Настоящее изобретение относится к крошке, включающей в свой состав, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал, к способу изготовления крошки, к изделию, включающему в свой состав крошку, а также к способу использования крошки в производстве бумаги, бумажных покрытий, продуктов питания, пластика, изделий сельскохозяйственного назначения, красок, покрытий, адгезивов, герметиков, изделий фармацевтического назначения, изделий сельскохозяйственного назначения, изделий строительного назначения и/или для косметических приложений.
На практике, материалы-наполнители и, в особенности, содержащие карбонат кальция материалы зачастую используют в качестве мелкодисперсных наполнителей в разнообразных практических приложениях, например, в производстве бумаги, бумажных покрытий, продуктов питания, пластмасс, изделий сельскохозяйственного назначения, красок, покрытий, адгезивов, герметиков, изделий фармацевтического назначения, изделий сельскохозяйственного назначения, изделий строительного назначения и для косметических приложений. Материалы этого типа, как правило, продаются производителем в виде водных суспензий, имеющих отличимую нерастворимую в воде твердую фазу. Тем не менее, такие суспензии обладают тем недостатком, что для поддержания содержащего карбонат кальция материала в суспендированном состоянии требуется добавление в них диспергирующих агентов. Растворимые в воде полимеры и сополимеры, которые могут быть использованы в качестве, например, диспергирующих агентов в таких суспензиях, например, описанный в патентном документе с номером US 5,278,248. Тем не менее, диспергирующие агенты могут препятствовать проявлению оптических свойств, таких как полупрозрачность, рассеяние света и яркость при их включении в состав конечного продукта, например, бумажных покрытий и, таким образом, растет спрос на свободные от диспергирующих агентов суспензии содержащих карбонат кальция материалов. Более того, вышеупомянутые растворы зачастую подвергаются загрязнению микроорганизмами, такими как аэробные и анаэробные бактерии, что приводит к изменению характеристик суспензии, таким как изменение вязкости и/или уровня рН, обесцвечивание, неприятный запах или к ухудшению других параметров качества, которые отрицательно влияют на ее коммерческую ценность. Таким образом, производители таких суспензий обычно принимают меры для стабилизации суспензий, заключающиеся в добавке в такие суспензии биоцидов, которые, однако, могут препятствовать проявлению оптических и/или механических свойств, или не соответствовать нормативным требования к конечному продукту. Более того, суспензии имеют относительно большой объем и вес и, следовательно, до заказчика транспортируется меньшее общее количества содержащего карбонат кальция материала в форме суспензии, содержащееся при той же загрузке, по сравнению с порошком.
Во избежание добавления диспергирующих агентов и/или биоцидов в суспензии, указанные содержащие карбонат кальция материалы, в качестве альтернативы, продаются производителем в виде порошка. Тем не менее, эти сухие порошки обладают тем недостатком, что они обладают низкой объемной плотностью и сыпучими характеристиками при высоком пылении, которые делают их трудно обрабатываемыми из-за необходимости в специальном оборудовании, имеющем дело с сыпучими характеристиками и пылением порошка, а также с их более высокой емкостью.
В прошлом предприняты усилия по повышению объемной плотности таких порошков с использованием энергопотребляющего уплотнительного оборудования, такого как брикетирующие машины или грануляторы. Тем не менее, они оказываются неприемлемыми по нескольким причинам. Когда объемную плотность таких порошков повышают механическим путем с помощью давления, реологические характеристики таких порошков, как правило, ухудшаются. Необходимы более высокие энергозатраты на загрузку продукта в резервуар или контейнер или для опорожнения такого резервуара или контейнера. Более того, обнаружено что гранулирующее оборудование, в котором в качестве связующего вещества используется вода, требует введения большого количества воды (приблизительно в интервале 15-25% масс. от массы карбоната кальция) для формирования приемлемых гранул. Эта вода либо увеличивает затраты на доставку продукта, либо увеличивает издержки производства, поскольку она должна испаряться до отгрузки. Гранулирующее оборудование, использующее другие связующие вещества, помимо воды, также требует большого количества связующего вещества, и установлено, что оно приводит к формированию гранулированного продукта, который затруднительно диспергировать в воде после его гранулирования и сушки.
Более того, содержащие карбонат кальция материалы, как правило, получают путем сухого помола или влажного помола и последующей сушки. Например, в патентном документе с номером WO 2010/098821 А2 ссылаются на минеральные пигменты (например, каолиновые глины), имеющие высокую площадь поверхности и размер частиц в наномасштабном диапазоне. Эти пигменты изготовляют путем интенсивного влажного помола минеральной композиции, которая может быть подвергнута предварительному сухому помолу, и затем необязательно подвергая влажно помолотую минеральную композицию кислотной обработке. В патентном документе с номером WO 2013/061068 А1 ссылаются на мелкодисперсные наполнители, которые не обладают или обладают очень низким содержанием грубого материала, композиции, содержащие указанные наполнители, а также способы их применения. Способ удаления грубых частиц из мелкодисперсного материала включает в себя: сухой просев или отсеивание мелкодисперсного материала для получения мелкодисперсного наполнителя.
Тем не менее, в целях получения тонкодисперсного содержащего карбонат кальция материала входная энергия, в особенности, в процессе сухого помола является относительно высокой. В дополнение к этому, параметры влажных и сухих процессов помола не являются настолько регулируемыми, что позволяло бы получать определенный измельченный материал, имеющий контролируемое распределение размера частиц, площадь поверхности по БЭТ и верхний срез. Таким образом, после измельчения полученный материал, как правило, подвергают дальнейшим стадиям с целью удаления некоторых примесей, таких как ионогенные и/или химические компоненты, или с целью удаления определенных фракций частиц, с получением материала, отвечающего желаемым потребностям. Более того, склонность к абсорбции влаги таких материалов является относительно высокой, в особенности, при их получении в присутствии диспергирующих агентов, которые снова могут препятствовать проявлению оптических и/или механических свойств конечного продукта.
Таким образом, в данной области техники присутствует постоянная потребность в содержащем карбонат кальция материале, который не имеет недостатков, присущих суспензиям, а именно включение в его состав диспергирующих агентов и/или биоцидов. Более того, в данной области техники присутствует потребность в содержащем карбонат кальция материале, который имеет преимущества порошков в отношении транспортировки, но обладает присущими ему недостатками, а именно: низкой объемной плотностью и сыпучестью при высоком пылении порошков. В частности, желательно приготовление содержащего карбонат кальция материала, имеющего контролируемые распределение частиц по размерам, площадь поверхности по БЭТ, верхний срез и склонность к абсорбции влаги при низких энергозатратах, и который может быть использован в качестве сухого продукта, или который может быть незатруднительно переведен в суспензию на участке заказчика в зависимости от потребностей заказчика.
Соответственно, задачей настоящего изобретения является получение содержащего карбонат кальция материала, который значительно снижает недостатки предшествующего уровня техники. Еще одной задачей является получение содержащего карбонат кальция материала, являющегося свободным от биоцидов и/или диспергирующих агентов. Еще одной задачей настоящего изобретения является получение содержащего карбонат кальция материала, имеющего высокую объемную плотность и характеристики сыпучести при малом пылении. Еще одной задачей настоящего изобретения является получение содержащего карбонат кальция материала, больше тонн которого может быть транспортировано при той же загрузке, по сравнению с суспензией, включающей в свой состав такое же количество содержащего карбонат кальция материала. Еще одной задачей настоящего изобретения является получение содержащего карбонат кальция материала, имеющего контролируемые распределение частиц по размерам, площадь поверхности по БЭТ, верхний срез, который может быть незатруднительно получен с низкими энергозатратами. Еще одной задачей настоящего изобретения является получение содержащего карбонат кальция материала, имеющего низкую степень абсорбции влаги. Другой задачей настоящего изобретения является получение содержащего карбонат кальция материала, который может быть использован в виде сухого продукта, или который может быть незатруднительно переведен в суспензию.
Вышеуказанные и другие задачи решаются с помощью предмета изобретения, в соответствии с определением в настоящем описании в п.1.
В соответствии с одним из аспектов настоящей заявки приводится крошка, включающая в свой состав, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал. Крошка характеризуется содержанием сухого вещества в интервале 78,0% масс.-90,0% масс. в расчете на общую массу крошки,
содержит частицы, по меньшей мере, из одного содержащего карбонат кальция материала, имеющие взвешенный размер частиц d75 в интервале 0,7-3,0 мкм,
средневзвешенный размер частиц d50 в интервале 0,5-2,0 мкм,
взвешенный размер частиц d25 в интервале 0,1-1,0 мкм, измеренный методом седиментации, а также
содержит частицы, по меньшей мере, из одного содержащего карбонат кальция материала, имеющие удельную поверхность по методу БЭТ в интервале 4,0-12,0 м2/г, измеренную адсорбцией азота с использованием изотермы БЭТ (в соответствии со стандартом ISO 9277:2010).
Авторами настоящего изобретения неожиданно обнаружено, что вышеописанная крошка в соответствии с настоящим изобретением может быть незатруднительно получена при низких энергозатратах с удовлетворительной высокой объемной плотностью и характеристиками сыпучести при низком пылении. В дополнение к этому, больше тонн вышеописанной крошки может быть транспортировано при той же загрузке, по сравнению с суспензией, включающей в свой состав такое же количество содержащего карбонат кальция материала. Более того, вышеописанная крошка в соответствии с настоящим изобретением имеет контролируемые распределение частиц по размерам, площадь поверхности по БЭТ, верхний срез, имеет низкую склонность к абсорбции влаги и свободна от биоцидов и/или диспергирующих агентов. В дополнение к этому, вышеописанная крошка может быть использована в виде сухого продукта, или может быть незатруднительно переведена в суспензию. Точнее, авторами настоящего изобретения обнаружено, что механические и оптические характеристики, а также условия обработки содержащего карбонат кальция материала могут быть улучшены с помощью материала, характеризующегося определенным содержанием сухого вещества и распределением частиц по размерам, в соответствии с определением в контексте настоящего документа.
В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения предложен способ изготовления крошки, включающей в свой состав, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал, в соответствии с определением в контексте настоящего документа. Способ включает в себя такие стадии, как:
получение, по меньшей мере, одного содержащего карбонат кальция материала в виде водной суспензии, характеризующейся содержанием сухого вещества в интервале 5,0-45,0% масс. в расчете на общую массу суспензии,
влажный помол, по меньшей мере, одного содержащего карбонат кальция материала стадии а), с получением водной суспензии, по меньшей мере, одного влажно помолотого содержащего карбонат кальция материала, в котором частицы, по меньшей мере, одного влажно помолотого содержащего карбонат кальция материала, имеющие взвешенный размер частиц d75 в интервале 0,7-3,0 мкм,
средневзвешенный размер частиц d50 в интервале 0,5-2,0 мкм,
взвешенный размер частиц d25 в интервале 0,1-1,0 мкм, измеренный методом седиментации, а также
содержащей частицы, по меньшей мере, из одного содержащего карбонат кальция материала, имеющие удельную поверхность по методу БЭТ в интервале 4,0-12,0 м2/г, измеренную адсорбцией азота с использованием изотермы БЭТ (в соответствии со стандартом ISO 9277:2010),
механическое обезвоживание водной суспензии на стадии b) с целью получения крошки, включающей в свой состав, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал, характеризующийся содержанием сухого вещества в интервале 78,0% масс.-90,0% масс. в расчете на общую массу крошки.
Предпочтительно, водная суспензия, по меньшей мере, одного содержащего карбонат кальция материала стадии а) свободна от диспергирующих агентов, и/или влажный помол стадии b) и/или механическое обезвоживание стадии с) проводится/проводятся в отсутствие диспергирующих агентов. Более того, предпочтительно, водная суспензия, по меньшей мере, одного влажно помолотого содержащего карбонат кальция материала, полученная на стадии b), имеет более низкое содержание сухого вещества, чем водная суспензия, по меньшей мере, одного содержащего карбонат кальция материала, приведенного на стадии а), и/или характеризуется содержанием сухого вещества в интервале 10,0-35,0% масс. в расчете на общую массу суспензии. Еще более предпочтительно, стадию способа b) проводят в присутствии, по меньшей мере, одного дополнительного мелкодисперсного материала-наполнителя, предпочтительно, по меньшей мере, одного дополнительного мелкодисперсного материала-наполнителя, выбранного из группы, включающей в себя осажденный карбонат кальция (ОКК), оксиды металлов, такие как диоксид титана и/или триоксид алюминия, гидроксиды металлов, такие как тригидроксид алюминия, соли металлов, такие как сульфаты, силикаты, такие как тальк, и/или каолин, и/или каолиновые глины, и/или слюду, карбонаты, такие как карбонат магния и/или гипс, сатин белый, а также их смеси. Еще более предпочтительно, водную суспензию, по меньшей мере, одного влажно помолотого содержащего карбонат кальция материала, полученную на стадии b), частично обезвоживают до уровня содержания сухого вещества в интервале 20,0-40,0% масс. в расчете на общую массу суспензии до проведения стадии способа с). Более того, предпочтительно, стадию способа с) проводят под давлением, предпочтительно, под давлением в интервале 2000 кПа-14000 кПа (20,0 бар-140,0 бар), более предпочтительно, в интервале 6500 кПа-12000 кПа (65,0 бар-120,0 бар) и, наиболее предпочтительно, в интервале 8000 кПа-11000 кПа (80,0-110,0 бар). Более того, предпочтительно, стадию способа с) проводят в вертикальном фильтре с прижимными пластинами, в трубчатом фильтре или в вакуум-фильтре, предпочтительно, в трубчатом фильтре. Еще более предпочтительно, способ дополнительно включает в себя стадию d) обработки крошки, включающей в свой состав, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал, полученной на стадии с), с помощью гидрофобизирующего агента, предпочтительно, алифатической карбоновой кислоты, имеющей общее число атомов углерода в интервале С4-С24, и/или, по меньшей мере, одного монозамещенного янтарного ангидрида, включающего в себя янтарный ангидрид, монозамещенный функциональной группой, выбранной из неразветвленной, разветвленной, алифатической и циклической функциональной группы, имеющей общее число атомов углерода в интервале С2-С30 в составе заместителя, и/или с помощью смеси эфиров фосфорной кислоты на основе одного или нескольких моноэфиров фосфорной кислоты и одного или нескольких диэфиров фосфорной кислоты, с целью получения поверхностно-обработанной крошки, включающей в свой состав, по меньшей мере, на части доступной площади поверхности частиц содержащего карбонат кальция материала обработанный слой, включающий в свой состав гидрофобизирующий агент, и/или высушивания крошки, включающей в свой состав, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал, полученной на стадии с), до уровня содержания сухого вещества≥97,0% масс., предпочтительно, в интервале 97,0-99,98% масс., и, наиболее предпочтительно, в интервале 97,0-99,98% масс. в расчете на общую массу крошки, и/или диспергирования крошки с использованием диспергирующего агента на полиакрилатной основе.
Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения приводится изделие, включающее в свой состав крошку, включающую в свой состав, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал. В соответствии с одним из вариантов осуществления, изделие выбирают из группы, включающей в себя пластик, предпочтительно, пленку, более предпочтительно, пленку, полученную экструзией с раздувом, или воздухопроницаемые пленки, волокна, поливинилхлорид, пластизоли, термореактивные полимеры, более предпочтительно, термореактивные ненасыщенные сложные полиэфиры или термореактивные ненасыщенные полиуретаны, продукты питания, косметические изделия, герметик, фармацевтические изделия, бумагу, бумажное покрытие, покрытие, краску, адгезионные изделия, а также их смеси.
В соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения приводится применение крошки, включающей в свой состав, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал, в производстве бумаги, бумажных покрытий, в пищевой промышленности, пластика, предпочтительно, пленок, более предпочтительно, пленки, полученной экструзией с раздувом, или воздухопроницаемой пленки, волокон, поливинилхлорида, пластизолей, термореактивных полимеров, более предпочтительно, термореактивных ненасыщенные сложных полиэфиров или термореактивных ненасыщенных полиуретанов, сельскохозяйственных изделий, красок, лаков, адгезивов, герметиков, фармацевтических изделий, сельскохозяйственных изделий, изделий строительного назначения и/или косметических изделий.
Предпочтительные варианты осуществления крошки согласно изобретению определены в соответствующих пунктах формулы изобретения.
В соответствии с одним вариантом осуществления, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал представляет собой, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал природного происхождения, предпочтительно, доломит и/или, по меньшей мере, один измельченный карбонат кальция (ИКК), более предпочтительно, по меньшей мере, один измельченный карбонат кальция (ИКК) и, наиболее предпочтительно, по меньшей мере, один измельченный карбонат кальция (ИКК), выбранный из группы, включающей в себя мрамор, мел, известняк, а также их смеси.
Согласно другому варианту осуществления крошка включает в свой состав а), по меньшей мере, один дополнительный мелкодисперсный материал-наполнитель, предпочтительно, по меньшей мере, один дополнительный мелкодисперсный материал-наполнитель, выбранный из группы, включающей в себя осажденный карбонат кальция (ОКК), оксиды металлов, такие как диоксид титана и/или триоксид алюминия, гидроксиды металлов, такие как тригидроксид алюминия, соли металлов, такие как сульфаты, силикаты, такие как тальк, и/или каолин, и/или каолиновые глины, и/или слюда, карбонаты, такие как карбонат магния и/или гипс, сатин белый, а также их смеси, и/или b) обработанный слой, по меньшей мере, на части доступной площади поверхности частиц содержащего карбонат кальция материала, включающий в свой состав гидрофобизирующий агент, предпочтительно, алифатическую карбоновую кислоту, имеющую общее число атомов углерода в интервале С4-С24 и/или продукты ее реакции, и/или, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид, включающий в себя янтарный ангидрид, монозамещенный с помощью функциональной группы, выбранной из неразветвленной, разветвленной, алифатической и циклической функциональной группы, имеющей общее число атомов углерода в интервале С2-С30 в составе заместителя, и/или продукты его реакции, и/или смесь эфиров фосфорной кислоты на основе одного или более моноэфиров фосфорной кислоты и/или продукты их реакции, а также один или более диэфиров фосфорной кислоты и/или продукты их реакции.
