Диспергаторы в композитах

Диспергаторы в композитах

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Настоящее изобретение относится к полимерным композитам, преимущественно к композициям, включающим синтетический полимер, тальк в качестве наполнителя, где частицы талька обладают средним размером от 0,4 до 25 мкм, и диспергатор, который основан на неионогенном поверхностно-активном веществе или статистическом, блочном или гребнеобразном сополимере.

Другим объектом настоящего изобретения является способ получения полимерного композита, который включает смешение в расплаве смеси синтетического полимера, вышеупомянутого талькового наполнителя и вышеупомянутого диспергатора.

Существует обширная литература по органическо-неорганическим композитам на основе глин или слоистых силикатов и синтетических полимеров. Задача недавних исследований заключалась в уменьшении количества наполнителя в таких композитах и в получении материалов со значительно улучшенными жесткостью, температурой тепловой деформации, улучшенной стойкостью к царапанию и т.д. при одновременном отсутствии недостатков, например ударопрочных свойств, относительного удлинения при разрыве, долговременной стойкости против теплового старения и т.д., в сравнении с ненаполненным полимером. В этом контексте полиолефиновые нанокомпозиты готовят из органических модифицированных глин. Используемые глины обычно модифицируют длинноцепочечным алкилом или диалкиламмониевыми ионами или аминами, или в немногих случаях другими ониевыми ионами наподобие, например, фосфония. Добавки аммониевого иона/амина обычно внедряют в структуру глин отдельной стадией интеркаляции.

Эти нанокомпозиты на основе модифицированных органическими веществами глин проявляют некоторые из вышеупомянутых улучшений, но обладают также рядом недостатков. Обычно используемые для модификации аммониевые соли могут быть термически нестабильными при температурах, создаваемых при переработке полиолефинов, или могут привести к нежелательным реакциям в условиях переработки. Более того все еще существуют проблемы в том, что касается стабильности композитов, когда глины диспергируют непосредственно в технических полиолефинах. Все еще сохраняются сомнения в том, что расслоенные структуры, получаемые этим путем, оказываются стабильными, и полагают, что они могут повторно агрегироваться во время последующих процессов переработки в расплаве наподобие, например, литья под давлением.

Формование полиолефиновых нанокомпозитов переработкой в расплаве требует, таким образом, применения дополнительной добавки, чаще всего полипропилена с привитым на него малеиновым ангидридом, который в рабочих примерах содержится в качестве одного из основных компонентов конечного продукта.

A.Okada и др. в Macromolecules 1997, 30, 6333-6338 или US 5973053 говорят, что полипропиленовый нанокомпозит получают, когда глину, предварительно модифицированную октадециламмониевыми солями, совмещают с полипропиленом в присутствии полиолефиновых олигомеров, содержащих полярную функциональную группу, например полипропилена с привитым на него малеиновым ангидридом.

В US 5939184 описано получение полипропиленовых нанокомпозитов на основе модифицированных алкиламмонием глин и полярного привитого полиолефина или олефинового сополимера, который как правило используют в избытке относительно количества глины.

В WO-A-99/07790 описан нанокомпозитный материал на основе глины, обладающей слоистой структурой и катионообменной емкостью от 30 до 250 мэкв. на 100 г, полимерной матрицы и блок-сополимера или привитого сополимера, где блок-сополимер или привитой сополимер включает одно или несколько первых структурных звеньев (А), которые совместимы с глиной, и одно или несколько вторых структурных звеньев (Б), которые совместимы с полимерной матрицей.

В WO-A-00/34393 описан полимерно-глиняный нанокомпозит, включающий (I) перерабатываемый в расплаве матричный полимер, (II) слоистый глиняный материал и (III) совместимый с матричным полимером функционализованный олигомер или полимер. Конкретно описанный пример компонента (III) представляет собой, например, функционализованный аммонием поликапролактон.

В WO-A-01/48080 описаны полиолефиновые нанокомпозиты, основанные на применении обработанной катионообменом глины и высокомолекулярного полипропилена с привитым на него малеиновым ангидридом.

В WO-A-01/85831 описаны полиолефиновые нанокомпозиты, основанные на применении обработанной катионообменом глины и полиолефина с привитым на него органическим катионом наподобие, например, аммониевого иона.

Применение этиленоксид-этиленового блок-сополимера при получении полиэтиленового нанокомпозита низкой плотности описано B.Liao и др. в журнале Polymer 42, 10007-10011 (2001). У этих авторов отсутствует упоминание о полезности блоков при одностадийном получении композита.

