Настоящее изобретение относится к способу получения продукта наполнителя с обработанной янтарным(ыми) ангидридом(ами) поверхностью, к продукту наполнителя с обработанной поверхностью, к полимерной композиции, к волокну и/или нити и/или пленки и/или нитке, содержащими продукт наполнителя с обработанной поверхностью и/или полимерную композицию, к изделию, содержащему продукт наполнителя с обработанной поверхностью и/или полимерную композицию и/или волокно и/или нить и/или пленку и/или нитку, а также к применению монозамещенного янтарного ангидрида для уменьшения гидрофильности поверхности наполнителя, содержащей карбонат кальция, и к применению продукта наполнителя с обработанной поверхностью для инициирования реакции сшивания в эпоксидных смолах.
На практике наполнители и, особенно, содержащие карбонат кальция наполнители, часто используются в качестве частиц наполнителя в изделиях из термопластичных полимеров, таких как волокна, нити, пленки и/или нитки, обычно изготовленных из полиэтилена (ПЭ), полипропилена (ПП), полиуретана (ПУ), поливинилхлорида (ПВХ), сложных полиэфиров (ПЭС) и/или полиамидов (ПА). Однако добавки вводятся для обеспечения наполнителя покрытием и для улучшения диспергируемости минерального наполнителя в полимерной композиции, а также, возможно, для улучшения технологичности этой полимерной композиции и/или свойств конечных изделий, таких как волокна, нити, пленки и/или нитки. Устранение такой добавки могло бы неприемлемо ухудшить качество получаемых волокна, нити, пленки и/или нитки. Кроме того, следует отметить, что такие минеральные наполнители обычно ассоциируются с наличием летучих веществ, выделяющихся при температурах, достигаемых при использовании таких минеральных наполнителей и/или при обработке указанных полимерных изделий, содержащих такие минеральные наполнители. Этими летучими веществами могут быть, например:
- внутренне присущие минеральному наполнителю ("внутренние присущие летучие вещества") и, особенно, связанная вода, и/или
- введенные в процессе обработки минерального наполнителя ("добавленные летучие вещества"), например, чтобы сделать минеральный наполнитель более диспергируемым в полимерной пластической среде, и/или
- образовавшиеся при взаимодействии специфических органических веществ и/или добавленных органических веществ с минеральным наполнителем; такие взаимодействия особенно могут быть вызваны или усилены при температурах, достигаемых в ходе введения и/или обработки полимерного материала, содержащего минеральный наполнитель, например, в процессе экструзии или способов составления композиций; и/или
- образовавшиеся при разложении специфических органических веществ и/или добавленных органических веществ, приводящие к образованию CO2, воды и, возможно, фракций с низкой молекулярной массой этих органических веществ; такое разложение особенно может быть вызвано или усилено при температурах, достигаемых в ходе введения и/или обработки полимерного материала, содержащего минеральный наполнитель, например, в процессе экструзии или способов составления композиций.
В результате наличия таких летучих веществ может быть трудно изготовить волокно, нить, пленку и/или нитку, не содержащую пустот, приводящих к неровной поверхности, и, таким образом, вызывающих ухудшение качества конечного полимерного изделия, содержащего такой наполнитель. Кроме того, летучие вещества могут привести к снижению эластичности и прочности на разрыв таких волокон, нити, пленки и/или нитки, и может ухудшить их внешний вид, в частности, их видимую однородность. Кроме того, летучие вещества могут вызывать чрезмерное пенообразование расплава полимера с минеральным наполнителем в процессе стадии составления композиций, вызывая нежелательное увеличение объема продукта при вакуумной экстракции и, следовательно, способствуя пониженной скорости вывода.
В данной области техники были предпринято несколько попыток, чтобы улучшить применимость минеральных наполнителей и, особенно, минеральных наполнителей, содержащих карбонат кальция, например, путем обработки таких минеральных наполнителей алифатическими карбоновыми кислотами и солями алифатических карбоновых кислот, которые в некоторых случаях также могут быть упомянуты как жирные кислоты и соли жирных кислот. Например, WO 00/20336 относится к ультрадисперсному природному карбонату кальция, который, необязательно, может быть обработан одной или несколькими жирными кислотами или одной или несколькими их солями или смесями, и который используется в качестве регулятора реологии для полимерных композиций.
Кроме того, патент США 4407986 относится к осажденному карбонату кальция, обработанному по поверхности диспергатором, который может включать алифатические кислоты с более высокой молекулярной массой и их солями металлов, чтобы ограничить добавление смазывающих добавок при замесе этого карбоната кальция с кристаллическим полипропиленом и чтобы избежать образования агрегатов карбоната кальция, которые ограничивают ударную прочность полипропилена.
EP 0998522 относится к наполнителю на основе карбоната кальция для дышащей пленки с поверхностью, обработанной с использованием жирных кислот, содержащих, по меньшей мере, 10 атомов углерода, где наполнитель до и после способа обработки должен быть в основном свободным от влаги в диапазоне ниже 0,1 масс.%.
Однако для достижения и поддержания такого низкого содержания влаги требуется высокое потребление энергии и большие затраты. Таким образом, такое низкое содержание влаги не является идеальным параметром для воздействия и регулирования взаимодействия твердой минеральной поверхности с полезной добавкой для достижения хорошего качества продукта наполнителя с обработанной поверхностью при низких затратах энергии.
DeArmitt et al., Improved thermoplastic composites by optimised surface обработка the mineral fillers, Institute for Surface Chemistry, August 2000, описали способ мокрой обработки, по которому партию суспензии, содержащую минеральный наполнитель, вводят в контакт с диспергатором при комнатной температуре в течение одного часа. Однако такой способ мокрой обработки имеет тот недостаток, что смачивание сухого продукта для обработки и последующая сушка являются энергопотребляющим и затратным методом.
В EP 0325114, относящемся к композиции против провисания днища у автомототранспорта на основе поливинилхлорида, которая улучшает реологические свойства и адгезию, в примере 7 описывается смесь из аммониевой соли 12-гидроксистеариновой кислоты в сочетании с жирной кислотой (в массовом соотношении 1:1), используемая для обработки минерального наполнителя.
WO 03/082966 относится к поперечно-сшиваемой и/или поперечно-сшитой композиции нанонаполнителя, которая в возможных вариантах осуществления может дополнительно включать наполнители, которые могут или не могут быть покрыты стеариновой кислотой, стеаратом, силаном, силоксаном и/или титанатом. Такие композиции нанонаполнителей используются для повышения барьерных свойств, прочности и температуры тепловой деформации, что делает их полезными для применения в медицинской, автомобильной, электрической, строительной и пищевой области.
В патенте США 2002/0102404 описаны диспергируемые частицы карбоната кальция, покрытые на своей поверхности комбинацией насыщенных и ненасыщенных алифатических карбоновых кислот и их солями вместе с органическим соединением, таким как эфир фталевой кислоты, которые используют в клеевой композиции, чтобы улучшить стабильность вязкости и адгезионные свойства.
Кроме того, согласно патенту США 2002/0102404 требуется приготовление смеси насыщенных и ненасыщенных алифатических карбоновых кислот/солей. Наличие ненасыщенных алифатических карбоновых кислот/солей увеличивает риск нежелательных in situ побочных взаимодействий с двойной связью в процессе обработки веществом, содержащим ненасыщенную алифатическую карбоновую кислоту/соль. Кроме того, наличие ненасыщенных алифатических карбоновых кислот/солей может привести к обесцвечиванию или появлению нежелательных запахов, и, в частности, прогорклого запаха в веществе, с которым они изготовляются.
В п. 11 WO 92/02587 указано, что омыленный раствор натриевой соли, по меньшей мере, одной ненасыщенной жирной кислоты с высокой молекулярной массой или комбинация, по меньшей мере, одной ненасыщенной жирной кислоты с высокой молекулярной массой и, по меньшей мере, одной ненасыщенной жирной кислоты с высокой молекулярной массой, могут быть добавлены в предварительно нагретую взвесь осажденного карбоната кальция с получением в конечном счете желаемого уровня покрытия жирной кислотой карбоната кальция с последующим осуществлением дальнейших стадий способа.
В реферате JP 54162746 описана композиция, содержащая заданные относительные количества твердой винилхлоридной смолы, обработанного жирной кислотой коллоидного карбоната кальция и стеарата бария, используемая для улучшения термической стабильности винилхлоридной композиции.
В патенте США 4520073 описаны минеральные наполнители с улучшенными гидрофобными покрытиями, полученные путем покрытия под давлением пористых минеральных веществ с использованием пара в качестве носителя для вещества покрытия. Указанное вещество покрытия может быть выбрано, среди других вариантов, из алифатических жирных кислот с длинной цепью и их солей.
В WO 01/32787 описан продукт материала в виде частиц карбоната щелочноземельного металла, который имеет на своих частицах покрытие из гидрофобного материала, содержащего композицию, образованную из (a) первого компонента, который содержит продукт взаимодействия карбоната щелочноземельного металла и, по меньшей мере, одной заданной алифатической карбоновой кислоты, и (b) второго компонента, имеющего температуру выпуска карбоната существенно выше, чем первый компонент, который содержит соединение формулы CH3(CH2)mCOOR.
WO 2008/077156 A2 относится к скрученным волокнам, содержащим, по меньшей мере, одну полимерную смолу и, по меньшей мере, один наполнитель, имеющий средний размер частиц менее или равный примерно 5 микрон и/или имеющий предельное верхнее значение менее чем около 15 микрон, где, по меньшей мере, один наполнитель присутствует в количестве менее чем около 40% по массе по отношению к общей массе скрученных волокон. Покрытие наполнителя описано как представляющее собой, по меньшей мере, один органический материал, выбранный из жирных кислот и солей и сложных эфиров, например, стеариновой кислоты, стеарата, стеарата аммония и стеарата кальция.
GB 2336366 A относится к наполненной термопластичной композиции, и, в частности, к композициям, наполненным полиэтиленом низкой плотности, которые должны быть формованы в продукты или изделия методом экструзии. Далее описано, что гидрофобизирующий агент представляет собой, предпочтительно, органическую карбоновую кислоту, либо частично или полностью нейтрализованную соль, которая имеет, по меньшей мере, одну насыщенную или ненасыщенную углеводородную цепь, содержащую от 8 до 28 атомов углерода, если минеральный наполнитель в виде частиц имеет реакцию поверхности от нейтральной до щелочной, например, карбонат кальция.
Однако, в предыдущем уровне техники мало описаны минеральные наполнители с обработанной поверхностью, которые подходят для полимерных композиций и которые могли бы решить следующую многогранную техническую проблему:
получение наполнителя с поверхностью, обработанной таким образом, чтобы она была достаточно гидрофобной для использования волокна, нити и/или пленки и/или нитки;
получение наполнителя с обработанной поверхностью, имеющего низкую влажность, подобранную таким образом, чтобы чувствительность к адсорбции влаги составляла, например, ≤0,8 мг/г;
получение наполнителя с обработанной поверхностью, характеризующегося повышенной температурой появления летучих продуктов;
получение наполнителя с обработанной поверхностью, характеризующегося ограниченным общим количеством летучих веществ, появляющимся в основном между 25°C и 350°C;
получение наполнителя с обработанной поверхностью с использованием агента для обработки поверхности, характеризующегося приемлемой вязкостью, то есть вязкостью менее 1000 мПа⋅с при температуре 20°C;
выявление средства для обработки поверхности, характеризующегося, по меньшей мере, температурой возгорания, такой как у алифатической карбоновой кислоты, содержащей такой же алкильный заместитель, так что требования безопасности в процессе обработки поверхности под воздействием тепла не возрастают, и/или угроза безопасности при равной температуре обработки является примерно такой же,
выявление средства для обработки поверхности, как выполняется выше, независимо от того, подвергается или нет, по меньшей мере, один наполнитель с обработанной поверхностью солевому обмену при контакте с агентом для обработки поверхности, чтобы создать соответствующие соли кальция на поверхности наполнителя с обработанной поверхностью;
волокна, нити, пленки и нитки, содержащие такой минеральный наполнитель, демонстрируют хорошие механические свойства, такие как модуль эластичности, тест эластичности при растяжении и при разрыве, относительное удлинение при разрыве и сопротивление разрыву.
Таким образом, есть все еще сохраняется потребность в разработке способов получения продуктов наполнителей с обработанной поверхностью, которые позволят решить вышеупомянутые описанные технические проблемы, и особенно позволят получить минеральные наполнители с обработанной поверхностью, содержащие карбонат кальция, для улучшения механических свойств готовых используемых изделий, таких как волокна, нити, пленки и нитки, содержащие такие продукты наполнителей с обработанной поверхностью.
Таким образом, объектом настоящего изобретения является способ получения продукта наполнителя с обработанной поверхностью, обладающего улучшенными характеристики поверхности, и, в частности, низкой гидрофильностью. Следующим объектом является разработка способа получения продукта наполнителя с обработанной поверхностью, характеризующегося низкой восприимчивостью к поглощению влаги. Еще следующим объектом является разработка способа получения продукта наполнителя с обработанной поверхностью, имеющего высокую температуру выхода летучих веществ. Еще одним объектом является разработка способа получения продукта наполнителя с обработанной поверхностью, характеризующегося ограниченным содержанием всех летучих веществ, выделяемых при температуре в интервале между 25 и 350°C. Следующим объектом является разработка способа получения продукта наполнителя с обработанной поверхностью с использованием агента для обработки поверхности, которым можно легко манипулировать, и характеризующегося высокой температурой возгорания. Следующим объектом является разработка способа получения продукта наполнителя с обработанной поверхностью, который может быть осуществлен в экономически эффективных и мягких условиях, то есть, избегая интенсивной тепловой обработки. Следующие объекты могут быть ясны из последующего описания изобретения.
Указанные выше и другие цели решаются с помощью объекта изобретения, определенного в пункте 1.
Предпочтительные варианты способа получения продукта наполнителя с обработанной поверхностью по изобретению определены в соответствующих пунктах формулы изобретения.
В соответствии с одним аспектом настоящей заявки предложен способ получения продукта наполнителя с обработанной янтарным(ыми) ангидридом(ами) поверхностью, где способ включает, по меньшей мере, стадии:
a) предоставления, по меньшей мере, одного наполнителя, содержащего карбонат кальция, имеющего
i) средний весовой размер частиц d50 в диапазоне от 0,1 мкм до 7 мкм,
ii) предельное верхнее значение (d98) ≤15 мкм,
iii) удельную площадь поверхности (БЭТ) от 0,5 до 150 м2/г как определено азотным методом БЭТ, и
iv) остаточное общее содержание влаги от 0,01 до 1 масс.% в расчете на общую сухую массу, по меньшей мере, одного материала наполнителя, содержащего карбонат кальция,
b) получения, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид и, необязательно, по меньшей мере, одна монозамещенная янтарная кислота в количестве от 0,1 до 3 масс.%, в расчете на общую сухую массу, по меньшей мере, одного материала наполнителя, содержащего карбонат кальция, со стадии a),
c) контактирование поверхности, по меньшей мере, одного наполнителя, содержащего карбонат кальция, со стадии a) путем перемешивания, в одну или несколько стадий, по меньшей мере, с одним монозамещенным янтарным ангидридом и, необязательно, по меньшей мере, одной монозамещенной янтарной кислотой со стадии b) таким образом, что слой обработки, содержащий, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид и, необязательно, по меньшей мере, одна монозамещенная янтарная кислота и/или их солевой(ые) продукт(ы) взаимодействия образуется на поверхности указанного, по меньшей мере, одного наполнителя, содержащего карбонат кальция, со стадии a),
где температуру до и/или в процессе стадии контактирования c) устанавливают таким образом, чтобы температура была, по меньшей мере, на 2°C выше температуры плавления, по меньшей мере, одного монозамещенного янтарного ангидрида и, необязательно, по меньшей мере, одной монозамещенной янтарной кислоты.
Авторы настоящего изобретения неожиданно обнаружили, что описанный далее способ получения продукта наполнителя с обработанной поверхностью позволяет избежать использование интенсивной термической обработки и приводит к продукту наполнителя с обработанной поверхностью, обеспечивающему достаточную гидрофильность и очень низкую восприимчивость к поглощению влаги, а также с высокой температурой выделения летучих веществ, по меньшей мере, при 250°C, ограниченным количеством всех летучих веществ, выделяемых при температурах от 25 до 350°C, высокой температурой возгорания, и он придает улучшенные механические свойства волокнам, нитям, пленкам и/или ниткам и соответствующим изделиям, содержащим указанный продукт наполнителя с обработанной поверхностью. Более конкретно, авторы настоящего изобретения обнаружили, что характеристики поверхности продукта наполнителя с обработанной поверхностью, полученные с помощью указанного способа, могут быть улучшены путем добавления определенного монозамещенного(ых) янтарного(ых) ангидрида(ов).
Следует отметить, что для целей по настоящему изобретению, следующие термины имеют следующие значения:
В соответствии с настоящим изобретением термин "наполнитель", как он используется в настоящем изобретении, относится к веществам минерального происхождения, добавляемых к материалам, таких как бумага, пластмассы, резины, краски и клеи и т.д., чтобы снизить потребление более дорогих материалов, таких как связующие, или для улучшения технических свойств продукции. Специалисту в данной области техники хорошо известны типичные наполнители, используемые в соответствующих областях. Кроме того, термин "наполнитель, содержащий карбонат кальция," относится к веществу, которое содержит, по меньшей мере, 80 масс.% карбоната кальция в расчете на общую сухую массу наполнителя, содержащего карбонат кальция.
Термин "продукт наполнителя с обработанной поверхностью", как он используется в настоящем изобретении, относится к наполнителю, содержащему карбонат кальция, который должен контактировать с агентом для обработки поверхности таким образом, чтобы получать слой покрытия, по меньшей мере, на части поверхности наполнителя, содержащего карбонат кальция.
Термин "янтарный ангидрид", называемый также дигидро-2,5-фурандион, ангидрид янтарной кислоты или сукцинил оксид, имеет молекулярную формулу C4H4O3 и является кислотным ангидридом янтарной кислоты.
Термин "монозамещенный" янтарный ангидрид, как он используется в настоящем изобретении, относится к янтарному ангидриду, замещенному одним заместителем.
Термин "монозамещенная" янтарная кислота, как он используется в настоящем изобретении, относится к янтарной кислоте, замещенной одним заместителем.
Термин "сухой" наполнитель, содержащий карбонат кальция, следует понимать как наполнитель, содержащий меньше чем 0,3% по массе воды относительно массы наполнителя. % воды (равный остаточному общему содержанию влаги) определяется в соответствии с кулонометрическим методом по Карлу Фишера, где наполнитель нагревают до 220°С, и содержание воды, выделенное в виде пара и отделяемое с помощью потока газообразного азота (при 100 мл/мин) определяется в блоке кулонометра по Карлу Фишеру.
Термин "солевые продукты реакции", как он используется в настоящем изобретении, относится к продуктам, получаемым путем приведения в контакт наполнителя, содержащего карбонат кальция, с одним или несколькими монозамещенными янтарными ангидридами. Указанные солевые продукты реакции образуются между монозамещенной янтарной кислотой, которая образуется из нанесенного монозамещенного янтарного ангидрида и реакционно активных молекул, расположенных на поверхности наполнителя, содержащего карбонат кальция. Альтернативно, указанные солевые продукты реакции образуются между монозамещенной янтарной кислотой, которая, необязательно, может присутствовать, по меньшей мере, с одним монозамещенным янтарным ангидридом, и реакционно активными молекулами, расположенными на поверхности наполнителя, содержащего карбонат кальция.
Термин "удельная площадь поверхности" (в м2/г) минерального наполнителя, как он используется в настоящем изобретении, определяется методом БЭТ с азотом в качестве газа адсорбанта, и он хорошо известен специалистам в данной области (ISO 9277: 1995). Общую площадь поверхности (в м2) минерального наполнителя затем получают путем умножения удельной площади поверхности на массу (в г) минерального наполнителя до обработки.
Как используется здесь и как обычно определено в данной области техники, значение "d50" определяется на основе измерений, выполненных с использованием анализатора размера частиц Sedigraph™ 5100 Micromeritics Instrument Corporation (управляемый аппарат с помощью версии программного обеспечения 1,04) и определяется как размер, при котором 50% (средний балл) объема или массы изделия приходится на частицы, имеющие диаметр, равный указанному значению. Способ и прибор известны специалистам в данной области и обычно используются для определения размера частиц наполнителей и пигментов. Измерение осуществляют в водном растворе 0,1 масс.% Na4P2O7. Образцы были диспергированы с помощью высокоскоростной мешалкой и ультраакустики.
Когда в данном описании и формуле изобретения используется термин "содержащий", он не исключает других, не указанных элементов, имеющих важное или незначительное функциональное значение. Для целей настоящего изобретения термин "содержащий" считается предпочтительным вариантом термина "состоящий из". Если далее группа определена как содержащая, по меньшей мере, некоторое количество вариантов осуществления, также должно быть понятно, что указана группа, которая, предпочтительно, состоит только из этих вариантов.
Всякий раз, когда используются термины "включающий" или "имеющий", эти термины предназначены являться эквивалентами термину "содержащий", как описано выше.
При описании в единственном числе подразумевается включение множественного числа этого существительного, если не оговорено особо.
В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения, предложен продукт наполнителя с обработанной поверхностью, содержащий
a) по меньшей мере, один наполнитель, содержащий карбонат кальция, имеющий
i) значение размера частиц средней массы d50 в диапазоне от 0,1 до 7 мкм,
ii) предельное верхнее значение (d98) ≤15 мкм,
iii) удельную площадь поверхности (БЭТ) от 0,5 до 150 м2/г как определено азотным методом БЭТ, и
iv) остаточное общее содержание влаги ниже 1 масс.%, в расчете на общую сухую массу, по меньшей мере, одного материала наполнителя, содержащего карбонат кальция, и
b) слой обработки на поверхности, по меньшей мере, из одного наполнителя, содержащего карбонат кальция, содержащий, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид и монозамещенную янтарную кислоту и/или их солевой(ые) продукт(ы) взаимодействия,
где продукт наполнителя с обработанной поверхностью содержит обработанный слой в количестве от 0,1 до 3 масс. % в расчете на общую сухую массу, по меньшей мере, одного материала наполнителя, содержащего карбонат кальция.
Предпочтительно, чтобы мольное соотношение, по меньшей мере, одного монозамещенного янтарного ангидрида и, необязательно, по меньшей мере, одной монозамещенной янтарной кислоты к солевому(ым) продукту(ам) реакции составляло от 99,9:0,1 до 0,1:99,9, предпочтительно, от 70:30 до 90:10. Предпочтительно также, чтобы солевым(и) продуктом(ами) реакции, по меньшей мере, одного монозамещенного янтарного ангидрида и/или, по меньшей мере, одной монозамещенной янтарной кислоты являлись одна или несколько их кальциевых и/или магниевых солей. Кроме того, предпочтительно, чтобы обработанный слой дополнительно содержал, по меньшей мере, одно органическое вещество, такое как полисилоксаны. Предпочтительно также, чтобы продукт наполнителя с обработанной поверхностью содержал обработанный слой в количестве от 0,1 до 2,5 масс. %, предпочтительно, в количестве от 0,1 до 2 масс. %, более предпочтительно, в количестве от 0,1 до 1,5 масс. %, даже более предпочтительно, в количестве от 0,1 до 1 масс. %, и, наиболее предпочтительно, в количестве от 0,2 до 0,8 масс. % в расчете на общую сухую массу, по меньшей мере, одного материала наполнителя, содержащего карбонат кальция.
