HU193706B - Surface treated loading material for polymers and plastic composition - Google Patents
Surface treated loading material for polymers and plastic composition Download PDFInfo
- Publication number
- HU193706B HU193706B HU387784A HU387784A HU193706B HU 193706 B HU193706 B HU 193706B HU 387784 A HU387784 A HU 387784A HU 387784 A HU387784 A HU 387784A HU 193706 B HU193706 B HU 193706B
- Authority
- HU
- Hungary
- Prior art keywords
- calcium carbonate
- acid
- weight
- surfactant
- ortho
- Prior art date
Links
Landscapes
- Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
Description
A találmány polimerekhez használható felületkezelt töltőanyag és ennek segítségével előállított műanyag kompozíció.The present invention relates to a surface-treated filler for use with polymers and to a plastic composition prepared thereby.
A polimerekhez gyakran használnak töltőanyagot a termék árának csökkentése és/ /vagy fizikai tulajdonságainak módosítása céljából. A legnagyobb volumenben felhasznált szervetlen töltőanyagok közé tartozik a kalcium-karbonát, amelynek előnye a fehér szín, a viszonylag alacsony keménységi fok, a természetben való széleskörű előfordulás, stb. A kalcium-karbonát hátránya, hogy felületén nedvességet köt meg és így az őrlemények a tárolás során, különösen siklóban hajlamosak az agglomerálódásra a levegő nedvessége hatására, ezért a siklóban leeresztéskor veszélyes boltozódás lép fel. A kalcium-karbonát hidrofil tulajdonsága és agglomerációs hajlam miatt a műanyagokhoz és kaucsukokhoz rosszul tapad, bekeveréskor csak nagy nyírási energia befektetésével és nem kielégítő mértékben diszpergálható.Fillers for polymers are often used to reduce the price of the product and / or modify its physical properties. The most inorganic fillers used include calcium carbonate, which has the advantage of white color, relatively low hardness, widespread occurrence in nature, etc. The disadvantage of calcium carbonate is that it absorbs moisture on its surface, and thus, during storage, especially in gliders, the ground flour tends to agglomerate under the influence of air humidity, and therefore a dangerous vaulting occurs when the glider is lowered. Due to its hydrophilic nature and tendency to agglomeration, calcium carbonate has poor adhesion to plastics and rubbers, and can only be dispersed with high shear energy when mixed.
A találmány tárgya olyan felületkezelt kalcium-karbonát és az ezzel készített polimer-kompozíció, amely a fenti hátrányokat kiküszöböli.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a surface-treated calcium carbonate and to a polymer composition thereby eliminating the above disadvantages.
Ismeretesek olyan felületkezelő eljárások, amelyek a kalcium-karbonát és a polimerek közötti tapadást javítják és a diszpergálhatóságot segítik. A felületkezelés leggyakrabban ionos vagy nemionos tenzidekkel történik. Ma már hagyományosnak tekinthető a zsírsavak kalcium szappaniaval, illetve a sztearinnal vagy más szerves savval történő kezelés (L.I. Hass: Encyclopedia of PVC, M. Dekker, New York 1976). A töltőanyagok hidrofobizálására javasolt tenzidek kémiai szerkezetüket tekintve rendkívül sokfélék, pl. leírják foszforsav részészterek (1 506 578 sz. nagy-britanniai szabadalmi leírás), szerves aminok (1 393 721 sz. nagy-britanniai szabadalmi leírás), hosszúszénláncú alkoholok (1 395 700 és 1 421 713 sz. nagy-britanniai szabadalmi leírások) és többfunkciós alkoholok éterének (1 792 086 sz. német szövetségi köztársaságbeli szabadalmi leírás) alkalmazását.Surface treatment methods are known that improve adhesion between calcium carbonate and polymers and enhance dispersibility. Surface treatment is most often done with ionic or nonionic surfactants. Treatment of fatty acids with calcium soap and stearin or other organic acids is now conventional (L. I. Hass, Encyclopedia of PVC, M. Dekker, New York 1976). The surfactants proposed for the hydrophobization of fillers have a great variety of chemical structures, e.g. phosphoric acid partial esters (British Patent No. 1,506,578), organic amines (British Patent No. 1,393,721), long-chain alcohols (British Patent Nos. 1,395,700 and 1,421,713), and ethers of multifunctional alcohols (German Patent No. 1,792,086).
