表面处理过的矿物填料产品的制备方法及其用途技术

本发明专利技术涉及表面处理过的矿物填料产品的制备方法及其在塑料应用且尤其是基于聚丙烯（PP）或聚乙烯（PE）的透气或挤出涂布膜应用领域中的优选用途。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及表面处理过的矿物填料产品的制备方法及其在塑料应用且尤其是基于聚丙烯（PP）或聚乙烯（PE）的透气或挤出涂布膜应用领域中的优选用途。矿物填料且特别是含碳酸钙的矿物填料常作为微粒填料用于通常由聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚氨酯（PU）和聚氯乙烯（PVC）制成的聚合物产品中。然而，含碳酸钙的矿物填料通常与在所述矿物填料的应用期间和/或在包含所述矿物填料的聚合物产品的加工中所达到的温度下放出的挥发物的存在相关。这类挥发物例如可以是：-与矿物填料固有相关的（“固有挥发物”），且尤其是共生水，和/或-在矿物填料的处理期间引入的（“加入的挥发物”），例如使矿物填料可更好地分散在聚合物塑料介质内，和/或-通过固有有机材料和/或加入的有机材料与矿物填料的反应产生的；这类反应尤其可以通过在包含矿物填料的聚合材料的引入和/或加工期间，例如在挤出或混配加工期间达到的温度来诱发或增强；和/或-通过固有有机材料和/或加入的有机材料的降解而产生的，形成CO2、水和尽可能低分子量分数的这些有机材料；这种降解尤其可以通过在包含矿物填料的聚合材料的引入和/或加工期间，例如在挤出或混配加工期间所达到的温度来诱发或增强。由于这类挥发物的存在，可能难以制备没有空隙的聚合物产品，这些空隙导致表面粗糙且因此降低包含所述矿物填料的最终聚合物产品的品质。这尤其是在制备包含矿物填料且更具体地包含含碳酸钙的矿物填料的基于PP或PE的透气或挤出涂布膜中遇到的问题。此外，挥发物会导致这类薄膜的拉伸和撕裂强度降低且会使其可见外观、尤其是其可见均匀性降级。另外，在混配步骤期间挥发物会产生过量矿物填充聚合物熔体的泡沫，导致在真空提取处不想要的产物堆积，且由此迫使输出速率降低。在本领域中，已经进行了数次尝试来改善矿物填料且特别是含碳酸钙的矿物填料的适用性，例如通过用高级脂族羧酸处理所述矿物填料，在一些情况下，这些高级脂族羧酸也可称为脂肪酸和脂族羧酸盐。例如，WO00/20336涉及超细天然碳酸钙，其可以任选地用一种或数种脂肪酸或它们的一种或数种盐或混合物处理，且该超细天然碳酸钙用作聚合物组合物的流变学调节剂。同样，US4,407,986涉及用分散剂表面处理过的沉淀碳酸钙，该分散剂可以包含高碳脂肪酸和其金属盐以在捏合该碳酸钙与结晶聚丙烯时限制润滑剂添加剂的加入并避免限制聚丙烯的冲击强度的碳酸钙聚集体的形成。在涉及具有改善的流变学和粘着性质的基于聚氯乙烯的用于机动车辆的非垂度底封组合物的EP 0 325 114中，实施例7公开了用于处理矿物填料的12-羟基硬脂酸的铵盐与脂肪酸组合的混合物（重量比为1:1）。WO03/082966涉及可交联和/或已交联的纳米填料组合物，在任选的实施方案中，其可以另外包括可能已用或可能未用硬脂酸、硬脂酸盐、硅烷、硅氧烷和/或钛酸盐涂布的填料。这类纳米填料组合物用以增加障壁性质、强度和热变形温度，使得它们可用于医学、汽车、电学、建筑和食物应用中。US2002/0102404描述了在其表面上涂布有饱和和不饱和脂族羧酸和其盐以及诸如酞酸酯的有机化合物的组合的可分散性碳酸钙颗粒，其用于粘着组合物中以改善粘度稳定性和粘着性质。此外，US2002/0102404需要饱和和不饱和脂族羧酸/盐的混合物的施用。不饱和脂族羧酸/盐的存在增加了在任何包含不饱和脂族羧酸/盐的材料的加工期间与双键的不想要的原位副反应的风险。另外，不饱和脂族羧酸/盐的存在可能导致所施用材料的变色或不想要气味出现，且特别是腐臭气味的出现。WO92/02587的权利要求11指出可以将至少一种高分子量的不饱和脂肪酸或至少一种高分子量的不饱和脂肪酸与至少一种高分子量的不饱和脂肪酸的组合的皂化钠盐溶液加到沉淀碳酸钙的预热了的浆液中，以在进行其他工艺步骤之前在碳酸钙上最终生成所要水平的脂肪酸涂层。JP54162746的摘要公开了包含给定相对量的硬质氯乙烯树脂、脂肪酸处理过的胶体碳酸钙和用以改善氯乙烯组合物的热稳定性的硬脂酸钡的组合物。US4,520,073描述了具有通过使用蒸汽作为涂布材料的载气来对涂布多孔矿物加压而制备的改善的疏水涂层的矿物填料材料。所述涂布材料可以连同其他选择一起而选自长链脂族脂肪酸及其盐。