本发明专利技术描述了用于制备包含未经处理和经表面处理的碱土金属碳酸盐颗粒状物的组合物的方法及该组合物。例如，用于加工碱土金属碳酸盐的方法可包括将碱土金属碳酸盐引入到搅拌的介质磨机中，并在该搅拌的介质磨机中干研磨该碱土金属碳酸盐以产生具有某些特性的未经处理的碱土金属碳酸盐颗粒状物。在一些实施例中，该方法可包括将羧酸和/或羧酸盐引入到该搅拌的介质磨机中，并且在集成的干研磨和表面处理过程中在该搅拌的介质磨机中干研磨该碱土金属碳酸盐和该羧酸和/或羧酸盐，以产生经表面处理的碱土金属碳酸盐颗粒状物。在一些实施例中，在干研磨过程中可增加加热。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】制备包含未经处理和经表面处理的碱土金属碳酸盐的组合物的方法及该组合物优先权要求本PCT国际专利申请要求享有2017年11月17日提交的美国临时申请No.62/587,932和2018年9月24日提交的美国临时申请No.62/735,373的提交日期的权益，二者的公开内容均通过引用并入本文。
技术介绍
碱土金属碳酸盐(例如碳酸钙)可被用作包含聚合物组合物的最终产品中的颗粒状填料。例如，可以将碱土金属碳酸盐掺入聚合物组合物中以形成产品，例如含聚烯烃的产品、聚合物膜、粘合剂、密封剂、嵌缝胶和硬质聚氯乙烯产品如聚氯乙烯壁板、聚氯乙烯沟槽、聚氯乙烯盖板、聚氯乙烯围栏、聚氯乙烯窗型材和聚氯乙烯壁板。一些聚合物组合物可用于三维打印。制成这些膜的聚合物组合物通常可包含聚合物(例如热塑性聚合物)和碱土金属碳酸盐如碳酸钙(其可被用作填料或用于其他目的)。碱土金属碳酸盐的特性可能在聚合物组合物的加工中起重要作用和/或可能影响含聚合物的产品的特性。因此，可希望提供具有改善含聚合物的产品的加工和/或最终特性的特性的碱土金属碳酸盐。附图说明参照附图进行详细描述。在附图中，参考编号的最左边数字标识该参考编号在其中首次出现的附图。不同附图中的相同参考编号表示相似或相同项目。图1是用于加工碱土金属碳酸盐以获得未涂覆的碱土金属碳酸盐颗粒状产物的实施例方法的框图。图2是用于加工碱土金属碳酸盐以获得经表面处理的碱土金属碳酸盐颗粒状物的实施例方法的框图。
技术实现思路
详细说明本公开总体上涉及用于制备未经处理和经表面处理的碱土金属碳酸盐颗粒状物(particulates)的方法。例如，用于加工碱土金属碳酸盐的方法可包括将碱土金属碳酸盐引入到搅拌的介质磨机中，并在该搅拌的介质磨机中干研磨该碱土金属碳酸盐以产生具有某些特性的未经处理的碱土金属碳酸盐颗粒状物。在一些实施例中，该方法可包括将羧酸和/或羧酸盐引入该搅拌的介质磨机中，并且在集成的干研磨和表面处理过程中在该搅拌的介质磨机中干研磨该碱土金属碳酸盐和该羧酸和/或羧酸盐，以产生经表面处理的碱土金属碳酸盐颗粒状物。在一些实施例中，干研磨过程的特征可在于将待研磨的材料添加到磨机中而在该干研磨过程之前或期间不添加水或另外的液体。例如，在此过程的一些实施例中不存在水或其他液体可以提供经研磨的矿物，而没有夹带的水或其他化学物质(它们已知会干扰碱土金属碳酸盐颗粒状物在其预期用途中的最终性能)。例如，夹带的水已知会引起水反应性聚合物的降解，在高温聚合物加工过程中产生废气(这会导致材料缺陷)，和/或促进附聚(这可干扰经研磨的碱土金属碳酸盐颗粒状物在各种聚合物体系中的有效分散)。除水以外的残留化学物质已知会促进各种聚合材料的降解并起到将水吸收到该颗粒状物中的作用。在一些实施例中，该干研磨过程的特征可在于在磨机中不存在易碎介质(例如陶瓷研磨介质)。