制备矿物填料产品的方法技术

本发明专利技术公开了一种用于制备矿物填料产品的方法，该方法包括干式研磨混合物中的至少一种含碳酸钙材料的步骤，该混合物通过使含碳酸钙材料与作为研磨剂的至少一种聚二甲基硅氧烷接触而获得。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】制备矿物填料产品的方法
本专利技术涉及矿物填料产品，其可被用在众多应用中，例如被用在以下应用中：聚合物组合物，造纸，纸涂料，农业应用，油漆，粘合剂，密封剂，建筑应用，食品应用或化妆品应用。
技术介绍
熟知的矿物填料包括例如天然研磨碳酸钙(GCC)和沉淀碳酸钙(PCC)。对于GCC的制备来说，已经相当常见的是在研磨过程中使用诸如聚亚烷基二醇的聚合物或者基于部分或完全中和的聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、其衍生物及其盐的聚合物作为研磨助剂和分散剂以提供水性矿物悬浮液。在EP2029677中，描述了一种用于干式研磨含有碳酸盐矿的材料的方法，所述方法包括在至少一个研磨单元中、在至少一种聚亚烷基二醇聚合物的存在下、以使得在该研磨单元中的水量小于10％重量(基于所述研磨单元中的干材料计)的方式干式研磨所述材料的步骤。该方法可进一步包括任选的分级步骤，其中研磨步骤与后面的分级步骤均可使用在干式研磨步骤中和/或在分级步骤中所获得的全部或部分材料重复进行。EP2132268提供了一种用于干式研磨一种或多种包含至少一种碳酸钙的矿物材料的方法。该方法包括以下步骤：在至少一个破碎单元中破碎矿物材料，在至少一个研磨单元中、在含有至少一种聚亚烷基氧化物的梳型亲水性聚合物的存在下干式研磨经破碎的材料，其中研磨单元中的液体量小于15％重量，基于在所述破碎单元中破碎的干材料计。该方法可进一步包括任选的分级步骤，其中研磨步骤与后面的分级步骤均可使用在干式研磨步骤和/或在分级步骤中所获得的全部或部分材料重复进行。WO2011/077232涉及配制剂的用途，所述配制剂包含甘油和/或聚甘油作为在干式研磨期间用以改善水性组合物中的所述矿物材料的自分散性能的试剂。最终组合物的粘度因而被降低并且随时间保持稳定。此外，分散步骤期间所形成的泡沫量得以降低。用于炉渣和熔块的含硅研磨助剂被描述于WO00/39046以及WO00/39047中。还已经尝试了改善粒状矿物材料并且尤其是含碳酸钙矿物填料的适用性，例如通过利用高级脂族羧酸(其在一些情况下也被称作脂肪酸)以及脂族羧酸盐处理这类材料来实现。例如，WO00/20336涉及一种超细天然碳酸钙，其可利用一种或多种不同脂肪酸或一种或多种不同盐或其混合物任选地进行处理，并且其被用作聚合物组合物的流变调节剂。同样地，US4,407,986涉及利用分散剂进行表面处理的沉淀碳酸钙，所述分散剂可包括高级脂族酸及它们的金属盐，以在将这种碳酸钙与结晶聚丙烯捏合时限制润滑剂添加剂的添加并且避免形成限制聚丙烯的冲击强度的碳酸钙聚结物。在涉及用于机动车辆的具有改善的流变和粘附性能的基于聚氯乙烯的不垂挂型底封组合物的EP0325114中，使用12-羟基硬脂酸铵盐与脂肪酸组合(重量比为1:1)的混合物来处理矿物填料。WO02/055596涉及利用聚二烷基硅氧烷和脂肪酸处理矿物填料的方法、所得疏水性填料以及其在聚合物中用于制备薄膜、特别是可透气薄膜的用途。在提出本申请时与本申请为相同申请人的未公布欧洲专利申请(申请号：EP14156165.4，2014年2月21日提出)涉及一种用于制备矿物填料产品的方法，该方法包括干式研磨通过使含碳酸钙材料与至少一种研磨剂接触所获得的混合物中的含碳酸钙材料的步骤，该研磨剂选自特定的苯乙烯-马来酸酐共聚物和/或特定的苯乙烯-马来酸酐共聚物的衍生物。聚二甲基硅氧烷具有各种用途，例如在化妆品或医药领域中，作为表面活性剂，作为消泡剂，在液压流体中或者作为食品添加剂。