RO121129B1

RO121129B1 - Compoziţie de negru de fum şi compoziţii de polimer care o conţin

Info

Publication number: RO121129B1
Application number: RO97-01285A
Authority: RO
Inventors: Robert S. Whitehouse
Original assignee: Cabot Corporation
Priority date: 1995-01-10
Filing date: 1996-01-11
Publication date: 2006-12-29
Also published as: EP0802950A1; CZ216597A3; HU222431B1; PL188363B1; YU49080B; IL116552A0; DE69623927T2; IL116552A; CZ293241B6; KR19980701327A; MY128313A; FI972921A; BR9606829A; CO4560368A1; HK1004144A1; NO317834B1; TW473522B; AU5167696A; FI972921A0; US5872177A

Abstract

Invenţia se referă la o compoziţie de negru defum şi la compoziţii polimerice care o conţin,utilizate drept compoziţii semiconductoare sau ca preamestecuri. Compoziţia de negru de fum, conform invenţiei, este constituită din negru de fumşi 0,1 ... 50% în greutate din cel puţin un liant cu conţinut de alcool polihidroxilic. Compoziţia de polimer, conform invenţiei, conţine un component polimeric, negru de fum şi cel puţin unliant. Compoziţia de negru de fum conţine esteri etoxilaţi, polieteri, alcooli etoxilaţi sau esteri neetoxilaţi, care se înglobează în compoziţia de negru de fum pufos, într-un procedeu depeletizare, pentru a se obţine peleţi de negru de fum, cu rezistenţă la sfărâmare, conţinut redus de praf şi fluabili, care conferă sistemelor polimere, proprietăţi mecanice şi reologice îmbunătăţite.

Description

Invenția se referă la o compoziție de negru de fum și la compoziții de polimer care o conțin, compoziția de negru de fum fiind utilizată pentru a se obține peleți de negru de fum rezistenți la sfărâmare, fluabili și cu conținut redus de praf, care sunt ușor dispersabili în majoritatea sistemelor polimere cărora le conferă proprietăți mecanice și reologice îmbunătățite, necesare pentru confecționare de cabluri, sârme semiconductoare sau alte produse similare.

Sunt cunoscute mai multe procedee de obținere a negrului de fum.

Astfel, negru de fum obținut prin procedeul de furnal are, în general, densități în vrac care variază între 0,02 și 0,1 g/cm³ și este, în general, cunoscut ca negru de fum pufos. Negru de fum pufos se dispersează ușor în lichide și în anumite sisteme polimere. Cu toate acestea, negru de fum pufos este în general aderent și, din acest motiv, este dificil de manipulat în operații de transport și dozare.

Negru de fum pufos se aglomerează prin diferite tipuri de procedee mecanice, fie în stare uscată, fie cu ajutorul unui lichid pentru a se obține peleți cu caracteristici de manipulare îmbunătățite. Agenții de peletizare lichizi sunt, de obicei, uleiul și apa. Procedeul de aglomerare a negrului de fum pufos pentru a obține peleți de negru de fum este cunoscut ca peletizare.

Din nefericire, procedeele uzuale de densificare sau aglomerare, cunoscut ca peletizare, au efecte nocive asupra caracteristicilor de dispersie ale negrului de fum.

De aceea,este cunoscut în domeniu că în peletizarea negrului de fum există un echilibru sensibil între caracteristicile de manipulare acceptabilă și ușurința de dispersie.

în brevetul US 2065371 se prezintă un procedeu de peletizare a negrului de fum printr-un proces tipic de peletizare umedă, în care negru de fum pufos se combină cu un lichid, de preferință apă, și se agită până se formează bile sferice. Aceste bile se usucă apoi pentru a reduce conținutul de apă, de preferință, sub 1 % pentru a se forma peleți de negru de fum.

Brevetele din stadiul tehnicii prezintă, de asemenea, folosirea lianților în procesul de peletizare umedă pentru a îmbunătăți caracteristicile de manipulare.

în brevetul US 2850403 se prezintă utilizarea carbohidraților, de exemplu zahăr, melase, amidonuri solubile, zaharide și derivați de lignină ca lianți pentru peleți, în intervalul de la 0,1 % la 0,4 %, în greutate, raportat la negru de fum uscat. Temperatura de uscare preferată a peleților umezi este de 150 la 425 °C, care, în timpul de staționare, este suficientă pentru a se produce carbonizarea liantului.

Brevetul US 2908586 prezintă utilizarea unei emulsii de colofoniu ca liant pentru peleți ca altenativă pentru carbohidrați. Nivelul preferat de liant colofonic este în intervalul de la 0,5 % la 1,0 %, în greutate, raportat la negru de fum uscat.

Brevetul US 2639225 prezintă utilizarea agenților de suprafață anionici sulfonați și sulfați ca lianți pentru peleți la nivele de la 0,1 % la 0,5 %, în greutate, raportat la negru de fum uscat.

în brevetul US 35565658 se prezintă utilizarea unui agent de suprafață neionic amină grasă etoxilată în intervalul de la 2 la 50 moli oxid de etilena per grupă de amină grasă. Nivelul preferat de agent de suprafață în apa de peletizare este în intervalul de la 0,05 % la 5 %, în greutate, raportat la negru de fum uscat.

în mod similar, brevetul US 3645765 prezintă utilizarea unui acid gras sau agentului de suprafață neionic acid rezinic etoxilat, în care nivelul de etoxilare este de 5...15 moli etilena per grupă acidă. Nivelul preferat de adăugare la negru de fum este în intervalul de 0,1 %...10 %, în greutate, raportat la negru de fum uscat.

RO 121129 Β1

Brevetul URSS 937492 revendică utilizarea a 0,1 %...5 %, în greutate, raportat la 1 negru de fum uscat, soluție apoasă a produsului de reacție dintre uree și o alchiloilamidă etoxilată. Nivelul de etoxilare preferat este de 1...7 moli oxid de etilenă per moleculă de 3 alchilolamidă.

Brevetul US 3844809 prezintă reducerea nivelului de praf din peleți prin incorporarea 5 a 0,4 %...2,5 % în greutate, raportat la negru de fum uscat, dintr-o soluție apoasă conținând 0,001 %...0,1 % în greutate agent de suprafață neionic cu grupe poli(etilen oxid) și poli(di- 7 metil silicon), care se repetă aleator. Este, de asemenea, inclusă melasă, la o concentrație înaltă, de până la 2 % în greutate, drept co-liant și acid azotic, până la 15 %, în greutate, ca 9 sursă de oxidare.

Utilizarea carbohidraților, a colofoniului sau a agenților activi de suprafață, prezentată 11 în brevetele menționate, este direcționată spre îmbunătățirea proprietăților de manipulare a peleților. Brevetele menționate nu prezintă faptul că tratamentele de peletizare afectează 13 performanțele negrului de fum în aplicațiile finale, care sunt, în general, în industria cauciucului. 15

Brevetul JP 1201369 prezintă utilizarea unui agent de suprafață amfoteric de tip acid alchil carboxilic într-un interval de concentrație de 0,001 %...0,1 % în greutate, în apa de 17 peletizare, pentru a se obține peleți de negru de fum cu adeziune mică și dispersabilitate excelentă. 19

Brevetul US 3014810 prezintă avantajele peletizării umede a unei serii de pigmenți, care includ negru de fum, cu un amestec de compus de amoniu cuaternar și o b/s(-2-hidroxi- 21 etil)alchil amină. Se prezintă îmbunătățirile vitezei de dispersie, ale stabilității viscozității și proprietățile antistatice pentru amestecurile de agenți activi de suprafață. 23

Peletizarea cu ulei, în prezența și absența apei, este prezentată în brevetele US 2635057, 3011902 și 4102967 ca fiind benefică pentru îmbunătățirea proprietăților de 25 manipulare ale peleților din negru fum.

Câteva brevete, printre care brevetele US 2511901, 2457962, 4440807, 4569834, 27

5168012 și JP 77130481 prezintă polimeri în emulsie, soluții în solvenți organici și topituri ca mijloace de modificare a proprietăților peleților din negru de fum. 29

Brevetul US 4277288 prezintă un procedeu fluidizat de granulare pentru obținerea, în absența apei, a granulelor de pigment fără praf și cu curgere liberă. Componentul organic 31 necesar pentru obținerea granulelor fără praf este format din două componente, 5...20 % auxiliar de granulare neapos și un agent de suprafață neionic, de exemplu sorbitan oleat 33 etoxilat, ca al doilea component. Descrierea prezintă obținerea pigmenților organici și anorganici cu curgere liberă, care conțin negru de fum. 35

Brevetul US 4397652 prezintă un procedeu de obținere a preparatelor de coloranți organici și înălbitori optici cu conținut redus de praf. Procedeul implică amestecarea uscată, 37 la temperatură între 30 și 80°C, a colorantului sau înălbitorului optic cu 2...10 %, în greutate, dintr-un adeziv ales din grupul format din alcool polihidroxilic, ca de ex.sorbitol, manitol, 39 manitoză, lactoză, dextroză hidratată, neopentil glicol și polietilen glicol cu o masă molară mai mare de 3.000. în compoziție este inclus și 1 ...10 % auxiliar de prăfuire ales din grupul 41 format din etanolamida unui acid gras, amidă a unui acid gras, alchil alcool, fenol substituit și polietilen glicol cu o masă molară între 200 și 1000. 43

Brevetul US 4230501 prezintă un concentrat de pigment, dispersabil în plastice, care se prepară prin combinarea a 51 ...85 % în greutate pigment și 14...49 % în greutate corn- 45 ponent ceros. Componentul ceros este prezentat ca fiind o ceară naturală, de petrol sau sintetică care se amestecă fie cu polietilen glicolul sau cu o rășină de hidrocarburi, pentru a 47 reduce viscozitatea topiturii și a permite o incorporare mai bună a pigmentului.

RO 121129 Β1

Polietilen glicolul este cunoscut ca aditiv pentru compoundare directă în compozițiile termoplastice.

Brevetul US 4013622 prezintă incorporarea a 100...600 ppm polietilen glicol cu mase moleculare de 600...20.000, de preferință de 1300...75000 pentru a reduce ruperea polietilenei în timpul operației de formare a filmului, care este evidențiat prin formare de gel.

Brevetul US 4812505,4440671 și 4305849 prezintă utilizarea polietilen glicolilor cu mase molare de 1.000...20.000 ca fiind benefică pentru reducerea caracteristicilor termice și a umectării cu apă în compozițiile de poliolefine utilizate pentru izolații electrice. în mod similar, brevetul US 4612139 extinde acest concept de reducerea umectării pentru a include polietilen glicolul în compozițiile poliolefinice semiconductoare care conțin negru de fum.

Compoziții similare sunt revendicate în brevetul DE 2723488, în care polietilen glicolul și alți aditivi mobili sunt prezentați ca fiind benefici pentru reducerea adeziunii interlaminare între stratul de izolator și stratul conducător exterior într-o construcție de cablu electric. Polietilen glicolul și moleculele etoxilate ramificate sunt prezentate ca plastifianți pentru copolimerii etilenă-acid acrilic, în brevetul US 3361702.

în brevetul GB 975847 se prezintă utilizarea polietilen glicolului sau a unui derivat alifatic într-o soluție apoasă, ca mijloc de obținere a aglomeratelor de produse chimice organice cauciucoase. Intermediar se formează o pastă care se transformă în peleți și se usucă la temperatură scăzută.