不存在易碎介质防止了引入在该研磨过程中产生的介质碎片，这些碎片会产生干扰粒子，而这些干扰粒子可能会损坏加工设备，产生点缺陷和/或干扰聚合材料的加工。在一些实施例中，该干研磨过程的特征可在于在该干研磨过程期间在该磨机中不存在助磨剂和/或工艺化学品，这可能导致上述属性中的一个或多个。在一些实施例中，该碱土金属碳酸盐的新进料(rawfeed)可包含源自储备的碳酸钙，该储备所提供的颗粒状金属碳酸盐具有通过x射线荧光法(XRF)测量的最小纯度为例如约98.5％碳酸钙，或大于例如约99％碳酸钙，其酸不溶性矿物的含量低于例如大约0.50％，或低于例如大约0.25％。这些酸不溶性矿物的一些实施例可具有小于例如约5微米的原尺寸(naturalsize)。在该新进料的一些实施例中，可以以低含量包含商业上感兴趣的痕量金属，其中铁的含量低于例如约150ppm，或低于例如约100ppm，如通过电感耦合等离子体质谱法测量(ICP-MS)。在一些实施例中，砷和/或铅可以以低于例如约0.3ppm(例如也通过ICP-MS测量)的含量存在，并且在一些实施例中，汞可以以低于例如约0.01ppm(例如也通过ICP-MS测量)存在。在该新进料的一些实施例中，粒子的形态可以是一般圆形的形状。在一些实施例中，该羧酸和/或羧酸盐可包括脂族羧酸。在一些实施例中，该羧酸可包括硬脂酸。可以考虑其他类型的羧酸和/或羧酸盐。在一些实施例中，该碱土金属碳酸盐可包括碳酸钙。可以考虑其他类型的碱金属碳酸盐。在一些实施例中，被引入到该搅拌的介质磨机中的该碱土金属碳酸盐具有范围为约2微米至约100微米的中值粒子尺寸d50。在一些实施例中，被引入到该搅拌的介质磨机中的该碱土金属碳酸盐具有范围为约98.5％至约99.5％的纯度。在一些实施例中，被引入到该搅拌的介质磨机中的该碱土金属碳酸盐具有小于约0.5％重量的石英，或小于约0.25％重量的石英。例如在粒子尺寸分布(psd)的上下文中，本文中使用的“粒子尺寸”可以等效球径(esd)的形式测量。本公开中涉及的粒子尺寸性能可以以公知的方式测量，例如，通过使用MalvernLLS装置的激光来测量。这样的机器可提供粒子的测量和体积累积百分比的图，所述粒子所具有的尺寸(在本领域中被称为“等效球径”(esd))小于给定esd值。例如，平均或中值粒子尺寸d50是可以以这种方式确定的粒子esd的值，在该值处，有50％体积的粒子具有小于该d50值的esd。在一些实施例中，被引入到该搅拌的介质磨机中的该碱土金属碳酸盐具有范围为约5微米至约125微米的顶切(topcut)，其中该顶切被定义为在MalvernLLS装置上100％通过。在一些实施例中，被引入到该搅拌的介质磨机中的该碱土金属碳酸盐可具有范围为约0％至约4％碱土金属碳酸盐粒子(例如约0％至约1％，约0％至约0.5％，约0.5％至约1％，或约1％至约4％)的亚-0.5微米粒子的水平，其中该亚-0.5微米粒子的水平包括粒子尺寸为0.5微米或更小(例如0.4微米或更小，0.3微米或更小，0.2微米或更小或0.1微米或更小)的粒子。低的亚-0.5微米粒子的水平可改善分散和/或减小矿物的表面积，这可有助于减少附聚和水分吸收、配制剂中的添加剂吸收和/或最终配制剂的粘度。在一些实施例中，该经表面处理的碱土金属碳酸盐可具有在异丙醇中悬浮后保留在#635目筛上的不大于约2％重量(例如不大于约0.5％重量)的附聚水平。在一些实施例中，该经表面处理的碱土金属碳酸盐可具有0.2％或更少的水(例如0.075％或更少，或0.05％或更少)的水分含量。