В соответствии со следующим аспектом настоящего изобретения предложена полимерная композиция, содержащая, по меньшей мере, одну полимерную смолу и от 1 до 85 масс. % в расчете на общую массу полимерной композиции продукта наполнителя с обработанной поверхностью. Предпочтительно, когда, по меньшей мере, одна полимерная смола представляет собой, по меньшей мере, один термопластический полимер, предпочтительно, термопластический полимер, выбранный из группы, включающей гомополимеры и/или сополимеры полиолефинов, полиамидов, полимеры, содержащие
галогены, и/или сложные полиэфиры. Предпочтительно также, когда полимерная композиция представляет собой концентрат, предпочтительно, концентрат содержащий продукт наполнителя с обработанной поверхностью в количестве от 50 до 85 масс.%, предпочтительно, от 60 до 85 масс.% и, более предпочтительно, от 70 до 80 масс.%, в расчете на общую массу концентрата.
В соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения предложено волокно и/или нить и/или пленка и/или нитка, содержащие продукт наполнителя с обработанной поверхностью и/или полимерную композицию. В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения предложено изделие, содержащее продукт наполнителя с обработанной поверхностью и/или полимерную композицию и/или волокно и/или нить и/или пленку и/или нитку, где изделие выбрано из группы, включающей средства гигиены, медицинские товары и изделия медицинского назначения, фильтровальные изделия, геотекстильную продукцию, сельскохозяйственные и садоводческие изделия, одежду, обувь и багажные изделия, бытовые и промышленные изделия, упаковочные материалы, строительные изделия и тому подобное. В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения предложено применение монозамещенного янтарного ангидрида для уменьшения гидрофильности поверхности наполнителя, содержащей карбонат кальция. В соответствии со следующим аспектом настоящего изобретения предложено применение продукта наполнителя с обработанной поверхностью для инициирования реакции сшивания в эпоксидных смолах.
В соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, один наполнитель, содержащий карбонат кальция, на стадии a) выбран из тонкодисперсного карбоната кальция (GCC), осажденного карбоната кальция (PCC), модифицированного карбоната кальция (MCC) и их смесей.
В соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, один наполнитель, содержащий карбонат кальция, на стадии a) содержит, по меньшей мере, один природный измельченный карбонат кальция (GCC), выбранный из группы, включающей мрамор, мел, доломит, известняк и их смеси и/или, по меньшей мере, один осажденный карбонат кальция (PCC), выбранный из группы, включающей одну или несколько арагонитовых, фатеритовых и кальцитовых минералогических кристаллических форм и/или, по меньшей мере, один модифицированный карбонат кальция (MCC).
В соответствии с еще одним вариантом осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, один наполнитель, содержащий карбонат кальция, на стадии a) имеет средний весовой размер частиц d50 от 0,25 мкм до 5 мкм и предпочтительно, от 0,7 мкм до 4 мкм.
В соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, один наполнитель, содержащий карбонат кальция, на стадии a) имеет предельное верхнее значение (d98) ≤12,5 мкм, предпочтительно, ≤10 мкм, и, наиболее предпочтительно, ≤7,5 мкм.
В соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, один наполнитель, содержащий карбонат кальция, на стадии a) имеет удельную площадь поверхности (БЭТ) от 0,5 до 50 м2/г, более предпочтительно, от 0,5 до 35 м2/г, и, наиболее предпочтительно, от 0,5 до 15 м2/г как определено азотным методом БЭТ.
В соответствии с еще одним вариантом осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, один наполнитель, содержащий карбонат кальция, на стадии a) имеет остаточное общее содержание влаги от 0,01 до 0,2 масс.%, предпочтительно, от 0,02 до 0,15 масс.%, и, наиболее предпочтительно, от 0,04 до 0,15 масс.%, в расчете на общую сухую массу, по меньшей мере, одного материала наполнителя, содержащего карбонат кальция.
В соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, один наполнитель, содержащий карбонат кальция, на стадии a) подогревается перед осуществлением стадии контактирования c), предпочтительно, по меньшей мере, один наполнитель, содержащий карбонат кальция, на стадии a) предварительно подогревается при температуре от 50 до 200°C, более предпочтительно, от 80 до 200°C, даже более предпочтительно, от 90 до 150°C, и, наиболее предпочтительно, от 100 до 130°C.
В соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения предложены, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид и, необязательно, по меньшей мере, одна монозамещенная янтарная кислота на стадии b) в общем количестве от 0,1 до 2,5 масс.%, предпочтительно, в количестве от 0,1 до 2 масс.%, более предпочтительно, в количестве от 0,1 до 1,5 масс.%, даже более предпочтительно, в количестве от 0,1 до 1 масс.%, и, наиболее предпочтительно, в количестве от 0,2 до 0,8 масс.% в расчете на общую сухую массу, по меньшей мере, одного материала наполнителя, содержащего карбонат кальция.
В соответствии с еще одним вариантом осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид на стадии b) состоит из янтарного ангидрида, монозамещенного группой, выбранной из линейной, разветвленной алифатической и циклической группы, имеющей общую сумму атомов углерода от C2 до С30, предпочтительно, от С3 до C25, и, наиболее предпочтительно, от C4 до C20 в заместителе.
В соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид на стадии b) представляет собой, по меньшей мере, один алкил монозамещенный янтарный ангидрид, предпочтительно, по меньшей мере, один алкил монозамещенный янтарный ангидрид, выбранный из группы, включающей этилянтарный ангидрид, пропилянтарный ангидрид, бутилянтарный ангидрид, триизобутил янтарный ангидрид, пентилянтарный ангидрид, гексилянтарный ангидрид, гептилянтарный ангидрид, октилянтарный ангидрид, нонилянтарный ангидрид, децил янтарный ангидрид, додецил янтарный ангидрид, гексадеканил янтарный ангидрид, октадеканил янтарный ангидрид или их смеси.
В соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид на стадии b) представляет собой, по меньшей мере, один алкенил монозамещенный янтарный ангидрид, предпочтительно, по меньшей мере, один алкенил монозамещенный янтарный ангидрид, выбранный из группы, включающей этенилянтарный ангидрид, пропенилянтарный ангидрид, бутенилянтарный ангидрид, триизобутенил янтарный ангидрид, пентенилянтарный ангидрид, гексенилянтарный ангидрид, гептенилянтарный ангидрид, октенилянтарный ангидрид, ноненилянтарный ангидрид, деценил янтарный ангидрид, додеценил янтарный ангидрид, гексадеценил янтарный ангидрид, октадеценил янтарный ангидрид или их смеси.
В соответствии с еще одним вариантом осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид и, необязательно, по меньшей мере, одна монозамещенная янтарная кислота на стадии b) добавляют на стадии контактирования c) в общем количестве от 0,1 до 2 масс.%, предпочтительно, от 0,2 до 1,5 масс.%, и, наиболее предпочтительно, от 0,3 до 1 масс.%, в расчете на общую сухую массу, по меньшей мере, одного материала наполнителя, содержащего карбонат кальция, на стадии a).
В соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, одна монозамещенная янтарную кислоту на стадии b) представлена в количестве ≤10 моль-%, в расчете на сумму молей, по меньшей мере, одного монозамещенного янтарного ангидрида и, по меньшей мере, одной монозамещенной янтарной кислоты.
В соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения стадию контактирования c) осуществляют при температуре от 30 до 200°C, предпочтительно, от 80 до 150°C, и, наиболее предпочтительно, от 110 до 130°C.
В соответствии с еще одним вариантом осуществления настоящего изобретения стадию контактирования c) осуществляют периодическим или непрерывным способом, предпочтительно, в течение периода времени от 0,1 до 1000 секунд. Предпочтительно, когда стадия контактирования c) представляет собой непрерывный способ и включает одну или несколько стадий контактирования и общее время контактирования составляет от 0,1 до 20 сек, предпочтительно, от 0,5 до 15 сек, и, наиболее предпочтительно, от 1 до 10 сек.
В соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения солевым(ыми) продуктом(ами) взаимодействия монозамещенной янтарной кислоты и/или, по меньшей мере, одной монозамещенной янтарной кислоты, образованный(ые) на поверхности указанного, по меньшей мере, одного содержащий карбонат кальция наполнителя на стадии c) являются их одной или несколькими солями кальция и/или солями магния.
В соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения способ, кроме того, включает стадию d) контактирования, по меньшей мере, одного наполнителя, содержащего карбонат кальция, на стадии a), в одну или несколько стадий, по меньшей мере, с одним органическим веществом, таким как полисилоксаны. Предпочтительно, когда стадию контактирования d) осуществляют в процессе и/или после стадии контактирования c), предпочтительно, после стадии контактирования c). Кроме того, предпочтительно, когда стадию контактирования d) осуществляют при температуре от 40 до 200°C, предпочтительно, от 50 до 150°C, и, наиболее предпочтительно, от 60 до 120°C. Предпочтительно также, когда, по меньшей мере, одно органическое вещество добавляют на стадии контактирования d) в количестве от 100 до 1000 частей на миллион, предпочтительно, от 200 до 800 частей на миллион, и, наиболее предпочтительно, от 300 до 700 частей на миллион, в расчете на общую сухую массу, по меньшей мере, одного материала наполнителя, содержащего карбонат кальция, на стадии a).
В соответствии с еще одним вариантом осуществления настоящего изобретения полученный продукт наполнителя с обработанной поверхностью впитывает воду от 0,1 до 0,8 мг/г, предпочтительно, от 0,2 до 0,7 мг/г, и, наиболее предпочтительно, от 0,2 до 0,6 мг/г при температуре 23°C (±2°C).
В соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения для полученного продукта наполнителя с обработанной поверхностью температура высвобождения летучих веществ составляет ≥250°C, предпочтительно, ≥260°C, и, наиболее предпочтительно, ≥270°C.
В соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения полученный продукт наполнителя с обработанной поверхностью обладает гидрофильностью ниже 8:2 объемного соотношения вода: этанол, определенного при +23°C (±2°C) с помощью метода седиментации.
Как указано выше, способ по изобретению получения продукта наполнителя с обработанной поверхностью с янтарным ангидридом включает, по меньшей мере, стадии способа a), b) и c). Далее представлены дополнительные подробности осуществления настоящего изобретения и особенно последующие стадии способа по изобретению получения продукта наполнителя с обработанной поверхностью.
Описание стадии a): предоставление, по меньшей мере, одного наполнителя, содержащего карбонат кальция,
В соответствии со стадией a) способа по настоящему изобретению предложен, по меньшей мере, один наполнитель, содержащий карбонат кальция.
По меньшей мере, один наполнитель, содержащий карбонат кальция, как он используется в настоящем изобретении, относится к наполнителю, выбранному из тонкодисперсного (или природного) карбоната кальция (GCC), осажденного карбоната кальция (PCC), модифицированного карбоната кальция (MCC) и их смесей.
GCC понимается как встречающаяся в природе форма карбоната кальция, добываемая из осадочных пород, таких как известняк или мел, или из метаморфических мраморных пород и прошедших обработку, такую как помол, просеивание и/или фракционирование во влажной и/или сухой форме, например, на циклоне или классификаторе. В одном варианте осуществления настоящего изобретения GCC выбран из группы, включающей мрамор, мел, доломит, известняк и их смесей.
В отличие от этого, карбонат кальция типа PCC включает синтетические продукты карбоната кальция, получают путем карбонизации суспензии гидроксида кальция, как правило, называемой в данной области суспензией извести или известкового молока, получаемой из тонкоизмельченных частиц оксида кальция в воде или путем осаждения из ионного раствора соли. PCC может быть ромбоэдрическим и/или скаленоэдральным и/или арагонитовым; предпочтительно, синтетический карбонат кальция или осажденный карбонат кальция содержат арагонитовую, фатеритовую или кальцитовую минералогические кристаллические формы или их смеси.
"Модифицированный карбонат кальция", как он используется в настоящем изобретении, может характеризовать природный тонкодисперсный или осажденный карбонат кальция с внутренней модификацией структуры или продуктом реакции на поверхности. В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения модифицированный карбонат кальция представляет собой карбонат кальция, прореагировавший на поверхности.
В одном предпочтительном варианте осуществления изобретения, по меньшей мере, один наполнитель, содержащий карбонат кальция, представляет собой мрамор.
Следует отметить, что количество карбоната кальция, по меньшей мере, в одном содержащем карбонат кальция наполнителе составляет, по меньшей мере, 80 масс.%, например, по меньшей мере, 95 масс.%, предпочтительно, между 97 и 100 масс.%, более предпочтительно, между 98,5 и 99,95 масс.%, в расчете на общую сухую массу, по меньшей мере, одного материала наполнителя, содержащего карбонат кальция.
По меньшей мере, один наполнитель, содержащий карбонат кальция, представлен, предпочтительно, в виде зернистого материала, и он может иметь такое распределение размера частиц, какое обычно используют для материала(ов), используемого(ых) в том типе продукта, который должен быть получен. Как правило, одним конкретным требованием по настоящему изобретению является то, что, по меньшей мере, один наполнитель, содержащий карбонат кальция, имеет средний весовой размер частиц d50 в диапазоне от 0,1 до 7 мкм. Например, по меньшей мере, один наполнитель, содержащий карбонат кальция, имеет средний весовой размер частиц d50 от 0,25 мкм до 5 мкм и предпочтительно, от 0,7 мкм до 4 мкм.
Следующим требованием по настоящему изобретению является то, что, по меньшей мере, один наполнитель, содержащий карбонат кальция, имеет предельное верхнее значение (d98) ≤15 мкм. Например, по меньшей мере, один наполнитель, содержащий карбонат кальция, имеет предельное верхнее значение (d98) ≤12,5 мкм, предпочтительно, ≤10 мкм, и, наиболее предпочтительно, ≤7,5 мкм.
Следует также понимать, что, по меньшей мере, один наполнитель, содержащий карбонат кальция, обладает удельной площадью поверхности БЭТ от 0,5 и 150 м2/г, как определено азотным методом БЭТ в соответствии с ISO 9277. Например, по меньшей мере, один наполнитель, содержащий карбонат кальция, имеет удельную площадь поверхности (БЭТ) от 0,5 до 50 м2/г, более предпочтительно, от 0,5 до 35 м2/г, и, наиболее предпочтительно, от 0,5 до 15 м2/г, как определено азотным методом БЭТ в соответствии с ISO 9277.
В одном варианте осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, один наполнитель, содержащий карбонат кальция, представляет собой предпочтительно, мрамор, имеющий среднее значение диаметра частиц d50 от 0,1 мкм до 7 мкм, предпочтительно, от 0,25 мкм до 5 мкм, и, наиболее предпочтительно, от 0,7 мкм до 4 мкм. В этом случае, по меньшей мере, один наполнитель, содержащий карбонат кальция, показывает удельную площадь поверхности БЭТ от 0,5 до 150 м2/г, предпочтительно, от 0,5 до 50 м2/г, более предпочтительно, от 0,5 до 35 м2/г, и, наиболее предпочтительно, от 0,5 до 15 м2/г, как определено азотным методом БЭТ в соответствии с ISO 9277.
Предпочтительно, когда, по меньшей мере, один наполнитель, содержащий карбонат кальция, представляет собой сухой тонкоизмельченный материал, материал, являющийся влажным тонкоизмельченным материалом и высушенным или смесью приведенных материалов. Обычно стадия измельчения может быть проведена с использованием любого обычного измельчительного устройства, например, в таких условиях, когда измельчение преимущественно возникает в результате воздействия со вторым телом, то есть в одном или нескольких аппаратов, выбранных из: шаровой мельницы, стержневой мельнице, вибромельнице, дробилке, центрифугальной ударной мельницы, вертикальной бисерной мельницы, фрикционной мельницы, контактной мельницы, молотковой мельницы, пульверизатора, измельчителя, дробилки, ножевидного режущего инструмента или других подобных устройств, известных специалисту в данной области.
В случае, когда, по меньшей мере, один наполнитель, содержащий карбонат кальция, представляет собой влажный тонкоизмельченный наполнитель, содержащий карбонат кальция, стадия измельчения может быть проведена при таких условиях, что происходит самоизмельчение, и/или на горизонтальной шаровой мельнице, и/или другими подобными способами, известными специалисту в данной области. Полученный таким образом влажный тонкоизмельченный наполнитель, содержащий карбонат кальция, перед сушкой может быть промыт и обезвожен с помощью хорошо известных способов, например, флокуляцией, фильтрацией или принудительным испарением. Последующая стадия сушки может быть проведена в одну стадию, например, распылительной сушкой, или, по меньшей мере, в две стадии, например, путем применения на первой стадии нагревания наполнителя, содержащего карбонат кальция, для того, чтобы уменьшить содержание связанной влаги до уровня, который составляет не более чем около 0,5 масс.% в расчете на общую сухую массу, по меньшей мере, одного материала наполнителя, содержащего карбонат кальция. Остаточное суммарное содержание влаги в наполнителе может быть измерено способом кулонометрического титрования по Карлу Фишеру, извлекая влагу в печи при 195°С и пропуская ее непрерывно в кулонометр KF (кулонометрический титратор KF C30 Mettler Toledo, укомплектованный с сушильной печью Mettler DO 0337) с использованием сухого N2 при 100 мл/мин в течение 10 мин. Остаточное общее содержание влаги может быть определено с помощью калибровочной кривой, а также может быть принят во внимание 10 мин газовый поток носителя без образца. Остаточное общее содержание влаги может быть затем уменьшено путем применения на второй стадии нагревания, по меньшей мере, одного наполнителя, содержащего карбонат кальция. Тогда, когда указанную сушку осуществляют путем более чем одной стадией сушки, первая стадия может быть осуществлена путем нагревания в горячей струе воздуха, в то время как вторую и последующие стадии сушки предпочтительно, осуществляют с помощью непрямого нагревания, при котором атмосфера в соответствующем сосуде содержит агент для обработки поверхности. Кроме того, часто, по меньшей мере, один наполнитель, содержащий карбонат кальция, подвергают стадии обогащения (такой как стадия флотации, обесцвечивания или магнитной сепарации) для удаления примесей.
В одном варианте осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, один наполнитель, содержащий карбонат кальция, содержит сухой тонкоизмельченный наполнитель, содержащий карбонат кальция. В другом предпочтительном варианте осуществления изобретения, по меньшей мере, один наполнитель, содержащий карбонат кальция, представляет собой материал, являющийся влажным измельченным в горизонтальной шаровой мельнице, и затем сушат с использованием хорошо известного способа распылительной сушки.
В зависимости, по меньшей мере, от одного наполнителя, содержащего карбонат кальция, по меньшей мере, один наполнитель, содержащий карбонат кальция, имеет остаточное общее содержание влаги от 0,01 до 1 масс.%, предпочтительно, от 0,01 до 0,2 масс.%, более предпочтительно, от 0,02 до 0,15 масс.%, и, наиболее предпочтительно, от 0,04 до 0,15 масс.%, в расчете на общую сухую массу, по меньшей мере, одного материала наполнителя, содержащего карбонат кальция.
Например, в случае, когда в качестве, по меньшей мере, одного наполнителя, содержащего карбонат кальция, используется влажный измельченный и высушенный распылительной сушкой мрамор, остаточное общее содержание влаги, по меньшей мере, в одном содержащем карбонат кальция наполнителе составляет, предпочтительно, от 0,01 до 0,1 масс.%, более предпочтительно, от 0,02 до 0,08 масс.%, и, наиболее предпочтительно, от 0,04 до 0,07 масс.% в расчете на общую сухую массу, по меньшей мере, одного материала наполнителя, содержащего карбонат кальция. Если в качестве, по меньшей мере, одного наполнителя, содержащего карбонат кальция, используется PCC, остаточное общее содержание влаги, по меньшей мере, в одном содержащем карбонат кальция наполнителе составляет, предпочтительно, от 0,01 до 0,2 масс.%, более предпочтительно, от 0,05 до 0,17 масс.%, и, наиболее предпочтительно, от 0,05 до 0,10 масс.%, в расчете на общую сухую массу, по меньшей мере, одного материала наполнителя, содержащего карбонат кальция.
Описание стадии b): обеспечение, по меньшей мере, одного монозамещенного янтарного ангидрида
В соответствии со стадией b) способа по настоящему изобретению, предусмотрены, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид и необязательно, по меньшей мере, одна монозамещенная янтарная кислота.
Следует отметить, что выражение "по меньшей мере, один" монозамещенный янтарный ангидрид означает, что в способе по настоящему изобретению могут быть предусмотрены один или несколько видов монозамещенного янтарного ангидрида.
Таким образом, необходимо отметить, что, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид может быть одним из видов монозамещенного янтарного ангидрида. Альтернативно, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид может быть смесью двух или более видов монозамещенного янтарного ангидрида. Например, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид может быть смесью двух или трех видов монозамещенного янтарного ангидрида, например, двух видов монозамещенного янтарного ангидрида.
В одном варианте осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид представляет собой один вид монозамещенного янтарного ангидрида.
Следует отметить, что, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид представляет собой агент для обработки поверхности и состоит из янтарного ангидрида, монозамещенного группой, выбранной из линейной, разветвленной, алифатической и циклической группы, имеющей в заместителе общее число атомов углерода от C2 до C30.
В одном варианте осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид представляет собой янтарный ангидрид, монозамещенный группой, выбранной из линейной, разветвленной, алифатической и циклической групп, имеющей в заместителе общее число атомов углерода от C3 до C20. Например, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид представляет собой янтарный ангидрид, монозамещенный группой, выбранной из линейной, разветвленной, алифатической и циклической группы, имеющей в заместителе общее число атомов углерода от C4 до C18.
В одном варианте осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид представляет собой янтарный ангидрид, монозамещенный одной группой, являющейся линейной и алифатической группами, имеющими в заместителе общее число атомов углерода от C2 до C30, предпочтительно, от C3 до C20, и, наиболее предпочтительно, от C4 до C18. Дополнительно или альтернативно, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид представляет собой янтарный ангидрид, монозамещенный одной группой, являющейся разветвленной и алифатической группами, имеющей в заместителе общее число атомов углерода от C2 до C30, предпочтительно, от C3 до C20, и, наиболее предпочтительно, от C4 до C18.
Таким образом, предпочтительно, когда, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид представляет собой янтарный ангидрид, монозамещенный одной группой, являющейся линейной или разветвленной алкильной группой, имеющей в заместителе общее число атомов углерода от C2 до C30, предпочтительно, от C3 до C20, и, наиболее предпочтительно, от C4 до C18.
Например, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид представляет собой янтарный ангидрид, монозамещенный одной группой, являющейся линейной алкильной группой, имеющей общее число атомов углерода от C2 до C30, предпочтительно, от C3 до C20, и, наиболее предпочтительно, от C4 до C18 в заместителе. Дополнительно или альтернативно, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид представляет собой янтарный ангидрид, монозамещенный одной группой, являющейся разветвленной алкильной группой, имеющей общее число атомов углерода от C2 до C30, предпочтительно, от C3 до C20, и, наиболее предпочтительно, от C4 до C18 в заместителе.
Термин "алкил", как он используется в настоящем изобретении, относится к линейной или разветвленной, насыщенной органической группе соединения, состоящей из углерода и водорода. Другими словами, "алкил монозамещенные янтарные ангидриды" состоят из линейных или разветвленных, насыщенных углеводородных цепей, содержащих боковую группу янтарного ангидрида.
В одном варианте осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид представляет собой, по меньшей мере, один линейной или разветвленной алкил монозамещенный янтарный ангидрид. Например, по меньшей мере, один алкил монозамещенный янтарный ангидрид выбран из группы, включающей этилянтарный ангидрид, пропилянтарный ангидрид, бутилянтарный ангидрид, триизобутил янтарный ангидрид, пентилянтарный ангидрид, гексилянтарный ангидрид, гептилянтарный ангидрид, октилянтарный ангидрид, нонилянтарный ангидрид, децил янтарный ангидрид, додецил янтарный ангидрид, гексадеканил янтарный ангидрид, октадеканил янтарный ангидрид или их смеси.
