiere que el al menos un material de carga que contiene carbonato de calcio sea un material molido en seco, un material molido en húmedo y secado o una mezcla de los materiales anteriores. En general, la etapa de molienda se puede llevar a cabo con cualquier dispositivo de molienda convencional, por ejemplo, en condiciones tales que el refinamiento resulte predominantemente de impactos con un cuerpo secundario, es decir, en uno o más de: un molino de bolas, un molino de barras, un molino vibratorio, una trituradora de rodillos, un molino de impacto centrífugo, un molino de bolas vertical, un molino de desgaste, un molino de agujas, un molino de martillos, un pulverizador, una trituradora, un desaglomerador, una cuchilla cortadora u otro equipo similar conocido por los expertos.
En caso de que el al menos un material de carga que contiene carbonato de calcio sea un material de carga que contiene carbonato de calcio molido en húmedo, la etapa de molienda se puede realizar en condiciones tales que se lleve a cabo una molienda autógena y/o por molienda de bolas horizontal, y/u otros procedimientos similares conocidos por el experto. El material de carga que contiene carbonato de calcio molido procesado en húmedo así obtenido se puede lavar y deshidratar mediante procedimientos bien conocidos, p. ej. por floculación, filtración o evaporación forzada antes del secado. La etapa posterior de secado puede llevarse a cabo en una sola etapa, tal como secado por pulverización, o en al menos dos etapas, p. ej. aplicando una primera etapa de calentamiento al material de carga que contiene carbonato de calcio con el fin de reducir el contenido de humedad asociado a un nivel que no sea superior al 1 % en peso, basado en el peso seco total del al menos un material de carga que contiene carbonato de calcio. El contenido de humedad total residual de la carga se puede medir mediante el método de valoración culombimétrica de Karl Fischer, desorbiendo la humedad en un horno a 195 °C y pasándola continuamente al culombímetro KF (valorador KF culombimétrico C30 de Mettler Toledo, combinado con el horno Mettler DO 0337) usando N2 seco a 100 ml/min durante 10 min. El contenido de humedad total residual se puede determinar con una curva de calibración y también se puede tener en cuenta un flujo de gas ciego de 10 min en seco sin una muestra. El contenido de humedad total residual se puede reducir adicionalmente aplicando una segunda etapa de calentamiento a el al menos un material de carga que contiene carbonato de calcio. En caso de que dicho secado se lleve a cabo mediante más de una etapa de secado, la primera etapa puede llevarse a cabo calentando en una corriente de aire caliente, mientras que la segunda y posteriores etapas de secado se llevan a cabo preferiblemente mediante calentamiento indirecto en el que la atmósfera en el recipiente correspondiente comprende un agente de tratamiento de superficie. También es común que el al menos un material de carga que contiene carbonato de calcio se someta a una etapa de preparación (tal como una etapa de flotación, blanqueo o separación magnética) para eliminar las impurezas.
En una realización de la presente invención, el al menos un material de carga que contiene carbonato de calcio comprende un material de carga que contiene carbonato de calcio molido seco. En otra realización preferida, el al menos un material de carga que contiene carbonato de calcio es un material que se muele en húmedo en un molino de bolas horizontal, y posteriormente se seca utilizando el procedimiento de secado por atomización bien conocido.
Por ejemplo, en caso de que el al menos un material de carga que contiene carbonato de calcio sea un carbonato de calcio molido en húmedo y secado por atomización, el contenido de humedad total residual del al menos un material de carga que contiene carbonato de calcio es preferiblemente de 0,01 a 1 % en peso, preferiblemente de 0,01 a 0,2 % en peso, más preferiblemente de 0,02 a 0,2 % en peso y lo más preferiblemente de 0,03 a 0,2 % en peso, basado en el peso seco total del al menos un material de carga que contiene carbonato de calcio y el al menos un material de carga que contiene carbonato de calcio tiene un valor de diámetro de tamaño de partículas mediano d50 de 0,1 gm a 7 gm, preferiblemente de 0,25 gm a 5 gm y lo más preferiblemente de 0,5 gm a 4 gm, por ejemplo, aproximadamente 1,9 gm y tiene un corte superior (cfes) < 100 gm, preferiblemente < 40 gm, más preferiblemente < 25 gm y lo más preferiblemente < 15 gm, por ejemplo 5,8 gm.
Caracterización de la capa de tratamiento en la superficie del al menos un material de carga que contiene carbonato de calcio
Según la etapa b) de la presente invención, el producto de material de carga de superficie tratada comprende una capa de tratamiento en la superficie del al menos un material de carga que contiene carbonato de calcio.
La capa de tratamiento de superficie comprende i) polietileno injertado con anhídrido maleico y/o polipropileno injertado con anhídrido maleico y ii) al menos un agente hidrofobizante.
El polietileno injertado con anhídrido maleico y/o el polipropileno injertado con anhídrido maleico
La expresión "polietileno injertado con anhídrido maleico" se refiere a la cadena principal de polietileno que se ha injertado con anhídrido maleico y la expresión "polipropileno injertado con anhídrido maleico" se refiere a la cadena principal de polipropileno que se ha injertado con anhídrido maleico.
Polietileno en el sentido de la presente invención se refiere a un polímero que comprende unidades de etileno. Polipropileno en el sentido de la presente invención se refiere a un polímero que comprende unidades de propileno.
Según una realización de la presente invención, el polietileno y/o el polipropileno pueden seleccionarse del grupo que consiste en polietileno de baja densidad (LDPE), polietileno lineal de baja densidad (LLDPE), polietileno de alta densidad (HDPE), polipropileno atáctico, polipropileno isotáctico, polipropileno sindiotáctico, cera de polietileno, cera de polipropileno y mezclas de los mismos y preferiblemente es polietileno lineal de baja densidad (LLDPE) y cera de polietileno y más preferiblemente es cera de polietileno.
Según una realización de la presente invención, la cadena principal de polietileno comprende solo un polímero. Según otra realización, la cadena principal de polietileno comprende dos o más polímeros diferentes seleccionados de los grupos que consisten en polietileno de baja densidad (LDPE), polietileno lineal de baja densidad (LLDPE), polietileno de alta densidad (HDPE) y cera de polietileno.
Según una realización preferida, la cadena principal de polietileno consiste únicamente en un polímero y, preferiblemente, es cera de polietileno.
Según una realización de la presente invención, la cadena principal de polipropileno comprende solo un polímero. Según otra realización, la cadena principal de polipropileno comprende dos o más polímeros diferentes seleccionados de los grupos que consisten en polipropileno atáctico, polipropileno isotáctico, polipropileno sindiotáctico y cera de polipropileno.
Según una realización preferida, la cadena principal de polipropileno consiste solo en un polímero y, preferiblemente, es cera de polipropileno.
La expresión "anhídrido maleico" en el sentido de la presente invención se refiere a un compuesto orgánico con la fórmula C2H2(CO)2O y es el anhídrido ácido del ácido maleico. El término "injertado" en el sentido de la presente invención se refiere a un polímero que comprende una cadena principal, en concreto una cadena principal de polipropileno o polietileno y un material compuesto, en concreto, anhídrido maleico, distribuido aleatoriamente y unido a la cadena principal.
Según una realización de la presente invención, el polietileno injertado con anhídrido maleico y/o el polipropileno injertado con anhídrido maleico de la etapa i) se selecciona del grupo que consiste en polietileno de baja densidad (LDPE) injertado con anhídrido maleico, polietileno lineal de baja densidad (LLDPE) injertado con anhídrido maleico, polietileno de alta densidad (HDPE) injertado con anhídrido maleico, polipropileno atáctico injertado con anhídrido maleico, polipropileno isotáctico injertado con anhídrido maleico, polipropileno sindiotáctico injertado con anhídrido maleico, cera de polietileno injertado con anhídrido maleico, cera de polipropileno injertado con anhídrido maleico y mezclas de los mismos y preferiblemente es polietileno lineal de baja densidad (LLDPE) injertado con anhídrido maleico y cera de polietileno injertado con anhídrido maleico y lo más preferiblemente es cera de polietileno injertado con anhídrido maleico.
En una realización de la presente invención, el polietileno injertado con anhídrido maleico y/o polipropileno injertado con anhídrido maleico tienen una temperatura de fusión Tm de menos de 250 °C, más preferiblemente de menos de 200 °C, como de menos de 170 °C. Por ejemplo, la temperatura de fusión del polietileno injertado con anhídrido maleico y/o el polipropileno injertado con anhídrido maleico varía de 50 a 250 °C, más preferiblemente varía de 75 a 200 °C y lo más preferiblemente varía de 100 a 170 °C.
Además, se aprecia que el polietileno injertado con anhídrido maleico y/o polipropileno injertado con anhídrido maleico pueden tener un índice de fluidez MFR (190 °C) de 0,1 a 3000 g/10 min, más preferiblemente de 0,2 a 2500 g/10 minutos. Por ejemplo, el polietileno injertado con anhídrido maleico y/o polipropileno injertado con anhídrido maleico tiene un índice de fluidez MFR (190 °C) de 0,3 a 2000 g/10 min o de 0,3 a 1600 g/10 min. Adicional o alternativamente, el polietileno injertado con anhídrido maleico y/o polipropileno injertado con anhídrido maleico tiene un índice de fluidez m Fr (230 °C) de 0,1 a 3000 g/10 min, más preferiblemente de 0,2 a 2500 g/10 min. Por ejemplo, el polietileno injertado con anhídrido maleico y/o polipropileno injertado con anhídrido maleico tiene un índice de fluidez MFR (230 °C) de 0,3 a 2000 g/10 min o de 0,3 a 1600 g/10 min.
Adicional o alternativamente, cabe señalar que el polietileno injertado con anhídrido maleico y/o el polipropileno injertado con anhídrido maleico tienen una viscosidad de entre 100 y 2000 mPas, preferiblemente entre 150 y 1000 mPas y lo más preferiblemente entre 200 y 500 mPas, a 140 °C (± 2 °C).
Adicional o alternativamente, cabe señalar que el polietileno injertado con anhídrido maleico y/o el polipropileno injertado con anhídrido maleico tienen un índice de acidez de entre 10 y 200 mg de KOH/g, preferiblemente entre 30 y 80 mg de KOH/g y lo más preferiblemente de entre 40 a 60 mg de KOH/g. El índice de acidez, también conocido como índice de neutralización o valor ácido o acidez, es la masa de hidróxido de potasio (KOH) en miligramos que se requiere para neutralizar un gramo de una sustancia química, p. ej., un gramo de polietileno injertado con anhídrido maleico y/o polipropileno injertado con anhídrido maleico seco. En otras palabras, el índice de acidez es una medida del número de grupos de ácido carboxílico en un compuesto químico. En un procedimiento típico, se disuelve una cantidad conocida de muestra en un disolvente orgánico (preferiblemente isopropanol) y se valora con una solución de hidróxido de potasio (KOH) de concentración conocida utilizando fenolftaleína como indicador de color.
Según una realización preferida, el polietileno injertado con anhídrido maleico y/o el polipropileno injertado con anhídrido maleico tienen una viscosidad de entre 100 y 2000 mPas, preferiblemente entre 150 y 1000 mPas y lo más preferiblemente entre 200 y 500 mPas, a 140 °C (±2 °C) y un índice de acidez de entre 10 y 200 mg de KOH/g, preferiblemente entre 30 y 80 mg de KOH/g y lo más preferiblemente entre 40 y 60 mg de KOH/g. Según otra realización preferida, el polietileno injertado con anhídrido maleico y/o el polipropileno injertado con anhídrido maleico es cera de polietileno injertado con anhídrido maleico.
El agente hidrofobizante
La expresión "agente hidrofobizante" se refiere a un agente que hidrofobiza la superficie del al menos un material de carga que contiene carbonato de calcio. El término "hidrofobizar" es bien conocido y describe la tendencia de una molécula o partícula a ser repelida por una masa de agua. En otras palabras, las moléculas o partículas hidrófobas tienden a ser no polares y, por lo tanto, prefieren otras moléculas neutras y disolventes no polares tales como composiciones poliméricas no polares, porque las moléculas de agua son polares y, por lo tanto, los hidrófobos no se disuelven bien entre ellas. El agente hidrofobizante según la presente invención es diferente del polietileno injertado con anhídrido maleico y/o del polipropileno injertado con anhídrido maleico.
Los agentes hidrofobizantes son bien conocidos por el experto en la técnica y el experto sabe cómo seleccionar agentes hidrofobizantes adecuados dependiendo del material de carga y la resina polimérica, en la que se utiliza el material de carga de superficie tratada.
Según una realización de la presente invención, el al menos un agente hidrofobizante se selecciona del grupo que consiste en anhídridos succínicos, ácidos carboxílicos, monoésteres de ácido fosfórico, diésteres de ácido fosfórico, sus productos de reacción y mezclas de los mismos.
La expresión "anhídrido succínico", también llamado dihidro-2,5-furandiona, anhídrido de ácido succínico u óxido de succinilo, tiene la fórmula molecular C4H4O3 y es el anhídrido ácido del ácido succínico. Los "anhídridos succínicos" según la presente invención son compuestos que comprenden anhídrido succínico, por ejemplo anhídridos succínicos sustituidos y, preferiblemente, anhídridos succínicos monosustituidos.
Un "ácido carboxílico" en el sentido de la presente invención es un compuesto orgánico que contiene un grupo carboxilo (C(=O)OH) y tiene la fórmula general R-COOH, donde R se refiere al resto de la molécula, por ejemplo una cadena alifática.
Un "monoéster de ácido fosfórico" en el sentido de la presente invención se refiere a una molécula de ácido o-fosfórico monoesterificada con una molécula de alcohol seleccionada de alcoholes insaturados o saturados, ramificados o lineales, alifáticos o aromáticos que tienen una cantidad total de átomos de carbono de C6 a C30, preferiblemente de C8 a C22, más preferiblemente de C8 a C20 y lo más preferiblemente de C8 a C18 en el sustituyente alcohol.
Un "diéster de ácido fosfórico" en el sentido de la presente invención se refiere a una molécula de ácido o-fosfórico diesterificada con dos moléculas de alcohol seleccionadas de alcoholes iguales o diferentes, insaturados o saturados, ramificados o lineales, alifáticos o aromáticos que tienen una cantidad total de átomos de carbono de C6 a C30, preferiblemente de C8 a C22, más preferiblemente de C8 a C20 y lo más preferiblemente de C8 a C18 en el sustituyente alcohol.
Según una realización preferida de la presente invención, el al menos un agente hidrofobizante se selecciona del grupo que consiste en anhídridos succínicos, ácidos carboxílicos, sus productos de reacción y mezclas de los mismos.
Según otra realización preferida de la presente invención, el al menos un agente hidrofobizante es al menos uno de
anhídrido succínico monosustituido y/o su(s) producto(s) de reacción y
ácido(s) carboxílico(s) alifático(s) lineal(es) y/o ramificado(s) que tiene(n) de 8 a 24 átomos de carbono y/o su(s) producto(s) de reacción.
"Al menos uno de" en el sentido de la presente invención significa que el agente hidrofobizante comprende uno o más compuestos seleccionados del grupo que consiste en anhídrido succínico monosustituido y/o su(s) producto(s) de reacción y ácido(s) carboxílico(s) alifático(s) lineal(es) y/o ramificado(s) que tiene(n) de 8 a 24 átomos de carbono y/o su(s) producto(s) de reacción y mezclas de los mismos.
Según una realización de la presente invención, el agente hidrofobizante es un anhídrido succínico monosustituido y/o su(s) producto(s) de reacción. Según otra realización de la presente invención, el agente hidrofobizante es un ácido(s) carboxílico(s) alifático(s) lineal(es) y/o ramificado(s) que tiene(n) de 8 a 24 átomos de carbono y/o su(s) producto(s) de reacción. Según otra realización, el agente hidrofobizante es una mezcla de anhídrido succínico monosustituido y/o su(s) producto(s) de reacción y ácido(s) carboxílico(s) alifático(s) lineal(es) y/o ramificado(s) que tiene(n) de 8 a 24 átomos de carbono y/o su(s) producto(s) reacción.
El anhídrido succínico monosustituido
El anhídrido succínico monosustituido puede comprender uno o más tipos de anhídridos succínicos monosustituidos y, por lo tanto, el anhídrido succínico monosustituido puede ser un tipo de anhídrido(s) succínico(s) monosustituido(s). Alternativamente, el anhídrido succínico monosustituido puede ser una mezcla de dos o más tipos de anhídridos succínicos monosustituidos. Por ejemplo, el anhídrido succínico monosustituido puede ser una mezcla de dos o tres tipos de anhídridos succínicos monosustituidos, como dos tipos de anhídridos succínicos monosustituidos.
Según una realización preferida de la presente invención, el anhídrido succínico monosustituido es un tipo de anhídrido succínico monosustituido.
El término anhídrido succínico "monosustituido" en el sentido de la presente invención se refiere a un anhídrido succínico sustituido con un sustituyente.
La expresión "productos de reacción" de anhídrido(s) succínico(s) monosustituido(s) en el sentido de la presente invención se refiere a productos obtenidos poniendo en contacto un material de carga que contiene carbonato de calcio con uno o más anhídridos succínicos monosustituidos. Dichos productos de reacción se forman entre el ácido succínico monosustituido que se forma a partir del anhídrido succínico monosustituido aplicado y las moléculas reactivas situadas en la superficie del material de carga que contiene carbonato de calcio.
Se aprecia que el anhídrido succínico monosustituido representa un agente de tratamiento de superficie y consiste en anhídrido succínico monosustituido con un grupo seleccionado de cualquier grupo lineal, ramificado, alifático y cíclico que tiene de 2 a 30 átomos de carbono en el sustituyente.
En una realización de la presente invención, el anhídrido succínico monosustituido y/o sus productos de reacción consisten en anhídrido succínico monosustituido con un grupo seleccionado de un grupo lineal, ramificado, alifático y cíclico que tiene de 3 a 25 átomos de carbono en el sustituyente. Por ejemplo, el al menos un anhídrido succínico monosustituido consiste en anhídrido succínico monosustituido con un grupo seleccionado de un grupo lineal, ramificado, alifático y cíclico que tiene de 4 a 20 átomos de carbono en el sustituyente.
En una realización de la presente invención, el anhídrido succínico monosustituido y/o sus productos de reacción consisten en anhídrido succínico monosustituido con un grupo que es un grupo lineal y alifático que tiene de 2 a 30 átomos de carbono en el sustituyente, preferiblemente de 3 a 25 y lo más preferiblemente de 4 a 20 en el sustituyente. Adicional o alternativamente, el anhídrido succínico monosustituido y/o sus productos de reacción consisten en anhídrido succínico monosustituido con un grupo ramificado y alifático que tiene de 2 a 30 átomos de carbono en el sustituyente, preferiblemente de 3 a 25 y lo más preferiblemente de 4 a 20 en el sustituyente.