CN102220033涉及用于获得超细重质碳酸钙的干式研磨方法，该方法使用研磨助剂并应用聚二甲基硅氧烷作为额外添加剂来进行。此外，聚二甲基硅氧烷例如由US2004/0097616或US2013/0197142已知作为疏水剂。而且，粒状矿物材料还可利用其它表面处理剂进行处理以使所述矿物材料的表面疏水化，所述表面处理剂例如是硅烷、磷酸盐、膦酸盐、草酸盐、琥珀酸盐、氟化物或合成聚合物、或者其混合物。但是，在许多情况下，通过使用前述研磨剂和分散剂的含碳酸钙矿物填料产品的制备会导致差的品质。例如，研磨剂的使用经常导致所得矿物填料产品的高水吸取敏感性。当在聚合物组合物中被用作填料时，具有高湿气吸取敏感性的粒状含碳酸钙材料也会具有缺点。例如，这类材料可在其储存、运输和/或加工期间吸取湿气，这进而会导致在熔融挤出方法所生产的聚合物组合物中形成空隙。尽管涉及湿式研磨方法，EP0998522公开了在不存在分散剂或以仅仅亚有效量存在的情况下研磨的悬浮液，其然后被干燥并且被用作聚合物产品中的填料。一般而言，现有技术教导了如果打算用作聚合物产品中的填料，则既不使用任何分散剂也不使用研磨剂用于碳酸钙的干式或湿式研磨。鉴于以上所述，本领域技术人员仍面临着有效生产应用于塑料(如聚烯烃)而品质不降低的干式研磨填料的问题。直到今天，干式研磨方法仍具有多种缺点。例如，没有研磨剂和分散剂会导致低处理量和低研磨效率，这进而导致能量消耗或粗产品的总体增加。此外，研磨矿物材料表面上的残留研磨助剂可经由物理或化学相互作用而对最终应用产生影响。这种相互作用的实例是热分解、湿气吸附以及与其它添加剂的相互作用。因此仍需要提供可减少或避免一种或多种前述技术缺点的矿物填料产品及其制备方法。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于提供一种制备矿物填料产品的方法，该方法可以在高处理量(throughput)以及高研磨效率下进行。另一个目的可被视为提供更为有效的方法以提供具有相对低的湿气吸取敏感性的矿物填料产品。本专利技术的另一个目的可被视为提供一种制备具有高细度的矿物填料产品的方法，这意味着例如具有在0.8至10.0μm范围内的d50值。此外，本专利技术的一个目的在于提供一种允许生产具有低毒性的矿物填料产品的方法，该矿物填料产品不是反应性的或至少显示对其它反应性化合物如胺的降低的反应性。本专利技术的另一个目的可被视为提供一种用于制备不含VOC或至少具有非常低VOC含量(VOC＝挥发性有机化合物)的矿物基填料的方法，且本专利技术的进一步目的可被视为提供这种矿物填料产品。本专利技术的另一个目的在于提供一种使用不易燃的试剂的方法。一种或多种上述及其它问题通过如在本文中在独立权利要求中所定义的主题得以解决。本专利技术的第一方面涉及制备矿物填料产品的方法，所述方法包括以下步骤：a)提供至少一种含碳酸钙材料；b)提供至少一种研磨剂；c)在至少一个研磨单元中干式研磨混合物中的该至少一种含碳酸钙材料以获得经干式研磨的矿物填料，该混合物通过使下述物质接触而获得：i)步骤a)中提供的该至少一种含碳酸钙材料，与ii)步骤b)中提供的该至少一种研磨剂；以及d)对步骤c)的经干式研磨的矿物填料进行分级，以获得粗级分以及细级分，其中该粗级分被移除或经历干式研磨步骤c)，且该细级分代表细矿物填料；其中步骤c)的混合物中的总含湿量基于所述混合物的总重量计为小于或等于10.0％重量；步骤b)中提供的该至少一种研磨剂的量为0.05至150mg/m2的范围，基于以基于粒子尺寸分布计算的含碳酸钙材料的比表面积计；步骤c)中的温度为45℃至200℃的范围；并且该至少一种研磨剂为具有运动粘度为10至10000mm2/s的聚二甲基硅氧烷。根据本专利技术的方法，该矿物填料产品可在干式研磨方本文档来自技高网...