Согласно еще одному варианту осуществления крошка a) характеризуется такой склонностью к абсорбции влаги, что ее общий уровень поверхностного влагосодержания≤0,6 мг/г, предпочтительно, ≤0,5 мг/г, более предпочтительно, ≤0,4 мг/г и, наиболее предпочтительно, ≤0,3 мг/г сухой крошки после воздействия на нее атмосферы 50% относительной влажности в течение 48 часов при температуре 23°С, и/или b) характеризуется содержанием влаги в интервале 0,2% масс.-0,6% масс., предпочтительно, в интервале 0,2% масс.-0,4% масс. и, наиболее предпочтительно, в интервале 0,25% масс.-0,35% масс. в расчете на общую массу сухой крошки.
Следует понимать, что для целей настоящего изобретения следующие термины имеют следующее значение.
Для целей настоящего изобретения термин «крошка», включающая в свой состав, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал, относится к материалу, включающему в себя множество частиц, включающих в свой состав, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал и влагу, таким образом, крошка характеризуется содержанием сухого вещества в интервале 78,0% масс.-90,0% масс. в расчете на общую массу крошки.
Термин «содержащий карбонат кальция материал» относится к материалу, который содержит, по меньшей мере, 50,0% масс. карбоната кальция в расчете на общую сухую массу содержащего карбонат кальция материала.
В настоящем документе «размер частиц» мелкодисперсного материала описывается распределением его частиц по размерам. Величина dx представляет собой диаметр, относительно которого х% масс. частиц имеют диаметр меньше, чем величина dx. Это означает, что величина d25 определяет размер частиц, меньше которого 25,0% масс. всех частиц, а значение d75 определяет размер частиц, меньше которого 75,0% масс. всех частиц. Величина d50, таким образом, представляет собой средневзвешенный размер частиц, т.е. 50,0% масс. всех гранул частиц крупнее или меньше этого размера частиц. Для целей настоящего изобретения размер частиц определяется как средневзвешенный размер частиц d50, если не указано иное. Для определения величины средневзвешенного размера частиц d50, могут быть использованы устройства моделей SedigraphTM 5120 или SedigraphTM 5100 от компании Micromeritics Instrument Corporation, США.
«Удельная площадь поверхности» (УПП) мелкодисперсного материала в контексте настоящего изобретения определяется как площадь поверхности мелкодисперсного материала, отнесенная к массе мелкодисперсного материала. В контексте настоящего изобретения, удельную площадь поверхности измеряют с помощью адсорбции с использованием изотермы БЭТ (в соответствии со стандартом ISO 9277:2010), и выражают в м2/г.
Где термин «включающий в себя» используется в настоящем описании и формуле изобретения, не исключает другие элементы. Для целей настоящего изобретения термин «состоящий из», как полагают, является предпочтительным вариантом термина «включающий в свой состав». Если определено, что в дальнейшем группа включает в себя, по меньшей мере, некоторое количество вариантов, также следует понимать раскрытие группы, которая, предпочтительно, состоит только из этих вариантов.
Где используется неопределенный или определенный артикль при обращении к существительному в единственном числе, например, «один», «данный» или «настоящий», таковой включает в себя множественное число этого существительного, если не оговорено что-либо иное.
Такие термины, как «получаемый» или «определяемый» и «полученный» или «определенный», используются взаимозаменяемо. Это означает, что если из контекста явно не следует иное, это не означает, что термин «полученный» указывает на то, что вариант осуществления должен быть получен, например, за счет последовательности стадий, следующих за термином «полученный», даже если таковое ограниченное понимание всегда включается терминами «полученный» или «определяемый» в качестве предпочтительного варианта осуществления.
Далее, подробности и предпочтительные варианты осуществления крошки согласно изобретению описаны более подробно. Следует понимать, что эти технические подробности и варианты осуществления также применимы к способу получения крошки согласно изобретению, изделия согласно изобретению и способу его использования.
Крошка включает в свой состав, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал в соответствии с настоящим изобретением, причем крошка включает в свой состав, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал.
Термин «по меньшей мере, один» содержащий карбонат кальция материала в контексте настоящего изобретения означает, что содержащий карбонат кальция материал включает в себя, предпочтительно, состоит из одного или более содержащего карбонат кальция материала.
В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал включает в себя, предпочтительно, состоит из одного содержащего карбонат кальция материала. В качестве альтернативы, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал включает в себя, предпочтительно, состоит из двух или более содержащих карбонат кальция материалов. Например, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал включает в себя, предпочтительно, состоит из двух или трех содержащих карбонат кальция материалов.
Предпочтительно, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал включает в себя, предпочтительно, состоит из одного содержащего карбонат кальция материала.
В соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал представляет собой, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал природного происхождения.
Термин содержащий карбонат кальция материал «природного происхождения» в контексте настоящего изобретения относится к содержащему карбонат кальция материалу, полученному из природных источников, таких как известняк, мрамор, мел и/или доломит, и прошедшему влажную и/или сухую обработку, такую как измельчение, просеивание и/или фракционирование, например, с помощью циклона или классификатора.
В соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал природного происхождения, представляет собой доломит и/или, по меньшей мере, один измельченный карбонат кальция (ИКК). Более предпочтительно, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал, предпочтительно, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал природного происхождения представляет собой, по меньшей мере, один измельченный карбонат кальция (ИКК).
«Доломит» в контексте настоящего изобретения представляет собой карбонатный кальций-магниевый минерал, имеющий химический состав CaMg(CO3)2 («CaCO3⋅MgCO3»). Минерал доломит содержит, по меньшей мере, 30,0% масс. MgCO3 в расчете на общую массу доломита, предпочтительно, содержит более 35,0% масс., более предпочтительно, содержит более 40,0% масс. MgCO3.
«Измельченный карбонат кальция» (ИКК) в контексте настоящего изобретения представляет собой карбонат кальция, полученный из источников природного происхождения, таких как известняк, мрамор, мел, или их смеси.
Следует понимать, что крошка, включающая в свой состав, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал, может быть получена способом изготовления крошки, в соответствии с описанием ниже.
Например, ИКК выбирают из группы, включающей в себя мрамор, мел, известняк, а также их смеси. В одном из вариантов осуществления ИКК представляет собой мрамор или мел, предпочтительно, мрамор.
В соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал включает в себя, предпочтительно, состоит из частиц, состоящих из карбоната кальция в количестве≥50,0% масс., предпочтительно, ≥90,0% масс., более предпочтительно, ≥95,0% масс. и, наиболее предпочтительно, ≥97,0% масс. в расчете на общую сухую массу, по меньшей мере, одного содержащего карбонат кальция материала.
Под термином «сухой», по отношению к, по меньшей мере, одному содержащему карбонат кальция материалу понимают материал, имеющий менее чем 0,3% масс. воды, по отношению к массе, по меньшей мере, одного содержащего карбонат кальция материала. Процентное содержание воды определяют в соответствии с методом измерения кулонометрическим титрованием по Карлу Фишеру, в котором, по меньшей мере, один источник карбоната кальция природного происхождения нагревают до 220°С, а содержание воды, испускаемой в виде пара и выделяемой с использованиям потока газообразного азота (при скорости 100 мл/мин), определяют в ячейке кулонометрического титрования по Карлу Фишеру.
По меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал предпочтительно, содержит, более предпочтительно, состоит из частиц, имеющих средневзвешенный размер частиц d50 в интервале 0,5-2,0 мкм, измеренный методом седиментации.
В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал включает в себя, предпочтительно, состоит из частиц, имеющих средневзвешенный размер частиц d50, предпочтительно, в интервале 0,5-1,9 мкм, более предпочтительно, в интервале 0,6-1,8 мкм, и, наиболее предпочтительно, в интервале 0,7-1,8 мкм, измеренный методом седиментации.
Более того, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал включает в себя, предпочтительно, состоит из частиц, имеющих взвешенный размер частиц d75 в интервале 0,7-3,0 мкм, измеренный методом седиментации. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал включает в себя, предпочтительно, состоит из частиц, имеющих взвешенный размер частиц d75 в интервале 0,7-2,9 мкм и, наиболее предпочтительно, в интервале 0,7-2,8 мкм, измеренный методом седиментации.
В дополнение к этому, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал включает в себя, предпочтительно, состоит из частиц, имеющих взвешенный размер частиц d25 в интервале 0,1-1,0 мкм, измеренный методом седиментации. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал включает в себя, предпочтительно, состоит из частиц, имеющих взвешенный размер частиц d25 в интервале 0,1-0,9 мкм и, наиболее предпочтительно, в интервале 0,15-0,8 мкм, измеренный методом седиментации.
Таким образом, одним из требований настоящего изобретения является то, что частицы, по меньшей мере, одного содержащего карбонат кальция материала в составе крошки имеют i) взвешенный размер частиц d75 в интервале 0,7-3,0 мкм, ii) средневзвешенный размер частиц d50 в интервале 0,5-2,0 мкм и iii) взвешенный размер частиц d25 в интервале 0,1-1,0 мкм, измеренный методом седиментации.
Предпочтительно, частицы, по меньшей мере, одного содержащего карбонат кальция материала имеют i) взвешенный размер частиц d75 в интервале 0,7-2,9 мкм, ii) средневзвешенный размер частиц d50 в интервале 0,5-1,9 мкм и iii) взвешенный размер частиц d25 в интервале 0,1-0,9 мкм, измеренный методом седиментации. Более предпочтительно, частицы, по меньшей мере, одного содержащего карбонат кальция материала имеют i) взвешенный размер частиц d75 в интервале 0,7-2,8 мкм, ii) средневзвешенный размер частиц d50 в интервале 0,6-1,8 мкм и iii) взвешенный размер частиц d25 в интервале 0,15-0,8 мкм, измеренный методом седиментации.
Более того, или в качестве альтернативы, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал включает в себя, предпочтительно, состоит из частиц, по меньшей мере, 30,0% масс. которых, предпочтительно, по меньшей мере, 50,0% масс которых., более предпочтительно, по меньшей мере, 58,0% масс. которых и, наиболее предпочтительно, в интервале 58,0-95,0% масс. которых имеют взвешенный размер частиц≤2,0 мкм, более предпочтительно, ≤1,8 мкм, еще более предпочтительно, ≤1,5 мкм и, наиболее предпочтительно, ≤1,0 мкм, измеренный методом седиментации.
Например, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал включает в себя, предпочтительно, состоит из частиц, по меньшей мере, в интервале 30,0-85,0% масс. которых, предпочтительно, в интервале 50,0-85,0% масс. которых и, наиболее предпочтительно, в интервале 58,0-85,0% масс. которых имеют взвешенный размер частиц≤1,0 мкм, измеренный методом седиментации.
Более того, или в качестве альтернативы, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал включает в себя, предпочтительно, состоит из частиц, по меньшей мере, в интервале, 50,0-95,0% масс. которых, предпочтительно, в интервале 58,0-95,0% масс. которых и, наиболее предпочтительно, в интервале 80,0-95,0% масс. которых имеют взвешенный размер частиц≤2,0 мкм, измеренный методом седиментации.
По меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал может включать в себя, предпочтительно, состоять из частиц, имеющих контролируемый низкий верхний срез, например, ≤9,5 мкм. Термин «верхний срез» (или верхний размер) в контексте настоящего документа обозначает значение размера частиц, при котором, по меньшей мере, 98,0% масс. частиц материала имеют размер меньше данного. Предпочтительно, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал включает в себя, предпочтительно, состоит из частиц, имеющих верхний срез≤8,0 мкм и, более предпочтительно, ≤7,5 мкм.
Одним из требований настоящего изобретения является то, что, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал включает в себя частицы, имеющие низкую удельную поверхность по методу БЭТ. В частности, является необходимым, чтобы, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал содержал частицы, имеющие удельную поверхность по методу БЭТ в интервале 4,0-12,0 м2/г, измеренную адсорбцией азота с использованием изотермы БЭТ (в соответствии со стандартом ISO 9277:2010) и выражаемую в единицах м2/г. Предпочтительно, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал включает в себя частицы, имеющие удельную поверхность по методу БЭТ в интервале 4,0-12,0 м2/г, измеренную адсорбцией азота с использованием изотермы БЭТ (в соответствии со стандартом ISO 9277:2010).
В одном варианте осуществления, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал включает в себя частицы, имеющие удельную поверхность по методу БЭТ в интервале 5,0-10,0 м2/г, измеренную адсорбцией азота с использованием изотермы БЭТ (в соответствии со стандартом ISO 9277:2010). Предпочтительно, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал включает в себя частицы, имеющие удельную поверхность по методу БЭТ в интервале 5,0-10,0 м2/г, измеренную адсорбцией азота с использованием изотермы БЭТ (в соответствии со стандартом ISO 9277:2010).
Следует понимать, что крошка может дополнительно включать в себя, по меньшей мере, один дополнительный мелкодисперсный материал-наполнитель.
В одном варианте осуществления крошка включает в свой состав, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал, предпочтительно, доломит и/или, по меньшей мере, один измельченный карбонат кальция (ИКК), и необязательно, по меньшей мере, один дополнительный мелкодисперсный материал-наполнитель. Например, крошка включает в свой состав, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал, предпочтительно, доломит и/или, по меньшей мере, один измельченный карбонат кальция (ИКК), и, по меньшей мере, один дополнительный мелкодисперсный материал-наполнитель.
Термин «по меньшей мере, один» дополнительный мелкодисперсный материал-наполнитель в контексте настоящего изобретения означает, что дополнительный мелкодисперсный материал-наполнитель включает в себя, предпочтительно, состоит из одного или более дополнительных мелкодисперсных материалов-наполнителей.
В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, один дополнительный мелкодисперсный материал-наполнитель включает в себя, предпочтительно, состоит из одного дополнительного мелкодисперсного материала-наполнителя. В качестве альтернативы, по меньшей мере, один дополнительный мелкодисперсный материал-наполнитель включает в себя, предпочтительно, состоит из двух или более дополнительных мелкодисперсных материалов-наполнителей. Например, по меньшей мере, один дополнительный мелкодисперсный материал-наполнитель включает в себя, предпочтительно, состоит из двух или трех дополнительных мелкодисперсных материалов-наполнителей.
Предпочтительно, по меньшей мере, один дополнительный мелкодисперсный материал-наполнитель включает в себя, предпочтительно, состоит из одного дополнительного мелкодисперсного материала-наполнителя.
В одном варианте осуществления крошка свободна от, по меньшей мере, одного дополнительного мелкодисперсного материала-наполнителя. То есть, мелкодисперсный материал в составе крошки, предпочтительно, состоит из, по меньшей мере, одного содержащего карбонат кальция материала.
Если крошка включает в свой состав, по меньшей мере, один дополнительный мелкодисперсный материал-наполнитель, по меньшей мере, один дополнительный мелкодисперсный материал-наполнитель, предпочтительно, выбирают из группы, включающей в себя осажденный карбонат кальция (ОКК), оксиды металлов, такие как диоксид титана и/или триоксид алюминия, гидроксиды металлов, такие как тригидроксид алюминия, соли металлов, такие как сульфаты, силикаты, такие как тальк, и/или каолин, и/или каолиновые глины, и/или слюда, карбонаты, такие как карбонат магния и/или гипс, сатинит, а также их смеси.
«Осажденный карбонат кальция» (ОКК) в контексте настоящего изобретения представляет собой синтетический материал, как правило, получаемый путем осаждения, следующего за реакцией диоксида углерода и извести в водной среде, или путем осаждения источника ионов кальция и карбонатов в воде. ОКК может представлять собой одну или несколько из арагонитовой, ватеритовой и кальцитовой минералогических кристаллических форм. Предпочтительно, ОКК представляет собой одну или несколько из арагонитовой, ватеритовой и кальцитовой минералогических кристаллических форм.
Арагонит, как правило, присутствует в игольчатой форме, в то время как ватерит принадлежит к гексагональной сингонии. Кальцит может образовывать скаленоэдральные, призматические, сферические и ромбоэдрические формы. ОКК могут быть получены различными способами, например, осаждением с помощью диоксида углерода, с помощью известково-содового способа, или с помощью способа Сольве, в котором ОКК является побочным продуктом производства аммиака. Полученная суспензия ОКК может быть механически обезвожена и высушена.
Крошка может включать в свой состав, по меньшей мере, один дополнительный мелкодисперсный материал-наполнитель, в котором, по меньшей мере, один дополнительный мелкодисперсный материал-наполнитель, предпочтительно, представляет собой осажденный карбонат кальция (ОКК).
Крошка предпочтительно, включает в свой состав, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал в количестве, по меньшей мере, 70,0% масс., более предпочтительно, по меньшей мере, 80,0% масс., и, наиболее предпочтительно, в количестве, по меньшей мере, 90,0% масс. в расчете на общую массу сухой крошки. Например, крошка может включать в свой состав, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал в количестве в интервале 70,0-100,0% масс., более предпочтительно, в интервале 80,0-100,0% масс. и, наиболее предпочтительно, в интервале 90,0-100,0% масс. или в интервале 90,0-99,7% масс. в расчете на общую сухую массу крошки.
Крошка может включать в свой состав, по меньшей мере, один дополнительный мелкодисперсный материал-наполнитель в количестве не более 30,0% масс., более предпочтительно, не более 20,0% масс. и, наиболее предпочтительно, в количестве не более 10,0% масс. в расчете на общую сухую массу крошки. Например, крошка может включать в свой состав, по меньшей мере, один дополнительный мелкодисперсный материал-наполнитель в количестве в интервале 0,0-30,0% масс., более предпочтительно, в интервале 0,0-20,0% масс. и, наиболее предпочтительно, в количестве в интервале 0,0-10,0% масс. или в интервале 0,2-10,0% масс. в расчете на общую сухую массу крошки.
Тем не менее, следует понимать, что крошка, может также включать в свой состав, по меньшей мере, один дополнительный мелкодисперсный материал-наполнитель в количестве более 30,0% масс., в таком как, например, в количестве 50,0% масс. или 75,0% масс. в расчете на общую сухую массу крошки, но в целях получения крошки, имеющей более предпочтительные характеристики, предпочтительно, чтобы крошка включала в свой состав, по меньшей мере, один дополнительный мелкодисперсный материал-наполнитель в количестве не более 30,0% масс., более предпочтительно, не более 20,0% масс., и, наиболее предпочтительно, в количестве не более 10,0% масс. в расчете на общую сухую массу крошки.