Por lo tanto, se prefiere que el al menos un anhídrido succínico monosustituido y/o su(s) producto(s) de reacción consistan en anhídrido succínico monosustituido con un grupo que es un grupo alquilo lineal o ramificado que tiene de 2 a 30 átomos de carbono en el sustituyente, preferiblemente de 3 a 25 y lo más preferiblemente de 4 a 20 en el sustituyente.
Por ejemplo, el anhídrido succínico monosustituido y/o su(s) producto(s) de reacción consiste en anhídrido succínico monosustituido con un grupo que es un grupo alquilo lineal que tiene de 2 a 30 átomos de carbono en el sustituyente, preferiblemente de 3 a 25 y lo más preferiblemente de 4 a 20 en el sustituyente. Adicional o alternativamente, el anhídrido succínico monosustituido y/o su(s) producto(s) de reacción consiste en anhídrido succínico monosustituido con un grupo que es un grupo alquilo ramificado que tiene de 2 a 30 átomos de carbono en el sustituyente, preferiblemente de 3 a 25 y lo más preferiblemente de 4 a 20 en el sustituyente.
El término alquilo en el sentido de la presente invención se refiere a un compuesto orgánico saturado, lineal o ramificado, compuesto de carbono e hidrógeno. En otras palabras, los "anhídridos succínicos monosustituidos con alquilo" están compuestos por cadenas hidrocarbonadas saturadas lineales o ramificadas que contienen un grupo anhídrido succínico colgante.
En una realización de la presente invención, el anhídrido succínico monosustituido y/o su(s) producto(s) de reacción son al menos un anhídrido succínico monosustituido con alquilo lineal o ramificado. Por ejemplo, el al menos un anhídrido succínico monosustituido con alquilo se selecciona del grupo que comprende anhídrido etilsuccínico, anhídrido propilsuccínico, anhídrido butilsuccínico, anhídrido triisobutilsuccínico, anhídrido pentilsuccínico, anhídrido hexilsuccínico, anhídrido heptilsuccínico, anhídrido octilsuccínico, anhídrido nonilsuccínico, anhídrido decilsuccínico, anhídrido dodecilsuccínico, anhídrido hexadecanilsuccínico, anhídrido octadecanilsuccínico y mezclas de los mismos.
Además, se aprecia que, p. ej. la expresión "anhídrido hexadecanilsuccínico" comprende anhídrido(s) hexadecanilsuccínico(s) lineal(es) y ramificado(s). Un ejemplo específico de anhídrido(s) hexadecanilsuccínico(s) lineal(es) es el anhídrido n-hexadecanilsuccínico. Ejemplos específicos de anhídrido(s) hexadecanilsuccínico(s) ramificado(s) son anhídrido 14-metilpentadecanilsuccínico, anhídrido 13-metilpentadecanilsuccínico, anhídrido 12-metilpentadecanilsuccínico, anhídrido 11-metilpentadecanilsuccínico, anhídrido 10-metilpentadecanilsuccínico, anhídrido 9-metilpentadecanilsuccínico, anhídrido 8-metilpentadecanilsuccínico, anhídrido 7-metilpentadecanilsuccínico, anhídrido 6-metilpentadecanilsuccínico, anhídrido 5-metilpentadecanilsuccínico, anhídrido 4-metilpentadecanilsuccínico, anhídrido 3-metilpentadecanilsuccínico, anhídrido 2-metilpentadecanilsuccínico, anhídrido 1-metilpentadecanilsuccínico, anhídrido 13-etilbutadecanilsuccínico, anhídrido 12-etilbutadecanilsuccínico, anhídrido 11-etilbutadecanilsuccínico, anhídrido 10-etilbutadecanilsuccínico, anhídrido 9-etilbutadecanilsuccínico, anhídrido 8-etilbutadecanilsuccínico, anhídrido 7-etilbutadecanilsuccínico, anhídrido 6-etilbutadecanilsuccínico, anhídrido 5-etilbutadecanilsuccínico, anhídrido 4-etilbutadecanilsuccínico, anhídrido 3-etilbutadecanilsuccínico, anhídrido 2-etilbutadecanilsuccínico, anhídrido 1-etilbutadecanilsuccínico, anhídrido 2-butildodecanilsuccínico, anhídrido 1-hexildecanilsuccínico, anhídrido 1-hexil-2-decanilsuccínico, anhídrido de 2-hexildecanilsuccínico, anhídrido 6,12-dimetilbutadecanilsuccínico, anhídrido 2,2-dietildodecanilsuccínico, anhídrido 4,8,12-trimetiltridecanilsuccínico, anhídrido 2,2,4,6,8-pentametilundecanilsuccínico, anhídrido 2-etil-4-metil-2-(2-metilpentil)-heptilsuccínico y/o anhídrido 2-etil-4,6-dimetil-2-propilnonilsuccínico.
Además, se aprecia que, p. ej. la expresión "anhídrido octadecanilsuccínico" comprende anhídrido(s) octadecanilsuccínico(s) lineal(es) y ramificado(s). Un ejemplo específico de anhídrido(s) octadecanilsuccínico(s) lineal(es) es el anhídrido n-octadecanilsuccínico. Ejemplos específicos de anhídrido(s) hexadecanilsuccínico(s) ramificado(s) son anhídrido 16-metilheptadecanilsuccínico, anhídrido 15-metilheptadecanilsuccínico, anhídrido 14-metilheptadecanilsuccínico, anhídrido 13-metilheptadecanilsuccínico, anhídrido 12-metilheptadecanilsuccínico, anhídrido 11-metilheptadecanilsuccínico, anhídrido 10-metilheptadecanilsuccínico, anhídrido 9-metilheptadecanilsuccínico, anhídrido 8-metilheptadecanilsuccínico, anhídrido 7-metilheptadecanilsuccínico, anhídrido 6-metilheptadecanilsuccínico, anhídrido 5-metilheptadecanilsuccínico, anhídrido 4-metilheptadecanilsuccínico, anhídrido 3-metilheptadecanilsuccínico, anhídrido 2-metilheptadecanilsuccínico, anhídrido 1-metilheptadecanilsuccínico, anhídrido 14-etilhexadecanilsuccínico, anhídrido 13-etilhexadecanilsuccínico, anhídrido 12-etilhexadecanilsuccínico, anhídrido 11-etilhexadecanilsuccínico, anhídrido 10-etilhexadecanilsuccínico, anhídrido 9-etilhexadecanilsuccínico, anhídrido 8-etilhexadecanilsuccínico, anhídrido 7-etilhexadecanilsuccínico, anhídrido 6-etilhexadecanilsuccínico, anhídrido 5-etilhexadecanilsuccínico, anhídrido 4-etilhexadecanilsuccínico, anhídrido 3-etilhexadecanilsuccínico, anhídrido 2-etilhexadecanilsuccínico, anhídrido 1-etilhexadecanilsuccínico, anhídrido 2-hexildodecanilsuccínico, anhídrido 2-heptilundecanilsuccínico, anhídrido isooctadecanilsuccínico y/o anhídrido 1 -octil-2-decanilsuccínico.
En una realización de la presente invención, el anhídrido succínico monosustituido con alquilo y su(s) producto(s) de reacción se seleccionan del grupo que comprende anhídrido hexilsuccínico, anhídrido heptilsuccínico, anhídrido octilsuccínico, anhídrido hexadecanilsuccínico, anhídrido octadecanilsuccínico y mezclas de los mismos y su(s) producto(s) de reacción.
En una realización de la presente invención, el al menos un anhídrido succínico monosustituido es un tipo de anhídrido succínico monosustituido con alquilo. Por ejemplo, el anhídrido succínico monosustituido con alquilo es anhídrido butilsuccínico. Alternativamente, el un anhídrido succínico monosustituido con alquilo es anhídrido hexilsuccínico. Alternativamente, el un anhídrido succínico monosustituido con alquilo es anhídrido heptilsuccínico o anhídrido octilsuccínico. Alternativamente, el un anhídrido succínico monosustituido con alquilo es anhídrido hexadecanilsuccínico. Por ejemplo, el anhídrido succínico monosustituido con alquilo es anhídrido hexadecanilsuccínico lineal tal como anhídrido n-hexadecanilsuccínico o anhídrido hexadecanilsuccínico ramificado tal como anhídrido 1-hexil-2-decanilsuccínico. Alternativamente, el anhídrido succínico monosustituido con alquilo es anhídrido octadecanilsuccínico. Por ejemplo, el anhídrido succínico monosustituido con alquilo es anhídrido octadecanilsuccínico lineal tal como anhídrido n-octadecanilsuccínico o anhídrido octadecanilsuccínico ramificado tal como anhídrido iso-octadecanilsuccínico o anhídrido 1-octil-2-decanilsuccínico.
En una realización de la presente invención, el anhídrido succínico monosustituido con alquilo es anhídrido butilsuccínico tal como anhídrido n-butilsuccínico.
En una realización de la presente invención, el al menos un anhídrido succínico monosustituido y su(s) producto(s) de reacción es una mezcla de dos o más tipos de anhídridos succínicos monosustituidos con alquilo y su(s) producto(s) de reacción. Por ejemplo, el al menos un anhídrido succínico monosustituido es una mezcla de dos o tres tipos de anhídridos succínicos monosustituidos con alquilo.
En una realización de la presente invención, el al menos un anhídrido succínico monosustituido consiste en anhídrido succínico monosustituido con un grupo que es un grupo alquenilo lineal o ramificado que tiene de 2 a 30 átomos de carbono en el sustituyente, preferiblemente de 3 a 25 y lo más preferiblemente de 4 a 20 en el sustituyente.
El término "alquenilo" en el sentido de la presente invención se refiere a un compuesto orgánico insaturado, lineal o ramificado, compuesto de carbono e hidrógeno. Dicho compuesto orgánico contiene además al menos un doble enlace en el sustituyente, preferiblemente un doble enlace. En otras palabras, los "anhídridos succínicos monosustituidos con alquenilo" están compuestos por cadenas hidrocarbonadas insaturadas lineales o ramificadas que contienen un grupo anhídrido succínico colgante. Se aprecia que el término "alquenilo" en el sentido de la presente invención incluye los isómeros cis y trans.
En una realización de la presente invención, el anhídrido succínico monosustituido y su(s) producto(s) de reacción es al menos un anhídrido succínico monosustituido con alquenilo lineal o ramificado y su(s) producto(s) de reacción. Por ejemplo, el al menos un anhídrido succínico monosustituido con alquenilo se selecciona del grupo que comprende anhídrido etenilsuccínico, anhídrido propenilsuccínico, anhídrido butenilsuccínico, anhídrido triisobutenilsuccínico, anhídrido pentenilsuccínico, anhídrido hexenilsuccínico, anhídrido heptenilsuccínico, anhídrido octenilsuccínico, anhídrido nonenilsuccínico, anhídrido decenilsuccínico, anhídrido dodecenilsuccínico, anhídrido hexadecenilsuccínico, anhídrido octadecenilsuccínico y mezclas de los mismos.
Por consiguiente, se aprecia que, p. ej. la expresión "anhídrido hexadecenilsuccínico" y su(s) producto(s) de reacción comprende anhídrido(s) hexadecenilsuccínico(s) lineal(es) y ramificado(s) y su(s) producto(s) de reacción. Un ejemplo específico de anhídrido(s) hexadecenilsuccínico(s) lineal(es) es anhídrido n-hexadecenilsuccínico tal como anhídrido 14-hexadecenilsuccínico, anhídrido 13-hexadecenilsuccínico, anhídrido 12-hexadecenilsuccínico, anhídrido 11-hexadecenilsuccínico, anhídrido 10-hexadecenilsuccínico, anhídrido 9-hexadecenilsuccínico, anhídrido 8-hexadecenilsuccínico, anhídrido 7-hexadecenilsuccínico, anhídrido 6-hexadecenilsuccínico, anhídrido 5-hexadecenilsuccínico, anhídrido 4-hexadecenilsuccínico, anhídrido 3-hexadecenilsuccínico y/o anhídrido 2-hexadecenilsuccínico. Ejemplos específicos de anhídrido(s) hexadecenilsuccínico(s) ramificado(s) son anhídrido 14-metil-9-pentadecenilsuccínico, anhídrido 14-metil-2-pentadecenilsuccínico, anhídrido 1-hexil-2-decenilsuccínico y/o anhídrido iso-hexadecenilsuccínico.
Además, se aprecia que, p. ej., la expresión "anhídrido octadecenilo" y su(s) producto(s) de reacción comprende anhídrido octadecenilsuccínico lineal y ramificado y su(s) producto(s) de reacción. Un ejemplo específico de anhídrido(s) octadecenilsuccínico(s) lineal(es) es anhídrido n-octadecenilsuccínico tal como anhídrido 16­ octadecenilsuccínico anhídrido 15-octadecenilsuccínico, anhídrido 14-octadecenilsuccínico, anhídrido 13­ octadecenilsuccínico anhídrido 12-octadecenilsuccínico, anhídrido 11-octadecenilsuccínico, anhídrido 10­ octadecenilsuccínico anhídrido 9-octadecenilsuccínico, anhídrido 8-octadecenilsuccínico, anhídrido 7­ octadecenilsuccínico anhídrido 6-octadecenilsuccínico, anhídrido 5-octadecenilsuccínico, anhídrido 4-octadecenilsuccínico anhídrido 3-octadecenilsuccínico y/o anhídrido 2-octadecenilsuccínico. Ejemplos específicos de anhídrido(s) octadecenilsuccínico(s) ramificado(s) son anhídrido 16-metil-9-heptadecenilsuccínico, anhídrido 16-metil-7-heptadecenilsuccínico, anhídrido 1-octil-2-decenilsuccínico y/o anhídrido iso-octadecenilsuccínico.
En una realización de la presente invención, el anhídrido succínico monosustituido con alquenilo y su(s) producto(s) de reacción se seleccionan del grupo que comprende anhídrido hexenilsuccínico, anhídrido octenilsuccínico, anhídrido hexadecenilsuccínico, anhídrido octadecenilsuccínico y mezclas de los mismos y su(s) producto(s) de reacción.
En una realización de la presente invención, el anhídrido succínico monosustituido y su(s) producto(s) de reacción es un anhídrido succínico monosustituido con alquenilo y su(s) producto(s) de reacción. Por ejemplo, el un anhídrido succínico monosustituido con alquenilo es anhídrido hexenilsuccínico. Alternativamente, el un anhídrido succínico monosustituido con alquenilo es anhídrido octenilsuccínico. Alternativamente, el un anhídrido succínico monosustituido con alquenilo es anhídrido hexadecenilsuccínico o anhídrido octadecenilsuccínico. Por ejemplo, el un anhídrido succínico monosustituido con alquenilo es anhídrido hexadecenilsuccínico lineal tal como anhídrido nhexadecenilsuccínico o anhídrido hexadecenilsuccínico ramificado tal como anhídrido 1-hexil-2-decenilsuccínico. Alternativamente, el un anhídrido succínico monosustituido con alquenilo es anhídrido octadecenilsuccínico. Por ejemplo, el un anhídrido succínico monosustituido con alquenilo es anhídrido octadecenilsuccínico lineal tal como anhídrido n-octadecenilsuccínico o anhídrido octadecenilsuccínico ramificado tal como anhídrido isooctadecenilsuccínico o anhídrido 1-octil-2-decenilsuccínico.
Si el anhídrido succínico monosustituido y su(s) producto(s) de reacción es anhídrido succínico monosustituido con alquenilo, se aprecia que el un anhídrido succínico monosustituido con alquenilo está presente en una cantidad de > 92 % en peso y preferiblemente de > 95 % en peso, basado en el peso total del anhídrido succínico monosustituido.
En una realización de la presente invención, el anhídrido succínico monosustituido es una mezcla de dos o más tipos de anhídridos succínicos monosustituidos con alquenilo. Por ejemplo, el al menos un anhídrido succínico monosustituido es una mezcla de dos o tres tipos de anhídridos succínicos monosustituidos con alquenilo.
Si el anhídrido succínico monosustituido y su(s) producto(s) de reacción es una mezcla de dos o más tipos de anhídridos succínicos monosustituidos con alquenilo, un anhídrido succínico monosustituido con alquenilo es anhídrido octadecenilsuccínico lineal o ramificado y su(s) producto(s) de reacción, mientras que cada anhídrido succínico monosustituido con alquenilo adicional se selecciona de anhídrido etenilsuccínico, anhídrido propenilsuccínico, anhídrido butenilsuccínico, anhídrido pentenilsuccínico, anhídrido hexenilsuccínico, anhídrido heptenilsuccínico, anhídrido nonenilsuccínico, anhídrido hexadecenilsuccínico y mezclas de los mismos y su(s) producto(s) reacción. Por ejemplo, el anhídrido succínico monosustituido y su(s) producto(s) de reacción es una mezcla de dos o más tipos de anhídridos succínicos monosustituidos con alquenilo, en donde un anhídrido succínico monosustituido con alquenilo es anhídrido octadecenilsuccínico lineal y cada anhídrido succínico monosustituido con alquenilo adicional se selecciona de anhídrido etenilsuccínico, anhídrido propenilsuccínico, anhídrido butenilsuccínico, anhídrido pentenilsuccínico, anhídrido hexenilsuccínico, anhídrido heptenilsuccínico, anhídrido nonenilsuccínico, anhídrido hexadecenilsuccínico y mezclas de los mismos y su(s) producto(s) reacción. Alternativamente, el anhídrido succínico monosustituido y su(s) producto(s) de reacción es una mezcla de dos o más tipos de anhídridos succínicos monosustituidos con alquenilo, en donde un anhídrido succínico monosustituido con alquenilo es anhídrido octadecenilsuccínico ramificado y cada anhídrido succínico monosustituido con alquenilo adicional se selecciona de anhídrido etenilsuccínico, anhídrido propenilsuccínico, anhídrido butenilsuccínico, anhídrido pentenilsuccínico, anhídrido hexenilsuccínico, anhídrido heptenilsuccínico, anhídrido nonenilsuccínico, anhídrido hexadecenilsuccínico y mezclas de los mismos.
Por ejemplo, el anhídrido succínico monosustituido y su(s) producto(s) de reacción es una mezcla de dos o más tipos de anhídridos succínicos monosustituidos con alquenilo y su(s) producto(s) de reacción que comprende uno o más anhídridos hexadecenilsuccínicos, como anhídrido(s) succínico(s) lineal(es) o ramificado(s) y uno o más anhídrido(s) octadecenilsuccínico(s), como anhídrido(s) octadecenilsuccínico(s) lineal(es) o ramificado(s).
