用于透气膜的经表面处理的填料制造技术

本发明专利技术涉及包含至少一种热塑性聚合物和经表面处理的填料材料产物的透气膜、其生产方法及其用途，所述经表面处理的填料材料产物包含含有至少一种单取代的琥珀酸酐和/或至少一种单取代的琥珀酸和/或其盐化反应产物的处理层。此外，本发明专利技术涉及经表面处理的填料材料产物在透气膜中的用途，所述经表面处理的填料材料产物包含含有至少一种单取代的琥珀酸酐和/或至少一种单取代的琥珀酸和/或其盐化反应产物的处理层。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于透气膜的经表面处理的填料本专利技术涉及透气膜领域，更具体地涉及包含热塑性聚合物和经表面处理的填料的透气膜、涉及其用途和涉及用于生产所述透气膜的方法，以及涉及经表面处理的填料在透气膜中的用途。早在1983年日本开发了用于卫生产品的第一个透气膜。美国于90年代中期开始透气膜的生产，后来欧洲也开始了透气膜的生产，在那里透气膜迅速控制了巨大的市场份额。目前，透气膜有两个主要应用领域：个人卫生产品，例如婴儿尿布、女性卫生垫(月经带、月经垫)或成人失禁产品；以及建筑业，例如屋顶下膜、房屋包裹物或墙壁覆盖物。然而，这些膜的特定渗透特性也可用于其他工业，例如医学和工业应用中的一次性衣物。透气膜通常包含热塑性聚合物与无机填料(如碳酸钙)的共混物，并且通过流延或吹塑由所述共混物形成膜并随后对膜进行拉伸来生产。拉伸方法使聚合物从无机填料颗粒的表面剥离，从而在膜的截面中产生了在最终使用期间允许水蒸气通过的微孔(通常称为“空隙”)。使用无机矿物填料遇到的问题是存在与矿物填料结合的挥发物。这样的挥发物可在填料应用期间达到的温度下放出，并且可能导致在这样的含矿物填料产物进行加工期间最终的含矿物的聚合物产物的品质劣化。此外，这样的结合挥发物可导致透气膜的拉伸强度和撕裂强度降低，并且可使其可见方面(特别是其可见的均匀性)劣化。挥发物还可能在配混步骤期间引起矿物填充的聚合物熔体的过度发泡，导致抽真空时不期望的产物积聚，并因此迫使输出率降低。所述挥发物可例如与矿物填料固有地结合(“固有挥发物”)，并且特别是结合水，和/或可在矿物填料的处理期间引入(“添加的挥发物”)，例如，以使矿物填料更容易分散在塑性介质中。此外，挥发物可通过固有有机材料和/或添加的有机材料与矿物填料的反应产生，而这样的反应特别可通过在引入和/或加工经填充的聚合材料期间(例如，在挤出或配混过程期间)达到的温度而诱导或增强。所述挥发物还可通过固有有机材料和/或添加的有机材料的降解而产生，形成CO2、水和这些有机材料的可能的低分子量馏分。这种降解特别可通过在引入和/或加工包含经处理的矿物填料的聚合物材料期间(例如在挤出或配混过程期间)达到的温度而诱导或增强。提高挥发起始温度并限制与矿物填料结合的挥发物的量的一种明显手段是避免或限制使用某些常用填料处理添加剂。然而，通常，如在塑料应用中施用矿物填料的情况下，需要这样的添加剂来确保其他功能。例如，为了在整个膜上获得均匀的分布屏障和蒸气透过特性，需要使填料尽可能均匀地分布在整个膜中。因此，通常引入添加剂以向矿物填料提供疏水涂层并改善矿物填料在膜前体材料中的分散性，并且可能改善该膜前体材料的可加工性和/或最终应用产品的特性。排除这样的添加剂将不可接受地损害所得的膜品质。在本领域中，已进行了多次尝试以改善矿物填料材料，特别是含碳酸钙的矿物填料材料的适用性，例如，通过用脂族羧酸和脂族羧酸盐(在一些情况下也可称为脂肪酸和脂肪酸盐)处理这样的矿物填料材料。例如，WO00/20336涉及超细天然碳酸钙，所述超细天然碳酸钙可任选地用一种或几种脂肪酸或者一种或几种盐或其混合物进行处理，并且其用作聚合物组合物的流变调节剂。同样地，US4,407,986A涉及沉淀碳酸钙，用分散剂(可包括高级脂肪酸及其金属盐)对所述沉淀碳酸钙进行表面处理以在使该碳酸钙与结晶聚丙烯捏合时限制润滑剂添加剂的添加，并避免限制聚丙烯的冲击强度的碳酸钙聚集体的形成。