В WO-A-02/00776 описана пористая форма для применения в процессе литья под давлением, причем эту форму изготавливают из полимерного материала, образующего матрицу, в которую предварительно внедряют глину и блок-сополимер или привитой сополимер, где блок-сополимер или привитой сополимер включает одно или несколько первых структурных звеньев (А), которые совместимы с глиной, и одно или несколько вторых структурных звеньев (Б), которые для получения пористого фильтровального материала совместимы с полимерной матрицей. Конкретно описанный пример такого блок-сополимера представляет собой блок-сополимер, включающий один полиэтиленоксидный блок (ПЭО) и один полиметилметакрилатный блок (ПММА).

Эти известные способы, в которых для получения полиолефиновых нанокомпозитов используют органически модифицированные (аммонием или амином) глины, не во всех отношениях удовлетворяют высоким требованиям, которым должны удовлетворять, преимущественно в отношении полиолефиновых формованных изделий, которые подвергаются окислительной, термической или вызванной действием света деструкции.

Другие представляющие интерес свойства включают улучшенную температуру тепловой деформации, улучшенную антипиреновую способность, улучшенную непроницаемость для газов, улучшенную жесткость, визуально улучшенные внешний вид и стабильность размеров без значительной потери ударопрочных свойств, относительного удлинения при разрыве, долговременной стойкости против теплового старения, свойств перерабатываемости и т.д.

Нанокомпозиты в соответствии с WO-A-04/113436, WO-A-04/078785 и WO-А-04/041721 позволяют разрешить некоторые проблемы, например такие, как проблемы переработки, долговременной стойкости против теплового старения и т.д., но их эффективность в отношении механических свойств должна быть еще более повышена.

Следовательно, все еще существует потребность в том, чтобы найти эффективные полиолефиновые композиты, а также способы их получения, которые обеспечивают представляющие интерес свойства (значительно улучшенные жесткость, температуру тепловой деформации, улучшенную стойкость к царапанию и т.д.), но свободны от таких недостатков, как, например, ухудшенные ударопрочные свойства, относительное удлинение при разрыве, долговременная стойкость против теплового старения и т.д., если сравнивать с ненаполненным полимером, и которые позволяют применять природный наполнитель, который перед применением не был модифицирован.

Следовательно, объектом настоящего изобретения является композиция, включающая

(а) синтетический полимер,

(б) тальк в качестве наполнителя, где частицы талька обладают средним размером от 0,4 до 25 мкм и содержатся в количестве от 0,1 до 10% в пересчете на массу компонента (а), и

(в) диспергатор, который основан на неионогенном поверхностно-активном веществе или амфифильном статистическом, блочном или гребнеобразном сополимере;

при условии, что когда синтетический полимер (а) представляет собой полиамид, он содержится в количестве меньше 55% в пересчете на массу (а), (б) и (в).

Примерами таких полимеров являются следующие продукты.

1. Полимеры моноолефинов и диолефинов, в частности полипропилен, полиизобутилен, полибут-1-ен, поли-4-метилпент-1-ен, поливинилциклогексан, полиизопрен или полибутадиен, равно как и полимеры циклоолефинов, в частности циклопентена или норборнена, полиэтилен (который может быть, но необязательно, сшитым), в частности полиэтилен высокой плотности (ПЭВП), полиэтилен высокой плотности с высокой молекулярной массой (ПЭВП-ВММ), полиэтилен высокой плотности со сверхвысокой молекулярной массой (ПЭВП-СВММ), полиэтилен средней плотности (ПЭСП), полиэтилен низкой плотности (ПЭНП), линейный полиэтилен низкой плотности (ЛПЭНП), а также (ПЭОНП) и (ПЭСНП).

Полиолефины, т.е. полимеры моноолефинов, примеры которых приведены в предыдущем абзаце, предпочтительно полиэтилен и полипропилен, могут быть получены по разным, преимущественно по следующим методам.

а) Радикальная полимеризация (обычно под высоким давлением и при повышенной температуре).

б) Каталитическая полимеризация с использованием катализатора, который обычно включает один или больше одного атома металла группы IVb, Vb, VIb или VIII Периодической таблицы элементов. У этих металлов обычно имеется один или больше одного лиганда, как правило оксиды, галогениды, алкоголяты, сложные эфиры, простые эфиры, амины, алкилы, алкенилы и/или арилы, которые могут быть либо π-, либо σ-координированными. Эти металлсодержащие комплексы могут находиться в свободной форме или быть зафиксированными на носителях, как правило на активированном хлориде магния, хлориде титана(III), оксиде алюминия или диоксиде кремния. Такие катализаторы могут быть растворимыми или нерастворимыми в полимеризационной среде. В процессе полимеризации эти катализаторы могут быть использованы самостоятельно или дополнительно могут быть использованы активаторы, как правило металлалкилы, металлгидриды, металлалкилгалогениды, металлалкилоксиды или металлалкилоксаны, причем упомянутые металлы являются элементами групп Iа, IIа и/или IIIа Периодической таблицы элементов. Активаторы могут быть модифицированными, целесообразно дополнительными сложноэфирными, простыми эфирными, аминовыми или силилэфирными группами. Эти каталитические системы обычно называют системами фирм Phillips, Standard Oil Indiana, катализаторами Циглера (-Натта), TNZ (фирма DuPont), металлоценами или катализаторами с единственным участком (КЕУ).