A tenzidekkel történő felületkezelés előnye, hogy viszonylag olcsó vegyszerek alkalmazhatók, bár ezek is 10—100-szor drágábbak, mint a kezelni kívánt töltőanyag. Hátránya a megoldásnak, hogy a töltőanyag és a tenzid között csak adhéziós kölcsönhatás alakul ki és így a polimer feldolgozásnál fellépő nagy nyíróerők hatására a tapadás helyenként megszűnik, ezért a tenzidek a töltőanyag koptató hatását nem csökkentik kellő mértékben. További problémát jelent, hogy a tenzid kedvező hatása többnyire csak egy szűk optimális tenzid/töltőanyag arány mellett érvényesül; kevés tenzidet alkalmazva nincs teljes borítottság, túladagolás esetén viszont a töltőanyag felületén a túl sok tenzid mintegy kenőanyagként működik és választóréteget képez. Müller és munkatársai 2 (V. Müller, J. Gáhde, S. Tolstaja, G.V. Kozlov: Acta Polimerica 32, 105, 1981) például az oktadecil-amin felületkezelő szer koncentrációjának függvényében vizsgálták kaolinnal készült polietilén-kompozíciók tulajdonságait. Azt tapasztalták, hogy a szilárdság — a töltőanyagra számított — 1,5 tömeg% tenzidkoncentrációnál optimális, de már 2,5 tömeg% esetén rosszabb eredményt kaptak, mint a kezeletlen töltőanyaggal.The advantage of surface treatment with surfactants is that relatively inexpensive chemicals can be used, although they are 10 to 100 times more expensive than the filler to be treated. The disadvantage of the solution is that only the adhesive interaction between the filler and the surfactant occurs, and thus the high shear forces in the polymer processing sometimes eliminate the adhesion, and therefore the surfactants do not sufficiently reduce the abrasive effect of the filler. A further problem is that the beneficial effect of the surfactant tends to occur only with a narrow optimal surfactant / filler ratio; with little surfactant there is no full coverage, but in the case of overdose, too much surfactant acts as a lubricant on the filler surface and forms a separating layer. Müller et al. 2 (V. Müller, J. Gáhde, S. Tolstaja, G. V. Kozlov, Acta Polimerica 32, 105, 1981), for example, investigated the properties of polyethylene compositions with kaolin as a function of the concentration of octadecylamine surfactant. It was found that the strength obtained at an optimum concentration of 1.5% by weight based on the filler, but worse at 2.5% by weight, than with untreated filler.
Ismeretesek olyan felületkezelő szerek is, amelyek a töltőanyag felületével kémiai kötésbe lépnek. Ezek egyik fő típusa (a szilánok), kalcium-karbonát esetén nem ad jó eredményeket, mivel ennek felülete nem tartalmaz reakcióképes -Si-OH csoportokat. Eredményesen alkalmazhatóak viszont az ortotitánsav egyes származékai, amelyek egy vagy több, könnyen hidrolizáló alkoxicsoportot és legalább egy, nehezen hidrolizáló vagy nem hidrolizáló szerves csoportot tartalmaznak. A nehezen hidrolizáló csoport kémiai szerkezetét a polimer mátrixszal való összeférhetőséget figyelembe véve választják meg, így használnak titanát-foszfit komplexeket (4 080 353 és 4 152 311 sz. amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírások), titanát-kelátokat (4 087 402 és 4 098 758 sz. amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírások), zsírsavak és olajsav titanát-származékait (3 697 474 és 3 697 475 sz. amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírások).Surface treatment agents which enter into chemical bonding with the surface of the filler are also known. One of their main types (the silanes) does not give good results in the case of calcium carbonate because its surface does not contain reactive -Si-OH groups. However, certain derivatives of orthotitanic acid containing one or more readily hydrolyzable alkoxy groups and at least one organic moiety which is difficult to hydrolyze or non-hydrolyze may be usefully employed. The chemical structure of the poorly hydrolyzing group is selected for compatibility with the polymer matrix, using titanate-phosphite complexes (U.S. Pat. Nos. 4,080,353 and 4,052,311), titanate chelates (4,087,402 and 4,098,758). U.S. Patent Nos. 3,697,474 and 3,697,475), fatty acids and oleic acid (U.S. Patent Nos. 3,697,474 and 3,697,475).
A szerves titanátok elterjedésének legfőbb korlátja a rendkívül magas ár, mely a kezelendő kalcium-karbonát árának 200— 1000-szerese, így, bár a töltőanyagra számítva csak 0,5—1 t% mennyiségben szokták alkalmazni, a felületkezelőszer költsége gyakran mégis meghaladja a kezelni kívánt töltőanyag értékét. Az elért tulajdonságjavulás többnyire nincs arányban a költségnövekedéssel.The main barrier to the spread of organic titanates is the extremely high price, which is 200 to 1000 times the price of the calcium carbonate to be treated, so even though it is only used at 0.5-1% by volume of filler, the cost of the surface treatment agent is often higher desired filler value. The property improvement achieved is mostly out of proportion to the cost increase.
Alapvető korlátozó tényezővé válik a felületkezelt töltőanyag magas ára abban az esetben, ha a töltőanyag-felhasználás fő célja a gyártási költségek csökkentése, ugyanis a töltőanyagok sűrűsége többnyire 2—3-szorosa a polimerekének, így ha a töltőanyag ára a polimer árának felét-harmadát meghaladja, akkor a töltőanyag költségnövelővé válik. (A késztermék értékesítése lényegében térfogat szerint történik.)A major limiting factor becomes the high cost of surface-treated filler when the main purpose of filler use is to reduce manufacturing costs, since filler density is usually two to three times higher than that of the polymer, so that filler costs more than half to one third of the polymer price. , the filler becomes more costly. (The finished product is sold essentially by volume.)
Vizsgálataink során azt tapasztaltuk, hogy szinergetikus hatás lép fel, ha a kalcium-karbonát felületkezelésére a töltőanyagra számítva 0,01—1 tömeg% (R-O-)„TiX4_„ szerves orto-titánsav-származékot és 0,1—3 tömeg% tenzidet együttesen vagy egymás után alkalmazunk. A képletben R 1—8 szénatomszámú alkilcsoport; X 10—20 szénatomszámú karbonsavmaradék, részlegesen észterezett foszíorsav, pirofoszforsav vagy szulfonsav maradéka; az n értéke 1—3. Az alkalmazott tenzid lehet 10—20 szénatomszámú szerves sav, vagy két vagy többértékű alkohol vagy poliéter-diói 400—400 molekulatömegű kar-2193706 bonsavas észtere. A két kezelő anyag egymáshoz viszonyított aránya 1:1 — 1:20.In our studies, we have found that there is a synergistic effect when the surface treatment of calcium carbonate is 0.01 to 1% by weight (RO -) of the organo-ortho-titanium acid derivative (RO -) "TiX 4 -" the surfactant is applied together or sequentially. R 1 is C 1-8 alkyl; X is a carboxylic acid residue having from 10 to 20 carbon atoms, partially esterified phosphoric acid, pyrophosphoric acid or sulfonic acid residue; n is 1-3. The surfactant used may be a bis acid ester of an organic acid having from 10 to 20 carbon atoms or a carboxylic acid ester of a divalent or polyhydric alcohol or polyether diol having a molecular weight of 400-400. The ratio of the two treatment agents is 1: 1 to 1:20.