В одном варианте осуществления крошка включает в свой состав в интервале 70,0-100,0% масс. в расчете на общую сухую массу крошки, по меньшей мере, одного содержащего карбонат кальция материала, а также в интервале 0,0-30,0% масс. в расчете на общую сухую массу крошки, по меньшей мере, одного дополнительного мелкодисперсного материала-наполнителя, предпочтительно, в интервале 80,0-100,0% масс. в расчете на общую сухую массу крошки, по меньшей мере, одного содержащего карбонат кальция материала, и в интервале 0,0-20,0% масс. в расчете на общую сухую массу крошки, по меньшей мере, одного дополнительного мелкодисперсного материала-наполнителя и, более предпочтительно, в интервале 90,0-100,0% масс. в расчете на общую сухую массу крошки, по меньшей мере, одного содержащего карбонат кальция материала, и в интервале 0,0-10,0% масс. в расчете на общую сухую массу крошки, по меньшей мере, одного дополнительного мелкодисперсного материала-наполнителя.
В качестве альтернативы, крошка включает в свой состав в интервале 90,0-99,8% масс. в расчете на общую сухую массу крошки, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал, и в интервале 0,2-10,0% масс. в расчете на общую сухую массу крошки, по меньшей мере, одного дополнительного мелкодисперсного материала-наполнителя.
Предпочтительно, крошка включает в свой состав, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал природного происхождения, более предпочтительно, доломит и/или, по меньшей мере, один измельченный карбонат кальция (ИКК). Например, крошка включает в свой состав, по меньшей мере, один измельченный карбонат кальция (ИКК). В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, один измельченный карбонат кальция (ИКК) выбирают из группы, включающей в себя мрамор, мел, известняк, а также их смеси.
Одним из требований настоящего изобретения является, чтобы крошка характеризовалась конкретным содержанием сухого вещества во избежание недостатков суспензий, например, использования биоцидов и/или диспергирующих агентов, больших массы и объема для транспортировки, а также порошков, например, низкой объемной плотности и характеристик сыпучести при высоком пылении. Таким образом, требуется, чтобы крошка характеризовалась содержанием сухого вещества в интервале 78,0% масс.-90,0% масс. в расчете на общую массу крошки. Предпочтительно, крошка характеризуется содержанием сухого вещества 80,0% масс.-88,0% масс. в расчете на общую массу крошки.
Следует понимать, что вышеприведенные уровни содержания сухого вещества относятся к крошке, полученной сразу после применения способа, описанного ниже. Таким образом, понятно, что крошка может характеризоваться более высоким содержанием сухого вещества, таким как до 98,0% масс. в расчете на общую массу крошки, если таковая хранится при комнатной температуре.
Следует понимать, что крошка характеризуется специфически низкой склонностью к абсорбции влаги.
«Склонностью к абсорбции влаги» материала отвечает количеству влаги, абсорбируемой поверхностью указанного материала в течение определенного периода времени под воздействием определенной влажной атмосферы и выражается в мг/г.
Предпочтительно, крошка характеризуется такой склонностью к абсорбции влаги, что ее общий уровень поверхностной влажности≤0,6 мг/г, предпочтительно, ≤0,5 мг/г, более предпочтительно, ≤0,4 мг/г и, наиболее предпочтительно, ≤0,3 мг/г полученной сухой крошки после воздействия атмосферы 50%-ной относительной влажности в течение 48 часов при температуре 23°С.
Более того, либо в качестве альтернативы, крошка характеризуется содержанием влаги в интервале 0,2% масс.-0,6% масс., предпочтительно, в интервале 0,2% масс.-0,4% масс. и, наиболее предпочтительно, в интервале 0,25% масс.-0,35% масс. в расчете на общую сухую массу крошки.
В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения крошка включает в свой состав, по меньшей мере, на части доступной площади поверхности обработанный слой, включающий в свой состав гидрофобизирующий агент.
Термин «доступная» площадь поверхности материала относится к части поверхности материала, которая находится в контакте с жидкой фазой водного раствора, суспензии, дисперсии или с химически активными молекулами, такими как молекулы гидрофобизирующего агента.
В одном варианте осуществления гидрофобизирующий агент представляет собой алифатическую карбоновую кислоту, имеющую общее число атомов углерода в интервале С4-С24 и/или продукты ее реакции. Соответственно, по меньшей мере, часть доступной площади поверхности частиц содержащего карбонат кальция материала покрыта обработанным слоем, включающим в свой состав алифатическую карбоновую кислоту, имеющую общее число атомов углерода в интервале С4-С24, и/или продукты ее реакции.
Термин «продукты реакции» алифатической карбоновой кислоты в контексте настоящего изобретения относится к продуктам, полученным путем приведения в контакт, по меньшей мере, одного содержащего карбонат кальция материала, по меньшей мере, с одной алифатической карбоновой кислотой. Указанные продукты реакции образуются, по меньшей мере, между частью примененной, по меньшей мере, одной алифатической карбоновой кислоты и реакционноспособными молекулами, расположенными на поверхности частиц содержащего карбонат кальция материала.
Алифатические карбоновые кислоты в контексте настоящего изобретения могут быть выбраны из одной или более карбоновых кислот с неразветвленной цепью, с разветвленной цепью, насыщенных, ненасыщенные и/или ациклических. Предпочтительно, алифатическая карбоновая кислота представляет собой монокарбоновую кислоту, т.е. алифатическую карбоновую кислоту, характеризующуюся тем, что в ней присутствует одна карбоксильная группа. Указанная карбоксильная группа расположена на конце углеродной цепи.
В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения алифатическую карбоновую кислоту выбирают из насыщенных неразветвленных карбоновых кислот, т.е. алифатическую карбоновую кислоту, предпочтительно, выбирают из группы карбоновых кислот, включающей в себя пентановую кислоту, гексановую кислоту, гептановую кислоту, октановую кислоту, нонановую кислоту, декановую кислоту, ундекановую кислоту, лауриновую кислоту, тридекановую кислоту, миристиновую кислоту, пентадекановую кислоту, пальмитиновую кислоту, маргариновую кислоту, стеариновую кислоту, нонадекановую кислоту, арахидоновую кислоту, генэйкозановую кислоту, бегеновую кислоту, трикозановую кислоту, лигноцериновую кислоту, а также их смеси.
В другом варианте осуществления настоящего изобретения алифатическую карбоновую кислоту выбирают из группы, включающей в себя октановую кислоту, декановую кислоту, лауриновую кислоту, миристиновую кислоту, пальмитиновую кислоту, стеариновую кислоту, арахидоновую кислоту, а также их смеси. Предпочтительно, алифатическую карбоновую кислоту выбирают из группы, включающей в себя миристиновую кислоту, пальмитиновую кислоту, стеариновую кислоту, а также их смеси.
Например, алифатическая карбоновая кислота представляет собой стеариновую кислоту.
Более того, или в качестве альтернативы гидрофобизирующий агент может представлять собой, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид, состоящий из янтарного ангидрида монозамещенного функциональной группой, выбранной из неразветвленной, разветвленной, алифатической и циклической функциональной группы, имеющей общее число атомов углерода в интервале С2-С30 в составе заместителя. Соответственно, по меньшей мере, часть доступной площади поверхности частиц содержащего карбонат кальция материала покрыта обработанным слоем, включающим в свой состав, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид, состоящий из янтарного ангидрида, монозамещенного функциональной группой, выбранной из неразветвленной, разветвленной, алифатической и циклической функциональной группой, имеющей общее число атомов углерода в интервале С2-С30 в составе заместителя, и/или из продуктов его реакции.
Термин «продукты реакции» монозамещенного янтарного ангидрида в контексте настоящего изобретения относится к продуктам, полученным путем приведения в контакт, по меньшей мере, одного содержащего карбонат кальция материала, по меньшей мере, с одним монозамещенным янтарным ангидридом. Указанные продукты реакции образуются, по меньшей мере, между частью примененного, по меньшей мере, одного монозамещенного янтарного ангидрида и реакционноспособными молекулами, расположенными на поверхности частиц содержащего карбонат кальция материала.
Например, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид состоит из янтарного ангидрида монозамещенного функциональной группой, являющейся неразветвленной алкильной функциональной группой, имеющей общее число атомов углерода в интервале С2-С30, предпочтительно, в интервале С3-С20, и, наиболее предпочтительно, в интервале С4-С18 в составе заместителя, или являющейся разветвленной алкильной функциональной группой, имеющей общее число атомов углерода в интервале С3-С30, предпочтительно, в интервале С3-С20, и, наиболее предпочтительно, в интервале С4-С18 в составе заместителя.
Например, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид состоит из янтарного ангидрида, монозамещенного одной функциональной группой, являющейся неразветвленной алкильной функциональной группой, имеющей общее число атомов углерода в интервале С2-С30, предпочтительно, в интервале С3-С20, и, наиболее предпочтительно, в интервале С4-С18 в составе заместителя. Более того, или в качестве альтернативы, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид состоит из янтарного ангидрида, монозамещенного одной функциональной группой, являющейся разветвленной алкильной функциональной группой, имеющей общее число атомов углерода в интервале С3-С30, предпочтительно, в интервале С3-С20, и, наиболее предпочтительно, в интервале С4-С18 в составе заместителя.
Термин «алкил» в контексте настоящего изобретения относится к неразветвленному или разветвленному насыщенному органическому соединению, состоящему из углерода и водорода. Другими словами, «монозамещенные алкилом янтарные ангидриды» состоят из неразветвленных или разветвленных насыщенных углеводородных цепей, содержащих боковую группу янтарного ангидрида.
В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид представляет собой, по меньшей мере, один монозамещенный неразветвленным или разветвленным алкилом янтарный ангидрид. Например, по меньшей мере, один монозамещенный алкилом янтарный ангидрид выбирают из группы, включающей в себя этил-янтарный ангидрид, пропил-янтарный ангидрид, бутил-янтарный ангидрид, триизобутилфосфат-янтарный ангидрид, пентил-янтарный ангидрид, гексил-янтарный ангидрид, гептил-янтарный ангидрид, октил-янтарный ангидрид, нонил-янтарный ангидрид, децил-янтарный ангидрид, додецил-янтарный ангидрид, гексадеканил-янтарный ангидрид, октадеканил-янтарный ангидрид, а также их смеси.
Следует понимать, что, например, термин «бутил-янтарный ангидрид» включает в себя неразветвленные и разветвленные бутил-янтарный ангидрид(ы). Один конкретный пример неразветвленного бутил-янтарного ангидрида(ов) представляет собой н-бутил-янтарный ангидрид. Конкретными примерами разветвленного бутил-янтарного ангидрида(ов) являются изо-бутил-янтарный ангидрид, втор-бутил-янтарный ангидрид и/или трет-бутил-янтарный ангидрид.
Более того, следует понимать, что, например, термин «гексадеканил-янтарный ангидрид» включает в себя неразветвленный и разветвленный гексадеканил-янтарный ангидрид(ы). Один конкретный пример неразветвленного гексадеканил-янтарного ангидрида(ов) представляет собой н-гексадеканил-янтарный ангидрид. Конкретным примером разветвленного гексадеканил-янтарного ангидрида(ов) является 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-метилфенил)гептил-янтарный ангидрид и/или 2-этил-4,6-диметил-2-пропилнонил-янтарный ангидрид.
Более того, следует понимать, что, например, термин «октадеканил-янтарный ангидрид» включает в себя неразветвленный и разветвленный октадеканил-янтарный ангидрид(ы). Один конкретный пример неразветвленного октадеканил-янтарного ангидрида(ов) представляет собой н-октадеканил-янтарный ангидрид. Конкретными примерами разветвленного гексадеканил-янтарного ангидрида(ов) являются 16-метилпентадеканил-янтарный ангидрид, 15-метилпентадеканил-янтарный ангидрид, 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, 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 из вариантов осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, один алкил-монозамещенный янтарный ангидрид выбирают из группы, включающей в себя бутил-янтарный ангидрид, гексил-янтарный ангидрид, гептил-янтарный ангидрид, октил-янтарный ангидрид, гексадеканил-янтарный ангидрид, октадеканил-янтарный ангидрид, а также их смеси.
В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид представляет собой один из видов алкил-монозамещенного янтарного ангидрида. Например, один алкил-монозамещенный янтарный ангидрид представляет собой бутил-янтарный ангидрид. В качестве альтернативы, один алкил-монозамещенный янтарный ангидрид представляет собой гексил-янтарный ангидрид. В качестве альтернативы, один алкил-монозамещенный янтарный ангидрид представляет собой гептил-янтарный ангидрид или октил-янтарный ангидрид. В качестве альтернативы, один алкил-монозамещенный янтарный ангидрид представляет собой гексадеканил-янтарный ангидрид. Например, один алкил-монозамещенный янтарный ангидрид представляет собой неразветвленный гексадеканил-янтарный ангидрид, такой как н-гексадеканил-янтарный ангидрид или разветвленный гексадеканил-янтарный ангидрид, такой как 1-гексил-2-деканил-янтарный ангидрид. В качестве альтернативы, один алкил-монозамещенный янтарный ангидрид представляет собой октадеканил-янтарный ангидрид. Например, один алкил-монозамещенный янтарный ангидрид представляет собой неразветвленный 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 из вариантов осуществления настоящего изобретения один алкил-монозамещенный янтарный ангидрид представляет собой бутил-янтарный ангидрид, такой как н-бутил-янтарный ангидрид.
В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид представляет собой смесь из двух или более видов алкил-монозамещенных ангидридов. Например, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид представляет собой смесь из двух или трех видов алкил-монозамещенных ангидридов.
В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид состоит из янтарного ангидрида, монозамещенного одной функциональной группой, являющейся неразветвленной алкенильной группой, имеющей общее число атомов углерода в интервале С2-С30, предпочтительно, в интервале С3-С20 и имеющей, наиболее предпочтительно, в интервале С4-С18 в составе заместителя, или являющейся разветвленной алкенильной функциональной группой, имеющей общее число атомов углерода в интервале С3-С30, предпочтительно, в интервале С4-С20, и имеющей, наиболее предпочтительно, в интервале С4-С18 в составе заместителя.
Термин «алкенил» в контексте настоящего изобретения относится к неразветвленному или разветвленному ненасыщенному органическому соединению, состоящему из углерода и водорода. Указанное органическое соединение дополнительно содержит, по меньшей мере, одну двойную связь в составе заместителя, предпочтительно, одну двойную связь. Другими словами, «алкенил-монозамещенные ангидриды» состоят из неразветвленных или разветвленных ненасыщенных углеводородных цепей, содержащих боковую функциональную группу янтарного ангидрида. Следует понимать, что термин «алкенил» в контексте настоящего изобретения включает в себя цис- и транс-изомеры.
В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид представляет собой, по меньшей мере, один неразветвленный или разветвленный алкенил-монозамещенный янтарный ангидрид. Например, по меньшей мере, один алкенил-монозамещенный янтарный ангидрид выбирают из группы, включающей в себя этенил-янтарный ангидрид, пропенил-янтарный ангидрид, бутенил-янтарный ангидрид, триизо-бутенил-янтарный ангидрид, пентенил-янтарный ангидрид, гексенил-янтарный ангидрид, гептенил-янтарный ангидрид, октенил-янтарный ангидрид, ноненил-янтарный ангидрид, деценил-янтарный ангидрид, додеценил-янтарный ангидрид, гексадеценил-янтарный ангидрид, октадеценил-янтарный ангидрид, а также их смеси.
Соответственно, следует понимать, что, например, термин «гексадеценил-янтарный ангидрид» включает в себя неразветвленный и разветвленный гексадеценил-янтарный ангидрид(ы). Один конкретный пример неразветвленного гексадеценил-янтарного 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. Конкретным примером разветвленного гексадеценил-янтарного ангидрида(ов) является 14-метил-9-пентадеценил-янтарный ангидрид, 14-метил-2-пентадеценил-янтарный ангидрид, 1-гексил-2-деценил-янтарный ангидрид и/или изо-гексадеценил-янтарный ангидрид.
Более того, следует понимать, что, например, термин «октадеценил-янтарный ангидрид» включает в себя неразветвленный и разветвленный октадеценил-янтарный ангидрид(ы). Один конкретный пример неразветвленного октадеценил-янтарного 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. Конкретным примером разветвленного октадеценил-янтарного ангидрида(ов) является 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 из вариантов осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, один алкенил-монозамещенный янтарный ангидрид выбирают из группы, включающей в себя гексенил-янтарный ангидрид, октенил-янтарный ангидрид, гексадеценил-янтарный ангидрид, октадеценил-янтарный ангидрид, а также их смеси.
В одном из вариантов 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 гексенил-янтарный ангидрид. В качестве альтернативы, один алкенил-монозамещенный янтарный ангидрид представляет собой октенил-янтарный ангидрид. В качестве альтернативы, один алкенил-монозамещенный янтарный ангидрид представляет собой гексадеценил-янтарный ангидрид. Например, один алкенил-монозамещенный янтарный ангидрид представляет собой неразветвленный гексадеценил-янтарный ангидрид, такой как н-гексадеценил-янтарный ангидрид или разветвленный гексадеценил-янтарный ангидрид, такой как 1-гексил-2-деценил-янтарный ангидрид. В качестве альтернативы, один алкенил-монозамещенный янтарный ангидрид представляет собой октадеценил-янтарный ангидрид. Например, один алкил-монозамещенный янтарный ангидрид представляет собой неразветвленный 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 из вариантов осуществления настоящего изобретения один алкенил-монозамещенный янтарный ангидрид представляет собой неразветвленный октадеценил-янтарный ангидрид, такой как н-октадеценил-янтарный ангидрид. В другом варианте осуществления настоящего изобретения, один алкенил-монозамещенный янтарный ангидрид представляет собой неразветвленный октенил-янтарный ангидрид, такой как н-октенил-янтарный ангидрид.
Если, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид представляет собой один алкенил-монозамещенный янтарный ангидрид, следует понимать, что один алкенил-монозамещенный янтарный ангидрид присутствует в количестве≥95% масс. и, предпочтительно, ≥96,5% масс. в расчете на общую массу, по меньшей мере, одного монозамещенного янтарного ангидрида.
В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид представляет собой смесь из двух или более видов алкенил-монозамещенных ангидридов. Например, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид представляет собой смесь из двух или трех видов алкенил-монозамещенных ангидридов.