2. Смеси полимеров, упомянутых в разделе 1), в частности смеси полипропилена с полиизобутиленом, полипропилена с полиэтиленом (например, ПП/ПЭВП, ПП/ПЭНП) и смеси полиэтиленов различных типов (например, ПЭНП/ПЭВП).

3. Сополимеры моноолефинов и диолефинов между собой и с другими виниловыми мономерами, например этилен-пропиленовые сополимеры, линейный полиэтилен низкой плотности (ЛПЭНП) и его смеси с полиэтиленом низкой плотности (ПЭНП), пропилен/бут-1-еновые сополимеры, пропилен-изобутиленовые сополимеры, этилен/бут-1-еновые сополимеры, этилен-гексеновые сополимеры, этилен-метилпентеновые сополимеры, этилен-гептеновые сополимеры, этилен/октеновые сополимеры, этилен/винилциклогексановые сополимеры, этилен-циклоолефиновые сополимеры (например, этилен-норборненовые наподобие СОС), этилен/1-олефиновые сополимеры, где 1-олефин получают in situ; пропилен-бутадиеновые сополимеры, изобутилен-изопреновые сополимеры, этилен-винилциклогексеновые сополимеры, этилен-алкилакрилатные сополимеры, этилен-алкилметакрилатные сополимеры, этилен-винилацетатные сополимеры или сополимеры этилена/акриловой кислоты и ее солей (иономеры), а также тройные сополимеры этилена с пропиленом и диеном, таким как гексадиен, дициклопентадиен и этилиденнорборнен; равно как и смеси таких сополимеров между собой и с полимерами, упомянутыми в вышеприведенном разделе 1), в частности полипропилен-этилен-пропиленовые сополимеры, ПЭНП-этилен-винилацетатные (ЭВА) сополимеры, сополимеры ПЭНП-этилена-акриловой кислоты (ЭАК), ЛПЭНП/ЭВА, ЛПЭНП/ЭАК и чередующиеся или статистические сополимеры полиалкилена/монооксида углерода, а также их смеси с другими полимерами, в частности с полиамидами.

4. Углеводородные смолы (например, С₅-С₉продуктов), включая их гидрированные модификации (например, вещества для повышения клейкости) и смеси полиалкиленов с крахмалом.

Гомополимеры и сополимеры из разделов с 1) по 4) могут обладать любой стереоструктурой, включая синдиотактическую, изотактическую, полуизотактическую и атактическую, где предпочтительны атактические полимеры. К ним также относятся стереоблочные полимеры.

5. Полистирол, поли(п-метилстирол) и поли(α-метилстирол).

6. Ароматические гомополимеры и сополимеры, дериватизированные из винилароматических мономеров, включая стирол, α-метилстирол, все изомеры винилтолуола, преимущественно п-винилтолуола, все изомеры этилстирола, пропилстирола, винилбифенила, винилнафталина, винилантрацена, а также их смеси. Гомополимеры и сополимеры могут обладать любой стереоструктурой, включая синдиотактическую, изотактическую, полуизотактическую и атактическую, причем предпочтительны атактические полимеры. К ним также относятся стереоблочные полимеры.

6а. Сополимеры, включающие звенья вышеупомянутых винилароматических мономеров и сомономеров, выбранных из этилена, пропилена, диенов, нитрилов, кислот, малеинового ангидрида, малеинимидов, винилацетата и винилхлорида, а также из акриловых производных и их смесей, например сополимеры стирола/бутадиена, стирола/акрилонитрила, стирола/этилена, стирола/алкилметакрилата, стирола/бутадиена/алкилакрилата, стирола/бутадиена/алкилметакрилата, стирола/малеинового ангидрида, стирола/акрилонитрила/метилакрилата; смеси сополимеров стирола с высокой ударной прочностью и другого полимера, например полиакрилата, диенового полимера или этилен-пропилен-диеновового тройного сополимера, и блок-сополимеры стирола, такие как сополимеры стирола/бутадиена/стирола, стирола/изопрена/стирола, стирола/этилена/бутилена/стирола и стирола/этилена/пропилена/стирола.

6б. Гидрированные ароматические полимеры, дериватизированные в результате гидрогенизации полимеров, упомянутых в разделе 6), в особенности включая полициклогексилэтилен (ПЦГЭ), полученный гидрогенизацией атактического полистирола, часто называемого поливинилциклогексаном (ПВЦГ).

6в. Гидрированные ароматические полимеры, дериватизированные в результате гидрогенизации полимеров, упомянутых в разделе 6а).