A találmány szerinti anyagokkal történt kezelés eredményeként a kalcium-karbonát koptató hatása lényegesen csökkent. Az így 5 felületkezelt kalcium-karbonáttal-könnyen feldolgozható, jó mechanikai tulajdonságokkal rendelkező kompozíciók állíthatók elő.As a result of the treatment with the substances according to the invention, the abrasive effect of calcium carbonate is significantly reduced. The five surface-treated calcium carbonate is easy to process, good mechanical properties, the compositions can be prepared.
Ezen túlmenően a felületkezelés gazdaságossága nagy mértékben növekszik, mivel 0 a drága titanátokból a kívánt eredmény biztosításához, csak kis mennyiséget kell alkalmazni. További előny, hogy nagy töltőanyag-koncentrációval is jó tulajdonságú polimerkompozíció állítható elő. 15In addition, the cost-effectiveness of surface treatment is greatly increased, since 0 of the expensive titanates requires only a small amount to be applied. A further advantage is that a high polymer composition can be obtained with high filler concentrations. 15
Az észlelet szinergetikus hatásnak nézetünk szerint egyrészt az az oka, hogy a kalcium-karbonát felülete nem egységes, így egyes felületrészeken — pl. a felületi aktív hidrogénatomok hiánya vagy más ok miatt — az orto-titánsav-származék nem kötődik meg, a tenzid azonban ezeket a helyeket is beborítja, másrészt a töltőanyag felületéhez kémiailag kötődő titanátot a nagy nyíróerők sem távolítják el a felületről. Az észletet 5 szinergetikus hatásnak köszönhető, hogy a drága orto-titánsav-származék mennyisége a teljes borítottsághoz szükséges érték alá csökkenthető, a termék tulajdonságainak szinten tartása mellett. 3θIn our view, the synergistic effect is due, firstly, to the fact that the surface of the calcium carbonate is not uniform; in the absence of surface active hydrogen atoms or for other reasons, the ortho-titanoic acid derivative does not bind, but the surfactant also covers these sites and, on the other hand, high shear forces do not remove titanate chemically bound to the filler surface. The finding is due to 5 synergistic effects that the amount of expensive ortho-titanium acid derivative can be reduced below the value required for full coverage while maintaining product properties. 3 θ
A felületkezelés művelete az önmagukban ismert eljárások bármelyikével elvégezhető, így az eddig alkalmazott berendezések minden további nélkül használhatók. Az al- 40 kalmazandó orto-titánsav-származék és a tenzid adagolható együtt vagy külön-külön, oldatban vagy tiszta állapotban is. Általában a felületkezelő anyagok használatának sor- „ rendje is közömbös, de egyes esetekben jobb eredményeket kaptunk, ha előbb az orto-titánsav-származékot kevertük be a kalcium-karbonátba és csak ezután adagoltuk a tenzidet.The surface treatment can be carried out by any of the methods known per se, so that the equipment used hitherto can be used without further ado. The sub 40 kalmazandó ortho-titanic acid derivative and the surfactants be added together or separately, in solution or in pure form as well. In general, the order of use of the surfactants is also inert, but in some cases better results have been obtained by first incorporating the ortho-titanoic acid derivative into the calcium carbonate and then adding the surfactant.
A továbbiakban a találmányt példákon is bemutatjuk.The invention is further illustrated by the following examples.
1. példa kg ásványi eredetű őrölt kalcium-karbonáthoz (melynek szemcseméret eloszlása: 10 pm alatt 80 t%, 20 pm alatt 99 t%, 40 pm alatt 100 t%) adagoltunk 24 g izopropil-tri-(dioktil-pirofoszfát)-titanát és 240 g tenzid (BYK Chemie LP 5026, 1500— 2500 átlagos molekulatömegű és 1,68 mmól COOH/ /g savtartalmú alifás karbonsavval észterezett polietilén-glikol alapú termék) keverékét. Az anyagot Spangenberg Fluidomat FT 30 GV típusú berendezésben 5 percig 2500 f/ /min sebességgel kevertük, eközben a hőmérséklet kb. 80°C-ra emelkedett, ezt követően további 5 percig hűtés alkalmazása mellett percenként 720 fordulatszámon működő berendezésben folytattuk a keverést.Example 1 24 g of isopropyltri (dioctylpyrophosphate) titanium were added to kg of ground calcium carbonate of mineral origin (having a particle size distribution of 80% by 10 µm, 99% by 20 µm, 100% by 40 µm). and a mixture of 240 g of surfactant (BYK Chemie LP 5026, based on polyethylene glycol esterified with an aliphatic carboxylic acid having an average molecular weight of 1500 to 2500 and 1.68 mmol COOH / g). The material was stirred in a Spangenberg Fluidomat FT 30 GV for 5 minutes at 2500 rpm while maintaining the temperature at ca. The mixture was heated to 80 ° C and stirred for a further 5 minutes at 720 rpm with cooling.