Invenția se referă la o compoziție de negru de fum, care conține negru de fum și 0,1...50 % în greutate din cel puțin un liant ales din cel puțin una din următoarele grupe formate din:

i) un alcool polihidroxilic etoxilat având cel puțin 3 grupe hidroxil per moleculă înainte de etoxilare, în care numărul total de molecule de etilenoxid per alcool polihidroxilic este de cel puțin 3;

ii) un ester al unui acid alchil carboxilic cu un alcool polihidroxilic etoxilat având cel puțin 3 grupe hidroxil per moleculă înainte de etoxilare, în care acidul alchil carboxilic are

8...30 atomi de carbon și poate fi saturat sau nesaturat și în care funcționalitatea monoester este de cel puțin 80 % restul fiind funcționalitate diester, și în care numărul de molecule de etilenoxid per ester al alcoolului polihidroxilic este de cel puțin 3;

iii) un ester al unui acid alchil carboxilic cu un alcool polihidroxilic având cel puțin 3 grupe hidroxil per moleculă înainte de esterificare, în care acidul alchil carboxilic are 8...30 atomi de carbon, poate fi saturat sau nesaturat, și în care funcționalitatea monoester este de cel puțin 80 %, restul fiind funcționalitate diester;

iv) un ester al unui acid alchil carboxilic etoxilat cu un alcool polihidroxilic având cel puțin 3 grupe hidroxil per moleculă înainte de esterificare, în care acidul alchil carboxilic are

8...30 atomi de carbon, poate fi saturat sau nesaturat și în care funcționalitatea monoester este de cel puțin 80 %, restul fiind o funcționalitate diester, iar numărul de molecule de etilenoxid per ester al alcoolului polihidroxilic este de cel puțin 3 și

v) un bloc copolimer polietilenoxid-polipropilenoxid.

Alcoolul polihidroxilic este, de preferință, ales din grupa formată din trietanolamină, glicerină, pentaeritritol, sorbitol, sorbitan, sucroză și o poligliceridă.

Liantul are o valoare HLB de 8...30 și este ales din grupa i), din grupa ii), din grupa iii), din grupa iv) sau din grupa v) și este prezent într-o cantitate de 1,0...20 % în greutate.

Numărul total de molecule de oxid de etilenă per alcool polihidroxilic din liant variază de la 3 la 500 sau de la 5 la 100. Negru de fum este tratat cu liant.

Invenția mai tratează o compoziție de polimer, care conține un component polimeric, 0,1-65 % în greutate dintr-o compoziție de negru de fum definită în revendicarea 1 și 0,1...50 % în greutate din cel puțin un liant ales din una din următoarele grupe:

RO 121129 Β1

i) un alcool polihidroxilic etoxilat având cel puțin 3 grupe hidroxil per moleculă înainte 1 de etoxilare, în care numărul total de molecule de etilenoxid per alcool polihidroxilic este de cel puțin 3;3 ii) un ester al unui acid carboxilic cu un alcool polihidroxilic etoxilat având cel puțin grupe hidroxil per moleculă înainte de etoxilare, în care acidul alchil carboxilic are 8...305 atomi de carbon, poate fi saturat sau nesaturat, și în care funcționalitatea monoester este de cel puțin 80 %, restul fiind funcționalitate diester în care numărul de molecule de 7 etilenoxid per ester al alcoolului polihidroxilic este de cel puțin 3;

iii) un ester al unui acid alchil carboxilic cu un alcool polihidroxilic având cel puțin 39 grupe hidroxil per moleculă înainte de esterificare, în care acidul alchil carboxilic are 8...30 atomi de carbon, poate fi saturat sau nesaturat, iar funcționalitatea monoester este de cel 11 puțin 80 %, restul fiind funcționalitate diester;

iv) un ester al unui acid alchil carboxilic etoxilat cu un alcool polihidroxilic având cel 13 puțin 3 grupe hidroxil per moleculă înainte de esterificare, în care acidul alchil carboxilic are

8...30 atomi de carbon, poate fi saturat sau nesaturat, iar funcționalitatea monoester este de 15 cel puțin 80 %, restul fiind o funcționalitate diester în care numărul de molecule de etilenoxid per ester al alcoolului polihidroxilic este de cel puțin 3 și 17

v) un bloccopolimer polietilen oxid-polipropilen oxid -polietilen oxid.

în invenție mai este tratată o compoziție semiconductoare, care conține 25...55 % în 19 greutate o compoziție care conține negru de fum și 0,5...10 % în greutate negru de fum cu cel puțin un liant ales din cel puțin una din următoarele grupe: 21

i) un alcool polihidroxilic etoxilat având cel puțin 3 grupe hidroxil per moleculă înainte de etoxilare, în care numărul total de molecule de etilenoxid per alcool polihidroxilic este de 23 cel puțin 3;

ii) un ester al unui acid alchil carboxilic cu un alcool polihidroxilic etoxilat având cel 25 puțin 3 grupe hidroxil per moleculă înainte de etoxilare, în care acidul alchil carboxilic are

8...30 atomi de carbon, saturat sau nesaturat, și în care funcționalitatea monoester este de 27 cel puțin 80 %, restul fiind funcționalitate diester, în care numărul de molecule de etilenoxid per ester al alcoolului polihidroxilic este de cel puțin 3;29 iii) un ester al unui acid alchil carboxilic cu un alcool polihidroxilic având cel puțin 3 grupe hidroxil per moleculă înainte de esterificare, în care acidul alchil carboxilic are 8...3031 atomi de carbon, poate fi saturat sau nesaturat, și în care funcționalitatea monoester este de cel puțin 80 %, restul fiind funcționalitate diester;33 iv) un ester al unui acid alchil carboxilic etoxilat cu un alcool polihidroxilic având cel puțin 3 grupe hidroxil per moleculă înainte de esterificare, în care acidul alchil carboxilic are 35

8...30 atomi de carbon, saturat sau nesaturat, și în care funcționalitatea monoester este de cel puțin 80 %, restul fiind o funcționaliate diester în care numărul de molecule de etilenoxid 37 per ester de alcool polihidroxilic este de cel puțin 3 și

v) un bloccopolimer polietilenoxid-polipropilen oxid-poIietilenoxid, până la 2 % în gre- 39 utate stabilizator sau antioxidant, până la 5 % în greutate peroxid organic, de preferință peroxid de dicumil, până la 10 %în greutate vinii silan, restul fiind un polimer sau un amestec 41 de polimeri aleși dintre homopolimeri al etilenei, etilenă copolimerizată cu una sau mai multe alfa-olefine, cum ar fi propilenă, butena sau hexena, o etilenă copolimerizată cu propilenă 43 și un monomer dienic, de preferință norbornenă, un copolimer al etilenei cu unul sau mai mulți monomeri aleși dintre acetat de vinii, acid acrilic, acid metacrilic, esteri ai acidului acrilic 45 sau metacrilic conținând 1...8 atomi de carbon, anhidridă maleică sau monoester derivat de la acidul fumărie sau maleic, clorură de vinii sau clorură de viniliden. 47

RO 121129 Β1

Invenția se mai referă și la o compoziție de preamestec, care conține 70...40 % în greutate homopolimersau copolimer al etilenei în care monomerul este ales dintre hexenă, propenă, butenă, octenă sau acetat de vinii și 30...60 % în greutate dintr-o compoziție care conține negru de fum și 0,1 ...50 % în greutate din cel puțin un component liant ales din una din următoarele grupe:

8...30 atomi de carbon, saturat sau nesaturat, și în care funcționalitatea monoester este de cel puțin 80 %, restul fiind funcționalitate diesterîn care numărul de molecule de etilenoxid per ester al alcoolului polihidroxilic este de cel puțin 3;

iii) un ester al unui acid alchil carboxilic cu un alcool polihidroxilic având cel puțin 3 grupe hidroxil per moleculă înainte de esterificare, în care acidul alchil carboxilic are 8...30 atomi de carbon, saturat sau nesaturat, în care funcționalitatea monoester este de cel puțin 80 %, restul fiind funcționalitate diester;

8.. .30 atomi de carbon, saturat sau nesaturat, în care funcționalitatea monoester este de cel puțin 80 %, restul fiind o funcționalitate diesterîn care numărul de molecule de etilenoxid per ester al alcoolului polihidroxilic este de cel puțin 3 și

v) un bloccopolimer polietilenoxid-polipropilenoxid-polietilenoxid.

Invenția se mai referă și la o compoziție pe bază de negru de fum, care conține negru de fum și 0,1 ...50 % în greutate distearat de sucroză.

Este preferat ca lianții din grupele i, ii, iii, iv și v să aibă o valoare HLB cuprinsă între 8,0 și 30. Valoarea HLB se referă la valoarea echilibrului hidrofil-lipofil care poate fi determinată prin metoda descrisă în Non-lonic Surfactants voi.23, editată de Martin Schick (Marcel Dekker lnc.(New York) 1987JSBN 0-8247-7530-9), pg.440. Non-lonic Surfactants voi 23 prezintă ecuații care fac corelația dintre structura moleculei agentului de suprafață și valoarea HLB. Valoarea HLB este discutată și în articolul: Griffin W.C., J.Soc.Cosmetic Chemist, vol.l, pg.311 și urm. (1949) și voi 5, pg.249(1954). Din datele referitoare la procentul de etilen oxid din moleculă,numărul de saponificare al legăturii ester și valoarea acidă a acidului gras, se poate calcula direct valoarea HLB cu una din următoarele ecuații:

-pentru esterii polihidroxilici ai acidului gras

HLB = 20 (1-S/A) în care S= numărul de saponificare a esterului și A- indicele de acid al acidului și

-pentru alcoolii polihidroxilici etoxilați:

HLB= (E+P)/5,în care E= greutatea procentului de etilen oxid = greutatea pigmentului alcoolului polihidric.

Deși în compozițiile conform prezentei invenții se poate folosi orice negru de fum, de preferință negru de fum din compoziția de negru de fum are o suprafață specifică de azot (N2SA) de la 15 la 1800 m²/g, o valoare a absorbției de dibutil ftalat (DBP) de

50.. .350 cm³/100g și o valoare a absorbției bromurii de cetii trimetilamoniu (CTAB) de

15.. .1500 m²/g.

Compozițiile conform invenției potfi obținute prin orice metodă cunoscută în domeniu cum ar fi amestecarea fizică a componentelor, amestecarea topiturii componentelor sau combinarea componentelor în timpul peletizării negrului de fum. De preferință, compozițiile de negru de fum se obțin prin pretratarea negrului de fum cu liant.

RO 121129 Β1

Compozițiile de negru de fum pot fi obținute printr-un proces de peletizare prin: 1

-contactarea unui negru de fum pufos într-un peletizator cu o soluție apoasă conținând un liant ales din grupa de compuși menționată, în care nivelul preferat de liant în apa 3 de peletizare este de 0,5 %...5O %, de preferință de 20...40 % în greutate și

-încălzirea peleților umezi în condiții de temperatură și durată controlată astfel ca apa 5 să se îndepărteze din peleți, dar liantul să nu sufere descompunere substanțială, și nivelul final de liant în negru de fum să fie de 0,1 %...5O %. 7

Invenția se referă și la noi compoziții polimere care cuprind:

- un component polimeric și 0,1 ...65 %, de preferință 0,1 ...20 %, în greutate, dintr-o 9 compoziție de negru de fum care conține 0,1 ...50 %, de preferință 1 ...20 %, din cel puțin un liant ales din una din grupele i, ii, iii, iv sau v, menționate anterior. De preferință, negru de 11 fum este pretratat cu liantul, negru de fum și liantul preferat în compozițiile de negru de fum conform invenției s-au prezentat anterior. Compozițiile polimere pot include și alți aditivi con- 13 venționali cum ar fi pigmenți, agenți de ramforsare ș.a.

