Порошок минерального материала с хорошей диспергируемостью и применение указанного порошка минерального материала

Порошок минерального материала с хорошей диспергируемостью и применение указанного порошка минерального материала

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Настоящее изобретение относится к получению порошка из минерального материала посредством мокрого способа без акриловой добавки или других добавок для облегчения измельчения и к применению указанного минерального материала после необязательной гидрофобной обработки. Указанный минеральный материал имеет превосходные свойства при диспергировании.

Настоящее изобретение дополнительно относится к применению такого обработанного минерального материала в качестве минерального наполнителя, и в частности, в качестве минерального наполнителя в бумаге, краске, покрытиях, термопластичных или термоотверждаемых смолах, каучуках, пищевых продуктах, упаковках для пищевых продуктов, косметике, лекарственных препаратах и в бетоне или цементном растворе.

Настоящее изобретение, в частности, относится к получению пластиков, и в частности, термопластичных смол, таких как полиолефин или PVC смолы. В настоящее время часть дорогостоящих смол регулярно заменяют менее дорогостоящими наполнителями и/или материалами пигментов для уменьшения стоимости, при этом, в то же самое время, пытаясь улучшить механические и/или оптические свойства материала без наполнителя.

Количества наполнителей, присутствующих в термопластичных полимерах, таких как полиолефины, как правило, находятся в пределах от примерно 0,1% масс. до примерно 70% масс., в то время как в термопластичных смолах, таких как различные PVC, наполнители присутствуют в количествах от примерно 1 phr (части на сто частей) до примерно 200 phr. В конкретных применениях наполнитель может достигать даже 400 phr, например, в подушке для кабеля. Phr обозначает количество частей на сто частей смолы в терминах массы. Такие количества, как правило, делают возможной нормальную обработку термопластичных полимеров.

Указанные наполнители часто выбирают из природного или синтетического карбоната кальция, доломитов, гидроксида магния, каолина, талька, гипса или оксида титана, и их включают в полимерную матрицу непосредственно, в форме компаунда, сухой смеси, концентрата или гранулятов.

Однако мелкодисперсные порошки, приготовленные с помощью способов, известных в данной области, содержащие диспергирующие агенты, имеют сильную тенденцию к образованию агломератов после сушки. Такие агломераты делают сложным их хорошее диспергирование в готовых смесях, таких как полимерные матрицы, краски, покрытия или цементный раствор. Для преодоления таких проблем при диспергировании, высушенные и агломерированные частицы часто подвергают воздействию стадии деагломерации для разрушения указанных агломератов и для облегчения диспергирования. Однако указанная стадия деагломерации не всегда является вполне достаточной, и по этой причине дисперсия такого материала также не является удовлетворительной, что приводит к дефектам и нежелательным воздействиям в готовых продуктах.

Часто минеральный материал смешивают с диспергирующими агентами, чтобы сделать возможным мокрое измельчение при высоких содержаниях твердых продуктов. Современный уровень техники пытается предложить решения для преодоления проблем агломератов. Мелкодисперсные минеральные материалы приготавливают в виде концентратов для более легкого дозирования и лучшего диспергирования в полимерной матрице. В некоторых применения минеральный наполнитель необязательно подвергают поверхностной обработке.

WO 00/20336 относится к супермелкодисперсному природному карбонату кальция, необязательно обработанному одной или несколькими жирными кислотами или одной или несколькими их солями или смесями, и к его использованию в качестве регулятора реологии для полимерных композиций. Удельная площадь поверхности составляет 14 м²/г - 30 м²/г, как измерено в соответствии с методом БЭТ, и со ISO Standard 4652.

WO 03/066692 относится к связующему агенту, используемому в концентрате для того, чтобы сделать возможным повторное диспергирование минерального материала в термопластичных смолах.

WO 2005/075353 относится к природному карбонату в виде частиц, где содержание дисперсанта, используемого во время мокрого измельчения, сводится к минимуму, или он удаляется на более поздней стадии посредством отмывки, и следующее далее обезвоживание приводит к получению продукта с пониженным поверхностным содержанием влажности примерно 0,2% масс. Содержание остальных химикатов дисперсантов составляет не больше, чем 0,05% масс. по отношению к сухой массе карбоната. Когда на карбонат должно наноситься поверхностное покрытие с гидрофобизирующим агентом для обработки поверхности, используют вторую стадию нагрева; вторую стадию нагрева можно применять до стадии поверхностной обработки и/или в течение нее. Агенты для обработки поверхности могут содержать алифатическую карбоновую кислоту.

WO 2010/030579 относится к карбонату кальция, обработанному стеариновой кислотой, не имеющему детектируемой свободной стеариновой кислоты или имеющему низкое ее содержание. Способ обработки карбоната кальция включает использование сочетания карбоната кальция, воды и стеариновой кислоты, где количество воды составляет по меньшей мере 0,1% масс. по отношению к общей массе.