EP0998522A1涉及用于透气膜的使用具有至少10个碳原子的脂肪酸的经表面处理的碳酸钙填料，其中填料在处理过程之前和之后必须基本上不含水(低于0.1重量％)。然而，为了实现并保持这样低的水分含量，需要高能耗和成本。因此，这样的低水分含量不是影响和控制固体矿物表面与处理添加剂的反应以在低能量成本下实现好品质的经表面处理的填料材料产物的理想参数。2000年8月DeArmitt等，Improvedthermoplasticcompositesbyoptimisedsurfacetreatmentofthemineralfillers,InstituteforSurfaceChemistry,描述了一种湿处理方法，其中使包含矿物填料材料的批料悬浮体与分散剂在室温下接触1小时。然而，这种湿处理方法的缺点在于对干产物进行润湿以用于处理和随后的干燥是能量消耗和成本消耗的。US2002/0102404A1描述了可分散碳酸钙颗粒，所述可分散碳酸钙颗粒的表面上涂覆有饱和脂肪羧酸和不饱和脂肪羧酸及其盐与有机化合物(如邻苯二甲酸酯)的组合，其用于粘合剂组合物中以改善粘度稳定性和粘附特性。然而，US2002/0102404需要施用饱和和不饱和脂族羧酸/盐的混合物。不饱和脂族羧酸/盐的存在增加了在任何含不饱和脂族羧酸/盐材料的加工期间与双键不期望的原位副反应的风险。另外，不饱和脂族羧酸/盐的存在可能导致其所施用的材料中的变色或发展出不期望的气味(特别是酸败气味)。US4,520,073A描述了具有改善的疏水涂层的矿物填料材料，其使用蒸汽作为涂层材料的载体，通过多孔矿物的压力涂覆而制备。所述涂层材料可选自长链脂族脂肪酸及其盐等。WO01/32787A1描述了一种颗粒状碱土金属碳酸盐材料产品，其在其颗粒上具有疏水性材料的涂层，所述涂层包含由以下组分形成的组合物：(a)第一组分，其包含碱土金属碳酸盐与至少一种给定的脂族羧酸的反应产物，和(b)第二组分，其碳酸盐释放温度显著高于第一组分且包括式CH3(CH2)mCOOR的化合物。WO2008/077156A2涉及纺丝纤维，其包含至少一种聚合物树脂和平均粒径小于或等于约5微米和/或顶切小于约15微米的至少一种填料，其中相对于所述纺丝纤维的总重量，所述至少一种填料以小于约40重量％的量存在。填料的涂层被描述为选自脂肪酸及其盐和酯(例如，硬脂酸、硬脂酸盐/酯、硬脂酸铵和硬脂酸钙)的至少一种有机材料。WO2005/075353公开了d50为约0.5微米或更小且吸湿度小于约0.2重量％的天然碱土金属碳酸盐，以及通过研磨来制备微粒碳酸盐的方法。该碳酸盐可用于聚合物组合物。WO2009/094321公开了包含至少一种聚合物树脂和至少一种经涂覆的填料的单丝纤维，其中所述至少一种经涂覆的填料的平均粒径小于或等于约3微米和/或顶切小于或等于约10微米，并且其中相对于单丝纤维的总重量，所述至少一种经涂覆的填料以小于或等于约50重量％的量存在。其中还公开了用于生产单丝纤维的方法，所述方法包括向至少一种聚合物树脂中添加研磨碳酸钙并挤出所得混合物。WO2011/028934涉及包含至少一种聚合物树脂和至少一种经涂覆的填料的纤维(例如短纤维)，其中所述至少一种经涂覆的填料的平均粒径小于或等于约3微米，并且其中相对于纤维的总重量，所述至少一种经涂覆的填料以小于或等于约50重量％的量存在。其中还公开了用于生产短纤维、纤维网、织物和地毯的方法，所述方法包括向至少一种聚合物树脂中添加至少一种填料并加工所得混合物。WO2012/052778公开了包含聚酯和填料的可撕裂聚合物膜、用于制备所述膜的聚合物组合物、所述膜的生产方法及其用途。GB2336366A涉及经填充的热塑性组合物，特别是经填充的低密度聚乙烯组合物，其通过挤出方法本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包含至少一种热塑性聚合物和经表面处理的填料材料产物的透气膜，其中所述经表面处理的填料材料产物包含A)至少一种研磨的含碳酸钙填料材料，其‑重量中值粒径d50为0.1μm至7μm，‑顶切粒径d98≤15μm，‑使用氮气和根据ISO 9277的BET法所测量的比表面积(BET)为0.5m