Гомополимеры и сополимеры могут обладать любой стереоструктурой, включая синдиотактическую, изотактическую, полуизотактическую и атактическую, где предпочтительны атактические полимеры. К ним также относятся стереоблочные полимеры.

7. Привитые сополимеры винилароматических мономеров, таких как стирол и α-метилстирол, например стирола на полибутадиен, стирола на полибутадиен-стирольный или полибутадиен-акрилонитрильный сополимер; стирола и акрилонитрила (или метакрилонитрила) на полибутадиен; стирола, акрилонитрила и метилметакрилата на полибутадиен; стирола и малеинового ангидрида на полибутадиен; стирола, акрилонитрила и малеинового ангидрида или малеинимида на полибутадиен; стирола и малеинимида на полибутадиен; стирола и алкилакрилатов или метакрилатов на полибутадиен; стирола и акрилонитрила на этилен-пропилен-диеновые тройные сополимеры; стирола и акрилонитрила на полиалкилакрилаты и полиалкилметакрилаты, стирола и акрилонитрила на акрилат-бутадиеновые сополимеры, а также их смеси с сополимерами, перечисленными в разделе 6), например сополимерные смеси, известные как АБС, МБС, АСА и АЭС полимеры.

8. Галоидсодержащие полимеры, такие как полихлоропрен, хлорированные каучуки, хлорированные и бромированные сополимеры изобутилена/изопрена (галобутилкаучук), хлорированный и сульфохлорированный полиэтилен, сополимеры этилена и хлорированного этилена, эпихлоргидриновые гомо- и сополимеры, преимущественно полимеры галоидсодержащих виниловых соединений, например поливинилхлорид, поливинилиденхлорид, поливинилфторид, поливинилиденфторид, а также их сополимеры, такие как винилхлорид-винилиденхлоридные, винилхлорид-винилацетатные и винилиденхлорид-винилацетатные сополимеры.

9. Полимеры, дериватизированные из α,β-ненасыщенных кислот и их производных, такие как полиакрилаты и полиметакрилаты; полиметилметакрилаты, полиакриламиды и полиакрилонитрилы, модифицированные бутилакрилатом для придания ударной прочности.

10. Сополимеры мономеров, упомянутых в разделе 9), между собой или с другими ненасыщенными мономерами, например акрилонитрил-бутадиеновые сополимеры, акрилонитрил-алкилакрилатные сополимеры, акрилонитрил-алкоксиалкилакрилатные или акрилонитрил-винилгалогенидные сополимеры, или акрилонитрил-алкилметакрилат-бутадиеновые тройные сополимеры.

11. Полимеры, дериватизированные из ненасыщенных спиртов и аминов, или их ацильные производные или ацетали, например поливиниловый спирт, поливинилацетат, поливинилстеарат, поливинилбензоат, поливинилмалеат, поливинилбутираль, полиаллилфталат или полиаллилмеламин, а также их сополимеры с олефинами, упомянутыми в приведенном выше разделе 1).

12. Гомополимеры и сополимеры циклических простых эфиров, такие как полиалкиленгликоли, полиэтиленоксид, полипропиленоксид и их сополимеры с бисглицидиловыми простыми эфирами.

13. Полиацетали, такие как полиоксиметилен и те полиоксиметилены, которые содержат этиленоксид в виде сомономерного звена; полиацетали, модифицированные термопластичными полиуретанами, акрилатами или МБС.

14. Полифениленоксиды и сульфиды, а также смеси полифениленоксидов со стирольными полимерами или полиамидами.

15. Полиуретаны, дериватизированные из простых полиэфиров с концевыми гидроксильными группами, сложных полиэфиров или полибутадиенов, с одной стороны, и алифатических или ароматических полиизоцианатов, с другой стороны, а также их предшественники.

16. Полиамиды и сополиамиды, дериватизированные из диаминов и дикарбоновых кислот и/или из аминокарбоновых кислот, или соответствующих лактамов, например полиамид 4, полиамид 6, полиамиды 6/6, 6/10, 6/9, 6/12, 4/6, 12/12, полиамид 11, полиамид 12, ароматические полиамиды, получаемые из м-ксилолдиамина и адипиновой кислоты; полиамиды, полученные из гексаметилендиамина и изофталевой или/и терефталевой кислоты и совместно или без эластомера в качестве модификатора, например поли-2,4,4-триметилгексаметилентерефталамид или поли-м-фениленизофталамид; а также блок-сополимеры вышеупомянутых полиамидов с полиолефинами, олефиновыми сополимерами, иономерами или химически связанными или привитыми эластомерами; или с простыми полиэфирами, например с полиэтиленгликолем, полипропиленгликолем или политетраметиленгликолем; а также полиамиды или сополиамиды, модифицированные тройным этилен-пропиленовым каучуком (ЭПДМ) или АБС; и полиамиды, дериватизированные реакцией поликонденсации в процессе реакционно-инжекционного формования (РИФ) (полиамидные системы РИФ).