В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид представляет собой смесь из двух или более видов алкенил-монозамещенных ангидридов, включающую в себя неразветвленный гексадеценил-янтарный ангидрид(ы) и неразветвленный октадеценил-янтарный ангидрид(ы). В качестве альтернативы, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид представляет собой смесь из двух или более видов алкенил-монозамещенных ангидридов, включающую в себя разветвленный гексадеценил-янтарный ангидрид(ы) и разветвленный октадеценил-янтарный ангидрид(ы). Например, один или более гексадеценил-янтарные ангидриды представляют собой неразветвленный гексадеценил-янтарный ангидрид, такой как н-гексадеценил-янтарный ангидрид и/или разветвленный гексадеценил-янтарный ангидрид, такой как 1-гексил-2-деценил-янтарный ангидрид. Более того, или в качестве альтернативы, один или более октадеценил-янтарные ангидриды представляют собой неразветвленный 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.
Необходимо также отметить, что, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид может представлять собой смесь, по меньшей мере, одного алкил-монозамещенного ангидрида и, по меньшей мере, одного алкенил-монозамещенного ангидрида.
Если, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид представляет собой смесь, по меньшей мере, одного алкил-монозамещенного ангидрида и, по меньшей мере, одного алкенил-монозамещенного ангидрида, следует понимать, что алкильный заместитель в составе, по меньшей мере, одного алкил-монозамещенного ангидрида и алкенильный заместитель, в составе, по меньшей мере, одного алкенил-монозамещенного ангидрида, предпочтительно, являются идентичными. Например, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид представляет собой смесь этил-янтарного ангидрида и этенил-янтарного ангидрида. В качестве альтернативы, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид представляет собой смесь пропил-янтарного ангидрида и пропенил-янтарного ангидрида. В качестве альтернативы, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид представляет собой смесь бутил-янтарного ангидрида и бутенил-янтарного ангидрида. В качестве альтернативы, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид представляет собой смесь триизобутил-янтарного ангидрида и триизо-бутенил-антарного ангидрида. В качестве альтернативы, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид представляет собой смесь пентил-янтарного ангидрида и пентенил-янтарного ангидрида. В качестве альтернативы, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид представляет собой смесь гексил-янтарного ангидрида и гексенил-янтарного ангидрида. В качестве альтернативы, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид представляет собой смесь гептил-янтарного ангидрида и гептенил-янтарного ангидрида. В качестве альтернативы, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид представляет собой смесь октил-янтарного ангидрида и октенил-янтарного ангидрида. В качестве альтернативы, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид представляет собой смесь нонил-янтарного ангидрида и ноненил-янтарного ангидрида. В качестве альтернативы, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид представляет собой смесь децил-янтарного ангидрида и деценил-янтарного ангидрида. В качестве альтернативы, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид представляет собой смесь додецилсульфат-янтарного ангидрида и додеценил-янтарного ангидрида. В качестве альтернативы, 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 неразветвленного гексадеканил-янтарного ангидрида и неразветвленного гексадеценил-янтарного ангидрида, или смесь разветвленного гексадеканил-янтарного ангидрида и разветвленного гексадеценил-янтарного ангидрида. В качестве альтернативы, 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 неразветвленного октадеканил-янтарного ангидрида и неразветвленного октадеценил-янтарного ангидрида или смесь разветвленного октадеканил-янтарного ангидрида и разветвленного октадеценил-янтарного ангидрида.
В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид представляет собой смесь нонил-янтарного ангидрида и ноненил-янтарного ангидрида.
Если, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид представляет собой смесь, по меньшей мере, одного алкил-монозамещенного ангидрида и, по меньшей мере, одного алкенил-монозамещенного ангидрида, массовое соотношение между, по меньшей мере, одним моноалкил-янтарным ангидридом и, по меньшей мере, одним алкенил-монозамещенным янтарным ангидридом варьируется в интервале 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 варьируется в интервале 70:30 и 30:70 или в интервале 60:40 и 40:60 (% масс./% масс.).
Более того, или в качестве альтернативы, гидрофобизирующий агент может представлять собой смесь эфиров фосфорной кислоты. Соответственно, по меньшей мере, часть доступной площади поверхности частиц содержащего карбонат кальция материала покрыта обработанным слоем, включающим в свой состав смесь эфиров фосфорной кислоты на основе одного или более моноэфиров фосфорной кислоты и/или продуктов его реакции, и одного или более диэфиров фосфорной кислоты и/или продуктов его реакции.
Термин «продукты реакции» одного или более моноэфиров фосфорной кислоты и одного или более диэфиров фосфорной кислоты в контексте настоящего изобретения относится к продуктам, полученным путем приведения в контакт, по меньшей мере, одного содержащего карбонат кальция материала, по меньшей мере, с одной смесью эфиров фосфорной кислоты. Упомянутые продукты реакции образуются между, по меньшей мере, частью примененной смеси эфиров фосфорной кислоты и реакционноспособных молекул, расположенных на поверхности частиц содержащего карбонат кальция материала.
Термин «моноэфир фосфорной кислоты» в контексте настоящего изобретения относится к молекуле орто-фосфорной кислоты, моно-этерифицированной одной молекулой спирта, выбранного из ненасыщенных или насыщенных, разветвленных или неразветвленных, алифатических или ароматических спиртов, имеющих общее число атомов углерода в интервале С6-С30, предпочтительно, в интервале C8-C22, более предпочтительно, в интервале C8-С20, и, наиболее предпочтительно, имеющих в интервале C8-С18 в составе спиртового заместителя.
Термин «диэфир фосфорной кислоты» в контексте настоящего изобретения относится к молекуле орто-фосфорной кислоты, ди-этерифицированной двумя молекулами спирта, выбранного из тех же или иных ненасыщенных или насыщенных, разветвленных или неразветвленных, алифатических или ароматических спиртов, имеющих общее число атомов углерода в интервале С6-С30, предпочтительно, в интервале C8-C22, более предпочтительно, в интервале C8-С20, и, наиболее предпочтительно, имеющих в интервале C8-С18 в составе спиртового заместителя.
Следует понимать, что выражение «один или более» моноэфиров фосфорной кислоты означает, что один или несколько видов моноэфиров фосфорной кислоты могут присутствовать в составе смеси эфиров фосфорной кислоты.
Соответственно, следует отметить, что один или более моноэфиров фосфорной кислоты могут относиться к одному из видов моноэфира фосфорной кислоты. В качестве альтернативы, один или более моноэфиров фосфорной кислоты могут представлять собой смесь из двух или более видов моноэфиров фосфорной кислоты. Например, один или более моноэфиров фосфорной кислоты могут представлять собой смесь из двух или трех видов моноэфиров фосфорной кислоты, например, из двух видов моноэфиров фосфорной кислоты.
В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения один или более моноэфиров фосфорной кислоты состоят из молекул орто-фосфорной кислоты, этерифицированных одним спиртом, выбранным из ненасыщенных или насыщенных, разветвленных или неразветвленных, алифатических или ароматических спиртов, имеющих общее число атомов углерода в интервале С6-С30 в составе спиртового заместителя. Например, один или более моноэфиров фосфорной кислоты состоят из молекул орто-фосфорной кислоты, этерифицированной одним спиртом, выбранным из ненасыщенных или насыщенных, разветвленных или неразветвленных, алифатических или ароматических спиртов, имеющих общее число атомов углерода в интервале C8-C22, более предпочтительно, в интервале C8-C20 и, наиболее предпочтительно, в интервале С8-С18 в составе спиртового заместителя.
В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения один или более моноэфиров фосфорной кислоты выбирают из группы, включающей в себя гексил-моноэфир фосфорной кислоты, гептил-моноэфир фосфорной кислоты, октил-моноэфир фосфорной кислоты, 2-этилгексил-моноэфир фосфорной кислоты, нонил-моноэфир фосфорной кислоты, децил-моноэфир фосфорной кислоты, ундецил-моноэфир фосфорной кислоты, додецил-моноэфир фосфорной кислоты, тетрадецил-моноэфир фосфорной кислоты, гексадецил-моноэфир фосфорной кислоты, гептилнонил-моноэфир фосфорной кислоты, октадецил-моноэфир фосфорной кислоты, 2-октил-1-децил-моноэфир фосфорной кислоты, 2-октил-1-додецил-моноэфир фосфорной кислоты, а также их смеси.
Например, один или более моноэфиров фосфорной кислоты выбирают из группы, включающей в себя 2-этилгексил-моноэфир фосфорной кислоты, гексадецил-моноэфир фосфорной кислоты, гептилнонил-моноэфир фосфорной кислоты, октадецил-моноэфир фосфорной кислоты, 2-октил-1-децил-моноэфир фосфорной кислоты, 2-октил-1-додецил-моноэфир фосфорной кислоты, а также их смеси. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения один или более моноэфиров фосфорной кислоты представляют собой 2-октил-1-додецил-моноэфир фосфорной кислоты.
Следует понимать, что выражение «один или более» диэфиров фосфорной кислоты означает, что один или более видов диэфиров фосфорной кислоты могут присутствовать в составе покровного слоя, по меньшей мере, одного содержащего карбонат кальция материала и/или смеси эфиров фосфорной кислоты.
Соответственно, следует отметить, что один или более диэфиры фосфорной кислоты могут относиться к одному из видов диэфиров фосфорной кислоты. В качестве альтернативы, один или более диэфиров фосфорной кислоты могут представлять собой смесь из двух или более видов диэфиров фосфорной кислоты. Так, например, один или более диэфиров фосфорной кислоты могут представлять собой смесь из двух или трех видов диэфиров фосфорной кислоты, например, из двух видов диэфиров фосфорной кислоты.
В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения один или более диэфиров фосфорной кислоты состоят из молекул орто-фосфорной кислоты, этерифицированной двумя спиртами, выбранными из ненасыщенных или насыщенных, разветвленных или неразветвленных, алифатических или ароматических спиртов, имеющих общее число атомов углерода в интервале С6-С30 в составе спиртового заместителя. Так, например, один или более диэфиров фосфорной кислоты состоят из молекул орто-фосфорной кислоты, этерифицированной двумя жирными спиртами, выбранными из ненасыщенных или насыщенных, разветвленных или неразветвленных, алифатических или ароматических спиртов, имеющих общее число атомов углерода в интервале C8-С22, более предпочтительно, в интервале C8-С20, и, наиболее предпочтительно, в интервале C8-С18 в составе спиртового заместителя.
Следует понимать, что данные два спирты, используемые для этерификации фосфорной кислоты, могут быть независимо выбраны из идентичных или разных ненасыщенных или насыщенных, разветвленных или неразветвленных, алифатических или ароматических спиртов, имеющих общее число атомов углерода в интервале С6-С30 в составе спиртового заместителя. Другими словами, один или более диэфиров фосфорной кислоты могут содержать два заместителя, которые получены из тех же самых спиртов, или молекула диэфира фосфорной кислоты может содержать два заместителя, которые получены из различных спиртов.
В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения один или более диэфиров фосфорной кислоты состоят из молекул орто-фосфорной кислоты, этерифицированной двумя спиртами, выбранными из идентичных или разных насыщенных неразветвленных и алифатических спиртов, имеющих общее число атомов углерода в интервале С6-С30, предпочтительно, в интервале C8-C22, более предпочтительно, в интервале C8-С20, и, наиболее предпочтительно, имеющих в интервале C8-С18 в составе спиртового заместителя. В качестве альтернативы, один или более диэфиров фосфорной кислоты состоят из молекул орто-фосфорной кислоты, этерифицированного двумя спиртами, выбранными из идентичных или разных насыщенных неразветвленных и алифатических спиртов, имеющих общее число атомов углерода в интервале С6-С30, предпочтительно, в интервале C8-С22, более предпочтительно, в интервале C8-С20, и, наиболее предпочтительно, в интервале C8-С18 в составе спиртового заместителя.
В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения один или более диэфиров фосфорной кислоты выбирают из группы, включающей в себя гексил-диэфир фосфорной кислоты, гептил-диэфир фосфорной кислоты, октил-диэфир фосфорной кислоты, 2-этилгексил-диэфир фосфорной кислоты, нонил-диэфир фосфорной кислоты, децил-диэфир фосфорной кислоты, ундецил-диэфир фосфорной кислоты, додецил-диэфир фосфорной кислоты, тетрадецил-диэфир фосфорной кислоты, гексадецил-диэфир фосфорной кислоты, гептилнонил-диэфир фосфорной кислоты, октадецил-диэфир фосфорной кислоты, 2-октил-1-децил-диэфир фосфорной кислоты, 2-октил-1-додецил-диэфир фосфорной кислоты, а также их смеси.
Так, например, один или более диэфиров фосфорной кислоты выбирают из группы, включающей в себя 2-этилгексил-диэфир фосфорной кислоты, гексадецил-диэфир фосфорной кислоты, гептилнонил-диэфир фосфорной кислоты, октадецил диэфир фосфорной кислоты, 2-октил-1-додецил-диэфир фосфорной кислоты, 2-октил-1-децил-диэфир фосфорной кислоты, а также их смеси. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения один или более диэфиров фосфорной кислоты представляют собой 2-октил-1-додецил-диэфир фосфорной кислоты.
В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения один или более моноэфиров фосфорной кислоты выбирают из группы, включающей в себя 2-этилгексил-моноэфир фосфорной кислоты, гексадецил-моноэфир фосфорной кислоты, гептилнонил-моноэфир фосфорной кислоты, октадецил-моноэфир фосфорной кислоты, 2-октил-1-децил-моноэфир фосфорной кислоты, 2-октил-1-додецил-моноэфир фосфорной кислоты, а также их смеси, и один или более диэфиров фосфорной кислоты выбирают из группы, включающей в себя 2-этилгексил-диэфир фосфорной кислоты, гексадецил-диэфир фосфорной кислоты, гептилнонил-диэфир фосфорной кислоты, октадецил-диэфир фосфорной кислоты, 2-октил-1-децил-диэфир фосфорной кислоты, 2-октил-1-додецил-диэфир фосфорной кислоты, а также их смеси.
Например, по меньшей мере, часть доступной площади поверхности, по меньшей мере, одного содержащего карбонат кальция материала включает в свой состав смесь эфиров фосфорной кислоты на основе одного моноэфира фосфорной кислоты и/или продуктов его реакции, и одного диэфира фосфорной кислоты и/или продуктов его реакции. В этом случае один моноэфир фосфорной кислоты выбирают из группы, включающей в себя 2-этилгексил-моноэфир фосфорной кислоты, гексадецил-моноэфир фосфорной кислоты, гептилнонил-моноэфир фосфорной кислоты, октадецил-моноэфир фосфорной кислоты, 2-октил-1-децил-моноэфир фосфорной кислоты и 2-октил-1-додецил-моноэфир фосфорной кислоты, диэфир одной фосфорной кислоты выбирают из группы, включающей в себя 2-этилгексил-диэфир фосфорной кислоты, гексадецил-диэфир фосфорной кислоты, гептилнонил-диэфир фосфорной кислоты, октадецил-диэфир фосфорной кислоты, 2-октил-1-децил-диэфир фосфорной кислоты и 2-октил-1-додецил-диэфир фосфорной кислоты.
Смесь эфиров фосфорной кислоты включает в свой состав один или более моноэфиров фосфорной кислоты и/или продукты их реакции и один или более диэфиров фосфорной кислоты и/или продукты их реакции в определенном мольном соотношении. В частности, мольное соотношение одного или более диэфиров фосфорной кислоты и/или продуктов его реакции и одного или более диэфиров фосфорной кислоты и/или продуктов его реакции в обработанном слое и/или в смеси эфиров фосфорной кислоты составляет в интервале 1:1-1:100, предпочтительно, в интервале 1:1,1-1:60, более предпочтительно, в интервале 1:1,1-1:40, еще более предпочтительно, в интервале 1:1,1-1:20 и, наиболее предпочтительно, составляет в интервале 1:1,1-1:10.
Формулировка «мольное соотношение одного или более моноэфиров фосфорной кислоты и/или продуктов его реакции и одного или более диэфиров фосфорной кислоты и/или продуктов его реакции» в контексте настоящего изобретения относится к сумме молекулярных масс моноэфиров фосфорной кислоты и/или сумме молекулярных масс моноэфиров фосфорной кислоты в составе продуктов его реакции к сумме молекулярных масс диэфиров фосфорной кислоты и/или сумме молекулярных масс диэфиров фосфорной кислоты в составе продуктов его реакции.
В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения смесь эфиров фосфорной кислоты, нанесенная, по меньшей мере, на часть поверхности, по меньшей мере, одного содержащего карбонат кальция материала может дополнительно включать в свой состав один или более триэфиров фосфорной кислоты и/или фосфорную кислоту и/или продукты ее реакции.
Термин «триэфир фосфорной кислоты» в контексте настоящего изобретения относится к молекуле орто-фосфорной кислоты, три-этерифицированной тремя молекулами спирта, выбранного из тех же или иных ненасыщенных или насыщенных, разветвленных или неразветвленных, алифатических или ароматических спиртов, имеющих общее число атомов углерода в интервале С6-С30, предпочтительно, в интервале C8-C22, более предпочтительно, в интервале C8-С20, и, наиболее предпочтительно, имеющих в интервале C8-С18 в составе спиртового заместителя.
Следует понимать, что выражение «один или более» триэфиров фосфорной кислоты означает, что один или более видов триэфиров фосфорной кислоты могут присутствовать, по меньшей мере, на части доступной площади поверхности, по меньшей мере, одного содержащего карбонат кальция материала.
Соответственно, следует отметить, что один или более триэфиров фосфорной кислоты могут относиться к одному виду триэфиров фосфорной кислоты. В качестве альтернативы, один или более триэфиров фосфорной кислоты могут представлять собой смесь из двух или более видов триэфиров фосфорной кислоты. Так, например, один или более триэфиров фосфорной кислоты могут представлять собой смесь из двух или трех видов триэфиров фосфорной кислоты, например, из двух видов триэфиров фосфорной кислоты.
Предпочтительно, по меньшей мере, часть доступной площади поверхности частиц, по меньшей мере, одного содержащего карбонат кальция материала включает в свой состав обработанный слой, содержащий стеариновую кислоту и/или продукты ее реакции.