Deși în compozițiile de polimer, conform invenției, se poate folosi orice polimer, poli- 15 merii preferați a fi utilizați includ, dar nu se limitează la:

a) homo sau copolimeri și polimeri grefați ai etilenei în care comonomerii sunt aleși 17 dintre butenă, hexenă, propenă, octenă, acetat de vinii, acid acrilic, acid metacrilic, esteri ai acidului acrilic, esteri ai acidului metacrilic, anhidridă maleică, semi-esterii anhidridei maleice 19 și monoxidul de carbon;

b) elastomeri aleși dintre cauciuc natural, polibutadienă, poliizopren, cauciuc 21 butadien-stirenic statistic (SBR), policloropren, acrilonitril-butadienă, co- și terpolimeri etilenă-propilenă;23

c) homo și copolimeri ai stirenului, incluzând polimerul liniar și stiren-butadienă-stiren ca terpolimer radial, acrilonitril-butadienă-stiren (ABS) și stiren-acrilonitril (SAN);25

d) polietersau poliester-polioli liniari sau ramificați;

e) poliesteri și poliamide cristaline și amorfe;27

f) rășini alchidice, acizi rezinici sau esteri rezinici, rășini de hidrocarburi obținute prin polimerizare termică sau Friedel Crafts a dienelor ciclice cum arfi diciclopentadiena, indenul, 29 cumenul și

g) uleiuri de hidrocarburi cum ar fi uleiul parafinic, uleiul naftenic și uleiul naftenic 31 hidrogenat.

Compozițiile polimere conform invenției pot fi obținute prin orice metodă cunoscută 33 în domeniu pentru combinarea polimerilor cu componente uscate sau apoase.

Invenția se referă și la articole obținute din compoziția polimeră conform invenției. 35 Pentru utilizare în aplicații la cabluri și sârme semiconducătoare, o formulare tipică conform invenției cuprinde: 37

- 25...55 % în greutate dintr-o compoziție care conține negru de fum și 0,5...10 părți per 100 părți negru de fum din cel puțin un component liant ales din una din grupele i, ii, iii, 39 iv sau v, menționate anterior;

- până la 2 %, în greutate stabilizator sau antioxidant 41

- până la 5 % în greutate peroxid organic, de preferință dicumil-peroxid;

- până la 10 % în greutate vinii silan; 43 restul fiind un polimer sau un amestec de polimeri aleși din următoarele grupe: homopolimer al etilenei, etilenă copolimerizată cu una sau mai multe alfa olefine, cum ar fi propilenă, 45 butenă sau hexenă, etilenă copolimerizată cu propilenă și un monomer dienic, de preferință norbornenă și copolimer al etilenei cu unul sau mai mulți monomeri aleși dintre acetat de 47 vinii, acid acrilic, acid metacrilic, esteri ai acidului acrilic sau metacrilic conținând 1...8 atomi

RO 121129 Β1 de carbon, anhidridă maleică sau monoester derivat de la acidul fumărie sau maleic, clorură de vinii sau clorură de viniliden.

Compoziția semiconductoare conform invenției poate să includă suplimentar un aditiv polimeric cum ar fi un elastomer acrilonitril-butadienă care conține 25...55 % în greutate acrilonitril.

Pentru utilizare, drept compoziție pentru preamestec, o formulare tipică conform invenției este cea care cuprinde:

- 30...60 % în greutate dintr-o compoziție care conține negru de fum și 0,1 ...50 %, de preferință 1 ...20 % din cel puțin un component liant ales din una dintre grupele i, ii, iii, iv sau v, menționate anterior și

- 70...40 % în greutate dintr-un homopolimersau copolimer al etilenei, în care comonomerul este ales de preferință dintre hexenă, propenă, butenă, octenă sau acetat de vinii. De preferință, polimerul este polietilenă, polietilenă de densitate joasă, polietilenă liniară de densitate joasă, polietilenă cu densitate înaltă sau o ceară de polietilenă. Compoziția de preamestec poate să mai cuprindă suplimentar antioxidanți, descompunători de peroxizi, stabilizatori de lumină de tip amine împiedicate steric, absorberi UV de tip benzofenonă substituită sau auxiliari de prelucrare.

Un avantaj al compozițiilor de negru de fum, conform invenției, este acela că toate compozițiile cu negru de fum sub formă uscată, conform invenției, au proprietăți de manipulare îmbunătățite comparativ cu negru de fum pufos sau peletizat convențional.

Un alt avantaj al compozițiilor polimere conform invenției este acela că ele prezintă proprietăți reologice de prelucrare sau mecanice îmbunătățite.

Alte avantaje ale compozițiilor pe bază de negru de fum și ale compozițiilor polimere conform invenției sunt evidente din prezentarea detaliată a invenției.

Invenția se referă la compoziții de negru de fum care, sub formă uscată, au caracteristici de manipulare îmbunătățite și care conferă performanțe superioare compozițiilor polimere.

Compozițiile de negru de fum cuprind: negru de fum și 0,1 %...5O %, de preferință

1...20 % în greutate din cel puțin un liant ales din una din următoarele grupe:

i) un alcool polihidroxilic etoxilat având cel puțin 3 grupe hidroxil per moleculă înainte de etoxilare, în care numărul total de molecule de etilenoxid per alcool polihidroxilic este de cel puțin 3; de preferință, alcoolul polihidroxilic este ales din grupa formată din trietanolamină, glicerină, pentaeritritol, sorbitol, sorbitan, sucroză sau o poligliceridă și/sau numărul total de molecule de etilenoxid per alcool polihidroxilic variază de la 3 la 500 și mai preferat variază de la 5 la 100;

ii) un ester de acid alchil carboxilic și alcool polihidroxilic etoxilat având cel puțin 3 grupe hidroxil per moleculă înainte de etoxilare,în care acidul alchil carboxilic are 8...30 atomi de carbon și poate fi saturat sau nesaturat, și în care funcționalitatea monoester este de cel puțin 80 %, restul fiind funcționalitate diester și în care numărul de molecule de etilenoxid per ester de alcool polihidroxilic este de cel puțin 3;de preferință, alcoolul polihidroxilic este ales din grupa formată din trietanolamină, glicerină, pentaeritritol, sorbitol, sorbitan, sucroză sau o poligliceridă și/sau numărul total de molecule de oxid de etilenă per ester de alcool polihidroxilic variază de la 3 la 500 și mai preferat variază de la 5 la 100;

iii) un ester de acid alchil carboxilic cu un alcool polihidroxilic având cel puțin 3 grupe hidroxil per moleculă înainte de esterificare, în care acidul alchil carboxilic are 8...30 atomi de carbon, și poate fi saturat sau nesaturat, și în care funcționalitatea mono-ester este de cel puțin 80 % restul fiind funcționalitate d/’-ester; de preferință, alcoolul polihidroxilic este ales din grupa formată din: trietanolamină, glicerină, pentaeritritol, sorbitol, sorbitan, sorbitol și o poligliceridă;

RO 121129 Β1 iv) un ester de acid alchil carboxilic etoxilat cu un alcool polihidroxilic având cel puțin 1 grupe hidroxil per moleculă înainte de esterificare, în care acidul carboxilic are 8...30 atomi de carbon, și poate fi saturat sau nesaturat, și în care funcționalitatea monoester este de cel 3 puțin 80 % restul fiind o funcționalitate diester, și în care numărul de molecule de etilenoxid per ester de alcool polihidroxilic este de cel puțin 3; de preferință alcoolul polihidroxilic este 5 ales din grupa formată din: trietanolamină, glicerină, pentaeritritol, sorbitol, sorbitan și o poligliceridă și/sau numărul total de molecule de etilen oxid per ester de alcool polihidroxilic 7 variază de la 3 la 500 și mai preferat variază de la 5 la 100;

v) un bloc copolimer polietilen oxid-polipropilen oxid-polietilen oxid. 9

Se preferă ca lianții din grupele i, ii, iii, iv și v să aibă o valoare HLB cuprinsă între 8,0 și 30. Valoarea HLB poate fi determinată în modul descris anterior. 11

Deși în compozițiile conform invenției se poate folosi orice fel de negru de fum, de preferință, negru de fum trebuie să aibă o suprafață specifică la azot (N₂SA) între 15 și 13 1800 m²/g, o valoare a absorbției de dibutil ftalat (DBP) de 50...350 cm³/100g și o valoare a absorbției de bromură de cetii trimetilamoniu (CTAB) de 15...1500 m²/g. 15

Compozițiile de negru de fum potfi obținute prin orice tehnică convențională de combinare a negrului de fum cu componentele uscate sau apoase. De preferință, compozițiile 17 de negru de fum se obțin prin pretratarea negrului de fum cu liantul. Compozițiile de negru de fum pot fi obținute, în formă uscată, printr-un proces convențional de peletizare. De 19 exemplu, compozițiile de negru de fum conform invenției pot fi obținute prin contactarea negrului de fum pufos într-un peletizator cu ace cu o soluție apoasă conținând un liant ales 21 din grupa de compuși menționată anterior și în care nivelul de liant în apa de peletizare este de 0,5 %...5O % și încălzirea peleților umezi în condiții de temperatură și timp controlate, 23 astfel încât să se îndepărteze apa din peleți, dar liantul să nu sufere descompunere substanțială, și nivelul final de liant pe negru de fum să fie de 0,1 %...4O %. Prepararea 25 soluțiilor apoase conținând compozițiile cu liant folosite în prezenta invenție este la îndemâna specialiștilor în domeniu. 27

Peletizatoarele cu ace care pot fi utilizate pentru obținerea compozițiilor conform invenției sunt cunoscute în domeniu și includ peletizatoarele descrise în brevet US 3528785, 29 care este: inclus ca referință în prezenta descriere. Brevetul US 3528785 prezintă, de asemenea, un procedeu convențional de peletizare, care poate fi folosit pentru obținerea compo- 31 zițiilor conform invenției.