US 2004/097616 относится к обработанному карбонату кальция в виде частиц. Указанную обработку осуществляют в две стадии. Первая стадия обработки (предварительной обработки) включает обработку по меньшей мере одним полидиалкисилоксаном, а вторая стадия включает обработку по меньшей мере одной жирной кислотой, содержащей более чем 10 атомов углерода, обе стадии можно осуществлять одновременно.

Перед лицом проблем с диспергированием, авторы неожиданно обнаружили, что получение измельченного минерального материала без использования любых дисперсантов в течение всего способа делает возможным решение проблем с диспергированием в конечных композициях.

Следовательно, настоящее изобретение имеет целью измельченный природный минеральный материал и способ получения указанного измельченного природного минерального материала с хорошей диспергируемостью и с содержанием твердых продуктов в указанном минеральном материале до примерно 99,8% масс., полученного мокрым способом без акриловых добавок или полифосфатов, или других добавок для облегчения измельчения, такие акриловые добавки или другие добавки для облегчения измельчения известны специалисту в данной области из литературы, такой как WO 03/066692 или EP-A-0380430.

Другой аспект настоящего изобретения направлен на то, чтобы предложить измельченный природный минеральный материал с хорошей диспергируемостью в термопластичных смолах, таких как полиолефины или PVC смолы, сложные полиэфиры, акриловые смолы, полиуретановые смолы, или в термоотверждаемых смолах, таких как полиуретановые пены, (например, гибкая полиуретановая пена), каучуки, ненасыщенные сложные полиэфиры или вулканизированные каучуки.

Другой аспект настоящего изобретения направлен на продукт на основе термопластичного полимера, содержащий минеральный материал по настоящему изобретению.

Другой аспект настоящего изобретения направлен на продукт на основе термоотверждаемого полимера, содержащий минеральный материал по настоящему изобретению.

Еще один аспект настоящего изобретения направлен на использование минерального материала по настоящему изобретению в термопластичных смолах, таких как полиолефины, стирольные смолы, акриловые смолы, поликарбонатные смолы, полиэфирные смолы, полиуретановые смолы, полиамидные смолы, смолы на основе галогенированных полимеров и их сочетания.

В другом аспекте настоящего изобретения, смола на основе галогенированного полимера предпочтительно выбирается из группы, включающей PVC, хлорированный поливинилхлорид PVCC, винилиденполифторид PVDF или их смеси.

Еще один аспект настоящего изобретения направлен на продукт на основе термопластичного PVC, где минеральный материал по настоящему изобретению присутствует в количествах от примерно 1 phr до 200 phr, предпочтительно от примерно 5 phr до примерно 19 phr, более предпочтительно от примерно 6 phr до примерно 18 phr, и еще более предпочтительно от примерно 7 phr до примерно 17 phr, и где продукт на основе термопластичного PVC имеет ударную прочность по Шарпи от 10 кДж/м² до примерно 140 кДж/м², измеренную в соответствии с ISO 179/1eA на экструдированных образцах. Кроме того, продукт на основе термопластичного PVC имеет глянец при 60° [-] от примерно 20 до примерно 60, предпочтительно от примерно 40 до примерно 60, еще более предпочтительно от примерно 42 до 55.

Еще один аспект настоящего изобретения направлен на использование минерального продукта по настоящему изобретению также и в промежуточных и/или готовых продуктах, изготовленных из такого продукта на основе термопластичного полимера или термоотверждаемого материала.

Такой продукт на основе термопластичного полимера, содержащий минеральный материал по настоящему изобретению, содержит по меньшей мере один термопластичный полимер, выбранный из группы, включающей полиолефины, стирольные смолы, акриловые смолы, поликарбонатные смолы, полиэфирные смолы, полиуретановые смолы, полиамидные смолы, смолы на основе галогенированного полимера и их сочетания.

Готовые продукты на основе термопластичного полимера представляют собой профили, такие как оконные профили, трубы и технические профили, такие как короба для кабелей или проводов и стенные, потолочные или облицовочные панели, изоляция для проводов; волокна и нетканые материалы, наливные пленки, такие как дышащие пленки, рафия, двухосные полипропиленовые пленки или пленки, полученные раздувом, такие как одно- или многослойные пленки, изготовленные из полиэтилена высокой плотности (HDPE), или линейного полиэтилена низкой плотности (LLDPE), или из полипропилена (PP) или их смесей. Смеси относятся к смешанным слоям. Однако можно получать не только готовые продукты, но также и промежуточные продукты. Такие промежуточные продукты охватывают продукты, изготовленные с помощью способов, включающих стадию экструзии, такую как литье под давлением, формование раздувом или отливка, и полученные в результате продукты, такие как листы, пленки или бутылки и профили. Будет понятно, что способы, рассмотренные в настоящем документе, имеют чисто иллюстративные цели и, таким образом, не должны рассматриваться как ограничение настоящего изобретения этими способами.

Промежуточные продукты, подобные концентрату, соединению, сухой смеси или гранулятам, охватываются настоящим изобретением, также как и другие типы готовых продуктов, таких как нетканые волокна, свитые пряденые волокна, одно- или многонитевые продукты.

Настоящее изобретение теперь будет описываться дополнительно.