在一些实施例中，该经表面处理的碱土金属碳酸盐可具有按重量计范围为约0.5％至约2.5％(例如约0.5％至约2.0％，约0.5％至约1.5％，约0.5％至约1.0％，约1.0％至约2.5％，约1.0％至约2.0％，约1.0％至约1.5％，约1.5％至约2.5％，约1.5％至约2.0％，约2.0％到约2.5％)的涂覆水平。在一些实施例中，该经表面处理的碱土金属碳酸盐可具有单层涂覆水平。在一些实施例中，该经表面处理的碱土金属碳酸盐可具有均匀施加的单层涂覆水平。本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.用于加工碱土金属碳酸盐的方法，该方法包括：/n将碱土金属碳酸盐引入到搅拌的介质磨机中；并且/n在该搅拌的介质磨机中干研磨该碱土金属碳酸盐以产生碱土金属碳酸盐颗粒状物。/n
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171117 US 62/587,932;20180924 US 62/735,3731.用于加工碱土金属碳酸盐的方法，该方法包括：
将碱土金属碳酸盐引入到搅拌的介质磨机中；并且
在该搅拌的介质磨机中干研磨该碱土金属碳酸盐以产生碱土金属碳酸盐颗粒状物。
2.权利要求1的方法，进一步包括将羧酸和/或羧酸盐引入到该搅拌的介质磨机中，其中该干研磨包括在集成的干研磨和表面处理过程中在该搅拌的介质磨机中干研磨该碱土金属碳酸盐和该羧酸和/或羧酸盐，以产生经表面处理的碱土金属碳酸盐颗粒状物。
3.权利要求1的方法，其中被引入到该搅拌的介质磨机中的该碱土金属碳酸盐具有范围为约0％至约4％碱土金属碳酸盐粒子的亚-0.5微米粒子的水平，其中该亚-0.5微米粒子的水平包括粒子尺寸为0.5微米或更小的粒子。
4.权利要求2的方法，其中该经表面处理的碱土金属碳酸盐具有保留在#635筛上的不大于约2％重量的附聚水平。
5.权利要求2的方法，其中该经表面处理的碱土金属碳酸盐具有通过VaporPro在225℃下测量为0.2％或更少的水的水分含量。
6.权利要求2的方法，其中该经表面处理的碱土金属碳酸盐具有约0.5％至约2.5％重量的涂覆水平。
7.权利要求2的方法，其中该经表面处理的碱土金属碳酸盐包含约0％至约0.5％重量的未反应的硬脂酸。
8.权利要求2的方法，其中该经表面处理的碱土金属碳酸盐颗粒状物具有约1至约4的跨度。
9.权利要求2的方法，其中该经表面处理的碱土金属碳酸盐颗粒状物具有约12微米或更小的中值粒子尺寸d50。
10.权利要求1的方法，其中被引入到该搅拌的介质磨机中的该碱土金属碳酸盐具有约2微米至约100微米的中值粒子尺寸d50。
11.权利要求1的方法，其中被引入到该搅拌的介质磨机中的该碱土金属碳酸盐具有约98.5％至约99.9％的纯度。
12.权利要求1的方法，其中被引入到该搅拌的介质磨机中的该碱土金属碳酸盐具有小于约0.5％重量的石英。
13.权利要求2的方法，其中该羧酸和/或羧酸盐包含平均分子量为100至500g/mol的羧酸或羧酸盐或其混合物。
【专利技术属性】
技术研发人员：C·M·布莱温斯，A·A·卡尔霍恩，
申请(专利权)人：因可亚合伙人有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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