Соответственно, следует отметить, что, например, термин "бутилянтарный ангидрид" включает линейный(ые) и разветвленный(ые) бутилянтарный(ые) ангидрид(ы). Одним конкретным примером линейного(ых) бутилянтарного(ых) ангидрида(ов) является н-бутилянтарный ангидрид. Конкретными примерами разветвленного(ых) бутилянтарного(ых) ангидрида(ов) являются изобутилянтарный ангидрид, втор-бутилянтарный ангидрид и/или трет-бутилянтарный ангидрид.
Кроме того, следует отметить, что, например, термин "гексадеканил янтарный ангидрид" включает линейный(ые) и разветвленный(ые) гексадеканил янтарный(ые) ангидрид(ы). Одним конкретным примером линейного(ых) гексадеканил янтарного(ых) ангидрида(ов) является н-гексадеканил янтарный ангидрид. Конкретными примерами разветвленного(ых) гексадеканил янтарного(ых) ангидрида(ов) являются 14-метилпентадеканил янтарный ангидрид, 13-метилпентадеканил янтарный ангидрид, 12-метилпентадеканил янтарный ангидрид, 11-метилпентадеканил янтарный ангидрид, 10-метилпентадеканил янтарный ангидрид, 9-метилпентадеканил янтарный ангидрид, 8-метилпентадеканил янтарный ангидрид, 7-метилпентадеканил янтарный ангидрид, 6-метилпентадеканил янтарный ангидрид, 5-метилпентадеканил янтарный ангидрид, 4-метилпентадеканил янтарный ангидрид, 3-метилпентадеканил янтарный ангидрид, 2-метилпентадеканил янтарный ангидрид, 1-метилпентадеканил янтарный ангидрид, 13-этилбутадеканил янтарный ангидрид, 12-этилбутадеканил янтарный ангидрид, 11-этилбутадеканил янтарный ангидрид, 10-этилбутадеканил янтарный ангидрид, 9-этилбутадеканил янтарный ангидрид, 8-этилбутадеканил янтарный ангидрид, 7-этилбутадеканил янтарный ангидрид, 6-этилбутадеканил янтарный ангидрид, 5-этилбутадеканил янтарный ангидрид, 4-этилбутадеканил янтарный ангидрид, 3-этилбутадеканил янтарный ангидрид, 2-этилбутадеканил янтарный ангидрид, 1-этилбутадеканил янтарный ангидрид, 2-бутилдодеканил янтарный ангидрид, 1-гексилдеканил янтарный ангидрид, 1-гексил-2-деканил янтарный ангидрид, 2-гексилдеканил янтарный ангидрид, 6,12-диметилбутадеканил янтарный ангидрид, 2,2-диэтилдодеканил янтарный ангидрид, 4,8,12-триметилтридеканил янтарный ангидрид, 2,2,4,6,8-пентаметилундеканил янтарный ангидрид, 2-этил-4-метил-2-(2-метилпентил)-гептил янтарный ангидрид и/или 2-этил-4,6-диметил-2-пропилнонил янтарный ангидрид.
Кроме того, следует отметить, что, например, термин "октадеканил янтарный ангидрид" включает линейный(ые) и разветвленный(ые) октадеканил янтарный(ые) ангидрид(ы). Одним конкретным примером линейного(ых) октадеканил янтарного(ых) ангидрида(ов) является н-октадеканил янтарный ангидрид. Конкретными примерами разветвленной гексадеканил янтарный(ые) ангидрид(ы) является 16-метилгептадеканил янтарный ангидрид, 15-метилгептадеканил янтарный ангидрид, 14-метилгептадеканил янтарный ангидрид, 13-метилгептадеканил янтарный ангидрид, 12-метилгептадеканил янтарный ангидрид, 11-метилгептадеканил янтарный ангидрид, 10-метилгептадеканил янтарный ангидрид, 9-метилгептадеканил янтарный ангидрид, 8-метилгептадеканил янтарный ангидрид, 7-метилгептадеканил янтарный ангидрид, 6-метилгептадеканил янтарный ангидрид, 5-метилгептадеканил янтарный ангидрид, 4-метилгептадеканил янтарный ангидрид, 3-метилгептадеканил янтарный ангидрид, 2-метилгептадеканил янтарный ангидрид, 1-метилгептадеканил янтарный ангидрид, 14-этилгексадеканил янтарный ангидрид, 13-этилгексадеканил янтарный ангидрид, 12-этилгексадеканил янтарный ангидрид, 11-этилгексадеканил янтарный ангидрид, 10-этилгексадеканил янтарный ангидрид, 9-этилгексадеканил янтарный ангидрид, 8-этилгексадеканил янтарный ангидрид, 7-этилгексадеканил янтарный ангидрид, 6-этилгексадеканил янтарный ангидрид, 5-этилгексадеканил янтарный ангидрид, 4-этилгексадеканил янтарный ангидрид, 3-этилгексадеканил янтарный ангидрид, 2-этилгексадеканил янтарный ангидрид, 1-этилгексадеканил янтарный ангидрид, 2-гексилдодеканил янтарный ангидрид, 2-гептилундеканил янтарный ангидрид, изо-октадеканил янтарный ангидрид и/или 1-октил-2-деканил янтарный ангидрид.
В одном варианте осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, один алкил монозамещенный янтарный ангидрид выбран из группы, включающей бутилянтарный ангидрид, гексилянтарный ангидрид, гептилянтарный ангидрид, октилянтарный ангидрид, гексадеканил янтарный ангидрид, октадеканил янтарный ангидрид или их смеси.
В одном варианте осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид представляет собой один вид алкил монозамещенного янтарного ангидрида. Например, одним алкил монозамещенным янтарным ангидридом является бутилянтарный ангидрид. Альтернативно, одним алкил монозамещенным янтарным ангидридом является гексилянтарный ангидрид. Альтернативно, одним алкил монозамещенным янтарным ангидридом является гептилянтарный ангидрид или октилянтарный ангидрид. Альтернативно, одним алкил монозамещенным янтарным ангидридом является гексадеканил янтарный ангидрид. Например, одним алкил монозамещенным янтарным ангидридом является линейный гексадеканил янтарный ангидрид, такой как н-гексадеканил янтарный ангидрид, или разветвленный гексадеканил янтарный ангидрид, такой как 1-гексил-2-деканил янтарный ангидрид. Альтернативно, одним алкил монозамещенным янтарным ангидридом является октадеканил янтарный ангидрид. Например, одним алкил монозамещенным янтарным ангидридом является линейный октадеканил янтарный ангидрид, такой как н-октадеканил янтарный ангидрид, или разветвленный октадеканил янтарный ангидрид, такой как изо-октадеканил янтарный ангидрид или 1-октил-2-деканил янтарный ангидрид.
В одном варианте осуществления настоящего изобретения одним алкил монозамещенным янтарным ангидридом является бутилянтарный ангидрид, такой как н-бутилянтарный ангидрид.
В одном варианте осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид представляет собой смесь двух или более видов алкил монозамещенного янтарного ангидридов. Например, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид представляет собой смесь двух ил трех видов алкил монозамещенных янтарных ангидридов.
В одном варианте осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид представляет собой янтарный ангидрид, монозамещенный одной группой, являющейся линейной или разветвленной алкенил группой, имеющей общее число атомов углерода от C2 до C30, предпочтительно, от C3 до C20, и, наиболее предпочтительно, от C4 до C18 в заместителе.
Термин "алкенил", как он используется в настоящем изобретении, относится к линейной или разветвленной, ненасыщенной органической группе соединения, состоящей из углерода и водорода. Указанное органическое соединение, кроме того, содержит, по меньшей мере, один двойную связь в заместителе, предпочтительно, одну двойную связь. Другими словами, "алкенил монозамещенные янтарные ангидриды" состоят из линейных или разветвленных, ненасыщенных углеводородных цепей, содержащих боковую группу янтарного ангидрида. Следует отметить, что термин "алкенил", как он используется в настоящем изобретении, включает цис и транс изомеры.
В одном варианте осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид представляет собой, по меньшей мере, один линейный или разветвленный алкенил монозамещенный янтарный ангидрид. Например, по меньшей мере, один алкенил монозамещенный янтарный ангидрид выбран из группы, включающей этенилянтарный ангидрид, пропенилянтарный ангидрид, бутенилянтарный ангидрид, триизобутенил янтарный ангидрид, пентенилянтарный ангидрид, гексенилянтарный ангидрид, гептенилянтарный ангидрид, октенилянтарный ангидрид, ноненилянтарный ангидрид, деценил янтарный ангидрид, додеценил янтарный ангидрид, гексадеценил янтарный ангидрид, октадеценил янтарный ангидрид или их смеси.
Соответственно, следует отметить, что, например, термин "гексадеценил янтарный ангидрид" включает линейный(ые) и разветвленный(ые) гексадеценил янтарный(ые) ангидрид(ы). Один конкретный пример линейного(ых) гексадеценил янтарного(ых) ангидрида(ов) представляет собой н-гексадеценил янтарный ангидрид, такой как 14-гексадеценил янтарный ангидрид, 13-гексадеценил янтарный ангидрид, 12-гексадеценил янтарный ангидрид, 11-гексадеценил янтарный ангидрид, 10-гексадеценил янтарный ангидрид, 9-гексадеценил янтарный ангидрид, 8-гексадеценил янтарный ангидрид, 7-гексадеценил янтарный ангидрид, 6-гексадеценил янтарный ангидрид, 5-гексадеценил янтарный ангидрид, 4-гексадеценил янтарный ангидрид, 3-гексадеценил янтарный ангидрид и/или 2-гексадеценил янтарный ангидрид. Конкретными примерами разветвленного(ых) гексадеценил янтарный(ые) ангидрид(ы) являются 14-метил-9-пентадеценил янтарный ангидрид, 14-метил-2-пентадеценил янтарный ангидрид, 1-гексил-2-деценил янтарный ангидрид и/или изо-гексадеценил янтарный ангидрид.
Кроме того, следует отметить, что, например, термин "октадеценил янтарный ангидрид" включает линейный(ые) и разветвленный(ые) октадеценил янтарный(ые) ангидрид(ы). Один конкретный пример линейного(ых) октадеценил янтарного(ых) ангидрида(ов) представляет собой н-октадеценил янтарный ангидрид, такой как 16-октадеценил янтарный ангидрид, 15-октадеценил янтарный ангидрид, 14-октадеценил янтарный ангидрид, 13-октадеценил янтарный ангидрид, 12-октадеценил янтарный ангидрид, 11-октадеценил янтарный ангидрид, 10-октадеценил янтарный ангидрид, 9-октадеценил янтарный ангидрид, 8-октадеценил янтарный ангидрид, 7-октадеценил янтарный ангидрид, 6-октадеценил янтарный ангидрид, 5-октадеценил янтарный ангидрид, 4-октадеценил янтарный ангидрид, 3-октадеценил янтарный ангидрид и/или 2-октадеценил янтарный ангидрид. Конкретными примерами разветвленного октадеценил янтарного(ых) ангидрида(ов) являются 16-метил-9-гептадеценил янтарный ангидрид, 16-метил-7-гептадеценил янтарный ангидрид, 1-октил-2-деценил янтарный ангидрид и/или изо-октадеценил янтарный ангидрид.
В одном варианте осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, один алкенил монозамещенный янтарный ангидрид выбран из группы, включающей гексенилянтарный ангидрид, октенилянтарный ангидрид, гексадеценил янтарный ангидрид, октадеценил янтарный ангидрид или их смеси.
В одном варианте осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид представляет собой один алкенил монозамещенный янтарный ангидрид. Например, один алкенил монозамещенный янтарный ангидрид представляет собой гексенилянтарный ангидрид. Альтернативно, один алкенил монозамещенный янтарный ангидрид представляет собой октенилянтарный ангидрид. Альтернативно, один алкенил монозамещенный янтарный ангидрид представляет собой гексадеценил янтарный ангидрид. Например, один алкенил монозамещенный янтарный ангидрид представляет собой линейной гексадеценил янтарный ангидрид, такой как н-гексадеценил янтарный ангидрид, или разветвленный гексадеценил янтарный ангидрид, такой как 1-гексил-2-деценил янтарный ангидрид. Альтернативно, один алкенил монозамещенный янтарный ангидрид представляет собой октадеценил янтарный ангидрид. Например, одним алкил монозамещенным янтарным ангидридом является линейный октадеценил янтарный ангидрид, такой как н-октадеценил янтарный ангидрид, или разветвленный октадеценил янтарный ангидрид, такой как изо-октадеценил янтарный ангидрид или 1-октил-2-деценил янтарный ангидрид.
В одном варианте осуществления настоящего изобретения один алкенил монозамещенный янтарный ангидрид представляет собой линейной октадеценил янтарный ангидрид, такой как н-октадеценил янтарный ангидрид. В другом варианте осуществления настоящего изобретения, один алкенил монозамещенный янтарный ангидрид представляет собой линейной октенилянтарный ангидрид, такой как н октенилянтарный ангидрид.
Когда, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид представляет собой один алкенил монозамещенный янтарный ангидрид, следует отметить, что один алкенил монозамещенный янтарный ангидрид представлен в количестве ≥95 масс.% и предпочтительно, ≥96,5 масс.%, в расчете на общую массу, по меньшей мере, одного монозамещенного янтарного ангидрида, предусмотренного на стадии b).
В одном варианте осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид представляет собой смесь двух или более видов алкенил монозамещенных ангидридов янтарной кислоты. Например, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид представляет собой смесь двух ил трех видов алкенил монозамещенных ангидридов янтарной кислоты.
Когда, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид представляет собой смесь двух или более видов алкенил монозамещенных ангидридов янтарной кислоты, один алкенил монозамещенный янтарный ангидрид представляет собой линейный или разветвленной октадеценил янтарный ангидрид, в то время как каждый последующий алкенил монозамещенный янтарный ангидрид выбран из этенилянтарного ангидрида, пропенилянтарного ангидрида, бутенилянтарного ангидрида, пентенилянтарного ангидрида, гексенилянтарного ангидрида, гептенилянтарного ангидрида, ноненилянтарного ангидрида, гексадеценил янтарного ангидрида и их смесей. Например, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид представляет собой смесь двух или более видов алкенил монозамещенных ангидридов янтарной кислоты, где один алкенил монозамещенный янтарный ангидрид представляет собой линейной октадеценил янтарный ангидрид, и каждый последующий алкенил монозамещенный янтарный ангидрид выбран из этенилянтарного ангидрида, пропенилянтарного ангидрида, бутенилянтарного ангидрида, пентенилянтарного ангидрида, гексенилянтарного ангидрида, гептенилянтарного ангидрида, ноненилянтарного ангидрида, гексадеценил янтарного ангидрида и их смесей. Альтернативно, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид представляет собой смесь двух или более видов алкенил монозамещенных ангидридов янтарной кислоты, где один алкенил монозамещенный янтарный ангидрид представляет собой разветвленной октадеценил янтарный ангидрид, и каждый последующий алкенил монозамещенный янтарный ангидрид выбран из этенилянтарного ангидрида, пропенилянтарного ангидрида, бутенилянтарного ангидрида, пентенилянтарного ангидрида, гексенилянтарного ангидрида, гептенилянтарного ангидрида, ноненилянтарного ангидрида, гексадеценил янтарного ангидрида и их смесей.
Например, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид представляет собой смесь двух или более видов алкенил монозамещенных ангидридов янтарной кислоты, содержащую один или несколько гексадеценил янтарных ангидридов, таких как линейный или разветвленный(ые) гексадеценил янтарный(ые) ангидрид(ы), и один или несколько октадеценил янтарных ангидридов, таких как линейный или разветвленный(ые) октадеценил янтарный(ые) ангидрид(ы).
В одном варианте осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид представляет собой смесь двух или более видов алкенил монозамещенных ангидридов янтарной кислоты, содержащую линейный гексадеценил янтарный ангидрид и линейный октадеценил янтарный ангидриды. Альтернативно, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид представляет собой смесь двух или более видов алкенил монозамещенных ангидридов янтарной кислоты, содержащую разветвленный(ые) гексадеценил янтарный(ые) ангидрид(ы) и разветвленный(ые) октадеценил янтарный(ые) ангидрид(ы). Например, один или несколько гексадеценил янтарных ангидридов представляют собой линейный гексадеценил янтарный ангидрид, такой как н-гексадеценил янтарный ангидрид, и/или разветвленный гексадеценил янтарный ангидрид, такой как 1-гексил-2-деценил янтарный ангидрид. Дополнительно или альтернативно, один или несколько октадеценил янтарных ангидридов представляют собой линейный октадеценил янтарный ангидрид, такой как н-октадеценил янтарный ангидрид, и/или разветвленный октадеценил янтарный ангидрид, такой как изо-октадеценил янтарный ангидрид и/или 1-октил-2-деценил янтарный ангидрид.
Когда, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид представляет собой смесь двух или более видов алкенил монозамещенных ангидридов янтарной кислоты, следует отметить, что один алкенил монозамещенный янтарный ангидрид представлен в количестве от 20 до 60 масс.% и, предпочтительно, от 30 до 50 масс.%, в расчете на общую массу, по меньшей мере, одного монозамещенного янтарного ангидрида, предусмотренного на стадии b).
Например, когда, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид представляет собой смесь двух или более видов алкенил монозамещенных ангидридов янтарной кислоты, содержащую один или несколько гексадеценил янтарных ангидридов, таких как линейный или разветвленные гексадеценил янтарные ангидриды, и один или несколько октадеценил янтарных ангидридов, таких как линейный или разветвленные гексадеценил янтарные ангидриды, предпочтительно, когда один или несколько октадеценил янтарных ангидридов представлен в количестве от 20 до 60 масс.% и, предпочтительно, от 30 до 50 масс.%, в расчете на общую массу, по меньшей мере, одного монозамещенного янтарного ангидрида, предусмотренного на стадии b).
Необходимо также отметить, что, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид может представлять собой смесь, по меньшей мере, одного алкил монозамещенного янтарного ангидрида и, по меньшей мере, одного алкенил монозамещенного янтарного ангидрида.
Когда, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид представляет собой смесь, по меньшей мере, одного алкил монозамещенного янтарного ангидрида и, по меньшей мере, одного алкенил монозамещенного янтарного ангидрида, следует отметить, что алкильный заместитель, по меньшей мере, одного алкил монозамещенного янтарного ангидрида и алкенильный заместитель, по меньшей мере, одного алкенил монозамещенного янтарного ангидрида являются, предпочтительно, одинаковыми. Например, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид представляет собой смесь этилянтарного ангидрида и этенилянтарного ангидрида. Альтернативно, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид представляет собой смесь пропилянтарного ангидрида и пропенилянтарного ангидрида. Альтернативно, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид представляет собой смесь бутилянтарного ангидрида и бутенилянтарного ангидрида. Альтернативно, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид представляет собой смесь триизобутил янтарного ангидрида и триизобутенил янтарного ангидрида. Альтернативно, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид представляет собой смесь пентилянтарного ангидрида и пентенилянтарного ангидрида. Альтернативно, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид представляет собой смесь гексилянтарного ангидрида и гексенилянтарного ангидрида. Альтернативно, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид представляет собой смесь гептилянтарного ангидрида и гептенилянтарного ангидрида. Альтернативно, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид представляет собой смесь октилянтарного ангидрида и октенилянтарного ангидрида. Альтернативно, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид представляет собой смесь нонилянтарного ангидрида и ноненилянтарного ангидрида. Альтернативно, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид представляет собой смесь децил янтарного ангидрида и деценил янтарного ангидрида.
Альтернативно, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид представляет собой смесь додецил янтарного ангидрида и додеценил янтарного ангидрида. Альтернативно, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид представляет собой смесь гексадеканил янтарного ангидрида и гексадеценил янтарного ангидрида. Например, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид представляет собой смесь линейного гексадеканил янтарного ангидрида и линейного гексадеценил янтарного ангидрида или смесь разветвленного гексадеканил янтарного ангидрида и разветвленного гексадеценил янтарного ангидрида. Альтернативно, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид представляет собой смесь октадеканил янтарного ангидрида и октадеценил янтарного ангидрида. Например, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид представляет собой смесь линейного октадеканил янтарного ангидрида и линейного октадеценил янтарного ангидрида или смесь разветвленных октадеканил янтарного ангидрида и разветвленной октадеценил янтарного ангидрида.
В одном варианте осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид представляет собой смесь нонилянтарного ангидрида и ноненилянтарного ангидрида.
Когда, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид представляет собой смесь, по меньшей мере, одного алкил монозамещенного янтарного ангидрида и, по меньшей мере, одного алкенил монозамещенного янтарного ангидрида, массовое соотношение между, по меньшей мере, одним алкил монозамещенным янтарным ангидридом и, по меньшей мере, одним алкенил монозамещенным янтарным ангидридом составляет между 90:10 и 10:90 (масс.%/масс.%). Например, массовое соотношение между, по меньшей мере, одним алкил монозамещенным янтарным ангидридом и, по меньшей мере, одним алкенил монозамещенным янтарным ангидридом составляет между 70:30 и 30:70 (масс.%/масс.%) или между 60:40 и 40:60.
Необязательно, предусмотрена, по меньшей мере, одна монозамещенная янтарная кислота в соответствии со стадией b) способа по изобретению.
Следует отметить, что выражение "по меньшей мере, одна" монозамещенная янтарная кислота означает, что в способе по настоящему изобретению могут быть предусмотрены один или несколько видов монозамещенной янтарной кислоты.
Таким образом, необходимо отметить, что, по меньшей мере, одна монозамещенная янтарная кислота может быть одним из видов монозамещенной янтарной кислоты. Альтернативно, по меньшей мере, одна монозамещенная янтарная кислота может представлять собой смесь двух или более видов монозамещенной янтарной кислоты. Например, по меньшей мере, одна монозамещенная янтарная кислота может быть смесью двух или трех видов монозамещенной янтарной кислоты, например, двух видов монозамещенной янтарной кислоты.
В одном варианте осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, одна монозамещенная янтарная кислота представляет собой один вид монозамещенной янтарной кислоты.
Следует отметить, что, по меньшей мере, одна монозамещенная янтарная кислота представляет собой агент для обработки поверхности и состоит из янтарной кислоты, монозамещенной группой, выбранной из линейной, разветвленной, алифатической и циклической групп, имеющих в заместителе общее число атомов углерода от C2 до C30.
В одном варианте осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, одна монозамещенная янтарная кислота состоит из янтарной кислоты, монозамещенной группой, выбранной из линейной, разветвленной, алифатической и циклической групп, имеющих в заместителе общее число атомов углерода от C2 до C30. Например, по меньшей мере, одна монозамещенная янтарная кислота состоит из янтарной кислоты, монозамещенной группой, выбранной из линейной, разветвленной, алифатической и циклической групп, имеющих в заместителе общее число атомов углерода от C4 до C18.
Следует отметить, что, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид и, по меньшей мере, одна монозамещенная янтарная кислота могут содержать одинаковый или отличающийся заместитель.
В одном варианте осуществления настоящего изобретения молекула янтарной кислоты, по меньшей мере, одной монозамещенной янтарной кислоты и молекула янтарного ангидрида, по меньшей мере, одного монозамещенного янтарного ангидрида монозамещены одинаковой группой, выбранной из линейной, разветвленной, алифатической и циклической групп, имеющих в заместителе общее число атомов углерода от C2 до C30, предпочтительно, от C3 до C20, и, наиболее предпочтительно, от C4 до C18.
