借助磷酸酯处理矿物填料的方法、所述矿物填料及其用途技术

本发明专利技术涉及生产聚氨酯泡沫所用的矿物填料的技术领域，尤其是碳酸盐，氢氧化物，硅酸盐，硫酸盐类填料和类似的矿物填料。本发明专利技术尤其涉及借助有机磷酸酯型处理试剂来处理特定粒度的矿物填料的方法，其中包括解聚集步骤和任选的选择步骤，以便改进通过无发泡助剂或有发泡助剂如ＣＯ↓［２］发泡生产聚氨酯泡沫以及复合聚氨酯的技术，同时减少了将该处理填料与多元醇和其它试剂混合所需的时间。用于垫子和类似物，汽车工业，各种工业部件等的块状泡沫或模塑泡沫的多种用途。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】借助磷酸酯处理矿物填料的方法、所述矿物填料及其用途本专利技术涉及生产聚氨酯泡沫的
，更具体地涉及用于该领域的矿物填料，尤其是碳酸盐、氢氧化物、硅酸盐和硫酸盐类填料和类似矿物填料。已知聚氨酯泡沫(或PUR)可通过伴随有异氰酸酯与水反应的多元醇与异氰酸酯如甲苯二异氰酸酯或TDI反应获得。在块状泡沫制备过程中，在“混合头”中一方面加入多元醇母料和矿物添加剂，另一方面加入其余多元醇，催化剂体系如胺催化剂、锡催化剂或任何其它催化剂，一种或多种一般为硅氧烷型的表面活性剂，水，甲苯二异氰酸酯，任选的可以是二氯甲烷的发泡助剂，丙酮和各种添加剂如热稳定剂，或者另一方面，加入其中母料被预先稀释到所需浓度的多元醇，另一方面加入上述其它添加剂(催化剂，表面活性剂等)。由胺催化的水与异氰酸酯的反应产生CO2，从而形成泡沫。为了降低每升和每千克由柔性、半刚性或刚性聚氨酯泡沫制成的模塑或非模塑制品的成本，越来越有必要增加柔性、半刚性或刚性聚氨酯泡沫中填料的含量，同时保持或改进不同工业领域尤其是如汽车、家具、建筑和其它工业所需的物理-化学性能如压缩模量或撕裂强度或者美学或其它性质如阻燃性质。现在存在多种将矿物填料与这些聚氨酯化合物掺合的方法。在第一类方法(FR 2 651 236)中，将碳酸钙引入到聚氨酯增塑剂中。使填料在聚氨酯化合物中的比例增加的该方法产生了填料在增塑剂中的悬浮体，该方法成本昂贵并且过于难以实施以致无法用于生产柔性、半刚性或刚性聚氨酯泡沫，从而导致由该填料悬浮体获得的泡沫的物理和化学性能的下降。-->随后人们尝试以简单、低成本、不会引起聚氨酯泡沫的反应能力明显下降的的方式将矿物填料引入到柔性、半刚性或刚性聚氨酯泡沫中。为此，将填料引入作为聚氨酯的组分之一的多元醇的各种方法已属于本领域技术人员公知内容。第一类方法教导将甲基丙烯酸(DE 2 654 746，DE 2 714 291，DE 2739 620)或其它乙烯基化合物如苯乙烯接枝到多元醇上。然而，这种方法无法使多元醇中的碳酸钙悬浮体得到利用，这是由于过高的粘度和在介质中填料分布不均而导致过于难以处理以及由悬浮体的沉降引起的问题。另一类方法在于在填料被引入到多元醇中之前使用试剂例如含有8-14个碳原子的醇(FR 2 531 971)或羟基羧酸的磷酸酯(EP 0 202 394)处理填料的表面。然而，这些方法产生上述缺点，因为使用者面临以这种方式处理的矿物填料在多元醇中分散能力差引起的问题。人们同样开发了使用至少一种有机磷酸酯型处理试剂和处理的矿物填料处理矿物填料的方法(EP 0 726 298)，该方法获得具有高填料含量和低粘度，即不会出现对生产柔性、半刚性、刚性聚氨酯泡沫产生严重阻碍的沉降、滗析、增稠的矿物填料在多元醇中的均匀悬浮体。根据该文献，借助至少一种通式(1)的有机磷酸酯型处理试剂处理矿物填料以便使其在多元醇中形成悬浮体，其中R1＝H或C8～40烷基，或C6～40芳基或烷芳基或芳烷基其中R2＝C8～40烷基，或C6～40芳基或烷芳基或芳烷基X＝-CH2-CH2-Y＝-CH(CH3)-CH2-或-CH2-CH(CH3)-(m+n)在0-30之间变化，其中m≤30和n≤30(p+q)在0-30之间变化，其中p≤30和q≤30。