Настоящее изобретение относится к способу получения продукта на основе материала-наполнителя с обработанной поверхностью, к продукту на основе материала-наполнителя с обработанной поверхностью, а также к изделию, содержащему продукт на основе материала-наполнителя с обработанной поверхностью.
На практике материалы-наполнители и особенно материалы-наполнители, содержащие карбонат кальция часто используют в качестве дисперсных наполнителей в полимерных изделиях, обычно получаемых из полиэтилена (ПЭ), полипропилена (ПП), полиуретана (ПУ), поливинилхлорида (ПВХ), сложного полиэфира (ПЭС) и/или полиамида (ПА). Однако используют добавки для нанесения покрытия на частицы материала-наполнителя и для улучшения диспергирования указанного материала-наполнителя в полимерной матрице полимерных композиций, а также возможно для улучшения технологичности полимерной композиции и/или свойств готового полимерного изделия. Исключение таких добавок приводит к неприемлемому снижению качества готового полимерного изделия.
В данной области техники предприняты попытки улучшения применимости материалов-наполнителей и особенно материалов-наполнителей, содержащих карбонат кальция, например, посредством обработки таких материалов-наполнителей агентами для поверхностной обработки. Например, WO 00/20336 относится к ультрадисперсному природному карбонату кальция, который может быть необязательно обработан одной или несколькими жирными кислотами, или одной или несколькими их солями или смесями, и который используют в качестве регулятора реологии для полимерных композиций.
Аналогично, публикация US 4407986 относится к осажденному карбонату кальция, поверхность которого обработана диспергатором, который может содержать высшие алифатические кислоты и их соли с металлами, для уменьшения добавления смазывающих добавок при пластикации указанного карбоната кальция с кристаллическим полипропиленом и для предотвращения образования агрегатов карбоната кальция, которые ограничивают ударную прочность полипропилена.
EP 0 998 522 относится к наполнителю из карбоната кальция для «дышащих» пленок с поверхностью, обработанной с использованием жирных кислот, содержащих по меньшей мере 10 атомов углерода, причем указанный наполнитель до и после процесса обработки по существу не содержат влагу, и ее содержание составляет менее 0,1% мас.
В публикации DeArmitt et al. «Улучшенные термопластичные композиты, получаемые оптимизацией поверхностной обработки минеральных наполнителей» (Improved thermoplastic composites by optimised surface treatment of the mineral fillers, Institute for Surface Chemistry, август 2000) описан способ мокрой обработки, в котором партию суспензии, содержащей минеральный наполнитель, приводят в контакт с диспергатором при комнатной температуре в течение одного часа. Однако недостатком такого мокрого способа является необходимость смачивания сухого продукта для обработки и последующей сушки, что требует расхода энергии и денежных затрат.
В публикации EP 0 325 114, которая относится к не подверженным провисанию антикоррозионным композициям для автомобильного транспорта на основе поливинилхлорида, обладающего улучшенными реологическими и адгезионными свойствами, в примере 7 описана смесь аммониевой соли 12-гидроксистеариновой кислоты в комбинации с жирной кислотой (в массовом соотношении 1:1), используемая для обработки минерального наполнителя.
WO 03/082966 относится к поперечно-сшиваемой и/или поперечно-сшитой композиции нанонаполнителя, которая в необязательных вариантах реализации может дополнительно содержать наполнители, которые могут быть или не быть покрыты стеариновой кислотой, стеаратом, силаном, силоксаном и/или титанатом. Такие композиции нанонаполнителей используют для увеличения барьерных свойств, прочности и температуры тепловой деформации, что обеспечивает их применимость в медицине, автомобилестроении, электротехнике, строительстве и пищевой промышленности.
В US 2002/0102404 описаны диспергируемые частицы карбоната кальция, поверхность которых покрыта комбинацией насыщенных и ненасыщенных алифатических карбоновых кислот и их солей вместе с органическим соединением, таким как сложный эфир фталевой кислоты, которые используют в адгезивных композициях для улучшения стабильности вязкости и адгезионных свойств. Кроме того, в US 2002/0102404 необходимо использовать смесь насыщенных и ненасыщенных алифатических карбоновых кислот/солей. Присутствие ненасыщенных алифатических карбоновых кислот/солей увеличивает риск нежелательных побочных реакций in situ с участием двойной связи во время переработки любых материалов, содержащих ненасыщенные алифатические карбоновые кислоты/соли. Кроме того, присутствие ненасыщенных алифатических карбоновых кислот/солей может приводить к изменению цвета или нежелательному появлению запаха и особенно прогорклого запаха материалов, в которых они использованы.
В п. 11 WO 92/02587 указано, что раствор омыленной натриевой соли по меньшей мере одной высокомолекулярной ненасыщенной жирной кислоты или комбинации по меньшей мере одной высокомолекулярной ненасыщенной жирной кислоты и по меньшей мере одной высокомолекулярной ненасыщенной жирной кислоты может быть добавлен к предварительно нагретой суспензии осажденного карбоната кальция для получения, в конечном итоге, карбоната кальция с требуемой степенью жирнокислотного покрытия до переработки его на следующих технологических стадиях.
В реферате JP54162746 описана композиция, содержащая определенное относительное количество жесткой винилхлоридной смолы, коллоидного карбоната кальция, обработанного жирной кислотой, и стеарата бария, используемого для улучшения термостабильности винилхлоридной композиции.
В US 4520073 описаны минеральные наполнители с улучшенными гидрофобными покрытиями, полученными нанесением покрытия на пористые минералы под давлением с использованием пара в качестве носителя для материала покрытия. Материал такого покрытия может быть выбран, среди прочих вариантов, из длинноцепочечных алифатических жирных кислот и их солей.
В WO 01/32787 описан дисперсный материал из карбоната щелочноземельного металла, на частицах которого имеется покрытие из гидрофобного материала, содержащего композицию, полученную из (a) первого компонента, который содержит продукт реакции карбоната щелочноземельного металла и по меньшей мере одной данной алифатической карбоновой кислоты, и (b) второго компонента, имеющего существенно более высокую температуру высвобождения карбоната, чем первый компонент, который содержит соединение формулы CH3(CH2)mCOOR.
WO 2008/077156 A2 относится к волокнам для фильерного способа холстоформирования, содержащим по меньшей мере одну полимерную смолу и по меньшей мере один наполнитель, имеющий средний размер частиц менее или ровно примерно 5 мкм, и/или имеющий верхний предел размера частиц менее примерно 15 мкм, причем по меньшей мере один наполнитель присутствует в количестве менее примерно 40% по массе относительно общей массы волокон для фильерного способа холстоформирования. Покрытие волокон описано как представляющее собой по меньшей мере один органический материал, выбранный из жирных кислот и их солей и сложных эфиров, например, стеариновой кислоты, стеарата, стеарата аммония и стеарата кальция.
GB 2 336 366 A относится к наполненным термопластичным композициям и, в частности, к наполненным композициям полиэтилена низкой плотности, которые предназначены для формования в продукты или изделия методом экструзии. Дополнительно описано, что гидрофобизирующий агент предпочтительно представляет собой органическую карбоновую кислоту или ее частично или полностью нейтрализованную соль, которая содержит по меньшей мере одну насыщенную или ненасыщенную углеводородную цепь, содержащую от 8 до 28 атомов углерода, если дисперсный минерал, например, карбонат кальция, имеет поверхностную реакцию от нейтральной до щелочной.
EP2159258A1 относится к обработанному минеральному наполнителю, содержащему: a) по меньшей мере один минеральный наполнитель; b) обрабатывающий слой, расположенный на поверхности указанного минерального наполнителя(ей), причем указанный обрабатывающий слой содержит: по меньшей мере одну насыщенную C8 - C24 алифатическую карбоновую кислоту; и по меньшей мере одну соль ди- и/или тривалентного катиона одной или более насыщенных C8 - C24 алифатических карбоновых кислот; характеризующийся тем, что: массовое отношение всех указанных солей алифатических карбоновых кислот ко всем указанным алифатическим карбоновым кислотам составляет от 51:49 до 75:25, и указанный обрабатывающий слой присутствует в количестве по меньшей мере 2,5 мг/м2 указанного минерального наполнителя.
EP1980588A1 относится к способу получения обработанного минерального наполнителя, который включает следующие стадии: (a) обработка по меньшей мере одного сухого минерального наполнителя по меньшей мере одной солью элемента II группы или III группы и C8 - C24 алифатической монокарбоновой кислоты с получением промежуточного минерального наполнителя; затем (b) обработка промежуточного минерального наполнителя, полученного на стадии (a), по меньшей мере одной C8 - C24 алифатической монокарбоновой кислотой с получением обработанного минерального наполнителя.
WO 2016/023937 A1 относится к способу получения «дышащей» пленки, включающему стадии: a) получения композиции, содержащей по меньшей мере один термопластичный полимер и продукт на основе материала-наполнителя с обработанной поверхностью, и b) формование пленки из композиции, полученной на стадии a), и c) растягивание пленки, полученной на стадии b), в по меньшей мере одном направлении, причем указанный продукт на основе материала-наполнителя с обработанной поверхностью содержит A) по меньшей мере один измельченный материал-наполнитель, содержащий карбонат кальция, имеющий средневзвешенный размер частиц d50 от 0,1 мкм до 7 мкм, верхний предел размера частиц < 15 мкм, удельную площадь поверхности (БЭТ) от 0,5 до 150 м2/г, измеренную с использованием азота и метода БЭТ в соответствии с ISO 9277, и остаточное общее содержание влаги < 1% мас. относительно общей сухой массы по меньшей мере одного измельченного материала-наполнителя, содержащего карбонат кальция, и B) обрабатывающий слой на поверхности по меньшей мере одного материала-наполнителя, содержащего карбонат кальция мокрого помола, который содержит по меньшей мере один монозамещенный янтарный ангидрид и/или по меньшей мере одну монозамещенную янтарную кислоту и/или солевой продукт(ы) ее реакции, причем продукт на основе материала-наполнителя с обработанной поверхностью содержит обрабатывающий слой в количестве от 0,1 до 3% мас. относительно общей сухой массы по меньшей мере одного измельченного материала-наполнителя, содержащего карбонат кальция.
Однако стандартная обработка материалов-наполнителей, содержащих карбонат кальция, включает нанесение жирных кислот на мелкие частицы. Вследствие высокой температуры плавления жирных кислот и тонины помола материала-наполнителя, для такой обработки необходим сложный и дорогостоящий процесс. Для определенных областей применения, например, в области полимеров, одна из тенденций заключается в использовании более крупных частиц. Однако стоимость стандартной обработки крупных частиц жирными кислотами слишком высока и не приемлема для рынка, поэтому крупнозернистые материалы-наполнители с обработанной поверхностью встречаются редко. Кроме того, в современных способах поверхностной обработки крупнозернистый сырьевой материал подвергается измельчению вследствие механического истирания, обусловленного процессом вращения/нанесения покрытия в используемом оборудовании, что приводит к образованию значительного количества нежелательных мелких частиц.
Соответственно, задачей настоящего изобретения является обеспечение способа получения крупнозернистого продукта на основе материала-наполнителя с обработанной поверхностью. Кроме того, необходимо обеспечить способ получения продукта на основе материала-наполнителя с обработанной поверхностью, который не приводит к образованию избыточного количества мелких частиц. Кроме того, необходимо обеспечить способ получения продукта на основе материала-наполнителя с обработанной поверхностью, который не нарушает распределение частиц по размеру исходного материала-наполнителя. Дополнительные задачи станут понятны из следующего описания изобретения.
Описанные выше и другие задачи решены с помощью рассматриваемого объекта изобретения, определение которого приведено в п. 1 формулы изобретения.
Преимущественные варианты реализации способа получения продукта на основе материала-наполнителя с обработанной поверхностью согласно настоящему изобретению определены в соответствующих подпунктах формулы изобретения.
В соответствии с одним аспектом настоящего изобретения, предложен способ получения продукта на основе материала-наполнителя с обработанной поверхностью. Предложенный способ получения продукта на основе материала-наполнителя с обработанной поверхностью включает по меньшей мере стадии:
а) обеспечения по меньшей мере одного материала-наполнителя, содержащего карбонат кальция, который имеет
значение объемного медианного размера частиц d50 от 5 до 100 мкм,
верхний предел размера (d98) от 30 до 500 мкм, и
остаток на 45 мкм сите, измеренный в соответствии с ISO 787/7, более 0,5% мас. относительно общей массы материала-наполнителя, содержащего карбонат кальция,
b) обеспечения по меньшей мере одного агента для поверхностной обработки, находящегося в расплавленном или жидком состоянии при температуре от 18 до 45 °С,
c) приведения в контакт при перемешивании в одну или более стадий поверхности по меньшей мере одного материала-наполнителя, содержащего карбонат кальция, со стадии a) с по меньшей мере одним агентом для поверхностной обработки со стадии b), так что на поверхности указанного по меньшей мере одного материала-наполнителя, содержащего карбонат кальция, со стадии a) образуется обрабатывающий слой, содержащий по меньшей мере один агент для поверхностной обработки и/или продукт(ы) его реакции,
причем полученный продукт на основе материала-наполнителя с обработанной поверхностью имеет остаток на 45 мкм сите, измеренный в соответствии с ISO 787/7, более 0,5% мас. относительно общей массы продукта на основе материала-наполнителя с обработанной поверхностью.
Авторами настоящего изобретения неожиданно обнаружено, что вышеописанный способ получения продукта на основе материала-наполнителя с обработанной поверхностью приводит к получению грубодисперсного продукта на основе материала-наполнителя с обработанной поверхностью, имеющего низкое содержание мелких частиц, образованных во время указанного процесса. В результате может быть получен грубодисперсный продукт на основе материала-наполнителя с обработанной поверхностью, который имеет по существу такое же распределение частиц по размеру, как исходный материал-наполнитель, и он особенно подходит для применения в области полимеров.
В соответствии с одним вариантом реализации, материал-наполнитель, содержащий карбонат кальция, со стадии a) выбран из группы, состоящей из измельченного карбоната кальция, предпочтительно мрамора, известняка, доломита и/или мела, осажденного карбоната кальция (PCC), предпочтительно ватерита, кальцита и/или арагонита, карбоната кальция с прореагировавшей поверхностью (MCC) и их смесей, более предпочтительно материал-наполнитель, содержащий карбонат кальция, представляет собой измельченный карбонат кальция.
В соответствии с другим вариантом реализации, по меньшей мере один материал-наполнитель, содержащий карбонат кальция, со стадии a) имеет a) значение объемного медианного размера частиц d50 от 6 до 80 мкм, предпочтительно от 7 до 60 мкм и наиболее предпочтительно от 7,5 до 50 мкм, b) верхний предел размера (d98) от 40 до 400 мкм, предпочтительно от 50 до 300 мкм, более предпочтительно от 50 до 250 мкм, и c) остаток на 45 мкм сите, измеренный в соответствии с ISO 787/7, от 0,5 до 30% мас., предпочтительно от 0,75 до 25% мас. относительно общей массы материала-наполнителя, содержащего карбонат кальция.
В соответствии с другим вариантом реализации, количество остатка на 45 мкм сите по меньшей мере одного материала-наполнителя, содержащего карбонат кальция, со стадии a), измеренное в соответствии с ISO 787/7, и остатка на 45 мкм сите продукта на оснвое материала-наполнителя с обработанной поверхностью, измеренного на в соответствии с ISO 787/7, различается менее чем на 20% мас.
В соответствии с одним вариантом реализации, по меньшей мере один агент для поверхностной обработки на стадии b) имеет вязкость по Брукфильду≤1000 мПа.с при 25 °C.
В соответствии с другим вариантом реализации, по меньшей мере один агент для поверхностной обработки на стадии b) представляет собой смесь сложных эфиров фосфорной кислоты из одного или более сложных моноэфиров фосфорной кислоты и/или одного или более сложных диэфиров фосфорной кислоты, и/или по меньшей мере одного монозамещенного янтарного ангидрида, состоящего из янтарного ангидрида, монозамещенного группой, выбранной из линейной, разветвленной и алифатической группы, имеющей общее количество атомов углерода от по меньшей мере C2 до C20 в заместителе, или циклической группы, имеющей общее количество атомов углерода от по меньшей мере C3 до C20 в заместителе; и/или добавлен на стадии c) приведения в контакт в количестве от 0,1 до 3% мас., предпочтительно от 0,1 до 2% мас, и наиболее предпочтительно от 0,1 до 1,5% мас. относительно общей сухой массы по меньшей мере одного материала-наполнителя, содержащего карбонат кальция, со стадии a).
В соответствии с другим вариантом реализации, стадию c) приведения в контакт осуществляют так, что общий расход энергии в результате добавления по меньшей мере одного агента для поверхностной обработки со стадии b) к по меньшей мере одному материалу-наполнителю, содержащему карбонат кальция, со стадии a), составляет не более 15 кВтч/т, предпочтительно от 2 до 15 кВтч/т.
В соответствии с одним вариантом реализации, стадию c) приведения в контакт осуществляют в архимедовом винте, например, в шнековом конвейере, в барабанном смесителе, в пневматической системе воздушного конвейера, в планетарном смесителе или в смесителе Guedu, предпочтительно по меньшей мере один агент для поверхностной обработки со стадии b) добавляют к по меньшей мере одному материалу-наполнителю, содержащему карбонат кальция, со стадии a), который загружают в архимедов винт, например, в шнековый конвейер, в барабанный смеситель, в пневматическую систему воздушного конвейера, в планетарный смеситель или в смеситель Guedu.
В соответствии с другим вариантом реализации, архимедов винт эксплуатируют под углом от 30 до 80°, и более предпочтительно от 35 до 70°, и/или при температуре от 18 до 45 °С.
В соответствии с другим вариантом реализации, по меньшей мере один агент для поверхностной обработки со стадии b) добавляют к по меньшей мере одному материалу-наполнителю, содержащему карбонат кальция, со стадии a) в нижней 1/3 архимедова винта.
В соответствии с одним вариантом реализации, барабанный смеситель, планетарный смеситель или смеситель Guedu имеет отношение диаметра к высоте от 1:1 до 1:5.
В соответствии с другим вариантом реализации, стадию c) приведения в контакт осуществляют так, что по меньшей мере один агент для поверхностной обработки со стадии b) разбрызгивают на по меньшей мере один материал-наполнитель, содержащий карбонат кальция, со стадии a), и/или стадию c) приведения в контакт осуществляют в непрерывном или периодическом режиме.
В соответствии с другим аспектом, настоящее изобретение относится к продукту на основе материала-наполнителя с обработанной поверхностью, содержащему
а) по меньшей мере один материал-наполнитель, содержащий карбонат кальция, который имеет
i) значение объемного медианного размера частиц d50 от 5 до 100 мкм,
ii) верхний предел размера (d98) от 30 до 500 мкм,
b) обрабатывающий слой на поверхности по меньшей мере одного материала-наполнителя, содержащего карбонат кальция, который содержит по меньшей мере один агент для поверхностной обработки и/или продукты его реакции, причем продукт на основе материала-наполнителя с обработанной поверхностью содержит обрабатывающий слой в количестве от 0,1 до 3% мас. относительно общей сухой массы по меньшей мере одного материала-наполнителя, содержащего карбонат кальция,
причем указанный продукт на основев материала-наполнителя с обработанной поверхностью имеет остаток на 45 мкм сите, измеренный в соответствии с ISO 787/7, более 0,5% мас. относительно общей массы продукта на основе материала-наполнителя с обработанной поверхностью.
В соответствии с одним вариантом реализации, продукт на основе материала-наполнителя с обработанной поверхностью получен способом получения продукта на основе материала-наполнителя с обработанной поверхностью, описанным в настоящем документе.
В соответствии с дополнительным аспектом настоящего изобретения предложено изделие, предпочтительно полимерное изделие, содержащее продукт на основе материала-наполнителя с обработанной поверхностью, описанный в настоящем документе.
Следует понимать, что в контексте настоящего изобретения следующие термины имеют указанное значение:
В контексте настоящего изобретения термин «продукт на основе материала-наполнитель с обработанной поверхностью» для настоящего изобретения относится к материалу-наполнителю, содержащему карбонат кальция, который приведен в контакт с агентом для поверхностной обработки с получением слоя покрытия на по меньшей мере части поверхности материала-наполнителя, содержащего карбонат кальция.