Когда, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид предусмотрен в комбинации, по меньшей мере, с одной монозамещенной янтарной кислотой, по меньшей мере, одна монозамещенная янтарная кислота представлена в количестве ≤10 моль-%, в расчете на сумму молей, по меньшей мере, одного монозамещенного янтарного ангидрида и, по меньшей мере, одной монозамещенной янтарной кислоты. Например, по меньшей мере, одна монозамещенная янтарная кислота представлена в количестве ≤5 моль-%, предпочтительно, ≤2,5 моль-%, и, наиболее предпочтительно, ≤1 моль-%, в расчете на сумму молей, по меньшей мере, одного монозамещенного янтарного ангидрида и, по меньшей мере, одной монозамещенной янтарной кислоты.
В одном варианте осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид и, по меньшей мере, одна монозамещенная янтарная кислота предусмотрены на стадии b) способа.
Когда, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид и, по меньшей мере, одна монозамещенная янтарная кислота предусмотрены на стадии b) способа, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид и, по меньшей мере, одна монозамещенная янтарная кислота, предпочтительно, предусмотрены в виде смеси.
Одним требованием по настоящему изобретению является то, что, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид и, необязательно, по меньшей мере, одна монозамещенная янтарная кислота предусмотрены в общем количестве от 0,1 до 3 масс.% в расчете на общую сухую массу, по меньшей мере, одного материала наполнителя, содержащего карбонат кальция.
Например, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид и, необязательно, по меньшей мере, одна монозамещенная янтарная кислота предусмотрены в количестве от 0,1 до 2,5 масс.%, предпочтительно, в количестве от 0,1 до 2 масс.%, более предпочтительно, в количестве от 0,1 до 1,5 масс.%, даже более предпочтительно, в количестве от 0,1 до 1 масс.%, и, наиболее предпочтительно, в количестве от 0,2 до 0,8 масс.%, в расчете на общую сухую массу, по меньшей мере, одного материала наполнителя, содержащего карбонат кальция.
Дополнительно или альтернативно, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид и, необязательно, по меньшей мере, одна монозамещенная янтарная кислота по настоящему изобретению предусмотрены, предпочтительно, в таком количестве, чтобы общая масса указанных, по меньшей мере, одного монозамещенного янтарного ангидрида и, необязательно, по меньшей мере, одной монозамещенной янтарной кислоты на поверхности, по меньшей мере, одного наполнителя, содержащего карбонат кальция, была меньше чем 5 мг/м2, по меньшей мере, одного наполнителя, содержащего карбонат кальция, предусмотренного на стадии (a).
В одном варианте осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид и, необязательно, по меньшей мере, одна монозамещенная янтарная кислота по настоящему изобретению предусмотрены, предпочтительно, в таком количестве, чтобы общая масса указанных, по меньшей мере, одного монозамещенного янтарного ангидрида и монозамещенной янтарной кислоты и/или солевого продукта их взаимодействия на поверхности, по меньшей мере, одного наполнителя, содержащего карбонат кальция, была меньше чем 4,5 мг/м2, и, наиболее предпочтительно, меньше чем 4,0 мг/м2, по меньшей мере, одного наполнителя, содержащего карбонат кальция, предусмотренного на стадии (a).
Например, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид и, необязательно, по меньшей мере, одна монозамещенная янтарная кислота по настоящему изобретению предусмотрены, предпочтительно, в таком количестве, чтобы общая масса указанных, по меньшей мере, одного монозамещенного янтарного ангидрида и, необязательно, по меньшей мере, одной монозамещенной янтарной кислоты на поверхности продукта наполнителя с обработанной поверхностью составляла от 0,1 до 5 мг/м2, более предпочтительно, от 0,2 до 4 мг/м2, и, наиболее предпочтительно, от 1 до 4 мг/м2, по меньшей мере, одного наполнителя, содержащего карбонат кальция, предусмотренного на стадии a).
Дополнительно или альтернативно, следует отметить, что, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид и, необязательно, по меньшей мере, одна монозамещенная янтарная кислота на стадии (b) способа по изобретению предусмотрены в виде жидкости при комнатной температуре, то есть указанные, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид характеризуется вязкостью меньше чем 5000, предпочтительно, меньше чем 2500, более предпочтительно, меньше чем 1000 мПа⋅с, и, наиболее предпочтительно, меньше чем 500 мПа⋅с при температуре +20°C (±2°C), при измерении с соответствующим оборудованием, например, реометром Physica MCR 300 (Paar Physica), оснащенным измерительной ячейкой TEZ 150 P-C и измерительной системой CC 28,7 при скорости сдвига 5 с–1 и при температуре +20°C (±2°C).
Описание стадии c): Приведение в контакт, по меньшей мере, одного наполнителя, содержащего карбонат кальция, по меньшей мере, с одним монозамещенным янтарным ангидридом
В соответствии со стадией c) способа по изобретению, по меньшей мере, один наполнитель, содержащий карбонат кальция, на стадии a) подвергают контактированию при перемешивании, в одну или несколько стадий, по меньшей мере, с одним монозамещенным янтарным ангидридом и, необязательно, по меньшей мере, одной монозамещенной янтарной кислотой на стадии b).
Стадия c) контактирования, по меньшей мере, одного наполнителя, содержащего карбонат кальция, по меньшей мере, с одним монозамещенным янтарным ангидридом и, необязательно, по меньшей мере, одной монозамещенной янтарной кислотой осуществляется в условиях смешивания. Специалист может подобрать эти условия смешивания (такие как конфигурация мешалки и скорость перемешивания) в соответствии с выбранным оборудованием для осуществления способа.
В одном предпочтительном варианте осуществления изобретения по настоящему изобретению, способ по изобретению может представлять собой непрерывный способ. В этом случае, можно осуществлять контактирование, по меньшей мере, одного наполнителя, содержащего карбонат кальция, по меньшей мере, с одним монозамещенным янтарным ангидридом и, необязательно, по меньшей мере, одной монозамещенной янтарной кислотой в постоянном потоке, так что обеспечивается постоянная концентрация, по меньшей мере, одного монозамещенного янтарного ангидрида и, необязательно, по меньшей мере, одной монозамещенной янтарной кислоты при проведении стадии c).
Альтернативно, по меньшей мере, один наполнитель, содержащий карбонат кальция, подвергают контактированию, по меньшей мере, с одним монозамещенным янтарным ангидридом и, необязательно, по меньшей мере, одной монозамещенной янтарной кислотой со стадии (b) в одну стадию, где указанные, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид и, необязательно, по меньшей мере, одна монозамещенная янтарная кислота, предпочтительно, добавляются одной порцией.
В другом варианте осуществления настоящего изобретения, способ по изобретению может представлять собой периодический способ, то есть, по меньшей мере, один наполнитель, содержащий карбонат кальция, подвергают контактированию с, по меньшей мере, одним монозамещенным янтарным ангидридом и, необязательно, по меньшей мере, одной монозамещенной янтарной кислотой в более чем одну стадию, где указанные, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид и, необязательно, по меньшей мере, одна монозамещенная янтарная кислота, предпочтительно, добавляются равными порциями. Альтернативно, можно также добавлять, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид и, необязательно, по меньшей мере, одну монозамещенную янтарную кислоту в неравных пропорциях, по меньшей мере, к одному содержащему карбонат кальция наполнителю, то есть большими и меньшими порциями.
В соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения стадию контактирования (c) осуществляют периодическим или непрерывным способом в течение периода времени от 0,1 до 1000 сек. Например, стадия контактирования (c) представляет собой непрерывный способ и включает одну или несколько стадий контактирования, и общее время контактирования составляет от 0,1 до 20 сек, предпочтительно, от 0,5 до 15 сек, и, наиболее предпочтительно, от 1 до 10 сек.
При осуществлении способа, по меньшей мере, с одним монозамещенным янтарным ангидридом и, необязательно, по меньшей мере, одной монозамещенной янтарной кислотой на стадии b), характерным является приемлемая для работы вязкость при около комнатной температуре, то есть, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид и, необязательно, по меньшей мере, одна монозамещенная янтарная кислота находятся в жидком состоянии. Таким образом, контактирование, по меньшей мере, одного наполнителя, содержащего карбонат кальция, по меньшей мере, с одним монозамещенным янтарным ангидридом и, необязательно, по меньшей мере, одной монозамещенной янтарной кислотой может быть проведено при более низких температурах обработки, чем те, которые используются в способах, в которых участвуют жирные кислоты и/или соли жирных кислот, содержащие, по меньшей мере, 10 атомов углерода в цепи. Таким образом, одним требованием по настоящему изобретению является, чтобы температура в процессе стадию контактирования c) была такой, чтобы, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид и, необязательно, по меньшей мере, одна монозамещенная янтарная кислота находились в расплавленном состоянии.
Термин "расплавленное" или "жидкое" состояние, как он используется в настоящем изобретении, определяется как состояние, при котором материал является полностью жидким, другими словами, полностью расплавленным. В то время как явление плавления происходит при постоянной температуре при подаче энергии, вещества квалифицируется как расплавленное на момент после таяния, когда температура начинает повышаться, как это наблюдается на построенной кривой изменения температуры в зависимости от потребляемой энергии, полученной с помощью динамической сканирующей калориметрии (Dynamic Scanning Calorimetry, DSC), (DIN 51005: 1983 11).
Таким образом, следует отметить, что температуру до и/или в процессе стадии контактирования c) устанавливают таким образом, чтобы температура была, по меньшей мере, на 2°C выше температуры плавления, по меньшей мере, одного монозамещенного янтарного ангидрида и, необязательно, по меньшей мере, одной монозамещенной янтарной кислоты. Например, температуру перед стадией контактирования c) устанавливают таким образом, чтобы температура была, по меньшей мере, на 2°C выше температуры плавления, по меньшей мере, одного монозамещенного янтарного ангидрида и, необязательно, по меньшей мере, одной монозамещенной янтарной кислоты. Альтернативно, температуру до и в процессе стадии контактирования c) устанавливают таким образом, чтобы температура была, по меньшей мере, на 2°C выше температуры плавления, по меньшей мере, одного монозамещенного янтарного ангидрида и, необязательно, по меньшей мере, одной монозамещенной янтарной кислоты.
Следует отметить, что выражение "температура плавления, по меньшей мере, одного монозамещенного янтарного ангидрида и, необязательно, по меньшей мере, одной монозамещенной янтарной кислоты" относится к температуре плавления, по меньшей мере, одного монозамещенного янтарного ангидрида, или, когда присутствует, по меньшей мере, одна монозамещенная янтарная кислота, к смеси, содержащей, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид и, по меньшей мере, одну монозамещенную янтарную кислоту.
В одном варианте осуществления настоящего изобретения температуру до и/или в процессе стадии контактирования c) устанавливают таким образом, чтобы температура была, по меньшей мере, на 5°C, предпочтительно, по меньшей мере, на 8°C, и, наиболее предпочтительно, по меньшей мере, на 10°C выше температуры плавления, по меньшей мере, одного монозамещенного янтарного ангидрида и, необязательно, по меньшей мере, одной монозамещенной янтарной кислоты. Например, температуру до и/или в процессе стадии контактирования c) устанавливают таким образом, чтобы температура была от на от 2 до 50°C, предпочтительно, на от 5 до 40°C, более предпочтительно, на от 8 до 30°C, и, наиболее предпочтительно, на от 10 до 20°C выше температуры плавления, по меньшей мере, одного монозамещенного янтарного ангидрида и, необязательно, по меньшей мере, одной монозамещенной янтарной кислоты.
В одном варианте осуществления настоящего изобретения контактирование, по меньшей мере, одного наполнителя, содержащего карбонат кальция, по меньшей мере, с одним монозамещенным янтарным ангидридом и, необязательно, по меньшей мере, с одной монозамещенной янтарной кислотой, таким образом, проводят при температуре обработки ниже 200°C. Например, контактирование, по меньшей мере, одного наполнителя, содержащего карбонат кальция, по меньшей мере, с одним монозамещенным янтарным ангидридом и, необязательно, по меньшей мере, с одной монозамещенной янтарной кислотой осуществляют при температуре обработки от 30 до 200°C, предпочтительно, от 80 до 150°C, и, наиболее предпочтительно, от 110 до 130°C.
Время обработки для осуществления контактирование, по меньшей мере, одного наполнителя, содержащего карбонат кальция, по меньшей мере, с одним монозамещенным янтарным ангидридом и, необязательно, по меньшей мере, с одной монозамещенной янтарной кислотой одного наполнителя, содержащего карбонат кальция, по меньшей мере, с одним монозамещенным янтарным ангидридом и, необязательно, по меньшей мере, с одной монозамещенной янтарной кислотой на стадии (b) осуществляют в течение периода времени 1000 сек или меньше, предпочтительно, в течение периода времени 500 сек или меньше, более предпочтительно, в течение периода времени 250 сек или меньше, и, наиболее предпочтительно, от 0,1 до 1000 сек. Например, стадию контактирования (c) осуществляют в течение периода времени от 0,1 до 20 сек, предпочтительно, от 0,5 до 15 сек, и, наиболее предпочтительно, от 1 до 10 сек. Как правило, продолжительность контактирования, по меньшей мере, одного наполнителя, содержащего карбонат кальция, по меньшей мере, с одним монозамещенным янтарным ангидридом и, необязательно, по меньшей мере, с одной монозамещенной янтарной кислотой на стадии (b) определяется температурой обработки, используемой в процессе указанного контактирования. Например, когда используют температуру обработки примерно в 200°C, время обработки является таким коротким, как, например, примерно 0,1. Когда используют температуру обработки примерно в 90°C, время обработки является таким продолжительным, как, например, примерно 1000 сек.
Следует отметить, что, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид и, необязательно, по меньшей мере, одна монозамещенная янтарная кислота добавляются на стадии контактирования c) в количестве от 0,1 до 2 масс.% в расчете на общую сухую массу, по меньшей мере, одного материала наполнителя, содержащего карбонат кальция, на стадии a). Например, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид и, необязательно, по меньшей мере, одна монозамещенная янтарная кислота добавляются на стадии контактирования c) в количестве от 0,2 до 1,5 масс.% или от 0,3 до 1 масс.% в расчете на общую сухую массу, по меньшей мере, одного материала наполнителя, содержащего карбонат кальция, на стадии a).
В одном варианте осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, один наполнитель, содержащий карбонат кальция, является предварительно нагретым, то есть активированным, перед тем, как осуществляют стадию контактирования c). То есть, по меньшей мере, один наполнитель, содержащий карбонат кальция, обрабатывают при температуре от 50 до 200°C, предпочтительно, от 80 до 200°C, более предпочтительно, от 90 до 150°C, и, наиболее предпочтительно, от 100 до 130°C перед тем, как осуществляют стадию контактирования c).
Время обработки для осуществления подогрева, по меньшей мере, одного наполнителя, содержащего карбонат кальция, занимает период времени в 30 мин или меньше, предпочтительно, подогрев проводят в течение периода времени 20 мин или меньше и, более предпочтительно, в течение периода времени 15 мин или меньше.
В одном варианте осуществления настоящего изобретения предварительное нагревание, по меньшей мере, одного наполнителя, содержащего карбонат кальция, осуществляют при температуре, которая приблизительно равна температуре, применяемой в процессе стадии контактирования c).
Термин "равная" температура, как он используется в настоящем изобретении, относится к предварительно достигнутой температуре, которая является, в крайнем случае, на 20°C, предпочтительно, в крайнем случае, на 15°C, более предпочтительно, на 10°C, и, наиболее предпочтительно, в крайнем случае, на 5°C ниже или выше температуры, применяемой в процессе стадии контактирования c).
В соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения способ, кроме того, включает стадию (d) контактирования, по меньшей мере, одного наполнителя, содержащего карбонат кальция, на стадии (a), в одну или несколько стадий, по меньшей мере, с одним органическим веществом, таким как полисилоксаны.
В случае, способ по изобретению, кроме того, содержит стадию контактирования (d), такое контактирование, по меньшей мере, одного наполнителя, содержащего карбонат кальция, по меньшей мере, с одним органическим веществом может быть осуществлено в процессе и/или после контактирования, по меньшей мере, одного наполнителя, содержащего карбонат кальция, по меньшей мере, с одним монозамещенным янтарным ангидридом и, необязательно, по меньшей мере, с одной монозамещенной янтарной кислотой на стадии (b). В одном варианте осуществления настоящего изобретения такое контактирование, по меньшей мере, с одним органическим веществом осуществляют после контактирования, по меньшей мере, одного наполнителя, содержащего карбонат кальция, по меньшей мере, с одним монозамещенным янтарным ангидридом и, необязательно, по меньшей мере, с одной монозамещенной янтарной кислотой на стадии (b). В этом случае, стадию контактирования d), предпочтительно, проводят при температуре от 40 до 200°C. Например, стадию контактирования d) осуществляют при температуре от 50 до 150°C или от 60 до 120°C.
По меньшей мере, одно органическое вещество, такое как полисилоксан, добавляют на стадии контактирования d) в количестве от 100 до 1000 частей на миллион, предпочтительно, от 200 до 800 частей на миллион, и, наиболее предпочтительно, от 300 до 700 частей на миллион, в расчете на общую сухую массу, по меньшей мере, одного материала наполнителя, содержащего карбонат кальция, на стадии a)
Дополнительно или альтернативно, по меньшей мере, одно органическое вещество, такое как полисилоксан, предпочтительно, добавляют таким образом, чтобы количество, по меньшей мере, одного органического вещества на поверхности продукта наполнителя с обработанной поверхностью, то есть в обработанной слое, было меньше чем 0,1 мг, более предпочтительно, меньше чем 0,08 мг, и, наиболее предпочтительно, меньше чем 0,07 мг от общей массы, по меньшей мере, органического материала/м2, по меньшей мере, одного наполнителя, содержащего карбонат кальция, предусмотренного на стадии a).
Время обработки для осуществления контактирования, по меньшей мере, одного наполнителя, содержащего карбонат кальция, по меньшей мере, с одним органическим веществом осуществляют в течение периода времени от 0,00166 до 166,66 мин. Например, контактирование, по меньшей мере, одного наполнителя, содержащего карбонат кальция, по меньшей мере, с одним органическим веществом осуществляют в течение времени контактирования от 0,0166 до 20 мин, предпочтительно, от 0,0833 до 15 мин, и, наиболее предпочтительно, от 0,166 до 10 мин.
Продолжительность стадии контактирования d) определяется температурой обработки, используемой в процессе указанного контактирования. Например, когда применяется температура обработки примерно 140°C, время обработки является таким коротким, как, например, от примерно 0,166 до 1 мин.
Таким образом, следует отметить, что обработанный слой, образовавшийся на поверхности, по меньшей мере, одного наполнителя, содержащего карбонат кальция, содержит, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид, предусмотренный на стадии b), и, необязательно, по меньшей мере, одну монозамещенную янтарную кислоту, необязательно, предусмотренную на стадии b), и/или полученную в виде продукта реакции из наполнителя, содержащего карбонат кальция, по меньшей мере, с одним монозамещенным янтарным ангидридом, и/или солевой(ые) продукт(ы) их взаимодействия, полученный при контактировании, по меньшей мере, одного наполнителя, содержащего карбонат кальция, по меньшей мере, с одним монозамещенным янтарным ангидридом и, необязательно, по меньшей мере, с одной монозамещенной янтарной кислотой. В таком случае обработанный слой продукта наполнителя с обработанной поверхностью, предпочтительно, содержит солевой(ые) продукт(ы) взаимодействия монозамещенной янтарной кислоты и/или, по меньшей мере, одного монозамещенного янтарного ангидрида, образованного на поверхности указанного, по меньшей мере, одного наполнителя, содержащего карбонат кальция, на стадии c). Например, солевой(ые) продукт(ы) взаимодействия, такие как один или несколько солей кальция и/или солей магния, по меньшей мере, одной монозамещенной янтарной кислоты и/или, по меньшей мере, одного монозамещенного янтарного ангидрида. В одном варианте осуществления настоящего изобретения обработанный слой продукта наполнителя с обработанной поверхностью, кроме того, содержит, по меньшей мере, одно органическое вещество, такое как полисилоксан.
Таким образом, следует отметить, что, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция продукт наполнителя, полученный на стадии c) способа и, необязательно, после стадии d), то есть продукт наполнителя с обработанной поверхностью, содержит, предпочтительно, по меньшей мере, один наполнитель, содержащий карбонат кальция, и обработанный слой, содержащий, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид и, по меньшей мере, одну монозамещенную янтарную кислоту и/или солевой(ые) продукт(ы) их взаимодействия. Обработанный слой образуется на поверхности указанного, по меньшей мере, одного наполнителя, содержащего карбонат кальция, на стадии a).
В случае, когда обработанный слой на поверхности, по меньшей мере, одного наполнителя, содержащего карбонат кальция, содержит, по меньшей мере, одну монозамещенную янтарную кислоту, появляется предпочтительным, когда, по меньшей мере, одна монозамещенная янтарная кислота образуется при применении, по меньшей мере, одного монозамещенного янтарного ангидрида. То есть, заместитель, по меньшей мере, одной монозамещенной янтарной кислоты и заместитель, по меньшей мере, одного монозамещенного янтарного ангидрида являются одинаковыми.
Дополнительно или альтернативно, по меньшей мере, одна монозамещенная янтарная кислота предусмотрена в смеси вместе, по меньшей мере, с одним монозамещенным янтарным ангидридом.
В одном варианте осуществления настоящего изобретения обработанный слой, образованный на поверхности, по меньшей мере, одного наполнителя, содержащего карбонат кальция, содержит, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид, предусмотренный на стадии b) и, по меньшей мере, одну монозамещенную янтарную кислоту или солевой(ые) продукт(ы) их взаимодействия, полученные при контактировании, по меньшей мере, одного наполнителя, содержащего карбонат кальция, по меньшей мере, с одним монозамещенным янтарным ангидридом и, необязательно, по меньшей мере, с одной монозамещенной янтарной кислотой. Альтернативно, обработанный слой, образованный на поверхности, по меньшей мере, одного наполнителя, содержащего карбонат кальция, содержит, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид, предусмотренный на стадии b) и, по меньшей мере, одну монозамещенную янтарную кислоту и солевой(ые) продукт(ы) их взаимодействия, полученные при контактировании, по меньшей мере, одного наполнителя, содержащего карбонат кальция, по меньшей мере, с одним монозамещенным янтарным ангидридом и, необязательно, по меньшей мере, с одной монозамещенной янтарной кислотой.
Обработанный слой, предпочтительно, характеризуется тем, что общая масса по меньшей мере, одного монозамещенного янтарного ангидрида и, по меньшей мере, одной монозамещенной янтарной кислоты и/или солевого(ых) продукта(ов) их взаимодействия на поверхности продукта наполнителя с обработанной поверхностью составляет от 0,1 до 5 мг/м2, более предпочтительно, от 0,2 до 4 мг/м2, и, наиболее предпочтительно, от 1 до 4 мг /м2, по меньшей мере, одного наполнителя, содержащего карбонат кальция, предусмотренного на стадии a).
Обработанный слой, предпочтительно, характеризуется тем, что общая масса, по меньшей мере, одного монозамещенного янтарного ангидрида и, по меньшей мере, одной монозамещенной янтарной кислоты и/или солевого(ых) продукта(ов) их взаимодействия на поверхности продукта наполнителя с обработанной поверхностью составляет от 0,05 до 1 масс.%/м2, более предпочтительно, от 0,1 до 0,5 масс.%/м2, и, наиболее предпочтительно, от 0,15 до 0,25 масс.%/м2, по меньшей мере, одного наполнителя, содержащего карбонат кальция, предусмотренного на стадии a).