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.08.14 EP 14181082.0;2014.08.21 US 62/039,9671.一种包含至少一种热塑性聚合物和经表面处理的填料材料产物的透气膜，其中所述经表面处理的填料材料产物包含A)至少一种研磨的含碳酸钙填料材料，其-重量中值粒径d50为0.1μm至7μm，-顶切粒径d98≤15μm，-使用氮气和根据ISO9277的BET法所测量的比表面积(BET)为0.5m2/g至150m2/g，以及-基于所述至少一种研磨的含碳酸钙填料材料的总干重，残留总水分含量≤1重量％，以及B)在所述至少一种研磨的含碳酸钙填料材料的表面上的处理层，所述处理层包含至少一种单取代的琥珀酸酐和/或至少一种单取代的琥珀酸和/或其盐化反应产物，其中基于所述至少一种研磨的含碳酸钙填料材料的总干重，所述经表面处理的填料材料产物包含量为0.1重量％至3重量％的所述处理层。2.根据权利要求1所述的透气膜，其中所述至少一种研磨的含碳酸钙填料材料为湿磨的含碳酸钙填料材料。3.根据权利要求1或2所述的透气膜，其中所述至少一种热塑性聚合物为聚烯烃，优选选自聚丙烯、聚乙烯、聚丁烯及其混合物，并且更优选选自高密度聚乙烯(HDPE)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、超低密度聚乙烯(ULDPE)、极低密度聚乙烯(VLDPE)及其混合物。4.根据前述权利要求中任一项所述的透气膜，其中基于所述透气膜的总重量，所述透气膜包含量为1重量％至85重量％，优选2重量％至80重量％，更优选5重量％至75重量％，甚至更优选10重量％至65重量％，并且最优选15重量％至60重量％的所述经表面处理的填料材料产物。5.根据前述权利要求中任一项所述的透气膜，其中所述至少一种研磨的含碳酸钙填料材料为天然研磨碳酸钙、沉淀碳酸钙、改性碳酸钙、经表面处理的碳酸钙或其混合物，并且优选天然研磨碳酸钙。6.根据前述权利要求中任一项所述的透气膜，其中所述至少一种研磨的含碳酸钙填料材料的重量中值粒径d50为0.25μm至5μm，并且优选0.7μm至4μm。7.根据前述权利要求中任一项所述的透气膜，其中所述至少一种研磨的含碳酸钙填料材料的顶切粒径d98≤12.5μm，优选≤10μm，并且最优选≤7.5μm。8.根据前述权利要求中任一项所述的透气膜，其中所述至少一种研磨的含碳酸钙填料材料的使用氮气和根据ISO9277的BET法所测量的比表面积(BET)为0.5m2/g至50m2/g，更优选0.5m2/g至35m2/g，并且最优选0.5m2/g至15m2/g。9.根据前述权利要求中任一项所述的透气膜，其中基于所述至少一种研磨的含碳酸钙填料材料的总干重，所述至少一种研磨的含碳酸钙填料材料的残留总水分含量为0.01重量％至0.2重量％，优选0.02重量％至0.15重量％，并且最优选0.04重量％至0.15重量％。10.根据前述权利要求中任一项所述的透气膜，其中所述至少一种单取代的琥珀酸酐由经选自以下的基团单取代的琥珀酸酐组成：取代基中碳原子总数为C2至C30，优选C3至C25，并且最优选C4至C20的直链、支化、脂族和环状基团。11.根据前述权利要求中任一项所述的透气膜，其中所述经表面处理的填料材料产物在23℃(±2℃)的温度下的吸湿度为0.1mg/g至1mg/...

【专利技术属性】
技术研发人员：马丁·布伦纳，勒内·比尔克哈尔特，塔齐奥·福尔内拉，塞缪尔·伦奇，迈克尔·廷克尔，弗朗切斯科·普莱加，
申请(专利权)人：欧米亚国际集团，
类型：发明
国别省市：瑞士,CH