Термин «агент для поверхностной обработки» относится к агенту, подходящему для повышения гидрофобности материала-наполнителя, содержащего карбонат кальция.
Термин «продукты реакции» агента для поверхностной обработки в контексте настоящего изобретения относится к продуктам, полученным посредством приведения в контакт материала-наполнителя, содержащего карбонат кальция, с агентом для поверхностной обработки. Такие продукты реакции образуются между нанесенным агентом для поверхностной обработки и реакционноспособными молекулами, расположенными у поверхности материала-наполнителя, содержащего карбонат кальция.
«Обрабатывающий слой» в контексте настоящего изобретения относится к слою, предпочтительно монослою агента для поверхностной обработки на поверхности продукта на основе материала-наполнителя с обработанной поверхностью. «Обрабатывающий слой» по существу состоит из агента для поверхностной обработки и/или его продукта(ов) реакции.
Термин «по существу» в отношении обрабатывающего слоя относится к обрабатывающему слою, который содержит соединения, отличные от агента для поверхностной обработки и/или продукта(ов) их реакции, в количестве < 5% мас, предпочтительно < 2% мас., и наиболее предпочтительно < 1% мас. относительно общей массы обрабатывающего слоя.
«Удельная площадь поверхности (SSA)» материала-наполнителя, содержащего карбонат кальция, в контексте настоящего изобретения определяют как площадь поверхности материала-наполнителя, содержащего карбонат кальция, деленную на его массу. В данном контексте удельную площадь поверхности измеряют с использованием абсорбции газообразного азота с применением изотермы БЭТ (ISO 9277:2010) и указывают в м2/г.
«Размер частиц» дисперсных материалов, например, в данном контексте материала-наполнителя, содержащего карбонат кальция, описывают с помощью распределения его частиц по размеру dx.
Значение dx представляет собой диаметр, относительно которого x% частиц имеют диаметр менее dx. Это означает, что значение d98 представляет собой размер частиц, при котором 98% все частиц являются более мелкими. Значение d98 также описывают как «верхний предел размера». Значения dx представлены в объемных процентах. Таким образом, значение d50 представляет собой объемный медианный размер частиц, т.е. 50% об. всех частиц имеют размер меньше, чем указанный размер частиц. Объемный медианный размер частиц d50 определяли с помощью системы лазерной дифракции Malvern Mastersizer 2000. Значение d50 или d98, измеренное с помощью системы лазерной дифракции Malvern Mastersizer 2000, означает такое значение диаметра, что 50% или 98% по объему, соответственно, частиц имеют диаметр меньше указанного значения. Исходные данные, полученные при измерении, анализировали с помощью теории Ми, с показателем преломления частиц 1,57 и показателем поглощения 0,005.
Термин «расплавленный» в контексте настоящего изобретения определяют как состояние, в котором материал переходит из твердого вещества в жидкость, т.е. не является полностью жидким при температуре от 18 до 45 °С.
Термин «жидкий» в соответствии с настоящим изобретением относится к материалу, который является полностью жидким при температуре от 18 до 45 °С.
При использовании в настоящем описании и формуле изобретения термин «содержащий» не исключает другие не указанные элементы, имеющие большое или второстепенное функциональное значение. Для целей настоящего изобретения термин «состоящий из» рассматривают как предпочтительный вариант термина «содержащий». Если далее указано, что группа содержит по меньшей мере определенное количество вариантов реализации, то следует понимать, что описана также группа, которая предпочтительно состоит только из указанных вариантов реализации.
При использовании терминов «включающий» или «имеющий», указанные термины являются эквивалентами термина «содержащий», определение которого приведено выше.
При использовании термина в форме единственного числа, предусмотрены также формы множественно числа, если где-либо специально не указано иное.
Как указано выше, способ получения продукта на основе материала-наполнителя с обработанной поверхностью согласно настоящему изобретению включает по меньшей мере технологические стадии a), b) и с). Далее описаны дополнительные подробности настоящего изобретения и особенно вышеуказанные стадии способа получения продукта на основе материала-наполнителя с обработанной поверхностью согласно настоящему изобретению.
Характеристика стадии a): обеспечение по меньшей мере одного материала-наполнителя, содержащего карбонат кальция
В соответствии со стадией a) способа согласно настоящему изобретению, обеспечивают по меньшей мере один материал-наполнитель, содержащий карбонат кальция.
Выражение «по меньшей мере один» материал-наполнитель, содержащий карбонат кальция, означает, что может быть обеспечен один или более, например, два или три материала-наполнителя, содержащих карбонат кальция. В соответствии с предпочтительным вариантом реализации, на стадии a) обеспечивают только один материал-наполнитель, содержащий карбонат кальция.
В соответствии с предпочтительным вариантом реализации настоящего изобретения, материал, содержащий карбонат кальция, выбран из группы, состоящей из измельченного карбоната кальция (GCC), предпочтительно мрамора, известняка, доломита и/или мела, осажденного карбоната кальция (PCC), предпочтительно ватерита, кальцита и/или арагонита, карбоната кальция с прореагировавшей поверхностью (MCC) и их смесей.
Например, по меньшей мере один материал, содержащий карбонат кальция, представляет собой измельченный карбонат кальция.
GCC понимают как природную форму карбоната кальция, добываемую из осадочных пород, таких как известняк или мел, или из метаморфических мраморных руд, и перерабатываемую такими методами переработки, как измельчение, отсев и/или фракционирование во влажной и/или сухой форме, например, в циклоне или классификаторе. В одном варианте реализации настоящего изобретения GCC выбран из группы, включающей мрамор, мел, доломит, известняк и их смеси.
Напротив, карбонат кальция типа PCC включает синтетические продукты карбоната кальция, полученные карбонизацией взвеси гидроксида кальция, обычно называемой в данной области техники известковым раствором или известковым молочком в случае получения из тонкоизмельченных частиц оксида кальция в воде или посредством осаждения из раствора ионной соли. PCC может иметь ромбоэдрическую и/или неравогранную и/или арагонитовую форму; предпочтительный синтетический карбонат кальция или осажденный карбонат кальция содержит арагонитовые, ватеритовые или кальцитовые минералогические кристаллические формы или их смеси.
«Карбонат кальция с прореагировавшей поверхностью» в контексте настоящего изобретения может представлять собой природный измельченный или осажденный карбонат кальция с модификацией внутренней структуры или продукт поверхностной реакции.
В одном предпочтительном варианте реализации по меньшей мере один материал-наполнитель, содержащий карбонат кальция, представляет собой мрамор.
Следует понимать, что количество карбоната кальция в по меньшей мере одном материале-наполнителе, содержащем карбонат кальция, предпочтительно составляет по меньшей мере 80% мас., например, по меньшей мере 95% мас., более предпочтительно от 97 до 100% мас., еще более предпочтительно от 98,5 до 99,95% мас. относительно общей сухой массы по меньшей мере одного материала-наполнителя, содержащего карбонат кальция.
Термин «сухой» материал-наполнитель, содержащий карбонат кальция, понимают как материал-наполнитель, содержащий менее 0,3% мас. воды относительно массы материала-наполнителя. Содержание воды в % (равное общему остаточному содержанию влаги) определяют в соответствии с кулонометрическим методом измерения Карла Фишера, в котором материал-наполнитель нагревают до 220 °С и определяют количество воды, высвобожденной в форме пара и выделенной с помощью потока газообразного азота (при 100 мл/мин.), в кулонометрической ячейке Карла Фишера.
Специальным требованием настоящего изобретения является то, что по меньшей мере один материал-наполнитель, содержащий карбонат кальция, представляет собой грубодисперсный материал. ТО есть по меньшей мере один материал-наполнитель, содержащий карбонат кальция, имеет значение объемного медианного размера частиц d50 от 5 до 100 мкм. Например, по меньшей мере один материал-наполнитель, содержащий карбонат кальция, имеет объемный медианный размер частиц d50 от 6 до 80 мкм, предпочтительно от 7 до 60 мкм, и наиболее предпочтительно от 7,5 до 50 мкм.
Кроме того, по меньшей мере один материал-наполнитель, содержащий карбонат кальция, имеет верхний предел размера (d98) от 30 до 500 мкм. Например, по меньшей мере один материал-наполнитель, содержащий карбонат кальция, имеет верхний предел размера (d98) от 40 до 400 мкм, предпочтительно от 50 до 300 мкм, более предпочтительно от 50 до 250 мкм.
Грубодисперсный материал представляет собой материал с низким содержанием мелких частиц. В частности, степень измельчения по меньшей мере одного материала-наполнителя, содержащего карбонат кальция, характеризуется остатком на 45 мкм сите, измеренным в соответствии с ISO 787/7, более 0,5% мас. относительно общей массы материала-наполнителя, содержащего карбонат кальция. Предпочтительно, по меньшей мере один материал-наполнитель, содержащий карбонат кальция, имеет остаток на 45 мкм сите, измеренный в соответствии с ISO 787/7, от 0,5 до 30% мас., и более предпочтительно от 0,75 до 25% мас. относительно общей массы материала-наполнителя, содержащего карбонат кальция. Например, по меньшей мере один материал-наполнитель, содержащий карбонат кальция, имеет остаток на 45 мкм сите, измеренный в соответствии с ISO 787/7, от 0,75 до 15% мас. или от 0,75 до 10% мас. относительно общей массы материала-наполнителя, содержащего карбонат кальция.
Таким образом, по меньшей мере один материал-наполнитель, содержащий карбонат кальция, имеет
i) значение объемного медианного размера частиц d50 от 5 до 100 мкм, предпочтительно от 6 до 80 мкм, более предпочтительно от 7 до 60 мкм, и наиболее предпочтительно от 7,5 до 50 мкм, и
ii) верхний предел размера (d98) от 30 до 500 мкм, предпочтительно от 40 до 400 мкм, более предпочтительно от 50 до 300 мкм, и наиболее предпочтительно от 50 до 250 мкм, и
iii) остаток на 45 мкм сите, измеренный в соответствии с ISO 787/7, более 0,5% мас., предпочтительно от 0,5 до 30% мас., и более предпочтительно от 0,75 до 25% мас. относительно общей массы материала-наполнителя, содержащего карбонат кальция.
С учетом вышесказанного, понятно, что по меньшей мере один материал-наполнитель, содержащий карбонат кальция, предпочтительно представлен в форме дисперсного материала.
Дополнительно предпочтительно, что по меньшей мере один материал-наполнитель, содержащий карбонат кальция, имеет удельную площадь поверхности по БЭТ от 0,5 до 150 м2/г при измерении азотным методом БЭТ. Например, по меньшей мере один материал-наполнитель, содержащий карбонат кальция, имеет удельную площадь поверхности (БЭТ) от 0,5 до 50 м2/г, более предпочтительно от 0,5 до 35 м2/г, и наиболее предпочтительно от 0,5 до 10 м2/г при измерении азотным методом БЭТ.
Предпочтительно, что по меньшей мере один материал-наполнитель, содержащий карбонат кальция, представляет собой материал сухого помола, высушенный материал мокрого помола или смесь вышеуказанных материалов. В целом, стадию измельчения можно осуществлять с применением любого традиционного измельчающего устройства, например, в таких условиях, когда измельчение происходит преимущественно в результате ударов о вторичный корпус, то есть в одном или более из: шаровой мельницы, стержневой мельницы, вибрационной мельницы, вальцовой дробилки, турбинной мельницы, вертикальной бисерной мельницы, фрикционной мельницы, штифтовой мельницы, молотковой мельницы, пульверизатора, шредера, устройства для дробления комков, ножевидного инструмента или другого подобного оборудования, известного специалистам.
В том случае, если по меньшей мере один материал-наполнитель, содержащий карбонат кальция, представляет собой материал-наполнитель, содержащий карбонат кальция, полученный мокрым помолом, стадию измельчения можно осуществлять в таких условиях, что происходит самоизмельчение и/или измельчение в горизонтальной шаровой мельнице, и/или с применением других подобных процессов, известных специалистам. Полученный таким образом материал-наполнитель, содержащий карбонат кальция, измельченным мокрым способом, можно промывать из обезвоживать известными способами, например, флоккуляцией, фильтрованием или принудительным выпариванием с последующей сушкой. Последующую стадию сушки можно осуществлять в одну стадию, например, распылительной сушки, или по меньшей мере за две стадии, например, с использованием первой стадии нагревания материала-наполнителя, содержащего карбонат кальция, для снижения содержания связанной влаги до уровня, не превышающего значение примерно 0,5% мас. относительно общей сухой массы по меньшей мере одного материала-наполнителя, содержащего карбонат кальция. Остаточное общее содержание влаги в наполнителе может быть измерено методом кулонометрического титрования Карла Фишера, десорбцией влаги в печи при 195 °С и ее непрерывного пропускания через кулонометр KF (кулонометрический KF титратор Mettler Toledo C30, соединенный с печью Mettler DO 0337) с использованием сухого N2 при 100 мл/мин. в течение 10 минут. Остаточное общее содержание влаги может быть определено по калибровочной кривой, а также с учетом холостой пробы, которая представляет собой поток газа без образца в течение 10 минут. Остаточное общее содержание влаги может быть дополнительно снижено с помощью второй стадии нагревания по меньшей мере одного материала-наполнителя, содержащего карбонат кальция. В том случае, если указанную сушку осуществляют более чем в одну стадию сушки, первую стадию можно осуществлять нагреванием в горячем потоке воздуха, а вторую и последующие стадии сушки предпочтительно осуществляют косвенным нагреванием, при этом атмосфера в соответствующем реакторе содержит агент для поверхностной обработки. Часто также подвергают по меньшей мере один материал-наполнитель, содержащий карбонат кальция, обработке на стадии обогащения (такой как флотация, обесцвечивание или стадия магнитного разделения) для удаления примесей).
В одном варианте реализации настоящего изобретения по меньшей мере один материал-наполнитель, содержащий карбонат кальция, содержит материал-наполнитель, содержащий карбонат кальция, сухого помола. В другом предпочтительном варианте реализации по меньшей мере один материал-наполнитель, содержащий карбонат кальция, представляет собой материал, подверженный мокрому помолу в горизонтальной шаровой мельнице и затем высушенный с использованием известного метода распылительной сушки.
В зависимости от по меньшей мере одного материала-наполнителя, содержащего карбонат кальция, указанный по меньшей мере один материал-наполнитель содержащий карбонат кальция, предпочтительно имеет остаточное общее содержание влаги от 0,01 до 1% мас., предпочтительно от 0,01 до 0,2% мас., более предпочтительно от 0,02 до 0,2% мас., и наиболее предпочтительно от 0,04 до 0,2% мас. относительно общей сухой массы по меньшей мере одного материала-наполнителя, содержащего карбонат кальция.
Например, в случае использования в качестве по меньшей мере одного материала-наполнителя, содержащего карбонат кальция, мрамора мокрого помола, высушенного распылительной сушкой, остаточное общее содержание влаги в по меньшей мере одном материале-наполнителе, содержащем карбонат кальция, предпочтительно составляет от 0,01 до 0,1% мас., более предпочтительно от 0,02 до 0,08% мас., и наиболее предпочтительно от 0,04 до 0,07% мас. относительно общей сухой массы по меньшей мере одного материала-наполнителя, содержащего карбонат кальция. При использовании PCC в качестве по меньшей мере одного материала-наполнителя, содержащего карбонат кальция, остаточное общее содержание влаги в по меньшей мере одном материале-наполнителе, содержащем карбонат кальция, предпочтительно составляет от 0,01 до 0,2% мас., более предпочтительно от 0,05 до 0,17% мас., и наиболее предпочтительно от 0,05 до 0,15% мас. относительно общей сухой массы по меньшей мере одного материала-наполнителя, содержащего карбонат кальция.
Характеристика стадии b): обеспечение по меньшей мере одного агента для поверхностной обработки
В соответствии со стадией b) способа согласно настоящему изобретению, обеспечивают по меньшей мере один агент для поверхностной обработки, который находится в расплавленном или жидком состоянии при температуре от 18 до 45 °С.
Следует понимать, что выражение «по меньшей мере один» агент для поверхностной обработки означает, что в способе согласно настоящему изобретению может быть обеспечен один или более видов агентов для поверхностной обработки.
Соответственно, следует отметить, что по меньшей мере один агент для поверхностной обработки может представлять собой один вид агента для поверхностной обработки. Альтернативно, по меньшей мере один агент для поверхностной обработки может представлять собой смесь двух или более видов агентов для поверхностной обработки. Например, по меньшей мере один агент для поверхностной обработки может представлять собой смесь двух или трех видов агентов для поверхностной обработки, например, двух видов агентов для поверхностной обработки.
В одном варианте реализации настоящего изобретения по меньшей мере один агент для поверхностной обработки представляет собой один вид агента для поверхностной обработки.
Во избежание снижения размера частиц во время указанного процесса, предусмотрено, что по меньшей мере один агент для поверхностной обработки должен находиться в расплавленном или жидком состоянии при температуре от 18 до 45 °С. То есть по меньшей мере один материал-наполнитель, содержащий карбонат кальция, обрабатывают по меньшей мере одним агентом для поверхностной обработки, находящимся в расплавленном или жидком состоянии.
По меньшей мере один агент для поверхностной обработки предпочтительно имеет вязкость≤1000, предпочтительно≤900 мПа.с, более предпочтительно≤700 мПа.с, и наиболее предпочтительно≤500 мПа.с при +25 °C (± 2 °C) при измерении в соответствующем оборудовании, например, в реометре Physica MCR 300 (Paar Physica), оснащенном измерительной ячейкой TEZ 150 P-C и измерительной системой CC 28.7 при скорости сдвига 5 с-1 и при +25 °C (± 2 °C).
Следует понимать, что по меньшей мере один агент для поверхностной обработки также может быть представлен в органическом растворителе для достижения вышеуказанной вязкости. Однако органический растворитель должен иметь как можно более низкую температуру кипения во избежание энергозатратных стадий высушивания, необходимых для удаления органического растворителя. По той же причине по меньшей мере один агент для поверхностной обработки должен быть растворен в как можно меньшем количестве органического растворителя. Количество органического растворителя предпочтительно составляет менее 50% мас., более предпочтительно менее 30% мас., и наиболее предпочтительно менее 10% мас. относительно общей массы смеси, содержащей по меньшей мере один агент для поверхностной обработки и органический растворитель. Органический растворитель может быть выбран из группы растворителей, содержащих сложноэфирные и/или простые эфирные функциональные группы, ароматических растворителей, минеральных масел и их смесей. Примеры органических растворителей включают диэтиловый эфир, петролейный эфир, этилацетат, толуол, ксилол и их смеси.
Однако по меньшей мере один агент для поверхностной обработки предпочтительно представлен в неразбавленной форме, т.е. без органического растворителя.
Предусмотрено, что по меньшей мере один агент для поверхностной обработки может представлять собой любой агент для поверхностной обработки, известный специалистам в данной области техники, который может образовывать слой гидрофобного вещества на по меньшей мере части доступной площади поверхности частиц по меньшей мере одного материала-наполнителя, содержащего карбонат кальция.
В одном варианте реализации настоящего изобретения по меньшей мере один агент для поверхностной обработки на стадии b) представляет собой смесь сложных эфиров фосфорной кислоты из одного или более сложных моноэфиров фосфорной кислоты и/или одного или более сложных диэфиров фосфорной кислоты, и/или по меньшей мере одного монозамещенного янтарного ангидрида, состоящего из янтарного ангидрида, монозамещенного группой, выбранной из линейной, разветвленной и алифатической группы, имеющей общее количество атомов углерода от по меньшей мере C2 до C20 в заместителе, или циклической группы, имеющей общее количество атомов углерода от по меньшей мере C3 до C20 в заместителе.
Предпочтительно, по меньшей мере один агент для поверхностной обработки на стадии b) представляет собой смесь сложных эфиров фосфорной кислоты из одного или более сложных моноэфиров фосфорной кислоты и/или одного или более сложных диэфиров фосфорной кислоты, и/или по меньшей мере одного монозамещенного янтарного ангидрида, состоящего из янтарного ангидрида, монозамещенного группой, выбранной из линейной, разветвленной и алифатической группы, имеющей общее количество атомов углерода от по меньшей мере C2 до C20 в заместителе, или циклической группы, имеющей общее количество атомов углерода от по меньшей мере C3 до C20 в заместителе.