Полиамиды содержатся в количестве меньше 55% в пересчете на массу компонентов (а), (б) и (в) в композиции по изобретению.

17. Полимочевины, полиимиды, полиамидоимиды, простые полиэфиримиды, сложные полиэфиримиды, полигидантоины и полибензимидазолы.

18. Сложные полиэфиры, дериватизированные из дикарбоновых кислот и диолов и/или из гидроксикарбоновых кислот или соответствующих лактонов, например полиэтилентерефталат, полибутилентерефталат, поли-1,4-диметилолциклогексантерефталат, полиалкиленнафталат (ПАН) и полигидроксибензоаты, равно как и блок-сополимеры эфиров эфирокислот, дериватизированные из простых полиэфиров с концевыми гидроксильными группами; а также сложные полиэфиры, модифицированные поликарбонатами или МБС.

19. Поликарбонаты и сложные полиэфиркарбонаты.

20. Поликетоны.

21. Полисульфоны, простые полиэфирсульфоны и простые полиэфиркетоны.

22. Сшитые полимеры, дериватизированные из альдегидов, с одной стороны, и фенолов, мочевин и меламинов, с другой стороны, такие как фенолоформальдегидные смолы, карбамидоформальдегидные смолы и меламиноформальдегидные смолы.

23. Высыхающие и невысыхающие алкидные смолы.

24. Ненасыщенные сложнополиэфирные смолы, дериватизированные из сополиэфиров насыщенных и ненасыщенных дикарбоновых кислот с многоатомными спиртами и виниловыми соединениями в качестве сшивающих агентов, а также их галоидсодержащие модификации низкой воспламеняемости.

25. Сшиваемые акрилатные смолы, дериватизированные из замещенных акрилатов, например эпоксиакрилатов, уретанакрилатов или полиэфиракрилатов.

26. Алкидные смолы, сложнополиэфирные смолы и акрилатные смолы, сшитые меламиновыми смолами, карбамидными смолами, изоцианатами, изоциануратами, полиизоцианатами или эпоксидными смолами.

27. Сшитые эпоксидные смолы, дериватизированные из алифатических, циклоалифатических, гетероциклических или ароматических глицидиловых соединений, например продукты диглицидиловых простых эфиров бисфенола А и бисфенола F, которые сшиты обычными отвердителями, такими как ангидриды и амины, совместно или без ускорителей.

28. Смеси вышеупомянутых полимеров (полимерные смеси), например ПП/ЭПДМ, полиамид/ЭПДМ или АБС, ПВХ/ЭВА, ПВХ/АБС, ПВХ/МБС, ПК/АБС, ПБТР/АБС, ПК/АСА, ПК/ПБТ, ПВХ/ХПЭ, ПВХ/акрилаты, ПОМ/термопластичные ПУР, ПК/термопластичные ПУР, ПОМ/акрилат, ПОМ/МБС, ППО/УППС (ударопрочный полистирол), ППО/ПА (полиамид) 6,6 и сополимеры, ПА/ПЭВП, ПА/ПП, ПА/ППО, ПБТ/ПК/АБС или ПБТ/ПЭТФ (полиэтилентерефталат)/ПК.

Синтетические полимеры в качестве компонента (а) в предпочтительном варианте представляют собой термопластичные полимеры, преимущественно полиолефины, полистиролы, полиамиды, сложные полиэфиры, полиакрилаты, наиболее предпочтительно полиолефины, в частности полиэтилен и полипропилен или их сополимеры с моно- и диолефинами. Высоко предпочтительны полиэтилен, полипропилен, их сополимеры и их смеси.

Тальк в качестве компонента (б) может быть не модифицирован или модифицирован модификатором, таким как, например, аммониевое, аминовое, фосфониевое, сульфониевое и силановое соединение.

Примеры модифицирующих веществ представляют собой следующие материалы.

1. Аминовые и аммониевые соединения, например, дистеарилдиметиламмонийхлорид, стеарилбензилдиметиламмонийхлорид, стеариламин, стеарилдиэтоксиамин или аминододекановая кислота [технически доступна как Nanofil (RTM) фирмы SBdchemie, Германия]; диметилдиаммоний таллового масла, триоктилметиламмоний, диполиоксиэтиленалкилметиламмоний или полиоксипропиленметилдиэтиламмоний [технически доступен как модифицированный продукт Somasif (RTM) фирмы CO-OP Chemical]; октадециламин, триэтоксисиланилпропиламин [технически доступен как Nanomer (RTM) фирмы Nanocor], полиоксиалкилированные аммониевые соединения, такие как, например, октадецилбис-(полиоксиэтилен[15]амин [Ethomeen (RTM) фирмы Eastman] или октадецилметилбис-(полиоксиэтилен[15]аммонийхлорид [Etoquad (RTM) фирмы Eastman], или просто соответствующие свободные амины.