En una realización de la presente invención, el anhídrido succínico monosustituido y su(s) producto(s) de reacción es una mezcla de dos o más tipos de anhídridos succínicos monosustituidos con alquenilo y su(s) producto(s) de reacción que comprende anhídrido(s) hexadecenilsuccínico(s) lineal(es) y anhídrido(s) octadecenilsuccínico(s) lineal(es). Alternativamente, el anhídrido succínico monosustituido y su(s) producto(s) de reacción es una mezcla de dos o más tipos de anhídridos succínicos monosustituidos con alquenilo y su(s) producto(s) de reacción que comprende anhídrido(s) hexadecenilsuccínico(s) ramificado(s) y anhídrido(s) octadecenilsuccínico(s) ramificado(s). Por ejemplo, el uno o más anhídridos hexadecenilsuccínicos es anhídrido hexadecenilsuccínico lineal como el anhídrido nhexadecenilsuccínico y/o anhídrido hexadecenilsuccínico ramificado como el anhídrido 1-hexil-2-decenilsuccínico. Adicionalmente o alternativamente, el uno o más anhídridos octadecenilsuccínicos es anhídrido octadecenilsuccínico lineal como el anhídrido n-octadecenilsuccínico y/o anhídrido octadecenilsuccínico ramificado como el anhídrido isooctadecenilsuccínico y/o anhídrido 1-octil-2-decenilsuccínico.
Si el anhídrido succínico monosustituido y su(s) producto(s) de reacción es una mezcla de dos o más tipos de anhídridos succínicos monosustituidos con alquenilo, se aprecia que un anhídrido succínico monosustituido con alquenilo está presente en una cantidad de 10 a 90 % en peso y preferiblemente de 20 a 85 % en peso, basado en el peso total del anhídrido succínico monosustituido y su(s) producto(s) de reacción.
Por ejemplo, si el anhídrido succínico monosustituido y su(s) producto(s) de reacción es una mezcla de dos o más tipos de anhídridos succínicos monosustituidos con alquenilo y su(s) producto(s) de reacción que comprende uno o más anhídridos hexadecenilsuccínicos, como anhídrido(s) hexadecenilsuccínico(s) lineal(es) o ramificado(s), y uno o más anhídridos octadecenilsuccínicos, como anhídrido(s) hexadecenilsuccínico(s) lineal(es) o ramificado(s), se prefiere que el(los) anhídrido(s) octadecenilsuccínico(s) y su(s) producto(s) de reacción están presentes en una cantidad de 10 a 90 % en peso y preferiblemente de 20 a 85 % en peso, basado en el peso total del anhídrido succínico monosustituido y su(s) producto(s) de reacción.
También se aprecia que el anhídrido succínico monosustituido y su(s) producto(s) de reacción puede ser una mezcla de anhídridos succínicos monosustituidos con alquilo y su(s) producto(s) de reacción y anhídridos succínicos monosustituidos con alquenilo y su(s) producto(s) de reacción.
Si el anhídrido succínico monosustituido y su(s) producto(s) de reacción es una mezcla de anhídridos succínicos monosustituidos con alquilo y su(s) producto(s) de reacción y anhídridos succínicos monosustituidos con alquenilo y su(s) producto(s) de reacción, se aprecia que el sustituyente alquilo de los anhídridos succínicos monosustituidos con alquilo y el sustituyente alquenilo de los anhídridos succínicos monosustituidos con alquenilo son preferiblemente iguales. Por ejemplo, el anhídrido succínico monosustituido es una mezcla de anhídrido etilsuccínico y anhídrido etenilsuccínico. Alternativamente, el anhídrido succínico monosustituido es una mezcla de anhídrido propilsuccínico y anhídrido propenilsuccínico. Alternativamente, el anhídrido succínico monosustituido es una mezcla de anhídrido butilsuccínico y anhídrido butenilsuccínico. Alternativamente, el anhídrido succínico monosustituido es una mezcla de anhídrido triisobutilsuccínico y anhídrido triisobutenilsuccínico. Alternativamente, el anhídrido succínico monosustituido es una mezcla de anhídrido pentilsuccínico y anhídrido pentenilsuccínico. Alternativamente, el anhídrido succínico monosustituido es una mezcla de anhídrido hexilsuccínico y anhídrido hexenilsuccínico. Alternativamente, el anhídrido succínico monosustituido es una mezcla de anhídrido heptilsuccínico y anhídrido heptenilsuccínico. Alternativamente, el anhídrido succínico monosustituido es una mezcla de anhídrido octilsuccínico y anhídrido octenilsuccínico. Alternativamente, el anhídrido succínico monosustituido es una mezcla de anhídrido nonilsuccínico y anhídrido nonenilsuccínico. Alternativamente, el anhídrido succínico monosustituido es una mezcla de anhídrido decilsuccínico y anhídrido decenilsuccínico. Alternativamente, el anhídrido succínico monosustituido es una mezcla de anhídrido dodecilsuccínico y anhídrido dodecenilsuccínico. Alternativamente, el anhídrido succínico monosustituido es una mezcla de anhídrido hexadecanilsuccínico y anhídrido hexadecenilsuccínico. Por ejemplo, el anhídrido succínico monosustituido es una mezcla de anhídrido hexadecanilsuccínico lineal y anhídrido hexadecenilsuccínico lineal o una mezcla de anhídrido hexadecanilsuccínico ramificado y anhídrido hexadecenilsuccínico ramificado. Alternativamente, el anhídrido succínico monosustituido es una mezcla de anhídrido octadecanilsuccínico y anhídrido octadecenilsuccínico. Por ejemplo, el anhídrido succínico monosustituido es una mezcla de anhídrido octadecanilsuccínico lineal y anhídrido octadecenilsuccínico lineal o una mezcla de anhídrido octadecanilsuccínico ramificado y anhídrido octadecenilsuccínico ramificado.
Si el anhídrido succínico monosustituido y su(s) producto(s) de reacción es una mezcla de anhídridos succínicos monosustituidos con alquilo y anhídridos succínicos monosustituidos con alquenilo y su(s) producto(s) de reacción, la relación en peso entre el anhídrido succínico monosustituido con alquilo y el anhídrido succínico monosustituido con alquenilo está entre 90:10 y 10:90 ( % en peso/ % en peso). Por ejemplo, la relación en peso entre el anhídrido succínico monosustituido con alquilo y el anhídrido succínico monosustituido con alquenilo está entre 70:30 y 30:70 ( % en peso/ % en peso) o entre 60:40 y 40:60
Opcionalmente, el anhídrido succínico monosustituido y su(s) producto(s) de reacción están presentes en combinación con ácido succínico monosustituido y su(s) producto(s) de reacción. El ácido succínico monosustituido puede ser un tipo de ácido succínico monosustituido o una mezcla de dos o más tipos de ácidos succínicos monosustituidos.
Se aprecia que el ácido succínico monosustituido representa un agente de tratamiento de superficie y consiste en ácido succínico monosustituido con un grupo seleccionado de cualquier grupo lineal, ramificado, alifático y cíclico que tiene de 2 a 30 átomos de carbono, preferiblemente de 3 a 25 y lo más preferiblemente de 4 a 20 en el sustituyente.
Si el anhídrido succínico monosustituido y su(s) producto(s) de reacción están presentes en combinación con ácido succínico monosustituido y su(s) producto(s) de reacción, se aprecia que el anhídrido succínico monosustituido y el ácido succínico monosustituido pueden comprenden el mismo o diferente sustituyente.
En una realización de la presente invención, la molécula de ácido succínico del ácido succínico monosustituido y su(s) producto(s) de reacción y la molécula de anhídrido succínico del anhídrido succínico monosustituido y su(s) producto(s) de reacción están monosustituidos con el mismo grupo seleccionado de cualquier grupo lineal, ramificado, alifático y cíclico que tiene de 2 a 30 átomos de carbono, preferiblemente de 3 a 25 y más preferiblemente de 4 a 20 en el sustituyente.
Si el anhídrido succínico monosustituido y su(s) producto(s) de reacción están presentes en combinación con ácido succínico monosustituido, el ácido succínico monosustituido y su(s) producto(s) de reacción están presentes en una cantidad de < 10 % en moles, basado en la suma molar del anhídrido succínico monosustituido y el al menos un ácido succínico monosustituido y su(s) producto(s) de reacción. Por ejemplo, el ácido succínico monosustituido y su(s) producto(s) de reacción están presentes en una cantidad de < 5 % en moles, preferiblemente < 2,5 % en moles y lo más preferiblemente < 1 % en moles, basado en la suma molar del anhídrido succínico monosustituido y el ácido succínico monosustituido y su(s) producto(s) de reacción.
El(los) ácido(s) carboxílico(s) alifático(s) lineal(es) y/o ramificado(s) que tiene(n) de 8 a 24 átomos de carbono
El(los) ácido(s) carboxílico(s) alifático(s) lineal(es) y/o ramificado(s) que tienen de 8 a 24 átomos de carbono y su(s) producto(s) de reacción pueden comprender uno o más ácidos carboxílicos alifáticos lineales y/o ramificados que tienen de 8 a 24 átomos de carbono y su(s) producto(s) de reacción. Según una realización de la presente invención, el(los) ácido(s) carboxílico(s) alifático(s) lineal(es) y/o ramificado(s) que tienen de 8 a 24 átomos de carbono y su(s) producto(s) de reacción comprenden solo un ácido carboxílico alifático lineal y/o ramificado que tiene de 8 a 24 átomos de carbono y su(s) producto(s) de reacción. Según otra realización de la presente invención, los ácidos carboxílicos alifáticos lineales y/o ramificados que tienen de 8 a 24 átomos de carbono y su(s) producto(s) de reacción comprenden dos o más, por ejemplo tres o cuatro ácidos carboxílicos alifáticos lineales y/o ramificados diferentes que tienen de 8 a 24 átomos de carbono y su(s) producto(s) de reacción.
La expresión "ácido(s) carboxílico(s) alifático(s) lineal(es) y/o ramificado(s)" en el sentido de la presente invención se refiere a un compuesto que contiene un grupo carboxilo (C(=O)OH) y tiene la fórmula general R-COOH, con R refiriéndose a una cadena hidrocarbonada lineal y/o ramificada.
La expresión "productos de reacción" de ácidos carboxílicos alifáticos lineales y/o ramificados en el sentido de la presente invención se refiere a productos obtenidos poniendo en contacto un material de carga que contiene carbonato de calcio con una mezcla de ácidos carboxílicos alifáticos lineales y/o ramificados. Dichos productos de reacción se forman entre la mezcla de ácidos carboxílicos alifáticos lineales y/o ramificados y moléculas reactivas situadas en la superficie del material de carga que contiene carbonato de calcio.
El(los) ácido(s) carboxílico(s) alifático(s) lineal(es) y/o ramificado(s) y/o sus productos de reacción de la presente invención tienen de 8 a 24 átomos de carbono, preferiblemente de 8 a 22, preferiblemente de 10 a 22, más preferiblemente de 12 a 20 y lo más preferiblemente de 14 a 20 átomos de carbono.
El(los) ácido(s) carboxílico(s) alifático(s) lineal(es) y/o ramificado(s) que tienen de 8 a 24 átomos de carbono son conocidos por los expertos y están disponibles industrialmente. Por ejemplo, el(los) ácido(s) carboxílico(s) lineal(s) y/o ramificado(s) que tienen de 8 a 24 átomos de carbono se seleccionan de ácido octanoico, ácido nonanoico, ácido decanoico, ácido undecanoico, ácido láurico, ácido tridecanoico, ácido mirístico, ácido pentadecanoico, ácido palmítico, ácido heptadecanoico, ácido nonadecanoico, ácido araquídico, ácido heneicosanoico, ácido behénico, ácido tricosanoico, ácido lignocérico, ácido esteárico y mezclas de los mismos.
Según una realización de la presente invención, el ácido carboxílico lineal y/o ramificado que tiene de 8 a 24 átomos de carbono y su(s) producto(s) de reacción comprende solo un ácido carboxílico lineal y/o ramificado que tiene de 8 a 24 átomos de carbono y su(s) producto(s) de reacción. Según una realización de la presente invención, el ácido carboxílico lineal y/o ramificado que tiene de 8 a 24 átomos de carbono y su(s) producto(s) de reacción es un ácido carboxílico ramificado que tiene de 8 a 24 átomos de carbono y su(s) producto(s) de reacción. Según otra realización de la presente invención, el ácido carboxílico lineal y/o ramificado que tiene de 8 a 24 átomos de carbono y sus productos de reacción es un ácido carboxílico lineal que tiene de 8 a 24 átomos de carbono y su(s) producto(s) de reacción, preferiblemente seleccionado del grupo que consiste en ácido octanoico, ácido nonanoico, ácido decanoico, ácido undecanoico, ácido láurico, ácido tridecanoico, ácido mirístico, ácido pentadecanoico, ácido palmítico, ácido heptadecanoico, ácido esteárico, ácido nonadecanoico, ácido araquídico, ácido heneicosanoico, ácido behénico, ácido tricosanoico, ácido lignocérico y mezclas de los mismos y lo más preferiblemente se selecciona del grupo que consiste en ácido esteárico y ácido palmítico.
Según otra realización de la presente invención, el (los) ácido(s) carboxílico(s) lineal(es) y/o ramificado(s) que tiene(n) de 8 a 24 átomos de carbono y su(s) producto(s) de reacción comprende(n) dos o más, por ejemplo tres o cuatro o cinco ácidos carboxílicos lineales/ramificados que tienen de 8 a 24 átomos de carbono y su(s) producto(s) de reacción. Según una realización preferida de la presente invención, el(los) ácido(s) carboxílico(s) lineal(es) y/o ramificado(s) que tiene(n) de 8 a 24 átomos de carbono y su(s) producto(s) de reacción comprende(n) dos ácidos carboxílicos lineales y/o ramificados que tienen de 8 a 24 átomos de carbono y su(s) producto(s) de reacción. Por ejemplo, un ácido carboxílico puede ser un ácido carboxílico lineal y el otro ácido carboxílico puede ser un ácido carboxílico ramificado. Alternativamente, los dos ácidos carboxílicos pueden ser ambos ácidos carboxílicos lineales o ambos ácidos carboxílicos ramificados.
Según una realización preferida de la presente invención, el (los) ácido(s) carboxílico(s) lineal(es) y/o ramificado(s) que tiene(n) de 8 a 24 átomos de carbono y su(s) producto(s) de reacción comprenden dos ácidos carboxílicos lineales que tienen de 8 a 24 átomos de carbono y su(s) producto(s) de reacción y preferiblemente se seleccionan del grupo que consiste en ácido octanoico, ácido nonanoico, ácido decanoico, ácido undecanoico, ácido láurico, ácido tridecanoico, ácido mirístico, ácido pentadecanoico, ácido palmítico, ácido heptadecanoico, ácido esteárico, ácido nonadecanoico, ácido araquídico, ácido heneicosanoico, ácido behénico, ácido tricosanoico, ácido lignocérico y mezclas de los mismos y lo más preferiblemente son una mezcla de ácido palmítico y ácido esteárico.
Si el(los) ácido(s) carboxílico(s) lineal(es) y/o ramificado(s) que tiene(n) de 8 a 24 átomos de carbono y su(s) producto(s) de reacción son una mezcla de dos ácidos carboxílicos lineales y/o ramificados diferentes que tienen de 8 a 24 átomos de carbono y su(s) producto(s) de reacción la relación en peso del primer ácido carboxílico lineal y/o ramificado que tiene de 8 a 24 átomos de carbono y su(s) producto(s) de reacción al segundo ácido carboxílico lineal y/o ramificado que tiene de 8 a 24 átomos de carbono y su(s) producto(s) de reacción es de 10:1 a 1:10, preferiblemente de 5:1 a 1:5, más preferiblemente de 4:1 a 1:4 y lo más preferiblemente de 1:1.
Según una realización preferida de la presente invención, el(los) ácido(s) carboxílico(s) lineal(es) y/o ramificado(s) que tiene(n) de 8 a 24 átomos de carbono y su(s) producto(s) de reacción son una mezcla 1:1 de ácido esteárico y ácido palmítico.
El producto de material de carga de superficie tratada comprende la capa de tratamiento que comprende i) polietileno injertado con anhídrido maleico y/o polipropileno injertado con anhídrido maleico y ii) al menos un agente hidrofobizante en una cantidad de 0,2 a 7 % en peso, basado en el peso seco total del al menos un material de carga que contiene carbonato de calcio. Preferiblemente, el producto de material de carga de superficie tratada comprende la capa de tratamiento que comprende i) polietileno injertado con anhídrido maleico y/o polipropileno injertado con anhídrido maleico y ii) al menos un agente hidrofobizante en una cantidad de 0,4 a 5 % en peso, basado en el peso seco total del al menos un material de carga que contiene carbonato de calcio, más preferiblemente de 0,6 a 4 % en peso y lo más preferiblemente de 0,8 a 3 % en peso, basado en el peso seco total del al menos un material de carga que contiene carbonato de calcio.
Según otra realización de la presente invención, la capa de tratamiento se puede caracterizar además por que el peso total de la capa de tratamiento sobre la superficie del material de carga de superficie tratada es de 0,2 a 10 mg/m2, más preferiblemente de 0,4 a 8 mg/m2 y lo más preferiblemente de 2 a 8 mg/m2 del al menos un material de carga que comprende carbonato de calcio.
Según otra realización de la presente invención, la capa de tratamiento se puede caracterizar además por que el peso total de la capa de tratamiento sobre la superficie del material de carga de superficie tratada es de 0,1 a 4 % en peso/m2, más preferiblemente de 0,2 a 2 % en peso/m2 y lo más preferiblemente de 0,3 a 0,5 % en peso/m2 del al menos un material de carga que comprende carbonato de calcio.
Como ya se ha expuesto, el producto de material de carga de superficie tratada comprende la capa de tratamiento que comprende i) polietileno injertado con anhídrido maleico y/o polipropileno injertado con anhídrido maleico y ii) al menos un agente hidrofobizante en la superficie del al menos un material de carga que contiene carbonato de calcio. Según una realización de la presente invención, la capa de tratamiento comprende el polietileno injertado con anhídrido maleico y/o el polipropileno injertado con anhídrido maleico de la etapa i) y el al menos un agente hidrofobizante de la etapa ii) en una relación en peso de 10:1 a 1:10, preferiblemente de 5:1 a 1:5 y lo más preferiblemente de 4:1 a 1:4, por ejemplo en una cantidad de 1:1.