【技术保护点】
制备矿物填料产品的方法，所述方法包括以下步骤：a)提供至少一种含碳酸钙材料；b)提供至少一种研磨剂；c)在至少一个研磨单元中干式研磨混合物中的该至少一种含碳酸钙材料以获得经干式研磨的矿物填料，该混合物通过使下述物质接触而获得：i)步骤a)中提供的该至少一种含碳酸钙材料，与ii)步骤b)中提供的该至少一种研磨剂；以及d)对步骤c)的经干式研磨的矿物填料进行分级，以获得粗级分以及细级分，其中该粗级分被移除或经历干式研磨步骤c)，且该细级分代表细矿物填料；其中步骤c)的混合物中的总含湿量基于所述混合物的总重量计为小于或等于10.0％重量；步骤b)中提供的该至少一种研磨剂的量为0.05至150mg/m

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.08.21 EP 15181911.7;2015.08.21 US 62/207,9781.制备矿物填料产品的方法，所述方法包括以下步骤：a)提供至少一种含碳酸钙材料；b)提供至少一种研磨剂；c)在至少一个研磨单元中干式研磨混合物中的该至少一种含碳酸钙材料以获得经干式研磨的矿物填料，该混合物通过使下述物质接触而获得：i)步骤a)中提供的该至少一种含碳酸钙材料，与ii)步骤b)中提供的该至少一种研磨剂；以及d)对步骤c)的经干式研磨的矿物填料进行分级，以获得粗级分以及细级分，其中该粗级分被移除或经历干式研磨步骤c)，且该细级分代表细矿物填料；其中步骤c)的混合物中的总含湿量基于所述混合物的总重量计为小于或等于10.0％重量；步骤b)中提供的该至少一种研磨剂的量为0.05至150mg/m2的范围，基于以基于粒子尺寸分布计算的含碳酸钙材料的比表面积计；步骤c)中的温度为45℃至200℃的范围；并且该至少一种研磨剂为具有运动粘度为10至10000mm2/s的聚二甲基硅氧烷。2.根据权利要求1所述的方法，包括进一步的步骤e)：使步骤d)的细矿物填料干燥，以获得经干燥的矿物填料，所述经干燥的矿物填料具有基于所述经干燥的矿物填料的总重量计为小于1.0％重量的总含湿量。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中步骤a)中提供的含碳酸钙材料选自天然碳酸钙源，且优选选自大理石、石灰石、白垩、白云石以及其混合物。4.根据权利要求1或3任一项所述的方法，其中步骤b)中提供的所述至少一种研磨剂的量为0.1至100.0mg/m2、优选0.2至75.0mg/m2并且更优选0.2至50.0mg/m2的范围，基于以基于粒子尺寸分布计算的含碳酸钙材料的比表面积计。5.根据权利要求1-4任一项...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·伦奇，R·V·布鲁姆，P·A·C·伽尼，
申请(专利权)人：OMYA国际股份公司，
类型：发明
国别省市：瑞士,CH