В одном варианте осуществления настоящего изобретения обработанный слой характеризуется тем, что общая масса, по меньшей мере, одного монозамещенного янтарного ангидрида и монозамещенной янтарной кислоты и/или солевого(ых) продукта(ов) их взаимодействия и, необязательно, по меньшей мере, одного органического вещества на поверхности продукта наполнителя с обработанной поверхностью составляет от 0,1 до 5 мг/м2, более предпочтительно, от 0,25 до 4,5 мг/м2, и, наиболее предпочтительно, от 1,0 до 4,0 мг /м2, по меньшей мере, одного содержащего карбонат кальция материала, предусмотренного на стадии a).
Дополнительно или альтернативно, обработанный слой продукта наполнителя с обработанной поверхностью содержит, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид и, по меньшей мере, одну монозамещенную янтарную кислоту и/или солевой(ые) продукт(ы) их взаимодействия в определенном сольном соотношении. Например, мольное соотношение, по меньшей мере, одного монозамещенного янтарного ангидрида и, по меньшей мере, одной монозамещенной янтарной кислоты к солевому(ым) продукту(ам) реакции составляет от 99,9:0,1 до 0,1:99,9, предпочтительно, от 70:30 до 90:10.
Выражение "мольное соотношение, по меньшей мере, одного монозамещенного янтарного ангидрида и, по меньшей мере, одной монозамещенной янтарной кислоты и солевого(ых) продукта(ов) их взаимодействия", как он используется в настоящем изобретении, относится к сумме молекулярной массы, по меньшей мере, одного монозамещенного янтарного ангидрида и сумме молекулярной массы, по меньшей мере, одной монозамещенной янтарной кислоты к сумме молекулярной массы молекул монозамещенного янтарного ангидрида в солевых продуктах их взаимодействия и сумме молекулярной массы молекул монозамещенной янтарной кислоты в солевых продуктах их взаимодействия.
Следует также понимать, что полученный продукт наполнителя с обработанной поверхностью содержит обработанный слой в количестве от 0,1 до 2,5 масс.%, предпочтительно, в количестве от 0,1 до 2 масс.%, более предпочтительно, в количестве от 0,1 до 1,5 масс.%, даже более предпочтительно, в количестве от 0,1 до 1 масс.%, и, наиболее предпочтительно, в количестве от 0,2 до 0,8 масс.% в расчете на общую сухую массу, по меньшей мере, одного материала наполнителя, содержащего карбонат кальция.
Полученный продукт наполнителя с обработанной поверхностью, получаемый в соответствии с настоящим изобретением обладает превосходными характеристиками поверхности по сравнению с минеральные наполнителями, обработанными жирными кислотами и/или солями жирных кислот, содержащих, по меньшей мере, 10 атомов углерода в цепи, то есть без использования, по меньшей мере, одного монозамещенного янтарного ангидрида и, необязательно, по меньшей мере, одной монозамещенной янтарной кислоты.
В частности, следует отметить, что продукт наполнителя с обработанной поверхностью, полученный способом по изобретению, характеризуется температурой выделения летучих веществ ≥250°C. Например, продукт наполнителя с обработанной поверхностью, полученный способом по изобретению, характеризуется температурой выделения летучих веществ ≥260°C или ≥270°C.
Дополнительно или альтернативно, продукт наполнителя с обработанной поверхностью, полученный способом по изобретению, характеризуется общим количеством летучих веществ при температуре между 25 и 350°C меньше чем 0,25%, и предпочтительно, меньше чем 0,23% по массе, например, от 0,04 до 0,21% по массе, предпочтительно, от 0,08 до 0,15% по массе, более предпочтительно, от 0,1 до 0,12% по массе.
Кроме того, продукт наполнителя с обработанной поверхностью, полученный способом по изобретению имеет низкую восприимчивость к поглощению влаги, Предпочтительным является, когда восприимчивость к поглощению влаги продукта наполнителя с обработанной поверхностью, полученного способом по изобретению является такой, чтобы ее общий уровень поверхности влаги является меньше чем 0,8 мг/г сухого наполнителя, содержащего карбонат кальция, при температуре примерно +23°C (±2°C). Например, продукт наполнителя с обработанной поверхностью, полученный способом по изобретению, имеет восприимчивость к поглощению влаги от 0,1 до 0,8 мг/г, более предпочтительно, от 0,2 до 0,7 мг/г, и, наиболее предпочтительно, от 0,2 до 0,6 мг/г сухого содержащего карбонат кальция материала после при температуре +23°C (±2°C).
Дополнительно или альтернативно, продукт наполнителя с обработанной поверхностью, полученный способом по изобретению обладает гидрофильностью ниже объемного соотношения 8:2 вода:этанол, определенной при температуре +23°C (±2°C) методом седиментации. Например, продукт наполнителя с обработанной поверхностью обладает гидрофильностью ниже 7:3 объемного соотношения вода:этанол, определенной при температуре +23°C (±2°C) методом седиментации.
В связи с очень хорошими полученными результатами, в одном аспекте настоящее изобретение относится к продукту наполнителя с обработанной поверхностью, содержащему
a) по меньшей мере, один наполнитель, содержащий карбонат кальция, имеющий
i) средний весовой размер частиц d50 в диапазоне от 0,1 мкм до 7 мкм,
ii) предельное верхнее значение (d98) ≤15 мкм,
iii) удельную площадь поверхности (БЭТ) от 0,5 до 150 м2/г как определено азотным методом БЭТ, и
iv) остаточное общее содержание влаги ≤1 масс.% в расчете на общую сухую массу, по меньшей мере, одного материала наполнителя, содержащего карбонат кальция, и
b) обработанный слой на поверхности, по меньшей мере, одного наполнителя, содержащего карбонат кальция, содержащий, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид и, по меньшей мере, одну монозамещенную янтарную кислоту и/или солевой(ые) продукт(ы) их взаимодействия,
где продукт наполнителя с обработанной поверхностью содержит обработанный слой в количестве от 0,1 до 3 масс.% в расчете на общую сухую массу, по меньшей мере, одного материала наполнителя, содержащего карбонат кальция.
В одном варианте осуществления настоящего изобретения продукт наполнителя с обработанной поверхностью может быть получен способом по настоящему изобретению.
Что касается определения, по меньшей мере, одного наполнителя, содержащего карбонат кальция, по меньшей мере, одного монозамещенного янтарного ангидрида, по меньшей мере, одной монозамещенной янтарной кислоты, солевого(ых) продукта(ов) их взаимодействия, продукта наполнителя с обработанной поверхностью, и предпочтительных вариантов их осуществления, делаются ссылки на комментарии, представленные выше, при обсуждении стадий a), b) и c) и, необязательно, стадии d) способа.
Продукт наполнителя с обработанной поверхностью полученный таким образом успешно применяется в полимерной композиции, содержащей, по меньшей мере, одну полимерную смолу и от 1 до 85 масс.% продукта наполнителя с обработанной поверхностью.
Таким образом, полимерная композиция содержит, по меньшей мере, одну полимерную смолу. Полимерная смола представляет собой основу композиции и обеспечивает прочность, гибкость, плотность и долговечность конечного волокна волокно и/или нити и/или пленки и/или нитки.
Следует отметить, что, по меньшей мере, одна полимерная смола в соответствии с настоящим изобретением не ограничивается конкретным полимерным материалом при условии, что полимерная композиция пригодна для изготовления волокон и/или нитей и/или пленок и/или ниток.
В одном варианте осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, одна полимерная смола представляет собой, по меньшей мере, один термопластический полимер. Таким образом, предпочтительно, когда, по меньшей мере, одна полимерная смола представляет собой термопластический полимер, выбранный из группы, включающей гомополимеры и/или сополимеры полиолефинов, полиамидов, содержащих галогены полимеры и/или сложные полиэфиры.
Например, когда, по меньшей мере, одна полимерная смола представляет собой полиамид, по меньшей мере, одна полимерная смола представляет собой предпочтительно, нейлон.
Дополнительно или альтернативно, по меньшей мере, одна полимерная смола представляет собой гомополимер и/или сополимер полиолефина. Например, по меньшей мере, одна полимерная смола представляет собой гомополимер и сополимер полиолефина. Альтернативно, по меньшей мере, одна полимерная смола представляет собой гомополимер или сополимер полиолефина.
Следует отметить, что, по меньшей мере, одна полимерная смола представляет собой предпочтительно, гомополимер полиолефина.
Например, полиолефин может представлять собой полиэтилен и/или полипропилен и/или полибутилен. Таким образом, когда полиолефин представляет собой полиэтилен, полиолефин выбран из группы, включающей гомополимеры и/или сополимеры полиэтилена, такие как полиэтилен высокой плотности (ПЭВП), полиэтилен средней плотности (ПЭСП), полиэтилен низкой плотности (ПЭНП), полиэтилен очень низкой плотности (VLDПЭ), линейный полиэтилен низкой плотности (ЛПЭНП).
Например, полиолефин представляет собой гомополимер и/или сополимер полиэтилена.
Выражение гомополимер полиэтилена, используемое в настоящем изобретении, относится к полиэтилену, представляющему собой полиэтилен, который состоит по существу, то есть более чем на 99,7 масс.%, еще более предпочтительно, по меньшей мере, на 99,8 масс.%, в расчете на общую массу полиэтилена, из этиленовых звеньев. Например, в гомополимере полиэтилена могут быть обнаружены только этиленовые звенья.
В случае, когда, по меньшей мере, одна полимерная смола полимерной композиции содержит сополимер полиэтилена, следует отметить, что полиэтилен содержит звенья, являющиеся производными этилена, в качестве основных компонентов. Таким образом, сополимер полиэтилена содержит, по меньшей мере, 55 масс.% звеньев производных этилена, более предпочтительно, по меньшей мере, 60 масс.% звеньев, образованных из этилена, в расчете на общую массу полиэтилена. Например, сополимер полиэтилена содержит 60 до 99,5 масс.%, более предпочтительно, 90 до 99 масс.%, звенья, являющиеся производными этилена, в расчете на общую массу полиэтилена. Сомономеры, представленные в таком сополимере полиэтилена, представляют собой от C3 до C10 α-олефины, предпочтительно, 1-бутен, 1-гексен и 1-октен, последний является особенно предпочтительным.
Дополнительно или альтернативно, полиолефин представляет собой гомополимер и/или сополимер полипропилена.
Выражение гомополимер полипропилена, используемое в настоящем изобретении, относится к полипропилену который по существу состоит более чем на 99 масс.%, еще более предпочтительно, по меньшей мере, на 99,5 масс.%, как, по меньшей мере, на 99,8 масс.%, в расчете на общую массу полипропилена, из пропиленовых звеньев. В предпочтительном варианте осуществления в гомополимере полипропилена обнаруживаются только пропиленовые звенья.
В случае, когда, по меньшей мере, одна полимерная смола полимерной композиции содержит сополимер полипропилена, полипропилен, предпочтительно, содержит звенья, являющиеся производными пропилена в качестве основных компонентов. Сополимер полипропилена, предпочтительно, включает, предпочтительно, состоит из звеньев, являющихся производными пропилена, и C2 и/или, по меньшей мере, одного от C4 до C10 α-олефина. В одном варианте осуществления настоящего изобретения сополимер полипропилена включает, предпочтительно, состоит из звеньев, являющихся производными пропилена, и, по меньшей мере, один α-олефин выбран из группы, включающей этилен, 1-бутен, 1 пентен, 1-гексен и 1-октен. Например, сополимер полипропилена содержит, предпочтительно, состоит из звеньев, являющихся производными пропилена и этилена. В одном варианте осуществления настоящего изобретения звенья, являющиеся производными пропилена составляет основную часть полипропилена, то есть, по меньшей мере, 60 масс.%, предпочтительно, по меньшей мере, 70 масс.%, более предпочтительно, по меньшей мере, 80 масс.%, еще более предпочтительно, от 60 до 99 масс.%, и еще более предпочтительно, от 70 до 99 масс.%, и, наиболее предпочтительно, от 80 до 99 масс.%, в расчете на общую массу полипропилена. Количество звеньев, образованных из C2 и/или, по меньшей мере, одного от C4 до C10 α-олефина в сополимере полипропилена, находится в интервале от 1 до 40 масс.%, более предпочтительно, в интервале от 1 до 30 масс.%, и, наиболее предпочтительно, в интервале от 1 до 20 масс.%, в расчете на общую массу сополимера полипропилена.
Когда сополимер полипропилена содержит только звенья, являющиеся производными пропилена и этилена, количество этилена находится, предпочтительно, в интервале от 1 до 20 масс.%, предпочтительно, в интервале от 1 до 15 масс.%, и, наиболее предпочтительно, в интервале от 1 до 10 масс.%, в расчете на общую массу сополимера полипропилена. Таким образом, количество пропилена находится, предпочтительно, в интервале от 80 до 99 масс.%, предпочтительно, в интервале от 85 до 99 масс.%, и, наиболее предпочтительно, в интервале от 90 до 99 масс.%, в расчете на общую массу сополимера полипропилена.
Дополнительно или альтернативно, полиолефин представляют собой гомополимер и/или сополимер полибутилена.
Выражение гомополимер полибутилена, используемое в настоящем изобретении, относится к полибутилену, который по существу состоит более чем на 99 масс.%, еще более предпочтительно, по меньшей мере, на 99,5 масс.%, например, по меньшей мере, на 99,8 масс.%, в расчете на общую массу полибутиленовых, бутиленовых звеньев. В предпочтительном варианте осуществления в гомополимере полибутилена обнаружены только бутиленовые звенья.
В случае, когда, по меньшей мере, одна полимерная смола полимерной композиции содержит сополимер полибутилена, полибутилен, предпочтительно, содержит звенья, образованные из бутилена, в качестве основных компонентов. Сополимер полибутилена, предпочтительно, включает, предпочтительно, состоит из звеньев, образованных из бутилена, и C2 и/или C3 и/или, по меньшей мере, одного от C5 до C10 α-олефина. В одном варианте осуществления настоящего изобретения сополимер полибутилена включает, предпочтительно, состоит из звеньев, образованных из бутилена и, по меньшей мере, один α-олефин выбран из группы, включающей этилен, 1-пропен, 1-пентен, 1-гексен и 1-октен. Например, сополимер полибутилена содержит, предпочтительно, состоит из звеньев, образованных из бутилена и этилена. В одном варианте осуществления настоящего изобретения звенья, образованные из бутилена, составляет основную часть полибутилена, то есть, по меньшей мере, 60 масс.%, предпочтительно, по меньшей мере, 70 масс.%, более предпочтительно, по меньшей мере, 80 масс.%, еще более предпочтительно, от 60 до 99 масс.%, и еще более предпочтительно, от 70 до 99 масс.%, и, наиболее предпочтительно, от 80 до 99 масс.%, в расчете на общую массу полибутилена. Количество звеньев, образованных из C2 и/или C3 и/или, по меньшей мере, один от C5 до C10 α-олефинов в сополимере полибутилена, находится в интервале от 1 до 40 масс.%, более предпочтительно, в интервале от 1 до 30 масс.%, и, наиболее предпочтительно, в интервале от 1 до 20 масс.%, в расчете на общую массу сополимера полибутилена.
Когда, по меньшей мере, одна полимерная смола представляет собой гомополимер и/или сополимер содержащего галогены полимера, по меньшей мере, одна полимерная смола предпочтительно выбрана из поливинилхлорида (ПВХ), поливинилиден хлорида (PVDC), поливинилиден фторида (PVDF) и политетрафторэтилена (PTFE).
Когда, по меньшей мере, одна полимерная смола представляет собой гомополимер и/или сополимер полиэфира, по меньшей мере, одна полимерная смола предпочтительно выбрана из полиэтилена терефталата (ПЭT), политриметилен терефталата (PTT), полибутилен терефталата (PBT), полиэтилен нафталата (PEN), но также разлагаемых сложных полиэфиров, таких как полимолочная кислота (полилактид, PLA).
В одном варианте осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, одна полимерная смола представляет собой гомополимер полиэтилена и/или полипропилена и/или полибутилена. Например, по меньшей мере, одна полимерная смола представляет собой гомополимер полиэтилена и полипропилена. Альтернативно, по меньшей мере, одна полимерная смола представляет собой гомополимер полиэтилена или полипропилена. В одном варианте осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, одна полимерная смола представляет собой гомополимер полипропилена.
Выражение "по меньшей мере, одна" полимерная смола означает, что в полимерной композиции по изобретению может быть представлена одна или несколько видов полимерной смолы.
Основанные полностью или частично на биологической основе полимеры получают из возобновляемых источников биомассы, таких как растительные жиры и масла, кукурузный крахмал, гороховый крахмал или микробиоты, алифатические биополиэфиры, такие как полигидроксиалканоат (PHA), полигидроксибутират (PHB), полигидроксивалерат (PHV), полигидроксигексаноат (PHH) или сложные полиэфиры, такие как полиэтилен терефталат (ПЭT).
Смески, смеси, смеси полимеров и сополимеров и комбинации двух или более вышеуказанных полимеров также могут быть использованы в настоящем изобретении.
Таким образом, следует отметить, что, по меньшей мере, одна полимерная смола может представлять собой смесь двух или более видов полимерных смол. Например, когда, по меньшей мере, одна полимерная смола представляет собой смесь двух или более полимерных смол, одна полимерная смола представляет собой гомополимер или сополимер полипропилена, тогда как вторая или следующая полимерная смола выбраны из группы, включающей гомополимеры и/или сополимеры полиэтилена, полибутилена, полиамидов, сложных полиэфиров, содержащих галогены полимеров и их смесей, где полимеры могут быть полностью или частично биополимерами.
В одном варианте осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, одна полимерная смола представляет собой один вид полимерной смолы. Предпочтительно, по меньшей мере, одна полимерная смола представляет собой гомополимер полиэтилена или полипропилена.
В одном варианте осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, одна полимерная смола имеет температуру плавления Tm выше 100°C, более предпочтительно, выше 150°C, например. Выше 200°C. Например, температура плавления, по меньшей мере, одной полимерной смолы находится в диапазоне от 100 до 350°C, более предпочтительно, в диапазоне от 150 до 325°C, и, наиболее предпочтительно, в диапазоне от 200 до 300°C.
Кроме того, следует отметить, что, по меньшей мере, одна полимерная смола может быть выбрана из полимерных смол, имеющих широкий спектр скорости течения расплава. Как правило, предпочтительно, когда, по меньшей мере, одна полимерная смола имеет скорость течения расплава MFR (190°C) от 0,1 до 3000 г/10 мин, более предпочтительно, от 0,2 до 2 500 г/10 мин. Например, по меньшей мере, одна полимерная смола имеет скорость течения расплава MFR (190°C) от 0,3 до 2000 г/10 мин или от 0,3 до 1 600 г/10 мин. Дополнительно или альтернативно, по меньшей мере, одна полимерная смола имеет скорость течения расплава MFR (230°C) от 0,1 до 3000 г/10 мин, более предпочтительно, от 0,2 до 2 500 г/10 мин. Например, по меньшей мере, одна полимерная смола имеет скорость течения расплава MFR (230°C) от 0,3 до 2000 г/10 мин или от 0,3 до 1 600 г/10 мин.
Например, когда, по меньшей мере, одна полимерная смола представляет собой полиолефин, являющийся гомополимером и/или сополимером полипропилена, предпочтительно, когда, по меньшей мере, одна полимерная смола имеет скорость течения расплава MFR (190°C, 2,16 кг) от 1 до 3000 г/10 мин, более предпочтительно, от 3 до 2 500 г/10 мин. Например, по меньшей мере, одна полимерная смола, которая представляет собой гомополимер и/или сополимер полипропилена, имеет скорость течения расплава MFR (190°C) от 5 до 2000 г/10 мин или от 10 до 1 600 г/10 мин. Предпочтительно, когда, по меньшей мере, одна полимерная смола, которая представляет собой гомополимер и/или сополимер полипропилена, имеет скорость течения расплава MFR (230°C) от 1 до 3000 г/10 мин, более предпочтительно, от 3 до 2 500 г/10 мин. Например, по меньшей мере, одна полимерная смола, которая представляет собой гомополимер и/или сополимер полипропилена, имеет скорость течения расплава MFR (230°C) от 5 до 2000 г/10 мин или от 10 до 1 600 г/10 мин.
Когда, по меньшей мере, одна полимерная смола представляет собой полиолефин, являющийся гомополимером и/или сополимером полиэтилена, следует отметить, что, по меньшей мере, одна полимерная смола имеет скорее низкую скорость течения расплава. Таким образом, предпочтительно, когда, по меньшей мере, одна полимерная смола, которая представляет собой гомополимер и/или сополимер полиэтилена, имеет скорость течения расплава MFR (190°C) от 0,5 до 20 г/10 мин, более предпочтительно, от 0,7 до 15 г/10 мин. Например, по меньшей мере, одна полимерная смола имеет скорость течения расплава MFR (190°C) от 0,9 до 10 г/10 мин или от 0,9 до 5 г/10 мин. Дополнительно или альтернативно, по меньшей мере, одна полимерная смола, которая представляет собой гомополимер и/или сополимер полиэтилена, имеет скорость течения расплава MFR (230°C) от 0,1 до 3000 г/10 мин, более предпочтительно, от 0,2 до 2500 г/10 мин. Например, по меньшей мере, одна полимерная смола, которая представляет собой гомополимер и/или сополимер полиэтилена, имеет скорость течения расплава MFR (230°C) от 0,3 до 2000 г/10 мин или от 0,3 до 1600 г/10 мин.
Следующим важным компонентом настоящей полимерной композиции является продукт наполнителя с обработанной поверхностью. Что касается определения продукта наполнителя с обработанной поверхностью и его предпочтительных вариантов, можно сослаться на замечания, представленные выше, при обсуждении стадий a), b) и c) способа.
Одним требованием по настоящему изобретению является то, что полимерная композиция содержит продукт наполнителя с обработанной поверхностью в количестве от 1 до 85 масс.% в расчете на общую массу полимерной композиции.
В одном варианте осуществления настоящего изобретения полимерная композиция содержит продукт наполнителя с обработанной поверхностью в количестве от 5 до 85 масс.% и, предпочтительно, от 10 до 85 масс.% в расчете на общую массу полимерной композиции. Например, полимерная композиция содержит продукт наполнителя с обработанной поверхностью в количестве от 15 до 80 масс.% в расчете на общую массу полимерной композиции.
В одном варианте осуществления настоящего изобретения полимерная композиция представляет собой концентрат.
Термин "концентрат" относится к композиции, имеющей концентрацию продукта наполнителя с обработанной поверхностью, которая выше, чем концентрация полимерной композиции, используемой для получения конечного продукта изделия, такого как волокно и/или нить и/или пленка. То есть, концентрат затем разбавляют, так, чтобы получить полимерную композицию, которая является подходящей для изготовления конечного продукта изделия, такого как волокно и/или нить и/или пленка и/или нитка.
Например, концентрат содержит продукт наполнителя с обработанной поверхностью в количестве от 50 до 85 масс.%, предпочтительно, от 60 до 85 масс.% и, более предпочтительно, от 70 до 80 масс.%, в расчете на общую массу концентрата.
В соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения концентрат используется для получения волокна и/или нити и/или пленки и/или нитки.
В соответствии со следующим вариантом осуществления концентрат полимера, получаемый по способу по изобретению может быть использован при изготовлении полимерных изделий, где указанные полимерных изделия, предпочтительно, содержат полиолефиновые изделия, такие как тканые волокна, нетканые волокна, профили, кабели, пленки или формованные изделия.
Продукты, содержащие полимерный концентрат, в соответствии с настоящим изобретением могут быть изготовлены любым способом, известным специалистам в данной области.