Prezenta invenție include și compoziții de polimer noi care conțin: 33

- un component polimeric și 0,1 ...65 %,de preferință 0,1 ...20 %, în greutate, compoziție conținând negru de fum și 0,1 ...50 %, de preferință 1 ...20 %, din cel puțin un liant ales 35 din una din următoarele grupe:

i) un alcool polihidroxilic etoxilat având cel puțin 3 grupe hidroxil per moleculă înainte 37 de etoxilare, în care numărul total de molecule de etilen oxid per alcool polihidroxilic este de cel puțin 3; de preferință, alcoolul polihidric este ales din grupa formată din trietanolamină, 39 glicerină, pentaeritritol, sorbitol, sorbitan, sucroză sau o poligliceridă și/sau numărul total de molecule de etilen oxid per alcool polihidroxilic variază de la 3 la 500 și, mai preferat, variază 41 de la 5 la 100;

ii) un ester de acid alchil carboxilic și alcool polihidroxilic etoxilat având cel puțin 3 43 grupe hidroxil per moleculă înainte de etoxilare, în care acidul alchil carboxilic are 8...30 atomi de carbon și poate fi saturat sau nesaturat, și în care funcționalitatea monoester este 45 de cel puțin 80 % restul fiind funcționalitate diester, și în care numărul de molecule de etilen oxid per ester de alcool polihidroxilic este de cel puțin 3; de preferință alcoolul polihidroxilic 47 este ales din grupa formată din trietanolamină, glicerina, pentaeritritol, sorbitol, sorbitan,

RO 121129 Β1 sucroză sau o poligliceridă și/sau numărul total de molecule de oxid de etilenă per ester de alcool polihidroxilic variază de la 3 la 500 și mai preferat variază de la 5 la 100;

iii) un ester de acid alchil carboxilic cu un alcool polihidroxilic având cel puțin 3 grupe hidroxil per moleculă înainte de esterificare, în care acidul alchil carboxilic are 8...30 atomi de carbon, și poate fi saturat sau nesaturat, și în care funcționalitatea monoester este de cel puțin 80 %, restul fiind funcționalitate diester; de preferință, alcoolul polihidroxilic este ales din grupa formată din: trietanolamină, glicerina, pentaeritritol, sorbitol, sorbitan, sorbitol și o poligliceridă;

iv) un ester de acid alchil carboxilic etoxilat cu un alcool polihidroxilic având cel puțin 3 grupe hidroxil per moleculă înainte de esterificare, în care acidul carboxilic are 8...30 atomi de carbon, și poate fi saturat sau nesaturat, și în care funcționalitatea monoester este de cel puțin 80 % restul fiind o funcționalitate diester, și în care numărul de molecule de etilen oxid per ester de alcool polihidroxilic este de cel puțin 3; de preferință, alcoolul polihidroxilic este ales din grupa formată dinrtrietanolamină, glicerina, pentaeritritol, sorbitol, sorbitan și o poligliceridă și/sau numărul total de molecule de etilen oxid per ester de alcool polihidroxilic variază de la 3 la 500 și mai preferat variază de la 5 la 100;

v) un bloc copolimer polietilen oxid-polipropilen oxid-polietilen oxid.

De preferință, negru de fum se pretratează cu un component liant, negru de fum și liantul preferate pentru compozițiile de negru de fum conform invenției sunt menționate anterior. De exemplu, se preferă ca liantul să aibe o valoare HLB de 8,0...30. Compozițiile polimere pot include și alți aditivi convenționali cum arfi pigmenți, agenți de ranforsare ș.a.

Deși în compozițiile de polimer conform invenției se pot folosi orice polimeri, polimerii preferați a fi folosiți includ, dar nu se limitează la:

a) homo sau copolimeri și polimeri grefați ai etilenei în care comonomerii sunt aleși dintre butenă, hexenă, propenă, octenă, acetat de vinii, acid acrilic, acid metacrilic, esteri ai acidului acrilic, esteri ai acidului metacrilic, anhidridă maleică, semiesteri ai anhidridei maleice și monoxid de carbon;

b) elastomeri aleși dintre cauciuc natural, polibutadienă, poliizopren, cauciuc stiren-butadienic statistic (SBR), policloropren, acrilonitril-butadienă, co- și terpolimeri etilenă-propilenă;

c) homo și copolimeri ai stirenului, incluzând polimerul linear și radial stiren-butadienă-stiren, acrilonitril-butadienă-stiren (ABS) și stiren-acrilonitril (SAN);

d) polieter sau poliester polioli lineari și ramificați;

e) poliesteri și poliamide cristaline și amorfe;

f) rășini alchidice, acizi rezinici sau esteri rezinici, rășini de hidrocarburi obținute prin polimerizare termică sau Friedel Crafts a monomerilor dienici ciclici cum ar fi diciclopentadiena, indenul, cumenul și

g) uleiuri de hidrocarburi cum ar fi uleiul parafinic, uleiul naftenic și uleiul naftenic hidrogenat.

Compozițiile de polimer, conform invenției, potfi obținute în mod cunoscut în domeniu pentru combinarea polimerilor cu componente uscate sau apoase.

Din compozițiile de polimer conform invenției se pot obține articole tehnice cu utilizări diverse.

Pentru utilizare pentru sârme și cabluri semiconductoare, o formulare tipică cuprinde:

- 25...55 % în greutate o compoziție conținând negru de fum și 0,5...10 părți per 100 părți negru de fum, din cel puțin un liant ales din cel puțin una din următoarele grupe:

i) un alcool polihidroxilic etoxilat având cel puțin 3 grupe hidroxil per moleculă înainte de etoxilare, în care numărul total de molecule de etilenoxid per alcool polihidroxilic este de

RO 121129 Β1 cel puțin 3, de preferință alcoolul polihidroxilic este ales din grupa formată din trietanolamină, 1 glicerină, pentaeritritol, sorbitol, sorbitan,sucroză sau o poligliceridă și/sau numărul total de molecule de etilen oxid per alcool polihidroxilic variază de la 3 la 500 și mai preferat variază 3 de la 5 la 100;

ii) un ester de acid alchil carboxilic și alcool polihidroxilic etoxilat având cel puțin 3 5 grupe hidroxil per moleculă înainte de etoxilare, în care acidul alchil carboxilic are 8...30 atomi de carbon și poate fi saturat sau nesaturat, și în care funcționalitatea monoester este 7 de cel puțin 80 % restul fiind funcționalitate diester și în care numărul de molecule de etilen oxid per ester de alcool polihidroxilic este de cel puțin 3, de preferință, alcoolul polihidroxilic 9 este ales din grupa formată din trietanolamină, glicerina, pentaeritritol, sorbitol, sorbitan, sucroză sau o poligliceridă și/sau numărul total de molecule de oxid de etilena per ester de 11 alcool polihidroxilic variază de la 3 la 500 și mai preferat variază de la 5 la 100;

iii) un ester de acid alchil carboxilic cu un alcool polihidroxilic având cel puțin 3 grupe 13 hidroxil per moleculă înainte de esterificare, în care acidul alchil carboxilic are 8......30 atomi de carbon, și poate fi saturat sau nesaturat, și în care funcționalitatea monoester este de cel 15 puțin 80 %, restul fiind funcționalitate diester; de preferință, alcoolul polihidroxilic este ales din grupa formată din: trietanolamină, glicerină, pentaeritritol, sorbitol, sorbitan, sorbitol și o 17 poligliceridă;

iv) un ester de acid alchil carboxilic etoxilat cu un alcool polihidroxilic având cel puțin 19 3 grupe hidroxil per moleculă înainte de esterificare, în care acidul carboxilic are 8...30 atomi de carbon și poate fi saturat sau nesaturat și în care funcționalitatea monoester este de cel 21 puțin 80 %, restul fiind o funcționalitate diester și în care numărul de molecule de etilenoxid per ester de alcool polihidroxilic este de cel puțin 3, de preferință alcoolul polihidroxilic este 23 ales din grupa formată din: trietanolamină, glicerina, pentaeritritol, sorbitol, sorbitan și o poligliceridă și/sau numărul total de molecule de etilenoxid per ester de alcool polihidroxilic 25 variază de la 3 la 500 și mai preferat variază de la 5 la 100;

v) un bloc copolimer polietilen oxid-polipropilen oxid-polietilen oxid; 27

- până la 2 %, în greutate, un stabilizator sau antioxidant;

- până la 5 %, în greutate,peroxid organic, de preferință dicumil peroxid; 29

- până la 10 %, în greutate, vinii silan;

restul fiind un polimer sau un amestec de polimeri aleși din următoarea grupă: homopolimer 31 al etilenei; etilena copolimerizată cu una sau mai multe alfa olefine, cum arfi propilena, butena sau hexena; etilena copolimerizată cu propilena și un monomer dienic, de preferință 33 norbornenă și copolimer al etilenei cu unul sau mai mulți monomeri aleși dintre acetat de vinii, acid acrilic acid metacrilic, esteri ai acidului acrilic sau metacrilic conținând 1 ...8 atomi de 35 carbon, anhidridă maleică sau monoester derivat de la acidul fumărie sau maleic, clorură de vinii sau clorură de viniliden. 37

Compozițiile semiconductoare vulcanizabile, conform invenției, pot să conțină în plus un polimer aditiv cum arfi elastomerul acrilonitril-butadienă conținând 25...55 % în greutate 39 acrilonitril.

Pentru utilizare drept compoziție de preamestec, o formulare tipică conform invenției 41 poate cuprinde:

- 70...40 % în greutate homopolimer sau copolimer al etilenei, în care comonomerul 43 este ales dintre hexenă, propenă, butenă, octenă sau acetat de vinii și

- 30...60 % în greutate compoziție care conține negru de fum și 0,1 ...50 % în greutate, 45 din cel puțin un component liant ales din una din următoarele grupe:

i) un alcool polihidroxilic etoxilat având cel puțin 3 grupe hidroxil per moleculă înainte 47 de etoxilare, în care numărul total de molecule de etilenoxid per alcool polihidroxilic este de

RO 121129 Β1 cel puțin 3, de preferință alcoolul polihidroxilic este ales din grupa formată din trietanolamină, glicerină, pentaeritritol, sorbitol, sorbitan, sucroză sau o poligliceridă și/sau numărul total de molecule de etilenoxid per alcool polihidroxilic variază de la 3 la 500 și, mai preferat, variază de la 5 la 100;

ii) un ester de acid alchil carboxilic și alcool polihidroxilic etoxilat având cel puțin 3 grupe hidroxil per moleculă înainte de etoxilare, în care acidul alchil carboxilic are 8...30 atomi de carbon și poate fi saturat sau nesaturat, în care funcționalitatea monoester este de cel puțin 80 %, restul fiind funcționalitate diester, și în care numărul de molecule de etilenoxid per ester de alcool polihidroxilic este de cel puțin 3; de preferință variază de la 3 la 500, mai preferat variază de la 5 la 100, și în care alcoolul polihidroxilic este ales din grupa formată din trietanolamină, glicerină, pentaeritritol, sorbitol, sorbitan, sucroză sau o poligliceridă;

iii) un ester de acid alchil carboxilic cu un alcool polihidroxilic având cel puțin 3 grupe hidroxil per moleculă înainte de esterificare, în care acidul alchil carboxilic are 8...30 atomi de carbon și poate fi saturat sau nesaturat, și în care funcționalitatea mono-ester este de cel puțin 80 %, restul fiind funcționalitate d/-ester; de preferință alcoolul polihidroxilic este ales din grupa formată din: trietanolamină, glicerina, pentaeritritol, sorbitol, sorbitan, sorbitol și o poligliceridă;

iv) un ester de acid alchil carboxilic etoxilat cu unalcool polihidroxilic având cel puțin 3 grupe hidroxil per moleculă înainte de esterificare, în care acidul carboxilic are 8...30 atomi de carbon, și poate fi saturat sau nesaturat, și în care funcționalitatea monoester este de cel puțin 80 %, restul fiind o fucționalitate diester, și în care numărul de molecule de etilenoxid per ester de alcool polihidroxilic este de cel puțin 3, de preferință variază de la 3 la 500, mai preferat variază de la 5 la 100, și în care alcoolul polihidroxilic este ales din grupa formată din: trietanolamină, glicerina, pentaeritritol, sorbitol, sorbitan și o poligliceridă;

v) un bloc copolimer polietilen oxid-polipropilen oxid-polietilen oxid; de preferință, compoziția polimeră este polietilenă, polietilenă de densitate joasă, polietilenă lineară de densitate joasă, polietilenă de densitate înaltă sau o ceară de polietilenă. Compoziția de preamestec poate să includă suplimentar antioxidanți, descompunători de peroxizi, stabilizatori de lumină de tip amine împiedicate steric, adsorberi UV benzofenonă substituită sau auxiliari de prelucrare.