2. Фосфониевые соединения, например тетрабутилфосфоний или октадецилтрифенилфосфоний [технически доступны на фирме Eastman].

3. Прочие, например триэтоксиоктилсилан [технически доступен как Nanomer (RTM) фирмы Nanocor], аммониевые, сульфониевые или пиридиевые соединения, которые описаны, например, в WO-A-01/04050 или WO-A-99/67790; блочные привитые сополимеры, такие как, например, ПЭО-блок-ПС или поли-4-винилпиридин-блок-ПС; или растворители для набухания, такие как, например, γ-бутиролактон, 2-пирролидон, диметилсульфоксид, диглим, тетрагидрофуран или фурфуриловый спирт.

В предпочтительном варианте тальк является немодифицированным. Более того предпочтение отдают природному тальку.

Предпочтительные частицы талька обладают средним размером от 0,4 до 10 мкм, предпочтительнее от 0,6 до 10 мкм. Высоко предпочтителен средний размер частиц от 0,6 до 8 мкм, преимущественно от 0,7 до 5 мкм. Более того в предпочтительном варианте по меньшей мере 98% частиц обладают размером меньше 50 мкм, преимущественно меньше 30 мкм, а более предпочтительно меньше 20 мкм.

Тальк в предпочтительном варианте представляет собой минерал, включающий по меньшей мере 60 мас.%, а более предпочтительно по меньшей мере 80 мас.%, истинно минералогического талька, т.е. водного силиката магния, обладающего теоретическим молекулярным составом 3MgO•4SiO₂,H₂O (см. также работу "Industrial Minerals and Rocks", опубликованную The American Institute of Mining Metallurgy и Petroleum Engineers, New York 1960, cc.835-836).

Обычно тальк является природным, и его элементарный слой состоит из слоя октаэдра магния-кислорода/гидроксила, находящегося между двумя слоями тетраэдрического диоксида кремния. Главные поверхности, известные как основные поверхности, элементарного слоя обычно не содержат ни гидроксильных групп, ни активных ионов.

Природа минерализации обычно зависит от природы исходной породы. Породы некоторых типов можно подвергать превращению такого типа и, таким образом, они могут служить источником талька. Тальковые отложения классифицируют в соответствии с исходной породой, из которой их получают. Существуют четыре типа тальковых отложений:

Образующиеся из карбонатов магния: отложения этого типа обеспечивают >50% мирового производства. Их обнаруживают в подвергшихся древним метаморфозам известняковых ярусах. Этот тальк обычно является чистым и белым.

Образующиеся из серпентинов: отложение этого типа обеспечивает примерно 40% поставок талька. Сырая порода всегда является серой, и для того чтобы быть технически пригодной ее сортность может быть повышена для улучшения минералогии и белизны (обычно флотацией).

Образующиеся из алюмосиликатных пород: из этих отложений добывают примерно 10% мирового объема. Иногда их обнаруживают в сочетании с отложениями карбоната магния. Вследствие присутствию хлорита (другой филлосиликат) сырая порода обычно обладает серым цветом, но повышения сортности обычно не требуется, поскольку в тех областях применения, которые представляют интерес, хлорит выполняет функции соответствующим образом.

Образующиеся из седиментарных отложений магния: тальк получают прямым превращением магнийсодержащих глин. В настоящее время такое отложение не добывают.

Что касается талька, используемого в качестве компонента (б), то необходимо отметить, что этот тальк не интеркалируют и/или не расслаивают, вследствие чего он явно отличается от так называемых наноразмерных наполнителей, которые обладают средним размером частиц меньше 200 нм. В соответствии с настоящим изобретением единственная функция диспергатора (в) заключается в диспергировании талькового наполнителя в полимерной матрице.

Тальк в качестве компонента (б) содержится в композиции в количестве от 0,1 до 10% в пересчете на массу компонента (а). Особенно предпочтительный интервал для количества компонента (б) в композиции составляет от 1 до 10%, преимущественно от 2,5 до 7,5%, в пересчете на массу компонента (а).

Композиции, которые представляют интерес, включают те, которые содержат диспергатор (в), обладающий по меньшей мере одним совместимым с тальком сегментом (и по меньшей мере одним дополнительным сегментом, который совместим с синтетическим полимером (а) и который в случае, когда матричный полимер представляет собой полиолефин, как правило является гидрофобным сегментом).

В предпочтительном варианте диспергатор (в) включает совместимый с тальком сегмент, который в соответствующей близости содержит такие группы, как, например, простая эфирная [-O-], амидная тиоамидная нитрильная, ангидридная, гидроксильная, аминовая, пиридиновая, аммониевая и фосфониевая. Совместимый с тальком сегмент может быть также основан на реакционноспособных мономерах, содержащих такие группы, как ангидридная, эпоксидная и силановая.