В одном варианте реализации по меньшей мере один агент для поверхностной обработки на стадии b) представляет собой смесь сложных эфиров фосфорной кислоты из одного или более сложных моноэфиров фосфорной кислоты и/или одного или более сложных диэфиров фосфорной кислоты.
Термин «сложный моноэфир фосфорной кислоты» в контексте настоящего изобретения относится к молекуле ортофосфорной кислоты, моноэстерифицированной молекулой спирта, выбранного из ненасыщенных или насыщенных, разветвленных или линейных, алифатических или ароматических спиртов, имеющих общее количество атомов углерода от C6 до C21, предпочтительно от C8 до C20, более предпочтительно от C8 до C18, и наиболее предпочтительно от C8 до C16 в спиртовом заместителе.
Термин «сложный диэфир фосфорной кислоты» в контексте настоящего изобретения относится к молекуле ортофосфорной кислоты, диэстерифицированной двумя молекулами спирта, выбранными из одинаковых или различных, ненасыщенных или насыщенных, разветвленных или линейных, алифатических или ароматических спиртов, имеющих общее количество атомов углерода от C6 до C21, предпочтительно от C8 до C20, более предпочтительно от C8 до C18, и наиболее предпочтительно от C8 до C16 в спиртовом заместителе.
Алкиловые сложные эфиры фосфорной кислоты хорошо известны в промышленности, в частности, в качестве поверхностно-активных веществ, смазывающих и антистатических агентов (Die Tenside; Kosswig und Stache, Carl Hanser Verlag München, 1993).
Синтез алкиловых сложных эфиров фосфорной кислоты различными способами, а также поверхностная обработка минералов алкиловыми сложными эфирами фосфорной кислоты хорошо известны специалистам в данной области техники, например, из публикаций Pesticide Formulations and Application Systems: 15й том; Collins HM, Hall FR, Hopkinson M, STP1268; опубликовано: 1996, US 3897519 A, US 4921990 A, US 4350645 A, US 6710199 B2, US 4126650 A, US 5554781 A, EP 1092000 B1 и WO 2008/023076 A1.
Предусмотрено, что выражение «один или более» сложных моноэфиров фосфорной кислоты означает, что в смеси сложных эфиров фосфорной кислоты могут присутствовать один или более видов сложных моноэфиров фосфорной кислоты.
Соответственно, следует отметить, что один или более сложных моноэфиров фосфорной кислоты могут представлять собой один вид сложного моноэфира фосфорной кислоты. Альтернативно, один или более сложных моноэфиров фосфорной кислоты могут представлять собой смесь двух или более видов сложных моноэфиров фосфорной кислоты. Например, один или более сложных моноэфиров фосфорной кислоты могут представлять собой смесь двух или трех видов сложного моноэфира фосфорной кислоты, например, два вида сложных моноэфиров фосфорной кислоты.
В одном варианте реализации настоящего изобретения один или более сложных моноэфиров фосфорной кислоты состоят из молекулы ортофосфорной кислоты, эстерифицированной одним спиртом, выбранным из ненасыщенных или насыщенных, разветвленных или линейных, алифатических или ароматических спиртов, имеющих общее количество атомов углерода от C6 до C21 в спиртовом заместителе. Например, один или более сложных моноэфиров фосфорной кислоты состоят из молекулы ортофосфорной кислоты, эстерифицированной одним спиртом, выбранным из ненасыщенных или насыщенных, разветвленных или линейных, алифатических или ароматических спиртов, имеющих общее количество атомов углерода от C8 до C20, более предпочтительно от C8 до C18, и наиболее предпочтительно от C8 до C16 в спиртовом заместителе.
В одном варианте реализации настоящего изобретения один или более сложных моноэфиров фосфорной кислоты состоят из молекулы ортофосфорной кислоты, эстерифицированной одним спиртом, выбранным из насыщенных и линейных или разветвленных и алифатических спиртов, имеющих общее количество атомов углерода от C6 до C21 в спиртовом заместителе. Например, один или более сложных моноэфиров фосфорной кислоты состоят из молекулы ортофосфорной кислоты, эстерифицированной одним спиртом, выбранным из насыщенных и линейных или разветвленных и алифатических спиртов, имеющих общее количество атомов углерода от C8 до C20, более предпочтительно от C8 до C18, и наиболее предпочтительно от C8 до C16 в спиртовом заместителе.
В одном варианте реализации настоящего изобретения один или более сложных моноэфиров фосфорной кислоты состоят из молекулы ортофосфорной кислоты, эстерифицированной одним спиртом, выбранным из насыщенных и линейных и алифатических спиртов, имеющих общее количество атомов углерода от C6 до C21, более предпочтительно от C8 до C20, более предпочтительно от C8 до C18, и наиболее предпочтительно от C8 до C16 в спиртовом заместителе. Альтернативно, один или более сложных моноэфиров фосфорной кислоты состоят из молекулы ортофосфорной кислоты, эстерифицированной одним спиртом, выбранным из насыщенных и разветвленных и алифатических спиртов, имеющих общее количество атомов углерода от C6 до C21, более предпочтительно от C8 до C20, более предпочтительно от C8 до C18, и наиболее предпочтительно от C8 до C16 в спиртовом заместителе.
В одном варианте реализации настоящего изобретения один или более сложных моноэфиров фосфорной кислоты выбраны из группы, включающей гексиловый моноэфир фосфорной кислоты, гептиловый моноэфир фосфорной кислоты, октиловый моноэфир фосфорной кислоты, 2-этилгексиловый моноэфир фосфорной кислоты, нониловый моноэфир фосфорной кислоты, дециловый моноэфир фосфорной кислоты, ундециловый моноэфир фосфорной кислоты, додециловый моноэфир фосфорной кислоты, тетрадециловый моноэфир фосфорной кислоты, гексадециловый моноэфир фосфорной кислоты и их смеси.
Например, один или более сложных моноэфиров фосфорной кислоты выбраны из группы, включающей 2-этилгексиловый моноэфир фосфорной кислоты, гексадециловый моноэфир фосфорной кислоты, гептилнониловый моноэфир фосфорной кислоты и их смеси.
Предусмотрено, что выражение «один или более» сложных диэфиров фосфорной кислоты означает, что в смеси сложных эфиров фосфорной кислоты могут присутствовать один или более видов сложных диэфиров фосфорной кислоты.
Соответственно, следует отметить, что один или более сложных диэфиров фосфорной кислоты могут представлять собой один вид сложного диэфира фосфорной кислоты. Альтернативно, один или более сложных диэфиров фосфорной кислоты могут представлять собой смесь двух или более видов сложных диэфиров фосфорной кислоты. Например, один или более сложных диэфиров фосфорной кислоты могут представлять собой смесь двух или трех видов сложного диэфира фосфорной кислоты, например, два вида сложных диэфиров фосфорной кислоты.
В одном варианте реализации настоящего изобретения один или более сложных диэфиров фосфорной кислоты состоят из молекулы ортофосфорной кислоты, эстерифицированной двумя спиртами, выбранными из ненасыщенных или насыщенных, разветвленных или линейных, алифатических или ароматических спиртов, имеющих общее количество атомов углерода от C6 до C21 в спиртовом заместителе. Например, один или более сложных диэфиров фосфорной кислоты состоят из молекулы ортофосфорной кислоты, эстерифицированной двумя жирными спиртами, выбранными из ненасыщенных или насыщенных, разветвленных или линейных, алифатических или ароматических спиртов, имеющих общее количество атомов углерода от C8 до C20, более предпочтительно от C8 до C18, и наиболее предпочтительно от C8 до C16 в спиртовом заместителе.
Предусмотрено, что два спирта, используемых для эстерификации фосфорной кислоты, могут быть независимо выбраны из одинаковых или различных, ненасыщенных или насыщенных, разветвленных или линейных, алифатических или ароматических спиртов, имеющих общее количество атомов углерода от C6 до C21 в спиртовом заместителе. Другими словами, один или более сложных диэфиров фосфорной кислоты могут содержать два заместителя, полученных из одного и того же спирта, или молекула сложного диэфира фосфорной кислоты может содержать два заместителя, полученных из разных спиртов.
В одном варианте реализации настоящего изобретения один или более сложных диэфиров фосфорной кислоты состоят из молекулы ортофосфорной кислоты, эстерифицированной двумя спиртами, выбранными из одинаковых или различных, насыщенных и линейных или разветвленных и алифатических спиртов, имеющих общее количество атомов углерода от C6 до C21 в спиртовом заместителе. Например, один или более сложных диэфиров фосфорной кислоты состоят из молекулы ортофосфорной кислоты, эстерифицированной двумя спиртами, выбранными из одинаковых или различных, насыщенных и линейных или разветвленных и алифатических спиртов, имеющих общее количество атомов углерода от C8 до C20, более предпочтительно от C8 до C18, и наиболее предпочтительно от C8 до C16 в спиртовом заместителе.
В одном варианте реализации настоящего изобретения один или более сложных диэфиров фосфорной кислоты состоят из молекулы ортофосфорной кислоты, эстерифицированной двумя спиртами, выбранными из одинаковых или различных, насыщенных и линейных и алифатических спиртов, имеющих общее количество атомов углерода от C6 до C21, более предпочтительно от C8 до C20, более предпочтительно от C8 до C18, и наиболее предпочтительно от C8 до C16 в спиртовом заместителе. Альтернативно, один или более сложных диэфиров фосфорной кислоты состоят из молекулы ортофосфорной кислоты, эстерифицированной двумя спиртами, выбранными из одинаковых или различных, насыщенных и разветвленных и алифатических спиртов, имеющих общее количество атомов углерода от C6 до C21, более предпочтительно от C8 до C20, более предпочтительно от C8 до C18, и наиболее предпочтительно от C8 до C16 в спиртовом заместителе.
В одном варианте реализации настоящего изобретения один или более сложных диэфиров фосфорной кислоты выбраны из группы, включающей гексиловый диэфир фосфорной кислоты, гептиловый диэфир фосфорной кислоты, октиловый диэфир фосфорной кислоты, 2-этилгексиловый диэфир фосфорной кислоты, нониловый диэфир фосфорной кислоты, дециловый диэфир фосфорной кислоты, ундециловый диэфир фосфорной кислоты, додециловый диэфир фосфорной кислоты, тетрадециловый диэфир фосфорной кислоты, гексадециловый диэфир фосфорной кислоты и их смеси.
Например, один или более сложных диэфиров фосфорной кислоты выбраны из группы, включающей 2-этилгексиловый диэфир фосфорной кислоты, гексадециловый диэфир фосфорной кислоты и их смеси. В одном варианте реализации настоящего изобретения один или более сложных диэфиров фосфорной кислоты представляет собой 2-октил-1-додециловый диэфир фосфорной кислоты.
В одном варианте реализации настоящего изобретения один или более сложных моноэфиров фосфорной кислоты выбраны из группы, включающей 2-этилгексиловый моноэфир фосфорной кислоты, гексадециловый моноэфир фосфорной кислоты и их смеси, и один или более сложных диэфиров фосфорной кислоты выбраны из группы, включающей 2-этилгексиловый диэфир фосфорной кислоты, гексадециловый диэфир фосфорной кислоты и их смеси.
Например, смесь сложных эфиров фосфорной кислоты содержит один моноэфир фосфорной кислоты и один диэфир фосфорной кислоты. В таком случае один моноэфир фосфорной кислоты выбран из группы, включающей 2-этилгексиловый моноэфир фосфорной кислоты и гексадециловый моноэфир фосфорной кислоты, и один диэфир фосфорной кислоты выбран из группы, включающей 2-этилгексиловый диэфир фосфорной кислоты и гексадециловый диэфир фосфорной кислоты.
Если смесь сложных эфиров фосфорной кислоты содержит один моноэфир фосфорной кислоты и один диэфир фосфорной кислоты, то предусмотрено, что спиртовые заместители в одном моноэфире фосфорной кислоты и в одном диэфире фосфорной кислоты предпочтительно являются одинаковыми. Например, смесь сложных эфиров фосфорной кислоты содержит один 2-этилгексиловый моноэфир фосфорной кислоты и один 2-этилгексиловый диэфир фосфорной кислоты. Альтернативно, смесь сложных эфиров фосфорной кислоты содержит гексадециловый моноэфир фосфорной кислоты и гексадециловый диэфир фосфорной кислоты.
В одном варианте реализации настоящего изобретения смесь сложных эфиров фосфорной кислоты содержит два или более моноэфиров фосфорной кислоты и два или более диэфиров фосфорной кислоты. В таком случае два или более моноэфиров фосфорной кислоты выбраны из группы, включающей 2-этилгексиловый моноэфир фосфорной кислоты и гексадециловый моноэфир фосфорной кислоты, и два или более диэфиров фосфорной кислоты выбраны из группы, включающей 2-этилгексиловый диэфир фосфорной кислоты и гексадециловый диэфир фосфорной кислоты.
В соответствии с одним вариантом реализации настоящего изобретения, смесь сложных эфиров фосфорной кислоты содержит один или более моноэфиров фосфорной кислоты и один или более диэфиров фосфорной кислоты в определенном молярном соотношении. В частности, молярное соотношение одного или более моноэфиров фосфорной кислоты к одному или более диэфирам фосфорной кислоты в смеси сложных эфиров фосфорной кислоты может составлять от 1:1 до 1:100.
Выражение «молярное отношение одного или более моноэфиров фосфорной кислоты к одному или более диэфирам фосфорной кислоты» в контексте настоящего изобретения относится к сумме молекулярных масс молекул моноэфиров фосфорной кислоты, деленной на сумму молекулярных масс молекул диэфиров фосфорной кислоты.
В соответствии с одним вариантом реализации, молярное отношение одного или более моноэфиров фосфорной кислоты к одному или более диэфирам фосфорной кислоты в смеси сложных эфиров фосфорной кислоты составляет от 1:1 до 1:100, предпочтительно от 1:1,1 до 1:80, более предпочтительно от 1:1,1 до 1:60, еще более предпочтительно от 1:1,1 до 1:40, еще более предпочтительно от 1:1,1 до 1:20, и наиболее предпочтительно от 1:1,1 до 1:10.
В соответствии с одним вариантом реализации настоящего изобретения,
I) один или более моноэфиров фосфорной кислоты состоят из молекулы ортофосфорной кислоты, моноэстерифицированной одной молекулой спирта, выбранного из ненасыщенных или насыщенных, разветвленных или линейных, алифатических или ароматических спиртов, имеющих общее количество атомов углерода от C6 до C21, предпочтительно от C8 до C20, более предпочтительно от C8 до C18, и наиболее предпочтительно от C8 до C16 в спиртовом заместителе, и/или
II) один или более диэфиров фосфорной кислоты состоят из молекулы ортофосфорной кислоты, диэстерифицированной двумя молекулами спирта, выбранного из одинаковых или различных, ненасыщенных или насыщенных, разветвленных или линейных, алифатических или ароматических жирных спиртов, имеющих общее количество атомов углерода от C6 до C21, предпочтительно от C8 до C20, более предпочтительно от C8 до C18, и наиболее предпочтительно от C8 до C16 в спиртовом заместителе.
В одном варианте реализации настоящего изобретения смесь сложных эфиров фосфорной кислоты дополнительно содержит один или более триэфиров фосфорной кислоты и/или фосфорную кислоту.
Термин «сложный триэфир фосфорной кислоты» в контексте настоящего изобретения относится к молекуле ортофосфорной кислоты, триэстерифицированной тремя молекулами спирта, выбранными из одинаковых или различных, ненасыщенных или насыщенных, разветвленных или линейных, алифатических или ароматических спиртов, имеющих общее количество атомов углерода от C6 до C21, предпочтительно от C8 до C20, более предпочтительно от C8 до C18, и наиболее предпочтительно от C8 до C16 в спиртовом заместителе.
Предусмотрено, что выражение «один или более» сложных триэфиров фосфорной кислоты означает, что в смеси сложных эфиров фосфорной кислоты могут присутствовать один или более видов сложных триэфиров фосфорной кислоты.
Соответственно, следует отметить, что один или более сложных триэфиров фосфорной кислоты могут представлять собой один вид сложного триэфира фосфорной кислоты. Альтернативно, один или более сложных триэфиров фосфорной кислоты могут представлять собой смесь двух или более видов сложных триэфиров фосфорной кислоты. Например, один или более сложных триэфиров фосфорной кислоты могут представлять собой смесь двух или трех видов сложного триэфира фосфорной кислоты, например, два вида сложных диэфиров фосфорной кислоты.
В одном варианте реализации настоящего изобретения один или более сложных триэфиров фосфорной кислоты состоят из молекулы ортофосфорной кислоты, эстерифицированной тремя спиртами, выбранными из одинаковых или различных, ненасыщенных или насыщенных, разветвленных или линейных, алифатических или ароматических спиртов, имеющих общее количество атомов углерода от C6 до C21 в спиртовом заместителе. Например, один или более сложных триэфиров фосфорной кислоты состоят из молекулы ортофосфорной кислоты, эстерифицированной тремя спиртами, выбранными из одинаковых или различных, ненасыщенных или насыщенных, разветвленных или линейных, алифатических или ароматических жирных спиртов, имеющих общее количество атомов углерода от C8 до C20, более предпочтительно от C8 до C18, и наиболее предпочтительно от C8 до C16 в спиртовом заместителе.
Предусмотрено, что три спирта, используемых для эстерификации фосфорной кислоты, могут быть независимо выбраны из ненасыщенных или насыщенных, разветвленных или линейных, алифатических или ароматических спиртов, имеющих общее количество атомов углерода от C6 до C21 в спиртовом заместителе. Другими словами, одна или более молекул сложных триэфиров фосфорной кислоты могут содержать три заместителя, полученных из одного и того же спирта, или молекула сложного триэфира фосфорной кислоты может содержать три заместителя, полученных из разных спиртов.
В одном варианте реализации настоящего изобретения один или более сложных триэфиров фосфорной кислоты состоят из молекулы ортофосфорной кислоты, эстерифицированной тремя спиртами, выбранными из одинаковых или различных, насыщенных и линейных или разветвленных и алифатических спиртов, имеющих общее количество атомов углерода от C6 до C21 в спиртовом заместителе. Например, один или более сложных триэфиров фосфорной кислоты состоят из молекулы ортофосфорной кислоты, эстерифицированной тремя спиртами, выбранными из одинаковых или различных, насыщенных и линейных или разветвленных и алифатических спиртов, имеющих общее количество атомов углерода от C8 до C20, более предпочтительно от C8 до C18, и наиболее предпочтительно от C8 до C16 в спиртовом заместителе.
В одном варианте реализации настоящего изобретения один или более сложных триэфиров фосфорной кислоты состоят из молекулы ортофосфорной кислоты, эстерифицированной тремя спиртами, выбранными из насыщенных и линейных и алифатических спиртов, имеющих общее количество атомов углерода от C6 до C21, более предпочтительно от C8 до C20, более предпочтительно от C8 до C18, и наиболее предпочтительно от C8 до C16 в спиртовом заместителе. Альтернативно, один или более сложных триэфиров фосфорной кислоты состоят из молекулы ортофосфорной кислоты, эстерифицированной тремя спиртами, выбранными из насыщенных и разветвленных и алифатических спиртов, имеющих общее количество атомов углерода от C6 до C21, более предпочтительно от C8 до C20, более предпочтительно от C8 до C18, и наиболее предпочтительно от C8 до C16 в спиртовом заместителе.
В одном варианте реализации настоящего изобретения один или более сложных триэфиров фосфорной кислоты выбраны из группы, включающей гексиловый триэфир фосфорной кислоты, гептиловый триэфир фосфорной кислоты, октиловый триэфир фосфорной кислоты, 2-этилгексиловый триэфир фосфорной кислоты, нониловый триэфир фосфорной кислоты, дециловый триэфир фосфорной кислоты, ундециловый триэфир фосфорной кислоты, додециловый триэфир фосфорной кислоты, тетрадециловый триэфир фосфорной кислоты, гексадециловый триэфир фосфорной кислоты и их смеси.