В данной области техники известны многие методы изготовления полимерных изделий. Эти методы включают, но не ограничиваются ими, методы обработки расплава, например, экструзия профилированных изделий (для труб, листов и полых листов), экструзия кабелей, экструзия пленки (для литых пленок и пленок, полученная методом экструзии с раздувом), штамповка (например, литье под давлением, центробежное формование, формовка на пескодувной машине и формование листовых термопластов), прядение волокна (например, прядение из расплава, мокрое прядение, сухое прядение и структурные волокна), совместное замешивание и пултрузия. Окончательные изделия могут обеспечить однослойные или многослойные структуры.
В соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения полимерный концентрат, получаемый по способу по изобретению, может быть удобно использован для изготовления различных формованных изделий в области применения пластмасс. Примеры включают гибкую упаковку для промышленных и потребительских изделий, в том числе рулонные материалы, сумки, мешки, этикетки, оберточные материалы, защитные пленки, термоусадочные оболочки и стрейч пленки; жесткую упаковку для промышленных и потребительских изделий, включая пластиковые бутылки, чашки и контейнеры; материалы для зданий и сооружений, в том числе трубы и трубопроводы, облицовка и профили, изоляция, уплотнения и прокладки, геотекстиль; сельскохозяйственные и садоводческие материалы, в том числе парниковый материал, мульчирующая пленка, пленка туннельная, пленка силосная, пленка для обертывания тюков, коробки и ящики;
изделия для транспорта и автомобилей, включая детали интерьера, такие как панели приборов и дверные панели, консоли, стойки и сидения; внешние детали, таких как бампера, крылья, задние двери, а также детали под капотом, включая воздуховоды, воздухозаборные коллекторы, радиаторы и шланги системы охлаждения; электрические и электронные изделия, включая проигрыватели компакт-дисков, DVD-системы, персональные компьютеры и телевизоры, ноутбуки, планшеты, смартфоны, плиты, холодильники и морозильники, стиральные машины, посудомоечные машины, инструменты и офисное оборудование;
медицинские изделия и изделия для охраны здоровья, в том числе одноразовые шапочки, халаты, маски, одежда медиков для проведения хирургической операции и бахилы, простыни, одеяла и пакеты, губки, перевязочные материалы и салфетки, постельное белье, стерильные халаты, халаты для обследования пациентов, лабораторные халаты, изоляционные халаты, диагностическое медицинское оборудование и медицинские приборы; изделия для личной гигиены, включая абсорбирующие средства (АХП), детские подгузники, средства женской гигиены и средства гигиены при недержании мочи у взрослых, салфетки, изделия для ухода за кожей, депиляторные полоски; бытовые и мебельные изделия, в том числе древесные композиты, декоративные пленки, напольные покрытия, половые покрытия, кухонная посуда, чистящие средства, средства по уходу за домашними животными, газонные и садовые изделия; игрушки, спортивные и развлекательные изделия, в том числе игровые домики, строительные наборы, игрушечные транспортные средства, спортивные и фитнес-устройств, обувь, одежда и спортивная одежда, оборудование для обеспечения безопасности (шлемы, наколенники), спортивное оборудование и чемоданы.
В другом варианте осуществления настоящего изобретения, полимерная композиция, используемая для получения конечного продукта изделия, такого как волокно и/или нить и/или пленка и/или нитка, содержит продукт наполнителя с обработанной поверхностью в количестве от 1 до 50 масс.%, предпочтительно, от 5 до 45 масс.%, и, наиболее предпочтительно, от 10 до 40 масс.%, в расчете на общую массу полимерной композиции. Например, полимерная композиция, используемая для получения конечного продукта изделия, такого как волокно и/или нить и/или пленка, содержит продукт наполнителя с обработанной поверхностью в количестве от 15 до 25 масс.%, в расчете на общую массу полимерной композиции.
В другом варианте осуществления настоящего изобретения полимерная композиция, используемая для получения конечного продукта изделия, такого как волокно и/или нить и/или пленка и/или нитка содержит, по меньшей мере, один содержащие карбонат кальция материал в количестве от 1 и 10 масс.%, в расчете на общую массу полимерной композиции. Следует отметить, что полимерная композиция предпочтительно, содержит это количество, когда используется в качестве упаковочного материала для кислых пищевых продуктов, таких как цитрусовые, или в качестве контейнеров и/или бутылок для фруктовых соков.
Если для получения волокна и/или нити и/или пленки и/или нитки используется концентрат, предпочтительно, чтобы концентрат был разбавлен таким образом, чтобы образовывалась полимерная композиция, подходящая для получения конечного продукта изделия, такого как волокно и/или нить и/или пленка и/или нитка. То есть, концентрат разбавляют таким образом, чтобы он содержал продукт наполнителя с обработанной поверхностью в количестве от 1 до 50 масс.%, предпочтительно, от 5 до 45 масс.%, и, наиболее предпочтительно, от 10 до 40 масс.%, в расчете на общую массу полимерной композиции.
Тест давления на фильтре был проведен для того, чтобы определить значение давления на фильтре FPV из концентрата ЛПЭНП, описанного выше, и в сравнении с концентратом FPV, содержащим минеральный материал из уровня техники.
Тест давления на фильтре, как здесь описано, предусматривает значение давления на фильтре, в данном случае, минерального материала, диспергированного в ЛПЭНП. Значение давления на фильтре FPV определяется как увеличение давления на грамм наполнителя. Это тест выполняется для определения качества дисперсии и/или наличия чрезмерно грубых частиц или агломератов минеральных материалов в концентрате.
Низкие значения давления на фильтре относится к более хорошему дисперсионному и тонкоизмельченному материалу, где высокие значения давления на фильтре относятся к плохой дисперсии и грубые или агломерированному материалу. Тест давления на фильтре был выполнен на имеющемся в продаже тесте давления на фильтре Collin, Teach-Line FT-E20T-IS, в соответствии со стандартом EN 13900-5. Используемый тип фильтра был 14 мкм и 25 мкм, экструзию проводили при температуре 200°C.
В соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения полимерная композиция представляет собой волокно и/или нить и/или пленку и/или нитку. Например, волокно и/или нить и/или пленка и/или нитка содержит продукт наполнителя с обработанной поверхностью в количестве от 1 до 50 масс.%, предпочтительно, от 5 до 45 масс.%, более предпочтительно, от 10 до 40 масс.%, и, наиболее предпочтительно, от 15 до 25 масс.%, в расчете на общую массу волокна и/или нити и/или пленки и/или нитки.
Продукт наполнителя с обработанной поверхностью в соответствии с настоящим изобретением придает превосходные механические свойства конечным продуктам изделия, таким как волокна и/или нити и/или пленки и/или нитки. В частности, продукт наполнителя с обработанной поверхностью придает превосходные механические свойства конечным продуктам изделия, таким как волокна и/или нити и/или пленки и/или нитки, когда продукт наполнителя с обработанной поверхностью предусмотрен в виде полимерной композиции по настоящему изобретению.
Таким образом, настоящее изобретение относится к следующему аспекту: к волокну и/или нити и/или пленке и/или нитке, содержащим полимерную композицию, как описано выше, и/или продукт наполнителя с обработанной поверхностью, как описано выше.
Кроме того, настоящее изобретение относится в другом аспекте к способу получения волокна и/или нити и/или пленки и/или нитки, где способ включает, по меньшей мере, следующие стадии:
a) получение полимерной композиции, как описано выше, и
b) действие на полимерную композицию со стадии a) условий, при которых указанная полимерная композиция преобразуется в волокно и/или нить и/или пленку и/или нитку.
Соответствующие условия способа изготовления волокон и/или нитей и/или пленок и/или ниток широко известны специалистам в данной области и/или могут быть определены с помощью обычных модификаций, основанных на общеизвестных знаниях.
Например, полимерная композиция по настоящему изобретению может быть с успехом получена способом смешивания и/или экструдирования и/или составления композиций и/или путем выдувного формования для получения волокна и/или нити и/или пленки и/или нитки, где, по меньшей мере, одна полимерная смола представляет собой предпочтительно, термопластический полимер, выбранный из группы, включающей гомополимеры и/или сополимеры полиолефинов, полиамидов и/или сложные полиэфиры.
Термин "волокно", как он используется в настоящем изобретении, относится к линейной структуре, образующей текстильные материалы, такие как нетканые, который, как правило, состоят из сплетения волокон, соединенных друг с другом, например, механическими методами. Таким образом, термин "волокно" понимается как относящийся к конечной структуре.
Термин "нитка", как он используется в настоящем изобретении, относится к линейной структуре, образующей текстильные материалы, такие как нетканые, который, как правило, состоят из сплетения ниток, соединенных друг с другом, например, механическими методами. Таким образом, термин "нитка" понимается как относящийся к конечной структуре. Нитка может быть составлена как моно-, би- или мульти-нитка. Если имеется би- или мульти-нитка, композиция одиночной нитки может быть по существу такой же. То есть, композиции одиночной нитки содержит по существу те же самые компоненты, то есть, по меньшей мере, одну полимерную смолу и продукт наполнителя с обработанной поверхностью, в тех же самых количествах. Альтернативно, композиция одиночной нитки может быть другой. То есть, композиции одиночной нитки могут содержать те же самые компоненты, то есть, по меньшей мере, одну полимерную смолу и продукт наполнителя с обработанной поверхностью, в варьируемых количествах, или композиции одиночной нитки могут содержать различные компоненты, то есть, по меньшей мере, одна полимерная смола и/или продукт наполнителя с обработанной поверхностью могут быть другими, в тех же самых количествах, или композиция одиночной нитки могут содержать различные компоненты, то есть, по меньшей мере, одна полимерная смола и/или продукт наполнителя с обработанной поверхностью могут быть другими, в варьируемых количествах.
Термин "нить", как он используется в настоящем изобретении, относится к структуре, которая отличается от волокна по длине структуры. Таким образом, термин "нить" понимается как относящееся к бесконечным волокнам. Следует также понимать, что нить может быть выполнена как моно-, би- или мульти-нить. Если би- или мульти-нить присутствует, композиция одной нити может быть по существу такой же самой. То есть, композиции одной нити содержат по существу те же самые компоненты, то есть, по меньшей мере, одну полимерную смолу и продукт наполнителя с обработанной поверхностью, в тех же самых количествах. Альтернативно, композиция из одного нити может быть другой. То есть, композиции одной нити могут содержать те же самые компоненты, то есть, по меньшей мере, одну полимерную смолу и продукт наполнителя с обработанной поверхностью, в варьируемых количествах, или композиции одного нити могут содержать различные компоненты, то есть, по меньшей мере, одна полимерная смола и/или продукт наполнителя с обработанной поверхностью может быть другой, в тех же самых количествах, или композиция одной нити может содержать различные компоненты, то есть, по меньшей мере, одна полимерная смола и/или продукт наполнителя с обработанной поверхностью может быть другими, в варьируемых количествах.
Поперечное сечение нити и/или волокна и/или нитки может иметь большое разнообразие форм. Предпочтительно, когда форма поперечного сечения нити и/или волокна и/или нитки может быть круглой, овальной или n-гональной, где n≥3, например, n равно 3. Например, форма поперечного сечения нити и/или волокна и/или нитки круглая или трилобальная, такая как круглая. Дополнительно или альтернативно, форма поперечного сечения нити и/или волокна и/или нитки полая.
Следует отметить, что нити и/или волокна и/или нитки могут быть получены всеми способами, известными в данной области, используемые для получения таких нити и/или волокна и/или нитки. Например, нити и/или волокна и/или нитки настоящему изобретению могут быть получены путем хорошо известным аэродинамическим способом из расплава, методом спанбонда или продукцией волокна.
В дополнение к этому, указанные наполненные концентраты ПП были использованы путем способов экструзией из расплава с образованием волокна и нитей и непрерывных нитяных нетканых тканей с помощью известных специалисту в данной области средств.
В соответствии с известной технологией, такой как непрерывное формование нитей для пряжи или штапельного волокна, и нетканых способов, таких как производства спанбонда и производства аэродинамическим способом из расплава, волокна и нити получены путем экструзии расплавленного полимера через небольшие отверстия. Обычно волокна или нити, сформованные таким образом, затем вытягивают или удлиняют, чтобы вызвать молекулярную ориентацию и повлиять на степень кристалличности, что приводит к уменьшению диаметра и улучшению физических свойств.
Спанмелт это общий термин, описывающий производство нетканого полотна (ткани) непосредственно из термопластичных полимеров. Он включает в себя 2 способа (спанлейс и аэродинамический способ формования из расплава) и их комбинацию.
В этом способе полимерные гранулы расплавляются, и расплавленный полимер экструдируют через фильерный комплект, который создает множество непрерывных полимерных нитей.
Затем нити охлаждают и вытягивают, и собирают с образованием нетканого полотна.
Некоторая остаточная температура может привести к слипанию волокон друг с другом, но это не может рассматриваться в качестве основного способа связи. Есть несколько способов для формирования собранного полотна из непрерывных элементарных нитей в полезный продукт на стадии связывания, которая включает в себя, но не ограничиваться ими составление, гидропереплетение, прошивание и/или склеивание с помощью химических веществ или клеев.
Способ скручивания (также известный как спанбонд) обладает тем преимуществом, что дает нетканые материалы большей прочности. Совместной экструзии второго компонентов используется в некоторых способах скручивания, как правило, чтобы обеспечить дополнительные свойства или возможности скрепления.
При формовании вытяжкой из расплава, полимеры с низкой вязкостью экструдируют в высокой скорость воздушного потока на выходе из фильеры. Это рассеивает расплав, отверждает его и разбивает его на волокнистую ткань.
Специалистам в данной области техники известно объединение способов или материалов из различных способов для получения композитных тканей, которые обладают определенными желательными характеристики. Примерами этого является объединение спанбонда и мельтблауна для производства ламинатного материала, который лучше всего известен как SMS, предназначенное для представления двух внешних слоев материала спанбонда и внутреннего слоя из материала мельтблауна. Кроме одного или обоих этих способов могут быть объединены в любом порядке с чесальным способом производства штапельного волокна или нетканых материалов, полученных при чесальном способе производства штапельного волокна. В такие (описаны в ламинатных материалах) слои, как правило, по меньшей мере, частично соединяются на одной из стадий связывания, перечисленных выше.
Способы являются хорошо известными в данной области техники, и коммерчески доступными для получения материала спанбонда полипропиленовой полимерной смолы. Два типичных способа известны как способ Лурги и способ Reifenhäuser.
Способ Лурги основан на экструзии расплавленного полимера через отверстия фильеры с последующим охлаждением образованных экструдированных нитей воздухом и вытягиванием с отсасыванием через трубки Вентури. После формования волокна распределяются на конвейерной ленте с образованием нетканого полотна.
Способ Reifenhäuser отличается от способа Лурги тем, что охлаждение воздухом проходит герметически и охлажденный воздушный поток ускоряется, таким образом, индуцируя более эффективным унос волокон в воздушный поток.
В описанных выше системах нетканые материалы обычно получают с использованием полипропиленовых смол, имеющих индекс текучести расплава примерно от 25 до 40 г/10 минут.
Для получения полипропиленовых нетканых материалов был использован способ Лурги. Температура экструдера составляла между 230° и 250°C. Четыре спиновые балки были снабжены насосами для расплава и фильерами, которые содержали 600 отверстий, каждое из которых имело диаметр 0,8 миллиметров. Экструдированный нити формовали в нетканый материал. Скорость конвейерной ленты доводили до 20 м/мин и для склеивания нетканого материала было использован гидроперепутывании. Гидроперепутывание, также известное как спанлейсинг, является способом, при котором используются струи воды под высоким давлением, чтобы спутать волокна в свободном материале, создавая тем самым материал, удерживаемый силами трения между указанными волокнами. Конечные связанные нетканые материалы шириной 100 см имеют масса материала 385 г/м2.
Образцы указанных нетканых материалов, содержащие CaCO3 в соответствии с настоящим изобретением и образцы нетканых материалов, содержащих CaCO3 в соответствии с уровнем техники, сравниваются в таблицах 5 и 6. Различные количества наполненных концентратов были смешаны с дополнительным количеством полипропилена (ПП HF420FB, гомо-полипропилен с MFR 19 г/10 мин. (230°C, 2,16 кг, ISO 1133) от компании Borealis) и из этих смесей были изготовлены нетканые материалы.
Термин "пленка", как он используется в настоящем изобретении, относится к структуре, которая отличается от нити и/или волокна по его пространственной структуре. Таким образом, термин "пленка" понимается как относящееся к листу.
Следует отметить, что пленки могут быть получены всеми способами, известными в данной области, используемой для получения такой пленки. Например, пленки по настоящему изобретению могут быть получены с помощью хорошо известных методов, используемых для получения растянутой/ориентированной пленки, и предпочтительно, экструзионные пленки покрытия, выдувные пленки, технические выдувные пленки, однослойные ленты, литые пленки и тому подобное.
Таким образом, волокна и/или нити и/или пленки и/или нитки в соответствии с настоящим изобретением характеризуются тем, что они содержат указанные полимерную композицию и/или продукт наполнителя с обработанной поверхностью, и что они обладают улучшенными свойствами материала, такими как улучшенные механические свойства.
Как еще одно преимущество, волокна, и/или нити, и/или пленки, и/или нитки в соответствии с настоящим изобретением вызывают уменьшение низкого давления во время экструзии пленки. В дополнение к этому, волокна, и/или нити, и/или пленки, и/или нитки в соответствии с настоящим изобретением дополнительно показывают хорошие механические свойства, такие как модуль упругости при растяжении, растяжение при пределе текучести и при разрыве, относительное удлинение при разрыве и прочность на разрыв.
Ввиду очень хороших результатов, полученных в отношении гидрофильности продукта наполнителя с поверхностью, обработанной, по меньшей мере, одним монозамещенным янтарным ангидридом, как описано выше, следующий аспект по настоящему изобретению касается применения монозамещенного янтарного ангидрида для уменьшения гидрофильности поверхности наполнителя, содержащей карбонат кальция. В частности, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид, как описано выше может быть использован для снижения гидрофильности наполнителя, содержащего карбонат кальция, таким образом, что поверхность продукта наполнителя с обработанной поверхностью является подходящей для использования в волокнах и/или нитях и/или пленках и/или нитках. Еще один аспект по настоящему изобретению относится к применению продукта наполнителя с обработанной поверхностью, как описано выше, для инициирования реакции сшивания в эпоксидных смолах.
Другой аспект настоящего изобретения касается изделия, содержащего полимерную композицию, описанную выше и/или продукт наполнителя с обработанной поверхностью, как описано выше, и/или волокно и/или нить и/или пленку и/или нитку, как описано выше. Изделие, предпочтительно, выбрано из группы, включающей средства гигиены, медицинские товары и изделия медицинского назначения, фильтровальные изделия, геотекстильную продукцию, сельскохозяйственные и садовые изделия, одежду, обувь и багажные изделия, бытовые и промышленные изделия, упаковочные материалы, строительные изделия и тому подобное.
Предпочтительно, средства гигиены выбраны из группы, включающей гигиенические абсорбирующие средства, такие как детские подгузники или пеленки, средства женской гигиены, продукты, используемые при недержании мочи у взрослых, полоски для удаления волос, бинты и перевязочные материалы для ран, одноразовые пакеты для ванн и полотенца для лица, одноразовые тапочки и обувь, верхние слои или покровные материалы гигиенических изделий, продаваемые маски для лица, манжеты для ног, перфорированные и распределительные слои, оболочки сердцевины, нижние слои, закрепляющие ушки, стягивающие зоны, слои порошковидных препаратов и закрепляющие системы гигиенических изделий; и салфетки, такие как влажные полотенца, салфетки для ухода за кожей, детские салфетки, салфетки для лица, моющие салфетки, салфетки для рук и тела, влажные салфетки, салфетки для личной гигиены, женские гигиенические салфетки, антибактериальные салфетки и лекарственные салфетки.
Предпочтительно, медицинские товары и изделия медицинского назначения выбраны из группы, включающей изделия медицинского назначения, которые можно стерилизовать, упаковку для медицинских изделий, шапочки, такие как одноразовые хирургические шапочки, защитную одежду, хирургические халаты, хирургические маски и маски для лица, хирургические костюмы, хирургические чехлы, хирургические простыни, одеяла, пакеты, губки, перевязочные материалы, салфетки, постельное белье, стерильные халаты, халаты для обследования пациентов, лабораторные халаты, изоляционные халаты, чрескожные средства доставки лекарственных средств, кожухи, впитывающие пеленки, пакеты для процедур, тепловые пакеты, калоприемники, фиксирующие ленты, матрас для инкубаторов, стерилизационный обертки (CSR обертки), средства ухода за ранами, холодные/тепловые пакеты, системы доставки лекарств, такие как пластыри.
Предпочтительно, изделия для фильтрования выбраны из группы, включающей бензиновые фильтры, масляные фильтры, воздушные фильтры, фильтры для воды, фильтры для кофе, чайные пакетики, фильтры для фармацевтической промышленности, фильтры с минеральным адсорбентом, картриджи для очистки жидкости и рукавные фильтры, вакуумные пакеты, аллергенные мембраны и ламинаты со слоями нетканых материалов.
Предпочтительно, геотекстильная продукция выбрана из группы, включающей стабилизаторы грунта и подстилающий слой дорожного полотна, фундаментные стабилизаторы, защиту от эрозии, конструкции для каналов, дренажные системы, защиту геомембраны, защиту от замерзания, сельскохозяйственную мульчу, водные барьеры для прудов и каналов, барьеры для дренажной плитки против проникновения песка и герметики для мусора.
Предпочтительно, сельскохозяйственные и садовые изделия выбраны из группы, включающей покрытия для растений, средства защиты растений, защитный слой для семян, ткань для борьбы с сорняками, затенение для парников, пакеты для контроля разрастания корней, биоразлагаемые кашпо, капиллярный подпитывающий увлажненный мат и агроткань.
Предпочтительно, одежда, обувь и багажные изделия выбраны из группы, включающей подкладочные материалы, такие как полочки пальто, воротники, облицовки, пояса, лацканы и т.д., одноразовое белье, компоненты для изготовления обуви, таких как крепление для шнурков и ушек, крепления для спортивной обуви и сандалий и футеровка стелек и т.д., компоненты сумок, связывающие средства, композиция и памятки по уходу (стирке).
Предпочтительно, упаковочные материалы выбраны из группы, включающей подкладочные материалы, такие как упаковка осушителей, упаковки сорбентов, подарочные коробки, коробка для архивного хранения документов, нетканые сумки, обложки для книг, почтовые конверты, экспресс-конверты, курьерские сумки и тому подобное.
Предпочтительно, бытовые и промышленные изделия выбраны из группы, включающей абразивы, постельное белье, такое как карманные ткани для независимых пружин карманного типа, разделительный слой, кожух пружины, защитный чехол, стеганая прокладка, чехлы пуховых одеял, наволочки и т.д., жалюзи/шторы, ковры/основы ковровых покрытий, такие как коврики, ковровые плитки, коврики для ванной и т.д., материал для покрытия и сепарационный материал, мешки для моющих средств, листы-смягчители ткани, половой настил, мебельный обивочный материал, такой как внутренняя подкладка, фланель с односторонним начесом для подушек, пылезащитный чехол, кожух пружины, отрывные ярлычки и т.д., швабры, столовое белье, чайные и кофейные пакетики, пакеты для вакуумной чистки, обои, салфетки, такие как салфетки для ухода бытовые, салфетки для ухода за полом, чистящие салфетки, салфетки для ухода за домашними животными и т.д., уплотнители для автомобилей, монтажная лента, в гражданском строительстве, сменный элемент фильтра в автомобилях, защитная одежда, первичная и вторичная ковровая основа, композиционные материалы, ламинаты парусины, рубленного коврики, ламинаты для нарядных скатертей, маты из рубленой стеклопряжи, бэк-стабилизатор для машинной вышивки, упаковки, когда необходима пористость, изолятор, подобный стекловате, подкладки, подушки, обивка, такая как драпировочная обивка, ватин для одеял или стеганые ватные одеяла, бытовые и хирургические маски, почтовые конверты с застежкой, тенты, упаковки для палаток и транспортировки (пиломатериалы, сталь), одноразовая одежда, такая как бахилы и комбинезоны, и покрытия для утепления домов.