В качестве примеров мономеров, включающих такие сегменты, которые совместимы с тальком, необходимо упомянуть следующие:

ПЭО-акрилат, 1-винил-2-пирролидинон, N,N-диметилакриламид, акрилонитрил, малеиновый ангидрид, гидроксиэтилакрилат, гидроксипропилакрилат, трет-бутил-α-гидроксиметакрилат, N,N'-диметиламиноэтилакрилат, 4-винилбензилдигидроксиэтиламин, 4-винилпиридин- и 4-винилбензилтрибутилфосфонийхлорид, а в качестве блочных привитых компонентов сополимера - полиэтиленоксид, поливинилпирролидон, полиакриламид, полиакрилонитрил и поливиниловый спирт.

Сегмент, который совместим с синтетическим полимером (а), в предпочтительном варианте характеризуется способностью смешиваться или совместимостью с полиолефиновой матричной фазой, такой как углеводородный сегмент наподобие разветвленного или неразветвленного полиолефина или длинноцепочечного алкил(мет)акрилата. По другому варианту "гидрофобный" сегмент несовместим с полиолефином и включает не агрегирующийся материал, такой как фторуглеродный, силоксановый сегмент и низкомолекулярный метакрилат.

В качестве неионогенного поверхностно-активного вещества диспергатор (в) в предпочтительном варианте представляет собой линейное неионогенное поверхностно-активное вещество.

В качестве неионогенных поверхностно-активных веществ для диспергатора (в) особый интерес вызывают те, которые представляют собой сополимеры, включающие гидрофильный и гидрофобный сегменты, которые не содержат ониевой функциональной группы, гидрофильный сегмент представляет собой полиэтиленоксидный блок, а гидрофобный сегмент представляет собой разветвленный или неразветвленный полиолефин, фторуглерод, силоксан или низкомолекулярный метакрилат.

В качестве неионогенных поверхностно-активных веществ для диспергатора (в) интерес вызывают сополимеры, включающие гидрофильные и гидрофобные сегменты, которые не содержат ониевой функциональной группы, гидрофильный сегмент представляет собой полиэтиленоксидный блок, а гидрофобный сегмент представляет собой разветвленный или неразветвленный полиолефин.

Подобным же образом в качестве неионогенных поверхностно-активных веществ для диспергатора (в) особый интерес вызывает сорбитановый сложный эфир, диметилсилоксан-этиленсидный блок-сополимер, полиметилметакрилат-полиоксиэтиленовый блок-сополимер или соединение формулы (1)

в которой

m обозначает 1 или 2,

n обозначает 1 или 2,

x превышает или равен 1,

у превышает или равен 1,

z превышает или равен 0, а

R₁ обозначает водородный атом или С₁-С₂₅алкил.

Соединения формулы (1) являются симметричными или асимметричными. Это означает, что если n обозначает 2, то "x" может быть идентичным или отличным от "x" в другом остатке.

Алкил, содержащий до 25 углеродных атомов, представляет собой разветвленный или неразветвленный радикал, например метил, этил, пропил, изопропил, н-бутил, втор-бутил, изобутил, трет-бутил, 2-этилбутил, н-пентил, изопентил, 1-метилпентил, 1,3-диметилбутил, н-гексил, 1-метилгексил, н-гептил, изогептил, 1,1,3,3-тетраметилбутил, 1-метилгептил, 3-метилгептил, н-октил, 2-этилгексил, 1,1,3-триметилгексил, 1,1,3,3-тетраметилпентил, нонил, децил, ундецил, 1-метилундецил, додецил, 1,1,3,3,5,5-гексаметилгексил, тридецил, тетрадецил, пентадецил, гексадецил, гептадецил или октадецил.

Предпочтительные соединения формулы (1) представляют собой линейные полиэтилен-блок-полиэтиленоксиды формулы I, в которой

m обозначает 1,

n обозначает 1,

x обозначает от 8 до 50,

у обозначает от 1 до 32,

z обозначает 0, а

R₁ обозначает водородный атом.

Многие из этих предпочтительных линейных полиэтилен-блок-полиэтиленоксидов технически доступны наподобие, например, полиэтилен-блок-полиэтиленоксида фирмы Aldrich, MW 1400 (средний x обозначает 50, средний у обозначает 15); полиэтилен-блок-полиэтиленоксида фирмы Aldrich, MW 875 (средний x обозначает 50, средний у обозначает 4); полиэтилен-блок-полиэтиленоксида фирмы Aldrich, MW 920 (средний x обозначает 32, средний у обозначает 10); полиэтилен-блок-полиэтиленоксида фирмы Aldrich, MW 575 (средний x обозначает 33, средний у обозначает 2 или 3); Nafol 1822+2ЕО (средний x обозначает 20, средний у обозначает 2).