Según otra realización de la presente invención, la capa de tratamiento se puede caracterizar además por que el peso total del polietileno injertado con anhídrido maleico y/o el polipropileno injertado con anhídrido maleico de la etapa i) en la superficie del material de carga de superficie tratada es de 0,1 a 4 % en peso, preferiblemente de 0,2 a 3 % en peso y lo más preferiblemente de 0,5 a 2 % en peso, basado en el peso seco total del al menos un material de carga que contiene carbonato de calcio.
Según otra realización de la presente invención, la capa de tratamiento se puede caracterizar además por que el peso total del al menos un agente hidrofobizante de la etapa ii) en la superficie del material de carga de superficie tratada es de 0,1 a 3 % en peso, preferiblemente de 0,2 a 2 % en peso y lo más preferiblemente de 0,3 a 1 % en peso, basado en el peso seco total del al menos un material de carga que contiene carbonato de calcio.
Según una realización de la presente invención, la capa de tratamiento se puede caracterizar además por que el peso total del polietileno injertado con anhídrido maleico y/o el polipropileno injertado con anhídrido maleico de la etapa i) sobre la superficie del material de carga de superficie tratada es de 0,1 a 4 % en peso, preferiblemente de 0,2 a 3 % en peso y lo más preferiblemente de 0,5 a 2 % en peso, basado en el peso seco total del al menos un material de carga que contiene carbonato de calcio y el peso total del al menos un agente hidrofobizante de la etapa ii) sobre la superficie del material de carga de superficie tratada es de 0,1 a 3 % en peso, preferiblemente de 0,2 a 2 % en peso y lo más preferiblemente del 0,3 al 1 % en peso, basado en el peso seco total del al menos un material de carga que contiene carbonato de calcio.
Según una realización, otros agentes de tratamiento de superficie además del polietileno injertado con anhídrido maleico, el polipropileno injertado con anhídrido maleico y al menos un agente hidrofobizante están presentes en la superficie del al menos un material de carga que contiene carbonato de calcio. Estos otros agentes de tratamiento de superficie pueden estar presentes en una cantidad inferior a 50 % en peso, basado en el peso total de la capa de tratamiento sobre la superficie del al menos un material de carga que contiene carbonato de calcio, preferiblemente inferior a 40 % en peso, más preferiblemente inferior a 20 % en peso y lo más preferiblemente inferior a 10 % en peso.
Según una realización preferida, la capa de tratamiento de superficie consiste únicamente en i) polietileno injertado con anhídrido maleico y/o polipropileno injertado con anhídrido maleico y ii) al menos un agente hidrofobizante.
Según una realización preferida de la presente invención, la capa de tratamiento de superficie comprende i) polietileno injertado con anhídrido maleico y/o polipropileno injertado con anhídrido maleico y ii) al menos un agente hidrofobizante, en donde el al menos un agente hidrofobizante es al menos uno de
anhídrido succínico monosustituido y/o su(s) producto(s) de reacción y
ácido(s) carboxílico(s) alifático(s) lineal(es) y/o ramificado(s) que tiene(n) de 8 a 24 átomos de carbono y/o su(s) producto(s) de reacción.
Por ejemplo, la capa de tratamiento de superficie comprende i) polietileno injertado con anhídrido maleico y/o polipropileno injertado con anhídrido maleico y ii) al menos un agente hidrofobizante, en donde el al menos un agente hidrofobizante es anhídrido succínico monosustituido y/o su(s) producto(s) de reacción. Según una realización de la presente invención, la capa de tratamiento comprende el polietileno injertado con anhídrido maleico y/o el polipropileno injertado con anhídrido maleico de la etapa i) sobre la superficie del material de carga de superficie tratada en una cantidad de 0,1 a 4 % en peso, preferiblemente de 0,2 a 3 % en peso y lo más preferiblemente de 0,5 a 2 % en peso, basado en el peso seco total del al menos un material de carga que contiene carbonato de calcio y el anhídrido succínico monosustituido y/o su(s) producto(s) de reacción de la etapa ii) en una cantidad de 0,1 a 3 % en peso, preferiblemente de 0,2 a 2 % en peso y lo más preferiblemente de 0,3 a 1 % en peso, basado en el peso seco total del al menos un material de carga que contiene carbonato de calcio.
Adicional o alternativamente, la capa de tratamiento comprende el polietileno injertado con anhídrido maleico y/o el polipropileno injertado con anhídrido maleico de la etapa i) y el anhídrido succínico monosustituido y/o su(s) producto(s) de reacción de la etapa ii) en una relación en peso de 10:1 a 1:10, preferiblemente de 5:1 a 1:5 y lo más preferiblemente de 4:1 a 1:4, por ejemplo en una cantidad de 1:1.
Adicional o alternativamente, la relación molar del al menos un anhídrido succínico monosustituido su(s) producto(s) de reacción salino(s) en la capa de tratamiento sobre la superficie del al menos un material de carga que contiene carbonato de calcio es de 99,9:0,1 a 0,1:99,9, preferiblemente de 70:30 a 90:10. La expresión "relación molar del al menos un anhídrido succínico monosustituido a su(s) producto(s) de reacción salino(s)" en el sentido de la presente invención se refiere a la suma del peso molecular del al menos un anhídrido succínico monosustituido a la suma del peso molecular de las moléculas de anhídrido succínico monosustituido en sus productos de reacción salinos.
Alternativamente, la capa de tratamiento de superficie comprende i) polietileno injertado con anhídrido maleico y/o polipropileno injertado con anhídrido maleico y ii) al menos un agente hidrofobizante, en donde el al menos un agente hidrofobizante es ácido(s) carboxílico(s) alifático(s) lineal(es) y/o ramificado(s) que tiene(n) de 8 a 24 átomos de carbono y/o su(s) producto(s) de reacción. Según una realización de la presente invención, la capa de tratamiento comprende el polietileno injertado con anhídrido maleico y/o el polipropileno injertado con anhídrido maleico de la etapa i) sobre la superficie del material de carga de superficie tratada en una cantidad de 0,1 a 4 % en peso, preferiblemente de 0,2 a 3 % en peso y lo más preferiblemente de 0,5 a 2 % en peso, basado en el peso seco total del al menos un material de carga que contiene carbonato de calcio y el (los) ácido(s) carboxílico(s) alifático(s) lineal(es) y/o ramificado(s) que tiene(n) de 8 a 24 átomos de carbono y/o su(s) producto(s) de reacción de la etapa ii) en una cantidad de 0,1 a 3 % en peso, preferiblemente de 0,2 a 2 % en peso y lo más preferiblemente de 0,3 a 1 % en peso, basado en el peso seco total del al menos un material de carga que contiene carbonato de calcio.
Adicional o alternativamente, la capa de tratamiento comprende el polietileno injertado con anhídrido maleico y/o el polipropileno injertado con anhídrido maleico de la etapa i) y el(los) ácido(s) carboxílico(s) alifático(s) lineal(es) y/o ramificado(s) que tiene(n) de 8 a 24 átomos de carbono y/o su(s) producto(s) de reacción de la etapa ii) en una relación en peso de 10:1 a 1:10, preferiblemente de 5:1 a 1:5 y lo más preferiblemente de 4:1 a 1:4, por ejemplo en una cantidad de 1:1.
Adicional o alternativamente, la relación molar del al menos un ácido carboxílico alifático lineal y/o ramificado a su(s) producto(s) de reacción salinos en la capa de tratamiento en la superficie del al menos un material de carga que contiene carbonato de calcio es de 99,9:0,1 a 0,1:99,9, preferiblemente de 70:30 a 90:10. La expresión "relación molar del al menos un ácido carboxílico alifático lineal y/o ramificado a su(s) producto(s) de reacción salinos" en el sentido de la presente invención se refiere a la suma del peso molecular del al menos un ácido carboxílico alifático lineal y/o ramificado a la suma del peso molecular de las moléculas de ácido(s) carboxílico(s) alifático(s) lineal(es) y/o ramificado(s) en su(s) producto(s) de reacción salinos.
Según otra realización de la presente invención, la capa de tratamiento de superficie comprende i) polietileno injertado con anhídrido maleico y/o polipropileno injertado con anhídrido maleico y ii) al menos un agente hidrofobizante, en donde el al menos un agente hidrofobizante es una mezcla de anhídrido succínico y/o su(s) producto(s) de reacción y ácido(s) carboxílico(s) alifático(s) lineal(es) y/o ramificado(s) que tiene(n) de 8 a 24 átomos de carbono y/o su(s) producto(s) de reacción.
Por ejemplo, la capa de tratamiento comprende el polietileno injertado con anhídrido maleico y/o el polipropileno injertado con anhídrido maleico de la etapa i) sobre la superficie del material de carga de superficie tratada en una cantidad de 0,1 a 4 % en peso, preferiblemente de 0,2 a 3 % en peso y lo más preferiblemente de 0,5 a 2 % en peso, basado en el peso seco total del al menos un material de carga que contiene carbonato de calcio y la mezcla del anhídrido succínico monosustituido y/o su(s) producto(s) de reacción y el(los) ácido(s) carboxílico(s) alifático(s) lineal(es) y/o ramificado(s) que tiene(n) de 8 a 24 átomos de carbono y/o su(s) producto(s) de reacción de la etapa ii) en una cantidad de 0,1 a 3 % en peso, preferiblemente de 0,2 a 2 % en peso y lo más preferiblemente de 0,3 a 1 % en peso, basado en el peso seco total del al menos un material de carga que contiene carbonato de calcio.
Adicional o alternativamente, la capa de tratamiento comprende el polietileno injertado con anhídrido maleico y/o el polipropileno injertado con anhídrido maleico de la etapa i) y la mezcla del anhídrido succínico monosustituido y/o su(s) producto(s) de reacción y del(los) ácido(s) carboxílico(s) alifático(s) lineal(es) y/o ramificado(s) que tiene(n) de 8 a 24 átomos de carbono y/o su(s) producto(s) de reacción de la etapa ii) en una relación de peso de 10:1 a 1:10, preferiblemente de 5:1 a 1:5 y lo más preferiblemente de 4:1 a 1:4, por ejemplo en una cantidad de 1:1.
El producto de material de carga de superficie tratada de la presente invención puede estar en forma de una suspensión o polvo y preferiblemente está en forma de un polvo.
Sorprendentemente, los autores de la invención descubrieron que los productos de material de carga de superficie tratada anteriores tienen una buena fluidez del polvo, pero también una baja susceptibilidad a la absorción de humedad.
En particular, el producto de material de carga de superficie tratada de la invención tiene, cuando se mide la fluidez del polvo en un reómetro de polvo FT4 (ASTM D7891-15), una energía básica de fluidez (BFE) y una densidad aparente acondicionada (CBD) que es comparable a la energía básica de fluidez (BFE) y la densidad aparente acondicionada (CBD) de un material de carga de superficie tratada en el que la superficie se ha tratado simplemente con el mismo agente hidrofobizante pero sin el polietileno injertado con anhídrido maleico y/o el polipropileno injertado con anhídrido maleico
Adicional o alternativamente, el producto de material de carga de superficie tratada de la invención tiene una susceptibilidad a la absorción de humedad que está preferiblemente por debajo de 1,0 mg/g y que es comparable a la susceptibilidad a la absorción de humedad de un material de carga de superficie tratada en el que la superficie se ha tratado simplemente con el mismo agente hidrofobizante pero sin el polietileno injertado con anhídrido maleico y/o el polipropileno injertado con anhídrido maleico.
Procedimiento para preparar material de carga de superficie tratada.
Además, se proporciona un procedimiento para preparar un producto de material de carga de superficie tratada, comprendiendo el procedimiento al menos las etapas de:
a) proporcionar al menos un material de carga que contiene carbonato de calcio,
b) proporcionar
i. polietileno injertado con anhídrido maleico y/o polipropileno injertado con anhídrido maleico y
ii. al menos un agente hidrofobizante y
c) formar una capa de tratamiento en la superficie del al menos un material de carga que contiene carbonato de calcio poniendo en contacto la superficie del al menos un material de carga que contiene carbonato de calcio de la etapa a), con mezclamiento, en una o más etapas, en cualquier orden, con 0,2 a 7 % en peso de polietileno injertado con anhídrido maleico y/o polipropileno injertado con anhídrido maleico de la etapa i) y al menos un agente hidrofobizante de la etapa ii), basado en el peso seco total del al menos un material de carga que contiene carbonato de calcio, en donde la capa de tratamiento comprende polietileno injertado con anhídrido maleico y/o polipropileno injertado con anhídrido maleico de la etapa i) y al menos un agente hidrofobizante de la etapa ii).
Según la etapa a) se proporciona al menos un material de carga que contiene carbonato de calcio. El material de carga que contiene carbonato de calcio ya se ha descrito anteriormente.
Según la etapa b) se proporcionan polietileno injertado con anhídrido maleico y/o polipropileno injertado con anhídrido maleico y al menos un agente hidrofobizante. El polietileno injertado con anhídrido maleico y/o el polipropileno injertado con anhídrido maleico y el al menos un agente hidrofobizante ya se han descrito anteriormente.
Caracterización de la etapa c) Formación de una capa de tratamiento sobre la superficie del al menos un material de carga que contiene carbonato de calcio
Según la etapa c) se forma una capa de tratamiento sobre la superficie del al menos un material de carga que contiene carbonato de calcio poniendo en contacto la superficie del al menos un material de carga que contiene carbonato de calcio de la etapa a), con mezclamiento, en una o más etapas, en cualquier orden, con 0,2 a 7 % en peso de polietileno injertado con anhídrido maleico y/o polipropileno injertado con anhídrido maleico de la etapa i) y al menos un agente hidrofobizante de la etapa ii), basado en el peso seco total del al menos un material de carga que contiene carbonato de calcio, en donde la capa de tratamiento comprende polietileno injertado con anhídrido maleico y/o polipropileno injertado con anhídrido maleico de la etapa i) y al menos un agente hidrofobizante de la etapa ii).
El contacto del al menos un material de carga que contiene carbonato de calcio con polietileno injertado con anhídrido maleico y/o polipropileno injertado con anhídrido maleico de la etapa i) y al menos un agente hidrofobizante de la etapa ii) tiene lugar en condiciones de mezclamiento. El experto adaptará estas condiciones de mezclamiento (tales como la configuración de paletas de mezclado y la velocidad de mezclado) de acuerdo con su equipo de procedimiento.
Según una realización de la presente invención, la etapa c) de puesta en contacto se lleva a cabo en cuanto que se añaden el polietileno injertado con anhídrido maleico y/o el polipropileno injertado con anhídrido maleico de la etapa i) y al menos un agente hidrofobizante de la etapa ii) de forma simultánea o sucesiva y preferiblemente se añaden simultáneamente, con la condición de que si los compuestos se añaden sucesivamente, la adición del primer compuesto no conduce a una cobertura completa de la superficie del al menos un material de carga que contiene carbonato de calcio.
En una realización preferida de la presente invención, el procedimiento de la invención puede ser un procedimiento continuo. En este caso, es posible poner en contacto el al menos un material de carga que contiene carbonato de calcio con el polietileno injertado con anhídrido maleico y/o el polipropileno injertado con anhídrido maleico de la etapa i) y el al menos un agente hidrofobizante de la etapa ii) en un flujo constante, de modo que se proporciona una concentración constante del polietileno injertado con anhídrido maleico y/o polipropileno injertado con anhídrido maleico de la etapa i) y al menos un agente hidrofobizante de la etapa ii) durante la etapa c).
Alternativamente, el al menos un material de carga que contiene carbonato de calcio se pone en contacto con el polietileno injertado con anhídrido maleico y/o el polipropileno injertado con anhídrido maleico de la etapa i) y el al menos un agente hidrofobizante de la etapa ii) en una etapa, en donde dicho polietileno injertado con anhídrido maleico y/o polipropileno injertado con anhídrido maleico de la etapa i) y el al menos un agente hidrofobizante de la etapa ii) se añaden preferiblemente en una porción.
En otra realización de la presente invención, el procedimiento de la invención puede ser un procedimiento discontinuo, es decir, el al menos un material de carga que contiene carbonato de calcio se pone en contacto con el polietileno injertado con anhídrido maleico y/o el polipropileno injertado con anhídrido maleico de la etapa i) y al menos un agente hidrofobizante de la etapa ii) en más de una etapa, en donde dicho polietileno injertado con anhídrido maleico y/o polipropileno injertado con anhídrido maleico de la etapa i) y al menos un agente hidrofobizante de la etapa ii) se añaden preferiblemente en porciones aproximadamente iguales. Alternativamente, también es posible añadir el polietileno injertado con anhídrido maleico y/o el polipropileno injertado con anhídrido maleico de la etapa i) y el al menos un agente hidrofobizante de la etapa ii) en porciones desiguales al el al menos un material de carga que contiene carbonato de calcio, es decir, en porciones más grandes y más pequeñas.
Según una realización de la presente invención, la puesta en contacto en la etapa c) se lleva a cabo en un procedimiento discontinuo o continuo durante un período de tiempo de 0,1 a 1000 s. Por ejemplo, la puesta en contacto en la etapa c) es un procedimiento continuo y comprende una o varias etapas de contacto y el tiempo total de contacto es de 0,1 a 20 s, preferiblemente de 0,5 a 15 s y lo más preferiblemente de 1 a 10 s.
Se aprecia que la puesta en contacto en la etapa c) se puede llevar a cabo en cualquier orden. Por ejemplo, la puesta en contacto en la etapa c) se lleva a cabo en cuanto que el polietileno injertado con anhídrido maleico y/o el polipropileno injertado con anhídrido maleico de la etapa i) y al menos un agente hidrofobizante de la etapa ii) se añaden simultáneamente al el al menos un material de carga que contiene carbonato de calcio. En esta realización, el polietileno injertado con anhídrido maleico y/o el polipropileno injertado con anhídrido maleico de la etapa i) y el al menos un agente hidrofobizante de la etapa ii) se añaden preferiblemente como una mezcla al el al menos un material de carga que contiene carbonato de calcio.
Alternativamente, el polietileno injertado con anhídrido maleico y/o polipropileno injertado con anhídrido maleico de la etapa i) se añade antes o después del al menos un agente hidrofobizante de la etapa ii). Según una realización preferida de la presente invención, el polietileno injertado con anhídrido maleico y/o el polipropileno injertado con anhídrido maleico de la etapa i) se añade antes que el al menos un agente hidrofobizante de la etapa ii). Cuando se añade el polietileno injertado con anhídrido maleico y/o el polipropileno injertado con anhídrido maleico de la etapa i) y el al menos un agente hidrofobizante de la etapa ii) sucesivamente, la adición del primer compuesto no conduce a una cobertura completa de la superficie del al menos un material de carga que contiene carbonato de calcio.