Eficacitatea și avantajele diferitelor aspecte și realizări ale prezentei invenții sunt ilustrate, în continuare, prin 52 de exemple de realizare, nelimitative, în care se folosesc procedeele de testare descrise în cele ce urmează.

Pentru evaluarea proprietăților analitice ale negrului de fum se folosesc următoarele teste. Valoarea DBP (valoarea adsorpției de dibutil ftalat) a negrului de fum utilizat, exprimată ca centimetri cubi de DBP per 100 g negru de fum (cm³/100g), se determină conform procedeului din ASTM D2414. Suprafața specifică la azot (N2SA) a negrului de fum utilizat în exemple, exprimată ca metri pătrați per gram (m² /g), se determină conform ASTM D3 037 Metoda A.

Peleții de negru de fum descriși în exemplele următoare se evaluează prin următoarele teste. Rezistența pelețilorse determină conform ASTM D1937. Sfărâmarea pelețilorse evaluează folosind o versiune modificată a ASTM D4324, în care procedeul de testare se modifică pentru a genera nivelul de praf după agitarea probelor timp de 5 min.

Conținutul de umiditate al peleților se determină prin uscarea probelor la greutate constantă într-o etuvă cu circulație de aer la temperatura de 150’C și calcularea procentului de umiditate prin compararea greutății înainte de uscare cu greutatea după uscare.

Compozițiile polimere, inclusiv compozițiile de preamestec, descrise în exemple se testează prin testele prezentate mai jos.

RO 121129 Β1

Indicele topiturii se determină conform ASTM D1238. 1

Creșterea presiunii compozițiilor de preamestecse determină prin introducerea unei site de 325 mesh (mărimea găurilor47)în spatele plăcii brekerului unui extrudercu un singur 3 șnec de 0,025 m(l/ inch) prevăzut cu un traductor de presiune pentru a măsura variația de presiune în regiunea sitei. 5

Viscozitatea compozițiilor polimere se măsoară folosind un viscozimetru Carri-Med CS, fabricat și comercializat de TA Instruments din Wilmington, Delaware, la temperatură și 7 la o viteză de forfecare specificată în exemple.

Trecerile prin valțul cu trei role se evaluează prin trecerea compozițiilor polimere 9 printr-un valț cu trei role și înregistrarea numărului de treceri necesare pentru a genera zero crăpături pe aparatul Hegman și, de asemenea, se înregistrează și valoarea de nisip 11 rezidual.

Dispersia probelor diluate se determină prin diluarea compozițiilor de preamestec 13 până la o încărcare de 2 % în greutate, negru de fum cu rășină EVA într-un amestecător Brabender care operează la temperatura de 85°C și 50 rot/min. Timpul de amestecare este 15 de 2 min. Probele sunt apoi presate între lamele microscopului și se determină dispersia la o mărire de 100X prin metoda de evaluare Cabot Corporation în care numerele (1 - 6) se re- 17 feră la mărimea particulelor nedispersate, 1 fiind pentru cele mici și 6 pentru mari; și literele (A-E)se referă la numărul de particule percâmp vizual, A fiind 1 -2 particule și E fiind pentru 19 mai mult de 50 particule. Numerele mici și primele litere indică o dispersie mai bună, astfel IA indică o dispersie bună, iar 6E indică o dispersie slabă. 21 în exemplele 18-26, dispersia peleților de negru de fum s-a determinat prin măsurarea numărului și mărimii imperfecțiunilor benzii formate dintr-un compus care are încorpo- 23 rat peleți, folosind un microscop optic de 100X și o sursă de lumină reflectată.

Compozițiile polimere s-au evaluat din punct de vedere al exfolierii folosind următoa- 25 rea tehnică. Compozițiile conținând 40 % negru de fum în rășină etilenă-acetat de vinii s-au compoundat într-un amestecător Brabender cu 1 % dicumil peroxid, menținând temperatura 27 sub 150°C. Materialul s-a transferat într-o presă hidraulică încălzită (temperatura 130°C) și s-a obținut o placă de 1,2 mm. în mod similar s-a obținut o placă cu un conținut de 1 % dicu- 29 mii peroxid. Cele două plăci s-au laminat împreună la o presiune de 7,030 kg/cm² (100 psi) și s-au vulcanizat la temperatura de 180 °C timp de 15 min. Laminatul s-a lăsat să se ră- 31 ceașcă la temperatura ambiantă, sub presiune. S-a înregistrat forța de delaminare la un unghi de exfoliere de 180° și o viteză de separare de 0,10 m/min.(3,94 inch/min); rezultatele 33 reprezintă media a 28 teste de exfoliere.

Modulul, rezistența și alungirea compozițiilor polimere se măsoară prin procedeul 35 conform ASTM D 412.

Duritatea Shore A a compoundurilor de cauciuc se determină conform ASTM 37 D-2240-86.

Momentul de torsiune maxim se determină din curba sarcină motor în funcție de timp, 39 într-un amestecător Brabender.

Torsiunea de descărcare (Nm) se determină din valoarea torsiunii finale la sfârșitul 41 ciclului de amestecare.

Energia totală (Nm) se determină prin calcularea ariei de sub curba completă de 43 amestecare.

MDR@ 170 °C T50(m.m) și T90(m.m) se determină conform procedeului din ASTM 45 2084.

Viscozitatea Mooney (ML(1 +4)@ 100 °C se determină conform procedeului din ASTM 47

1646.

RO 121129 Β1

Duritatea IRHD se determină conform procedeului ASTM D1415.

Eficiența și avantajele prezentei invenții vor fi ilustrate prin următoarele exemple.

Exemplele 1 4. Exemplele 1 - 4 ilustrează utilizarea și avantajele compozițiilor de negru de fum, conform invenției, comparativ cu peleții convenționali din negru de fum, în utlizări pentru fibre polipropilenice.

S-au obținut patru compoziții de peleți de negru de fum A, B, C și D prin introducerea a 400 g de negru de fum pufos, identificat ca CB-1, cu o valoare DBP de 60 cm³/100 g și o suprață specifică la azot de 112 m²/g, într-un peletizator împreună cu o soluție conținând 20 g liant și 300 g apă. Liantul folosit pentru fiecare compoziție de peleți este prezentat în tabelul de mai jos.

Compoziție pelet	Liant
A	Apă
B	5 % sorbitan monostearat etoxilat cu 20 moli (grupul iv)
C	5 % sorbitan monooleat etoxilat cu 5 moli (grupul iv)
D	5 % sorbitan monooleat etoxilat cu 20 moli (grupul iv)

Compoziția A de peleți din negru de fum a fost de comparație, compozițiile de peleți din negru de fum B, C și D au fost conform invenției.

Amestecul negru de fum/liant s-a agitat timp de 5 min la o rotație de 800 rot/min. Peleții rezultați s-au uscat la temperatura de 120°C până conținutul de umiditate al pelețilora fost sub 0,51. Rezistența peleților pentru fiecare compoziție a fost evaluată calitativ. Rezultatele sunt prezentate în tabelul 1.

Peleții din negru de fum s-au combinat cu homopolimer de polipropilenă cu indice al topiturii de 35 într-un extruder cu șnec dublu pentru a se obține un preamestec care conține 35 % în greutate negru de fum, restul fiind polipropilenă și liant.

Compoziția de polipropilenă s-a introdus într-un extruder cu un singur șnec până la condițiile presiunii de echilibru. S-a introdus preamestecul și s-a înregistrat variația presiunii conform procedeului descris anterior. Rezultatele sunt prezentate în tabelul 1.

Tabelul 1

Compoziția peleților de negru de fum	Rezistența peleților	Creșterea presiunii (kg/cm²)/g
A	mică	0,342 (4,86 psi/g)
B	mare	0,305(4,34 psi/g)
C	mare	0,299(4,25 psi/g)
D	mare	0,209 (2.97 psi/g)

Aceste rezultate indică că compozițiile de negru de fum B, C și D, conform invenției, au o rezistență îmbunătățită a peleților comparativ cu compoziția A obținută numai cu apă. în plus, reducerea creșterii de presiune în compozițiile de preamestec conținând negru de fum B, C și D, conform invenției, comparativ cu compoziția de preamestec care conține compoziție de negru de fum, are ca efect reducerea frecvenței de variație a filierei într-o linie

RO 121129 Β1 de producție a fibrelor și, prin urmare, capacitatea de operare se îmbunătățește, și costurile 1 de operare se reduc.

Exemplele 5-10. Exemplele 5-10 ilustrează utilizarea și avantajele compozițiilor 3 de negru de fum conform invenției, comparativ cu peleții convenționali de negru de fum, în aplicații la fibre polipropilenice. 5

S-au obținut două compoziții de peleți de negru de fum, E și F, într-un procedeu continuu, prin combinarea negrului de fum pufos, identificat ca CB-2, având o valoare DBP de 7 112 cm ³/100 g și o suprafață specifică la azot de 60 m²/g, într-un peletizator cu ace discontinuu, cu o soluție de liant. Peleții s-au obținut într-un peletizator cu ace continuu care ope- 9 rează la o rotație de 800 rot/min, obținându-se peleți umezi cu un conținut mediu de apă de 50 %. Peleții umezi s-au uscat într-un tambur rotativ încălzit, obținându-se peleți uscați, cu 11 un conținut de umiditate sub 0,6 %.

Liantul folosit în fiecare compoziție de peletizare este prezentatîn tabelul de mai jos. 13

Compoziția peleților	Liant
E	Apă
F	2 % sorbitan monooleat etoxilat cu 20 moli (grupul iv)

S-au făcut 4 experimentări cu compoziția E și două cu compoziția F. Compoziția E a peletului de negru de fum a fost o compoziție de control și compoziția F a fost compoziție de negru de fum conform invenției.

Peleții s-au evaluat din punct de vedere al rezistenței peletului și al uzurii folosind procedeele descrise anterior. în plus, peleții s-au folosit pentru obținerea unui preamestec, ca în exemplele 1 -4, și creșterea presiunii s-a determinat în modul descris anterior. Rezultatele sunt prezentate în tabelul 2.

Tabelul 2

Compoziția peleților de negru de fum		Rezistența peleților (kilograme)	Praf (%) 5 min.	Creșterea Presiunii (kg/cm²)/g
E	Exp.1	6,80 (15 Ibs.)	1,2	0,773(11,0 psi/g)
E	Exp.2	6,35 (14 Ibs.)	1,2	0,801(11.4 psi/g)
E	Exp.3	7,26 (16 Ibs.)	2,8	0,907(12,9 psi/g)
E	Exp.4	8,16 (18 Ibs.)	1,6	0,640(9,1 psi/g)
F	Exp.1	19,95 (44 Ibs.)	0.4	0.513(7,3 psi/g)
F	Exp.2	26,30 (58 1 bs)	0,2	0,372 (5,3 psi/g)

RO 121129 Β1

Aceste rezultate ilustrează îmbunătățirea semnificativă a rezistenței peleților și rezistența la uzură prin încorporarea unui liant de tipul celui utilizat în prezenta invenție în timpul procesului de peletizare în prepararea compoziției F conform invenției. Compoziția F a peletului de negru de fum, conform invenției, are o dispersie îmbunătățită comparativ cu compoziția E a peletului de negru de fum peletizat în mod convențional cu apă, după cum se vede din reducerea creșterii de presiune atunci când se extrudează printr-o filieră, ceea ce are ca efect o productivitate îmbunătățită la un cost de operare redus.