-->这后一种技术是令人满意的，但面临与生产PUR泡沫的特定和更新技术相关的新问题。根据常规方法，在混合头中一方面加入多元醇和矿物填料的混合物，另一方面加入其余多元醇，TDI，发泡助剂如二氯甲烷和各种添加剂如锡盐和一般为硅氧烷型的表面活性剂。如上所述，反应就地产生CO2，从而产生泡沫。泡沫的形成经历两个主要阶段，第一阶段为发泡的开始，第二阶段为泡沫块料的稳定过程，此后产生大块PUR泡沫，然后被切成一块块的所需尺寸以便制造垫子，椅套等。近年来已经开发了新的方法，并尤其描述在专利EP 0 645 226和WO96/00644中，由此CO2被直接或经液态多元醇射流注入到混合头中。CO2因此用作发泡助剂。该方法具有优点，尤其在于十分明显地降低了有毒或易燃产物的使用和形成，很可能在未来日益受到重视。然而，这种新方法向PUR泡沫生产商提出其它技术问题。为了正确实施这类方法(被称为有CO2的PUR泡沫或者“CO2方法”)，看起来有必要明显降低混合填料与多元醇所需的时间和改进混合质量。根据本专利技术，已经发现混合时间的问题和新CO2方法面临的困难能够通过可与在EP 0 726 298中所述技术相配匹的但得到明显改进的方式处理矿物填料来解决。令人惊奇的是，在研究CO2方法的同时也发现，本专利技术的矿物填料处理方法也改进了用于生产PUR泡沫的传统方法。因此，本专利技术不限于作为首先要解决的技术问题的CO2方法，而是相反地，涉及宽范围。也已经发现，由本专利技术的矿物填料处理方法能够应用于具有PUR基质的多孔性或非多孔性复合材料的生产方法，其中填料可以选自不同种类如CaCO3，滑石，高岭土，氢氧化铝，氢氧化镁，等等…这些复合材料涉及汽车工业，运输领域(尤其公路或铁路)和各种应用工业部件领域中的多种应用。-->这里所用术语“复合材料”或“复合PUR”是指用植物纤维、玻璃或石英或合成纤维(一般为切断纤维)或类似物增强的聚氨酯。这里所用的词语“多孔PUR”是指发泡或不发泡的聚氨酯。本专利技术涉及借助有机磷酸酯型处理试剂来处理特定粒度矿物填料的方法，包括解聚步骤和任选的选择步骤，以便改进通过不用发泡助剂或用发泡助剂如二氯甲烷、丙酮或CO2或其它物质发泡生产PUR泡沫以及复合PUR的技术，同时减少混合以这种方式处理的填料与多元醇和其它反应试剂所花费的时间，以及克服由于填料聚集遇到的特定困难，这些聚集可堵塞CO2的静态分散设备和趋向于降低PUR泡沫和多孔或非多孔性复合材料机械性能如PUR泡沫的撕裂强度。更具体地说，本专利技术涉及处理矿物填料的方法，其特征在于所述填料：a)使用至少一种通式(I)的化合物处理：其中R1＝H或C8～40烷基或C6～40芳基或烷芳基或芳烷基其中R2＝C8～40烷基或C6～40芳基或烷芳基或芳烷基X＝-CH2-CH2-或-CH(CH3)-CH2-或-CH2-CH(CH3)-或-(CH2)5-CO-Y＝-CH2-CH2-或-CH(CH3)-CH2-或-CH2-CH(CH3)-或-(CH2)5-CO-X和Y可相同或不同，(m+n)在0-60(包括端值)之间变化，(p+q)亦如此。其中当X＝Y＝-CH2-CH2-时，0≤m+n≤60和0≤p+q≤60其中(1≤m≤10和1≤p≤10)和(0≤n≤59和0≤q≤59)，如果X不同于Y，b)进行解聚集步骤，和c)任选进行选择步骤。上述填料具有下述特定粒度。术语“解聚集”是指使用破碎机类、更具体地销式或已知的“立式”-->型破碎机的适宜装置来降低聚集体数目的步骤。聚集体能够通过已知方法按照标准化(ISO1524)North测量程序来评价。“选择”是指其目的在于通过“分离器”(已知的筛，叶片分离器等)进行分离一定范围的粒度的操作。这种操作不影响产品的质量，但作为优化产品的手段，技术人员根据预期的最终用途能够决定是否使用它。按照本专利技术，“特定粒度”是指粒度必需既不太细又不太粗，并应直接通过粉碎或通过混合填料来产生。在本文档来自技高网...