Например, один или более сложных триэфиров фосфорной кислоты выбраны из группы, включающей 2-этилгексиловый триэфир фосфорной кислоты и гексадециловый триэфир фосфорной кислоты и их смеси.
В одном варианте реализации настоящего изобретения смесь сложных эфиров фосфорной кислоты содержит один или более моноэфиров фосфорной кислоты и один или более диэфиров фосфорной кислоты, и один или более триэфиров фосфорной кислоты, и необязательно фосфорную кислоту. Например, смесь сложных эфиров фосфорной кислоты содержит один или более моноэфиров фосфорной кислоты и один или более диэфиров фосфорной кислоты, и один или более триэфиров фосфорной кислоты, и фосфорную кислоту.
Альтернативно, смесь сложных эфиров фосфорной кислоты содержит один или более моноэфиров фосфорной кислоты и один или более диэфиров фосфорной кислоты, и необязательно фосфорную кислоту. Например, смесь сложных эфиров фосфорной кислоты содержит один или более моноэфиров фосфорной кислоты и один или более диэфиров фосфорной кислоты, и фосфорную кислоту.
Если смесь сложных эфиров фосфорной кислоты содержит один или более триэфиров фосфорной кислоты, то предпочтительно, что указанная смесь сложных эфиров фосфорной кислоты содержит один или более триэфиров фосфорной кислоты в количестве≤10% мол. относительно суммы моль одного или более моноэфиров фосфорной кислоты и одного или более диэфиров фосфорной кислоты, и одного или более триэфиров фосфорной кислоты, и фосфорной кислоты. Например, смесь сложных эфиров фосфорной кислоты содержит один или более триэфиров фосфорной кислоты в количестве≤8% мол., предпочтительно≤6% мол., и более предпочтительно≤4% мол., например, от 0,1 до 4% мол. относительно суммы моль одного или более моноэфиров фосфорной кислоты и одного или более диэфиров фосфорной кислоты, и одного или более триэфиров фосфорной кислоты, и фосфорной кислоты.
Дополнительно или альтернативно, если смесь сложных эфиров фосфорной кислоты содержит фосфорную кислоту, то предпочтительно, что указанная смесь сложных эфиров фосфорной кислоты содержит фосфорную кислоту в количестве≤10% мол. относительно суммы моль одного или более моноэфиров фосфорной кислоты и одного или более диэфиров фосфорной кислоты, и одного или более триэфиров фосфорной кислоты, и фосфорной кислоты. Например, смесь сложных эфиров фосфорной кислоты содержит фосфорную кислоту в количестве≤8% мол., предпочтительно≤6% мол., и более предпочтительно≤4% мол., например, от 0,1 до 4% мол. относительно суммы моль одного или более моноэфиров фосфорной кислоты и одного или более диэфиров фосфорной кислоты, и одного или более триэфиров фосфорной кислоты, и фосфорной кислоты.
Если смесь сложных эфиров фосфорной кислоты дополнительно содержит фосфорную кислоту и один или более триэфиров фосфорной кислоты, то предпочтительно молярное отношение фосфорной кислоты к одному или более моноэфиров фосфорной кислоты и к одному или более диэфиров фосфорной кислоты, и к одному или более триэфиров фосфорной кислоты в указанной смеси сложных эфиров фосфорной кислоты составляет≤10% мол. :≤40% мол. :≥40% мол. :≤10% мол. относительно суммы моль одного или более моноэфиров фосфорной кислоты и одного или более диэфиров фосфорной кислоты, и одного или более триэфиров фосфорной кислоты, и фосфорной кислоты.
Выражение «молярное отношение фосфорной кислоты к одному или более моноэфирам фосфорной кислоты и к одному или более диэфирам фосфорной кислоты, и к одному или более триэфирам фосфорной кислоты» в контексте настоящего изобретения относится к отношению суммы молекулярных масс фосфорной кислоты к сумме молекулярных масс молекул моноэфиров фосфорной кислоты и к сумме молекулярных масс молекул диэфиров фософрной кислоты, и к сумме молекулярных масс молекул триэфиров фосфорной кислоты.
Способы получения продукта на основе материала-наполнителя с обработанной поверхностью, обработанного смесью по меньшей мере одного сложного эфира фосфорной кислоты, и подходящие соединения для нанесения покрытия описаны, например, в публикации EP 2 770 017 A1, содержание которой включено в настоящий документ посредством ссылки.
Дополнительно или альтернативно, по меньшей мере один агент для поверхностной обработки на стадии b) представляет собой по меньшей мере один монозамещенный янтарный ангидрид, состоящий из янтарного ангидрида, монозамещенного группой, выбранной из линейной, разветвленной, алифатической и циклической группы, содержащей общее количество атомов углерода от по меньшей мере C2 до C20 в указанном заместителе.
В одном варианте реализации по меньшей мере один агент для поверхностной обработки на стадии b), который представляет собой по меньшей мере один монозамещенный янтарный ангидрид, представлен в растворителе, предпочтительно в органическом растворителе. Альтернативно, по меньшей мере один агент для поверхностной обработки на стадии b), который представляет собой по меньшей мере один монозамещенный янтарный ангидрид, представлен в воде в качестве растворителя.
Предусмотрено, что по меньшей мере один монозамещенный янтарный ангидрид представляет собой агент для поверхностной обработки и состоит из янтарного ангидрида, монозамещенного группой, выбранной из любой линейной, разветвленной, алифатической и циклической группы, содержащей общее количество атомов углерода от C2 до C20 в указанном заместителе.
В одном варианте реализации настоящего изобретения по меньшей мере один монозамещенный янтарный ангидрид состоит из янтарного ангидрида, монозамещенного группой, выбранной из линейной, разветвленной, алифатической и циклической группы, содержащей общее количество атомов углерода от C3 до C20 в указанном заместителе. Например, по меньшей мере один монозамещенный янтарный ангидрид состоит из янтарного ангидрида, монозамещенного группой, выбранной из линейной, разветвленной, алифатической и циклической группы, содержащей общее количество атомов углерода от C4 до C20 в указанном заместителе.
В одном варианте реализации настоящего изобретения по меньшей мере один монозамещенный янтарный ангидрид состоит из янтарного ангидрида, монозамещенного одной группой, представляющей собой линейную и алифатическую группу, содержащую общее количество атомов углерода от C2 до C20, предпочтительно от C3 до C20, и наиболее предпочтительно от C4 до C20 в указанном заместителе. Дополнительно или альтернативно, по меньшей мере один монозамещенный янтарный ангидрид состоит из янтарного ангидрида, монозамещенного одной группой, представляющей собой разветвленную и алифатическую группу, содержащую общее количество атомов углерода от C2 до C20, предпочтительно от C3 до C20, и наиболее предпочтительно от C4 до C20 в указанном заместителе.
Так, предпочтительно, что по меньшей мере один монозамещенный янтарный ангидрид состоит из янтарного ангидрида, монозамещенного одной группой, представляющей собой линейную или разветвленную алкильную группу, содержащую общее количество атомов углерода от C2 до C20, предпочтительно от C3 до C20, и наиболее предпочтительно от C4 до C20 в указанном заместителе.
Например, по меньшей мере один монозамещенный янтарный ангидрид состоит из янтарного ангидрида, монозамещенного одной группой, представляющей собой линейную алкильную группу, содержащую общее количество атомов углерода от C2 до C20, предпочтительно от C3 до C20, и наиболее предпочтительно от C4 до C20 в указанном заместителе. Дополнительно или альтернативно, по меньшей мере один монозамещенный янтарный ангидрид состоит из янтарного ангидрида, монозамещенного одной группой, представляющей собой разветвленную алкильную группу, содержащую общее количество атомов углерода от C2 до C20, предпочтительно от C3 до C20, и наиболее предпочтительно от C4 до C20 в указанном заместителе.
Термин «алкил» в контексте настоящего изобретения относится к линейному или разветвленному насыщенному органическому соединению, состоящему из углерода и водорода. Другими словами, «янтарный ангидрид, монозамещенный алкилом» состоит из линейной или разветвленной насыщенной углеводородной цепи, содержащей подвешенную группу янтарного ангидрида.
В одном варианте реализации настоящего изобретения по меньшей мере один монозамещенный янтарный ангидрид представляет собой по меньшей мере один янтарный ангидрид, монозамещенный линейным или разветвленным алкилом. Например, по меньшей мере один янтарный ангидрид, монозамещенный алкилом, выбран из группы, содержащей этил-янтарный ангидрид, пропил-янтарный ангидрид, бутил-янтарный ангидрид, триизобутил-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 и их смеси.
Соответственно, предусмотрено, что, например, термин «бутил-янтарный ангидрид» включает линейные и разветвленные бутил-янтарные ангидриды. Одним конкретным примером линейных бутил-янтарных ангидридов является н-бутил-янтарный ангидрид. Конкретные примеры разветвленных бутил-янтарных ангидридов представляют собой изо-бутил-янтарный ангидрид, втор-бутил-янтарный ангидрид и/или трет-бутил-янтарный ангидрид.
Кроме того, предусмотрено, что, например, термин «гексадеканил-янтарный ангидрид» включает линейные и разветвленные гексадеканил-янтарные ангидриды. Одним конкретным примером линейных гексадеканил-янтарных ангидридов является н-гексадеканил-янтарный ангидрид. Конкретные примеры разветвленных гексадеканил-янтарных ангидридов представляют собой 14-метилпентадеканил-янтарный ангидрид, 13-метилпентадеканил-янтарный ангидрид, 12-метилпентадеканил-янтарный ангидрид, 11-метилпентадеканил-янтарный ангидрид, 10-метилпентадеканил-янтарный ангидрид, 9-метилпентадеканил-янтарный ангидрид, 8-метилпентадеканил-янтарный ангидрид, 7-метилпентадеканил-янтарный ангидрид, 6-метилпентадеканил-янтарный ангидрид, 5-метилпентадеканил-янтарный ангидрид, 4-метилпентадеканил-янтарный ангидрид, 3-метилпентадеканил-янтарный ангидрид, 2-метилпентадеканил-янтарный ангидрид, 1-метилпентадеканил-янтарный ангидрид, 13-этилбутадеканил-янтарный ангидрид, 12-этилбутадеканил-янтарный ангидрид, 11-этилбутадеканил-янтарный ангидрид, 10-этилбутадеканил-янтарный ангидрид, 9-этилбутадеканил-янтарный ангидрид, 8-этилбутадеканил-янтарный ангидрид, 7-этилбутадеканил-янтарный ангидрид, 6-этилбутадеканил-янтарный ангидрид, 5-этилбутадеканил-янтарный ангидрид, 4-этилбутадеканил-янтарный ангидрид, 3-этилбутадеканил-янтарный ангидрид, 2-этилбутадеканил-янтарный ангидрид, 1-этилбутадеканил-янтарный ангидрид, 2-бутилдодеканил-янтарный ангидрид, 1-гексилдеканил-янтарный ангидрид, 1-гексил-2-деканил-янтарный ангидрид, 2-гексилдеканил-янтарный ангидрид, 6,12-диметилбутадеканил-янтарный ангидрид, 2,2-диэтилдодеканил-янтарный ангидрид, 4,8,12-триметилтридеканил-янтарный ангидрид, 2,2,4,6,8-пентаметилундеканил-янтарный ангидрид, 2-этил-4-метил-2-(2-метилпентил)гептил-янтарный ангидрид и/или 2-этил-4,6-диметил-2-пропилнонил-янтарный ангидрид.
Кроме того, предусмотрено, что, например, термин «октадеканил-янтарный ангидрид» включает линейные и разветвленные октадеканил-янтарные ангидриды. Одним конкретным примером линейных октадеканил-янтарных ангидридов является н-октадеканил-янтарный ангидрид. Конкретные примеры разветвленных гексадеканил-янтарных ангидридов представляют собой 16-метилгептадеканил-янтарный ангидрид, 15-метилгептадеканил-янтарный ангидрид, 14-метилгептадеканил-янтарный ангидрид, 13-метилгептадеканил-янтарный ангидрид, 12-метилгептадеканил-янтарный ангидрид, 11-метилгептадеканил-янтарный ангидрид, 10-метилгептадеканил-янтарный ангидрид, 9-метилгептадеканил-янтарный ангидрид, 8-метилгептадеканил-янтарный ангидрид, 7-метилгептадеканил-янтарный ангидрид, 6-метилгептадеканил-янтарный ангидрид, 5-метилгептадеканил-янтарный ангидрид, 4-метилгептадеканил-янтарный ангидрид, 3-метилгептадеканил-янтарный ангидрид, 2-метилгептадеканил-янтарный ангидрид, 1-метилгептадеканил-янтарный ангидрид, 14-этилгексадеканил-янтарный ангидрид, 13-этилгексадеканил-янтарный ангидрид, 12-этилгексадеканил-янтарный ангидрид, 11-этилгексадеканил-янтарный ангидрид, 10-этилгексадеканил-янтарный ангидрид, 9-этилгексадеканил-янтарный ангидрид, 8-этилгексадеканил-янтарный ангидрид, 7-этилгексадеканил-янтарный ангидрид, 6-этилгексадеканил-янтарный ангидрид, 5-этилгексадеканил-янтарный ангидрид, 4-этилгексадеканил-янтарный ангидрид, 3-этилгексадеканил-янтарный ангидрид, 2-этилгексадеканил-янтарный ангидрид, 1-этилгексадеканил-янтарный ангидрид, 2-гексилдодеканил-янтарный ангидрид, 2-гептилундеканил-янтарный ангидрид, изо-октадеканил-янтарный ангидрид и/или 1-октил-2-деканил-янтарный ангидрид.
В одном варианте реализации настоящего изобретения по меньшей мере один янтарный ангидрид, монозамещенный алкилом, выбран из группы, содержащей бутил-янтарный ангидрид, гексил-янтарный ангидрид, гептил-янтарный ангидрид, октил-янтарный ангидрид, гексадеканил-янтарный ангидрид, октадеканил-янтарный ангидрид и их смеси.
В одном варианте реализации настоящего изобретения по меньшей мере один монозамещенный янтарный ангидрид представляет собой один тип янтарного ангидрида, монозамещенного алкилом. Например, один янтарный ангидрид, монозамещенный алкилом, представляет собой бутил-янтарный ангидрид. Альтернативно, один янтарный ангидрид, монозамещенный алкилом, представляет собой гексил-янтарный ангидрид. Альтернативно, один янтарный ангидрид, монозамещенный алкилом, представляет собой гептил-янтарный ангидрид или октил-янтарный ангидрид. Альтернативно, один янтарный ангидрид, монозамещенный алкилом, представляет собой гексадеканил-янтарный ангидрид. Например, один янтарный ангидрид, монозамещенный алкилом, представляет собой линейный гексадеканил-янтарный ангидрид, такой как н-гексадеканил-янтарный ангидрид или разветвленный гексадеканил-янтарный ангидрид, такой как 1-гексил-2-деканил-янтарный ангидрид. Альтернативно, один янтарный ангидрид, монозамещенный алкилом, представляет собой октадеканил-янтарный ангидрид. Например, один янтарный ангидрид, монозамещенный алкилом, представляет собой линейный октадеканил-янтарный ангидрид, такой как н-октадеканил-янтарный ангидрид или разветвленный октадеканил-янтарный ангидрид, такой как изо-октадеканил-янтарный ангидрид или 1-октил-2-деканил-янтарный ангидрид.
В одном варианте реализации настоящего изобретения один янтарный ангидрид, монозамещенный алкилом, представляет собой бутил-янтарный ангидрид, такой как н-бутил-янтарный ангидрид.
В одном варианте реализации настоящего изобретения по меньшей мере один монозамещенный янтарный ангидрид представляет собой смесь двух или более типов янтарных ангидридов, монозамещенных алкилом. Например, по меньшей мере один монозамещенный янтарный ангидрид представляет собой смесь двух или трех типов янтарных ангидридов, монозамещенных алкилом.
В одном варианте реализации настоящего изобретения по меньшей мере один монозамещенный янтарный ангидрид состоит из янтарного ангидрида, монозамещенного одной группой, представляющей собой линейную или разветвленную алкенильную группу, содержащую общее количество атомов углерода от C2 до C20, предпочтительно от C3 до C20, и наиболее предпочтительно от C4 до C20 в указанном заместителе.
Термин «алкенил» в контексте настоящего изобретения относится к линейному или разветвленному ненасыщенному органическому соединению, состоящему из углерода и водорода. Указанное органическое соединение дополнительно содержит по меньшей мере одну двойную связь в указанном заместителе, предпочтительно одну двойную связь. Другими словами, «янтарный ангидрид, монозамещенный алкенилом» состоит из линейной или разветвленной ненасыщенной углеводородной цепи, содержащей подвешенную группу янтарного ангидрида. Предусмотрено, что термин «алкенил» в контексте настоящего изобретения включает цис- и транс-изомеры.
В одном варианте реализации настоящего изобретения по меньшей мере один монозамещенный янтарный ангидрид представляет собой по меньшей мере один янтарный ангидрид, монозамещенный линейным или разветвленным алкенилом. Например, по меньшей мере один янтарный ангидрид, монозамещенный алкенилом, выбран из группы, содержащей этенил-янтарный ангидрид, пропенил-янтарный ангидрид, бутенил-янтарный ангидрид, триизобутенил-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 и их смеси.
Соответственно, предусмотрено, что, например, термин «гексадеценил-янтарный ангидрид» включает линейные и разветвленные гексадеценил-янтарные ангидриды. Одним конкретным примером линейных гексадеценил-янтарных ангидридов является 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. Конкретные примеры разветвленных гексадеценил-янтарных ангидридов представляют собой 14-метил-9-пентадеценил-янтарный ангидрид, 14-метил-2-пентадеценил-янтарный ангидрид, 1-гексил-2-деценил-янтарный ангидрид и/или изо-гексадеценил-янтарный ангидрид.
Кроме того, предусмотрено, что, например, термин «октадеценил-янтарный ангидрид» включает линейные и разветвленные октадеценил-янтарные ангидриды. Одним конкретным примером линейных октадеценил-янтарных ангидридов является 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. Конкретные примеры разветвленных октадеценил-янтарных ангидридов представляют собой 16-метил-9-гептадеценил-янтарный ангидрид, 16-метил-7-гептадеценил-янтарный ангидрид, 1-октил-2-деценил-янтарный ангидрид и/или изо-октадеценил-янтарный ангидрид.
В одном варианте реализации настоящего изобретения по меньшей мере один янтарный ангидрид, монозамещенный алкенилом, выбран из группы, содержащей гексенил-янтарный ангидрид, октенил-янтарный ангидрид, гексадеценил-янтарный ангидрид, октадеценил-янтарный ангидрид и их смеси.
В одном варианте реализации настоящего изобретения по меньшей мере один монозамещенный янтарный ангидрид представляет собой один янтарный ангидрид, монозамещенный алкенилом. Например, один янтарный ангидрид, монозамещенный алкенилом, представляет собой гексенил-янтарный ангидрид. Альтернативно, один янтарный ангидрид, монозамещенный алкенилом, представляет собой октенил-янтарный ангидрид. Альтернативно, один янтарный ангидрид, монозамещенный алкенилом, представляет собой гексадеценил-янтарный ангидрид. Например, один янтарный ангидрид, монозамещенный алкенилом, представляет собой линейный гексадеценил-янтарный ангидрид, такой как н-гексадеценил-янтарный ангидрид или разветвленный гексадеценил-янтарный ангидрид, такой как 1-гексил-2-деценил-янтарный ангидрид. Альтернативно, один янтарный ангидрид, монозамещенный алкенилом, представляет собой октадеценил-янтарный ангидрид. Например, один янтарный ангидрид, монозамещенный алкилом, представляет собой линейный октадеценил-янтарный ангидрид, такой как н-октадеценил-янтарный ангидрид или разветвленный октадеценил-янтарный ангидрид, такой как изо-октадеценил-янтарный ангидрид или 1-октил-2-деценил-янтарный ангидрид.