Exemplele 11-14. Exemplele 11-14 ilustrează avantajele compozițiilor peleților de negru de fum conform invenției pentru utilizări în domeniul poliuretanilor.

Se peletizează două tipuri de negru de fum pufos, identificate ca CB-3 și CB-4, pentru a se obține compoziții de peleți de negru de fum. negru de fum CB-3 și CB-4 au proprietățile analitice prezentate mai jos:

Negru de fum pufos	DBP	N2SA
CB-3	112cm³/100g	58 m²/g
CB-4	140 cm³/100g	68 m²/g

Patru compoziții de peleți de negru de fum, G, Η, I și J s-au obținut într-un proces continuu prin combinarea negrului de fum într-un peletizator cu ace împreună cu o soluție de liant.

Peleții s-au obținut într-un peletizator cu ace continuu la o viteză a rotorului de 1000 rot/min și s-au uscat într-un tambur rotativ pentru a se obține peleți cu un conținut de umiditate sub 0,3 %. Liantul și negru de fum utilizat în fiecare compoziție este prezentat în tabelul de mai jos.

Compoziția peletelui	Negru de fum	Liant
G	CB-3	apă
H	CB-3	2 % sorbitan monooleat cu 20 moli etilen oxid (grupa iv)
I	CB-4 apă	apă
J	CB-4	2 % sorbitan monooleat cu 20 moli etilen oxid (grupa iv)

Compozițiile de peleți din negru de fum, G și I au fost compoziții de control, și compozițiile H și J au fost compoziții conform invenției.

Peleții s-au evaluat din punct de vedere al rezistenței peleților în modul prezentat anterior. Rezultatele au fost următoarele:

Compoziția peletelui	Rezistența peletului - kg
G	6,35 - 7,26 (14 -16 pound)
H	23,13 (51 pound)
I	4,53 (10 pound)
J	11,79 (26 pound)

RO 121129 Β1

Compozițiile de peleți de negru de fum G, Η, I și J s-au compoundat într-un polieter 1 poliol cu o viscozitate de 150 mPa.s la 25’C și un conținut de hidroxil de 3,5 % pentru a obține o pastă de negru de fum 30 %. în plus, compoziția de polieter poliol s-a obținut prin corn- 3 poundarea negrului de fum CB-4 cu negru de fum CB-4 cu un poliol și adăugarea unui liant 2 % sorbitan monooleat cu 20 moli de oxid de etilenă direct în poliol. Fiecare operație de 5 compoundare a implicat pre-dispersia la o viteză de forfecare înaltă, într-un amestecător Dispermat, timp de 5 min la o viteză de 2 000 rot/min. 7

Pasta s-a transformat apoi pe un valț cu trei role pentru reducerea finală a dimensiunii. Numărul de treceri prin valțul cu trei role necesar pentru a genera exfoliere zero pe un9 dispozitiv Hegman s-a înregistrat împreună cu valoarea “nisipului” rezidual.

Pasta s-a diluat apoi și viscozitatea s-a măsurat pe un viscozimetru Carri-Med CS la 11 o viteză de forfecare de 300 s-1. Rezultatele sunt prezentate în tabelul 3.

Tabelul 313

Compoziția peleților negru de fum	Numărul de treceri de rolă triplă	“nisip” (microni)	Viscozitate efort de forfecare (dyne/cm^z)
G	5	37	2800
H	5	19	1900
I	6	17	1860
J	5	17	1400
CB-4, Liantul adăugat la poliol	7	26	1790

Experimentele de mai sus ilustrează rezistența și dispersia, îmbunătățite, ale peleților,23 și o viscozitate redusă a compoundului a compozițiilor peleților de negru de fum H și J conform invenției, comparativ cu folosirea compozițiilor de negru de fum G și H peletizat numai 25 cu apă. Datele demonstrează, de asemenea, avantajele încorporării unui liant direct pe negru de fum (prin pretratarea negrului de fum cu un liant), comparativ cu adăugarea liantului 27 la sistemul polimeric.

Acest exemplu este reprezentativ pentru spuma poliuretanică și pentru etanșanți și 29 demonstrează îmbunătățirile obținute în dispersia și reologia compozițiilor polimere care conțin compoziții de negru de fum conform invenției. Reducerea viscozității permite folosirea 31 presiunilor joase la aplicarea etanșanților poliuretanici, fie la punerea directă a geamurilor, fie în unitățile de punere a geamurilor duble sau triple. 33

Exemplele 15-17. Aceste exemple ilustrează avantajele folosirii compozițiilor de negru de fum conform invenției în formulări de cerneală. 35

Compozițiile de negru de fum G și H din exemplele 11-14 s-au evaluat într-o cerneală lucioasă pe bază de ulei, tipică, folosind același procedeu ca cel din exemplele 11-14. 37 în acest caz sistemul de bază a fost a fost un ulei (McGee 47) și o rășină termorigidă (Lawter Vehicle 3477) într-un raport gravimetric de 1: 9. O a treia formulare de cerneală s-a obținut 39 prin adăugare de sorbitan monooleat cu 20 moli de etilenoxid, la o compoziție de negru de fum G și ulei utilizat în procesul de compoundare. 41

Operația de compoundare implică pre-dispersia, la viteză de forfecare mare, într-un amestecător Dispermat, timp de 5 min la o viteză de 2000 rot/min. Pasta s-a transferat apoi 43 pe un valț cu trei role pentru reducerea finală a mărimii.S-a determinat numărul de treceri prin valțul cu trei role necesar pentru a produce exfoliere zero pe un dispozitiv Hegman 45 împreună cu valoarea nisipului rezidual. Pasta s-a diluat cu poliol pentru a se obține o

RO 121129 Β1 încărcare de 12 % negru de fum și s-a măsurat viscozitatea pe un viscozimetru Carri-Med CS la o viteză de forfecare 300 s’¹. Rezultatele sunt prezentate în tabelul 4.

Tabelul 4

Compoziția peleților negru de fum	Numărul de treceri de rolă triplă	“nisip” (microni)	Viscozitate efort de forfecare (dyne/cm²)
G	5	18	330
H	4	15	165
G, cu liant adăugat uleiului	4	17	240

Aceste rezultate demonstrează dispersia îmbunătățită și viscozitatea redusă, obținută când compoziția de liant folosită în compozițiile de negru de fum conform invenției este încorporată fie pe negru de fum, fie adăugat direct la purtătorul de cerneală. încorporarea liantului pe negru de fum prezintă îmbunătățirea cea mai bună. Liantul contribuie la reducerea timpului de amestecare pentru cerneală, iar viscozitatea redusă și dispersia îmbunătățită reduc uzura în aplicații.

Exemplele 18-26. Exemplele 18-26 ilustrează utilizarea compozițiilor de negru de fum conform invenției în compuși semiconductori.

S-au obținut trei compoziții de peleți de negru de fum K, L și M prin combinarea negrului de fum pufos, notat prin CB-5, având o valoare DBP de 140 cm³/100 g și o suprafață specifică la azot de 70 m²/g, într-un peletizator cu ace, împreună cu o soluție de liant. Negru de fum s-a combinat cu diferite soluții de liant într-un peletizator cu ace care operează la 1050 rot/min pentru a se obține peleți umezi cu un conținut de sorbitan monooleatcu 20 moli de oxid de etilenă până la 4. Peleții s-au uscat într-un tambur rotativ pentru a se obține peleți uscați cu un conținut de umiditate sub 0,6 %. Liantul folosit în fiecare compoziție de peletizare este prezentat în tabelul de mai jos.

Compoziție pelet	Liant
K	apă
L	2 % sorbitan monooleat cu 20 moli oxid de etilenă (grupul iv)
M	4 % sorbitan monooleat cu 20 moli oxid de etilenă (grupul iv)

Negru de fum s-a compoundat într-o rășină etilenă-acetat de vinii (conținut de acetat de vinii 40 %, indicele topiturii 3), folosind un extruder cu șnec dublu, pentru a se obține un compound cu un conținut de 40 % negru de fum. Compoundul s-a extrudat apoi pentru a se obține o bandă și s-a evaluat nivelul de dispersie al negrului de fum prin măsurarea numărului și mărimii imperfecțiunilor suprafeței folosind un microscop optic (100x) cu sursă de lumină reflectată, prin procedeul descris.

RO 121129 Β1

Rezultatele sunt următoarele:

Compoziție EVA - negru de fum	Suprafața negrului de fum nedispersat
K	0,0470 %
L	0,0056 %
M	0,0067 %

Reducerea negrului de fum nedispersat se reflectă în cablul final extrudat, a cărui suprafață este mai netedă. Reducerea imperfecțiunilor suprafeței stratului de izolație semiconductor reduce frecvența întreruperilor electrice.

Compozițiile EVA care conțin compoziții de negru de fum K și L, prezentate anterior s-au evaluat din punct de vedere al dezizolării pe un substrat de polietilenă folosind următoarea tehnică: compusul cu 40 % negru de fum în rășină etilenă-acetat de vinii s-a compoundat într-un amestecător Brabendercu 1 % dicumil peroxid, menținând temperatura de amestecare sub 150’C. Materialul s-a transferat într-o presă hidraulică încălzită la temperatura de 130’C și s-a format o placă cu o grosime de 1,2 mm. în mod similar s-a format o placă de polietilenă de 2 mm conținând 1 % dicumil peroxid. Cele două plăci s-au laminat împreună la o presiune de 7,030 kg/cm² (100 psi) și s-au expus la un ciclu de vulcanizare la temperatura de 180°C timp de 15 min. Laminatul s-a lăsat să se răcească la temperatura ambiantă sub presiune. S-a înregistrat forța de delaminare la un unghi de exfoliere de 180’ și o viteză de separare de 0,10 m/min (3,94 inch/min); rezultatele reprezintă media a 28 teste de exfoliere:

Compoziție EVA-negru de fum	kg/cm	(lb/0,5 inch)
K	2,33 +/-0,16	(6,55+/-0,46)
L	1,83 +/-0,16	(5,12+/-0,44)

Datele indică o reducere a forței necesare pentru a îndepărta compusul de protecție semiconductor de startul izolator. Acest fapt este important în operațiile de îmbinare a cablurilor sau în efectuarea legăturilor terminale. O forță mai mică are ca efect o operare mai rapidă și minimizează golurile/imperfecțiunile sistemelor care necesită forță înaltă de dezizolare și, ca urmare, se reduc potențialele întreruperi ale curentului electric.

Exemplele 27 - 37. Exemplele 27 - 37 ilustrează folosirea compozițiilor de negru de fum în compoziții de preamestec poliolefinice.