Por ejemplo, si el polietileno injertado con anhídrido maleico y/o el polipropileno injertado con anhídrido maleico de la etapa i) se añade después del al menos un agente hidrofobizante de la etapa ii), la adición del al menos un agente hidrofobizante de la etapa ii) no conduce a una cobertura completa de la superficie del al menos un material de carga que contiene carbonato de calcio. Por ejemplo, solo de 10 a 90 % de la superficie del material de carga que contiene carbonato de calcio se reviste con al menos un agente hidrofobizante de la etapa ii), preferiblemente entre 20 y 80 % y lo más preferiblemente entre 30 y 70 %. El valor teórico de la superficie revestida se puede calcular basándose en la cantidad del al menos un agente hidrofobizante y el valor de la superficie específica (BET) del material de carga que contiene carbonato de calcio. En una segunda etapa se añade el polietileno injertado con anhídrido maleico y/o polipropileno injertado con anhídrido maleico de la etapa i) con el fin de cubrir la superficie restante que no está cubierta por el al menos un agente hidrofobizante de la etapa ii). Los autores de la invención han encontrado que si la adición del primer compuesto, por ejemplo, el al menos un agente hidrofobizante de la etapa ii) ya conduce a una cobertura total de la superficie del material de carga que contiene carbonato de calcio, un tratamiento adicional del material que contiene carbonato de calcio con el segundo compuesto, por ejemplo, el polietileno injertado con anhídrido maleico y/o el polipropileno injertado con anhídrido maleico de la etapa i), será menos eficaz.
Se aprecia que el polietileno injertado con anhídrido maleico y/o el polipropileno injertado con anhídrido maleico de la etapa i) y el al menos un agente hidrofobizante de la etapa ii) deben presentar una viscosidad moldeable, es decir, el polietileno injertado con anhídrido maleico y/o el polipropileno injertado con anhídrido maleico de la etapa i) y el al menos un agente hidrofobizante de la etapa ii) deben estar en estado fundido o líquido durante la puesta en contacto.
Por lo tanto, se requiere que la temperatura antes y/o durante la etapa c) de puesta en contacto se ajuste de tal manera que el polietileno injertado con anhídrido maleico y/o el polipropileno injertado con anhídrido maleico de la etapa i) y el al menos un agente hidrofobizante de la etapa ii) estén en un estado fundido o líquido.
Por ejemplo, el polietileno injertado con anhídrido maleico y/o el polipropileno injertado con anhídrido maleico de la etapa i) y/o el al menos un agente hidrofobizante de la etapa ii) están en forma de polvo y se calientan antes o durante la etapa c) de puesta en contacto de manera que estén en un estado fundido o líquido.
En general, la etapa c) de puesta en contacto se lleva a cabo a una temperatura de tratamiento de 20 a 250 °C, preferiblemente de 60 a 180 °C y lo más preferiblemente de 80 a 150 °C.
Preferiblemente, si el al menos un agente hidrofobizante se proporciona en un estado líquido, es decir, a temperatura y presión ambiente estándar (SATP), que se refiere a una temperatura de 298,15 K (25 °C) y una presión absoluta de exactamente 100.000 Pa (1 bar, 14,5 psi, 0,98692 atm), se aprecia que la etapa c) de puesta en contacto puede llevarse a cabo a temperatura ambiente, o a una temperatura superior a la temperatura ambiente, es decir, de 20 a 250 °C, preferiblemente de 20 a 180 °C y la lo más preferiblemente de 20 a 150 °C.
Si el polietileno injertado con anhídrido maleico y/o el polipropileno injertado con anhídrido maleico de la etapa i) y/o el al menos un agente hidrofobizante de la etapa ii) se proporcionan en un estado fundido, se aprecia que la temperatura antes y/o durante la etapa c) de puesta en contacto se ajusta de manera que la temperatura esté al menos 2°C por encima del punto de fusión del polietileno injertado con anhídrido maleico y/o el polipropileno injertado con anhídrido maleico de la etapa i) y/o el al menos un agente hidrofobizante de la etapa ii). Por ejemplo, la temperatura antes de la etapa c) de puesta en contacto se ajusta de manera que la temperatura esté al menos 2°C por encima del punto de fusión del polietileno injertado con anhídrido maleico y/o el polipropileno injertado con anhídrido maleico de la etapa i). Alternativamente, la temperatura antes y durante la etapa c) de puesta en contacto se ajusta de manera que la temperatura esté al menos 2°C por encima del punto de fusión del al menos un agente hidrofobizante.
Se aprecia que la expresión "punto de fusión" se refiere a la transición de fase sólida a líquida del compuesto respectivo. En caso de que el compuesto sea un polímero, la expresión "punto de fusión" se refiere a la temperatura de transición de la fase cristalina a una sólida amorfa.
En una realización de la presente invención, la temperatura antes y/o durante la etapa c) de puesta en contacto se ajusta de manera que la temperatura sea de al menos 5 °C, preferiblemente de al menos 8 °C y lo más preferiblemente de al menos 10 °C por encima del punto de fusión del polietileno injertado con anhídrido maleico y/o polipropileno injertado con anhídrido maleico de la etapa i) y/o el al menos un agente hidrofobizante de la etapa ii).
El tiempo de tratamiento para llevar a cabo el contacto del polietileno injertado con anhídrido maleico y/o el polipropileno injertado con anhídrido maleico de la etapa i) y/o el al menos un agente hidrofobizante de la etapa ii) se lleva a cabo durante un período de 1000 s o menos, preferiblemente durante un período de 500 s o menos, más preferiblemente durante un período de 250 s o menos y lo más preferiblemente de 0,1 a 1000 s. Por ejemplo, la etapa c) de puesta en contacto se lleva a cabo durante un período de tiempo de 0,1 a 20 s, preferiblemente de 0,5 a 15 s y lo más preferiblemente de 1 a 10 s. En general, la duración del contacto del al menos un material de carga que contiene carbonato de calcio con el polietileno injertado con anhídrido maleico y/o el polipropileno injertado con anhídrido maleico de la etapa i) y/o el al menos un agente hidrofobizante de la etapa ii) se determina mediante la temperatura de tratamiento aplicada durante dicho contacto. Por ejemplo, cuando se aplica una temperatura de tratamiento de aproximadamente 250 °C, el tiempo de tratamiento es tan corto como, por ejemplo, aproximadamente 0,1 s. Si se aplica una temperatura de tratamiento de aproximadamente 90 °C, el tiempo de tratamiento puede ser tan largo como, por ejemplo, aproximadamente 1000 s.
Se aprecia que el polietileno injertado con anhídrido maleico y/o el polipropileno injertado con anhídrido maleico de la etapa i) y/o el al menos un agente hidrofobizante de la etapa ii) se añaden en la etapa c) de puesta en contacto en una cantidad total de 0,2 a 7 % en peso, basado en el peso seco total del al menos un material de carga que contiene carbonato de calcio de la etapa a). Por ejemplo, el polietileno injertado con anhídrido maleico y/o el polipropileno injertado con anhídrido maleico de la etapa i) y/o el al menos un agente hidrofobizante de la etapa ii) se añaden en la etapa c) de puesta en contacto en una cantidad de 0,3 a 4,0 % en peso o de 0,6 a 3,0 % en peso, basado en el peso seco total del al menos un material de carga que contiene carbonato de calcio de la etapa a).
Según otra realización de la presente invención, el polietileno injertado con anhídrido maleico y/o el polipropileno injertado con anhídrido maleico de la etapa i) se añaden en la etapa c) de puesta en contacto en una cantidad total de 0,1 a 4 % en peso, preferiblemente de 0,2 a 3 % en peso y lo más preferiblemente de 0,5 a 2 % en peso, basado en el peso seco total del al menos un material de carga que contiene carbonato de calcio.
Adicional o alternativamente, el al menos un agente hidrofobizante de la etapa ii) se añade en la etapa c) de puesta en contacto en una cantidad total de 0,1 a 3 % en peso, preferiblemente de 0,2 a 2 % en peso y lo más preferiblemente de 0,3 a 1 % en peso, basado en el peso seco total del al menos un material de carga que contiene carbonato de calcio.
Según una realización de la presente invención, el polietileno injertado con anhídrido maleico y/o el polipropileno injertado con anhídrido maleico de la etapa i) se añade en la etapa c) de puesta en contacto en una cantidad total de 0,1 a 4 % en peso, preferiblemente de 0,2 a 3 % en peso y lo más preferiblemente de 0,5 a 2 % en peso, basado en el peso seco total del al menos un material de carga que contiene carbonato de calcio, y el al menos un agente hidrofobizante de la etapa ii) se añade en la etapa c) de puesta en contacto en una cantidad total de 0,1 a 3 % en peso, preferiblemente de 0,2 a 2 % en peso y lo más preferiblemente de 0,3 a 1 % en peso, basado en el peso seco total del al menos un material de carga que contiene carbonato de calcio.
La relación del polietileno injertado con anhídrido maleico y/o polipropileno injertado con anhídrido maleico de la etapa i) y el al menos un agente hidrofobizante de la etapa ii) puede variar en un amplio intervalo. Sin embargo, se prefiere que la etapa c) de puesta en contacto se lleve a cabo en cuanto que el polietileno injertado con anhídrido maleico y/o el polipropileno injertado con anhídrido maleico de la etapa i) y el al menos un agente hidrofobizante de la etapa ii) se añaden en una relación de peso de 10:1 a 1:10. Preferiblemente, la etapa c) de puesta en contacto se lleva a cabo en cuanto que el polietileno injertado con anhídrido maleico y/o el polipropileno injertado con anhídrido maleico de la etapa i) y el al menos un agente hidrofobizante de la etapa ii) se añaden en una relación en peso de 5:1 a 1:5 y lo más preferiblemente de 4:1 a 1:4, tal como en una cantidad de 1:1.
En una realización de la presente invención, el al menos un material de carga que contiene carbonato de calcio se precalienta, es decir, se activa, antes de llevar a cabo la etapa c) de puesta en contacto. Es decir, el al menos un material de carga que contiene carbonato de calcio se trata a una temperatura de 20 a 250 °C, preferiblemente de 40 a 200 °C, más preferiblemente de 50 a 150 °C y lo más preferiblemente de 60 a 140 °C antes de llevar a cabo la etapa c) de puesta en contacto.
El tiempo de tratamiento para llevar a cabo el precalentamiento del al menos un material de carga que contiene carbonato de calcio se lleva a cabo durante un período de 30 min o menos, preferiblemente durante un período de 20 min o menos y más preferiblemente durante un período de 15 min o menos.
En una realización de la presente invención, el precalentamiento del al menos un material de carga que contiene carbonato de calcio se lleva a cabo a una temperatura que es aproximadamente igual a la temperatura implementada durante la etapa c) de puesta en contacto.
El término temperatura "igual" en el sentido de la presente invención se refiere a una temperatura de precalentamiento que es como máximo 20 °C, preferiblemente como máximo 15 °C, más preferiblemente 10 °C y lo más preferiblemente como máximo 5 °C por debajo o por encima de la temperatura implementada durante la etapa c) de puesta en contacto.
Así, se aprecia que la capa de tratamiento formada sobre la superficie del al menos un material de carga que contiene carbonato de calcio comprende el polietileno injertado con anhídrido maleico y/o el polipropileno injertado con anhídrido maleico de la etapa i) y el al menos un agente hidrofobizante de la etapa ii). Durante la puesta en contacto en la etapa c) se puede(n) obtener producto(s) de reacción salino(s) del polietileno injertado con anhídrido maleico y/o polipropileno injertado con anhídrido maleico de la etapa i) y/o el al menos un agente hidrofobizante de la etapa ii) como producto de reacción de poner en contacto el material de carga que contiene carbonato de calcio con el polietileno injertado con anhídrido maleico y/o el polipropileno injertado con anhídrido maleico de la etapa i) y el al menos un agente hidrofobizante de la etapa ii). En tal caso, la capa de tratamiento del producto de material de carga de superficie tratada comprende además este(estos) producto(s) de reacción salino(s) formado(s) en la superficie de dicho al menos un material de carga que contiene carbonato de calcio en la etapa c). Por ejemplo, producto(s) de reacción salino(s) tal(es) como una o más sales de calcio y/o sales de magnesio del polietileno injertado con anhídrido maleico y/o polipropileno injertado con anhídrido maleico de la etapa i) y el al menos un agente hidrofobizante de la etapa ii).
En una realización, el producto de material de carga de superficie tratada obtenido en la etapa c) se seca. Esta etapa opcional se lleva a cabo preferiblemente con el fin de reducir el contenido de humedad del producto de material de carga de superficie tratada obtenido. Por lo tanto, el producto de material de carga de superficie tratada seco obtenido en la etapa d) tiene un contenido de humedad que está por debajo del contenido de humedad del producto de material de carga de superficie tratada obtenido antes de la etapa de secado, es decir, después de la etapa c).
Según una realización de la presente invención, el procedimiento comprende así una etapa adicional de secado d) del producto de material de carga de superficie tratada obtenido en la etapa c).
Por ejemplo, la etapa de secado opcional d) se lleva a cabo a una temperatura en el intervalo de 60 a 180 °C, preferiblemente de 50 a 150 °C, más preferiblemente de 60 a 120 °C y lo más preferiblemente de 80 a 120 °C, a presión ambiente o reducida hasta que se reduzca el contenido de humedad del producto de material de carga de superficie tratada obtenido.
En una realización, la etapa de secado opcional d) se lleva a cabo hasta que el contenido de humedad del producto de material de carga de superficie tratada obtenido esté en el intervalo de 0,001 a 2 % en peso, preferiblemente de 0,005 a 1,5 % en peso, más preferiblemente de 0,01 a 1,0 % en peso y lo más preferiblemente de 0,05 a 0,5 % en peso, basado en el peso total del carbonato de calcio de superficie sometida a reacción.
Se aprecia que la etapa de secado opcional d) puede llevarse a cabo a presión ambiente o a presión reducida. Preferiblemente, el secado se lleva a cabo a presión ambiente.
Por lo tanto, la etapa de secado opcional d) se lleva a cabo preferiblemente a una temperatura en el intervalo de 60 a 180 °C a presión ambiente. Por ejemplo, la etapa de secado opcional e) se lleva a cabo a una temperatura en el intervalo de 50 a 150 °C, preferiblemente de 60 a 120 °C y más preferiblemente de 80 a 120 °C a presión ambiente.
Según una realización, la presente invención se refiere así a un procedimiento para preparar un producto de material de carga de superficie tratada, comprendiendo el procedimiento al menos las etapas de:
a) proporcionar al menos un material de carga que contiene carbonato de calcio,
b) proporcionar
i. polietileno injertado con anhídrido maleico y/o polipropileno injertado con anhídrido maleico y
ii. al menos un agente hidrofobizante y
c) formar una capa de tratamiento en la superficie del al menos un material de carga que contiene carbonato de calcio poniendo en contacto la superficie del al menos un material de carga que contiene carbonato de calcio de la etapa a), con mezclamiento, en una o más etapas, en cualquier orden, con 0,2 a 7 % en peso de polietileno injertado con anhídrido maleico y/o polipropileno injertado con anhídrido maleico de la etapa i) y al menos un agente hidrofobizante de la etapa ii), basado en el peso seco total del al menos un material de carga que contiene carbonato de calcio, en donde la capa de tratamiento comprende polietileno injertado con anhídrido maleico y/o polipropileno injertado con anhídrido maleico de la etapa i) y al menos un agente hidrofobizante de la etapa ii) y
d) secar el producto de material de carga de superficie tratada obtenido en la etapa c).
Mediante el procedimiento de la invención es posible proporcionar productos de material de carga de superficie tratada que tengan buena fluidez del polvo pero también una baja susceptibilidad a la absorción de humedad. Además, es posible proporcionar productos de material de carga de superficie tratada que tienen tanto polietileno injertado con anhídrido maleico y/o polipropileno injertado con anhídrido maleico como al menos un agente hidrofobizante presente en la capa de tratamiento de superficie en el al menos un material de carga que contiene carbonato de calcio.
El producto de material de carga de superficie tratada así obtenido se implementa ventajosamente en una composición polimérica que comprende al menos una resina polimérica y de 1 a 95 % en peso del producto de material de carga de superficie tratada de la invención.
En otro aspecto, la presente invención se refiere así a una composición polimérica que comprende al menos una resina polimérica y de 1 a 95 % en peso, basado en el peso total de la composición polimérica, del producto de material de carga de superficie tratada de la invención.
En consecuencia, la composición polimérica comprende al menos una resina polimérica. La resina polimérica representa la estructura principal de la composición y proporciona resistencia, flexibilidad, tenacidad y durabilidad a la fibra y/o filamento y/o película y/o hilo y/o lámina y/o tubería y/o perfil y/o molde y/o compuesto moldeado por inyección y/o compuesto moldeado por soplado final.
Se aprecia que la al menos una resina polimérica según la presente invención no está restringida a un material de resina específico siempre que la composición polimérica sea adecuada para la preparación de una fibra y/o filamento y/o película y/o hilo y/o lámina y/o tubería y/o perfil y/o molde y/o compuesto moldeado por inyección y/o compuesto moldeado por soplado.
En una realización de la presente invención, la al menos una resina polimérica es al menos un polímero termoplástico. Por lo tanto, se prefiere que la al menos una resina polimérica sea un polímero termoplástico seleccionado del grupo que comprende homopolímeros y/o copolímeros de poliolefinas, poliamidas, polímeros que contienen halógeno y/o poliésteres.
Adicional o alternativamente, la al menos una resina polimérica es un homopolímero y/o copolímero de una poliolefina. Por ejemplo, la al menos una resina polimérica es un homopolímero y un copolímero de una poliolefina. Alternativamente, la al menos una resina polimérica es un homopolímero o un copolímero de una poliolefina.
Se aprecia que la al menos una resina polimérica es preferiblemente un homopolímero de una poliolefina.
Por ejemplo, la poliolefina puede ser polietileno y/o polipropileno y/o polibutileno. En consecuencia, si la poliolefina es polietileno, la poliolefina se selecciona del grupo que comprende homopolímeros y/o copolímeros de polietileno como el polietileno de alta densidad (HDPE), polietileno de densidad media (MDPE), polietileno de baja densidad (LDPE), polietileno de muy baja densidad (VLDPE), polietileno lineal de baja densidad (LLDPE).
Por ejemplo, la poliolefina es un homopolímero y/o copolímero de polietileno.
La expresión homopolímero de polietileno utilizada en la presente invención se refiere al polietileno que comprende un polietileno que consiste sustancialmente en, es decir, en más de 99,7 % en peso, aún más preferiblemente en al menos 99,8 % en peso, basado en el peso total del polietileno, de unidades de etileno. Por ejemplo, sólo son detectables unidades de etileno en el homopolímero de polietileno.