összehasonlításként két olyan töltőanyagot is készítettünk a fenti eljárással, melyek egyikéhez felületkezelőszerként 2 t% fent említett tenzidet, másikához 0,2 t% izopropil-tri- (dioktil-pirofoszfát)-titanátot kevertünk.for comparison, two fillers were prepared by the above process, one of which was mixed with 2% by weight of the aforementioned surfactant and 0.2% by weight of isopropyltri (dioctylpyrophosphate) titaniumate.
Az anyagoknál meghatároztuk a koptatás mértékét. Az eredményeket az. 1. táblázatban foglaltuk össze.For the materials, the degree of abrasion was determined. The results are. Table 1 summarizes this.
A koptató hatást bronz szitaszöveten a Breunig-módszer szerint mértük Abrasions Tester AT 1000 típusú készülékkel 2 órán át. Az 1. táblázatban az 1 m2-re számított tömegveszteséget adtuk meg. Az 1. táblázat 1. sorában a példa szerinti felületkezelés adatai szerepelnek. A 2. és 3. sor az ugyanezen felületkezelőszerekkel külön-külön kapott adatokat, míg a 4. sor a kezeletlen töltőanyaggal mért értékét mutatja.The abrasion effect on bronze mesh fabric was measured by the Breunig method using an Abrasions Tester AT 1000 for 2 hours. Table 1 shows the weight loss per 1 m 2 . Table 1, line 1 shows the surface treatment data for the example. Rows 2 and 3 show data for the same surface treatment agents, while Row 4 shows values for untreated filler.
1. táblázatTable 1
Látható, hogy a fenti felületkezelőszerek külön-külön csak kis mértékben csökkentik a koptató hatást, együttes alkalmazásuk viszont jelentős javulást okoz.It can be seen that the above-mentioned surface treatment agents each do little to reduce the abrasive effect, but their combined application causes significant improvement.
2. példaExample 2
Ásványi eredetű őrölt kalcium-karbonátot (melynek szemcseméret-eloszlása a következő: 3 pm alatt 40%, 5 pm alatt 70%, 10 pm 3Ground calcium carbonate of mineral origin (having a particle size distribution below 40 pm, 70% below 5 pm, 10 pm 3)
-3193706 alatt 95%, 15 μιη alatt 99%, 20 pm alatt 100%) az 1. példában ismertetett módon izopropil-tri- (dioktil-pirofoszfát) -titanátta 1 és tenziddel (BYK Chemie LPW 5174 jelű, polietilén-glikol észter típusú vegyülete) kezeltünk. A kezeletlen és a különböző felületkezelt kalcium-karbonát mintákból 60 g-ot 40 g diok2.Less than -3193706 95%, less than 15 μιη 99%, less than 20 pm 100%) as described in Example 1 with isopropyltri (dioctylpyrophosphate) titanium 1 and tenside (polyethylene glycol ester type BYK Chemie LPW 5174) compound). From the untreated and different surface treated calcium carbonate samples, 60 g of 40 g of dioxo2 were used.
til-ftalátban diszpergáltunk, Bühler háromhenegeres labor méretű diszpergáló berendezésen, egyszeri átengedéssel. Utána Haake rotációs viszkoziméterrel mértük a diszperzió viszkozitását 41,2 s_1 nyírósebességnél. Az adatokat a 2. táblázatban mutatjuk be.dispersed in til-phthalate on a Bühler three-cylinder lab-size dispenser with a single pass. Then we measured the viscosity of the dispersion Haake rotational viscometer at a shear rate of 41.2 s _1. The data are shown in Table 2.
táblázatspreadsheet
Sor- A felületkezelőszer mennyisége Viszkozitás szám a kalcium-karbonátra számolva mPa · s tömegRow- Quantity of surface treatment agent Viscosity number based on calcium carbonate mPa · s mass
Látható, hogy a találmány szerinti felületkezelés rendkívüli módon javítja a diszpergálhatóságot, a kapott viszkozitás csak 8,7%-a a kezeletlen mintánál észleltnek. Ha külön-külön alkalmazzuk a tenzidet és az orto-titánsav-származékot, akkor 4-, illetve 9-szer akkora viszkozitást tapasztaltunk, mint a kombinációnál, sőt a tenzid mennyiség 2,5-szeres növelése (0,5 tömeg%-ra) még mindig 40%kal magasabb viszkozitást ad, mint a találmány szerinti szinergetikus összetétel.It can be seen that the surface treatment according to the invention greatly improves the dispersibility, only 8.7% of the viscosity obtained is observed in the untreated sample. When the surfactant and the ortho-titanium acid derivative were used separately, the viscosity was 4- and 9-fold higher than that of the combination, moreover, a 2.5-fold increase in the surfactant content (to 0.5% by weight). still gives 40% higher viscosity than the synergistic composition of the invention.
3. példaExample 3
A 2. példa szerint felületkezelt, őrölt kalcium-karbonáttal (3. táblázat 1. példa), valamint emelkedő mennyiségű tenzid (3. táblázat 2—4. példa) vagy orto-titánsav-származékkal (3. táblázat 5—7. példa) kezelt és kezeletlen őrleményekkel, Spangenberg gyorskeverőben kemény PVC porkeverékeket állítottunk elő, az alábbi összetétellel:Example 2 was surface treated with ground calcium carbonate (Table 3, Example 1), and increasing amounts of surfactant (Table 3, Examples 2-4) or ortho-titanium acid derivatives (Table 3, Examples 5-7). with treated and untreated flour, Spangenberg instant mixer produced hard PVC powder blends with the following composition:
gázkorom 0,005my carbon black is 0.005
A gyorskeverést 105°C eléréséig végeztük.The agitation was carried out until 105 ° C was reached.