S-au utilizat patru tipuri de negru de fum pentru a obține compoziții de negru de fum conform invenției și compoziții de negru de fum de control. Negru de fum folosit s-a notat cu CB-6, CB-7, CB-8 și CB-9 și are proprietățile prezentate mai jos:

Negru de fum	DBP cm³/100 g	N²SA m²/g
CB-6	140	68
CB-7	135	180
CB-8	136	120
CB-9	168	53

RO 121129 Β1

Negru de fum s-a combinat fie cu apă, fie cu o soluție de sorbitan monooleat cu 20 moli de etilenoxid într-un peletizator continuu care operează la o viteză a rotorului de 1000 rot/min pentru a se obține peleți umezi. Peleții s-au uscat într-o etuvă cu circulație de aer la temperatura de 120°C obținându-se peleți cu un conținut de umiditate sub 0,4 %. Cele 11 compoziții diferite s-au obținut ca mai jos:

Compoziție	Negru de fum	Liant
N	CB-6	apă
O	CB-6	0,5 % sorbitan monooleat cu 20 moli etilen oxid (grupa iv cf.invenției)
P	CB-6	1,0 % sorbitan monooleat cu 20 moli etilen oxid (grupa iv cf.invenției)
Q	CB-6	2,0 % sorbitan monooleat cu 20 moli etilen oxid (grupa iv cf.invenției)
R	CB-6	4,0 % sorbitan monooleat cu 20 moli etilen oxid (grupa iv cf.invenției)
S	CB-7	apă
T	CB-7	2,0 % sorbitan monooleat cu 20 moli etilen oxid (grupa iv cf.invenției)
u	CB-8	apă
V	CB-8	2,0 % sorbitan monooleat cu 20 moli etilen oxid (grupa iv cf.invenției))
w	CB-9	apă
X	CB-9	2,0 % sorbitan monooleat cu 20 moli etilen oxid (grupa iv cf.invenției)

Compozițiile de negru de fum s-au evaluat din punct de vedere al rezistenței peleților și a rezistenței la uzură folosind procedeele descrise. Rezultatele sunt prezentate în tabelul 5.

Tabelul 5

Compoziție	Rezistența peleților kilograme	Praf (%)
		5'	10'
N	11.34(25 Ibs.)	4.4	5.0
0	27.66 (61 Ibs.)	0.5	1.1
P	22.22 (49 Ibs.)	0.6	1.5
Q	24.94 (55 Ibs.)	0.2	0.4
R	22.67 (50 Ibs.)	0.8	0.6
S	19.95 (44 Ibs)	3.6	15.0
T	37.64 (83 Ibs.)	0,3	1,5
u	28,11 (62 Ibs.)	0,8	5,2
V	53,97 (119 Ibs.)	0,2	0,4
w	7,71 (17 Ibs.)	2,5	4,8
X	9.52 (21 Ibs.)	1.2	2.4

RO 121129 Β1

Fiecare din compozițiile de negru de fum s-au compoundatîn mod identic în polietilenă de densitate joasă având un indice al topiturii de 26 folosind un amestecător Brabender pentru a se obține un preamestec cu un conținut de negru de fum de 40 %.

Viscozitatea preamestecului s-a măsurat la temperatura de 130°C și la o viteză de forfecare de 50 s'¹. Rezultatele sunt prezentate în tabelul 6.

Tabelul 6

Compoziție	Viscozitate (Pa.s)
N	5116
O	4045
P	3389
Q	2873
R	2536
S	4329
T	3695
u	4591
V	3804
w	5487
X	4373

Datele din tabelul 6 ilustrează reducerea vâscozității obținute prin folosirea unui negru de fum tratat cu o compoziție de liant conform invenției. Această reducere a viscozității facilitează dispersia preamestecului în polietilenă într-un film obținut prin extrudere prin suflare sau a unui profil extrudat și îmbunătățește și randamentul. Este de așteptat ca îmbunătățirea dispersiei negrului de fum să producă și o îmbunătățire în eficiența pigmentării, a protecției UV și a performanțelor mecanice (e.g. rezistența la tracțiune sau la impact).

Exemplele 38-49. Aceste exemple ilustrează utilizarea diferitelor compoziții de liant pentru a obține compoziții de negru de fum, conform invenției, și avantajele folosirii compozițiilor de negru de fum în aplicațiile etilen-acetatului de vinii (EVA).

S-au obținut 11 compoziții de negru de fum HH, II, JJ, KK, LL, MM, NN, 00, PP, QQ și RR prin combinarea a 400 g negru de fum pufos având o valoare DBP de 128 cm³/100 g și o suprafață specifică la azot de 68 m²/g, denumit CB-12, împreună cu 8 g liant dizolvat în 500 g apă, într-un peletizator cu ace. Compozițiile de liant folosite au fost următoarele:

Compoziție	Liant
HH	apă
II	sucroză monoester de acid gras din grăsimi (grupa iii)
JJ	sucroză monostearat (grupa iii)
KK	sucroză distearat
LL	gliceridă etoxilată (grupa i)
MM	trigliceridă etoxilată (grupa i)
NN	agent de suprafață SYNPERONIC PE/L61 (grupa v)

RO 121129 Β1

Tabel (continuare)

Compoziție	Liant
OO	agent de suprafață SYNPERONIC PE/85(grupa v)
PP	agent de suprafață SYNPERONIC PE/F127E (grupa v)
QQ	agent de suprafață SYNPERONIC PE/38E(grupa v)
RR	agent de suprafață SYNPERONIC PE/108E(grupa v)

'Synperonic este o denumire comercială pentru agenții de suprafață produși și comercializați de ICI Chemicals & Polymers și cuprinde copolimeri etilen oxid-propilen oxid. Agenții de suprafață Synperonic PE sunt descriși în Surfactants Europe, ED.2 (editor G.L.Hollis și publicată de Tergo Data, Darlington.UK, ISBN 0 95505473 IX) ca fiind copolimeri polietilen oxid-polipropilen oxid-polietilen oxid.

Amestecul s-a agitat la 800 rot/min timp de 2 min pentru a obține negru de fum peletizat. Peleții de negru de fum s-au uscat la temperatura de 125 °C până la un conținut de umiditate sub 1 %.

Rezistența peleților din compoziție de negru de fum s-a determinat conform procedeului descris. Rezultatele sunt prezentate în tabelul 7.

Fiecare compoziție de negru de fum s-a combinat cu un copolimer etilenă-acetat de vinii conținând 40 % acetat de vinii și un indice al topiturii 3, într-un amestecător Brabender la temperatura de 65°C. Compusul s-a amestecat timp de 6 min la 50 rot/min pentru a se obține un compus dispersat complet conținând 40 % negru de fum. Acești compuși s-au evaluat din punct de vedere al indicelui topiturii (Ml) la temperatura de 190°C folosind o sarcină de 21,6 kg, conform procedeului descris. Rezultatele sunt prezentate în tabelul 9, care indică și HLB pentru fiecare liant.

Tabelul 7

Comp.	Liant	HLB	MPS (kg)	Ml (G/10m)	Disp. Probelor diluate
HH	Apă		0,72 (1,6 1b)	6,58	2C
II	Monoesterul sucrozei acidului gras animal	14,5	6,89 (15,2 1b)	9,86	1C
JJ	Monoesterul sucrozei	15,0	7,16 (15,81b)	6,88	1B
KK	Distearatul sucrozei	12,0	10,34 (22,81b)	9,18	1B
LL	Gliceridă etoxilată	15,7	2,22 (4,9 1b)	8,84	1C

RO 121129 Β1

Tabelul 7 (continuare) 1

Comp.	Liant	HLB	MPS (kg)	Ml (G/10m)	Disp. Probelor diluate
MM	Trigliceridă etoxilată	14,4	3,04 (6,7 1b)	14,00	1D
NN	Agent de suprafață Synperonic PE/L61	16,0	4,26 (9,4 1b)	10,34	1B
OO	Agent de suprafață Synperonic PE/85	16,0	1,31 (2,9 1b)	10,55	1C
PP	Agent de suprafață Synperonic PE/F127E	22,0	1,18 (2,61b)	6,70	1E
QQ	Agent de suprafață Synperonic PE/38E	30,5	1,40 (3,1 1b)	7,90	1B
RR	Agent de suprafață Synperonic PE/108E	27,0	1,59 (3,5 1b)	7,97	1E

Comp.= compoziție; Disp. probelor diluate= dispersia probelor diluate.

Aceste exemple ilustrează îmbunătățirea calității dispersiei și reducerea viscozității cu îmbunătățirea proprietăților de manipulare a peleților în sistemele comerciale. Aceste 21 rezultate se referă la cicluri de amestecare mai scurte și la caracteristici de extrudere îmbunătățite. 23

Exemplele 50 - 52. Aceste exemple ilustrează obținerea compozițiilor de negru de fum conform invenției și avantajele folosirii compozițiilor de negru de fum conform invenției 25 în aplicațiile etilenă- acetat de vinii (EVA).

S-au obținut trei compoziții de negru de fum, SS, TT și UU prin combinarea negrului 27 de fum pufos cu o suprafață specifică la azot de 70 m²/g și o valoare DBP de 140 cm ³/100 g negru de fum, denumit CB-13, cu o soluție de liant care conține sorbitan monooleat într-un 29 peletizator cu ace continuu care operează la 1050 rot/min pentru a se obține peleți umezi. Peleții rezultați conținând fie 0 %, 2 % sau 4 % liant s-au uscat într-un tambur rotativ încălzit 31 pentru a se obține peleți uscați cu un conținut de umiditate sub 0,6 %. Procentul de liant folosit în fiecare compoziție a fost următorul: 33

Compoziție	Liant ( % în greutate)
SS	0,0 % sorbitan monooleat (apă)
TT	2 % sorbitan monooleat (grupa i cf.invenției)
UU	2 % sorbitan monooleat (grupa i cf.invenției)

Negru de fum tratat s-a compoundat în diferiți polimeri folosind un amestecător Brabender la 50 rot/min și cu o temperatură inițială a camerei de 85°C. Compoundurile s-au 41 evaluat din punct de vedere a viscozității topiturii la temperatura de 130’C și la o viteză de forfecare de 50 s'¹. 43

RO 121129 Β1

Polimer	Viscozitate (Pa.s) Procent de liant
	0	2	4
etilenă-acetat de vinii (40 % acetat de vinii,Ml 3,0)	8155	3210	3080
etilenă-acetat de vinii (18 % acetat de vinii,Ml 2,5)	7368	3564	3498
etilenă-acrilat de etil (18% acrilat de etil,Ml 6,0)	7018	3170	2558

Datele indică o reducere semnificativă a viscozității topiturii folosind liantul menționat, ceea ce se reflectă într-o reducere a presiunii din capul filierei în procesul de fabricare a cablurilor. Vizual acest fapt se observă în îmbunătățirea calității extrudatului și în creșterea productivității.

Polimerii utilizați reprezintă tipuri clasice de polimeri folosiți în formulările din domeniul materialelor conductoare și semiconductoare. Polimerii cu un conținut fie de 18 % acetat de vinii, fie cu acrilat de etil sunt folosiți în mod tipic pentru aplicații la conductori sau semiconductori legați, în timp ce polimerul cu un conținut de 40 % acetat de vinii este mai adecvat pentru un produs semiconductor care poate fi dezizolat.

Este evident că exemplele prezentate au scopul numai de a ilustra prezenta invenție și nu de a o limita.