Особенно предпочтительные соединения формулы (1) представляют собой полиэтилен-блок-полиэтиленоксиды формулы (1), такие как, например, соединения формулы Ia, Ib, Ic, Id или Ie, которые доступны в соответствии с известными из литературы методами под обозначениями DAB25, DAB50, Aduxol GA7-02, Aduxol GA8-03 и Aduxol GA10-03.

Предпочтительные сорбитановые сложные эфиры представляют собой сложные эфиры сорбита или этоксилированного сорбитана и С₁₂-С₂₅карбоновой кислоты.

Примерами С₁₂-С₂₅карбоновых кислот являются лауриновая кислота, олеиновая кислота, пальмитиновая кислота и стеариновая кислота. Сложные эфиры этих карбоновых кислот и сорбита технически доступны на фирме Fluka (Швейцария) под названиями Span 20 (RTM) [сорбитанмонолаурат], Span 40 (RTM) [сорбитанмонопальмитат], Span 60 (RTM) [сорбитанмоностеарат], Span 65 (RTM) [сорбитантристеарат], Span 80 (RTM) [сорбитанмоноолеат] и Span 85 (RTM) [сорбитантриолеат].

Предпочтительный сложный эфир этоксилированного сорбитана и С₁₂-С₂₅карбоновой кислоты представляет собой, например, соединение формулы (2)

в которой R₂ обозначает С₁₂-С₂₅алканоил или С₁₂-С₂₅алкеноил.

Алканоил, содержащий от 12 до 25 углеродных атомов, представляет собой разветвленный или неразветвленный радикал, например додеканоил, тридеканоил, тетрадеканоил, пентадеканоил, гексадеканоил, гептадеканоил, октадеканоил, эйкозаноил или докозаноил. Предпочтение отдают алканоилу, содержащему от 14 до 18 углеродных атомов. Особое предпочтение отдают октадеканоилу (стеароилу).

Алкеноил, содержащий от 12 до 25 углеродных атомов, представляет собой разветвленный или неразветвленный радикал, содержащий одну или несколько углерод-углеродных двойных связей, например додеценоил, тридеценоил, тетрадеценоил, пентадеценоил, гексадеценоил, гептадеценоил или октадеценоил. Предпочтение отдают алкеноилу, содержащему от 14 до 18 углеродных атомов. Особое предпочтение отдают октадеценилу (олеилу).

Вызывающие особый интерес фторуглероды представляют собой, например, полуфторированные поверхностно-активные вещества наподобие, в частности, фторированных поверхностно-активных веществ Zonyl (RTM) фирмы Du Pont. Примерами таких соединений являются Zonyl FSA (RTM) [R_FCH₂CH₂SCH₂CH₂CO₂Li]; Zonyl FSN (RTM) [R_FCH₂CH₂O(CH₂CH₂)_xH] и Zonyl TBS (RTM) [R_FCH₂CH₂SO₃Y], у которых RF обозначает F(CF₂CF₂)_3-8, a Y обозначает водородный атом.

Вызывающие особый интерес силоксаны представляют собой, например, полисилоксаны наподобие, например, тех, которые представлены в таблице А.

Таблица А: примеры полисилоксанов
Код	Структура
DBE-22	ПДМС-ПЭО блок (75/25)
DBE-71	ПДМС-ПЭО блок (25/75)
DBE-81	ПДМС-ПЭО блок (20/80)
DBE-82	ПДМС-ПЭО блок (15/85)
DBP-73	ПДМС-(ППО/60-ПЭО/40) блок (30/70)
DMS-E1	ЭП-СН2O(СН2)3-ПДМС-(СН2)3ОСН2ЭП (ПОЛИДИМЕТИЛСИЛОКСАН С ЭПОКСИПРОПОКСИПРОПИЛЬНЫМИ КОНЦЕВЫМИ ГРУППАМИ)
DMS-E2	ЭПСН2O(СН2)3-ПДМС-(СН2)3ОСН2ЭП
DMS-A1	H2N(CH2)3-ПДMC-(CH2)3NH2
DMS-A2	H2N(CH2)3-ПДМС-(CH2)3NH2
ПДМС обозначает полидиметилсилоксан.
ПЭО обозначает полиэтиленоксид.
ЭП-СН2O обозначает эпоксипропокси.
ППО обозначает полипропиленоксид.

Амфифильные статистические, блочные или гребнеобразные сополимеры, используемые в качестве диспергатора (в), могут быть также представлены как полимерные диспергирующие или сольватирующие агенты, обладающие амфифильными свойствами. Обычно они обладают полярными и неполярными группами в одной и той же молекуле и они представляют собой, например, диспергирующие или сольватирующие веще