【技术保护点】
矿物填料的处理方法，其特征在于上述填料ａ）使用至少一种通式（Ⅰ）的处理试剂处理：＊＊＊其中Ｒ↓［１］＝Ｈ或Ｃ↓［８～４０］烷基或Ｃ↓［６～４０］芳基或烷芳基或芳烷基其中Ｒ↓［２］＝Ｃ↓［８～４０］烷基或Ｃ↓［６～４０］芳基或 烷芳基或芳烷基Ｘ＝－ＣＨ↓［２］－ＣＨ↓［２］－或－ＣＨ（ＣＨ↓［３］）－ＣＨ↓［２］－或－ＣＨ↓［２］－ＣＨ（ＣＨ↓［３］）－或－（ＣＨ↓［２］）↓［５］－ＣＯ－Ｙ＝－ＣＨ↓［２］－ＣＨ↓［２］－或－ＣＨ（ＣＨ↓［３］）－ＣＨ↓［ ２］－或－ＣＨ↓［２］－ＣＨ（ＣＨ↓［３］）－或－（ＣＨ↓［２］）↓［５］－ＣＯ－Ｘ和Ｙ可相同或不同，（ｍ＋ｎ）在０－６０（包括端值）之间变化，（ｐ＋ｑ）亦如此，其中当Ｘ＝Ｙ＝－ＣＨ↓［２］－ＣＨ↓［２］－时，０≤ｍ＋ｎ≤６０和０≤ ｐ＋ｑ≤６０其中１≤ｍ≤１０和１≤ｐ≤１０，０≤ｎ≤５９和０≤ｑ≤５９，如果Ｘ不同于Ｙ，ｂ）进行解聚集步骤，和ｃ）任选进行选择步骤。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】FR 1998-6-30 98/084831、矿物填料的处理方法，其特征在于上述填料a)使用至少一种通式(I)的处理试剂处理：其中R1＝H或C8～40烷基或C6～40芳基或烷芳基或芳烷基其中R2＝C8～40烷基或C6～40芳基或烷芳基或芳烷基X＝-CH2-CH2-或-CH(CH3)-CH2-或-CH2-CH(CH3)-或-(CH2)5-CO-Y＝-CH2-CH2-或-CH(CH3)-CH2-或-CH2-CH(CH3)-或-(CH2)5-CO-X和Y可相同或不同，(m+n)在0-60(包括端值)之间变化，(p+q)亦如此，其中当X＝Y＝-CH2-CH2-时，0≤m+n≤60和0≤p+q≤60其中1≤m≤10和1≤p≤10，0≤n≤59和0≤q≤59，如果X不同于Y，b)进行解聚集步骤，和c)任选进行选择步骤。2、权利要求1的矿物填料处理方法，其特征在于所述处理试剂是C8～20支链或非支链的、有0-12个环氧乙烷链节缩合到其上以及任选含有单酯或二酯的混合物的脂族醇的酸式磷酸酯。3、权利要求1或2的矿物填料处理方法，其特征在于所述处理试剂是带有5mol环氧乙烷的癸醇的酸式磷酸酯的单酯和二酯的混合物。4、权利要求1的矿物填料处理方法，其特征在于所述处理试剂是含有60mol环氧乙烷的三苯乙烯基酚的酸式磷酸酯的单酯。5、权利要求1或2的矿物填料处理方法，其特征在于所述处理试剂是十六醇十八醇的酸式磷酸酯的单酯和二酯的混合物。6、权利要求1或2的矿物填料处理方法，其特征在于所述处理试剂是含有10mol环氧乙烷的壬基酚的酸式磷酸酯的单酯和二酯的混合物。