Предпочтительно, строительные изделия выбраны из группы, включающей гидроветроизоляцию, асфальтовое покрытие, дорожные и железнодорожные полотна, гольф-корты и теннисные корты, подложки для стеновых покрытий, акустические стеновые покрытия, кровельные материалы и стяжку для плитки, стабилизаторы грунта и подстилающий слой дорожного полотна, фундаментные стабилизаторы, средства борьбы с эрозией, конструкции для каналов, дренажные системы, защиту геомембраны, защиту от замерзания, сельскохозяйственную мульчу, водные барьеры для прудов и каналов и барьеры для дренажной плитки против проникновения песка.
Следующие далее примеры могут дополнительно проиллюстрировать изобретение, но не предназначены для ограничения изобретения приведенными в качестве примеров вариантами. Примеры ниже демонстрируют сниженное общее количество летучих веществ, уменьшенную восприимчивость к поглощению влаги и пониженную гидрофильность продукта наполнителя с обработанной поверхностью и хорошие механические свойства волокна и/или нити и/или пленки и/или нитки, полученных из полимерной композиции в соответствии с настоящим изобретением:
ПРИМЕРЫ
Методы измерения
Следующие методы измерения используются для оценки параметров, приведенных в примерах и в формуле изобретения.
Измерение общего количества летучих веществ
Для задач настоящего изобретения, «общее количество летучих веществ», связанных с минеральными наполнителями и выделяющихся в температурном интервале от 25 до 350°C, характеризуется в соответствии с % потери массы образца минерального наполнителя в диапазоне температур, который показан на термогравиметрической (TGA) кривой.
Аналитические методы TGA обеспечивает информацию о потерях массы и температурах начала разложения летучих веществ с большой точностью и известны из уровня техники; например, это описано в «Principles of Instrumental analysis», Skoog, Holler, Nieman, 1998 (первое издание 1992) в главе 31, страницы 798-800, и во многих других широко известных справочных изданиях. В настоящем изобретении термогравиметрический анализ (TGA) выполняют с использованием прибора Mettler Toledo TGA 851 на основе образца массой 500 +/-50 мг и при температурах сканирования от 25 до 350°С со скоростью 20°С/мин при воздушном потоке 70 мл/мин.
Специалист в данной области сможет определить «температуру начала улетучивания» на основе анализа кривой TGA следующим образом: получают первую производную кривой TGA и определяют точки перегиба на этой кривой в диапазоне от 150 до 350°С. Из числа точек перегиба кривой, имеющих значение тангенциального наклона больше чем 45° относительно горизонтальной линии, определяют одну, имеющую самую низкую соответствующую температуру выше 200°С. Значение температуры, связанной с этой точкой перегиба самой низкой температуры первой производной кривой соответствует «температуре начала улетучивания».
«Общее количество летучих веществ», выделенное по кривой TGA, определяют с помощью программного обеспечения Stare SW 9.01. С использованием этого программного обеспечения кривую сначала нормализуют относительно исходной массы образца, для того, чтобы получить данные по потере массы в % величинах относительно исходного образца. После этого выбирают температурный интервал 25-300°C (по-немецки: «Stufe horizontal») с опцией "горизонтальный шаг", для того чтобы получить % потери массы при выбранном температурном интервале.
Распределение частиц по размерам (масс % частиц с диаметром <X) и массовый средний диаметр (d50) зернистого материала
Как используется в настоящем документе и в общем случае определяется в данной области техники, величина "d50" определяется на основе измерений, осуществляемых с использованием прибора Sedigraph™ 5100 Micromeritics Instrument Corporation и определяется как размер, при котором 50% (средняя точка) объема или массы частиц составляют частицы, имеющие диаметр, равный указанному значению.
Способ и прибор известны специалисту в данной области техники и обычно используются для определения размера гранул наполнителей и пигментов. Измерение осуществляют в водном растворе 0,1% масс. Na4P2O7. Образцы диспергируют с помощью высокоскоростной мешалки и ультразвуковых приборов.
БЭТ удельная площадь поверхности материала
В настоящем документе, удельная площадь поверхности (в м2/г) минерального наполнителя, определяется с использованием метода БЭТ (с использованием азота в качестве адсорбирующего газа), который хорошо известен специалисту в данной области (ISO 9277: 1995). Затем общую площадь поверхности (в м2) минерального наполнителя получают путем умножения удельной площади поверхности и массы (в г) минерального наполнителя до обработки.
Поглощение влаги
Термин "чувствительность к поглощению влаги", как он используется в настоящем изобретении, относится к количеству влаги, абсорбируемой на поверхности минерального наполнителя, и определяется в мг влаги/г сухого обработанного продукта минерального наполнителя после воздействия атмосферы с относительной влажностью 10 и 85%, соответственно, в течение 2,5 часов при температуре 23°С (±2°С). Обработанный продукт минерального наполнителя сначала подвергают воздействию атмосферы с относительной влажностью 10% в течение 2,5 часов, а затем относительную влажность повышают до 85%, и при этой влажности образец выдерживают еще в течение 2,5 часов. Далее увеличение массы между 10% и 85% относительной влажности используют для расчета поглощения влаги мг/г продукта сухого обработанного минерального наполнителя.
Гидрофильность
"Гидрофильность" продукта минерального наполнителя оценивают при 23°C путем определения минимального соотношения количества воды и этанола, объем/объем, в смеси вода/этанол, необходимой для осаждения большей части указанного продукта минерального наполнителя, где указанный продукт минерального наполнителя осаждается на поверхности указанной смеси вода/этанол пропусканием через бытовое чайное сито. Объем/объем относится к объемам обоих отдельных жидкостей перед их смешиванием и не включает объемную усадку смеси. Оценка при 23°С относится к температуре 23°С ±1°С.
Смесь вода/этанол с объемным соотношением 8:2 обычно имеет поверхностное натяжение 41 мН/м, а смесь вода/этанол с объемным соотношением 6:4 обычно имеет поверхностное натяжение 26 мН/м, измеряемое при температуре +23°C, как описано в "Handbook of Chemistry и Physics", 84-ое издание, David R. Lide, 2003 (первое издание 1913).
Испытание падающим стержнем
Испытание сбрасыванием выполняли в соответствии с ASTM D 1709/A.
Измерение остаточного общего содержания влаги в материале, содержащем карбонат кальция
Остаточное общее содержание влаги в наполнителе измеряют в соответствии с методом кулонометрического титрования по Карлу Фишеру, десорбцией влаги в сушильном шкафу при 220°С и непрерывным его переносом в кулонометр серии KF (Mettler Toledo кулонометрический титратор KF C30, объединенным с печкой Mettler DO 0337) с использованием сухого N2 при 100 мл/мин в течение 10 мин. Должна быть построена калибровочная кривая с использованием воды и необходимо принять во внимание эталонное течение газа 10 мин без образца.
Измерения, проведенные на волоконных образцах
Титр или линейная плотность [децитекс, dtex] может быть измерена в соответствии с EN ISO 2062 и соответствует массе в граммах 10000 м нити. Образец длиной 25 или 100 метров наматывают на лабораторное мотовило с предварительным натяжением 0,5 сН/текс и взвешивают на аналитических весах. Затем рассчитывают граммы на 10000 м длины нитей.
Прочность на разрыв вычисляют из разрывного усилия и линейной плотности, и выражают в сантиньютон на текс [сН/текс]. Испытание проводят на стенде с постоянной скоростью растяжения, и действующими стандартами для выполнения этого теста являются EN ISO 5079 и ASTM D 3822.
Разрывное усилие и удлинение при разрыве: разрывное усилие является усилием, применяемым к нитям для из разрыва. Оно выражается в ньютонах [Н]. Удлинением при разрыве является увеличение длины, вызываемое растяжением нити до момента ее разрыва. Оно выражается в процентах [%] от начальной длины.
Индекс прочности при растяжении равен произведению прочности на разрыв [сН/текс] и квадратного корня относительного удлинения при разрыве [%].
Измерения выполняли на нетканых образцах
Вес материала или масса на единицу площади [г/м2] измеряется в соответствии с EN ISO 9864.
Свойства при растяжении геотекстиля измеряются в соответствии с EN ISO 10319, используя широкую полоску, 200 мм в ширину и 100 мм в длину, на разрывной машине.
Прочность на разрыв [кН/м] и удлинение при максимальной нагрузке [%] измеряют в продольном направлении (MD) и в поперечном направлении (CD). Значение энергии в соответствии с EN 10319 ISO рассчитывают по прочности на разрыв (MD+CD)/2.
Сопротивление проколу (CBR тест) [кН] измеряют в соответствии с EN ISO 12236. Этот метод устанавливает определение прочности на прокол путем измерения усилия, необходимого для толкания измерительного наконечника с плоским концом через геосинтетические материалы.
Зольность в [%] волокна и концентратов определяют путем сжигания образца в контейнере, который помещают в печь для сжигания при 570°С в течение 2 часов. Зольность определяют как общее количество оставшихся неорганических остатков.
Пример 1
Данный пример относится к получению продукта наполнителя с обработанной поверхностью в соответствии со способом по настоящему изобретению.
Для получения продукта наполнителя с обработанной поверхностью, известняк от компании Omey, France подвергали влажному помолу при 25 масс.% в водопроводной воде в горизонтальной шаровой мельнице (Dynomill) и высушивали распылительной сушкой. Полученный наполнитель, содержащий карбонат кальция, характеризовался значением d50 приблизительно 1,7 микрон, предельным верхним значением (d98) 5 мкм и удельной площадью поверхности в 4,1 м2/г и содержанием остаточной влажности 0,06 масс.%.
Полученный высушенный распылительной сушкой наполнитель, содержащий карбонат кальция, далее обрабатывали, как описано в следующих тестах:
Тест 1 (в соответствии с уровнем техники; PA1)
500 г наполнителя, содержащего высушенного распылением карбонат кальция, помещали в миксер фирмы MTI и образец активировали в течение 5 минут при температуре 180°C и 3000 оборотов в минуту. После этого сополимер стирола c малеиновым ангидридом, имеющий Mn (среднечисленную молекулярную массу) в 1600 (номер по каталогу Aldrich 442380) вводили в смесь в таком количестве, как указано в таблице 1. Содержимое смеси перемешивали при температуре 180°C со скоростью перемешивания 3000 оборотов в минуту в течение периода времени 5 минут.
Полученный продукт наполнителя с обработанной поверхностью хранили в закрытом пластиковом пакете. Для аналитических целей образец вынимали из закрывающегося пластикового пакета и сразу анализировали. Результаты представлены в таблице 2.
Тест 2 (в соответствии с уровнем техники; PA2)
500 г наполнителя, содержащего высушенного распылением карбонат кальция, помещали в миксер фирмы MTI и образец активировали в течение 5 минут при температуре 80°C и 3000 оборотов в минуту. После этого, 1,2-циклогександикарбоновыми ангидрид (номер по каталогу Aldrich 123463) вводили в смесь в таком количестве, как указано в таблице 1. Содержимое смеси перемешивали при температуре 80°C со скоростью перемешивания 3000 оборотов в минуту в течение периода времени 5 минут.
Полученный продукт наполнителя с обработанной поверхностью хранили в закрытом пластиковом пакете. Для аналитических целей образец вынимали из закрывающегося пластикового пакета и сразу анализировали. Результаты представлены в таблице 2.
Тест 3 (в соответствии с уровнем техники; PA3)
500 г наполнителя, содержащего высушенного распылением карбонат кальция, помещали в миксер фирмы MTI и образец активировали в течение 5 минут при температуре 80°C и 3000 оборотов в минуту. После этого, фенилянтарный ангидрид (номер по каталогу Aldrich 416622) вводили в смесь в таком количестве, как указано в таблице 1. Содержимое смеси перемешивали при температуре 80°C со скоростью перемешивания 3000 оборотов в минуту в течение периода времени 5 минут.
Полученный продукт наполнителя с обработанной поверхностью хранили в закрытом пластиковом пакете. Для аналитических целей образец вынимали из закрывающегося пластикового пакета и сразу анализировали. Результаты представлены в таблице 2.
Тест 4 (по изобретению; IE4)
500 г наполнителя, содержащего высушенного распылением карбонат кальция, помещали в миксер фирмы MTI и образец активировали в течение 10 минут при температуре 120°C и 3000 оборотов в минуту. После этого, н-октадеценил янтарный ангидрид, имеющий чистоту ≥96,5%, вводили в смесь в таком количестве, как указано в таблице 1. Содержимое смеси перемешивали при температуре 120°C со скоростью перемешивания 3000 оборотов в минуту в течение периода времени 10 минут.
Полученный продукт наполнителя с обработанной поверхностью хранили в закрытом пластиковом пакете. Для аналитических целей образец вынимали из закрывающегося пластикового пакета и сразу анализировали. Результаты представлены в таблице 2.
Тест 5 (по изобретению; IE5)
500 г наполнителя, содержащего высушенного распылением карбонат кальция, помещали в миксер фирмы MTI и образец активировали в течение 10 минут при температуре 120°C и 3000 оборотов в минуту. После этого смесь разветвленных гексадеценил янтарных ангидридов (CAS #32072-96-1) и разветвленных октадеценил янтарных ангидридов (CAS #28777-98-2), содержащая разветвленные октадеценил янтарные ангидриды в количестве примерно 40 масс.%, в расчете на общую массу смеси янтарных ангидридов вводили в смесь в таком количестве, как указано в таблице 1. Содержимое смеси перемешивали при температуре 120°C со скоростью перемешивания 3000 оборотов в минуту в течение периода времени 10 минут.
Полученный продукт наполнителя с обработанной поверхностью хранили в закрытом пластиковом пакете. Для аналитических целей образец вынимали из закрывающегося пластикового пакета и сразу анализировали. Результаты представлены в таблице 2.
Тест 6 (по изобретению; IE6)
500 г наполнителя, содержащего высушенного распылением карбонат кальция, помещали в миксер фирмы MTI и образец активировали в течение 10 минут при температуре 120°C и 3000 оборотов в минуту. После этого, н-бутилянтарный ангидрид (TCI Europe N.V. номер продукта B2742) вводили в смесь в таком количестве, как указано в таблице 1. Содержимое смеси перемешивали при температуре 120°C со скоростью перемешивания 3000 оборотов в минуту в течение периода времени 10 минут, затем добавляли 500 частей на миллион полидиметилсилоксана (Dow Corning 200 Fluid 1000 CS) и перемешивали при 3000 оборотов в минуту в течение 5 минут при температуре 120°C.
Полученный продукт наполнителя с обработанной поверхностью хранили в закрытом пластиковом пакете. Для аналитических целей образец вынимали из закрывающегося пластикового пакета и сразу анализировали. Результаты представлены в таблице 2.
Тест 7 (по изобретению; IE7)
500 г наполнителя, содержащего высушенного распылением карбонат кальция, помещали в миксер фирмы MTI и образец активировали в течение 30 минут при температуре 120°C и 3000 оборотов в минуту. После этого, н-октенилянтарный ангидрид (цис и транс смесь; TCI Europe N.V. номер продукта O0040) вводили в смесь в таком количестве, как указано в таблице 1. Содержимое смеси перемешивали при температуре 120°C со скоростью перемешивания 3000 оборотов в минуту в течение периода времени 20 минут, затем добавляли 500 частей на миллион полидиметилсилоксана (Dow Corning 200 Fluid 1000 CS) и перемешивали при 3000 оборотов в минуту в течение 5 минут при температуре 120°C.
Полученный продукт наполнителя с обработанной поверхностью хранили в закрытом пластиковом пакете. Для аналитических целей образец вынимали из закрывающегося пластикового пакета и сразу анализировали. Результаты представлены в таблице 2.
Тест 8 (по изобретению; IE8)
500 г наполнителя, содержащего высушенного распылением карбонат кальция, помещали в миксер фирмы MTI и образец активировали в течение 10 минут при температуре 120°C и 3000 оборотов в минуту. После этого, смесь разветвленных гексадеценил янтарный ангидридов (CAS #32072-96-1) и разветвленной октадеценил янтарный ангидридов (CAS #28777-98-2) содержащая разветвленный октадеценил янтарный ангидрид в количестве примерно 40 масс.%, вводили в смесь в таком количестве, как указано в таблице 1. Содержимое смеси перемешивали при температуре 120°C со скоростью перемешивания 3000 оборотов в минуту в течение периода времени 10 минут, затем добавляли 500 частей на миллион of полидиметилсилоксан (Dow Corning 200 Fluid 1000 CS) и перемешивали при 3000 оборотов в минуту в течение 5 минут при температуре 120°C.
Полученный продукт наполнителя с обработанной поверхностью хранили в закрытом пластиковом пакете. Для аналитических целей образец вынимали из закрывающегося пластикового пакета и сразу анализировали. Результаты представлены в таблице 2.
180
80
80
120
120
120
120
120
180
80
80
120
120
120#
120#
180#
# содержит дополнительную стадию обработки силоксаном в течение 5 мин при температуре 120°C.
Результаты анализа продукта наполнителя с обработанной поверхностью, описанные выше, изложены в таблице 2.
Согласно данным, представленным в таблице 2, можно сделать заключение, что продукт наполнителя с обработанной поверхностью, полученный в соответствии с настоящим изобретением, демонстрирует превосходные свойства. В частности, показано, что продукт наполнителя с обработанной поверхностью, полученный в соответствии с настоящим изобретением, характеризуется восприимчивостью к поглощению влаги меньше чем 0,8 мг/г, температурой начала улетучивания ≥250°C, и гидрофильностью ниже 8:2 объемного соотношения воды:этанола.
Пример 2
Данный пример относится к получению выдувной пленки, содержащей продукт наполнителя с обработанной поверхностью, полученный в соответствии с настоящим изобретением, и, по меньшей мере, одну полимерную смолу.
Подробности в отношении полимерной композиции выдувной пленки, в расчете на общую массу полученный пленка, описаны в таблице 3.
Полимерные композиции, используемые для получения выдувной пленки были впоследствии разбавлены до 20 масс.% материала, содержащего карбонат кальция, в расчете на общую массу полученной пленки.
Обработанный карбонат A представляет собой обработанный стеариновой кислотой сухой природный измельченный карбонат кальция (мрамор из Италии) с медийным диаметром (d50) 1,7 мкм и предельное верхнее значение (d98) в 6,8 мкм. 57 масс.% частиц имеют диаметр ниже 2 мкм. Обработанный наполнитель используется в качестве внутреннего стандарта.
Полимерная смола F0 относится к линейной полиэтиленовой смоле (ЛПЭНП) низкой плотности, который является коммерчески доступной в качестве NG 5056G от компании Dow Chemical Company, Dow Europe GmbH, Horgen, Switzerland.
Полимерная композиция F0 содержит только чистую полимерную смолу, никакой продукт наполнителя с обработанной поверхностью не включен.
Выдувная пленка была получена на линии для выдувных пленок Collin массой в граммах в 37,5 г/м2 и толщиной пленок в 40 мкм.
Волокно и/или нить и/или пленка и/или нитка, содержащие продукт наполнителя с обработанной поверхностью по изобретению, полученный в соответствии с настоящим изобретением, демонстрируют превосходные механические свойства, таких как показаны на фигуре 1.
На фигуре 1 ясно показано, что волокна и/или нити и/или пленки и/или нитки, содержащие продукт наполнителя с обработанной поверхностью по изобретению, полученный в соответствии с настоящим изобретением, демонстрируют повышенные значения в испытании на прокол сбрасыванием колющего предмета. В частности, показано, что значения, определенные в испытании на прокол сбрасыванием колющего предмета волокна и/или нити и/или пленки и/или нитки, содержащая продукт наполнителя с обработанной поверхностью по изобретению, полученный в соответствии с настоящим изобретением, являются существенно выше, чем значения, определенные в испытании на прокол сбрасыванием колющего предмета для образца, содержащего только полимерную смолу, а также для эталонного образца.
Следует также понимать, что полимерная композиция, содержащая продукт наполнителя с обработанной поверхностью по изобретению, полученный в соответствии с настоящим изобретением, и который используется для получения волокна и/или нити и/или пленки и/или нитки также демонстрируют превосходные показатели фильтра для обезвоживания под давлением (FPV), как можно судить по данным таблицы 4.
Пример 3
Данный пример относится к получению нетканого материала, содержащего продукт наполнителя с обработанной поверхностью, полученный в соответствии с настоящим изобретением, и, по меньшей мере, одну полимерную смолу.
Образцы указанных нетканых материалов, содержащие CaCO3 в соответствии с настоящим изобретением и образцы нетканых материалов, содержащих CaCO3 в соответствии с уровнем техники, сравниваются в таблицах 5 и 6. Различные количества наполненных концентратов были смешаны с дополнительным количеством полипропилена (ПП HF420FB, гомо-полипропилен с MFR 19 г/10 мин. (230°C, 2,16 кг, ISO 1133) от компании Borealis) и из этих смесей были изготовлены нетканые материалы.
техники 1
разрыв (MD+CD)/2
2CD относится к поперечному направлению.
дтекс
разрыв (MD+CD)/2
2 CD относится к поперечному направлению
70% MB по изобретению 1 относится к 70 масс.% концентрата 28 масс.% ПП HH450 FB гомо-полипропилена с MFR 37 г/10 мин. (230°C, 2,16 кг, ISO 1133) от компании Borealis и 2 масс.% Irgastab FS 301, обработанный и термический стабилизатор от компании BASF и 70 масс.% CaCO3 в соответствии с настоящим изобретением, где обработанный CaCO3 обладает медианным размером частиц d50 1,7 мкм, предельное верхнее значение d98 6 мкм.
Обработка CaCO3: 0,5 масс.% Hydrores AS 1000 (KEMIRA; CAS номер 68784-12-3): 500 г наполнителя, содержащего высушенный распылением карбонат кальция, помещали в миксер фирмы MTI и образец активировали в течение 10 минут при температуре 120°C и 3000 оборотов в минуту. После этого, в смесь вводили Hydrores AS 1000 (Kemira) в количестве 0,5 масс.%. Содержимое смеси перемешивали при температуре 120°C со скоростью перемешивания 3000 оборотов в минуту в течение периода времени 10 минут.
Полученный продукт наполнителя с обработанной поверхностью хранили в закрытом пластиковом пакете. Для аналитических целей образец вынимали из закрывающегося пластикового пакета и сразу анализировали. T улетучивания: 289°C; Поглощение воды: 0,7 мг/г 70% MB по изобретению 2 относится к 70 масс.% концентрата 28 масс.% ПП HH450 FB гомо-полипропилен с MFR 37 г/10 мин. (230°C, 2,16 кг, ISO 1133) от компании Borealis и 2 масс.% Irgastab FS 301, обработанный и термический стабилизатор от компании BASF и 70 масс.% CaCO3 в соответствии с настоящим изобретением, где обработанный CaCO3 обладает медианным размером частиц d50 в 1,7 мкм, предельное верхнее значение d98 6 мкм.
Обработка CaCO3: 0,6 масс.% Hydrores AS 1100 (KEMIRA, CAS номер 68784-12-3):
500 г наполнителя, содержащего высушенного распылением карбонат кальция, помещали в миксер фирмы MTI и образец активировали в течение 10 минут при температуре 120°C и 3000 оборотов в минуту. После этого в смесь вводили Hydrores AS 1100 (Kemira) в количестве 0,6 масс.%. Содержимое смеси перемешивали при температуре 120°C со скоростью перемешивания 3000 оборотов в минуту в течение периода времени 10 минут.