En caso de que la al menos una resina polimérica de la composición polimérica comprenda un copolímero de polietileno, se aprecia que el polietileno contiene unidades derivables del etileno como componentes principales. Por consiguiente, el copolímero de polietileno comprende al menos 55 % en peso de unidades derivadas de etileno, más preferiblemente al menos 60 % en peso de unidades derivadas de etileno, basado en el peso total del polietileno. Por ejemplo, el copolímero de polietileno comprende de 60 a 99,5 % en peso, más preferiblemente de 90 a 99 % en peso, de unidades derivables del etileno, basado en el peso total del polietileno. Los comonómeros presentes en tal copolímero de polietileno son a-olefinas C3 a C10, preferiblemente 1 -buteno, 1 -hexeno y 1 -octeno, siendo este último especialmente preferido.
Adicional o alternativamente, la poliolefina es un homopolímero y/o copolímero de polipropileno.
La expresión homopolímero de polipropileno tal como se usa a lo largo de la presente invención se refiere a un polipropileno que consiste sustancialmente en, es decir, en más de 99 % en peso, aún más preferiblemente en al menos 99,5 % en peso, como al menos 99,8 % en peso, basado en el peso total del polipropileno, de unidades de propileno. En una realización preferida, solo las unidades de propileno son detectables en el homopolímero de polipropileno.
En el caso de que la al menos una resina polimérica de la composición polimérica comprenda un copolímero de polipropileno, el polipropileno preferiblemente contiene unidades derivables del propileno como componentes principales. El copolímero de polipropileno preferiblemente comprende, preferiblemente consiste en, unidades derivadas de propileno y C2 y/o al menos una a-olefina C4 a C10. En una realización de la presente invención, el copolímero de polipropileno comprende, preferiblemente consiste en, unidades derivadas de propileno y al menos una a-olefina seleccionada del grupo que consiste en etileno, 1-buteno, 1-penteno, 1-hexeno y 1-octeno. Por ejemplo, el copolímero de polipropileno comprende, preferiblemente consiste en, unidades derivadas de propileno y etileno. En una realización de la presente invención, las unidades derivables de propileno constituyen la parte principal del polipropileno, es decir, al menos 60 % en peso, preferiblemente al menos 70 % en peso, más preferiblemente al menos 80 % en peso, aún más preferiblemente de 60 a 99 % en peso, aún más preferiblemente de 70 a 99 % en peso y lo más preferiblemente de 80 a 99 % en peso, basado en el peso total del polipropileno. La cantidad de unidades derivadas de C2 y/o al menos una a-olefina C4 a C10 en el copolímero de polipropileno está en el intervalo de 1 a 40 % en peso, más preferiblemente en el intervalo de 1 a 30 % en peso y lo más preferiblemente en el intervalo de 1 a 20 % en peso, basado en el peso total del copolímero de polipropileno.
Si el copolímero de polipropileno comprende solo unidades derivables de propileno y etileno, la cantidad de etileno está preferiblemente en el intervalo de 1 a 20 % en peso, preferiblemente en el intervalo de 1 a 15 % en peso y lo más preferiblemente en el intervalo de 1 a 10 % en peso, basado en el peso total del copolímero de polipropileno. Por consiguiente, la cantidad de propileno está preferiblemente en el intervalo de 80 a 99 % en peso, preferiblemente en el intervalo de 85 a 99 % en peso y lo más preferiblemente en el intervalo de 90 a 99 % en peso, basado en el peso total del copolímero de polipropileno.
Adicional o alternativamente, la poliolefina es un homopolímero y/o copolímero de polibutileno.
La expresión homopolímero de polibutileno tal como se usa a lo largo de la presente invención se refiere a un polibutileno que consiste sustancialmente en, es decir, en más de 99 % en peso, aún más preferiblemente en al menos 99,5 % en peso, como al menos 99,8 % en peso, basado en el peso total del polibutileno, en unidades de butileno. En una realización preferida, solo son detectables unidades de butileno en el homopolímero de polibutileno.
En caso de que la al menos una resina polimérica de la composición polimérica comprenda un copolímero de polibutileno, el polibutileno contiene preferiblemente unidades derivables de butileno como componentes principales. El copolímero de polibutileno comprende preferiblemente, preferiblemente consiste en, unidades derivadas de butileno y C2 y/o C3 y/o al menos una a-olefina C5 a C10. En una realización de la presente invención, el copolímero de polibutileno comprende, preferiblemente consiste en, unidades derivadas de butileno y al menos una a-olefina seleccionada del grupo que consiste en etileno, 1-propeno, 1-penteno, 1-hexeno y 1-octeno. Por ejemplo, el copolímero de polibutileno comprende, preferiblemente consiste en, unidades derivadas de butileno y etileno. En una realización de la presente invención, las unidades derivables del butileno constituyen la parte principal del polibutileno, es decir, al menos 60 % en peso, preferiblemente al menos 70 % en peso, más preferiblemente al menos 80 % en peso, aún más preferiblemente de 60 a 99 % en peso, aún más preferiblemente de 70 a 99 % en peso y lo más preferiblemente de 80 a 99 % en peso, basado en el peso total del polibutileno. La cantidad de unidades derivadas de C2 y/o C3 y/o al menos una a-olefina C5 a C10 en el copolímero de polibutileno está en el intervalo de 1 a 40 % en peso, más preferiblemente en el intervalo de 1 a 30 % en peso y lo más preferiblemente en el intervalo de 1 a 20 % en peso, basado en el peso total del copolímero de polibutileno.
Si el al menos un polímero es un homopolímero y/o copolímero de una poliamida, la al menos una resina polimérica se selecciona preferiblemente de perlón (PA6), nailon (PA6.6), nailon 11 (PA11), nailon 12 (PA12), poli(pfenilentereftalamida) (PPTA) y poli(m-fenilenisoftalamida) (PMPI).
Si la al menos una resina polimérica es un homopolímero y/o copolímero de un polímero que contiene halógeno, la al menos una resina polimérica se selecciona preferiblemente de poli(cloruro de vinilo) (PVC), poli(cloruro de vinilideno) (PVDC), poli(fluoruro de vinilideno) (PVDF) y politetrafluoroetileno (PTFE).
Si la al menos una resina polimérica es un homopolímero y/o copolímero de poliéster, la al menos una resina polimérica se selecciona preferiblemente de poli(tereftalato de etileno) (PET), poli(tereftalato de trimetileno) (PTT), poli(tereftalato de butileno) (PBT), poli(naftalato de etileno) (PEN), pero también poliésteres degradables, tales como el poli(ácido láctico) (polilactida, PLA), poli(adipato tereftalato de butileno) (PBAT), polihidroxialcanoato (PHA).
En una realización de la presente invención, la al menos una resina polimérica es un homopolímero de polietileno y/o polipropileno y/o polibutileno. Por ejemplo, la al menos una resina polimérica es un homopolímero de polietileno y polipropileno. Alternativamente, la al menos una resina polimérica es un homopolímero de polietileno o polipropileno. En una realización de la presente invención, la al menos una resina polimérica es un homopolímero de polipropileno.
La expresión "al menos una" resina polimérica significa que uno o más tipos de resina polimérica pueden estar presentes en la composición polimérica de la invención.
Por consiguiente, se aprecia que la al menos una resina polimérica puede ser una mezcla de dos o más tipos de resinas poliméricas. Por ejemplo, si la al menos una resina polimérica es una mezcla de dos o más resinas poliméricas, una resina polimérica es un homopolímero o copolímero de polipropileno, mientras que la segunda o la resina polimérica adicional se selecciona del grupo que comprende homopolímeros y/o copolímeros de polietileno, polibutileno, poliamidas, poliésteres, polímeros que contienen halógeno y mezclas de los mismos.
En una realización de la presente invención, la al menos una resina polimérica es un tipo de resina polimérica. Preferiblemente, la al menos una resina polimérica es un homopolímero de polietileno o polipropileno y más preferiblemente es un homopolímero de polietileno tal como polietileno lineal de baja densidad (LLDPE).
En una realización de la presente invención, la al menos una resina polimérica tiene una temperatura de fusión Tm superior a 80 °C, más preferiblemente superior a 100 °C. Por ejemplo, la temperatura de fusión de la al menos una resina polimérica varía de 80 a 350 °C, más preferiblemente varía de 100 a 300 °C y lo más preferiblemente varía de 100 a 250 °C.
Además, se aprecia que la al menos una resina polimérica se puede seleccionar de resinas poliméricas que tienen un amplio espectro de índice de fluidez. En general, se prefiere que la al menos una resina polimérica tenga un índice de fluidez m Fr (190 °C) de 0,1 a 3000 g/10 min, más preferiblemente de 0,2 a 2500 g/10 min. Por ejemplo, la al menos una resina polimérica tiene un índice de fluidez MFR (190 °C) de 0,3 a 2000 g/10 min o de 0,3 a 1600 g/10 min. Adicional o alternativamente, la al menos una resina polimérica tiene un índice de fluidez MFR (230 °C) de 0,1 a 3000 g/10 min, más preferiblemente de 0,2 a 2500 g/10 min. Por ejemplo, la al menos una resina polimérica tiene un índice de fluidez MFR (230 °C) de 0,3 a 2000 g/10 min o de 0,3 a 1600 g/10 min.
Si la al menos una resina polimérica es una poliolefina que es un homopolímero y/o copolímero de polietileno, se aprecia que la al menos una resina polimérica tiene un índice de fluidez bastante bajo. En consecuencia, se prefiere que la al menos una resina polimérica que es un homopolímero y/o copolímero de polietileno tenga un índice de fluidez MFR (190 °C) de 0,5 a 20 g/10 min, más preferiblemente de 0,7 a 15 g/10 min. Por ejemplo, la al menos una resina polimérica tiene un índice de fluidez MFR (190 °C) de 0,9 a 10 g/10 min o de 0,9 a 5 g/10 min. Adicional o alternativamente, la al menos una resina polimérica que es un homopolímero y/o copolímero de polietileno tiene un índice de fluidez MFR (230 °C) de 0,1 a 3000 g/10 min, más preferiblemente de 0,2 a 2500 g/10 min. Por ejemplo, la al menos una resina polimérica que es un homopolímero y/o copolímero de polietileno tiene un índice de fluidez MFR (230 °C) de 0,3 a 2000 g/10 min o de 0,3 a 1600 g/10 min.
Según otra realización de la presente invención, la composición polimérica comprende además fibras naturales, preferiblemente fibras de madera, fibras de celulosa, fibras de cáñamo y/o fibras de residuos agrícolas y/o fibras sintéticas, preferiblemente fibras de vidrio, fibras de carbono y/o fibras de aramida.
Las "fibras naturales" según la presente invención son fibras que se encuentran de forma natural, por ejemplo, en madera, celulosa, cáñamo o productos de residuos agrícolas tales como caña de azúcar, plátanos, tallos de maíz o paja de arroz. Las "fibras sintéticas" son fibras que se producen sintéticamente, por ejemplo, a partir de vidrio, carbono o aramida. Tales fibras están disponibles comercialmente y son conocidas por los expertos. El experto en la materia puede seleccionar las fibras apropiadas basándose en la aplicación respectiva de la composición polimérica.
Según una realización preferida de la presente invención, la composición polimérica comprende al menos una resina polimérica, de 1 a 95 % en peso, basado en el peso total de la composición polimérica de un producto de material de carga de superficie tratada según la presente invención y fibras naturales y/o fibras sintéticas.
Según otra realización preferida de la presente invención, la composición polimérica comprende al menos una resina polimérica, de 1 a 95 % en peso, basado en el peso total de la composición polimérica de un producto de material de carga de superficie tratada según la presente invención y fibras naturales y/o fibras sintéticas, en donde la al menos una resina polimérica es un polímero termoplástico seleccionado del grupo que comprende homopolímeros y/o copolímeros de poliolefinas, poliamidas, polímeros que contienen halógeno y/o poliésteres, y preferiblemente se selecciona del grupo que consiste en polietileno, polipropileno y mezclas de los mismos.
Otro componente esencial de la presente composición polimérica es el producto de material de carga de superficie tratada. Con respecto a la definición del producto de material de carga de superficie tratada y sus realizaciones preferidas, se hace referencia a los comentarios proporcionados anteriormente.
Es un requisito de la presente invención que la composición polimérica comprenda el producto de material de carga de superficie tratada en una cantidad de 1 a 95 % en peso, basado en el peso total de la composición polimérica.
En una realización de la presente invención, la composición de polímero comprende el producto de material de carga de superficie tratada en una cantidad de 5 a 95 % en peso y preferiblemente de 10 a 85 % en peso, basado en el peso total de la composición de polímero. Por ejemplo, la composición polimérica comprende el producto de material de carga de superficie tratada en una cantidad de 15 a 80 % en peso, basado en el peso total de la composición polimérica.
En una realización de la presente invención, la composición polimérica es una mezcla base.
La expresión “mezcla base" se refiere a una composición que tiene una concentración del producto de material de carga de superficie tratada que es más alta que la concentración de la composición polimérica utilizada para preparar el producto de aplicación final, tal como una fibra y/o filamento y/o película y/o o hilo y/o lámina y/o tubería y/o perfil y/o molde y/o compuesto moldeado por inyección y/o compuesto moldeado por soplado. Es decir, la mezcla base se diluye más para obtener una composición polimérica que es adecuada para preparar el producto de aplicación final, tal como una fibra y/o filamento y/o película y/o hilo y/o lámina y/o tubería y/o perfil y/o molde y/o compuesto moldeado por inyección y/o compuesto moldeado por soplado.
Por ejemplo, la mezcla base comprende el producto de material de carga de superficie tratada en una cantidad de 20 a 95 % en peso, preferiblemente de 30 a 85 % en peso y más preferiblemente de 35 a 80 % en peso, basado en el peso total de la mezcla base.
Según una realización de la presente invención, la mezcla base se usa para producir fibras y/o filamentos y/o películas y/o hilos.
En otra realización de la presente invención, la composición polimérica utilizada para preparar el producto de aplicación final tal como fibra y/o filamento y/o película y/o hilo y/o lámina y/o tubería y/o perfil y/o molde y/o compuesto moldeado por inyección y/o compuesto moldeado por soplado comprende el producto de material de carga de superficie tratada en una cantidad de 1 a 70 % en peso, preferiblemente de 5 a 55 % en peso y lo más preferiblemente de 10 a 50 % en peso, basado en el peso total de la composición polimérica. Por ejemplo, la composición polimérica utilizada para preparar el producto de aplicación final tal como una fibra y/o filamento y/o película comprende el producto de material de carga de superficie tratada en una cantidad de 20 a 50 % en peso, basado en el peso total de la composición polimérica.
Si se utiliza una mezcla base para producir una fibra y/o filamento y/o película y/o hilo y/o lámina y/o tubería y/o perfil y/o molde y/o compuesto moldeado por inyección y/o compuesto moldeado por soplado, se prefiere que la mezcla base se diluya para obtener así una composición polimérica adecuada para preparar el producto de aplicación final tal como una fibra y/o filamento y/o película y/o hilo y/o lámina y/o tubería y/o perfil y/o compuesto moldeado y/o compuesto moldeado por inyección y/o compuesto moldeado por soplado. Es decir, la mezcla base se diluye para comprender el producto de material de carga de superficie tratada en una cantidad de 1 a 70 % en peso, preferiblemente de 5 a 55 % en peso y lo más preferiblemente de 10 a 50 % en peso, basado en el peso total de la composición polimérica.
Según otra realización de la presente invención, la composición polimérica es una fibra y/o filamento y/o película y/o hilo y/o lámina y/o tubería y/o perfil y/o molde y/o compuesto moldeado por inyección y/o compuesto moldeado por soplado. Por ejemplo, la fibra y/o filamento y/o película y/o hilo y/o lámina y/o tubería y/o perfil y/o compuesto moldeado y/o compuesto moldeado por inyección y/o compuesto moldeado por soplado comprende el producto de material de carga de superficie tratada en una cantidad de 1 a 70 % en peso, preferiblemente de 5 a 55 % en peso, más preferiblemente de 10 a 50 % en peso y lo más preferiblemente de 15 a 30 % en peso, basado en el peso total de la fibra y/o filamento y/o película y/o hilo y/o lámina y/o tubería y/o perfil y/o compuesto moldeado y/o compuesto moldeado por inyección y/o compuesto moldeado por soplado.
En vista de las buenas características de fluidez del producto de material de carga con tratamiento de superficie así como de su buena dispersión en las composiciones poliméricas, el producto de material de carga de superficie tratada según la presente invención se puede usar ventajosamente en productos de aplicación final tales como una fibra y/o filamento y/o película y/o hilo y/o lámina y/o tubería y/o perfil y/o molde y/o compuestos moldeados por inyección y/o compuestos moldeados por soplado. En vista de esto, el producto de material de carga de superficie tratada imparte excelentes propiedades mecánicas y/o reológicas a los productos de aplicación final tales como una fibra y/o filamento y/o película y/o hilo y/o lámina y/o tubería y/o perfil y/o molde y/o compuestos moldeados por inyección y/o compuestos moldeados por soplado, cuando el producto de material de carga de superficie tratada se proporciona en forma de la composición polimérica de la presente invención.
El término "fibra" en el sentido de la presente invención se refiere a una estructura lineal que forma telas textiles tales como telas no tejidas que típicamente consisten en entramados de fibras unidas entre sí, p. ej. por métodos mecánicos. En consecuencia, se entiende que el término "fibra" se refiere a una estructura finita.
El término "hilo" en el sentido de la presente invención se refiere a una estructura lineal que forma telas textiles tales como telas no tejidas que típicamente consisten en entramados de hilos unidos entre sí, p. ej. por métodos mecánicos. En consecuencia, se entiende que el término "hilo" se refiere a una estructura finita.
El término "filamento" en el sentido de la presente invención se refiere a una estructura que se diferencia de las fibras por la longitud de su estructura. En consecuencia, se entiende que el término "filamento" se refiere a fibras sin fin. Se aprecia además que el filamento puede construirse como mono, bi o multifilamento.
El perfil transversal de los filamentos y/o fibras y/o hilos puede tener una gran variedad de formas. Se prefiere que la forma del perfil transversal de los filamentos y/o fibras y/o hilos pueda ser redonda, ovalada o n-gonal, en donde n es > 3, p. ej. n es 3. Por ejemplo, la forma del perfil transversal de los filamentos y/o fibras y/o hilos es redonda o trilobulada, como redonda. Adicional o alternativamente, la forma de la sección transversal de los filamentos y/o fibras y/o hilos es hueca.