Если крошка включает в свой состав, по меньшей мере, один дополнительный мелкодисперсный материал-наполнитель, по меньшей мере, один дополнительный мелкодисперсный материал-наполнитель может входить в состав, по меньшей мере, на части доступной площади поверхности материала наполнителя обработанного слоя, включающего в свой состав гидрофобизирующий агент, предпочтительно, алифатическую карбоновую кислоту, имеющую общее число атомов углерода в интервале С4-С24, и/или продукты ее реакции, и/или, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид, состоящий из янтарного ангидрида, монозамещенного функциональной группой, выбранной из неразветвленной, разветвленной, алифатической и циклической функциональных групп, имеющих общее число атомов углерода в интервале С2-С30 в составе заместителя, и/или продукты его реакции, и/или смесь эфиров фосфорной кислоты на основе одного или более моноэфиров фосфорной кислоты и/или продуктов его реакции, и одного или более диэфиров фосфорной кислоты и/или продуктов его реакции.
Что касается определения гидрофобизирующего агента, по меньшей мере, для одного дополнительного мелкодисперсного материала-наполнителя и предпочтительных вариантов его осуществления, делается ссылка на определения, представленные выше при обсуждении технических деталей гидрофобизирующего агента, используемого для частиц содержащего карбонат кальция материала в составе крошки по настоящему изобретению.
Если частицы содержащего карбонат кальция материала в составе крошки и, по меньшей мере, один дополнительный мелкодисперсный материал-наполнитель входят в состав обработанного слоя, по меньшей мере, на части доступной площади поверхности, содержащего гидрофобизирующий агент, то гидрофобизирующий агент, предпочтительно, является идентичным.
Следует понимать, что крошка, включающая в свой состав, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал, обеспечивает исключительные оптические характеристики. В частности, следует понимать, что крошка, включающая в свой состав, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал имеет степень белизны R457, измеренную в соответствии со стандартом ISO 2469, по меньшей мере, 85,0%, более предпочтительно, по меньшей мере, 87,0%, еще более предпочтительно, по меньшей мере, 89,0% и, наиболее предпочтительно, по меньшей мере, 91,0%. Например, крошка, включающая в свой состав, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал, имеет степень белизны R457, измеренную в соответствии со стандартом ISO 2469, в интервале 85,0-99,0%, предпочтительно, в интервале 87,0-99,0%, более предпочтительно, в интервале 89,0-99,0% и, наиболее предпочтительно, в интервале 91,0%-99,0%. Наиболее предпочтительно, крошка, включающая в свой состав, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал, имеет степень белизны R457, измеренную в соответствии со стандартом ISO 2469, по меньшей мере, 93,0%, например, в интервале 93,0-99,0%.
Более того, или в качестве альтернативы, крошка, включающая в свой состав, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал, имеет индекс желтизны в соответствии со стандартом DIN 6167 менее 3,0, предпочтительно, менее 2,5, более предпочтительно, менее 2,0 и, наиболее предпочтительно, менее 1,5.
Следует понимать, что крошка, включающая в свой состав, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал, может быть дополнительно суспендирована в водной среде. Иными словами, крошка, включающая в свой состав, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал, может быть представлена в виде суспензии. Если крошка, включающая в свой состав, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал представлена в виде суспензии, указанную крошку, необязательно диспергируют. Могут быть использованы стандартные диспергирующие агенты, известные специалисту в данной области техники. Диспергирующий агент может быть неионным, анионным, катионным, цвиттерионным или амфотерным. Предпочтительным диспергирующим агентом является диспергирующий агент на полиакрилатной основе, такой как полиакрилатная соль. Такие диспергирующие агенты, предпочтительно, присутствуют в составе суспензии в количестве в интервале приблизительно 0,2% масс.-приблизительно 3,0% масс. в расчете на общую сухую массу крошки.
Способ изготовления крошки
Следует понимать, что авторами настоящего изобретения обнаружено, что характеристики содержащего карбонат кальция материала могут быть улучшены с помощью способа, включающего в себя определенную последовательность стадий в соответствии с определением в настоящем описании.
Приводится способ изготовления крошки, включающей в свой состав, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал. Способ включает в себя следующие стадии:
получение, по меньшей мере, одного содержащего карбонат кальция материала в виде водной суспензии, характеризующейся содержанием сухого вещества в интервале 5,0-45,0% масс. в расчете на общую массу суспензии,
влажный помол, по меньшей мере, одного содержащего карбонат кальция материала стадии а), с получением водной суспензии, по меньшей мере, одного влажно помолотого содержащего карбонат кальция материала, в котором частицы, по меньшей мере, одного влажно помолотого содержащего карбонат кальция материала
имеют взвешенный размер частиц d75 в интервале 0,7-3,0 мкм,
средневзвешенный размер частиц d50 в интервале 0,5-2,0 мкм,
взвешенный размер частиц d25 в интервале 0,1-1,0 мкм, измеренный методом седиментации, а также
содержащей частицы, по меньшей мере, из одного содержащего карбонат кальция материала, имеющие удельную поверхность по методу БЭТ в интервале 4,0-12,0 м2/г, измеренную адсорбцией азота с использованием изотермы БЭТ (в соответствии со стандартом ISO 9277:2010),
механическое обезвоживание водной суспензии на стадии b) с целью получения крошки, включающей в свой состав, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал, характеризующейся содержанием сухого вещества в интервале 78,0% масс.-90,0% масс. в расчете на общую массу крошки.
Согласно определению крошки, включающей в свой состав, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал, и предпочтительным вариантам ее осуществления, делается ссылка на определения, представленные выше при обсуждении технических деталей крошки по настоящему изобретению.
Следует понимать, что, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал стадии а) представлен в виде водной суспензии. В связи с этим, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал, полученный на стадии а), может иметь любое распределение частиц по размерам, позволяющее материалу быть подвергнутым стадии влажного помола. Таким образом, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал может быть выполнен в виде тонко измельченного материала, например, в дробленой или молотой форме. Предпочтительно, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал стадии а) представлен в молотой форме.
В соответствии с одним вариантом осуществления, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал стадии а) получают путем сухого предварительного помола. В соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал стадии а) получают путем влажного предварительного помола и необязательной путем последующей сушки.
В общем случае, стадия предварительного помола для получения, по меньшей мере, одного содержащего карбонат кальция материала стадии а) может быть осуществлена с помощью любого стандартного измельчающего устройства, например, при таких условиях, что измельчение преимущественно является результатом воздействия со вторичным телом, то есть в одном или более из: шаровой мельницы, стержневой мельницы, вибрационной мельницы, дробилки, центробежной ударной мельницы, вертикальной бисерной мельницы, дисковой мельницы, штифтовой мельницы, молотковой мельницы, пульверизатора, шредера, дезинтегратора, механического резака, или другого такого оборудования, известного специалисту в данной области техники. В случае, если, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал, полученный на стадии а), включает в свой состав влажный предварительно молотый содержащий карбонат кальция материал, стадию предварительного измельчения можно проводить в условиях, при которых происходит самоизмельчение, и/или в горизонтальной шаровой мельнице, и/или другими подобными способами, известными специалисту в данной области техники. Полученный таким образом подвергнутый влажной обработке содержащий карбонат кальция материал может быть промыт и обезвожен с помощью хорошо известных способов, например, с помощью флокуляции, фильтрации или принудительного испарения перед сушкой. Последующая стадия сушки может быть проведена в одну стадию, такая как сушка распылением, или, по меньшей мере, в две стадии. Является также общим то, что такой содержащий карбонат кальция материал подвергается стадии обогащения, такой как флотация, осветление или подвергается стадии магнитного разделения для удаления примесей.
В соответствии с одним вариантом осуществления, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал, приведенный на стадии а), имеет средневзвешенный размер частиц d50 в интервале 0,1-200,0 мкм, предпочтительно, в интервале 0,2-100,0 мкм, и, более предпочтительно, в интервале 0,5-50,0 мкм, измеренный методом седиментации.
Водная суспензия, по меньшей мере, одного содержащего карбонат кальция материала характеризуется содержанием сухого вещества в интервале 5,0% масс.-45,0% масс., предпочтительно, в интервале 10,0% масс.-45,0% масс., более предпочтительно, в интервале 15,0% масс.-45,0% масс. и, наиболее предпочтительно, в интервале 20,0% масс.-45,0% масс. в расчете на общую массу водной суспензии. Например, водную суспензию по меньшей мере, одного содержащего карбонат кальция материала, полученного на стадии а), характеризуется содержанием сухого вещества в интервале 18,0% масс.-45,0% масс. или в интервале 30,0% масс.-45,0% масс. в расчете на общую массу водной суспензии.
Водная «суспензия» или «взвесь» в контексте настоящего изобретения содержит нерастворимые твердые вещества и воду, и обычно может содержать большое количество сухого вещества и, таким образом, может быть более вязкой, и как правило, иметь более высокую плотность, чем жидкость, из которой она сформирована.
Термин «водная» суспензия или взвесь относится к системе, в которой жидкая фаза включает в себя, предпочтительно, состоит из воды. Тем не менее, указанный термин не исключает того, что жидкая фаза водной суспензии содержит незначительное количество, по меньшей мере, одного смешивающегося с водой органического растворителя, выбранного из группы, включающей в себя метанол, этанол, ацетон, ацетонитрил, тетрагидрофуран, а также их смеси. Если водная суспензия содержит, по меньшей мере, один смешивающийся с водой органический растворитель, жидкая фаза водной суспензии включает в свой состав, по меньшей мере, один смешивающийся с водой органический растворитель в количестве в интервале 0,1-40,0% масс., предпочтительно, в интервале 0,1-30,0% масс., более предпочтительно, в интервале 0,1-20,0% масс. и, наиболее предпочтительно, в интервале 0,1-10,0% масс. в расчете на общую массу жидкой фазы в водной суспензии. Например, жидкая фаза водной суспензии состоит из воды.
Вода, которая используется для получения водной суспензии на стадии а) является водопроводной водой, деионизованной водой, технологической водой или дождевой водой, или их смесью. Предпочтительно, вода, используемая для изготовления водной суспензии на стадии а) является водопроводной водой.
Предпочтительно, водная суспензия, по меньшей мере, одного содержащего карбонат кальция материала, полученного на стадии а), свободна от диспергирующих агентов.
В соответствии со стадией b) способа в соответствии с настоящим изобретением, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал стадии а) подвергают влажному помолу для получения водной суспензии, по меньшей мере, одного влажно помолотого содержащего карбонат кальция материала, такой, что частицы, по меньшей мере, одного влажно помолотого содержащего карбонат кальция материала имеют
взвешенный размер частиц d75 в интервале 0,7-3,0 мкм,
средневзвешенный размер частиц d50 в интервале 0,5-2,0 мкм,
взвешенный размер частиц d25 в интервале 0,1-1,0 мкм, измеренный методом седиментации, а также удельную поверхность по методу БЭТ в интервале 4,0-12,0 м2/г, измеренную адсорбцией азота способ с использованием изотермы БЭТ (в соответствии со стандартом ISO 9277:2010).
Следует понимать, что стадию способа b), предпочтительно, осуществляют, по меньшей мере, в одном устройстве помола, с целью получить влажно измельченный содержащий карбонат кальция материал.
Термин «влажный помол» в смысле способа в соответствии с настоящим изобретением относится к измельчению (например, в шаровой мельнице) твердого материала (например, минерального происхождения) в присутствии воды, что означает, что указанный материал присутствует в форме водной суспензии или взвеси.
Для целей настоящего изобретения, может быть использована любая подходящая мельница, известная в данной области техники. Тем не менее, стадию способа b), предпочтительно, осуществляют в вертикальной или горизонтальной шаровой мельнице, более предпочтительно, в горизонтальной шаровой мельнице. Такие вертикальные и горизонтальные шаровые мельницы, как правило, состоят из вертикально или горизонтально расположенной цилиндрической камеры помола, содержащей соосно быстро вращающийся вал мешалки, оборудованной множеством лопастей и/или перемешивающих дисков, таких, как в соответствии с описанием, например, в патентном документе ЕР 0607840 А1.
Следует отметить, что стадию способа b) проводят с использованием, по меньшей мере, одного устройства помола, то есть также может быть использован ряд устройств помола, которые могут, например, быть выбраны из шаровых мельниц, таких как вертикальные или горизонтальные шаровые мельницы.
Количество воды, присутствующей на стадии способа b), может быть выражено общим содержанием влаги, которое рассчитывают на общую массу указанной суспензии. Способ в соответствии с настоящим изобретением характеризуется тем, что стадия помола осуществляется при низком содержании сухого вещества, то есть при высокой общей влажности, например, при общем содержании влаги в пределах в интервале 65,0-90,0% масс. в расчете на общую массу указанной суспензии.
Согласно одному варианту осуществления, общее содержание влаги на стадии способа b) находится в интервале 70,0-88,0% масс., предпочтительно, в интервале 73,0-86,0% масс., и, более предпочтительно, находится в интервале 74,0-85,0% масс. в расчете на общую массу суспензии.
Таким образом, следует понимать, что водная суспензия, по меньшей мере, одного влажно помолотого содержащего карбонат кальция материала на стадии способа b) характеризуется содержанием сухого вещества в интервале 10,0-35,0% масс., предпочтительно, в интервале 12,0-30,0% масс., более предпочтительно, в интервале 14,0-27,0% масс. и, наиболее предпочтительно, в интервале 15,0-26,0% масс. в расчете на общую массу суспензии.
Таким образом, следует понимать, что стадию способа b) проводят посредством того, что водную суспензию, по меньшей мере, одного влажно помолотого содержащего карбонат кальция материала, полученного на стадии а), дополнительно разбавляют водой до требуемого содержания сухого вещества в ходе стадии способа b).
Соответственно, водная суспензия, по меньшей мере, одного влажно помолотого содержащего карбонат кальция материала, полученная на стадии b), имеет более низкое содержание сухого вещества, чем водная суспензия, по меньшей мере, одного содержащего карбонат кальция материала, полученного на стадии а).
Таким образом, водная суспензия, по меньшей мере, одного влажно помолотого содержащего карбонат кальция материала, полученная на стадии способа b), характеризуется содержанием сухого вещества в интервале 10,0-35,0% масс., предпочтительно, в интервале 12,0-30,0% масс., более предпочтительно, в интервале 14,0-27,0% масс. и, наиболее предпочтительно, в интервале 15,0-26,0% масс. в расчете на общую массу суспензии.
В одном из вариантов осуществления настоящего способа стадию b) проводят в присутствии, по меньшей мере, одного дополнительного мелкодисперсного материала-наполнителя.
Если стадию способа b) проводят в присутствии, по меньшей мере, одного дополнительного мелкодисперсного материала наполнителя, по меньшей мере, один дополнительный мелкодисперсный материал-наполнитель предпочтительно, выбирают из группы, включающей в себя осажденный карбонат кальция (ОКК), оксиды металлов, такие как диоксид титана и/или триоксид алюминия, гидроксиды металлов, такие как тригидроксид алюминия, соли металлов, такие как сульфаты, силикаты, такие как тальк, и/или каолин, и/или каолиновые глины, и/или слюда, карбонаты, такие как карбонат магния и/или гипс, сатинит, а также их смеси.
Таким образом, если стадию способа b) проводят в присутствии, по меньшей мере, одного дополнительного мелкодисперсного материала-наполнителя, водная суспензия, по меньшей мере, одного содержащего карбонат кальция материала, полученного на стадии а), дополнительно включает в свой состав, по меньшей мере, один дополнительный мелкодисперсный материал-наполнитель, Следует отметить, что водная суспензия, по меньшей мере, одного влажно помолотого содержащего карбонат кальция материала и, по меньшей мере, одного дополнительного мелкодисперсного материала-наполнителя на стадии способа b) характеризуется содержанием сухого вещества в интервале 10,0-35,0% масс., предпочтительно, в интервале 12,0-30,0% масс., более предпочтительно, в интервале 14,0-27,0% масс. и, наиболее предпочтительно, в интервале 15,0-26,0% масс. в расчете на общую массу суспензии. Соответственно, водная суспензия, по меньшей мере, одного влажно помолотого содержащего карбонат кальция материала и, по меньшей мере, одного дополнительного мелкодисперсного материала-наполнителя, полученная на стадии способа b), характеризуется содержанием сухого вещества в интервале в интервале 10,0-35,0% масс., предпочтительно, в интервале 12,0-30,0% масс., более предпочтительно, в интервале 14,0-27,0% масс. и, наиболее предпочтительно, в интервале 15,0-26,0% масс. в расчете на общую массу суспензии.
Следует отметить, что стадию способа b) проводят таким образом, что получают влажно помолотый материал, имеющий распределение частиц по размерам, в соответствии с определенным для крошки, включающей в свой состав, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал. Таким образом, следует понимать, что стадию способа b) проводят таким образом, что средневзвешенный размер частиц d50, по меньшей мере, одного влажно помолотого содержащего карбонат кальция материала, полученных на стадии b), уменьшается, по сравнению с, по меньшей мере, одним содержащим карбонат кальция материалом, полученным на стадии а). Соответственно, по меньшей мере, один влажно помолотый содержащий карбонат кальция материал, полученный на стадии b), имеет i) взвешенный размер частиц d75 в интервале 0,7-3,0 мкм, ii) средневзвешенный размер частиц d50 в интервале 0,5-2,0 мкм, и взвешенный размер частиц d25 в интервале 0,1-1,0 мкм, измеренный методом седиментации.
Более того, стадию способа b) проводят таким образом, чтобы был получен влажно помолотый материал, имеющий удельную площадь поверхности по БЭТ, в соответствии с определением для крошки, включающей в свой состав, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал. Таким образом, следует понимать, что стадию способа b) проводят с учетом того, что удельная площадь поверхности, по меньшей мере, одного влажно помолотого содержащего карбонат кальция материала, полученного на стадии b), уменьшается, по сравнению с, по меньшей мере, одним содержащим карбонат кальция материалом, полученным на стадии а). Соответственно, по меньшей мере, один влажно помолотый содержащий карбонат кальция материал, полученный на стадии b), имеет удельную поверхность по методу БЭТ в интервале 4,0-12,0 м2/г, измеренную адсорбцией азота с использованием изотермы БЭТ (в соответствии со стандартом ISO 9277:2010).
Предпочтительно, стадию способа b) проводят в отсутствие диспергирующих агентов. Таким образом, водная суспензия, полученная на стадии способа b), предпочтительно, свободна от диспергирующих агентов.