A lehűtött porkeverékeket hengerléssel tártuk fel 200°C-on, majd ugyanezen a hőmérsékleten 1 mm vastagságú lemezeket présel50 tünk belőlük. Mértük a lemezekből kivágott próbatestek húzó- és szakítószilárdságát, az adatokat a 3. táblázat tartalmazza.The cooled powder blends were rolled at 200 ° C and then pressed at 1 mm thickness at the same temperature. The tensile and tensile strengths of the specimens cut from the plates were measured and are shown in Table 3.
5. táblázatTable 5
Sor- A felületkezeloszer mennyisége szám a kalcium-karbonátra számolva tömeg %Row- Quantity of surface treatment agent based on calcium carbonate% by weight
Huzószilárdság 2 Tensile strength 2
K/mmK / mm
Szakadási nyúlás %% Elongation at break
-4193706-4193706
3. táblázat (folyt.)Table 3 (cont.)
Sor- A felületkezelőszer mennyisége Huzószilárd- Szakadási szám a kalcium-karbonátra számolva ság „ nyúlás tömeg % N/mtn % tenzid orto-titánsav-származékokRow- Quantity of surface treatment agent Tensile solid- Tensile number based on calcium carbonate tensile strength% N / mtn% surfactant ortho titanium derivatives
A 3. táblázat adataiból látható, hogy a felületkezelés a húzószilárdságot nem befolyásolja számottevően, viszont növeli a szakadási nyúlást, azaz a szívósságot. A szinergetikus eleggyel kapott szakadási nyúlás értékét a tenziddel, illetve az orto-titánsav-származékkal önmagában végzett felületkezelés esetén, még jóval nagyobb koncentrációknál sem érjük el, sőt 4% tenzid alkalmazásakor már a szakadási nyúlás kismértékben csökken.It can be seen from the data in Table 3 that the surface treatment does not significantly affect the tensile strength, but increases the tensile strength, i.e. the toughness. The value of the tensile elongation obtained with the synergistic mixture is not reached even at much higher concentrations when applied with the surfactant or the ortho-titanium acid derivative alone, and even with 4% tenside the tensile elongation is slightly reduced.
4. példaExample 4
A 2. példában leírt, a találmány szerinti módon felületkezelt kalcium-karbonáttal 100 tömegrész szuszpenziós PVC-re számított 40 tömegrész töltőanyaggal kemény PVC-kompozíciót készítettünk. A kompozíció egyéb komponenseinek a PVC-hez viszonyított aránya változatlan volt. A mintakészítés és a viszgálat a 3. példa szerinti módon történt. A kapott lemez húzószilárdsága 44,2 N/mm2, a szakadási nyúlás 29%. Látható, hogy a találmány szerinti felületkezelt kalcium-karbonát még ilyen nagy koncentrációban alkalmazva is jó mechanikai tulajdonságú terméket eredményez.The hard PVC composition described in Example 2 was prepared with 40 parts by weight of filler based on 100 parts by weight of PVC based on calcium carbonate according to the invention. The ratio of the other components of the composition to PVC was unchanged. Sample preparation and testing were performed as in Example 3. The resulting sheet has a tensile strength of 44.2 N / mm 2 and an elongation at break of 29%. It can be seen that the surface-treated calcium carbonate of the invention, even when used in such high concentrations, produces a product with good mechanical properties.
5. példaExample 5
Őrölt kalcium-karbonátot, amelynek szem20 cseméret-eloszlása: 5 pm alatt 83%, 10 pm alatt 99%, 15 pm alatt 100%, Spangenberg Fluidomat FT 30 GV típusú gyorskeverőben felületkezeltünk. Az alkalmazott tenzid és orto-titánsav-származék a 3. példában szerep25 lővel azonos.Ground calcium carbonate having a grain size distribution of 20 mesh: 83% at 10, 99% at 10, 100% at 15, was surface-treated in a Spangenberg Fluidomat FT 30 GV. The surfactant and the ortho-titanoic acid derivative used are the same as in Example 3.
A felületkezelt és a kezeletlen kalcium-karbonáttal Pappenmayer gyártmányú gyorskeverőben a 3. példa szerinti PVC porkeveréket készítettünk el, azzal az eltéréssel, hogyThe surface-treated and untreated calcium carbonate in the Pappenmayer instant mixer prepared the PVC powder mixture of Example 3, except that
100 tömegrész PVC-re 10 tömegrész kaícium-karbonátot vettünk. Ebből a pörkeverékből Cincinnati-Milacron CM 65 típusú extruderrel 105 mm átmérőjű 2,7 mm falvastagságú kemény PVC csövet extrudáltunk. A keze35 letien töltőanyaggal kapott csövek minősége nem volt megfelelő, a kalcium-karbonát egyenetlen diszpergálódása miatt felülete márványos és hullámos volt, fűrészeléskor tört, hőkezeléskor hólyagosodon, tokozásnál ún.10 parts by weight of calcium carbonate were added to 100 parts by weight of PVC. From this rotary blend, a Cincinnati-Milacron CM 65 extruder was extruded with a hard PVC tube having a diameter of 105 mm and a wall thickness of 2.7 mm. The quality of the tubes obtained with the wrong filler in the hands was not good, due to the uneven dispersion of the calcium carbonate its surface was marbled and wavy, broken during sawing, blistering during heat treatment, so-called encapsulation.
feszültség! fehéredés (mikrorepedések) lépett fel.stress! whitening (micro-cracks) occurred.