В одном варианте реализации настоящего изобретения один янтарный ангидрид, монозамещенный алкиенлом, представляет собой линейный октадеценил-янтарный ангидрид, такой как н-октадеценил-янтарный ангидрид. В одном варианте реализации настоящего изобретения один янтарный ангидрид, монозамещенный алкенилом, представляет собой линейный октенил-янтарный ангидрид, такой как н-октенил-янтарный ангидрид.
Если по меньшей мере один монозамещенный янтарный ангидрид представляет собой один янтарный ангидрид, монозамещенный алкенилом, то предусмотрено, что один указанный янтарный ангидрид, монозамещенный алкенилом, присутствует в количестве≥95% мас. и предпочтительно≥96,5% мас. относительно общей массы по меньшей мере одного монозамещенного янтарного ангидрида, представленного на стадии b).
В одном варианте реализации настоящего изобретения по меньшей мере один монозамещенный янтарный ангидрид представляет собой смесь двух или более типов янтарных ангидридов, монозамещенных алкенилом. Например, по меньшей мере один монозамещенный янтарный ангидрид представляет собой смесь двух или трех типов янтарных ангидридов, монозамещенных алкенилом.
Если по меньшей мере один монозамещенный янтарный ангидрид представляет собой смесь двух или более типов янтарных ангидридов, монозамещенных алкенилом, то один янтарный ангидрид, монозамещенный алкенилом, представляет собой линейный или разветвленный октадеценил-янтарный ангидрид, при этом каждый дополнительный янтарный ангидрид, монозамещенный алкенилом, выбран из этенил-янтарного ангидрида, пропенил-янтарного ангидрида, бутенил-янтарного ангидрида, пентенил-янтарного ангидрида, гексенил-янтарного ангидрида, гептенил-янтарного ангидрида, ноненил-янтарного ангидрида, гексадеценил-янтарного ангидрида и их смесей. Например, по меньшей мере один монозамещенный янтарный ангидрид представляет собой смесь двух или более типов янтарных ангидридов, монозамещенных алкенилом, причем один янтарный ангидрид, монозамещенный алкенилом, представляет собой линейный октадеценил-янтарный ангидрид, и каждый дополнительный янтарный ангидрид, монозамещенный алкенилом, выбран из этенил-янтарного ангидрида, пропенил-янтарного ангидрида, бутенил-янтарного ангидрида, пентенил-янтарного ангидрида, гексенил-янтарного ангидрида, гептенил-янтарного ангидрида, ноненил-янтарного ангидрида, гексадеценил-янтарного ангидрида и их смесей. Альтернативно, по меньшей мере один монозамещенный янтарный ангидрид представляет собой смесь двух или более типов янтарных ангидридов, монозамещенных алкенилом, причем один янтарный ангидрид, монозамещенный алкенилом, представляет собой разветвленный октадеценил-янтарный ангидрид, и каждый дополнительный янтарный ангидрид, монозамещенный алкенилом, выбран из этенил-янтарного ангидрида, пропенил-янтарного ангидрида, бутенил-янтарного ангидрида, пентенил-янтарного ангидрида, гексенил-янтарного ангидрида, гептенил-янтарного ангидрида, ноненил-янтарного ангидрида, гексадеценил-янтарного ангидрида и их смесей.
Например, по меньшей мере один монозамещенный янтарный ангидрид представляет собой смесь двух или более типов янтарных ангидридов, монозамещенных алкенилом, содержащую один или более гексадеценил-янтарных ангидридов, таких как линейный или разветвленный гексадеценил-янтарный ангидрид(ы), и один или более октадеценил-янтарных ангидридов, таких как линейный или разветвленный октадеценил-янтарный ангидрид(ы).
В одном варианте реализации настоящего изобретения по меньшей мере один монозамещенный янтарный ангидрид представляет собой смесь двух или более типов янтарных ангидридов, монозамещенных алкенилом, содержащую линейный гексадеценил-янтарный ангидрид(ы) и линейный октадеценил-янтарный ангидрид(ы). Альтернативно, по меньшей мере один монозамещенный янтарный ангидрид представляет собой смесь двух или более типов янтарных ангидридов, монозамещенных алкенилом, содержащую разветвленный гексадеценил-янтарный ангидрид(ы) и разветвленный октадеценил-янтарный ангидрид(ы). Например, один или более гексадеценил-янтарных ангидридов представляют собой линейный гексадеценил-янтарный ангидрид, такой как н-гексадеценил-янтарный ангидрид, и/или разветвленный гексадеценил-янтарный ангидрид, такой как 1-гексил-2-деценил-янтарный ангидрид. Дополнительно или альтернативно, один или более октадеценил-янтарных ангидридов представляют собой линейный октадеценил-янтарный ангидрид, такой как н-октадеценил-янтарный ангидрид и/или разветвленный октадеценил-янтарный ангидрид, такой как изо-октадеценил-янтарный ангидрид или 1-октил-2-деценил-янтарный ангидрид.
Если по меньшей мере один монозамещенный янтарный ангидрид представляет собой смесь двух или более типов янтарных ангидридов, монозамещенных алкенилом, то предусмотрено, что один указанный янтарный ангидрид, монозамещенный алкенилом, присутствует в количестве от 20 до 60% мас. и предпочтительно от 30 до 50% мас. относительно общей массы по меньшей мере одного монозамещенного янтарного ангидрида, представленного на стадии b).
Например, если по меньшей мере один монозамещенный янтарный ангидрид представляет собой смесь двух или более типов янтарных ангидридов, монозамещенных алкенилом, содержащую один или более гексадеценил-янтарных ангидридов, таких как линейный или разветвленный гексадеценил-янтарный ангидрид(ы), и один или более октадеценил-янтарных ангидридов, таких как линейный или разветвленный гексадеценил-янтарный ангидрид(ы), то предпочтительно, что один или более октадеценил-янтарных ангидридов присутствуют в количестве от 20 до 60% мас. и предпочтительно от 30 до 50% мас. относительно общей массы по меньшей мере одного монозамещенного янтарного ангидрида, представленного на стадии b).
Также предусмотрено, что по меньшей мере один монозамещенный янтарный ангидрид может представлять собой смесь по меньшей мере одного янтарного ангидрида, монозамещенного алкилом, и по меньшей мере одного янтарного ангидрида, монозамещенного алкенилом.
Если по меньшей мере один монозамещенный янтарный ангидрид представляет собой смесь по меньшей мере одного янтарного ангидрида, монозамещенного алкилом, и по меньшей мере одного янтарного ангидрида, монозамещенного алкенилом, то предусмотрено, что указанный алкильный заместитель по меньшей мере одного янтарного ангидрида, монозамещенного алкилом, и алкенильный заместитель по меньшей мере одного янтарного ангидрида, монозамещенного алкенилом, предпочтительно являются одинаковыми. Например, по меньшей мере один монозамещенный янтарный ангидрид представляет собой смесь этил-янтарного ангидрида и этенил-янтарного ангидрида. Альтернативно, по меньшей мере один монозамещенный янтарный ангидрид представляет собой смесь пропил-янтарного ангидрида и пропенил-янтарного ангидрида. Альтернативно, по меньшей мере один монозамещенный янтарный ангидрид представляет собой смесь бутил-янтарного ангидрида и бутенил-янтарного ангидрида. Альтернативно, по меньшей мере один монозамещенный янтарный ангидрид представляет собой смесь триизобутил-янтарного ангидрида и триизобутенил-янтарного ангидрида. Альтернативно, по меньшей мере один монозамещенный янтарный ангидрид представляет собой смесь пентил-янтарного ангидрида и пентенил-янтарного ангидрида. Альтернативно, по меньшей мере один монозамещенный янтарный ангидрид представляет собой смесь гексил-янтарного ангидрида и гексенил-янтарного ангидрида. Альтернативно, по меньшей мере один монозамещенный янтарный ангидрид представляет собой смесь гептил-янтарного ангидрида и гептенил-янтарного ангидрида. Альтернативно, по меньшей мере один монозамещенный янтарный ангидрид представляет собой смесь октил-янтарного ангидрида и октенил-янтарного ангидрида. Альтернативно, по меньшей мере один монозамещенный янтарный ангидрид представляет собой смесь нонил-янтарного ангидрида и ноненил-янтарного ангидрида. Альтернативно, по меньшей мере один монозамещенный янтарный ангидрид представляет собой смесь децил-янтарного ангидрида и деценил-янтарного ангидрида. Альтернативно, по меньшей мере один монозамещенный янтарный ангидрид представляет собой смесь додецил-янтарного ангидрида и додеценил-янтарного ангидрида. Альтернативно, по меньшей мере один монозамещенный янтарный ангидрид представляет собой смесь гексадеканил-янтарного ангидрида и гексадеценил-янтарного ангидрида. Например, по меньшей мере один монозамещенный янтарный ангидрид представляет собой смесь линейного гексадеканил-янтарного ангидрида и линейного гексадеценил-янтарного ангидрида или смесь разветвленного гексадеканил-янтарного ангидрида и разветвленного гексадеценил-янтарного ангидрида. Альтернативно, по меньшей мере один монозамещенный янтарный ангидрид представляет собой смесь октадеканил-янтарного ангидрида и октадеценил-янтарного ангидрида. Например, по меньшей мере один монозамещенный янтарный ангидрид представляет собой смесь линейного октадеканил-янтарного ангидрида и линейного октадеценил-янтарного ангидрида или смесь разветвленного октадеканил-янтарного ангидрида и разветвленного октадеценил-янтарного ангидрида.
В одном варианте реализации 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 янтарного ангидрида, монозамещенного алкилом, и по меньшей мере одного янтарного ангидрида, монозамещенного алкенилом, то массовое соотношение между по меньшей мере одним янтарным ангидридом, монозамещенным алкилом, и по меньшей мере одним янтарным ангидридом, монозамещенным алкенилом, составляет от 90:10 до 10:90 (% мас./% мас.). Например, массовое соотношение между по меньшей мере одним янтарным ангидридом, монозамещенным алкилом, и по меньшей мере одним янтарным ангидридом, монозамещенным алкенилом, составляет от 70:30 до 30:70 (% мас./% мас.) или от 60:40 до 40:60.
Необязательно, по меньшей мере один монозамещенный янтарный ангидрид представлен в комбинации с по меньшей мере одним монозамещенным янтарным ангидридом на стадии b) способа согласно настоящему изобретению.
Следует понимать, что выражение «по меньшей мере одна» монозамещенная янтарная кислота означает, что на стадии b) согласно настоящему изобретению может быть представлен один или более типов монозамещенной янтарной кислоты.
Соответственно, следует отметить, что по меньшей мере одна монозамещенная янтарная кислота может представлять собой один тип монозамещенной янтарной кислоты. Альтернативно, по меньшей мере одна монозамещенная янтарная кислота может представлять собой смесь двух или трех типов монозамещенной янтарной кислоты. Например, по меньшей мере одна монозамещенная янтарная кислота может представлять собой смесь двух или трех типов монозамещенной янтарной кислоты, например, двух типов монозамещенной янтарной кислоты.
В одном варианте реализации настоящего изобретения по меньшей мере одна монозамещенная янтарная кислота представляет собой один тип монозамещенной янтарной кислоты.
Предусмотрено, что по меньшей мере одна монозамещенная янтарная кислота представляет собой агент для поверхностной обработки и состоит из янтарной кислоты, монозамещенной группой, выбранной из любой линейной, разветвленной, алифатической и циклической группы, содержащей общее количество атомов углерода от C2 до C20 в указанном заместителе.
В одном варианте реализации настоящего изобретения по меньшей мере одна монозамещенная янтарная кислота состоит из янтарной кислоты, монозамещенной группой, выбранной из линейной, разветвленной, алифатической и циклической группы, содержащей общее количество атомов углерода от C3 до C20 в указанном заместителе. Например, по меньшей мере одна монозамещенная янтарная кислота состоит из янтарной кислоты, монозамещенной группой, выбранной из линейной, разветвленной, алифатической и циклической группы, содержащей общее количество атомов углерода от C4 до C20 в указанном заместителе.
Если на стадии b) предложенного способа по меньшей мере один монозамещенный янтарный ангидрид представлен с по меньшей мере одной монозамещенной янтарной кислотой, то предусмотрено, что по меньшей мере один монозамещенный янтарный ангидрид и по меньшей мере одна монозамещенная янтарная кислота могут содержать одинаковые или различные заместители.
В одном варианте реализации настоящего изобретения молекула янтарной кислоты по меньшей мере одной монозамещенной янтарной кислоты и молекула янтарного ангидрида по меньшей мере одного монозамещенного янтарного ангидрида являются монозамещенными одной и той же группой, выбранной из любой линейной, разветвленной и алифатической группы, содержащей общее количество атомов углерода от C2 до C20, предпочтительно от C3 до C20, и наиболее предпочтительно от C4 до C20 в указанном заместителе, или из циклической группы, содержащей общее количество атомов углерода от C3 до C20, и наиболее предпочтительно от C4 до C20 в указанном заместителе.
Если по меньшей мере один монозамещенный янтарный ангидрид представлен в комбинации с по меньшей мере одной монозамещенной янтарной кислотой, то по меньшей мере одна монозамещенная янтарная кислота присутствует в количестве≤10% мол. относительно суммы моль по меньшей мере одного монозамещенного янтарного ангидрида и по меньшей мере одной монозамещенной янтарной кислоты. Например, по меньшей мере одна монозамещенная янтарная кислота присутствует в количестве≤5% мол., предпочтительно≤2,5% мол., и наиболее предпочтительно≤1% мол. относительно суммы моль по меньшей мере одного монозамещенного янтарного ангидрида и по меньшей мере одной монозамещенной янтарной кислоты.
В одном варианте реализации настоящего изобретения на стадии b) предложенного процесса представлен по меньшей мере один монозамещенный янтарный ангидрид и по меньшей мере одна монозамещенная янтарная кислота.
Если по меньшей мере один монозамещенный янтарный ангидрид представлен в комбинации с по меньшей мере одной монозамещенной янтарной кислотой, то по меньшей мере один монозамещенный янтарный ангидрид и по меньшей мере одна монозамещенная янтарная кислота предпочтительно представлены в форме смеси.
Предпочтительно, что по меньшей мере один агент для поверхностной обработки на стадии b) представлен в общем количестве от 0,1 до 3% мас. относительно общей сухой массы по меньшей мере одного материала-наполнителя, содержащего карбонат кальция, со стадии a).
Например, по меньшей мере один агент для поверхностной обработки на стадии b) представлен в общем количестве от 0,1 до 2% мас., и наиболее предпочтительно от 0,1 до 1,5% мас. относительно общей сухой массы по меньшей мере одного материала-наполнителя, содержащего карбонат кальция, со стадии a).
Дополнительно или альтернативно, по меньшей мере один агент для поверхностной обработки на стадии b) предпочтительно представлен в таком количестве, что общая масса указанного агента для поверхностной обработки на поверхности по меньшей мере одного материала-наполнителя, содержащего карбонат кальция, составляет менее 35 мг/м2 по меньшей мере одного материала-наполнителя, содержащего карбонат кальция, представленного на стадии a).
В одном варианте реализации настоящего изобретения по меньшей мере один агент для поверхностной обработки на стадии b) предпочтительно представлен в таком количестве, что общая масса указанного агента для поверхностной обработки на поверхности по меньшей мере одного материала-наполнителя, содержащего карбонат кальция, составляет менее 20 мг/м2, еще более предпочтительно менее 15 мг/м2, и наиболее предпочтительно менее 5 мг/м2 по меньшей мере одного материала-наполнителя, содержащего карбонат кальция, представленного на стадии a).
Например, по меньшей мере один агент для поверхностной обработки на стадии b) предпочтительно представлен в таком количестве, что общая масса указанного агента для поверхностной обработки на поверхности по меньшей мере одного материала-наполнителя, содержащего карбонат кальция, составляет от 0,1 до 35 мг/м2, более предпочтительно от 0,2 до 20 мг/м2, еще более предпочтительно от 0,5 до 15 мг/м2, и наиболее предпочтительно от 0,1 до 5 мг/м2 по меньшей мере одного материала-наполнителя, содержащего карбонат кальция, представленного на стадии a).
Характеристика стадии c): Приведение в контакт по меньшей мере одного материала-наполнителя, содержащего карбонат кальция, с по меньшей мере одним агентом для поверхностной обработки
В соответствии со стадией c) способа согласно настоящему изобретению, поверхность по меньшей мере одного материала-наполнителя, содержащего карбонат кальция, со стадии a) приводят в контакт при перемешивании в одну или более стадий, в любом порядке, с по меньшей мере одним агентом для поверхностной обработки со стадии b), так что на поверхности указанного по меньшей мере одного материала-наполнителя, содержащего карбонат кальция, со стадии a) образуется обрабатывающий слой, содержащий по меньшей мере один агент для поверхностной обработки и/или продукт(ы) его реакции.
Стадию c) приведения в контакт по меньшей мере одного материала-наполнителя, содержащего карбонат кальция, с по меньшей мере одним агентом для поверхностной обработки проводят в мягких условиях. Предусмотрено, что мягкие условия необходимы для уменьшения количества мелких частиц благодаря низкой степени истирания, так что продукт на основе материала-наполнителя с обработанной поверхностью, полученный таким способом, имеет по существу такое же распределение частиц по размеру, как по меньшей мере один материал-наполнитель, содержащий карбонат кальция, на стадии a) с низким содержанием мелких частиц. В частности, это может быть достигнуто, если общие энергетические затраты ниже энергетических затрат, обычно необходимых для осуществления способов, известных из уровня техники. Более конкретно, приведение в контакт на стадии c) предпочтительно осуществляют так, что общий расход энергии в результате добавления по меньшей мере одного агента для поверхностной обработки со стадии b) к по меньшей мере одному материалу-наполнителю, содержащему карбонат кальция, со стадии a), составляет не более 15 кВтч/т. Например, приведение в контакт на стадии c) осуществляют так, что общий расход энергии в результате добавления по меньшей мере одного агента для поверхностной обработки со стадии b) к по меньшей мере одному материалу-наполнителю, содержащему карбонат кальция, со стадии a) составляет от 2 до 15 кВтч/т, например, от 2 до 10 кВтч/т или от 2 до 8 кВтч/т.
В одном варианте реализации настоящего изобретения способ согласно настоящему изобретению, в частности, стадию c) приведения в контакт можно осуществлять непрерывным способом. В таком случае может быть обеспечено приведение в контакт по меньшей мере одного материала-наполнителя, содержащего карбонат кальция, с по меньшей мере одним агентом для поверхностной обработки в непрерывном потоке, благодаря чему на стадии c) достигается постоянная концентрация по меньшей мере одного агента для поверхностной обработки.
Альтернативно, по меньшей мере один материал-наполнитель, содержащий карбонат кальция, приводят в контакт с по меньшей мере одним агентом для поверхностной обработки в одну стадию, причем указанный по меньшей мере один агент для поверхностной обработки предпочтительно добавляют одной порцией.
В другом варианте реализации настоящего изобретения способ согласно настоящему изобретению, в частности, стадию c) можно осуществлять периодическим способом, т.е. по меньшей мере один материал-наполнитель, содержащий карбонат кальция, приводят в контакт с по меньшей мере одним агентом для поверхностной обработки более чем в одну стадию, причем указанный по меньшей мере один агент для поверхностной обработки предпочтительно добавляют примерно одинаковыми порциями. Альтернативно, можно также добавлять по меньшей мере один агент для поверхностной обработки к по меньшей мере одному материалу-наполнителю, содержащему карбонат кальция, неравными порциями, т.е. большими или меньшими порциями.
Предусмотрено, что стадию c) приведения в контакт можно осуществлять так, что по меньшей мере один агент для поверхностной обработки со стадии b) добавляют к по меньшей мере одному материалу-наполнителю, содержащему карбонат кальция, со стадии a).
Альтернативно, по меньшей мере один материал-наполнитель, содержащий карбонат кальция, со стадии a) добавляют к по меньшей мере одному агенту для поверхностной обработки со стадии b).