Se aprecia que los filamentos y/o fibras y/o hilos pueden prepararse mediante todas las técnicas conocidas en la técnica usadas para preparar dichos filamentos y/o fibras y/o hilos. Por ejemplo, los filamentos y/o fibras y/o hilos de la presente invención pueden prepararse mediante el procedimiento bien conocido de soplado del fundido, procedimiento de moldeo por extrusión, procedimiento de moldeo por compresión, procedimiento de moldeo por inyección, procedimiento de unión por hilado o producción de fibra cortada.
El término "película" en el sentido de la presente invención se refiere a una estructura que se diferencia de los filamentos y/o fibras por su estructura dimensional. En consecuencia, se entiende que el término "película" se refiere a una lámina.
Se aprecia que las películas pueden prepararse mediante todas las técnicas conocidas en la técnica usadas para preparar dichas películas. Por ejemplo, las películas de la presente invención se pueden preparar mediante las técnicas bien conocidas utilizadas para preparar películas estiradas/orientadas, y preferiblemente películas de revestimiento por extrusión, películas sopladas, películas técnicas sopladas, monocintas, películas moldeadas y similares.
Según otra realización de la presente invención, los productos de material de carga de superficie tratada de la invención tratados como se define anteriormente, se usan en composiciones poliméricas, preferiblemente una composición de polietileno o polipropileno, para mejorar las propiedades mecánicas y/o reológicas de la composición polimérica, en comparación con la misma composición polimérica que se ha tratado de la misma manera, en donde el producto de carga mineral de superficie tratada simplemente se ha tratado con al menos un agente hidrofobizante. Los autores de la invención descubrieron sorprendentemente que cuando los productos de material de carga de superficie tratada de la invención se utilizan en composiciones poliméricas, mantienen o mejoran las propiedades mecánicas y/o reológicas de la composición polimérica y/o de los productos de aplicación final, especialmente en comparación con un producto de material de carga de superficie tratada cuya superficie se ha tratado solo con un agente hidrofobizante idéntico. Incluso si los productos de material de carga de superficie tratada que solo se han tratado con un agente hidrofobizante ya muestran una buena fluidez del polvo y una baja susceptibilidad a la absorción de humedad, las propiedades mecánicas y/o reológicas de las composiciones poliméricas que comprenden tales productos son débiles. Sin embargo, los autores de la invención descubrieron que cuando se utiliza el producto de carga de superficie tratada de la invención comprende una capa de tratamiento en la superficie de al menos un material de carga que contiene carbonato de calcio que comprende polietileno injertado con anhídrido maleico y/o polipropileno injertado con anhídrido maleico y al menos un agente hidrofobizante en composiciones poliméricas, las composiciones poliméricas y/o los productos de aplicación final han mantenido o mejorado las propiedades mecánicas y/o reológicas. Especialmente, tienen un índice de fluidez mantenido o más bajo y/o propiedades de carga vertical mantenidas o más altas y/o resistencia al impacto mantenida o más alta y/o módulo de flexión mantenido o más alto y/o propiedades de tracción mantenidas o más altas, tales como el límite de elasticidad - en particular en comparación con una composición polimérica y/o producto de aplicación final que comprende un producto de material de carga de superficie tratada cuya superficie se ha tratado solo con un agente hidrofobizante idéntico.
La expresión "en comparación con la misma composición polimérica que se ha tratado de la misma manera en donde el producto de carga mineral de superficie tratada se ha tratado simplemente con al menos un agente hidrofobizante" según la presente invención se refiere a una composición polimérica comparativa en donde el producto de carga mineral de superficie tratada simplemente se ha tratado con al menos un agente hidrofobizante según la presente invención pero no con polietileno injertado con anhídrido maleico y/o polipropileno injertado con anhídrido maleico según la presente invención. Aparte de eso, la composición polimérica según la presente invención y la composición polimérica comparativa son idénticas, lo que significa que comprenden los mismos compuestos. Además, estas dos composiciones poliméricas se han tratado de la misma manera, lo que significa que los tratamientos de combinación y almacenamiento son idénticos.
Los siguientes ejemplos pueden ilustrar adicionalmente la invención pero no pretenden restringir la invención a las realizaciones ilustradas.
Experimentos
I. Métodos analíticos
Fluidez del polvo: método de estabilidad y caudal variable
La energía básica de fluidez (BFE), índice de estabilidad (SI), energía específica (SE), índice de caudal (FRI) y la densidad aparente acondicionada (CBD) se miden en un reómetro de polvo FT4 (Freeman Technology, Reino Unido) equipado con el Software Powder Rheometer (v 5.000.00012) y software Freeman Technology Data Analysis versión 4.0.17, utilizando el método de estabilidad y caudal variable.
Este método consiste en llenar un recipiente cilíndrico (recipiente de vidrio de 25 mm x 25 ml).
La primera etapa del procedimiento de ensayo es obtener un estado de polvo homogéneo, acondicionado para permitir que se realicen mediciones altamente repetibles. Un ciclo de acondicionamiento comprende el ensayo dinámico de la cuchilla que desciende cortando a través del polvo seguido de un recorrido ascendente que levanta el polvo y lo deja caer sobre la cuchilla. Este procedimiento ayuda a eliminar el efecto de diferentes metodologías de muestreo y tiempos de almacenamiento del polvo.
Después de esa etapa de acondicionamiento inicial, el volumen de polvo se ajusta al tamaño del recipiente para eliminar el exceso de polvo ("división (split)"), y la masa se registra después de la etapa de división. Después de esto, se realizan 8 ciclos repetitivos de acondicionamiento y mediciones con una cuchilla de 23,5 mm. Para cada ciclo de ensayo, la cuchilla se inserta en el lecho de polvo hacia abajo (en sentido contrario a las agujas del reloj, velocidad de la punta - 100 mm/s, ángulo de hélice = 5° / altura del objetivo 5 mm) y hacia arriba. Para las etapas de acondicionamiento, la cuchilla se inserta en el lecho de polvo hacia abajo (velocidad de la punta - 40 mm/s / ángulo de hélice 5°, altura del objetivo 5 mm) y hacia arriba.
Después de esos 8 ensayos, se realizan 3 ciclos más de (acondicionamiento ensayos) a caudales variables, es decir, con una velocidad de la punta de la cuchilla de 70 mm/s (Ensayo 9), 40 mm/s (Ensayo 10) y finalmente 10 mm/s (Ensayo 11). La energía y el par se registran y permiten calcular varios parámetros de flujo, definidos a continuación: - Energía básica de fluidez (BFE, mJ): Ciclo de energía 7 (descendente)
- Índice de estabilidad: (Ensayo de energía 7) / (Ciclo de energía 1)
- Energía específica (SE, mJ/g): (Ciclo de energía ascendente 6 Ciclo de energía ascendente 7) / (2 x masa dividida) - Índice de caudal (FRI): (Ensayo de energía 11) / (Ensayo de energía 8)
- Densidad aparente acondicionada (CBD, g/ml): (masa dividida)/(volumen dividido)
Índice de fluidez
El índice de fluidez se mide según la norma ISO 1133-1:2011 en un instrumento CEAST equipado con el software Ceast View 6.154C. La longitud de la boquilla es de 8 mm y su diámetro es de 2,095 mm. Las mediciones se realizan a 190 °C con 300 s de precalentamiento sin carga, luego se utiliza una carga nominal de 2,16 kg y se mide el índice de fluidez a lo largo de 20 mm.
Propiedades de tracción
Las propiedades de tracción se miden según la norma ISO527-1:2012 Tipo BA(1:2) en un dispositivo de tracción Allround Z020 de Zwick Roell. Las mediciones se realizan con una carga inicial de 0,1 MPa. Para la medición del módulo E se utiliza una velocidad de 1 mm/min, luego se aumenta a 500 mm/min. La deformación por tracción a la rotura se obtiene en condiciones estándar. Todas las mediciones se realizan en muestras que se han almacenado en condiciones similares después de la preparación.
Propiedades de flexión
Las propiedades de flexión se miden según la norma ISO 178:2013-09 en un dispositivo de tracción Allround Z020 de Zwick Roell. Las medidas se realizan con una prefuerza de 2 N. Para la medición del módulo de flexión se utiliza una velocidad de 1,72 mm/min, luego se aumenta a 10 mm/min. El ensayo se detiene después de 3,5 % de deformación. Todas las mediciones se realizan en muestras que se han almacenado en condiciones similares después de la preparación.
Propiedades de impacto
Las propiedades de impacto se miden según la norma ISO 179-1eU:2010-11 en un dispositivo HIT5.5P de Zwick Roell. Las mediciones se realizan en muestras no entalladas con un martillo de 5 J. Todas las mediciones se realizan en muestras que se han almacenado en condiciones similares después de la preparación.
Propiedades de carga vertical
Las propiedades de carga vertical se miden en botellas con un asa y un volumen nominal de 1,5 L en un instrumento Hounsfield H10 KM. Las mediciones se realizan con un intervalo de medición de carga de 2000 N a 10 mm/min. Todas las mediciones se realizan en muestras que se han almacenado en condiciones similares después de la preparación.
Susceptibilidad a la absorción de humedad
La susceptibilidad a la absorción de humedad de un material al que se hace referencia en el presente documento se determina en mg de humedad/g después de la exposición a una atmósfera de 10 y 85 % de humedad relativa, respectivamente, durante 2,5 horas a una temperatura de 23 °C (± 2 °C). Para este fin, primero se mantiene la muestra en una atmósfera con humedad relativa de 10 % durante 2,5 horas, luego se cambia la atmósfera a una humedad relativa de 85 % a la que se mantiene la muestra durante otras 2,5 horas. El aumento de peso entre la humedad relativa de 10 y 85 % se usa luego para calcular la absorción de humedad en mg de humedad/g de muestra. Distribución del tamaño de partículas ( % en masa de partículas con un diámetro < X) y diámetro mediano en peso (d5ü) de un material en partículas
Como se usa en el presente documento y como se define generalmente en la técnica, el valor "d50" se determina basándose en las mediciones realizadas con un Sedigraph™ 5100 de Micromeritics Instrument Corporation y se define como el tamaño al que el 50 % (el punto mediano) de la masa de partículas corresponde a partículas que tienen un diámetro igual al valor especificado.
El método y el instrumento son conocidos por los expertos y se usan comúnmente para determinar el tamaño de granos de cargas y pigmentos. La medición se lleva a cabo en una solución acuosa de Na4P2Ü7 al 0,1 % en peso. Las muestras se dispersan usando un agitador de alta velocidad y supersónico.
Superficie específica BET de un material
A lo largo del presente documento, la superficie específica (en m2/g) de la carga mineral se determina utilizando el método BET (utilizando nitrógeno como gas adsorbente), que es bien conocido por el experto (ISO 9277:2010). La superficie total (en m2) de la carga mineral se obtiene entonces multiplicando la superficie específica y la masa (en g) de la carga mineral antes del tratamiento.
Cantidad de capa de tratamiento superficial
La cantidad de la capa de tratamiento sobre el material de carga que contiene carbonato de calcio se calcula teóricamente a partir de los valores de la BET del material de carga que contiene carbonato de calcio sin tratar y la cantidad de polietileno injertado con anhídrido maleico y/o polipropileno injertado con anhídrido maleico y al menos un agente hidrofobizante que se utilizan para el tratamiento de superficie. Se supone que el 100 % del polietileno injertado con anhídrido maleico y/o polipropileno injertado con anhídrido maleico y al menos un agente hidrofobizante añadidos al material de carga que contiene carbonato de calcio están presentes como capa de tratamiento de superficie en la superficie del material de carga que contiene carbonato de calcio.
II. Parte experimental
Parte 1: Preparación de carbonato de calcio de superficie tratada
Materiales utilizados en los ejemplos:
1. Agente hidrofobizante 01: ASA 1
Anhídrido succínico monosustituido con alquenilo (derivados de 2,5-furandiona, dihidro-, monoalqueniloC15-20, N.° CAS 68784-12-3) es una mezcla de principalmente anhídridos octadecenilsuccínicos ramificados (N.° CAS 28777-98-2) y principalmente anhídridos hexadecenilsuccínicos ramificados (N.° CAS 32072-96-1). Más del 80 % de la mezcla son anhídridos octadecenilsuccínicos ramificados. La pureza de la mezcla es >95 % en peso. El contenido de olefina residual está por debajo de 3 % en peso.
2. Agente hidrofobizante 02: Mezcla de ácidos grasos 2
La mezcla de ácidos grasos 2 es una mezcla 1:1 de ácido esteárico y ácido palmítico.
3. Polietileno/polipropileno injertado con anhídrido maleico: PE 3 injertado con anhídrido maleico
El PE 3 injertado con MA es una cera de polietileno basada en catalizador de metaloceno funcionalizado (injertado con anhídrido maleico) producido por Clariant (Licocene PEMA 4351 de grano fino), con un índice de acidez de 42-49 mg de KOH/g y una viscosidad de 200-500 mPas a 140 °C.
4. Material de carga que contiene carbonato de calcio CC1
El carbonato de calcio CC1 es un carbonato de calcio molido húmedo y secado por atomización de Italia (d50 = 1,9 |um, d98 = 5,8 |um).
5. Material de carga que contiene carbonato de calcio CC2
El carbonato de calcio CC2 es carbonato de calcio molido seco de Italia (mármol, d50 = 3,3 |um, dgs = 13,8 |um, SSA BET = 2,6 m2/g).
6. Resina polimérica 1
La resina polimérica 1 es Resinex PE RXP 1303 Natural comercialmente disponible de Resinex.
7. Resina polimérica 2
La resina polimérica 2 es HDPE Lupolen 5021DX comercialmente disponible de LyondelIBasell Industries.
8. Resina polimérica 3
La resina polimérica 3 es PLA Ingeo 2003D comercialmente disponible de NatureWorks LLC.
Procedimiento de tratamiento de superficie
Los tratamientos de superficie se llevaron a cabo en un mezclador de alta velocidad (Somakon MP-LB Mixer, Somakon Verfahrenstechnik, Alemania) y se acondicionaron mediante agitación durante 10 minutos a la temperatura de tratamiento (600-1000 rpm). Pasado ese tiempo, se añadieron los aditivos a la mezcla y luego se continuó agitando y calentando durante otros 15 minutos por cada etapa (600-1000 rpm). Pasado ese tiempo, se deja enfriar la mezcla y se recoge el polvo.
Tabla 1: Preparación del producto de material de carga de superficie tratada.
Figure imgf000031_0001
_ _______________________
Parte 2: Efecto del material de carga de superficie tratada sobre el índice de fluidez de una composición polimérica: Las mezclas base MB-1 a MB-7 se produjeron en una extrusora de doble tornillo 25:1 de Three Tec (extrusora tipo ZE12, boquilla: 0,5 mm) con los siguientes ajustes de línea:
- Temperaturas de la extrusora: 20 °C (alimentación) - 190 °C / 210 °C / 210 °C / 190 °C
- Velocidad de alimentación: 7 %
- Velocidad del tornillo: 20 rpm
- Velocidad del transportador: 1,4 rpm
- Velocidad de corte: 21 rpm
El polímero utilizado es un polietileno lineal de baja densidad (LLDPE) que se puede obtener de Resinex con el nombre comercial RXP Natural 1303 (Resina polimérica 1).
Las mezclas base MB-8 a MB-13 se produjeron en una extrusora de doble tornillo 25:1 de Three Tec (extrusora tipo ZE12, boquilla: 0,5 mm) con los siguientes ajustes de línea:
- Temperaturas de la extrusora: 20 °C (alimentación) - 180 °C / 190 °C / 190 °C / 180 °C
- Velocidad de alimentación: 10 %
- Velocidad del tornillo: 30 rpm
- Velocidad del transportador: 1,5 rpm
- Velocidad de corte: 21 rpm
El polímero utilizado es un poli(ácido láctico) (PLA) que se puede obtener de Natureworks LLC con el nombre comercial PLA Ingeo 2003D (Resina polimérica 3).
Tabla 2: Preparación y composición de las mezclas base MB-1 a MB-13
Figure imgf000032_0001
Tabla 3: Índice de fluidez de MB-1 a MB-7
Figure imgf000032_0002
Como se puede ver en la tabla 3, el tratamiento del material de carga que contiene carbonato de calcio con polietileno/polipropileno injertado con anhídrido maleico (MB-3) solo da como resultado un MFI más bajo, lo que puede hacer que el procesamiento sea más complicado. Al realizar un tratamiento conjunto apropiado (MB-5 a MB-7) con al menos un agente hidrofobizante, se puede moderar esta disminución de MFI debido al PE injertado con MA y casi igualar la reología de fusión obtenida con un carbonato de calcio tratado con ácido graso estándar (MB-1).
Tabla 4: Índice de fluidez de MB-8 a MB-12
Figure imgf000032_0003
La resina polimérica 3 es sensible a la hidrólisis. Como puede verse en la tabla 4, el tratamiento del material de carga que contiene carbonato de calcio con una mezcla de ácidos grasos (MB-9) solo da como resultado un MFI más alto, lo que puede deberse a una cierta degradación. Haciendo un tratamiento conjunto apropiado (MB-11 a MB-12) con MA injertado y al menos un agente hidrofobizante, se puede moderar este aumento de MFI debido a la presencia de PE injertado con MA.
Parte 3: Efecto sobre las propiedades de impacto y flexión
Las placas se fabricaron en una prensa Dr Collin P300 con pelets producidos como se describe en la tabla 2 (MB-1 a MB-7) con los ajustes indicados en la tabla 5:
Tabla 5: Condiciones de la prensa
Figure imgf000033_0001
La dimensión de las placas producidas es de 170 mm x 170 mm x 4 mm. Las barras del ensayo de impacto se cortaron a las dimensiones requeridas para el ensayo Charpy ISO179-1eU y el ensayo de flexión ISO178. Los ensayos de impacto se realizan de acuerdo con la norma ISO179-1eU (sin entallado) utilizando un martillo de 5 J.
Tabla 6: Propiedades de impacto según la norma ISO179-1eU
Figure imgf000033_0002
Como se puede ver en la tabla 6, la resistencia al impacto/resiliencia se puede mejorar con un tratamiento conjunto (MB-5, MB-6 y MB-7) en comparación con un carbonato de calcio de superficie tratada (MB-1 y MB-2) que comprende únicamente un agente hidrofobizante sin polietileno/polipropileno injertado con anhídrido maleico.
Los ensayos de flexión se realizan según la norma ISO178.
Tabla 7: Propiedades de flexión según la norma ISO178
Figure imgf000033_0003
Como puede verse en la tabla 7, las propiedades de flexión pueden mejorarse mediante un tratamiento conjunto (MB-5, MB-6 y MB-7) en comparación con un carbonato de calcio de superficie tratada (MB-1 y MB-2) que comprende sólo un agente hidrofobizante sin polietileno/polipropileno injertado con anhídrido maleico.