Стадию влажного помола b), предпочтительно, проводят при начальной температуре, приблизительно равной комнатной температуре, или при повышенной температуре. Для целей осуществления способа согласно настоящему изобретению, температура в интервале 15°C-85°C, в частности, подходит в качестве исходной температуры.
В соответствии с другим вариантом осуществления, начальная температура на стадии b) находится в интервале 15°C-60°C, предпочтительно, в интервале 20°C-50°C и, наиболее предпочтительно, в интервале 20°C-40°C.
В ходе стадии влажного помола b) температуру поднимают выше начальной температуры стадии способа b). Например, температура стадии b) может возрастать вплоть до 100°C.
Дальнейшим требованием настоящего способа является проведение механического обезвоживания водной суспензии, полученной на стадии способа b), на стадии способа с), например, в целях получения крошки, включающей в свой состав, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал, характеризующийся содержанием сухого вещества в интервале 78,0% масс.-90,0% масс. в расчете на общую массу крошки.
Такое механическое обезвоживание может быть осуществлено всеми методами и способами, хорошо известными специалистам в данной области техники для понижения содержания воды в водной суспензии, включающей в свой состав, по меньшей мере, один влажно помолотый содержащий карбонат кальция материал, до уровня содержания сухого вещества в интервале 78,0% масс.-90,0% масс. в расчете на общую массу полученной крошки. Механическое удаление воды в процессе стадии с), предпочтительно, проводят в вертикальном пресс-фильтре, трубчатом фильтре или в вакуум-фильтре. Более предпочтительно, стадию способа с) проводят в трубчатом фильтре.
Трубчатый фильтр представляет собой пресс-фильтр мембранного типа и способный функционировать при высоком фильтрующем давлении вплоть до 15000,0 кПа (150,0 бар). Предпочтительно, стадию способа с) проводят под давлением, еще более предпочтительно, под давлением в интервале 2000,0 кПа-14000,0 кПа (20,0 бар-140,0 бар), более предпочтительно, в интервале 6500,0 кПа-12000,0 кПа (65,0 бар-120,0 бар) и, наиболее предпочтительно, под давлением в интервале 8000,0 кПа-11000,0 кПа (80,0 бар-110,0 бар).
Использование такого высокого давления позволяет обеспечивать более высокую степень разделения жидкой и твердой фаз. Принципы работы трубчатого фильтра являются следующими:
Фильтрация происходит между двумя концентрическими цилиндрами. Наружный цилиндр является корпусом, а внутренний- свечей. Техническую суспензию закачивают в концентрическое пространство между фильтрующей средой и диафрагмой. Гидравлическую жидкость, обычно воду, затем закачивают между диафрагмой и обсадной капсулой, помещая суспензию под давление и обуславливая протекание фильтрации. По завершении фильтрации гидравлическую жидкость отводят из трубчатого блока с помощью вакуума до тех пор, пока диафрагма не будет упираться в стенки обсадной капсулы. Свечу затем опускают в положение разгрузки, и импульсно продувают воздух между свечой и фильтрующей средой. Это приводит к тому, что фильтрующая ткань расширяется, разрывая фильтр-прессный осадок, который выгружают под действием силы тяжести. По завершении свечу отводят в положение заполнения суспензии с целью повторения цикла.
Начальная температура стадии с) способа механического обезвоживания, предпочтительно, находится в интервале 15-80°С, предпочтительно, начальная температура находится в интервале 20-70°С и, более предпочтительно, начальная температура находится в интервале 30-60°С. Например, начальная температура стадии с) способа механического обезвоживания составляет приблизительно 50°С.
Начальная температура стадии с) способа механического обезвоживания, предпочтительно, находится в интервале 15-80°С, предпочтительно, находится в интервале 20-70°С и, более предпочтительно, находится в интервале 30-60°С. Например, начальная температура стадии с) способа механического обезвоживания составляет приблизительно 50°С.
Одним из требований настоящего изобретения является проведение стадии способа в) таким образом, чтобы формировалась крошка, включающая в свой состав, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал. Крошка, таким образом, характеризуется содержанием сухого вещества в интервале 78,0% масс.-90,0% масс., и, предпочтительно, в интервале 80,0% масс.-88,0% масс. в расчете на общую массу крошки.
В одном из вариантов осуществления настоящего способа, водную суспензию, по меньшей мере, одного влажно помолотого содержащего карбонат кальция материала, полученную на стадии b), частично обезвоживают до уровня содержания сухого вещества в интервале в интервале 20,0-40,0% масс. в расчете на общий вес суспензии, перед проведением стадии способа с).
Такое не обязательное обезвоживание может быть проведено всеми методами и способами, хорошо известными специалисту в данной области техники для понижения содержания воды в водной суспензии, включающей в свой состав, по меньшей мере, один влажно помолотый содержащий карбонат кальция материал, до требуемого уровня содержания сухого вещества. Не обязательное обезвоживание перед стадией способа с) может быть, предпочтительно, проведено механически или термически, например, путем фильтрации, центрифугирования, осаждения в резервуаре статического отстоя, испарения и т.д., предпочтительно, путем центрифугирования или отстаивания.
Предпочтительно, стадию способа в) проводят в отсутствии диспергирующих агентов. Таким образом, крошка, включающая в свой состав, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал, полученная на стадии способа с), предпочтительно, свободна от диспергирующих агентов.
Способ в соответствии с настоящим изобретением может дополнительно включать в себя стадию сушки d1) (также известную как «стадия сушки»). В указанной стадии сушки крошку, полученную на стадии с), высушивают с целью получения высушенной крошки.
В общем случае, стадия сушки в соответствии со способом согласно настоящему изобретению, может быть проведена любым способом сушки, известным специалисту, для сушки материалов, характеризующихся содержанием сухого вещества в интервале 78,0-90,0% масс. в расчете на общую массу материал.
В соответствии с одним вариантом осуществления стадию сушки d1) проводят в клеточной мельнице, известной специалисту в данной области техники. Предпочтительно, стадию сушки проводят при температуре в интервале 90°С-130°С и, предпочтительно, в интервале 100°С-120°С.
С помощью стадии сушки d1) получают высушенную крошку, характеризующуюся низким общим содержание влаги, которое меньше или равно 3,0% масс. в расчете на общую массу высушенной крошки.
Таким образом, следует понимать, что крошка, включающая в свой состав, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал, полученная в ходе не обязательной стадии сушки d1), характеризуется содержанием сухого вещества≥97,0% масс., предпочтительно, в интервале 97,0-99,98% масс. и, наиболее предпочтительно, в интервале 97,0-99,98% масс. в расчете на общую массу крошки.
В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения способ в соответствии с настоящим изобретением получения крошки, включающей в свой состав, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал, дополнительно включает в себя стадию способа d2) обработки крошки, полученной на стадии с), с помощью гидрофобизирующего агента (также называемую «стадией обработки») с целью получения крошки с обработанной поверхностью. Посредством указанной стадии обработки формируется обработанный слой, включающий в свой состав гидрофобизирующий агент, по меньшей мере, на части доступной площади поверхности частиц содержащего карбонат кальция материала.
Гидрофобизирующий агент, используемый на стадии обработки d2), может представлять собой любой агент, известный специалисту в данной области техники, который способен образовывать гидрофобный обработанный слой, по меньшей мере, на части доступной площади поверхности частиц содержащего карбонат кальция материала.
В одном из вариантов осуществления гидрофобизирующий агент на стадии обработки d2) представляет собой алифатическую карбоновую кислоту, имеющую общее число атомов углерода в интервале С4-С24, и/или, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид, состоящий из янтарного ангидрида, монозамещенного функциональной группой, выбираемой из неразветвленной, разветвленной, алифатической и циклической функциональных групп, имеющих общее число атомов углерода в интервале С2-С30 в составе заместителя, и/или смесь эфиров фосфорной кислоты на основе одного или более моноэфиров фосфорной кислоты и одного или более диэфиров фосфорной кислоты.
Что касается определения алифатической карбоновой кислоты, имеющей общее число атомов углерода в интервале С4-С24, по меньшей мере, одного монозамещенного янтарного ангидрида, состоящего из янтарного ангидрида, монозамещенного функциональной группой, выбираемой из неразветвленной, разветвленной, алифатической и циклической функциональных групп, имеющих общее число атомов углерода в интервале С2-С30 в составе заместителя, смеси эфиров фосфорной кислоты на основе одного или более моноэфиров фосфорной кислоты и одного или более диэфиров фосфорной кислоты и их предпочтительных вариантов осуществления, приводится ссылка на определения, приведенные выше при обсуждении технических деталей крошки по настоящему изобретению.
В одном варианте осуществления способа в соответствии с настоящим изобретением температура на стадии обработки d2) находится в интервале 70°С-140°С, предпочтительно, в интервале 75°С-130°С, и, более предпочтительно, в интервале 80°С-125°С.
В одном варианте осуществления стадия обработки может быть проведена непосредственно после стадии механического обезвоживания с) или, если таковая присутствует, после стадии сушки d1) или перед непосредственным использованием.
В другом варианте осуществления стадию сушки d1) и стадию обработки d2) проводят одновременно, что означает, что гидрофобизирующий агент вводят в течение/или перед стадией d1). Этот вариант осуществления является предпочтительным, в частности, для пленочных применений, таких как пленки, полученные экструзией с раздувом, или воздухопроницаемые пленки, или для практического применения полученной крошки в поливинилхлоридах.
Поверхностно обработанная крошка, полученная после стадии обработки d2), предпочтительно, характеризуется низким общим содержанием влаги. Таким образом, в соответствии с одним вариантом осуществления, указанная поверхностно обработанная крошка характеризуется общим содержанием влаги менее или 3,0% масс. в расчете на общую массу указанной крошки.
Таким образом, следует понимать, что крошка, включающая в свой состав, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал, полученная в ходе не обязательной стадии обработки d2), характеризуется содержанием сухого вещества≥97,0% масс., предпочтительно, в интервале 97,0-99,97% масс. и, наиболее предпочтительно, в интервале 98,0-99,97% масс. в расчете на общую массу крошки.
Более того, или в качестве альтернативы, способ в соответствии с настоящим изобретением получения крошки, включающей в свой состав, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал, дополнительно включает в себя стадию способа d3) обработки крошки, полученной на стадии с), с помощью диспергирующего агента (называемую также «стадия диспергирования») с целью получения диспергированной крошки.
Такая стадия диспергирования d3) может быть проведена путем использования стандартных диспергирующих агентов. Предпочтительными диспергирующими агентами являются диспергирующие агенты на полиакрилатной основе, такие как соли полиакрилатов. Диспергирующий агент, предпочтительно, выбирают из группы, включающей в себя акриловый полимер, акриловый и виниловый сополимер, а также их смеси. Диспергирующие агенты, такие как акриловые полимеры, акриловые и виниловые сополимеры или их смеси, имеющие множественные кислотные сайты, могут быть частично или полностью нейтрализованными. В одном из вариантов осуществления диспергирующий агент, который может быть использован на стадии диспергирования d), частично или полностью нейтрализован, предпочтительно, в интервале на 5,0%-100,0%, более предпочтительно, в интервале на 25,0%-100,0%, и наиболее предпочтительно, в интервале на 75,0%-100,0% с помощью нейтрализующего агента, содержащего ионы щелочных металлов и/или щелочно-земельных металлов. Например, кислотные сайты диспергирующего агента нейтрализуют с помощью нейтрализующего агента, содержащего только натрий. В качестве альтернативы, кислотные участки диспергирующего агента нейтрализуют с помощью нейтрализующего агента, содержащего только калий. В одном варианте осуществления кислотные участки диспергирующего агента нейтрализуют с помощью нейтрализующего агента, содержащего смесь натрия и калия.
Стадия диспергирования d3) может быть проведена с использованием любых подходящих средств, и, предпочтительно, проведена с использованием диспергатора с высоким сдвиговым усилием.
Например, стадию диспергирования d3) проводят в данной водной суспензии крошки, включающей в свой состав, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал, образованной путем суспендирования крошки, полученной на стадии способа с), и диспергирующего агента в воде.
В соответствии с одним из вариантов осуществления водная суспензия диспергированной крошки, полученная в ходе стадии диспергирования d3), характеризуется содержанием сухого вещества в интервале 10,0% масс.-82,0% масс., предпочтительно, в интервале 50,0% масс.-81,0% масс., и наиболее предпочтительно, в интервале 50,0% масс.-78,0% масс. в расчете на общую массу водной суспензии.
В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения приводится крошка, включающая в свой состав, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал, в которой крошка может быть получена способом изготовления крошки.
Изделия и способы использования
Поскольку крошка по изобретению характеризуется низкой склонностью к абсорбции влаги, определенным распределением частиц по размеру, площадью поверхности по методу БЭТ и значением верхнего среза, а также благоприятной технологией обращения, она может быть использована в составе самых разнообразных изделий. Таким образом, настоящее изобретение относится в дополнительном аспекте к изделию, включающему в свой состав крошку, включающую в свой состав, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал, в соответствии с определением выше. Предпочтительно, изделие выбирают из группы, включающей в себя пластик, предпочтительно, пленку, более предпочтительно, пленку, полученную экструзией с раздувом, или воздухопроницаемые пленки, волокна, поливинилхлорид, пластизоли, термореактивные полимеры, более предпочтительно, термореактивные ненасыщенные сложные полиэфиры или термореактивные ненасыщенные полиуретаны, продукты питания, косметические изделия, герметики, фармацевтические изделия, бумагу, бумажное покрытие, покрытие, краску, адгезионные изделия, а также их смеси.
Что касается определения крошки, включающей в свой состав, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал, и ее предпочтительных вариантов осуществления, делается ссылка на определения, приведенные выше при обсуждении технических деталей крошки по настоящему изобретению.
В одном варианте осуществления крошка, включающая в свой состав, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал, предпочтительно, используется в составе пластикового изделия.
Поскольку крошка характеризуется низкой склонностью к абсорбции влаги, она может быть успешно использована в бумажных покрытиях в целях регулировки характеристик печати бумаги с покрытием. Более того, крошка также может быть использована в составе наружных красок и красок для ванных комнат.
Способ использования крошки в соответствии с настоящим изобретением в качестве наполнителя в составе пластмассовых изделий, может также иметь особое преимущество из-за отсутствия биоцидов и/или диспергирующих агентов и из-за низкой склонности к абсорбции влаги. Например, указанная крошка может быть использована в составе термопластичных полимеров, таких как поливинилхлорид, полиолефины и полистирол.
Более того, крошка также может быть использована в составе покрытий, таких как полимерные покрытия, которые могут быть нанесены на поверхность пластмассовых изделий, таких как тонкие пленки, с целью повышения гидрофобности (например, на что указывает увеличение контактного угла, измеренного по воде) указанной поверхности.
В соответствии с одним из вариантов осуществления крошка используются в составе полимерной композиции, где указанная полимерная композиция включает в себя:
а) по меньшей мере, одну полимерную смолу; а также
b) в интервале 0,1-90,0% масс., предпочтительно, в интервале 1,0-85,0% масс., и более предпочтительно, в интервале 2,0-45,0% масс. в расчете на общую массу указанной полимерной композиции настоящей крошки, включающей в свой состав, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал.
В соответствии с другим вариантом осуществления, по меньшей мере, одна полимерная смола представляет собой термопластичную смолу и, предпочтительно, представляет собой полиолефин, поливинилхлорид или полистирол.
В соответствии с другим вариантом осуществления, по меньшей мере, одна полимерная смола представляет собой полиолефин, предпочтительно, полиэтилен или полипропилен.
В соответствии с еще одним вариантом осуществления, по меньшей мере, одна полимерная смола представляет собой поливинилхлорид.
В соответствии с еще одним вариантом осуществления, по меньшей мере, одна полимерная смола представляет собой полистирол.
Полимерная композиция по настоящему изобретению может быть использована в ряде способов, в том числе при изготовлении пластиковых изделий, таких как пленки, полученные экструзией с раздувом, или воздухопроницаемые пленки, волокна, поливинилхлорид, пластизоли, термореактивные полимеры, более предпочтительно, термореактивные ненасыщенные сложные полиэфиры или термореактивными ненасыщенные полиуретаны, листовые или трубные профили, в таких способах, как экструзия труб, профилей, кабелей, волокон и т.п., а также при прямом прессовании, литьевом формовании, термоформовании, формовании с раздувом, ротационном формовании и т.д.
В этом отношении, указанная полимерная композиция может быть непосредственно использована при производстве пластиковых изделий. Таким образом, в одном варианте осуществления настоящего изобретения полимерная композиция включает в себя крошку в количестве в интервале 1,0-50,0% масс., предпочтительно, в интервале 5,0-45,0% масс. И, наиболее предпочтительно, в интервале 10,0-40,0% масс. в расчете на общую массу полимерной композиции.
В альтернативном варианте осуществления полимерная композиция может быть использована в качестве маточной смеси.
Термин «маточная смесь» относится к композиции, имеющей концентрацию крошки, большую, чем ее концентрация в полимерной композиции, используемой для получения продукта конечного применения. То есть, маточную смесь дополнительно разбавляют таким образом, чтобы получить полимерную композицию, которая пригодна для получения продукта конечного применения.
Например, полимерная композиция в соответствии с настоящим изобретением, подходящая для использования в качестве маточной смеси, включает в свой состав крошку в количестве в интервале 50,0-95,0% масс., предпочтительно, в интервале 60,0-95,0% масс. и, более предпочтительно, в интервале 70,0-95,0% масс. в расчете на общую массу полимерной композиции.
Таким образом, крошка, включающая в свой состав, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал, может быть использована в производстве бумаги, бумажных покрытий, в пищевой промышленности, пластика, предпочтительно, пленок, более предпочтительно, пленки, полученной экструзией с раздувом, или воздухопроницаемой пленки, волокон, поливинилхлорида, пластизолей, термореактивных полимеров, более предпочтительно, термореактивных ненасыщенные сложных полиэфиров или термореактивных ненасыщенных полиуретанов, сельскохозяйственных изделий, красок, лаков, адгезивов, герметиков, фармацевтических изделий, сельскохозяйственных изделий, изделий строительного назначения и/или косметических изделий. В частности, указанная крошка, включающая в свой состав, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал, может быть использована в качестве минерального наполнителя и/или для покрытия бумаги. В качестве альтернативы, крошка, включающая в свой состав, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал, используется в составе пластиковых изделий.