Предусмотрено, что преимущественный эффект достигается, в частности, в том случае, если по меньшей мере один агент для поверхностной обработки со стадии b) добавляют к по меньшей мере одному материалу-наполнителю, содержащему карбонат кальция, со стадии a). Например, стадию c) приведения в контакт осуществляют так, что по меньшей мере один агент для поверхностной обработки со стадии b) наносят методом распыления на по меньшей мере один материал-наполнитель, содержащий карбонат кальция, со стадии a).
Для достижения низкого общего расхода энергии, предусмотрено, что технологическую стадию c) следует осуществлять без дополнительного изменения температуры, т.е. нагревания или охлаждения. То есть стадию c) приведения в контакт предпочтительно проводят при соответствующей температуре окружающей среды. Так, стадию c) приведения в контакт предпочтительно осуществляют при температуре от 18 до 45 °С.
С учетом этого, необходимо, чтобы по меньшей мере один агент для поверхностной обработки имел рабочую вязкость в указанном температурном диапазоне, т.е. по меньшей мере один агент для поверхностной обработки при температуре от 18 до 45 °С должен быть в расплавленном или жидком состоянии для достижения достаточной обработки поверхности.
Таким образом, предпочтительно не изменять температуру до и/или во время стадии c) приведения в контакт, чтобы по меньшей мере один агент для поверхностной обработки был в расплавленном или жидком состоянии, т.е. предложенный способ не включает стадии регулировки температуры до и/или во время стадии c) приведения в контакт.
Время обработки для осуществления стадии c) приведения в контакт предпочтительно составляет 1000 с или менее, предпочтительно 500 с или менее, более предпочтительно 250 с или менее, и наиболее предпочтительно от 0,1 до 1000 с. Например, стадию c) приведения в контакт осуществляют в течение от 0,1 до 20, предпочтительно от 0,5 до 15 с, и наиболее предпочтительно от 1 до 10 с.
Кроме того, предусмотрено, что общий расход энергии может быть снижен, если стадию c) приведения в контакт осуществляют в архимедовом винте, например, в шнековом конвейере, в барабанном смесителе, в пневматической системе воздушного конвейера, в планетарном смесителе или в смесителе Guedu.
Такое оборудование является общеизвестным, и специалисты в данной области техники могут адаптировать применяемые условия в соответствии с используемым оборудованием.
Однако предпочтительно, что барабанный смеситель, планетарный смеситель или смеситель Guedu имеет отношение диаметра к высоте от 1:1 до 1:5. Дополнительно предпочтительно, что барабанный смеситель, планетарный смеситель или смеситель Guedu эксплуатируют при температуре от 18 до 45 °С.
В отношении архимедова винта предусмотрено, что общий расход энергии является особенно низким при эксплуатации архимедова винта под определенным углом.
В одном варианте реализации архимедов винт эксплуатируют под углом от 0 до 80°, и более предпочтительно от 0 до 70°. Предпочтительно, архимедов винт эксплуатируют под углом от 30 до 80°, и более предпочтительно от 35 до 70°.
При осуществлении стадии c) приведения в контакт в одном архимедовом винте, архимедов винт предпочтительно эксплуатируют под углом от 30 до 80°, и более предпочтительно от 35 до 70°.
В одном варианте реализации стадию c) приведения в контакт осуществляют в двух архимедовых винтах. Например, первый архимедов винт эксплуатируют под углом от 0 до 30°, и более предпочтительно от 0 до 20°, и второй архимедов винт эксплуатируют под углом от 30 до 80°, и более предпочтительно от 35 до 70°. В таком варианте реализации первый архимедов винт соединен со вторым архимедовым винтом наклонным желобом. То есть содержимое первого архимедова винта предпочтительно загружают через наклонный желоб во второй архимедов винт, т.е. точка загрузки второго архимедова винта находится ниже точки разгрузки первого архимедова винта.
Кроме того, предусмотрено, что общий расход энергии может быть особенно снижен, если стадию c) приведения в контакт осуществляют так, что по меньшей мере один агент для поверхностной обработки со стадии b) добавляют к по меньшей мере одному материалу-наполнителю, содержащему карбонат кальция, со стадии a) в нижней 1/3 архимедова винта.
Например, при осуществлении стадии c) в одном архимедовом винте, по меньшей мере один агент для поверхностной обработки со стадии b) предпочтительно добавляют к по меньшей мере одному материалу-наполнителю, содержащему карбонат кальция, со стадии a) в нижней 1/3 архимедова винта, эксплуатируемого под углом от 30 до 80°, и более предпочтительно от 35 до 70°.
При осуществлении стадии c) в двух архимедовых винтах, по меньшей мере один агент для поверхностной обработки со стадии b) предпочтительно добавляют к по меньшей мере одному материалу-наполнителю, содержащему карбонат кальция, со стадии a) в нижней 1/3 первого архимедова винта, эксплуатируемого под углом от 0 до 30°, и более предпочтительно от 0 до 20°, и/или в нижней 1/3 второго архимедова винта, эксплуатируемого под углом от 30 до 80°, и более предпочтительно от 35 до 70°. Например, по меньшей мере один агент для поверхностной обработки со стадии b) предпочтительно добавляют к по меньшей мере одному материалу-наполнителю, содержащему карбонат кальция, со стадии a) в нижней 1/3 первого архимедова винта, эксплуатируемого под углом от 0 до 30°, и более предпочтительно от 0 до 20°, и/или в нижней 1/3 второго архимедова винта, эксплуатируемого под углом от 30 до 80°, и более предпочтительно от 35 до 70°. Альтернативно, по меньшей мере один агент для поверхностной обработки со стадии b) предпочтительно добавляют к по меньшей мере одному материалу-наполнителю, содержащему карбонат кальция, со стадии a) в нижней 1/3 первого архимедова винта, эксплуатируемого под углом от 0 до 30°, и более предпочтительно от 0 до 20°, и в нижней 1/3 второго архимедова винта, эксплуатируемого под углом от 30 до 80°, и более предпочтительно от 35 до 70°. В таком варианте реализации по меньшей мере один агент для поверхностной обработки со стадии b) является, таким образом, разделенным на несколько порций, например, на две порции, содержащие равные или неравные количества по меньшей мере одного агента для поверхностной обработки со стадии b).
Дополнительно предпочтительно, что архимедов винт эксплуатируют при температуре от 18 до 45 °С.
С учетом вышесказанного, предпочтительно, что по меньшей мере один агент для поверхностной обработки со стадии b) добавляют к по меньшей мере одному материалу-наполнителю, содержащему карбонат кальция, со стадии a), который загружают в архимедов винт, например, шнековый конвейер, барабанный смеситель, пневматическую систему воздушного конвейера, планетарный смеситель или смеситель Guedu.
Предусмотрено, что по меньшей мере один агент для поверхностной обработки добавляют на стадии c) приведения в контакт в общем количестве от 0,1 до 3% мас. относительно общей сухой массы по меньшей мере одного материала-наполнителя, содержащего карбонат кальция, со стадии a). Например, по меньшей мере один агент для поверхностной обработки добавляют на стадии d) приведения в контакт в количестве от 0,1 до 2% мас. или от 0,1 до 1,5% мас. относительно общей сухой массы по меньшей мере одного материала-наполнителя, содержащего карбонат кальция, со стадии a).
Полученный продукт на основе материала-наполнителя с обработанной поверхностью имеет остаток на 45 мкм сите, измеренный в соответствии с ISO 787/7, более 0,5% мас. относительно общей массы продукта на основе материала-наполнителя с обработанной поверхностью. Предпочтительно, полученный продукт на основе материала-наполнителя с обработанной поверхностью имеет остаток на 45 мкм сите, измеренный в соответствии с ISO 787/7, от 0,5 до 30% мас., и более предпочтительно от 0,75 до 25% мас. относительно общей массы продукта на основе материала-наполнителя с обработанной поверхностью. Например, полученный продукт на основе материала-наполнителя с обработанной поверхностью имеет остаток на 45 мкм сите, измеренный в соответствии с ISO 787/7, от 0,75 до 15% мас. или от 0,75 до 10% мас. относительно общей массы продукта на основе материала-наполнителя с обработанной поверхностью.
Как уже указано выше, предложенный способ характеризуется почти полным отсутствием истирание вследствие низкого расхода энергии и, следовательно, полученный продукт на основе материала-наполнителя с обработанной поверхностью имеет по существу такое же распределение частиц по размеру, как по меньшей мере один материал-наполнитель, содержащий карбонат кальция, на стадии a).
С учетом этого, количество остатка на 45 мкм сите по меньшей мере одного материала-наполнителя, содержащего карбонат кальция, со стадии a), измеренное в соответствии с ISO 787/7, и остатка на 45 мкм сите продукта на основе материала-наполнителя с обработанной поверхностью, измеренного на в соответствии с ISO 787/7, предпочтительно различается менее чем на 20% мас. Предпочтительно, количество остатка на 45 мкм сите по меньшей мере одного материала-наполнителя, содержащего карбонат кальция, со стадии a), измеренное в соответствии с ISO 787/7, и остатка на 45 мкм сите продукта на основе материала-наполнителя с обработанной поверхностью, измеренного на в соответствии с ISO 787/7, различается менее чем на 15% мас., более предпочтительно менее чем на 10% мас., еще более предпочтительно менее чем на 5% мас.
Следует отметить, что остаток на 45 мкм сите продукта на основе материала-наполнителя с обработанной поверхностью, измеренный в соответствии с ISO 787/7, может быть больше или меньше количества остатка на 45 мкм сите по меньшей мере одного материала-наполнителя, содержащего карбонат кальция, со стадии a), измеренного в соответствии с ISO 787/7.
Предусмотрено, что обрабатывающий слой, образованный на поверхности по меньшей мере одного материала-наполнителя, содержащего карбонат кальция, содержит по меньшей мере один агент для поверхностной обработки, представленный на стадии b), и/или продукт(ы) его реакции, образованные как продукты взаимодействия при приведении в контакт материала-наполнителя, содержащего карбонат кальция, с по меньшей мере одним агентом для поверхностной обработки со стадии b). В таком случае обрабатывающий слой на продукте на основе материала-наполнителя с обработанной поверхностью предпочтительно дополнительно содержит продукт(ы) реакции по меньшей мере одного агента для поверхностной обработки, образованный на поверхности указанного по меньшей мере одного материала-наполнителя, содержащего карбонат кальция, на стадии c). Например, продукт(ы) реакции, такой как одна или более солей кальция и/или солей магния по меньшей мере одного агента для поверхностной обработки.
Обрабатывающий слой предпочтительно характеризуется тем, что общая масса по меньшей мере одного агента для поверхностной обработки и/или продукта(ов) его реакции на поверхности продукта на основе материала-наполнителя с обработанной поверхностью составляет от 0,1 до 35 мг/м2, более предпочтительно от 0,2 до 20 мг/м2, и наиболее предпочтительно от 0,5 до 15 мг/м2, от 0,1 до 5 мг/м2 по меньшей мере одного материала-наполнителя, содержащего карбонат кальция.
Обрабатывающий слой предпочтительно характеризуется тем, что общая масса по меньшей мере одного агента для поверхностной обработки и/или продукта(ов) его реакции на поверхности продукта на основе материала-наполнителя с обработанной поверхностью составляет от 0,1 до 2 мг/м2, более предпочтительно от 0,2 до 1 мг/м2, и наиболее предпочтительно от 0,3 до 0,5 мг/м2 по меньшей мере одного материала-наполнителя, содержащего карбонат кальция.
Дополнительно предусмотрено, что полученный продукт на основе материала-наполнителя с обработанной поверхностью содержит обрабатывающий слой в количестве от 0,1 до 3% мас., предпочтительно в количестве от 0,1 до 2% мас., более предпочтительно в количестве от 0,2 до 4% мас., и наиболее предпочтительно в количестве от 0,1 до 1,5% мас. относительно общей сухой массы по меньшей мере одного материала-наполнителя, содержащего карбонат кальция.
Так, предусмотрено, что по меньшей мере один продукт на основе материала-наполнителя, содержащий карбонат кальция, полученный на технологической стадии c), содержит, предпочтительно состоит из по меньшей мере одного материала-наполнителя, содержащего карбонат кальция, и обрабатывающего слоя, содержащего по меньшей мере один агент для поверхностной обработки и/или продукт(ы) его реакции. Обрабатывающий слой формируют на поверхности указанного по меньшей мере одного материала-наполнителя, содержащего карбонат кальция, со стадии a).
Дополнительно или альтернативно, обрабатывающий слой продукта на основе материала-наполнителя с обработанной поверхностью содержит по меньшей мере один агент для поверхностной обработки и/или продукт(ы) его реакции в определенном молярном соотношении. Например, молярное отношение по меньшей мере одного агента для поверхностной обработки к продукту(ам) его реакции составляет от 99,9:0,1 до 0,1:99,9, предпочтительно от 70:30 до 90:10.
Выражение «молярное отношение по меньшей мере одного агента для поверхностной обработки к продукту(ам) его реакции» в контексте настоящего изобретения относится к отношению суммы молекулярных масс по меньшей мере одного агента для поверхностной обработки к сумме молекулярных масс молекул агента для поверхностной обработки в продуктах его реакции.
Предусмотрено, что по меньшей мере один материал-наполнитель, содержащий карбонат кальция, может содержать воду или органический растворитель. В одном варианте реализации продукт на основе материала-наполнителя с обработанной поверхностью, полученный таким образом, может быть высушен. Указанную необязательную стадию предпочтительно осуществляют для снижения содержания воды или органического растворителя в полученном продукте на основе материала-наполнителя с обработанной поверхностью. Так, полученный высушенный продукт на основе материала-наполнителя с обработанной поверхностью имеет содержание влаги, которое ниже содержания влаги в продукте на основе материала-наполнителя с обработанной поверхностью, полученном до стадии высушивания, т.е. после стадии c).
Таким образом, в соответствии с одним вариантом реализации настоящего изобретения, предложенный способ включает дополнительную стадию d) высушивания продукта на основе материала-наполнителя с обработанной поверхностью, полученного на стадии c).
Например, необязательную стадию d) высушивания осуществляют при температуре от 60 до 180 °С, предпочтительно от 50 до 150 °С, более предпочтительно от 60 до 120 °С, и наиболее предпочтительно от 80 до 120 °С, при атмосферном или пониженном давлении до снижения содержания воды или органического растворителя в полученном продукте на основе материала-наполнителя с обработанной поверхностью.
В одном варианте реализации необязательную стадию d) высушивания осуществляют до достижения содержания воды или органического растворителя в полученном продукте на основе материала-наполнителя с обработанной поверхностью от 0,001 до 20% мас., предпочтительно от 0,005 до 15% мас., более предпочтительно от 0,01 до 10% мас., и наиболее предпочтительно от 0,05 до 5% мас. относительно общей массы по меньшей мере одного материала-наполнителя, содержащего карбонат кальция.
Предусмотрено, что необязательную стадию d) высушивания можно проводить при атмосферном давлении или при пониженном давлении. Предпочтительно, высушивание проводят при атмосферном давлении.
Так, необязательную стадию d) высушивания предпочтительно осуществляют при температуре от 60 до 180 °С при атмосферном давлении. Например, необязательную стадию d) высушивания осуществляют при температуре от 50 до 150 °С, предпочтительно от 60 до 120 °С, и более предпочтительно от 80 до 120 °С при атмосферном давлении.
Предпочтительно, стадии a) - c) предложенного способа осуществляют без воды или органического растворителя и, следовательно, способ согласно настоящему изобретению не включает технологическую стадию d).
Продукт на основе материала-наполнителя с обработанной поверхностью, полученный в соответствии с настоящим изобретением, представляет собой грубодисперсный материал.
В частности, продукт на основе материала-наполнителя с обработанной поверхностью содержит
а) по меньшей мере один продукт на основе материала-наполнителя, содержащий карбонат кальция, который имеет
i) значение объемного медианного размера частиц d50 от 5 до 100 мкм,
ii) верхний предел размера (d98) от 30 до 500 мкм,
b) обрабатывающий слой на поверхности по меньшей мере одного материала-наполнителя, содержащего карбонат кальция, который содержит по меньшей мере один агент для поверхностной обработки и/или продукты его реакции, причем продукт на основе материала-наполнителя с обработанной поверхностью содержит обрабатывающий слой в количестве от 0,1 до 3% мас. относительно общей сухой массы по меньшей мере одного материала-наполнителя, содержащего карбонат кальция,
причем указанный продукт на основе материала-наполнителя с обработанной поверхностью имеет остаток на 45 мкм сите, измеренный в соответствии с ISO 787/7, более 0,5% мас. относительно общей массы продукта на основе материала-наполнителя с обработанной поверхностью.
В отношении определения по меньшей мере одного материала-наполнителя, содержащего карбонат кальция, по меньшей мере одного агента для поверхностной обработки и их предпочтительных вариантов реализации, сделана ссылка на комментарии, представленные выше при описании технологических стадий a), b) и c).
Предпочтительно, продукт на основе материала-наполнителя с обработанной поверхностью представлен в форме порошка.
В одном варианте реализации настоящего изобретения продукт на основе материала-наполнителя с обработанной поверхностью может быть получен (или получен) способом согласно настоящему изобретению.
Так, продукт на основе материала-наполнителя с обработанной поверхностью содержит
а) по меньшей мере один материал-наполнитель, содержащий карбонат кальция, который имеет
i) значение объемного медианного размера частиц d50 от 5 до 100 мкм,
ii) верхний предел размера (d98) от 30 до 500 мкм,
b) обрабатывающий слой на поверхности по меньшей мере одного материала-наполнителя, содержащего карбонат кальция, который содержит по меньшей мере один агент для поверхностной обработки и/или продукты его реакции, причем полученный продукт на основе материала-наполнителя с обработанной поверхностью содержит обрабатывающий слой в количестве от 0,1 до 3% мас. относительно общей сухой массы по меньшей мере одного материала-наполнителя, содержащего карбонат кальция,
причем указанный продукт на основе материала-наполнителя с обработанной поверхностью имеет остаток на 45 мкм сите, измеренный в соответствии с ISO 787/7, более 0,5% мас. относительно общей массы продукта на основе материала-наполнителя с обработанной поверхностью,
при этом продукт на основе материала-наполнителя с обработанной поверхностью может быть получен (или получен) способом получения продукта на основе материала-наполнителя с обработанной поверхностью, и указанный способ включает по меньшей мере стадии:
а) обеспечения по меньшей мере одного материала-наполнителя, содержащего карбонат кальция, который имеет
i) значение объемного медианного размера частиц d50 от 5 до 100 мкм,
ii) верхний предел размера (d98) от 30 до 500 мкм, и
iii) остаток на 45 мкм сите, измеренный в соответствии с ISO 787/7, более 0,5% мас. относительно общей массы материала-наполнителя, содержащего карбонат кальция,
b) обеспечения по меньшей мере одного агента для поверхностной обработки, находящегося в расплавленном или жидком состоянии при температуре от 18 до 45 °С,
c) приведения в контакт при перемешивании в одну или более стадий поверхности по меньшей мере одного материала-наполнителя, содержащего карбонат кальция, со стадии a) с по меньшей мере одним агентом для поверхностной обработки со стадии b), так что на поверхности указанного по меньшей мере одного материала-наполнителя, содержащего карбонат кальция, со стадии a) образуется обрабатывающий слой, содержащий по меньшей мере один агент для поверхностной обработки и/или продукт(ы) его реакции,
причем полученный продукт на основе материала-наполнителя с обработанной поверхностью имеет остаток на 45 мкм сите, измеренный в соответствии с ISO 787/7, более 0,5% мас. относительно общей массы продукта на основе материала-наполнителя с обработанной поверхностью.
Продукт на основе материала-наполнителя с обработанной поверхностью, полученный таким образом, преимущественно используют для получения изделия, предпочтительно полимерного изделия, содержащего по меньшей мере одну полимерную смолу и от 1 до 95% мас. продукта на основе материала-наполнителя с обработанной поверхностью.