Vizsgáltuk a találmány szerint felületkezelt és külön tenziddel vagy orto-titánsav-származékkal kezelt töltőanyaggal készült csövek minőségét. A vizsgálatok a kész csőből hosszában kivágott próbatesteken történtek, az adatokat a 4. táblázat tartalmazza.The quality of the tubes treated with the surfactant according to the invention and treated with a separate surfactant or ortho-titanium acid derivative was investigated. Tests were performed on specimens cut lengthwise from the finished tube, the data are shown in Table 4.
4. táblázatTable 4
-5193706-5193706
A felületkezelt töltőanyagokkal kapott cső minősége megfelelő volt, a találmány szerinti kompozíció (4. táblázat 1. sor) azonban lényegesen jobb mechanikai tulajdonságokat eredményezett, mint a tenziddel vagy orto-titánsav-származékkal önmagában végzett felületkezelés.The quality of the tube obtained with the surface-treated fillers was satisfactory, but the composition of the invention (Table 4, Row 1) provided significantly better mechanical properties than the surface treatment with the surfactant or the ortho-titanium acid alone.
6. példaExample 6
Az 5. példában szereplő kalcium-karbonát őrleményt Spangenberg Fluidomat FT 30 GV típusú gyorskeverőben felületkezeltük. Tenzidként a borostyánkősav és dietilén-glikol 1:1 arányú elegyének kondenzálásával készült poliésztert alkalmaztuk, melynek szabad sav- 15 szuszpenziós PVC (K értéke 70 dioktil-ftálát stabilizátor (BaCd laurát) csúsztató (kalcium-sztearát) kalcium-karbonát (kezelt 1-3.The calcium carbonate powder of Example 5 was surface treated in a Spangenberg Fluidomat FT 30 GV rapid mixer. Surfactants one of succinic acid and diethylene glycol: 1 mixture of made by condensation of a polyester was used having a free acid 15 suspension PVC (K value 70 dioctyl phthalate stabilizer (BACD laurate), lubricants (calcium stearate), calcium carbonate (treated 1-3 .
kezeletlen 4.untreated 4.
A kompozíciókat belső keverőben 170°C-on 10 percig gyúrtuk, majd 1 mm vastagságú lemezeket préseltünk belőlük. A lemezek tartalma 1,25 mmól/g, átlagos molekulatömege 800. Az alkalmazott orto-titánsav-származék az izopropil-tri-(dioktil-pirofoszfát-titanát) volt.The compositions were kneaded in an internal mixer at 170 ° C for 10 minutes and then 1 mm thick plates were extruded. The plates had a content of 1.25 mmol / g and an average molecular weight of 800. The ortho titanium acid derivative used was isopropyl tri (dioctylpyrophosphate titanate).
A felületkezelést elvégeztük a találmány szerinti módon (5. táblázat 1. sor) — a tenzid és az orto-titánsav-származék kombinációjával — valamint összehasonlításképp külön a tenziddel (5. táblázat 2. sor) — és az orto-titánsav-származékkal (5. táblázat 3. sor) is.The surface treatment was carried out according to the invention (Table 5, line 1) with a combination of the surfactant and the ortho-titanium acid derivative, and comparatively separately with the surfactant (Table 5, line 2) and the ortho-titanium acid derivative (5 table row 3).
A különbözőképp felületkezelt és a kezeletlen kalcium-karbonáttal lágy PVC-kompozíciókat állítottunk elő, az alábbi összetétellel:Soft PVC compositions with different surface treatments and untreated calcium carbonate were prepared with the following composition:
Tömegrész Tömeg %Weight% Weight%
100 34,2 40 13,6100 34.2 40 13.6
0,90.9
0,50.5
Fi. 150 51,3Fi 150 51.3
a.) mechanikai tulajdonságait és az alkalmazott felületkezelőszer mennyiségeket az 5. táblázatban adjuk meg.a.) mechanical properties and amounts of surface treatment agent used are given in Table 5.
5. táblázatTable 5
Sor- A felületkezelöszer mennyisége ' szám kalcium-karbonátra számolva tömeg %Row - Quantity of surface treatment agent calculated on calcium carbonate% by weight
SzakítószilárdságTensile strength
N/mmz N / mm z
Szakadási nyúlásElongation at break
Látható, hogy a tenzid, illetve az orto-titánsav-származék önmagában történő alkalmazása is számottevően növeli a szakadási nyúlást és kissé a szakítószilárdságot is. A két felületkezelőszer együttes alkalmazása azonban ehhez képest is további jelentős ja- θθ vulást okoz.It can be seen that the use of the surfactant or the ortho-titanium acid derivative alone significantly increases the tensile elongation and slightly the tensile strength. However, the combined use of the two surface treatment agents still results in a significant improvement in θθ vulval.
7. példaExample 7
Az 5. példa szerinti kalcium-karbonát őrleményt az ott leírt módon felületkezeltük.The calcium carbonate powder of Example 5 was surface-treated as described there.