7、权利要求1的矿物填料处理方法，其特征在于所述处理通过干法或湿法完成。8、权利要求1-7中任一项的矿物填料处理方法，其特征在于所述填料选自：天然或合成碱土金属的碳酸盐、磷酸盐和硫酸盐，碳酸锌，镁和钙的混盐如白云石，石灰，氧化镁，硫酸钡，硫酸钙，氢氧化镁，氢氧化铝，硅石，硅灰石，粘土和其它硅-铝如高岭土，硅-镁如滑石，云母，实心或中空玻璃珠，金属氧化物如氧化锌、氧化铁、氧化钛和它们的混合物。9、权利要求1-7中任一项的矿物填料处理方法，其特征在于所述填料选自：选自白垩，方解石和大理石的天然碳酸钙，沉淀碳酸钙，白云石，氢氧化铝或氢氧化镁，高岭土，滑石，硅灰石和它们的混合物。10、用于生产聚氨酯泡沫的具有特定粒度的通过在形成聚氨酯的反应中所述填料与至少一部分多元醇混合并与多元醇和其它试剂有更短的混合时间的方法处理的矿物填料，其特征在于该填料：a)使用至少一种通式(I)的化合物处理：其中R1＝H或C8～40烷基或C6～40芳基或烷芳基或芳烷基其中R2＝C8～40烷基或C6～40芳基或烷芳基或芳烷基X＝-CH2-CH2-或-CH(CH3)-CH2-或-CH2-CH(CH3)-或-(CH2)5-CO-Y＝-CH2-CH2-或-CH(CH3)-CH2-或-CH2-CH(CH3)-或-(CH2)5-CO-X和Y可相同或不同，(m+n)在0-60(包括端值)之间变化，(p+q)亦如此，其中当X＝Y＝-CH2-CH2-时，0≤m+n≤60和0≤p+q≤60和其中1≤m≤10和1≤p≤10和0≤n≤59和0≤q≤59，如果X不同于Y，b)进行解聚集步骤，和c)任选进行选择步骤。11、权利要求10的处理矿物填料，其特征在于所述处理试剂是带有5mol环氧乙烷的癸醇的酸式磷酸酯的单酯和二酯的混合物。12、权利要求10的处理矿物填料，其特征在于所述处理试剂是含有60mol环氧乙烷的三苯乙烯基酚的酸式磷酸酯的单酯。13、权利要求10的处理矿物填料，其特征在于所述处理试剂是十六醇十八醇的酸式磷酸酯的单酯和二酯的混合物。14、权利要求10的处理矿物填料，其特征在于上述处理试剂是含有10mol环氧乙烷的壬基酚的酸式磷酸酯的单酯和二酯的混合物。15、权利要求10-14中任一项的矿物填料，其特征在于它们包括天然或合成碱土金属的碳酸盐、磷酸盐和硫酸盐，碳酸锌，镁和钙的混盐如白云石，石灰，氧化镁，硫酸钡，硫酸钙，氢氧化镁，氢氧化铝，硅石，硅灰石，粘土和其它硅-铝如高岭土，硅-镁如滑石，云母，实心或中空玻璃珠，金属...

【专利技术属性】
技术研发人员：JP菲乔，M胡森，G拉维特，P布兰查德，
申请(专利权)人：OMYA股份有限公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]