Таким образом, в дополнительном аспекте настоящее изобретение относится к изделию, предпочтительно к полимерному изделию, содержащему продукт на основе материала-наполнителя с обработанной поверхностью. В одном варианте реализации изделие, предпочтительно полимерное изделие, содержит по меньшей мере одну полимерную смолу и от 1 до 95% мас. продукта на основе материала-наполнителя с обработанной поверхностью относительно общей массы полимерной композиции. Например, изделие, предпочтительно полимерное изделие содержит продукт на основе материала-наполнителя с обработанной поверхностью в количестве от 5 до 95% мас. и предпочтительно от 10 до 85% мас. относительно общей массы изделия. Например, изделие, предпочтительно полимерное изделие содержит продукт на основе материала-наполнителя с обработанной поверхностью в количестве от 15 до 80% мас. относительно общей массы изделия.
Соответственно, полимерная композиция содержит по меньшей мере одну полимерную смолу. Полимерная смола представляет собой основу композиции и обеспечивает прочность, гибкость, жесткость и износостойкость готового изделия, предпочтительно полимерного изделия.
Предпочтительно, по меньшей мере одна полимерная смола согласно настоящему изобретению не ограничена до конкретного смолистого материала, при условии что такая полимерная композиция подходит для получения изделия, предпочтительно полимерного изделия.
В одном варианте реализации настоящего изобретения по меньшей мере одна полимерная смола представляет собой по меньшей мере один термопластичный полимер. Так, предпочтительно, что по меньшей мере одна полимерная смола представляет собой термопластичный полимер, выбранный из группы, содержащей гомополимеры и/или сополимеры полиолефинов, полиамидов, галогенсодержащих полимеров, сложных полиэфиров, полиуретанов и термореактивных смол.
Дополнительно или альтернативно, по меньшей мере одна полимерная смола представляет собой гомополимер и/или сополимер полиолефина. Например, по меньшей мере одна полимерная смола представляет собой гомополимер и сополимер полиолефина. Альтернативно, по меньшей мере одна полимерная смола представляет собой гомополимер или сополимер полиолефина.
Предусмотрено, что по меньшей мере одна полимерная смола предпочтительно представляет собой гомополимер полиолефина.
Например, полиолефин может представлять собой полиэтилен и/или полипропилен, и/или полибутилен. Соответственно, если полиолефин представляет собой полиэтилен, то указанный полиолефин выбран из группы, содержащей гомополимеры и/или сополимеры полиэтилена, такие как полиэтилен высокой плотности (ПЭВП), полиэтилен средней плотности (ПЭСП), полиэтилен низкой плотности (ПЭНП), полиэтилен очень низкой плотности (ПЭОНП), линейный полиэтилен низкой плотности (ЛПЭНП).
Например, полиолефин представляет собой гомополимер и/или сополимер полиэтилена.
Выражение «гомополимер полиэтилена» в контексте настоящего изобретения относится к полиэтилену, содержащему полиэтилен, который состоит по существу, т.е. более чем на 99,7% мас., еще более предпочтительно по меньшей мере 99,8% мас. относительно общей массы полиэтилена, из этиленовых звеньев. Например, в гомополимере полиэтилена обнаружению поддаются только этиленовые звенья.
В случае, если по меньшей мере одна полимерная смола в полимерной композиции содержит сополимер полиэтилена, то предусмотрено, что в качестве основных компонентов полиэтилен содержит звенья, которые могут быть получены из этилена. Соответственно, сополимер полиэтилена содержит по меньшей мере 55% мас. звеньев, которые могут быть получены из этилена, более предпочтительно по меньшей мере 60% мас. звеньев, полученных из этилена, относительно общей массы полиэтилена. Например, сополимер полиэтилена содержит от 60 до 99,5% мас., более предпочтительно от 90 до 99% мас. звеньев, полученных из этилена, относительно общей массы полиэтилена. Сомономеры, присутствующие в таком сополимере полиэтилена, представляют собой C3 - C10 α-олефины, предпочтительно 1-бутен, 1-гексен и 1-октен, последний особенно предпочтителен.
Дополнительно или альтернативно, полиолефин представляет собой гомополимер и/или сополимер полипропилена.
Выражение «гомополимер полипропилена» в контексте настоящего изобретения относится к полипропилену, который состоит по существу, т.е. более чем на 99% мас., еще более предпочтительно по меньшей мере 99,5% мас., например, по меньшей мере 99,8% мас. относительно общей массы полипропилена, из пропиленовых звеньев. В предпочтительном варианте реализации в гомополимере полипропилена обнаружению поддаются только пропиленовые звенья.
В случае, если по меньшей мере одна полимерная смола в полимерной композиции содержит сополимер полипропилена, то в качестве основных компонентов полипропилен предпочтительно содержит звенья, которые могут быть получены из пропилена. Сополимер полипропилена предпочтительно содержит, предпочтительно состоит из звеньев, полученных из пропилена и C2 и/или по меньшей мере одного C4 - C10 α-олефина. В одном варианте реализации настоящего изобретения сополимер полипропилена содержит, предпочтительно состоит из звеньев, полученных из пропилена и по меньшей мере одного α-олефина, выбранного из группы, состоящей из этилена, 1-бутена, 1-пентена, 1-гексена и 1-октена. Например, сополимер полипропилена содержит, предпочтительно состоит из звеньев, полученных из пропилена и этилена. В одном варианте реализации настоящего изобретения звенья, которые могут быть получены из пропилена, образуют основную часть полипропилена, т.е. по меньшей мере 60% мас., предпочтительно по меньшей мере 70% мас., более предпочтительно по меньшей мере 80% мас., еще более предпочтительно от 60 до 99% мас., еще более предпочтительно от 70 до 99% мас., и наиболее предпочтительно от 80 до 99% мас. относительно общей массы полипропилена. Количество звеньев, полученных из C2 и/или по меньшей мере одного C4 - C10 α-олефина, в указанном сополимере полипропилена составляет от 1 до 40% мас., более предпочтительно от 1 до 30% мас., и наиболее предпочтительно от 1 до 20% мас. относительно общей массы сополимера полипропилена.
Если сополимер полипропилена содержит только звенья, которые могут быть получены из пропилена и этилена, то количество этилена предпочтительно составляет от 1 до 20% мас., предпочтительно от 1 до 15% мас., и наиболее предпочтительно от 1 до 10% мас. относительно общей массы сополимера полипропилена. Соответственно, количество пропилена предпочтительно составляет от 80 до 99% мас., предпочтительно от 85 до 99% мас., и наиболее предпочтительно от 90 до 99% мас. относительно общей массы сополимера полипропилена.
Дополнительно или альтернативно, полиолефин представляет собой гомополимер и/или сополимер полибутилена.
Выражение «гомополимер полибутилена» в контексте настоящего изобретения относится к полибутилену, который состоит по существу, т.е. более чем на 99% мас., еще более предпочтительно по меньшей мере 99,5% мас., например, по меньшей мере 99,8% мас. относительно общей массы полибутилена, из бутиленовых звеньев. В предпочтительном варианте реализации в гомополимере полибутилена обнаружению поддаются только бутиленовые звенья.
В случае, если по меньшей мере одна полимерная смола в полимерной композиции содержит сополимер полибутилена, то в качестве основных компонентов полибутилен предпочтительно содержит звенья, которые могут быть получены из бутилена. Сополимер полибутилена предпочтительно содержит, предпочтительно состоит из звеньев, полученных из бутилена и C2 и/или C3 и/или по меньшей мере одного C5 - C10 α-олефина. В одном варианте реализации настоящего изобретения сополимер полибутилена содержит, предпочтительно состоит из звеньев, полученных из бутилена и по меньшей мере одного a-олефина, выбранного из группы, состоящей из этилена, 1-пропена, 1-пентена, 1-гексена и 1-октена. Например, сополимер полибутилена содержит, предпочтительно состоит из звеньев, полученных из бутилена и этилена. В одном варианте реализации настоящего изобретения звенья, которые могут быть получены из бутилена, образуют основную часть полибутилена, т.е. по меньшей мере 60% мас., предпочтительно по меньшей мере 70% мас., более предпочтительно по меньшей мере 80% мас., еще более предпочтительно от 60 до 99% мас., еще более предпочтительно от 70 до 99% мас., и наиболее предпочтительно от 80 до 99% мас. относительно общей массы полибутилена. Количество звеньев, полученных из C2 и/или C3 и/или по меньшей мере одного C5 - C10 α-олефина, в указанном сополимере полибутилена составляет от 1 до 40% мас., более предпочтительно от 1 до 30% мас., и наиболее предпочтительно от 1 до 20% мас. относительно общей массы сополимера полибутилена.
Если по меньшей мере одна полимерная смола представляет собой гомополимер и/или сополимер галогенсодержащего полимера, то по меньшей мере одна полимерная смола предпочтительно выбрана из поливинилхлорида (ПВХ), поливинилиденхлорида (ПВДХ), поливинилиденфторида (ПВДФ), политетрафторэтилена (ПТФЭ) и сополимеров ПВХ-поливинилацетата, и пластифицированного ПВХ и их сополимеров.
Если по меньшей мере одна полимерная смола представляет собой гомополимер и/или сополимер сложного полиэфира, то по меньшей мере одна полимерная смола предпочтительно выбрана из полиэтилентерефталата (ПЭТ), политриметилентерефталата (ПТТ), полибутилентерефталата (ПБТ), полиэтиленнафталата (ПЭН), а также разлагаемых сложных полиэфиров, таких как полимолочная кислота (полилактид, ПМК).
В одном варианте реализации настоящего изобретения по меньшей мере одна полимерная смола представляет собой гомополимер полиэтилена и/или полипропилена, и/или полибутилена. Например, по меньшей мере одна полимерная смола представляет собой гомополимер полиэтилена и полипропилена. Альтернативно, по меньшей мере одна полимерная смола представляет собой гомополимер полиэтилена или полипропилена. В одном варианте реализации настоящего изобретения по меньшей мере одна полимерная смола представляет собой гомополимер полипропилена.
Выражение «по меньшей мере одна» полимерная смола означает, что в полимерной композиции согласно настоящему изобретению может присутствовать один или более типов полимерных смол.
Соответственно, предусмотрено, что по меньшей мере одна полимерная смола может представлять собой смесь двух или более типов полимерных смол. Например, если по меньшей мере одна полимерная смола представляет собой смесь двух или более полимерных смол, то одна полимерная смола представляет собой гомополимер или сополимер полипропилена, а вторая или дополнительные полимерные смолы выбраны из группы, содержащей гомополимеры и/или сополимеры полиэтилена, полибутилена, полиамидов, сложных полиэфиров, галогенсодержащих полимеров, и их смесей.
В одном варианте реализации настоящего изобретения по меньшей мере одна полимерная смола представляет собой один тип полимерной смолы. Предпочтительно, по меньшей мере одна полимерная смола представляет собой гомополимер полиэтилена или полипропилена.
В одном варианте реализации настоящего изобретения по меньшей мере одна полимерная смола имеет температуру плавления Тпл. выше 100 °С, более предпочтительно выше 150 °С, например, выше 200 °С. Например, температура плавления по меньшей мере одной полимерной смолы составляет от 100 до 350 °С, более предпочтительно от 150 до 325 °С, еще более предпочтительно от 180 до 260 °С, и наиболее предпочтительно от 200 до 300 °С.
Кроме того, предусмотрено, что по меньшей мере одна полимерная смола может быть выбрана из полиолефинов, имеющих широкий спектр показателя текучести расплава. В целом, предпочтительно, что полиолефин имеет показатель текучести расплава ПТР (190 °С) от 0,1 до 3000 г/10 мин., более предпочтительно от 0,2 до 2500 г/10 мин. Например, полиолефин имеет показатель текучести расплава ПТР (190 °С) от 0,3 до 2000 г/10 мин. или от 0,3 до 1600 г/10 мин. Дополнительно или альтернативно, по меньшей мере одна полимерная смола имеет показатель текучести расплава ПТР (230 °С) от 0,1 до 3000 г/10 мин., более предпочтительно от 0,2 до 2500 г/10 мин. Например, полиолефин имеет показатель текучести расплава ПТР (230 °С) от 0,3 до 2000 г/10 мин. или от 0,3 до 1600 г/10 мин.
Например, если по меньшей мере одна полимерная смола представляет собой полиолефин, который является гомополимером и/или сополимером полипропилена, то предпочтительно, что по меньшей мере одна полимерная смола имеет показатель текучести расплава ПТР (190 °С, 2,16 кг) от 1 до 3000 г/10 мин., более предпочтительно от 3 до 2500 г/10 мин. Например, по меньшей мере одна полимерная смола, которая представляет собой гомополимер и/или сополимер полипропилена, имеет показатель текучести расплава ПТР (190 °С) от 5 до 2000 г/10 мин. или от 10 до 1600 г/10 мин. Предпочтительно, что по меньшей мере одна полимерная смола, которая представляет собой гомополимер и/или сополимер полипропилена, имеет показатель текучести расплава ПТР (230 °С) от 1 до 3000 г/10 мин., более предпочтительно от 3 до 2500 г/10 мин. Например, по меньшей мере одна полимерная смола, которая представляет собой гомополимер и/или сополимер полипропилена, имеет показатель текучести расплава ПТР (230 °С) от 5 до 2000 г/10 мин. или от 10 до 1600 г/10 мин.
Если по меньшей мере одна полимерная смола представляет собой полиолефин, который является гомополимером и/или сополимером полиэтилена, то предусмотрено, что по меньшей мере одна полимерная смола имеет достаточно низкий показатель текучести расплава. Соответственно, предпочтительно, что по меньшей мере одна полимерная смола, которая представляет собой гомополимер и/или сополимер полиэтилена, имеет показатель текучести расплава ПТР (190 °С) от 0,5 до 20 г/10 мин., более предпочтительно от 0,7 до 15 г/10 мин. Например, по меньшей мере одна полимерная смола имеет показатель текучести расплава ПТР (190 °С) от 0,9 до 10 г/10 мин. или от 0,9 до 5 г/10 мин. Дополнительно или альтернативно, по меньшей мере одна полимерная смола, которая представляет собой гомополимер и/или сополимер полиэтилена, имеет показатель текучести расплава ПТР (230 °С) от 0,1 до 3000 г/10 мин., более предпочтительно от 0,2 до 2500 г/10 мин. Например, по меньшей мере одна полимерная смола, которая представляет собой гомополимер и/или сополимер полиэтилена, имеет показатель текучести расплава ПТР (230 °С) от 0,3 до 2000 г/10 мин. или от 0,3 до 1600 г/10 мин.
В одном варианте реализации настоящего изобретения полимерная композиция содержит продукт на основе материала-наполнителя с обработанной поверхностью в количестве от 5 до 95% мас. и предпочтительно от 10 до 85% мас. относительно общей массы полимерной композиции. Например, полимерная композиция содержит продукт на основе материала-наполнителя с обработанной поверхностью в количестве от 15 до 80% мас. относительно общей массы полимерной композиции.
Краткое описание графических материалов
На фиг. 1 представлено сравнение вязкости ASA-обработанного CaCO3 в напольном покрытии из ПВХ пластизоля.
Следующие примеры могут дополнительно иллюстрировать настоящее изобретение, но их не следует толковать как ограничение настоящего изобретения до рассмотренных на примерах вариантов реализации.
ПРИМЕРЫ
A) Методы измерений
Использовали следующие методы измерения для определения параметров, указанных в примерах и формуле изобретения.
Распределение частиц по размеру (% мас. частиц с диаметром < X) и массовый медианный диаметр (d50) дисперсного материала
Объемный медианный размер частиц d50(об.) и объемный верхний предел размера частиц d98(об.) измеряли с помощью системы лазерной дифракции Malvern Mastersizer 2000 (Malvern Instruments Pic., Великобритания). Значение d50(об.) или d98(об.) означает такое значение диаметра, что 50% или 98% по объему, соответственно, частиц имеют диаметр меньше указанного значения. Исходные данные, полученные при измерении, анализировали с помощью теории Ми, с показателем преломления частиц 1,57 и показателем поглощения 0,005. Указанные методы и приборы известны специалистам в данной области техники, и их обычно используют для определения распределения по размеру частиц наполнителей и пигментов.
Удельная площадь поверхности материала по БЭТ
В тексте настоящего изобретения удельную площадь поверхности (в м2/г) минерального наполнителя определяли методом БЭТ (с использованием азота в качестве адсорбирующего газа), хорошо известным специалистам в данной области техники (ISO 9277:2010). Затем определяли общую площадь поверхности (в м2) минерального наполнителя, умножая удельную площадь поверхности на массу (в г) минерального наполнителя до обработки.
Масса поверхностного обрабатывающего слоя
Массу обрабатывающего слоя на материале-наполнителе, содержащем карбонат кальция, рассчитывали теоретически на основании значений БЭТ необработанного материала-наполнителя, содержащего карбонат кальция, и количества монозамещенного янтарного ангидрида и смеси алифатических линейных или разветвленных карбоновых кислот, содержащей стеариновую кислоту, которую использовали для поверхностной обработки. Считали, что в качестве поверхностного обрабатывающего слоя на поверхности материала-наполнителя, содержащего карбонат кальция, присутствует 100% монозамещенного янтарного ангидрида и смеси алифатических линейных или разветвленных кислот, содержащей стеариновую кислоту, добавленной к материалу-наполнителю, содержащему карбонат кальция.
Испытания на растяжения
Использовали образцы типа IB в соответствии с ISO 3167, и проводили испытания в соответствии с ISO 527 на «образце в форме гантели» размером 15 см. Испытания E-модуля и прочности при растяжении, удлинения при разрыве проводили на приборе Zwick Roell типа Z020 в соответствии с ISO 527-3.
Показатель текучести расплава
Показатель текучести расплава определяли в соответствии с ISO 1133 (ASTM D1238) при 190 °C и при нагрузке 5 кг или10 кг, соответственно, на приборе Ceast (IT) типа «Модульная линия текучести расплава».
B) Примеры
a) Пример 1
Данный пример относится к получению продукта на основе материала-наполнителя с обработанной поверхностью в соответствии с настоящим изобретением.
Для получения продукта на основе материала-наполнителя с обработанной поверхностью измельчали ургонский известняк сухим помолом в горизонтальной шаровой мельнице. Полученный материал-наполнитель, содержащий карбонат кальция, имел d50 приблизительно 6,6 мкм, верхний предел размера d98 49,3 мкм, остаток на 45 мкм сите 1,4% мас. и удельную площадь поверхности по БЭТ 1,1 м2/г, и остаточное содержание влаги 0,2% мас.
Полученный материал-наполнитель, содержащий карбонат кальция, высушенный распылительной сушкой, затем обрабатывали в соответствии с описанием следующих тестов.
Испытание 1 (эталонная обработка)
Материал-наполнитель, содержащий карбонат кальция, высушенный распылительной сушкой, непрерывно подавали при скорости 200 кг/ч в штифтовую мельницу и обрабатывали жидким алкенил-янтарным ангидридом («ASA», Hydrores AS 1000, CAS номер 68784-12-3, доступен в продаже у компании Kemira Oyj, Васа, Финляндия), который подавали со скоростью 6 кг/ч в штифтовую мельницу Contraplex 250 CW (с диском диаметром 250 мм, при скорости вращения дверцы 3000 оборотов в минуту и при горизонтальной скорости вращения корпуса 6000 оборотов в минуту, и содержащей 120 штифтов в дверце и 120 штифтов в корпусе в три ряда) производства компании HOSOKAWA ALPINE™ (Аусбург, штат Делавэр) и при 100°C для достижения поверхностной обработки 0,3% мас.
Испытание 2 (обработка в соответствии с настоящим изобретением)
Материал-наполнитель, содержащий карбонат кальция, высушенный распылительной сушкой, непрерывно подавали при скорости 750 кг/ч в шнековый конвейер, имеющий длину 4 м и угол наклона 30°, по горизонтальному шнековому конвейеру длиной 2,8 м. Жидкий алкенил-янтарный ангидрид («ASA», Hydrores AS 1000, CAS номер 68784-12-3, доступный в продаже у компании Kemira Oyj, Васа, Финляндия) подавали со скоростью 22,5 кг/ч на горизонтальный шнековый конвейер при температуре окружающей среды примерно 25 °C. В конце наклонного шнекового конвейера продукт на основе материала-наполнителя, содержащий карбонат кальция, с обработанной поверхностью со степенью поверхностной обработки 0,3% мас., ссыпали в бункер.