Az alkalmazott orto-titánsav-származék izopropil-tri-(izosztearoil)-titanát volt, a tenzid pedig sztearinsav. A kezelt és kezeletlen kalcium-karbonátot nagysűrűségű polietilénnel (277—73 szovjet HDPE) kevertük (100 tömegrész PE-re 10 tömegrész CaCO3) és belőle szállítóládákat fröccsöntöttünk. A ládák falából kivágott próbatesteket szakítóvizsgálatnak vetettük alá. Az eredményeket a 6. táblázat tartalmazza.The ortho-titanoic acid derivative used was isopropyltri (isostearoyl) titanium and the surfactant was stearic acid. The treated and untreated calcium carbonate was mixed with high-density polyethylene (277-73 Soviet HDPE) (10 parts CaCO 3 per 100 parts PE) and injected into containers. The specimens cut from the crates were subjected to a tensile test. The results are shown in Table 6.
-6193706-6193706
6. táblázatTable 6
Sor- A felületkezelőszer mennyisége szám a kalcium-karbonátra számítva tömeg %Row- Quantity of surface treatment agent calculated as calcium carbonate% by weight
HúzószilárdságTensile Strength
N/mm^N / mm ^
Szakadási nyúlás %% Elongation at break
Mint látható, a felületkezelés jelentősen javítja a szakadási nyúlást, azaz a termék szívósságát. Egyszerű szemrevételezéssel megállapítható volt, hogy a kezeletlen töltőanyag eloszlása kevésbé homogén, mint a 20 kezelté.As can be seen, surface treatment significantly improves the elongation at break, i.e. the toughness of the product. It was easy to determine visually that untreated filler distribution is less homogeneous than 20 were treated.
8. példaExample 8
Az 5. példa szerinti kalcium-karbonát őrleményt az ott leírt módon felületkezeltük, 5 az alkalmazott tenzid laurinsav volt, az orto-titánsav származék pedig tri-izooktil-(lauril)-titanát. M*ndkét szert a kalcium-karbonátra számítva 1 tömeg% mennyiségben alkalmaztuk. 30Calcium carbonate milled product of Example 5 was surface-treated as described therein, the surfactant used was 5 lauric acid, ortho-titanic acid derivatives are tri-isooctyl (lauryl) titanate. M * n was used in an amount of 1% by weight based on the calcium carbonate. 30
A kezelt és a kezeletlen kalcium-karbonátot Bradender gyártmányú laboratóriumiThe treated and untreated calcium carbonate is manufactured by Bradender Laboratory
7. táblázat belső keverőben polipropilénnel kevertük megfelelő mennyiségű csúsztatószer, antioxidáns és fénystabilizátor hozzáadásával, majd laboratóriumi présben 1 mm-es lemezeket préseltünk.Table 7 was mixed with polypropylene in an internal mixer with the addition of a suitable amount of lubricant, antioxidant and light stabilizer, and 1 mm plates were pressed in a laboratory press.
A kompozíció összetétele:Composition of the composition:
Mértük a kapott lemezek mechanikai tulajdonságait. Az adatokat a 7. táblázat tartalmazza.The mechanical properties of the resulting plates were measured. The data are shown in Table 7.
9. példa 50Example 9 50
Az 5. példa szerinti kalcium-karbonát őrleményt az ott leírt módon felületkezeltük.The calcium carbonate powder of Example 5 was surface-treated as described there.
Az alkalmazott tenzid glicerinnék sztearinsavval képezett részésztere volt, melynek átlagos molekulatömege 400—500. Az alkalma- 55 zott titanát, etiléri-di(dodeci-benzol-szulfonil) titanát volt. A tenzidet a kalcium-karbonátra számítva 0,8 tömeg%, az orto-titánsav származékot pedig 0,05 tömeg% mennyiségben vittük fel a töltőanyag felületére. A fe- θθ lületkezelt töltőanyagot a 7. példa szerinti nagysűrűségű polietilénnel kevertük, 100 tömegrész polietilénre számítva 4 tömegrésznyi mennyiségben. A keveréket KUASY gyártmányú, homogenizáló csigával felszerelt csigadugattyús fröccsöntőgépen M30 típusú szál- 6® lítórekeszeket fröccsönfőttünk. A rekeszek minden tekintetben elérték a töltetlen polietilénből készült rekeszek tulajdonságait, sőt az alacsony hőmérsékletű ejtési próbán jobbnak bizonyultak, mint az összehasonlító minta. — 10°C-on 25 kg terheléssel 3 m magasságból ejtve a találmány szerint felületkezelt kalcium-karbonáttal készült polimerből előállított rekesz 6 leejtés után is megfelelő, a töltetlen polietilénből készült pedig a 3. leejtéskor eltört.The surfactant used was a stearic acid partial ester of glycerol with an average molecular weight of 400-500. The titanate used was ethyl ether di (dodecobenzenesulfonyl) titanate. The surfactant was applied to the filler in an amount of 0.8% by weight based on the calcium carbonate and 0.05% by weight of the ortho-titanium acid derivative. The half-cured filler was mixed with the high density polyethylene of Example 7 in an amount of 4 parts per 100 parts by weight of polyethylene. The mixture KUASY manufactured reciprocating screw injection molding machine equipped with a homogenizing screw fröccsönfőttünk 6 lítórekeszeket ® M30 type fiber. The compartments in all respects achieved the properties of unfilled polyethylene compartments and were even better than the comparator sample in the low temperature drop test. - A compartment made of a surface-treated calcium carbonate polymer according to the invention, after dropping after 6 drops at a load of 25 kg at a temperature of 25 kg, and broken at the third dropping.