Таким образом, настоящее изобретение относится в другом аспекте к использованию крошки, включающей в свой состав, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал, в производстве бумаги, бумажных покрытий, в пищевой промышленности, пластика, предпочтительно, пленок, более предпочтительно, пленок, полученных экструзией с раздувом, или воздухопроницаемых пленок, волокон, поливинилхлорида, пластизолей, термореактивных полимеров, более предпочтительно, термореактивных ненасыщенные сложных полиэфиров или термореактивных ненасыщенных полиуретанов, сельскохозяйственных изделий, красок, лаков, адгезивов, герметиков, фармацевтических изделий, сельскохозяйственных изделий, изделий строительного назначения и/или косметических изделий.
Объем и интерес данного изобретения будут лучше поняты на основании следующих цифр и примеров, которые предназначены для иллюстрации некоторых вариантов осуществления настоящего изобретения и не являются ограничивающими.
Примеры
1. Методы измерений.
Далее описаны материалы и методы измерений, реализованные в данных примерах.
Распределение частиц по размерам (массовый % частиц с диаметром <X) и средневзвешенный диаметр (d50) мелкодисперсного материала, взвешенный диаметр зерна и массовое распределение зерна мелкодисперсного материала по диаметру определяют с помощью метода седиментации, т.е. анализа поведения седиментации в гравитационном поле. Измерение производят с помощью прибора модели SedigraphTM 5120 или SedigraphTM 5100 сборки компании Micromeritics Instrument Corporation.
Метод и прибор известны специалисту в данной области техники и обычно используются для определения размера зерна наполнителей и пигментов. Измерение проводят в 0,1% масс. водном растворе Na4P2O7. Образцы диспергируют с использованием высокоскоростной мешалки и ультразвукового оборудования.
Удельная площадь поверхности материала по методу БЭТ.
В настоящем документе, удельную площадь поверхности (в м2/г) мелкодисперсного материала определяют с использованием метода БЭТ (с использованием в качестве адсорбируемого газа азота), который хорошо известен специалисту в данной области техники (в соответствии со стандартом ISO 9277: 1995). Затем получают общую площадь поверхности (в м2) мелкодисперсного материала путем перемножения удельной площади поверхности и массы (в г) мелкодисперсного материала. Метод и прибор известны специалисту в данной области техники и обычно используются для определения удельной поверхности мелкодисперсных материалов.
Содержание сухого вещества.
Содержание сухого вещества (также известное как «сухой вес») определяют с использованием прибора модели Moisture Analyser HR73 сборки компании Mettler-Toledo, Швейцария, со следующими параметрами: температура 120°С, автоматического выключение после 3 минут бездействия, стандартная сушка, проба в интервале 5-20 г продукта.
Содержание карбоната кальция в составе мелкодисперсного материала.
Для измерения содержания карбоната кальция в составе мелкодисперсного материала, приблизительно 10,000 грамм сухого образца (высушенного при 110°С в течение 5 часов в печи) взвешивают в колбе/в химическом стакане и добавляют небольшое количество деминерализованной воды. Затем 40 мл соляной кислоты (25% ч.д.а.) добавляют к соответствующему образцу и после окончания выделения CO2 смесь кипятят в течение приблизительно 5 мин. После охлаждения смесь фильтруют через 0,8 мкм фильтр из ацетата целлюлозы и тщательно промывают. Затем фильтрат количественно смывают в мерную колбу с дистиллированной водой и доводят до метки 1000,0 мл при 20°С.
Полученный таким образом фильтрат затем медленно титруют, отбирая пипеткой по 10,00 мл от полученного фильтрата (приблизительно 20°С) в химический стакан Memotitrator и 1,0 г ( ±0,2 г) очищенного триэтаноламина и 3,0 г MgSO4 ×7H2O. Смесь разбавляют деминерализованной водой до метки 70 мл, а затем непосредственно перед титрованием 10,0 мл 2N гидроксида натрия и в интервале 7-9 капель раствора кальконкарбоновая кислота-метанол (0,2% масс. кальконкарбоновой кислоты в метаноле) вводят в смесь. После предварительного введения титратором перемешивает смесь в течение 60 с, и затем напряжение фототрода устанавливают на уровне в интервале 900-1150 мВ для титрования. Содержание карбоната кальция отображается в процентах.
Содержание влаги.
Содержание влаги в мелкодисперсном материале определяют с помощью термогравиметрического анализа (ТГА). ТГА-аналитические методы с большой точностью дают информацию о потере массы и являются общеизвестными; таковые, например, описаны в труде «Principles of Instrumental analysis», fifth edition, Skoog, Holler, Nieman, 1998 (первое издание 1992 г) в Главе 31, страницы 798-800, а также во многих других широко известных справочных работах. В настоящем изобретении, термогравиметрический анализ (ТГА) выполняют с использованием прибора модели Mettler Toledo TGA 851 с использованием пробы массой 500 +/-50 мг и сканирующих температур в интервале 25°С-350°С со скоростью 20°С/мин при протоке воздуха 70 мл/мин.
В качестве альтернативы, содержание влаги в частицах определяют методом сушки в шкафу.
Склонностью к абсорбции влаги
Термин «склонностью к абсорбции влаги» в контексте настоящего изобретения относится к количеству влаги, поглощенному поверхностью частиц содержащего карбонат кальция материала, и определяется в мг влаги/г сухой крошки после воздействия атмосферы 50% относительной влажности в течение 48 часов при температуре 23°С.
Пигментная белизна, непрозрачность на бумаге, рассеяние света и CIELAB
Пигментную белизну R457 и непрозрачность на бумаге измеряют с использованием прибора модели Elrepho 3000 сборки компании Datacolor в соответствии со стандартом ISO 2469: 1994 (в соответствии со стандартом DIN 53145-2:2000 и стандартом DIN 53146:2000). Координаты l*, а*, b* в системе CIELAB измеряют с помощью прибора модели Elrepho 3000 сборки компании Datacolor в соответствии со стандартом EN ISO 11664-4 и с использованием сульфата бария в качестве стандарта.
Ударная вязкость по Шарпи
Ударную вязкость по Шарпи (при 23°С±2°С и относительной влажности 50%±10%) измеряют в соответствии со стандартом ISO 179/1eA с использованием экструдированных образцов, которые вырезают из экструдированного продукта в направлении обработки.
Прочность на разрыв и удлинение при разрыве
Прочность на разрыв это усилие, которое необходимо приложить к волокну для его разрушения. Оно выражается в ньютонах [Н]. Относительное удлинение при разрыве представляет собой увеличение длины, полученное путем растяжения волокна до его критической точки. Оно выражается в процентах [%] от его исходной длины.
Прочность сцепления
Прочность сцепления рассчитывают из прочности на разрыв и линейной плотности и выражают в сантиньютонах на текс [сН/текс]. Испытания проводят на динамометре с постоянной скоростью растяжения, применимыми стандартами для данного теста являются EN ISO 5079 и ASTM D3822.
Индекс растяжения
Индекс растяжения является произведением прочности сцепления [сН/текс] и квадратного корня из относительного удлинения при разрыве [%].
Предел прочности на разрыв при растяжении и удлинении
Предел прочности на разрыв при растяжении [кН/м] и относительное удлинение при максимальной нагрузке [%] измеряют в направлении обработки (НО) и в поперечном направлении (ПН). Величину энергии в соответствии со стандартом EN ISO 10319 вычисляют из предела прочности на разрыв при растяжении (MD+ CD)/2.
Поверхностный глянец
Поверхностный глянец измеряют с помощью прибора модели Byk Spectro Guide Sphere Gloss под углом 60° к плоскости поверхности в соответствии со стандартом ISO 2813: 1994. Значение блеска определяют путем вычисления среднего количества измерений. В настоящем опыте n установлено=10.
Значение фильтрационного давления
Испытание на фильтрационное давления позволяет получать Значение фильтрационного давления. Значение фильтрационного давления FPV определяют как увеличение давления на грамм наполнителя. Это испытание проводят для определения качества дисперсии и/или наличия чрезмерно крупных частиц или агломератов минеральных веществ в маточной смеси. Низкие Значения фильтрационного давления относятся к хорошей дисперсии и тонкому материалу, в то время как высокие Значения фильтрационного давления относятся к плохой дисперсии и грубому или агломерированному материалу.
Испытание на Значение фильтрационного давления проводят с использованием коммерчески доступной системы Collin Pressure Filter Test, прибор модели Tech-Line FT-E20T-IS, в соответствии со стандартом EN 13900-5. Тип используемого фильтра-14 мкм и 25 мкм, экструзию проводят при 200°С.
К-значение ПВХ: Мера молекулярной массы ПВХ на основе измерений вязкости раствора ПВХ. Она колеблется, как правило, между 35 и 80. Низкие К-значения означают низкую молекулярную массу (что незатруднительно для обработки, но приводит к худшим характеристикам) и высокие К-значения подразумевают высокую молекулярную массу, (что затруднительно для обработки, но приводит к исключительным характеристикам). В общем случае, K-значения для конкретной ПВХ-смолы приводятся производителем смолы либо на упаковке или в сопроводительной технической документации.
Была изготовлена следующая крошка:
Крошка A:
Крошку A содержащего карбонат кальция материала получают путем влажного помола водной суспензии карбоната кальция (мрамор; d50=1,6 мкм), характеризующейся содержанием сухого вещества приблизительно 35,0% масс. в расчете на общую массу суспензии. Суспензию подвергают влажному помолу в вертикальной шаровой мельнице до конечного распределения частиц по размерам, в соответствии с описанием в Таблице 1 ниже. Суспензия, полученная после влажного помола, характеризуется содержанием сухого вещества приблизительно 20,0% масс. в расчете на общую массу суспензии.
Влажный помолотый содержащий карбонат кальция материал затем обезвоживают с помощью вертикального трубчатого пресс-фильтра (сборки компании Metso Corporation, Финляндия) функционирующего приблизительно при 9500 кПа (95 бар) и при температуре приблизительно 50°C. Давление нагнетается с помощью гидравлической системы. Полученная крошка обладает характеристиками в соответствии с описанием в Таблице 1 ниже.
Таблица 1: Свойства крошки
Крошка B:
Крошку В содержащего карбонат кальция материала получают путем влажного помола водной суспензии карбоната кальция (мрамор; d50=0,8 мкм), характеризующейся содержанием сухого вещества приблизительно 35,0% масс. в расчете на общую массу суспензии. Суспензию подвергают влажному помолу в вертикальной шаровой мельнице до конечного распределения частиц по размерам, в соответствии с описанием в Таблице 1 ниже. Суспензия, полученная после влажного помола, характеризуется содержанием сухого вещества приблизительно 20,0% масс. в расчете на общую массу суспензии.
Влажный помолотый содержащий карбонат кальция материал затем обезвоживают с помощью вертикального трубчатого пресс-фильтра (сборки компании Metso Corporation, Финляндия) функционирующего приблизительно при 9500 кПа (95 бар) и при температуре приблизительно 50°C. Давление нагнетается с помощью гидравлической системы. Полученная крошка обладает характеристиками в соответствии с описанием в Таблице 1 ниже.
Полученные частицы крошки далее подвергают поверхностной обработке с использованием стеариновой кислоты. 200 г полученной крошки разбавляют водой до уровня содержания сухого вещества 20,0% масс. в расчете на общую массу полученной суспензии и нагревают до 80°C.
0,4М раствор стеариновой кислоты изготовляют путем смешивания 4,1 г стеариновой кислоты с 40 мл деионизованной воды при перемешивании при температуре 85°C. После 30 мин перемешивания 2,5 г 30% масс. раствор гидроксида натрия вводят в раствор стеариновой кислоты (мольное соотношение стеариновая кислота/гидроксид-1/1,3).
Нагретый раствор стеарата натрия вводят в суспензию крошки таким образом, чтобы достигалась степень обработке в интервале 0,5-0,7% масс. в расчете на общую массу крошки, соответственно, и перемешивают в течение 60 мин при 85°C. Затем суспензия остывает и после чего ее фильтруют под давлением до содержания сухого вещества приблизительно 93,7% масс. в расчете на общую массу полученного продукта.
Полученная поверхностно обработанная крошка В1 (степень обработки: 0,5% масс.) и В2 (степень обработки: 0,7% масс.) имеет характеристики, в соответствии с описанием в Таблице 2 ниже.
Таблица 2: Характеристики поверхностно обработанной крошки B1 и B2
Крошка C:
Крошку С содержащего карбонат кальция материала получают путем влажного помола водной суспензии карбоната кальция (мрамор; d50=1,5 мкм), характеризующейся содержанием сухого вещества приблизительно 35,0% масс. в расчете на общую массу суспензии. Суспензию подвергают влажному помолу в вертикальной шаровой мельнице до конечного распределения частиц по размерам, в соответствии с описанием в Таблице 1 ниже. Суспензия, полученная после влажного помола, характеризуется содержанием сухого вещества приблизительно 20,0% масс. в расчете на общую массу суспензии.
Влажный помолотый содержащий карбонат кальция материал затем обезвоживают с помощью вертикального трубчатого пресс-фильтра (сборки компании Metso Corporation, Финляндия) функционирующего приблизительно при 9500 кПа (95 бар) и при температуре приблизительно 50°C. Давление нагнетается с помощью гидравлической системы. Полученная крошка обладает характеристиками в соответствии с описанием в Таблице 1 выше.
Полученные частицы крошки далее подвергают поверхностной обработке с использованием стеариновой кислоты в соответствии с описанием для крошки В выше. Раствор стеарата натрия вносят к суспензии крошки таким образом, чтобы достигалась степень обработки крошки в интервале 0,9-1,2% масс. в расчете на общую массу крошки, соответственно.
Полученная поверхностно обработанная крошка С1 (степень обработки: 0,9% масс.) и С2 (степень обработки: 1,2% масс.) имеет характеристики в соответствии с описанием в Таблице 3 ниже.
Таблица 3: Характеристики поверхностно обработанной крошки C1 и C2
Крошка D:
Крошку D содержащего карбонат кальция материала получают путем влажного помола водной суспензии карбоната кальция (мрамор; d50=1,0 мкм), характеризующейся содержанием сухого вещества приблизительно 35,0% масс. в расчете на общую массу суспензии. Суспензию подвергают влажному помолу в вертикальной шаровой мельнице до конечного распределения частиц по размерам, в соответствии с описанием в Таблице 1 ниже. Суспензия, полученная после влажного помола, характеризуется содержанием сухого вещества приблизительно 20,0% масс. в расчете на общую массу суспензии.
Влажный помолотый содержащий карбонат кальция материал затем обезвоживают с помощью вертикального трубчатого пресс-фильтра (сборки компании Metso Corporation, Финляндия) функционирующего приблизительно при 9500 кПа (95 бар) и при температуре приблизительно 50°C. Давление нагнетается с помощью гидравлической системы. Полученная крошка D обладает характеристиками в соответствии с описанием в Таблице 1 выше.
Полученные частицы крошки далее подвергают поверхностной обработке с использованием стеариновой кислоты в соответствии с описанием для крошки В выше. Раствор стеарата натрия вносят к суспензии крошки таким образом, чтобы достигалась степень обработки 0,8% масс. крошки в расчете на общую массу крошки, соответственно.
3. Практическое применение
Крошка, полученная выше, была испытана для следующих практических приложений:
A) Применение в составе ПВХ
Крошка В1 и В2 была испытана при экструзии профилей из ПВХ в соответствии с описанием в Таблице 4 ниже.
Таблица 4: Изготовление и испытание образцов
(в соответствии со стандартом изобретения)
(в соответствии со стандартом изобретения)
(под торговым наименованием Evipol SH6630)
(под торговым наименованием Stabilox CZ 2913 GN)
(под торговым наименованием Realube AIS)
(под торговым наименованием Kronos 2220)
(под торговым наименованием ParaloidKM 366)
Термин «ч.100.с.» в контексте настоящего изобретения означает «частей на сто частей смолы». В частности, при использовании 100 частей полимера количество других ингредиентов выражается в весовом соотношении к данным 100 частям полимера.
Материалами-стандартами являются следующие:
Стандарт 1: карбонат кальция, коммерчески доступный от компании Omya, Швейцария, имеющий d50=0,8 мкм, d98 порядка 5 мкм и удельную поверхность по методу БЭТ в интервале 8-9 м2/г. Частицы имеют значение координаты а*=0,3 в системе CIELAB, значение координаты b*=1,8 в системе CIELAB и значение координаты l*=97,5 в системе CIELAB. Поверхность карбоната кальция обработана с использованием стеариновой кислоты и имеет степень обработки в интервале 0,8-0,9% масс. в расчете на общую массу карбоната кальция.
Стандарт 2: карбонат кальция, коммерчески доступный от компании Omya, Швейцария, имеющий d50=0,8 мкм, d98 порядка 4 мкм и удельную поверхность по методу БЭТ 11 м2/г. Частицы имеют значение координаты а*=0,2 в системе CIELAB, значение координаты Ь *=0,5 в системе CIELAB и значение координаты l*=97,5 в системе CIELAB. Поверхность карбоната кальция обработана с использованием стеариновой кислоты и имеет степень обработки 1,0% масс. в расчете на общую массу карбоната кальция.
Стандарт 3: карбонат кальция, коммерчески доступный от компании Omya, Швейцария, имеющий d50=0,8 мкм, d98 порядка 4 мкм и удельную поверхность по методу БЭТ 11 м2/г. Поверхность карбоната кальция обработана с использованием стеариновой кислоты и имеет степень обработки 2,0% масс. в расчете на общую массу карбоната кальция.
Компоненты примеров согласно изобретению, а также сравнительных примеров предварительно смешивают с использованием стандартного способа смешивания с нагревом/охлаждением, известного специалисту в данной области техники, и экструдируют в экструзионной линии модели Göttfert, снабженной пластифицирующим модулем модели Krauss-Maffei, при соотношении L/D32, с противовращающимся параллельным двухшнековым экструдером, каждый винт которого имеет диаметр 30 мм.