Распределение частиц по размеру сырьевого материала для испытаний 1 и 2 анализировали на приборе Mastersizer 2000 производства компании Malvern Instruments (Великобритания) для определения среднего распределения частиц по размеру d50 и верхнего предела размера d98, а также измеряли остаток на 45 мкм сите в соответствии с ISO 787/7, до и после обработки в соответствии с эталонной обработкой в штифтовой мельнице и в соответствии с настоящим изобретением, и результаты представлены в таблице 1.
Таблица 1
(исходный минерал-наполнитель, содержащий карбонат кальция, высушенный распылительной сушкой)
(Испытание 1)
(Испытание 2)
Как показано в таблице 1, во время поверхностной обработки в штифтовой мельнице (испытание 1) распределение частиц по размеру сырьевого минерала-наполнителя, содержащего карбонат кальция, существенно изменилось. Значение верхнего предела размера d98 составляет почти половину от исходного значения, а медианный размер частиц d50 увеличился примерно на 20%, и на 45 мкм сите почти нет остатка. По сравнению с материалом с поверхностной обработкой согласно настоящему изобретению (испытание 2), для которого медианный размер частиц d50 увеличился лишь примерно на 5%, а значение верхнего предела размера увеличилось незначительно, что может быть обусловлено небольшим содержанием агрегатов, остаток на сите также близок к значению необработанного сырьевого материала.
Полученные результаты демонстрируют, что способ поверхностной обработки согласно настоящему изобретению не только обеспечивает снижение расхода энергии для получения указанного продукта, но и не вызывает существенных изменений физических свойств сырьевого материала и, следовательно, минеральный продукт на основе материала-наполнителя, содержащий карбонат кальция, с такой поверхностной обработкой почти эквивалентен сырьевому материалу, за исключением наличия поверхностной обработки.
b) Пример 2
Использовали продукт на основе материала-наполнителя, содержащий карбонат кальция, с поверхностной обработкой из испытания 1 примера 1, т.е. образец 1 получали в соответствии с эталонной обработкой, а также из испытания 2 примера 1, т.е. образец 2 получали в соответствии со способом согласно настоящему изобретению.
Образец 1 и образец 2 вводили в композицию напольного покрытия из ПВХ пластизоля и проводили измерение вязкости. Кроме того, в композицию напольного покрытия из ПВХ пластизоля добавляли материал-наполнитель, содержащий карбонат кальция, без поверхностной обработки (сырьевой) без агента для поверхностной обработки (образец 3) и материал-наполнитель, содержащий карбонат кальция, без поверхностной обработки (сырьевой) с отдельно добавленным агентом для поверхностной обработки (образец 4). Вязкость измеряли на реометре Anton Paar (CH) типа MCR 300 в соответствии с методом CC27, используя цилиндрическую систему и шпиндель диаметром 27 мм, зазор между шпинделем и цилиндром 1 мм, при 23 °С с предварительным выдерживанием пасты в течение 5 минут при скорости сдвига 10 с-1 и 1.) повышением от 0 до 30 с-1 за 120 с, 2.) выдерживанием при постоянном значении в течение 60 с при 30 с-1 и 3.) понижением от 30 до 0 с-1' за 120 с. Анализ данных основан на значениях, полученных при понижении сдвига в 3 части измерения. Композиция напольного покрытия из ПВХ пластизоля представлена в таблице 2.
Таблица 2
150 мас. ч.
150 мас. ч.
150 мас. ч.
* Диизононилфталат, CAS 68515-48-0, добавляли в качестве пластификатора
На фиг. 1 показано влияние размера частиц и агента для поверхностной обработки на вязкость композиции напольного покрытия из ПВХ пластизоля. Продукт на основе материала-наполнителя с поверхностной обработкой, полученный при нанесении покрытия в штифтовой мельнице (эталон), демонстрирует увеличение вязкости по сравнению с необработанным CaCO3. Вязкость улучшена при добавлении алкенил-янтарного ангидрида непосредственно в композицию напольного покрытия из ПВХ пластизоля. Наилучшие результаты вязкости получены, если в композицию напольного покрытия из ПВХ пластизоля добавлен продукт на основе материала-наполнителя с поверхностной обработкой, полученный в соответствии с настоящим изобретением.
c) Пример 3
Продукт на основе материала-наполнителя, содержащий карбонат кальция, с поверхностной обработкой получали в соответствии с испытанием 2 примера 1 согласно настоящему изобретению, причем степень поверхностной обработки ASA составляла 0,5% мас. Получение образцов С-ПВХ представлено ниже в таблице 3.
Таблица 3
(эталон)
* Диизононилфталат, CAS 68515-48-0, добавляли в качестве пластификатора
E1 представляет собой эталонный материал, полученный с материалом-наполнителем, содержащим карбонат кальция, без покрытия. E2 - E4 представляют собой материалы согласно настоящему изобретению, полученные с продуктом на основе материала-наполнителя, содержащим карбонат кальция, с покрытием на поверхности, полученным в соответствии с настоящим изобретением, причем продукт на основе материала-наполнителя, содержащий карбонат кальция, с покрытием на поверхности добавляли в разных количествах.
Образцы смешивали в сухом состоянии в смесителе Thermomix (производства компании Fa. Vorwerk, Германия) в течение 120 секунд при 120°C и 6000-7000 об./мин., затем перерабатывали в двухвальцовой мельнице при 170 °С. Вырезали образцы из прессованных листов, предварительно сформированных на гидравлическом прессе производства компании Collin, тип P300P, для проведения испытаний на растяжение. Гидравлическое прессование проводили на металлической раме толщиной 2 мм, 17 см х 17 см, используя 200 г материала после вальцевания. Прессование проводили при 170 °С при 200 бар и в течение 2 минут. Затем пресс оставляли остывать до 15 °С (водяное охлаждение), поддерживая давление при 200 бар. Результаты испытания полученных образов С-ПВХ представлены ниже в таблице 4.
Таблица 4
(эталон)
(согласно изобретению)
(согласно изобретению)
(согласно изобретению)
Вырезанные образцы для испытания растяжения получали с помощью резательного устройства производства компании Fa. Hans Naef AG (Швейцария). Использовали образцы типа 1B в соответствии с ISO 3167, и проводили испытания в соответствии с ISO 527 на «образце в форме гантели» размером 15 см. Испытания E-модуля и прочности при растяжении, удлинения при разрыве проводили на приборе Zwick Roell типа Z020 в соответствии с ISO 527-3.
Примеры E2 - E4 согласно настоящему изобретению демонстрируют общее увеличение удлинения при разрыве по сравнению с эталонным образцом, а модуль E и прочность при растяжении имеют максимальное значение в примере E3 согласно настоящему изобретению.
d) Пример 4
Продукт на основе материала-наполнителя, содержащий карбонат кальция, с поверхностной обработкой получали в соответствии с испытанием 2 примера 1 согласно настоящему изобретению, причем степень поверхностной обработки ASA составляла 0,5% мас. Получение образцов полиолефинов представлено ниже в таблице 5.
Таблица 5
(эталон)
(согласно изобретению)
(эталон)
(согласно изобретению)
(согласно изобретению)
(без обработки)
*ЛПЭНП (ExxonMobile, LLDPE LL 6101, ПТР =20), **Эластомер (Dow, Engage 7270, ПТР=0,8), # минеральное масло (парафиновое масло, VWR Chemicals, вязкость: 69 сСт); (1) применение для компаундирования ПЭ, (2) применение для толстых слоев ПЭ
Материалы образцов компаундировали и определяли показатель текучести расплава на приборе Ceast (IT) типа «Модульная линия текучести расплава» в соответствии с ISO 1133 (ASTM D1238) при 190°C и при нагрузке 5 кг или 10 кг, соответственно. Результаты испытаний образцов полиолефинов представлены ниже в таблице 6.
Таблица 6
(эталон)
(согласно изобретению)
(эталон)
(согласно изобретению)
(согласно изобретению)
Показатель текучести расплава материала, содержащего продукт на основе минерального наполнителя, который содержит карбонат кальция, с обработанной поверхностью, демонстрирует улучшенный или почти такой же показатель текучести расплава при таком же или повышенном содержании наполнителя.
e) Пример 5
Продукт на основе материала-наполнителя, содержащий карбонат кальция, с поверхностной обработкой получали в соответствии с испытанием 2 примера 1 согласно настоящему изобретению, причем степень поверхностной обработки ASA составляла 0,5% мас. Получение образцов С-ПВХ представлено ниже в таблице 7.
Таблица 7
(эталон)
(согласно изобретению)
Образцы смешивали в сухом состоянии в смесителе Thermomix (производства компании Fa. Vorwerk, Германия) в течение 120 секунд при 120 °С и 6000-7000 об./мин., затем перерабатывали в двухвальцовой мельнице при 170 °С. Сухую смесь дополнительно перерабатывали на двухшнековом пластикаторе Haake™ Rheomix OS (Thermo Fisher) для оценки характеристик гелеобразования сухой смеси. Пластикацию проводили в условиях 170 °С при 30 об./мин. с использованием двух роторов Delta, вращающихся в противоположных направлениях. Количество сухой смеси в камере пластикатора составляло 85 г. Гелеобразование, иногда также называемое пластификацией, обычно понимают как процесс, в котором связывающее вещество, обычно используемое со стабилизаторами, диффундирует в частицы ПВХ смолы во время переработки.
Обработка ASA обеспечивает очевидное сокращение времени гелеобразования. Это означает, что при использовании CaCO3, обработанного ASA, может быть увеличена производительность линии экструзии.
| название | год | авторы | номер документа |
|---|---|---|---|
| УПЛОТНЕННЫЙ МАТЕРИАЛ С ОБРАБОТАННОЙ ПОВЕРХНОСТЬЮ | 2015 |
|
RU2678067C2 |
| СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОВЕРХНОСТНО-МОДИФИЦИРОВАННОГО МАТЕРИАЛА | 2015 |
|
RU2663163C2 |
| СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КРОШКИ , ВКЛЮЧАЮЩЕЙ В СВОЙ СОСТАВ КАРБОНАТ КАЛЬЦИЯ | 2015 |
|
RU2646432C1 |
| ПОВЕРХНОСТНО-ОБРАБОТАННЫЕ НАПОЛНИТЕЛИ ДЛЯ ПОЛИЭФИРНЫХ ПЛЕНОК | 2017 |
|
RU2797545C2 |
| КАРБОНАТ КАЛЬЦИЯ В КАЧЕСТВЕ КАВИТАЦИОННОГО АГЕНТА ДЛЯ БИАКСИАЛЬНО ОРИЕНТИРОВАННЫХ ПОЛИПРОПИЛЕНОВЫХ ПЛЕНОК | 2017 |
|
RU2748694C2 |
| МНОГОФИЛАМЕНТНЫЕ СЛОЖНОПОЛИЭФИРНЫЕ ВОЛОКНА | 2015 |
|
RU2663147C1 |
| СПОСОБ РЕГУЛИРУЕМОГО ХИМИЧЕСКОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ПОВЕРХНОСТИ ТВЕРДОГО НАПОЛНИТЕЛЯ И ДОБАВОК ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПРОДУКТА НАПОЛНИТЕЛЯ С ОБРАБОТАННОЙ ПОВЕРХНОСТЬЮ | 2013 |
|
RU2623258C2 |
| КАРБОНАТ ЩЕЛОЧНОЗЕМЕЛЬНОГО МЕТАЛЛА, ПОВЕРХНОСТНО-МОДИФИЦИРОВАННЫЙ, ПО МЕНЬШЕЙ МЕРЕ, ОДНИМ ПОЛИГИДРОСИЛОКСАНОМ | 2014 |
|
RU2650933C2 |
| СПОСОБ УЛУЧШЕНИЯ ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКОГО СОСТАВА ЧАСТИЦ СОДЕРЖАЩЕГО КАРБОНАТ КАЛЬЦИЯ МАТЕРИАЛА | 2015 |
|
RU2658409C1 |
| НОВАЯ ОБРАБОТКА ПОВЕРХНОСТИ БЕЛЫХ МИНЕРАЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ ПРИМЕНЕНИЯ В ПЛАСТМАССАХ | 2014 |
|
RU2630548C2 |
Настоящее изобретение относится к способу получения материала-наполнителя с обработанной поверхностью, заключающемуся во взаимодействии материала-наполнителя, характеризующегося значением объемного медианного размера частиц d50 от 5 до 100 мкм, верхним пределом размера (d98) от 30 до 500 мкм и остатком на 45-мкм сите, измеренным в соответствии с ISO 787/7, более 0,5% мас. относительно общей массы материала-наполнителя, содержащего карбонат кальция, с агентом для поверхностной обработки, находящимся в расплавленном или жидком состоянии при температуре от 18 до 45°С. Взаимодействие осуществляется в архимедовом винте, например в шнековом конвейере или в пневматической системе воздушного конвейера, и где архимедов винт эксплуатируют под углом от 30 до 80° и/или при температуре от 18 до 45°С. Предложенный в изобретении подход позволяет удешевить процесс обработки крупнозернистых материалов-наполнителей, а также улучшить их эксплуатационные свойства. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 1 ил., 8 табл., 5 пр.
1. Способ получения материала-наполнителя с обработанной поверхностью, включающий, по меньшей мере, стадии:
а) обеспечения по меньшей мере одного материала-наполнителя, содержащего карбонат кальция, который имеет
i) значение объемного медианного размера частиц d50 от 5 до 100 мкм,
ii) верхний предел размера (d98) от 30 до 500 мкм и
iii) остаток на 45-мкм сите, измеренный в соответствии с ISO 787/7, более 0,5% мас. относительно общей массы материала-наполнителя, содержащего карбонат кальция,
b) обеспечения по меньшей мере одного агента для поверхностной обработки, находящегося в расплавленном или жидком состоянии при температуре от 18 до 45°С,
c) приведения в контакт поверхности по меньшей мере одного материала-наполнителя, содержащего карбонат кальция, со стадии a) при перемешивании в одну или более стадий с по меньшей мере одним агентом для поверхностной обработки со стадии b), так что на поверхности указанного по меньшей мере одного материала-наполнителя, содержащего карбонат кальция, со стадии a) образуется обработанный слой, содержащий по меньшей мере один агент для поверхностной обработки и/или продукт(ы) его реакции, где стадию c) приведения в контакт осуществляют в архимедовом винте, например в шнековом конвейере или в пневматической системе воздушного конвейера, и где архимедов винт эксплуатируют под углом от 30 до 80° и/или при температуре от 18 до 45°С,
причем полученный материал-наполнитель с обработанной поверхностью имеет остаток на 45-мкм сите, измеренный в соответствии с ISO 787/7, более 0,5% мас. относительно общей массы материала-наполнителя с обработанной поверхностью.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что материал-наполнитель, содержащий карбонат кальция, со стадии a) выбран из группы, состоящей из измельченного карбоната кальция, предпочтительно мрамора, известняка, доломита и/или мела, осажденного карбоната кальция (PCC), предпочтительно ватерита, кальцита и/или арагонита, карбоната кальция с прореагировавшей поверхностью (MCC) и их смесей, более предпочтительно материал-наполнитель, содержащий карбонат кальция, представляет собой измельченный карбонат кальция.
3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что по меньшей мере один материал-наполнитель, содержащий карбонат кальция, на стадии a) имеет
а) значение объемного медианного размера частиц d50 от 6 до 80 мкм, предпочтительно от 7 до 60 мкм и наиболее предпочтительно от 7,5 до 50 мкм,
b) верхний предел размера (d98) от 40 до 400 мкм, предпочтительно от 50 до 300 мкм, более предпочтительно от 50 до 250 мкм, и
c) остаток на 45-мкм сите, измеренный в соответствии с ISO 787/7, в диапазоне от более чем 0,5 до 30% мас., предпочтительно от 0,75 до 25% мас. относительно общей массы материала-наполнителя, содержащего карбонат кальция.
4. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что количество остатка на 45-мкм сите по меньшей мере одного материала-наполнителя, содержащего карбонат кальция, со стадии a), измеренное в соответствии с ISO 787/7, и остатка на 45-мкм сите материала-наполнителя с обработанной поверхностью, измеренного на в соответствии с ISO 787/7, предпочтительно различается менее чем на 20% мас.
5. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что по меньшей мере один агент для поверхностной обработки со стадии b) имеет вязкость по Брукфильду≤1000 мПа⋅с при 25°C.
6. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что по меньшей мере один агент для поверхностной обработки на стадии b) представляет собой смесь сложных эфиров фосфорной кислоты из одного или более сложных моноэфиров фосфорной кислоты и/или одного или более сложных диэфиров фосфорной кислоты, и/или по меньшей мере одного монозамещенного янтарного ангидрида, состоящего из янтарного ангидрида, монозамещенного группой, выбранной из линейной, разветвленной и алифатической группы, имеющей общее количество атомов углерода от по меньшей мере C2 до C20 в заместителе, или циклической группы, имеющей общее количество атомов углерода от по меньшей мере C3 до C20 в заместителе; и/или добавлен на стадии c) приведения в контакт в количестве от 0,1 до 3% мас., предпочтительно от 0,1 до 2% мас. и наиболее предпочтительно от 0,1 до 1,5% мас. относительно общей сухой массы по меньшей мере одного материала-наполнителя, содержащего карбонат кальция, со стадии a).
7. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что стадию c) приведения в контакт осуществляют так, что общий расход энергии при добавлении по меньшей мере одного агента для поверхностной обработки со стадии b) к по меньшей мере одному материалу-наполнителю, содержащему карбонат кальция, со стадии a), составляет не более 15 кВт⋅ч/т, предпочтительно от 2 до 15 кВт⋅ч/т.
8. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что по меньшей мере один агент для поверхностной обработки со стадии b) добавляют к по меньшей мере одному материалу-наполнителю, содержащему карбонат кальция, со стадии a), который загружают в архимедов винт, например в шнековый конвейер.
9. Способ по п. 8, отличающийся тем, что архимедов винт эксплуатируют под углом от 35 до 70°.
10. Способ по п. 8 или 9, отличающийся тем, что по меньшей мере один агент для поверхностной обработки со стадии b) добавляют к по меньшей мере одному материалу-наполнителю, содержащему карбонат кальция, со стадии a) в нижней 1/3 архимедова винта.
11. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что стадию c) приведения в контакт осуществляют в непрерывном или периодическом режиме.
12. Материал-наполнитель с обработанной поверхностью, содержащий
а) по меньшей мере один материал-наполнитель, содержащий карбонат кальция, который имеет
i) значение объемного медианного размера частиц d50 от 5 до 100 мкм,
ii) верхний предел размера (d98) от 30 до 500 мкм,
b) обработанный слой на поверхности по меньшей мере одного материала-наполнителя, содержащего карбонат кальция, который содержит по меньшей мере один агент для поверхностной обработки и/или продукты его реакции, причем материал-наполнитель с обработанной поверхностью содержит обрабатывающий слой в количестве от 0,1 до 3% мас. относительно общей сухой массы по меньшей мере одного материала-наполнителя, содержащего карбонат кальция,
причем указанный материал-наполнитель с обработанной поверхностью имеет остаток на 45-мкм сите, измеренный в соответствии с ISO 787/7, более 0,5% мас. относительно общей массы материала-наполнителя с обработанной поверхностью.
13. Материал-наполнитель с обработанной поверхностью по п. 12, полученный способом получения материала-наполнителя с обработанной поверхностью по любому из пп. 1-11.
14. Полимерное изделие, содержащее материал-наполнитель с обработанной поверхностью по п. 12 или 13.
| Способ получения цианистых соединений | 1924 |
|
SU2018A1 |
| СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ТРАНСПОРТНЫМ СРЕДСТВОМ И УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ТРАНСПОРТНЫМ СРЕДСТВОМ | 2016 |
|
RU2722368C1 |
| EP 2883573 A1, 26.06.2015 | |||
| СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ПРОДУКТА ИЗ ОБРАБОТАННОГО МИНЕРАЛЬНОГО НАПОЛНИТЕЛЯ, ПОЛУЧЕННЫЙ ПРОДУКТ ИЗ МИНЕРАЛЬНОГО НАПОЛНИТЕЛЯ И ЕГО ПРИМЕНЕНИЯ | 2008 |
|
RU2463325C2 |