Полученный продукт наполнителя с обработанной поверхностью хранили в закрытом пластиковом пакете. Для аналитических целей образец вынимали из закрывающегося пластикового пакета и сразу анализировали. T улетучивания: 300°C; Поглощение воды: 0,8 мг/г 70% MA PA1 относится к 70 масс.% концентрата 28 масс.% ПП HH450 FB гомо-полипропилена с FR 37 г/10 мин. (230°C, 2,16 кг, ISO 1133) от компании Borealis и 2 масс.% Irgastab FS 301, обработанный и термический стабилизатор от компании BASF и 70 масс.% влажного тонкоизмельченного материала с обработанной поверхностью CaCO3 в соответствии с уровнем техники, и CaCO3 обладает медианным размером частиц d50 в 1,7 мкм и предельное верхнее значение d98 6 мкм.
Как можно видеть из примеров по изобретению 2 и 3 в таблицах 5 и 6, образцы полипропиленовых нетканых материалов содержат CaCO3 в соответствии с настоящим изобретением и как можно видеть из примера 4 в таблицах 5 и 6, образцы нетканых материалов, содержащих CaCO3 в соответствии с уровнем техники, могут быть получены с хорошим качеством со слегка ухудшенными механическими свойствами по сравнению с данными примера 1, являющимся незаполненным полипропиленом ПП HF420FB.
В границах объема настоящего изобретения включены не только упомянутые полипропилены, но также могут быть использованы и другие ПП полимеры или ПЭ полимеры или смесь из ПП и ПЭ полимеров для получения концентрата, включающего CaCO3 по настоящему изобретению.
Пример 4
Данный пример относится к получению волокна из мультинити, содержащей продукт наполнителя с обработанной поверхностью, полученный в соответствии с настоящим изобретением, и, по меньшей мере, одну полимерную смолу.
Образцы указанных волокон из мультинити, содержащей CaCO3 в соответствии с настоящим изобретением, и образцы волокон из мультинити, содержащей CaCO3 в соответствии с уровнем техники, представлены далее в таблицах от 8 до 14. Различные количества наполненных концентратов были смешаны с дополнительным количеством полипропилена (Moplen HP 561R, гомо-полипропилен с MFR 25 г/10 мин. (230°C, 2,16 кг, ISO 1133) от фирмы LyondellBasell) и волокна из мультинити были изготовлены из этих смесей с использованием линии Collin Multifilament Lab Line CMF 100 (изготовлены Dr. Collin GmbH, Ebersberg, Germany), снабженной одношнековым экструдером с насосом для расплава, фильерой диаметром 50 мм с 34 нитями ∅ 0,3 мм, условия вытягивания представлены в таблице 7. В качестве прядильного масла используется Limanol BF29 (от компании Schill+Seilacher GmbH, Böblingen, Germany).
Температура вытягивания:
Валок 2
Валок 3
Валок 4
85°C
90°C
90°C
105°C
105°C
110°C
115°C
115°C
120°C
Концентрат по изобретению
[сН/дтекс]
при максимальной нагрузке [%]
[%]
Концентрат по изобретению
[сН/дтекс]
при максимальной нагрузке [%]
[%]
Концентрат по изобретению
[сН/дтекс]
при максимальной нагрузке [%]
[%]
Концентрат из уровня техники
[сН/дтекс]
при максимальной нагрузке [%]
[%]
Концентрат из уровня техники
[сН/дтекс]
при максимальной нагрузке [%]
[%]
Концентрат из уровня техники
[сН/дтекс]
при максимальной нагрузке [%]
[%]
Чистый полимер без концентрата
вытягивания
[сН/дтекс]
при максимальной нагрузке
[%]
[%]
70% MB по изобретению 3 относится к 70 масс.% концентрата, полученному в промышленном масштабе, в котором обработанный СаСО3 имеет средний диаметр частиц d50 1,7 мкм, максимальное значение D98 6 мкм. Обработка СаСО3: 0,5% мас Hydrores AS 1000 (KEMIRA; CAS номер 68784-12-3). Точное содержание наполнителя концентрата пигмента определяют по зольности: 72,2 мас% и скорость потока расплава (MFR, 230°С, 2,16 кг, ISO 1133) концентрата составляет 9,13 г/10 мин.
70% MB PA2 относится к концентрату, полученному в промышленном масштабе, где используют 70 масс.% CaCO3 мокрого измельчения с обработанной поверхностью, известный из предшествующего уровня техники, и СаСО3 имеет средний диаметр частиц d50 1,7 мкм и верхний срез D98 6 мкм. Точное содержание наполнителя концентрата пигмента определяют по зольности: 72,2 масс.% и скорость потока расплава (MFR, 230°С, 2,16 кг, ISO 1133) концентрата составляет 9,04 г/10 мин.
Как показано в таблицах 8-10, образцы полипропиленовых мультифиламентных волокон содержат CaCO3 в соответствии с настоящим изобретением, и, как показано в таблицах 11-13, образцы полипропиленовых мультифиламентных волокон, содержащих известное из предшествующего уровня техники CaCO3, могут быть получены с хорошим качеством в соответствии с различными условиями обработки путем изменения количества добавляемого CaCO3, степени вытягивания и температуры вытягивания. В таблице 14 представлены результаты полипропиленовых мультифиламентных волокон, не содержащих CaCO3.
| название | год | авторы | номер документа |
|---|---|---|---|
| СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГРУБОДИСПЕРСНОГО МАТЕРИАЛА-НАПОЛНИТЕЛЯ С ОБРАБОТАННОЙ ПОВЕРХНОСТЬЮ | 2019 |
|
RU2802804C2 |
| УПЛОТНЕННЫЙ МАТЕРИАЛ С ОБРАБОТАННОЙ ПОВЕРХНОСТЬЮ | 2015 |
|
RU2678067C2 |
| СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КРОШКИ , ВКЛЮЧАЮЩЕЙ В СВОЙ СОСТАВ КАРБОНАТ КАЛЬЦИЯ | 2015 |
|
RU2646432C1 |
| СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОВЕРХНОСТНО-МОДИФИЦИРОВАННОГО МАТЕРИАЛА | 2015 |
|
RU2663163C2 |
| КАРБОНАТ ЩЕЛОЧНОЗЕМЕЛЬНОГО МЕТАЛЛА, ПОВЕРХНОСТНО-МОДИФИЦИРОВАННЫЙ, ПО МЕНЬШЕЙ МЕРЕ, ОДНИМ ПОЛИГИДРОСИЛОКСАНОМ | 2014 |
|
RU2650933C2 |
| ПОВЕРХНОСТНО-ОБРАБОТАННЫЕ НАПОЛНИТЕЛИ ДЛЯ ДЫШАЩИХ ПЛЕНОК | 2015 |
|
RU2682545C2 |
| ПОВЕРХНОСТНО-ОБРАБОТАННЫЕ НАПОЛНИТЕЛИ ДЛЯ ПОЛИЭФИРНЫХ ПЛЕНОК | 2017 |
|
RU2797545C2 |
| УМЕНЬШЕННОЕ ПОГЛОЩЕНИЕ ВЛАГИ В ПРОДУКТАХ МИНЕРАЛЬНЫХ НАПОЛНИТЕЛЕЙ, СОДЕРЖАЩИХ ПОЛИОЛ | 2015 |
|
RU2683748C2 |
| ПРОДУКТ, ЯВЛЯЮЩИЙСЯ НАПОЛНИТЕЛЕМ С ОБРАБОТАННОЙ ПОВЕРХНОСТЬЮ, ДЛЯ АЛЬФА-НУКЛЕАЦИИ ПОЛИОЛЕФИНОВ | 2016 |
|
RU2710566C2 |
| МНОГОФИЛАМЕНТНЫЕ СЛОЖНОПОЛИЭФИРНЫЕ ВОЛОКНА | 2015 |
|
RU2663147C1 |
Изобретение относится к продукту наполнителя с обработанной поверхностью для полимерных композиций и изделий. Описывается способ получения продукта наполнителя, содержащего карбонат кальция, с обработанной поверхностью, где слой поверхностной обработки содержит по меньшей мере один монозамещенный янтарный ангидрид и, необязательно, по меньшей мере одну монозамещенную янтарную кислоту и/или солевой(ые) продукт(ы) их взаимодействия. Описываются также продукт наполнителя с обработанной поверхностью и содержащие указанный продукт наполнителя полимерная композиция, а также такой продукт, как волокно и/или нить и/или пленка и/или нитка, и такой продукт, как изделие. Описываются также применение монозамещенного янтарного ангидрида для уменьшения гидрофильности поверхности наполнителя, содержащего карбонат кальция, и применение продукта наполнителя с обработанной поверхностью для инициирования реакции сшивания в эпоксидных смолах. Изобретение обеспечивает наполнитель с пониженной гидрофильностью и улучшение механических свойств использующих его изделий. 7 н. и 29 з.п. ф-лы, 2 ил., 14 табл., 90 пр.
1. Способ получения продукта наполнителя с обработанной поверхностью с янтарным(ыми) ангидридом(ами), где способ включает, по меньшей мере, стадии:
a) предоставления, по меньшей мере, одного наполнителя, содержащего карбонат кальция, имеющего
i) средний весовой размер частиц d50 в диапазоне от 0,1 мкм до 7 мкм,
ii) предельное верхнее значение (d98) ≤15 мкм,
iii) удельную площадь поверхности (БЭТ) от 0,5 до 150 м2/г, как определено азотным методом БЭТ, и
iv) остаточное общее содержание влаги от 0,01 мас. % до 1 мас. % в расчете на общую сухую массу, по меньшей мере, одного материала наполнителя, содержащего карбонат кальция,
b) получения, по меньшей мере, одного монозамещенного янтарного ангидрида и, необязательно, по меньшей мере, одной монозамещенной янтарной кислоты в количестве от 0,1 до 3 мас. % в расчете на общую сухую массу, по меньшей мере, одного материала наполнителя, содержащего карбонат кальция, со стадии a),
c) приведения в контакт поверхности, по меньшей мере, одного наполнителя, содержащего карбонат кальция, со стадии а) при перемешивании в одну или несколько стадий, по меньшей мере, с одним монозамещенным янтарным ангидридом и, необязательно, по меньшей мере, одной монозамещенной янтарной кислотой со стадии b) таким образом, что слой обработки, содержащий, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид и, необязательно, по меньшей мере, одну монозамещенную янтарную кислоту и/или солевой(ые) продукт(ы) их взаимодействия, образуется на поверхности указанного, по меньшей мере, одного наполнителя, содержащего карбонат кальция, на стадии а),
где температуру до и/или в процессе стадии контактирования c) устанавливают таким образом, чтобы температура была, по меньшей мере, на 2°С выше температуры плавления, по меньшей мере, одного монозамещенного янтарного ангидрида и, необязательно, по меньшей мере, одной монозамещенной янтарной кислоты.
2. Способ по п. 1, где, по меньшей мере, один наполнитель, содержащий карбонат кальция, на стадии а) выбран из природного измельченного карбоната кальция (GCC), осажденного карбоната кальция (РСС), модифицированного карбоната кальция (МСС) и их смесей.
3. Способ по п. 1 или 2, где, по меньшей мере, один наполнитель, содержащий карбонат кальция, на стадии а) содержит, по меньшей мере, один природный измельченный карбонат кальция (GCC), выбранный из группы, включающей мрамор, мел, доломит, известняк и их смеси, и/или, по меньшей мере, один осажденный карбонат кальция (РСС), выбранный из группы, включающей один или несколько арагонитовых, фатеритовых и кальцитовых минералогических кристаллических форм и/или, по меньшей мере, один модифицированный карбонат кальция (МСС).
4. Способ по п. 1 или 2, где, по меньшей мере, один наполнитель, содержащий карбонат кальция, на стадии а) имеет средний весовой размер частиц d50 от 0,25 мкм до 5 мкм и, предпочтительно, от 0,7 мкм до 4 мкм.
5. Способ по п. 1 или 2, где, по меньшей мере, один наполнитель, содержащий карбонат кальция, на стадии а) имеет предельное верхнее значение (d98) ≤12,5 мкм, предпочтительно ≤10 мкм и наиболее предпочтительно ≤ 7,5 мкм.
6. Способ по п. 1 или 2, где, по меньшей мере, один наполнитель, содержащий карбонат кальция, на стадии а) имеет удельную площадь поверхности (БЭТ) от 0,5 до 50 м2/г, более предпочтительно от 0,5 до 35 м2/г и наиболее предпочтительно от 0,5 до 15 м2/г, как определено азотным методом БЭТ.
7. Способ по п. 1 или 2, где, по меньшей мере, один наполнитель, содержащий карбонат кальция, на стадии а) имеет остаточное общее содержание влаги от 0,01 до 0,2 масс. %, предпочтительно от 0,02 до 0,15 масс. % и наиболее предпочтительно от 0,04 до 0,15 масс. % в расчете на общую сухую массу, по меньшей мере, одного материала наполнителя, содержащего карбонат кальция.
8. Способ по п. 1 или 2, где, по меньшей мере, один наполнитель, содержащий карбонат кальция, со стадии а) подогревается перед осуществлением стадии контактирования с), предпочтительно, по меньшей мере, один наполнитель, содержащий карбонат кальция, со стадии а) предварительно нагревают до температуры от 50 до 200°С, более предпочтительно от 80 до 200°С, даже более предпочтительно от 90 до 150°С и наиболее предпочтительно от 100 до 130°С.
9. Способ по п. 1 или 2, где, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид и, необязательно, по меньшей мере, одна монозамещенная янтарная кислота со стадии b) предоставляются в общем количестве от 0,1 до 2,5 масс. %, предпочтительно в количестве от 0,1 до 2 масс. %, более предпочтительно в количестве от 0,1 до 1,5 масс. %, даже более предпочтительно в количестве от 0,1 до 1 масс. % и наиболее предпочтительно в количестве от 0,2 до 0,8 масс. % в расчете на общую сухую массу, по меньшей мере, одного материала наполнителя, содержащего карбонат кальция.
10. Способ по п. 1 или 2, где, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид со стадии b) состоит из янтарного ангидрида, монозамещенного группой, выбранной из линейной, разветвленной, алифатической и циклической групп, имеющих общее число атомов углерода в заместителе от С2 до С30, предпочтительно от С3 до С25 и наиболее предпочтительно от С4 до С20.
11. Способ по п. 1 или 2, где, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид со стадии b) представляет собой, по меньшей мере, один алкил монозамещенный янтарный ангидрид, предпочтительно, по меньшей мере, один алкил монозамещенный янтарный ангидрид, выбранный из группы, включающей этилянтарный ангидрид, пропилянтарный ангидрид, бутилянтарный ангидрид, триизобутил янтарный ангидрид, пентилянтарный ангидрид, гексилянтарный ангидрид, гептилянтарный ангидрид, октилянтарный ангидрид, нонилянтарный ангидрид, децил янтарный ангидрид, додецил янтарный ангидрид, гексадеканил янтарный ангидрид, октадеканил янтарный ангидрид или их смеси.
12. Способ по п. 1 или 2, где, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид со стадии b) представляет собой, по меньшей мере, один алкенил монозамещенный янтарный ангидрид, предпочтительно, по меньшей мере, один алкенил монозамещенный янтарный ангидрид, выбранный из группы, включающей этенилянтарный ангидрид, пропенилянтарный ангидрид, бутенилянтарный ангидрид, триизобутенил янтарный ангидрид, пентенилянтарный ангидрид, гексенилянтарный ангидрид, гептенилянтарный ангидрид, октенилянтарный ангидрид, ноненилянтарный ангидрид, деценил янтарный ангидрид, додеценил янтарный ангидрид, гексадеценил янтарный ангидрид, октадеценил янтарный ангидрид или их смеси.
13. Способ по п. 1 или 2, где, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид и, необязательно, по меньшей мере, одну монозамещенную янтарную кислоту со стадии b) добавляли на стадии контактирования с) в общем количестве от 0,1 до 2 масс. %, предпочтительно от 0,2 до 1,5 масс. % и наиболее предпочтительно от 0,3 до 1 масс. % в расчете на общую сухую массу, по меньшей мере, одного материала наполнителя, содержащего карбонат кальция, со стадии а).
14. Способ по п. 1 или 2, где, по меньшей мере, одна монозамещенная янтарная кислота со стадии b) представлена в количестве ≤10 моль % в расчете на сумму молей, по меньшей мере, одного монозамещенного янтарного ангидрида и, по меньшей мере, одной монозамещенной янтарной кислоты.
15. Способ по п. 1 или 2, где стадию контактирования с) осуществляют при температуре от 30 до 200°С, предпочтительно от 80 до 150°С и наиболее предпочтительно от 110 до 130°С.
16. Способ по п. 1 или 2, где стадию контактирования с) осуществляют периодическим или непрерывным способом предпочтительно в течение периода времени от 0,1 до 1000 секунд.
17. Способ по п. 16, где стадия контактирования с) представляет собой непрерывный способ и включает одну или несколько стадий контактирования и общее время контактирования составляет от 0,1 до 20 сек, предпочтительно от 0,5 до 15 сек и наиболее предпочтительно от 1 до 10 сек.
18. Способ по п. 1 или 2, где солевым(и) продуктом(ами) реакции монозамещенной янтарной кислоты и/или, по меньшей мере, одного монозамещенного янтарного ангидрида, образованного на поверхности указанного, по меньшей мере, одного наполнителя, содержащего карбонат кальция, на стадии с) является(ются) одна или несколько их солей кальция и/или одна или несколько их солей магния.
19. Способ по п. 1 или 2, где способ дополнительно включает стадию d) контактирования, по меньшей мере, одного наполнителя, содержащего карбонат кальция, со стадии а) в одну или несколько стадий, по меньшей мере, с одним органическим веществом, таким как полисилоксаны.
20. Способ по п. 19, где стадию контактирования d) осуществляют в процессе и/или после стадии контактирования с), предпочтительно после стадии контактирования с).
21. Способ по п. 19, где стадию контактирования d) осуществляют при температуре от 40 до 200°С, предпочтительно от 50 до 150°С и наиболее предпочтительно от 60 до 120°С.
22. Способ по п. 19, где, по меньшей мере, одно органическое вещество добавляют на стадии контактирования d) в количестве от 100 до 1000 частей на миллион, предпочтительно от 200 до 800 частей на миллион и наиболее предпочтительно от 300 до 700 частей на миллион в расчете на общую сухую массу, по меньшей мере, одного материала наполнителя, содержащего карбонат кальция, со стадии а).
23. Способ по п. 1 или 2, где полученный продукт наполнителя с обработанной поверхностью имеет уровень содержания воды от 0,1 до 0,8 мг/г, предпочтительно от 0,2 до 0,7 мг/г и наиболее предпочтительно от 0,2 до 0,6 мг/г при температуре 23°С (±2°С).
24. Способ по п. 1 или 2, где полученный продукт наполнителя с обработанной поверхностью имеет температуру начала улетучивания ≥250°С, предпочтительно ≥260°С и наиболее предпочтительно ≥270°С.
25. Способ по п. 1 или 2, где полученный продукт наполнителя с обработанной поверхностью обладает гидрофильностью ниже 8:2 объемного соотношения вода : этанол, определенной при температуре +23°С (±2°С) методом седиментации.
26. Продукт наполнителя с обработанной поверхностью, содержащий
a) по меньшей мере, один наполнитель, содержащий карбонат кальция, как определено в пп. 1-7, имеющий
i) средний весовой размер частиц d50 в диапазоне от 0,1 мкм до 7 мкм,
ii) предельное верхнее значение (d98) ≤15 мкм,
iii) удельную площадь поверхности (БЭТ) от 0,5 до 150 м2/г, как определено азотным методом БЭТ, и
iv) остаточное общее содержание влаги ≤1 мас. % в расчете на общую сухую массу, по меньшей мере, одного материала наполнителя, содержащего карбонат кальция, и
b) слой обработки на поверхности, по меньшей мере, одного наполнителя, содержащего карбонат кальция, содержащий, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид и, по меньшей мере, одну монозамещенную янтарную кислоту и/или солевой(ые) продукт(ы) их взаимодействия, как определено в пп. 1, или 10-12, или 18,
где продукт наполнителя с обработанной поверхностью содержит слой обработки в количестве от 0,1 до 3 мас. % в расчете на общую сухую массу, по меньшей мере, одного материала наполнителя, содержащего карбонат кальция.
27. Продукт наполнителя с обработанной поверхностью по п. 26, где мольное соотношение, по меньшей мере, одного монозамещенного янтарного ангидрида и, необязательно, по меньшей мере, одной монозамещенной янтарной кислоты к солевому(ым) продукту(ам) реакции составляет от 99,9:0,1 до 0,1:99,9, предпочтительно от 70:30 до 90:10.
28. Продукт наполнителя с обработанной поверхностью по п. 26 или 27, где солевой(ые) продукт(ы) реакции монозамещенный янтарной кислоты и/или, по меньшей мере, одного монозамещенного янтарного ангидрида представляет(ют) собой одну или несколько их солей кальция и/или магния.
29. Продукт наполнителя с обработанной поверхностью по п. 26, где слой обработки дополнительно содержит, по меньшей мере, одно органическое вещество, такое как полисилоксаны.
30. Продукт наполнителя с обработанной поверхностью по п. 26, где продукт наполнителя с обработанной поверхностью содержит слой обработки в количестве от 0,1 до 2,5 мас. %, предпочтительно в количестве от 0,1 до 2 мас. %, более предпочтительно в количестве от 0,1 до 1,5 мас. %, даже более предпочтительно в количестве от 0,1 до 1 мас. % и наиболее предпочтительно в количестве от 0,2 до 0,8 мас. % в расчете на общую сухую массу, по меньшей мере, одного материала наполнителя, содержащего карбонат кальция.
31. Полимерная композиция, содержащая, по меньшей мере, одну полимерную смолу и от 1 до 85 мас. % в расчете на общую массу полимерной композиции, продукта наполнителя с обработанной поверхностью, как определено в пп. 26-30, где, по меньшей мере, одна полимерная смола представляет собой, по меньшей мере, один термопластический полимер, предпочтительно термопластический полимер, выбранный из группы, включающей гомополимеры и/или сополимеры полиолефинов, полиамидов, содержащих галогены полимеры и/или сложные полиэфиры.
32. Полимерная композиция по п. 31, где полимерная композиция представляет собой концентрат, предпочтительно концентрат содержит продукт наполнителя с обработанной поверхностью в количестве от 50 до 85 мас. %, предпочтительно от 60 до 85 мас. % и более предпочтительно от 70 до 80 мас. % в расчете на общую массу концентрата.
33. Продукт, выбранный из группы, включающей волокно, и/или нить, и/или пленку, и/или нитку, содержащий продукт наполнителя с обработанной поверхностью по любому из пп. 26-30 и/или полимерную композицию по любому из пп. 31-32.
34. Изделие, содержащее продукт наполнителя с обработанной поверхностью по любому из пп. 26-30, и/или полимерную композицию по любому из пп. 31-32, и/или продукт по п. 33, где изделие выбрано из группы, включающей средства гигиены, медицинские товары и изделия медицинского назначения, фильтровальные изделия, геотекстильную продукцию, сельскохозяйственные и садовые изделия, одежду, обувь и багажные изделия, бытовые и промышленные изделия, упаковочные материалы, строительные изделия.
35. Применение монозамещенного янтарного ангидрида, как определено в любом из пп. 1 или 10-12, для уменьшения гидрофильности поверхности наполнителя, содержащей карбонат кальция.
36. Применение продукта наполнителя с обработанной поверхностью, как определено в любом из пп. 26 или 27, для инициирования реакции сшивания в эпоксидных смолах.
| US 2011245396 A1, 06.10.2011;US 2011100575 A1, 05.05.2011;RU 2448906 C2, 27.04.2012;RU 2345189 C2, 27.01.2009. |