Изготовленные экструдированные профили испытывают на ударную прочность по Шарпи (в соответствии со стандартом ISO 179/1FC) и глянец при 60°[-]. Результаты могут быть получены из Фиг. 1 и 2. В соответствии с Фиг. 1 и 2, образец по изобретению В1 и В2 обеспечивает рост ударной прочности по Шарпи (в соответствии со стандартом ISO 179/1FC) при том же количественном содержании (16 ч.100.с.) крошки по настоящему изобретению, по сравнению со стандартами 1-3. Глянец при 60°[-] образцов по изобретению В1 и В2 не изменяется отрицательно и остается в пределах допустимого значения, см. Фиг. 2. Дополнительные оптические характеристики в соответствии с описанием в Таблице 5 ниже, такие как яркость, - см. значение l* - также не изменяется отрицательно, а также значения красного/желтого - см. значения a*/b* - остаются в пределах допустимых значений, и таким образом достигается общее преимущество, представляемое настоящим изобретением.
Таблица 5: Оптические характеристики экструдированных профилей
(яркость)
(зеленый-красный)
(синий-желтый)
B) Практическое применение в ПЭ
Крошку С1 и С2 испытывают при экструзии ПЭ.
Крошку C1 и C2 по настоящему изобретению изготовляют в виде маточной смеси неразветвленного полиэтилена низкой плотности (ПЭВД, ИТР=1 г/10 мин, под торговым наименованием ExxonMobil 1001), в соответствии с указанием в Таблице 6 ниже.
Проводят испытание на фильтрационное давление с целью определения значение фильтрационного давления FPV такой маточной смеси на основе ПЭВД и сравнивают со значением FPV маточной смеси, включающей в свой состав карбонат кальция предшествующего уровня техники. Результаты приведены в Таблице 6 ниже.
Таблица 6: Состав маточной смеси и значение FPV
Материалами-стандартами являются следующие:
Стандарт 4: карбонат кальция, коммерчески доступный от компании Omya, Швейцария, имеющий d50=1,7 мкм, d98 порядка 8 мкм и удельную поверхность по методу БЭТ в интервале 4-5 м2/г. Частицы имеют значение координаты а*=0,1 в системе CIELAB, значение координаты b*=1,1 в системе CIELAB и значение координаты l*=98,5 в системе CIELAB. Поверхность карбоната кальция обработана с использованием стеариновой кислоты и имеет степень обработки в интервале 0,7-0,8% масс. в расчете на общую массу карбоната кальция
Четко продемонстрированы полезные характеристики крошки по настоящему изобретению, по сравнению со стандартом 4, в случае исполнения в виде маточной смеси. Давление на фильтре с порами 14 мкм показывает, что крошка С1 по настоящему изобретению характеризуется пониженным накоплением давления на фильтре с заданным размером пор, таким образом, демонстрируя преимущественные характеристики, улучшенную дисперсию частиц крошки в составе полимерной матрицы.
В дополнение к этому, указанные наполненные маточные смеси на основе ПЭВД превращены в пленки экструзией с раздувом с помощью средств, известных специалистам в данной области техники. Образцы указанной пленки, полученной экструзией с раздувом, содержащие крошку С1 и С2 по настоящему изобретению, и образцы пленки, полученной экструзией с раздувом, содержащие стандарт 4, сравниваются ниже в Таблице 7. Различные количества наполненной маточной смеси смешивают с дополнительным количеством неразветвленного ПЭВД (под торговым наименованием Dowlex 5056G; ПЭВД-C8, ИТР=1 г/10 мин) и из этих смесей изготовляют пленки экструзией с раздувом на пленочной линии модели Dr. Collin. Содержание крошки С1 и С2 и стандарта 4 в конечных пленках в расчете на общую массу соответствующей конечной пленки составляет 20% масс. Изготовлены пленки, имеющие ширину 22 см, с удельным весом 35 г/м2 и c положением линии охлаждения на отдалении 15 см.
Механические характеристики полученных пленок приведены в Таблице 7 ниже.
Таблица 7: Механические характеристики готовых пленок
НО1 относится к направлению обработки, ПН2 относится к поперечному направлению.
Как видно из Таблицы 7, крошка C1 и C2 по изобретению дает лучшее усилие при разрыве, а также сопротивлением на прокол стержнем, по сравнению со стандартом 4.
| название | год | авторы | номер документа |
|---|---|---|---|
| СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОВЕРХНОСТНО-МОДИФИЦИРОВАННОГО МАТЕРИАЛА | 2015 |
|
RU2663163C2 |
| СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГРУБОДИСПЕРСНОГО МАТЕРИАЛА-НАПОЛНИТЕЛЯ С ОБРАБОТАННОЙ ПОВЕРХНОСТЬЮ | 2019 |
|
RU2802804C2 |
| УПЛОТНЕННЫЙ МАТЕРИАЛ С ОБРАБОТАННОЙ ПОВЕРХНОСТЬЮ | 2015 |
|
RU2678067C2 |
| СПОСОБ РЕГУЛИРУЕМОГО ХИМИЧЕСКОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ПОВЕРХНОСТИ ТВЕРДОГО НАПОЛНИТЕЛЯ И ДОБАВОК ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПРОДУКТА НАПОЛНИТЕЛЯ С ОБРАБОТАННОЙ ПОВЕРХНОСТЬЮ | 2013 |
|
RU2623258C2 |
| МНОГОФИЛАМЕНТНЫЕ СЛОЖНОПОЛИЭФИРНЫЕ ВОЛОКНА | 2015 |
|
RU2663147C1 |
| КАРБОНАТ ЩЕЛОЧНОЗЕМЕЛЬНОГО МЕТАЛЛА, ПОВЕРХНОСТНО-МОДИФИЦИРОВАННЫЙ, ПО МЕНЬШЕЙ МЕРЕ, ОДНИМ ПОЛИГИДРОСИЛОКСАНОМ | 2014 |
|
RU2650933C2 |
| СПОСОБ УЛУЧШЕНИЯ ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКОГО СОСТАВА ЧАСТИЦ СОДЕРЖАЩЕГО КАРБОНАТ КАЛЬЦИЯ МАТЕРИАЛА | 2015 |
|
RU2658409C1 |
| ПОВЕРХНОСТНО-ОБРАБОТАННЫЕ НАПОЛНИТЕЛИ ДЛЯ ПОЛИЭФИРНЫХ ПЛЕНОК | 2017 |
|
RU2797545C2 |
| КАРБОНАТ КАЛЬЦИЯ В КАЧЕСТВЕ КАВИТАЦИОННОГО АГЕНТА ДЛЯ БИАКСИАЛЬНО ОРИЕНТИРОВАННЫХ ПОЛИПРОПИЛЕНОВЫХ ПЛЕНОК | 2017 |
|
RU2748694C2 |
| ВЫСОКОКОНЦЕНТРИРОВАННЫЙ ОСАЖДЕННЫЙ КАРБОНАТ КАЛЬЦИЯ С СОПОЛИМЕРНОЙ ДОБАВКОЙ | 2016 |
|
RU2691360C1 |
Изобретение может быть использовано в производстве бумаги, продуктов питания, сельскохозяйственных изделий, красок, лаков. Крошка включает в свой состав по меньшей мере один содержащий карбонат кальция материал и характеризуется содержанием сухого вещества в интервале 78,0-90,0 мас.% в расчете на общую массу. Крошка содержит частицы, имеющие взвешенный размер d75 в интервале 0,7-3,0 мкм, средневзвешенный размер d50 в интервале 0,5-2,0 мкм, взвешенный размер d25 в интервале 0,1-1,0. Указанные частицы имеют удельную поверхность по методу БЭТ в интервале 4,0-12,0 м2/г. Изобретение позволяет получить содержащий карбонат кальция материал, свободный от биоцидов и/или диспергирующих материалов, имеющий высокую объемную плотность. 4 н. и 11 з.п. ф-лы, 2 ил., 7 табл.
1. Крошка, включающая в свой состав по меньшей мере один содержащий карбонат кальция материал, причем крошка
а) характеризуется содержанием сухого вещества в интервале 78,0-90,0 мас.% в расчете на общую массу крошки,
b) содержит частицы по меньшей мере из одного содержащего карбонат кальция материала, имеющие i) взвешенный размер частиц d75 в интервале 0,7-3,0 мкм, ii) средневзвешенный размер частиц d50 в интервале 0,5-2,0 мкм, iii) взвешенный размер частиц d25 в интервале 0,1-1,0 мкм, измеренный методом седиментации, а также
c) содержит частицы по меньшей мере из одного содержащего карбонат кальция материала, имеющие удельную поверхность по методу БЭТ в интервале 4,0-12,0 м2/г, измеренную адсорбцией азота с использованием изотермы БЭТ (в соответствии со стандартом ISO 9277:2010).
2. Крошка по п.1, в которой по меньшей мере один содержащий карбонат кальция материал представляет собой по меньшей мере один содержащий карбонат кальция материал природного происхождения, предпочтительно доломит и/или по меньшей мере один измельченный карбонат кальция (ИКК), более предпочтительно по меньшей мере один измельченный карбонат кальция (ИКК) и наиболее предпочтительно по меньшей мере один измельченный карбонат кальция (ИКК), выбранный из группы, включающей в себя мрамор, мел, известняк, а также их смеси.
3. Крошка по п.1 или 2, где крошка содержит:
а) по меньшей мере один дополнительный мелкодисперсный материал-наполнитель, предпочтительно по меньшей мере один дополнительный мелкодисперсный материал-наполнитель, выбранный из группы, включающей в себя осажденный карбонат кальция (ОКК), оксиды металлов, такие как диоксид титана и/или триоксид алюминия, гидроксиды металлов, такие как тригидроксид алюминия, соли металлов, такие как сульфаты, силикаты, такие как тальк, и/или каолин, и/или каолиновые глины, и/или слюда, карбонаты, такие как карбонат магния и/или гипс, сатин белый, а также их смеси, и/или
b) обработанный слой, по меньшей мере на части доступной площади поверхности частиц содержащего карбонат кальция материала содержащий гидрофобизирующий агент, предпочтительно алифатическую карбоновую кислоту, имеющую общее число атомов углерода в интервале С4-С24, и/или продукты ее реакции, и/или по меньшей мере один монозамещенный янтарный ангидрид, включающий в себя янтарный ангидрид, монозамещенный с помощью функциональной группы, выбранной из неразветвленной, разветвленной, алифатической и циклической функциональной группы, имеющей общее число атомов углерода в интервале С2-С30 в составе заместителя, и/или продукты его реакции, и/или смесь эфиров фосфорной кислоты на основе одного или более моноэфиров фосфорной кислоты и/или продукты их реакции, а также один или более диэфиров фосфорной кислоты и/или продукты их реакции.
4. Крошка по любому из пп.1-3, в которой крошка обладает
а) такой склонностью к абсорбции влаги, что ее общий уровень поверхностного влагосодержания ≤0,6 мг/г, предпочтительно ≤0,5 мг/г, более предпочтительно ≤0,4 мг/г и наиболее предпочтительно ≤0,3 мг/г сухой крошки после воздействия на нее атмосферы 50% относительной влажности в течение 48 ч при температуре 23°С, и/или характеризуется
b) содержанием влаги в интервале 0,2-0,6 мас.%, предпочтительно в интервале 0,2-0,4 мас.% и наиболее предпочтительно в интервале 0,25-0,35 мас.% в расчете на общую массу сухой крошки.
5. Способ изготовления крошки, содержащей по меньшей мере один содержащий карбонат кальция материал, как определено в любом из пп.1-4, причем этот способ включает в себя следующие стадии:
a) получение по меньшей мере одного содержащего карбонат кальция материала в виде водной суспензии, характеризующейся содержанием сухого вещества в интервале 5,0-45,0 мас.% в расчете на общую массу суспензии,
b) влажный помол по меньшей мере одного содержащего карбонат кальция материала стадии а) с получением водной суспензии по меньшей мере одного влажно помолотого содержащего карбонат кальция материала, в котором частицы по меньшей мере одного влажно помолотого содержащего карбонат кальция материала имеют
i) взвешенный размер частиц d75 в интервале 0,7-3,0 мкм,
ii) средневзвешенный размер частиц d50 в интервале 0,5-2,0 мкм,
iii) взвешенный размер частиц d25 в интервале 0,1-1,0 мкм, измеренный методом седиментации, а также
iv) имеют удельную поверхность по методу БЭТ от 4,0 до 12,0 м2/г, измеренную адсорбцией азота с использованием изотермы БЭТ (в соответствии со стандартом ISO 9277:2010),
с) механическое обезвоживание водной суспензии на стадии b) с целью получения крошки, включающей в свой состав по меньшей мере один содержащий карбонат кальция материал, характеризующийся содержанием сухого вещества от 78,0 до 90,0 мас.% в расчете на общую массу крошки.
6. Способ по п.5, в котором водная суспензия по меньшей мере одного содержащего карбонат кальция материала стадии а) не содержит диспергирующих агентов и/или влажный помол на стадии b) и/или механическое обезвоживание на стадии с) осуществляется/осуществляются в отсутствие диспергирующих агентов.
7. Способ по п.5 или 6, в котором водная суспензия по меньшей мере одного влажно помолотого содержащего карбонат кальция материала, полученная на стадии b),
а) характеризуется более низким содержанием сухого вещества, чем водная суспензия по меньшей мере одного содержащего карбонат кальция материала, полученного на стадии а), и/или
b) характеризуется содержанием сухого вещества от 10,0 до 35,0 мас.% в расчете на общую массу суспензии.
8. Способ по любому из пп.5-7, где стадию способа b) проводят в присутствии по меньшей мере одного дополнительного мелкодисперсного материала-наполнителя, предпочтительно по меньшей мере одного дополнительного мелкодисперсного материала-наполнителя, выбранного из группы, включающей в себя осажденный карбонат кальция (ОКК), оксиды металлов, такие как диоксид титана и/или триоксид алюминия, гидроксиды металлов, такие как тригидроксид алюминия, соли металлов, такие как сульфаты, силикаты, такие как тальк, и/или каолин, и/или каолиновые глины, и/или слюда, карбонаты, такие как карбонат магния и/или гипс, сатинит, а также их смеси.
9. Способ по любому из пп.5-8, в котором водную суспензию по меньшей мере одного влажно помолотого содержащего карбонат кальция материала, полученную на стадии b), частично обезвоживают до уровня содержания сухого вещества от 20,0 до 40,0 мас.% в расчете на общую массу суспензии до проведения стадии способа с).
10. Способ по любому из пп.5-9, в котором стадию способа с) проводят под давлением, предпочтительно под давлением от 20,0 до 140,0 бар, более предпочтительно от 65,0 до 120,0 бар и наиболее предпочтительно проводят под давлением от 80,0 до 110,0 бар.
11. Способ по любому из пп.5-10, в котором стадию способа с) проводят в вертикальном фильтре с прижимными пластинами, в трубчатом фильтре или на вакуум-фильтре, предпочтительно проводят в трубчатом фильтре.
12. Способ по любому из пп.5-11, в котором способ дополнительно включает в себя стадию d) обработки крошки, содержащей по меньшей мере один содержащий карбонат кальция материал, полученной на стадии с), с помощью гидрофобизирующего агента, предпочтительно алифатической карбоновой кислоты, имеющей общее число атомов углерода в интервале С4-С24, и/или по меньшей мере одного монозамещенного янтарного ангидрида, состоящего из янтарного ангидрида, монозамещенного функциональной группой, выбранной из неразветвленной, разветвленной, алифатической и циклической функциональной группы, имеющей общее число атомов углерода в интервале С2-С30 в составе заместителя, и/или с помощью смеси эфиров фосфорной кислоты на основе одного или нескольких моноэфиров фосфорной кислоты и одного или нескольких диэфиров фосфорной кислоты, с целью получения поверхностно-обработанной крошки, включающей в свой состав по меньшей мере на части доступной площади поверхности частиц содержащего карбонат кальция материала обработанный слой, включающий в себя гидрофобизирующий агент, и/или
высушивания крошки, содержащей по меньшей мере один содержащий карбонат кальция материал, полученной на стадии с), до уровня содержания сухого вещества ≥ 97,0 мас.%, предпочтительно от 97,0 до 99,98 мас.% и наиболее предпочтительно до уровня от 97,0 до 99,98 мас.% в расчете на общую массу крошки, и/или
диспергирования крошки с использованием диспергирующего агента на полиакрилатной основе.
13. Изделие, содержащее в своём составе крошку, включающую по меньшей мере один содержащий карбонат кальция материал, по любому из пп.1-4.
14. Изделие по п.13, в котором изделие выбирают из группы, включающей в себя пластик, предпочтительно пленку, более предпочтительно пленку, полученную экструзией с раздувом, или воздухопроницаемые пленки, волокна, поливинилхлорид, пластизоли, термореактивные полимеры, более предпочтительно термореактивные ненасыщенные сложные полиэфиры или термореактивные ненасыщенные полиуретаны, продукты питания, косметические изделия, герметик, фармацевтические изделия, бумагу, бумажное покрытие, покрытие, краску, адгезионные изделия, а также их смеси.
15. Применение крошки, содержащей по меньшей мере один содержащий карбонат кальция материал, по любому одному из пп.1-4, в производстве бумаги, бумажных покрытий, в пищевой промышленности, в производстве пластика, предпочтительно пленок, более предпочтительно пленки, полученной экструзией с раздувом, или воздухопроницаемой пленки, волокна, поливинилхлорида, пластизолей, термореактивных полимеров, более предпочтительно термореактивных ненасыщенные сложных полиэфиров или термореактивных ненасыщенных полиуретанов, сельскохозяйственных изделий, красок, лаков, адгезивов, герметиков, фармацевтических изделий, изделий строительного назначения и/или косметических изделий.
| WO 2009009553 A1, 15.01.2009 | |||
| СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА МАТЕРИАЛОВ ИЗ КАРБОНАТА КАЛЬЦИЯ С УЛУЧШЕННЫМИ АДСОРБЦИОННЫМИ СВОЙСТВАМИ ПОВЕРХНОСТИ ЧАСТИЦ | 2009 |
|
RU2499016C2 |
| СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НАПОЛНИТЕЛЯ НА ОСНОВЕ КАРБОНАТА КАЛЬЦИЯ | 2000 |
|
RU2172329C1 |
| WO 2004016566 A1, 26.02.2004 | |||
| ПЕРВИЧНЫЙ ХИМИЧЕСКИЙ ИСТОЧНИК ТОКА ДИСКОВОГО ТИПА | 1999 |
|
RU2139606C1 |