WO01/32787描述了在其颗粒上具有疏水材料涂层的微粒碱土金属碳酸盐材料产品，其包含由（a）包含碱土金属碳酸盐与至少一种给定脂族羧酸的反应产物的第一组分和（b）包含式CH3(CH2)mCOOR的化合物的具有明显高于第一组分的碳酸盐释放温度的第二组分形成的组合物。然而，现有技术很少公开用于制备将解决以下多层面技术问题的处理过的矿物填料产品的方法：-通过使用以可使用粘度即在23℃下小于1000mPa.s的布氏粘度为特点的表面处理剂制备处理过的矿物填料；-制备具有高于220℃的高挥发起始温度的处理过的矿物填料产品；-制备处理过的矿物填料产品，使得其对于在需要所述矿物填料在聚合物介质中的可分散性的塑料中的应用来说具有足够疏水性，优选使得所述矿物填料比其在相同温度下用具有至少10个碳原子的羧酸和/或羧酸盐处理时更疏水；-制备具有低易吸湿性的处理过的矿物填料产品，使得其易吸湿性低于在相同温度下用具有至少10个碳原子的羧酸和/或羧酸盐处理过的矿物填料的易吸湿性；-识别不管至少一种矿物填料在与表面处理剂接触时经历盐交换以在处理过的矿物填料的表面上产生相应钙盐与否都实现以上效果的用于该方法的表面处理剂。在这方面，增加挥发起始温度并限制与矿物填料相关的总挥发物的相应数量的一种显著方法是避免或限制使用某些常用的填料处理添加剂。然而，通常，如在将矿物填料用于塑料应用中的情况下，需要这类添加剂来确保其他功能。例如，在透气膜应用的情况下，引入添加剂以提供具有疏水涂层的矿物填料且改善矿物填料在膜前体材料中的可分散性以及可能改善该膜前体材料的可加工性和/或最终应用产品的性质。这类添加剂的弃用将不可接受地损害所得薄膜的品质。在这方面，其他现有技术（即，WO99/61521和WO2005/075353，其提出了仅减少固有水和起始矿物填料的获得湿度）完全迷失了减少除水之外的促进总挥发物的其他挥发物的立场。因此，仍然需要提供解决所描述的上述技术问题且特别本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.05.28 EP 10164408.6;2010.06.04 US 61/396,9381.用于制备提供至少220℃的挥发起始温度的处理过的矿物填料
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的矿物填料；
（b）提供至少一种具有6-14个碳原子的脂族醛；
（c）在一个或多个步骤中使步骤（a）的所述至少一种矿物填料
与步骤（b）的所述至少一种脂族醛接触以使得所述至少一种脂族醛的
加入量在处理过的矿物填料产品的表面上对应于在0.25mg/m2至
5mg/m2之间的理论总重量；和
（d）在步骤（a）的所述至少一种含碳酸钙的矿物填料的表面上
形成包含所述至少一种脂族醛和/或所述至少一种脂族醛的反应产物
的处理层，产生处理过的矿物填料产品。
2.权利要求1的方法，其特征在于步骤（a）的所述至少一种含
碳酸钙的矿物填料为沉淀的碳酸钙（PCC），即文石质、球文石质和
方解石矿物学晶型中的一种或多种，和/或天然研磨的碳酸钙（GCC），
即大理石、石灰石或白垩，和/或白云石中的一种或多种，且优选为大
理石。
3.权利要求1或2的方法，其特征在于步骤（b）的所述至少一
种脂族醛选自具有6-12个碳原子的脂族醛、优选选自具有6-9个碳原
子的脂族醛且更优选选自具有8个或9个碳原子的脂族醛。
4.权利要求1-3中任一项的方法，其特征在于步骤（b）的所述
至少一种脂族醛为饱和脂族醛。
5.权利要求1-4中任一项的方法，其特征在于步骤（b）的所述
至少一种脂族醛以在23℃下小于500mPa·s的当量分离粘度为特点。
6.权利要求1-5中任一项的方法，其特征在于在步骤（a）中提
供的所述至少一种矿物填料具有在0.3μm至10μm之间、优选在0.5μm
至5μm之间、更优选在1μm至3μm之间且最优选在1.5μm至1.8μm
之间的范围内的中值粒度直径d50和/或如通过BET氮气法测量的在

\t1m2/g至10m2/g之间且更优选在3m2/g至8m2/g之间的比表面积
（BET）。
7.权利要求1-6中任一项的方法，其特征在于步骤（a）的所述
至少一种矿物填料具有基于在步骤（a）中提供的所述至少一种矿物填
料的干重计算在0.01重量%...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·布里，P·A·C·加内，S·润特施，R·布克哈尔特，
申请(专利权)人：OMYA发展股份公司，
类型：
国别省市：