Claims

Revendicări

1. Compoziție de negru de fum, caracterizată prin aceea că conține negru de fum și 0,1...50 % în greutate din cel puțin un liant ales din cel puțin una din următoarele grupe:

i) un alcool polihidroxilic etoxilat având cel puțin 3 grupe hidroxil per moleculă înainte de etoxilare, în care numărul total de molecule de etilenoxid per alcool polihidroxilic este de cel puțin 3;

ii) un ester al unui acid alchil carboxilic cu un alcool polihidroxilic etoxilat având cel puțin 3 grupe hidroxil per moleculă înainte de etoxilare, în care acidul alchil carboxilic are

8...30 atomi de carbon și poate fi saturat sau nesaturat și în care funcționalitatea monoester este de cel puțin 80 % restul fiind o funcționalitate diester și în care numărul de molecule de etilenoxid per ester al alcoolului polihidroxilic este de cel puțin 3;

iii) un ester al unui acid alchil carboxilic cu un alcool polihidroxilic având cel puțin 3 grupe hidroxil per moleculă înainte de esterificare, în care acidul alchil carboxilic are 8...30 atomi de carbon, și poate fi saturat sau nesaturat și în care funcționalitatea monoester este de cel puțin 80 %, restul fiind funcționalitate diester;

iv) un ester al unui acid alchil carboxilic etoxilat cu un alcool polihidroxilic având cel puțin 3 grupe hidroxil per moleculă înainte de esterificare, în care acidul alchil carboxilic are

8...30 atomi de carbon, și poate fi saturat sau nesaturat și în care funcționalitatea monoester este de cel puțin 80 %, restul fiind o funcționalitate diester, iar numărul de molecule de etilenoxid per ester al alcoolului polihidroxilic este de cel puțin 3 și

v) un bloc copolimer polietilenoxid-polipropilenoxid.
2. Compoziție conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că alcoolul polihidroxilic este, de preferință, ales din grupa formată din trietanolamină, glicerină, pentaeritritol, sorbitol, sorbitan, sucroză și o poligliceridă.

RO 121129 Β1
3. Compoziție conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că liantul are o valoare 1

HLB de 8...30.
4. Compoziție conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că liantul este ales 3 din grupa i).
5. Compoziție conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că liantul este ales 5 din grupa ii).
6. Compoziție conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că liantul este ales 7 din grupa iii).
7. Compoziție conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că liantul este ales 9 din grupa iv).
8. Compoziție conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că liantul este ales 11 din grupa v).
9. Compoziție conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că liantul este pre- 13 zent într-o cantitate de 1,0...20 % în greutate.
10. Compoziție conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că numărul total de 15 molecule de oxid de etilenă per alcool polihidroxilic din liant variază de la 3 la 500.
11. Compoziție conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că numărul total de 17 molecule de oxid de etilenă per alcool polihidroxilic din liant variază de la 5 la 100.
12. Compoziție conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că, negru de fum 19 este tratat cu liant.
13. Compoziție de polimer, caracterizată prin aceea că conține un component poli- 21 meric, 0,1...65 % în greutate dintr-o compoziție de negru de fum definită în revendicarea 1 și 0,1 ...50 % în greutate din cel puțin un liant ales din cel puțin una din următoarele grupe: 23

i) un alcool polihidroxilic etoxilat având cel puțin 3 grupe hidroxil per moleculă înainte de etoxilare, în care numărul total de molecule de etilenoxid per alcool polihidroxilic este de 25 cel puțin 3;

ii) un ester al unui acid alchil carboxilic cu un alcool polihidroxilic etoxilat având cel 27 puțin 3 grupe hidroxil per moleculă înainte de etoxilare, în care acidul alchil carboxilic are

8...30 atomi de carbon, și poate fi saturat sau nesaturat, și în care funcționalitatea monoester 29 este de cel puțin 80 %, restul fiind o funcționalitate diester și în care numărul de molecule de etilenoxid per ester al alcoolului polihidroxilic este de cel puțin 3; 31 iii) un ester al unui acid alchil carboxilic cu un alcool polihidroxilic având cel puțin 3 grupe hidroxil per moleculă înainte de esterificare, în care acidul alchil carboxilic are 8...30 33 atomi de carbon, și poate fi saturat sau nesaturat, iar funcționalitatea monoester este de cel puțin 80 %, restul fiind o funcționalitate diester; 35 iv) un ester al unui acid alchil carboxilic etoxilat cu un alcool polihidroxilic având cel puțin 3 grupe hidroxil per moleculă înainte de esterificare, în care acidul alchil carboxilic are 37

8...30 atomi de carbon, și poate fi saturat sau nesaturat, iar funcționalitatea monoester este de cel puțin 80 %, restul fiind o funcționalitate diester, și în care numărul de molecule de eti- 39 lenoxid per ester al alcoolului polihidroxilic este de cel puțin 3 și

v) un bloccopolimer polietilen oxid-polipropilen oxid-polietilen oxid. 41
14. Compoziție conform revendicării 13, caracterizată prin aceea că alcoolul polihidroxilic este, de preferință, ales din grupa formată din trietanolamină, glicerina, 43 pentaeritritol, sorbitol, sorbitan, sucroză și o poligliceridă.
15. Compoziție conform revendicării 13, caracterizată prin aceea că liantul are o 45 valoare HLB de 8,0...30.

RO 121129 Β1
16. Compoziție conform revendicării 13, caracterizată prin aceea că liantul este ales din grupa i).
17. Compoziție conform revendicării 13, caracterizată prin aceea că liantul este ales din grupa ii).
18. Compoziție conform revendicării 13, caracterizată prin aceea că liantul este ales din grupa iii).
19. Compoziție conform revendicării 13, caracterizată prin aceea că liantul este ales din grupa iv).
20. Compoziție conform revendicării 13, caracterizată prin aceea că liantul este ales din grupa v).
21. Compoziție conform revendicării 13, caracterizată prin aceea că, compoziția de negru de fum și liant este prezentă într-o cantitate de 1,0...20 % în greutate.
22. Compoziție conform revendicării 13, caracterizată prin aceea că numărul total de molecule de oxid de etilenă per alcool polihidroxilic al liantului variază de la 3 la 500.
23. Compoziție conform revendicării 13, caracterizată prin aceea că numărul total de molecule de oxid de etilenă per alcool polihidroxilic al liantului variază de la 5 la 100.
24. Compoziție conform revendicării 13, caracterizată prin aceea că negru de fum se tratează cu liant.
25. Compoziție semiconductoare, caracterizată prin aceea că, conține 25...55 % în greutate o compoziție care conține negru de fum și 0,5...10 părți per 100 părți negru de fum din cel puțin un liant ales din cel puțin una din următoarele grupe:

i) un alcool polihidroxilic etoxilat având cel puțin 3 grupe hidroxil per moleculă înainte de etoxilare, în care numărul total de molecule de etilenoxid per alcool polihidroxilic este de cel puțin 3;

ii) un ester al unui acid alchil carboxilic cu un alcool polihidroxilic etoxilat având cel puțin 3 grupe hidroxil per moleculă înainte de etoxilare, în care acidul alchil carboxilic are

8...30 atomi de carbon, și poate fi saturat sau nesaturat și în care funcționalitatea monoester este de cel puțin 80 %, restul fiind o funcționalitate diester, în care numărul de molecule de etilenoxid per ester al alcoolului polihidroxilic este de cel puțin 3;

iii) un ester al unui acid alchil carboxilic cu un alcool polihidroxilic având cel puțin 3 grupe hidroxil per moleculă înainte de esterificare, în care acidul alchil carboxilic are 8...30 atomi de carbon, și poate fi saturat sau nesaturat, și în care funcționalitatea monoester este de cel puțin 80 %, restul fiind o funcționalitate diester;

iv) un ester al unui acid alchil carboxilic etoxilat cu un alcool polihidroxilic având cel puțin 3 grupe hidroxil per moleculă înainte de esterificare, în care acidul alchil carboxilic are

8...30 atomi de carbon, și poate fi saturat sau nesaturat, și în care funcționalitatea monoester este de cel puțin 80 %, restul fiind o funcționaliate diester, și în care numărul de molecule de etilenoxid per ester al alcoolului polihidroxilic este de cel puțin 3 și

v) un bloccopolimerpolietilenoxid-polipropilen oxid-polietilenoxid, până la 2 % în greutate stabilizator sau antioxidant, până la 5 % în greutate peroxid organic, de preferință peroxid de dicumil, până la 10 % în greutate vinii silan, restul fiind un polimer sau un amestec de polimeri aleși dintre homopolimer al etilenei, etilenă copolimerizată cu una sau mai multe alfa olefine, cum ar fi propilena, butena sau hexena, etilenă copolimerizată cu propilenă și un monomer dienic, de preferință norbornenă, un copolimer al etilenei cu unul sau mai mulți monomeri aleși dintre acetat de vinii, acid acrilic, acid metacrilic, esteri ai acidului acrilic sau metacrilic conținând 1 ...8 atomi de carbon, anhidridă maleică sau monoester derivat de la acidul fumărie sau maleic, clorură de vinii sau clorură de viniliden.

RO 121129 Β1
26. Compoziție conform revendicării 25, caracterizată prin aceea că negru de fum 1 este tratat cu liant.
27. Compoziție de preamestec, caracterizată prin aceea că, conține 70...40 % în 3 greutate homopolimer sau copolimer al etilenei în care comonomerul este ales dintre hexenă, propenă, butenă, octenă sau acetat de vinii și 30...60 % în greutate dintr-o compo- 5 ziție care conține negru de fum și 0,1...50 % în greutate din cel puțin un liant ales din cel puțin una din următoarele grupe: 7

i) un alcool polihidroxilic etoxilat având cel puțin 3 grupe hidroxil per moleculă înainte de etoxilare, în care numărul total de molecule de etilenoxid per alcool polihidroxilic este de 9 cel puțin 3;

ii) un ester al unui acid alchil carboxilic cu un alcool polihidroxilic etoxilat având cel 11 puțin 3 grupe hidroxil per moleculă înainte de etoxilare, în care acidul alchil carboxilic are

8...30 atomi de carbon, și poate fi saturatsau nesaturat, și în care funcționalitatea monoester13 este de cel puțin 80 %, restul fiind o funcționalitate diester, și în care numărul de molecule de etilenoxid per ester al alcoolului polihidroxilic este de cel puțin 3;15 iii) un ester al unui acid alchil carboxilic cu un alcool polihidroxilic având cel puțin 3 grupe hidroxil per moleculă înainte de esterificare, în care acidul alchil carboxilic are 8...3017 atomi de carbon, și poate fi saturat sau nesaturat, și în care funcționalitatea monoester este de cel puțin 80 %, restul fiind o funcționalitate diester;19 iv) un ester al unui acid alchil carboxilic etoxilat cu un alcool polihidroxilic având cel puțin 3 grupe hidroxil per moleculă înainte de esterificare, în care acidul alchil carboxilic are 21

8...30 atomi de carbon, și poate fi saturatsau nesaturat, și în care funcționalitatea monoester este de cel puțin 80 %, restul fiind o funcționalitate diester, și în care numărul de molecule 23 de etilenoxid per ester al alcoolului polihidroxilic este de cel puțin 3 și

v) un bloccopolimer polietilenoxid-polipropilenoxid-polietilenoxid.25
28. Compoziție conform revendicării 27, caracterizată prin aceea că negru de fum este tratat cu liant.27
29. Compoziție pe bază de negru de fum, caracterizată prin aceea că conține negru de fum și 0,1 ...50 % în greutate distearat de sucroză.29