10. példaExample 10
Az 5. példa szerinti kalcium-karbonát őrleményt az ott leírt módon felületkezeltük. A kalcium-karbonátra számolva 3 tömeg% tenzidet alkalmaztunk. A tenzid polietilén7The calcium carbonate powder of Example 5 was surface-treated as described there. 3% by weight of surfactant based on calcium carbonate was used. The surfactant is polyethylene7
-7193706-7193706
-glikol laurinsavas észterének (molekulatömege 1000—1500) és pentaeritrit zsírsavas részészterének (molekulatömege 400—500) 1:1 arányú elegye volt. Orto-titánsav-származékként a dimetil-di (dikrezil-fosztát)-titanátot használtunk. Az így kapott töltőanyaggal PVC porkeveréket készítettünk az alábbi adalékokkal:was a 1: 1 mixture of lauric ester of glycol (1000 to 1500) and fatty acid partial ester of pentaerythritol (400 to 500). Dimethyl di (dicresylphosphate) titaniumate was used as the ortho-titanium acid derivative. The resulting filler was used to prepare a PVC powder blend with the following additives:
TömegrészPart weight
Szuszpenziós PVC 100 (K értéke 58) stabilizátor dibutil-ón-di(izooktil-tio-glikolát) 3 csúsztatok: Loxiol G 41.Suspension PVC 100 (K value 58) Stabilizer dibutyltin di (isooctylthioglycolate) 3 slides: Loxiol G 41.
(Henkel) 2 polietilénviasz PA520 (Hoechst) 0,1 pigmentek: titán-dioxid 0,1 gázkorom 0,005 kalcium-karbonát 1(Henkel) 2 Polyethylene Wax PA520 (Hoechst) 0.1 Pigments: Titanium Dioxide 0.1 Carbon Black 0.005 Calcium Carbonate 1
A keverékkel csőkötőidomokat fröccsöntöttünk, amelyek minden tekintetben elérték a Socal N2 precipitált kalcium-karbonáttal készült összehasonlító minták tulajdonságait.The mixture was injection molded, which in all respects achieved the properties of the comparative samples made with Socal N 2 precipitated calcium carbonate.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
HU387784A HU193706B (en) | 1984-10-17 | 1984-10-17 | Surface treated loading material for polymers and plastic composition |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
HU387784A HU193706B (en) | 1984-10-17 | 1984-10-17 | Surface treated loading material for polymers and plastic composition |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
HUT38378A HUT38378A (en) | 1986-05-28 |
HU193706B true HU193706B (en) | 1987-11-30 |
Family
ID=10965884
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
HU387784A HU193706B (en) | 1984-10-17 | 1984-10-17 | Surface treated loading material for polymers and plastic composition |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
HU (1) | HU193706B (en) |
-
1984
- 1984-10-17 HU HU387784A patent/HU193706B/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
HUT38378A (en) | 1986-05-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1092000B1 (en) | Method for processing mineral fillers with a phosphate, said fillers and their uses | |
US12007001B2 (en) | Cellulose-containing gear | |
EP1137595B1 (en) | Novel rheology regulators such as ground natural calcium carbonates optionally treated with a fatty acid or salt and their use | |
EP2118187B1 (en) | Polylactide-based compositions | |
RU2528255C2 (en) | Production of compacted material with processed surface suitable for processing at single-screw extruder of plastics | |
Lew et al. | Preparation and properties of polyolefin‐clay nanocomposites | |
US20040204519A1 (en) | Wood filled composites | |
JP6621956B2 (en) | Cellulose-containing resin gear | |
Beztout et al. | Effects of acetylation process and cellulose content on the mechanical, thermal, morphological and rheological properties of poly (vinyl chloride)/cellulose composites | |
FR2742446A1 (en) | USE OF STYRENE COPOLYMERS AND MALEIC ANHYDRIDE AS DISPERSING AGENTS AND / OR TREATING MINERAL FILLERS. THERMOPLASTIC COMPOSITIONS CONTAINING SAME | |
CN112752800A (en) | Process for preparing a crude surface-treated filler material product | |
CN1444623A (en) | Polymer compositions with improved mechanical properties | |
HU193706B (en) | Surface treated loading material for polymers and plastic composition | |
CN113874433B (en) | Ca coated with maleic anhydride grafted polyethylene and/or maleic anhydride grafted polypropylene and at least one hydrophobicizing agentCO 3 | |
EP3853307A1 (en) | Compacted polymer-based filler material for plastic rotomoulding | |
Murariu et al. | Calcium sulfate as high-performance filler for polylactide (PLA) or how to recycle gypsum as by-product of lactic acid fermentation process | |
CN115926453B (en) | Nylon master batch with antistatic effect and preparation method thereof | |
US11643511B2 (en) | Methods of forming crosslinked polyolefin nanocomposites having high wear resistance | |
EP1177252B2 (en) | Fire retardant compositions | |
KR20210125981A (en) | Surface-treated filler material products that provide improved UV stability for polymer articles | |
Alavi et al. | Study of the mechanical and dynamic mechanical properties of polypropylene/talc/nanoclay ternary nanocomposites | |
Sharma et al. | Pradeep Upadhyaya1, Ajay K. Nema2 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
HU90 | Patent valid on 900628 | ||
HPC4 | Succession in title of patentee |
Owner name: PANNONPIPE MUEANYAGIPARI KFT,HU |
|
HPC4 | Succession in title of patentee |
Owner name: OMYA MESZKOE FELDOLGOZO ES ERTEKESITOE KFT., HU |
|
HMM4 | Cancellation of final prot. due to non-payment of fee |