Se fabricaron barras de impacto que comprendían la resina polimérica 3 en un moldeador por inyección de laboratorio Xplore IM12 de Xplore Instruments BV con pelets producidos como se describe en la tabla 2 (MB-8 a MB-13) con los ajustes indicados en la tabla 8.
Tabla 8: Condiciones del moldeador de inyección de laboratorio XplorelM12
Figure imgf000033_0004
Las barras de ensayo de impacto se moldearon y luego se entallaron con una entalladora automática NotchvisPlus de CEAST a las dimensiones requeridas para el ensayo Charpy ISO179-1eA. Los ensayos de impacto se realizan según la norma ISO179-1eA utilizando un martillo de 0,5 J.
Tabla 9: Propiedades de impacto según la norma ISO179-1eA
Figure imgf000033_0005
Como se puede ver en la tabla 9, la resistencia al impacto/resiliencia se puede mejorar mediante un tratamiento conjunto (MB-12), en comparación con un carbonato de calcio de superficie tratada (MB-9, MB-10) que comprende solo un agente hidrofobizante sin polietileno/polipropileno injertado con anhídrido maleico.
Parte 4: Efecto sobre las propiedades de tracción
Las películas con resina polimérica 1 para ensayos de tracción se produjeron en una extrusora de doble husillo 25:1 de Three Tec (Extrusora Tipo ZE12, boquilla: 20 x 0,5 mm) respetando las mismas cantidades utilizadas para la producción de las mezclas (ver Tabla 10) y con los siguientes ajustes de línea:
- Temperaturas de la extrusora: 20 °C (alimentación) - 190 °C / 210 °C / 210C / 190 °C
- Velocidad de alimentación: 17 %
- Velocidad del tornillo: 60 rpm
- Velocidad del transportador: 1
Tabla 10: Preparación y composición de películas
Figure imgf000034_0001
El efecto de los minerales tratados sobre el límite de elasticidad se presenta en la Tabla 11.
Tabla 11: Propiedades de tracción de las películas - efecto sobre el límite de elasticidad
Figure imgf000034_0002
Como se puede ver en la tabla 11, el límite de elasticidad se puede mejorar sorprendentemente mediante un tratamiento conjunto (F-5 a F-7) cuando se compara tanto con el carbonato de calcio de superficie tratada (F-1 y F-2) que comprende solo un agente hidrofobizante sin polietileno/polipropileno injertado con anhídrido maleico, como también cuando se compara con el uso de la misma cantidad de PE injertado con MA como aditivo durante la combinación junto con un carbonato de calcio de superficie tratada (F-4) que comprende un agente hidrofobizante. Se fabricaron barras de tracción que comprendían la resina polimérica 3 en un moldeador de inyección de laboratorio Xplore IM12 de Xplore Instruments BV con pelets producidos como se describe en la tabla 2 (MB-8 a MB-13) con los ajustes indicados en la tabla 12.
Tabla 12: Condiciones del moldeador de inyección de laboratorio XplorelM12
Figure imgf000034_0003
Las barras de ensayo de tracción se moldearon a las dimensiones requeridas según la norma ISO 527 1-BA. El efecto de los minerales tratados en el Módulo E se presenta en la Tabla 13.
Tabla 13: Propiedades de tracción - efecto sobre el módulo E
Figure imgf000034_0004
El efecto de los minerales tratados sobre el límite de elasticidad se presenta en la Tabla 14.
Tabla 14: Propiedades de tracción - efecto sobre el límite de elasticidad
Figure imgf000034_0005
Como se puede ver en las tablas 13 y 14, el módulo E y el límite de elasticidad se pueden mejorar sorprendentemente mediante un tratamiento conjunto (MB-11 y MB-12) cuando se comparan ambos con el carbonato de calcio de superficie tratada (MB-9 y MB-10) que comprende únicamente un agente hidrofobizante sin polietileno/polipropileno injertado con anhídrido maleico.
El efecto de los minerales tratados sobre el alargamiento a la rotura se presenta en la Tabla 15.
Tabla 15: Propiedades de tracción - efecto sobre el alargamiento a la rotura
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Como se puede ver en la tabla 15, el alargamiento a la rotura se puede mejorar sorprendentemente mediante un tratamiento conjunto (MB-11 y MB-12) en comparación tanto con carbonato de calcio tratado en la superficie que comprende solo el agente hidrofobizante correspondiente sin polietileno/polipropileno injertado con anhídrido maleico (MB-8 y MB-9), como también en comparación con el uso de PE injertado con MA sin un agente hidrofobizante. Parte 5: Efecto del tratamiento sobre la reología del polvo
Tabla 16: Fluidez del polvo
Figure imgf000035_0002
Como se puede ver en la tabla 16, un tratamiento únicamente con PE injertado con MA (Polvo 3) tiene un efecto notable en la fluidez del polvo en comparación con un carbonato de calcio tratado con ácidos grasos estándar (Polvo 1), dando como resultado un gran aumento del valor de BFE. Los polvos de material de carga tratados conjuntamente (Polvo 4 y Polvo 5) tienen mejores propiedades de fluidez (valores BFE) que el polvo tratado solo con PE injertado con MA (Polvo 3). Casi igualan el rendimiento de fluidez de los polvos tratados solo con un ácido graso como agente hidrofobizante (Polvo 1). Este es un parámetro importante ya que la mala fluidez del Polvo 3 podría ser un inconveniente para el procesamiento.
Además, la densidad aparente (CBD) también es sorprendentemente mayor para el Polvo 4 y el Polvo 5 que para el Polvo 3. Una mayor densidad aparente puede ser una ventaja para el almacenamiento y transporte de los materiales. Parte 6: Efecto sobre la susceptibilidad a la absorción de humedad
Tabla 17: Susceptibilidad a la absorción de humedad
Figure imgf000035_0003
Como se puede ver en la tabla 17, la susceptibilidad a la absorción de humedad de un carbonato de calcio tratado con PE injertado con MA (Polvo 3) solo es relativamente alta (mucho más alta que los carbonatos de calcio tratados con ácidos grasos o ASA estándar, Polvo 1 y Polvo 2). Las muestras tratadas conjuntamente (Polvo 4 a 6) tienen una susceptibilidad a la absorción de humedad mucho más baja que el Polvo 3, que es un parámetro importante en las aplicaciones de poliolefinas.
Parte 7: Efecto del tratamiento en la carga vertical de botellas de HDPE moldeadas por soplado
Las mezclas base MB-14 a MB-16 se produjeron en una coamasadora Buss de 46 mm con los siguientes ajustes: - Perfil de temperatura de la extrusora: 170 °C/190 °C/190 °C/235 °C
- Velocidad del tornillo: 200 rpm
Tabla 18: preparación y composición de las mezclas base MB-14 a MB-16
Figure imgf000036_0001
A continuación, se produjeron botellas moldeadas por soplado que contenían un nivel de carga de 7,5 % en peso o 15 % en peso de material de carga de superficie tratada en una máquina de moldeo por soplado Krupp Kautex KEB 4 con extrusión continúa usando los siguientes parámetros:
- Perfil de temperatura de la extrusora: 190 °C - 200 °C
- Temperatura de la cabeza: 210 °C
- Velocidad del tornillo: 16 rpm
- Tiempo de ciclo: 16 s
- Espacio del inyector: 1,85 mm
Las composiciones de las botellas producidas se resumen en la Tabla 19:
Las propiedades de carga vertical se evaluaron en un instrumento Hounsfield H10 KM con los siguientes parámetros: - Velocidad de ensayo: 10 mm/min
- Velocidad de muestreo: 10 medidas/s
- Intervalo de medición de carga: 2000 N
Tabla 19: preparación y composición de las botellas B-1 a B-6
Figure imgf000036_0002
Como puede verse en la tabla 19, la carga vertical (primer fallo así como máxima) de B-3 y B-6 que comprenden un producto de material de carga de superficie tratada según la presente invención es mayor que la carga vertical (primer fallo así como máxima) de B-1 y B-2 o B-4 y B-5 que comprenden un producto de material de carga de superficie tratada comparativo.

Claims (16)

REIVINDICACIONES
1. Un producto de material de carga de superficie tratada que comprende
a) al menos un material de carga que contiene carbonato de calcio,
b) una capa de tratamiento sobre la superficie del al menos un material de carga que contiene carbonato de calcio que comprende
i. polietileno injertado con anhídrido maleico y/o polipropileno injertado con anhídrido maleico y
ii. al menos un agente hidrofobizante
en donde el producto de material de carga de superficie tratada comprende la capa de tratamiento en una cantidad de 0,2 a 7 % en peso, basado en el peso seco total del al menos un material de carga que contiene carbonato de calcio.
2. El producto de material de carga de superficie tratada según la reivindicación 1, en donde el al menos un agente hidrofobizante se selecciona del grupo que consiste en anhídridos succínicos, ácidos carboxílicos, monoésteres de ácido fosfórico, diésteres de ácido fosfórico, sus productos de reacción y mezclas de los mismos.
3. El producto de material de carga de superficie tratada según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el al menos un agente hidrofobizante es al menos uno de
anhídrido succínico monosustituido y/o su(s) producto(s) de reacción y
ácido(s) carboxílico(s) alifático(s) lineal(es) y/o ramificado(s) que tiene(n) de 8 a 24 átomos de carbono y/o su(s) producto(s) de reacción, preferiblemente
- en donde el anhídrido succínico monosustituido y/o su(s) producto(s) de reacción de la etapa ii) consiste(n) en anhídrido succínico monosustituido con un grupo seleccionado de un grupo lineal, ramificado, alifático y cíclico que tiene de 2 a 30 átomos de carbono, preferiblemente de 3 a 25 y lo más preferiblemente de 4 a 20 en el sustituyente, y/o
- en donde el(los) ácido(s) carboxílico(s) alifático(s) lineal(es) y/o ramificado(s) y/o su(s) producto(s) de reacción de la etapa ii) tienen de 8 a 22 átomos de carbono, preferiblemente de 10 a 22, más preferiblemente de 12 a 20, aún más preferiblemente de 14 a 20 y lo más preferiblemente el(los) ácido(s) carboxílico(s) alifático(s) lineal(es) y/o ramificado(s) y/o su(s) producto(s) de reacción es(son) ácido esteárico, ácido palmítico o mezclas de los mismos.
4. El producto de material de carga de superficie tratada según la reivindicación 3, en donde el anhídrido succínico monosustituido y/o su(s) producto(s) de reacción de la etapa ii) es/son
a) al menos un anhídrido succínico monosustituido con alquilo, preferiblemente al menos un anhídrido succínico monosustituido con alquilo seleccionado del grupo que comprende anhídrido etilsuccínico, anhídrido propilsuccínico, anhídrido butilsuccínico, anhídrido triisobutilsuccínico, anhídrido pentilsuccínico, anhídrido hexilsuccínico, anhídrido heptilsuccínico, anhídrido octilsuccínico, anhídrido nonilsuccínico, anhídrido decilsuccínico, anhídrido dodecilsuccínico, anhídrido hexadecanilsuccínico, anhídrido octadecanilsuccínico, y mezclas de los mismos, y/o
b) al menos un anhídrido succínico monosustituido con alquenilo, preferiblemente al menos un anhídrido succínico monosustituido con alquenilo seleccionado del grupo que comprende anhídrido etenilsuccínico, anhídrido propenilsuccínico, anhídrido butenilsuccínico, anhídrido triisobutenilsuccínico, anhídrido pentenilsuccínico, anhídrido hexenilsuccínico, anhídrido heptenilsuccínico, anhídrido octenilsuccínico, anhídrido nonenilsuccínico, anhídrido decenilsuccínico, anhídrido dodecenilsuccínico, anhídrido hexadecenilsuccínico, anhídrido octadecenilsuccínico, y mezclas de los mismos.
5. El producto de material de carga de superficie tratada según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el al menos un material de carga que contiene carbonato de calcio de la etapa a) tiene
a) un valor de tamaño de partículas mediano en peso d50 en el intervalo de 0,1 gm a 7 gm, preferiblemente de 0,25 gm a 5 gm y lo más preferiblemente de 0,5 gm a 4 gm, y/o
b) un corte superior (das) < 100 gm, preferiblemente < 40 gm, más preferiblemente < 25 gm y lo más preferiblemente < 15 gm, y/o
c) una superficie específica (BET) de 0,5 a 150 m2/g, preferiblemente de 0,5 a 50 m2/g, más preferiblemente de 0,5 a 35 m2/g y lo más preferiblemente de 0,5 a 10 m2/g medido por el método BET de nitrógeno, y/o
d) un contenido de humedad total residual de 0,01 % en peso a 1 % en peso, preferiblemente de 0,01 a 0,2 % en peso, más preferiblemente de 0,02 a 0,2 % en peso y lo más preferiblemente de 0,03 a 0,2 % en peso, basado en el peso seco total del al menos un material de carga que contiene carbonato de calcio.
6. El producto de material de carga de superficie tratada según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el polietileno injertado con anhídrido maleico y/o el polipropileno injertado con anhídrido maleico de la etapa i) se selecciona del grupo que consiste en polietileno de baja densidad (LDPE) injertado con anhídrido maleico, polietileno lineal de baja densidad (LLDPE) injertado con anhídrido maleico, polietileno de alta densidad (HDPE) injertado con anhídrido maleico, polipropileno atáctico injertado con anhídrido maleico, polipropileno isotáctico injertado con anhídrido maleico, polipropileno sindiotáctico injertado con anhídrido maleico, cera de polietileno injertado con anhídrido maleico, cera de polipropileno injertado con anhídrido maleico y mezclas de los mismos y preferiblemente es polietileno lineal de baja densidad (LLDPE) injertado con anhídrido maleico y cera de polietileno injertado con anhídrido maleico y lo más preferiblemente es cera de polietileno injertado con anhídrido maleico.
7. Producto de material de carga de superficie tratada según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el producto de material de carga de superficie tratada está en forma de polvo.
8. Un procedimiento para preparar un producto de material de carga de superficie tratada, comprendiendo el procedimiento al menos las etapas de:
a) proporcionar al menos un material de carga que contiene carbonato de calcio,
b) proporcionar
i. polietileno injertado con anhídrido maleico y/o polipropileno injertado con anhídrido maleico y
ii. al menos un agente hidrofobizante y
c) formar una capa de tratamiento en la superficie del al menos un material de carga que contiene carbonato de calcio poniendo en contacto la superficie del al menos un material de carga que contiene carbonato de calcio de la etapa a), con mezclamiento, en una o más etapas, en cualquier orden, con 0,2 a 7 % en peso de polietileno injertado con anhídrido maleico y/o polipropileno injertado con anhídrido maleico de la etapa i) y al menos un agente hidrofobizante de la etapa ii), basado en el peso seco total del al menos un material de carga que contiene carbonato calcio, en donde la capa de tratamiento comprende polietileno injertado con anhídrido maleico y/o polipropileno injertado con anhídrido maleico de la etapa i) y al menos un agente hidrofobizante de la etapa ii).
9. El procedimiento para preparar el producto de material de carga de superficie tratada según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el al menos un material de carga que contiene carbonato de calcio de la etapa a) se precalienta antes de llevar a cabo la etapa c) de puesta en contacto, preferiblemente el al menos un material de carga que contiene carbonato de calcio de la etapa a) se precalienta a una temperatura de 20 a 250 °C, más preferiblemente de 40 a 200 °C, aún más preferiblemente de 50 a 150 °C y lo más preferiblemente de 60 a 140°C.
10. El procedimiento para preparar el producto de material de carga de superficie tratada según la reivindicación 8, en donde la etapa c) de puesta en contacto se lleva a cabo en cuanto que el polietileno injertado con anhídrido maleico y/o el polipropileno injertado con anhídrido maleico de la etapa i) y el al menos un agente hidrofobizante de la etapa ii) - se añaden en una relación en peso de 10:1 a 1:10, preferiblemente de 5:1 a 1:5 y lo más preferiblemente de 4:1 a 1:4, tal como en una cantidad de 1:1, y/ o
- se añaden simultánea o sucesivamente y preferiblemente se añaden simultáneamente, con la condición de que si los compuestos se añaden sucesivamente, la adición del primer compuesto no conduce a una cobertura completa de la superficie del al menos un material de carga que contiene carbonato de calcio.
11. El procedimiento para preparar el producto de material de carga de superficie tratada según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el polietileno injertado con anhídrido maleico y/o el polipropileno injertado con anhídrido maleico de la etapa i) se añade en la etapa c) de puesta en contacto en una cantidad total de 0,1 a 4 % en peso, preferiblemente de 0,2 a 3 % en peso y lo más preferiblemente de 0,5 a 2 % en peso, basado en el peso seco total del al menos un material de carga que contiene carbonato de calcio de la etapa a); y al menos un agente hidrofobizante de la etapa ii) se añade en la etapa c) de puesta en contacto en una cantidad total de 0,1 a 3 % en peso, preferiblemente de 0,2 a 2 % en peso y lo más preferiblemente de 0,3 a 1 % en peso, basado en el peso seco total del al menos un material de carga que contiene carbonato de calcio de la etapa a).
12. El procedimiento para preparar el producto de material de carga de superficie tratada según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde la etapa c) de puesta en contacto se lleva a cabo a una temperatura de 20 a 250 °C, preferiblemente de 60 a 180 °C y lo más preferiblemente de 80 a 150 °C.
13. Una composición polimérica que comprende al menos una resina polimérica y de 1 a 95 % en peso, basado en el peso total de la composición polimérica, de un producto de material de carga de superficie tratada según las reivindicaciones 1 a 8.
14. La composición polimérica según la reivindicación 13, que comprende además
fibras naturales, preferiblemente fibras de madera, fibras de celulosa, fibras de cáñamo y/o fibras de residuos agrícolas y/o
fibras sintéticas, preferiblemente fibras de vidrio, fibras de carbono y/o fibras de aramida.
15. Una fibra y/o filamento y/o película y/o hilo y/o lámina y/o tubería y/o perfil y/o molde y/o compuesto moldeado por inyección y/o compuesto moldeado por soplado que comprende un producto de material de carga de superficie tratada según las reivindicaciones 1 a 7 y/o una composición polimérica según las reivindicaciones 13 o 14.
16. Uso de un producto de carga mineral de superficie tratada según las reivindicaciones 1 a 7 en una composición polimérica, preferiblemente una composición de polietileno o polipropileno, para mejorar las propiedades mecánicas y/o reológicas de la composición polimérica, en comparación con la misma composición polimérica que se ha tratado de la misma manera, en donde el producto de carga mineral de superficie tratada simplemente se ha tratado con al menos un agente hidrofobizante.
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