Минеральные материалы, как правило, представляют собой материалы, добытые горными методами из карьеров, и до некоторой степени, также полученные с помощью способов синтеза.

Минеральный материал, добытый горными методами из карьеров, дополнительно перерабатывают в соответствии с его конечным предполагаемым использованием. В основном скальные породы, добытые горными методами, подвергаются первому измельчению с помощью щековых камнедробилок или чего-либо подобного перед поступлением в следующие далее процессы измельчения. Такие процессы измельчения или помола, как правило, осуществляют в сухом или во влажном состоянии, и по этой причине их также называют сухим измельчением или помолом или мокрым измельчением или помолом, такие способы известны специалистам в данной области.

Как правило, во время мокрого помола присутствуют соответствующие технологические агенты для улучшения вязкости во время мокрого помола. Такие соответствующие технологические агенты, влияющие на вязкость, известны специалистам в данной области, и их можно найти среди органических или неорганических материалов, химикатов или молекул.

Измельченный минеральный материал по настоящему изобретению получают с помощью способа, включающего стадии:

a) мокрого помола минерального материала по меньшей мере на одной стадии помола в водной суспензии или взвеси до тех пор, пока минеральный материал не будет иметь медианный взвешенный диаметр частиц d₅₀ от 0,1 мкм до 1,5 мкм, предпочтительно от 0,4 мкм до 1,1 мкм, более предпочтительно от 0,6 мкм до 0,9 мкм, а наиболее предпочтительно он составляет 0,8 мкм, и при этом на по меньшей мере одной стадии помола не присутствуют соответствующие технологические агенты;

b) необязательного дополнительного концентрирования или обезвоживания водной суспензии или взвеси на стадии b) до достижения содержания твердого продукта, находящегося в пределах между 50% и 70%, предпочтительно между 55% и 65%, а наиболее предпочтительно до содержания 60% масс. сухого материала, указанный минеральный материал имеет медианный взвешенный диаметр частиц d₅₀ от 0,1 мкм до 1,5 мкм, предпочтительно от 0,4 мкм до 1,1 мкм, более предпочтительно от 0,6 мкм до 0,9 мкм, а наиболее предпочтительно он составляет 0,8 мкм;

c) сушки водной суспензии или взвеси со стадии a) или b) до получения минеральных материалов с содержанием твердых продуктов 99,8%, где соответствующие технологические агенты не присутствуют;

d) необязательной поверхностной обработки продукта со стадии c) с помощью по меньшей мере одной алифатической карбоновой кислоты.

Однако, в определенных случаях, может быть разумным осуществление деагломерации продукта, полученного на стадии d).

Соответственно, способ в соответствии с настоящим изобретением отличается тем, что он включает стадию e) деагломерации продукта со стадии d).

Кроме того, способ по настоящему изобретению может включать на стадии a) по меньшей мере одну стадию помола, где содержание твердых продуктов составляет от 10% масс. до 40% масс., предпочтительно от 20% масс. до 30% масс., и обязательную стадию b), где на стадиях помола соответствующие технологические агенты не присутствуют.

Минеральный материал, который должен использоваться в рассмотренном выше способе, может представлять собой любой природный или синтетический карбонат кальция или карбонат кальция, содержащий материал, выбранный из группы, включающей мрамор, мел, доломит, кальцит, известняк, гидроксид магния, тальк, гипс, оксид титана или их смеси.

Мокрый мелкодисперсный помол способа, описанного выше, может осуществляться с помощью способов, известных специалистам в данной области, таких как описаны в патенте США US 5533678 или в патенте US 5873935.

Необязательная стадия дополнительного концентрирования или обезвоживания в способе, описанном выше, осуществляется с помощью средств, известных специалистам в данной области, например, посредством механического и/или термического дополнительного концентрирования и/или их сочетаний.

Механическое дополнительное концентрирование или обезвоживание может осуществляться посредством центрифугирования или посредством фильтрования на прессфильтрах. Способы термического дополнительного концентрирования, такие как испарение растворителя, осуществляют с помощью нагрева или с помощью быстрого охлаждения. Предпочтительно, стадию дополнительного концентрирования по настоящему изобретению осуществляют посредством центрифугирования.

Стадию сушки в способе, описанном выше, осуществляют с помощью средств, известных специалистам в данной области, и они могут выбираться из группы, такой как атомизация, распылительная сушка, сушка в роторной печи, сушка в испарительном бассейне, струйная сушка, сушка в псевдоожиженном слое, сушка вымораживанием, распылительная сушка в псевдоожиженном слое или другие средства, пригодные для этой цели, такие как сушка с помощью распылительного сопла, предпочтительно с помощью распылительной сушки.

Необязательная поверхностная обработка продукта на основе высушенного минерального материала, полученного в результате стадии обезвоживания или сушки, может осуществляться в игольной мельнице с помощью предварительно нагретого материала, в мельнице тонкого помола, во флотационной мельнице, в высокоскоростном миксере, в покрытии из сухого расплава, в псевдоожиженном слое или в любом другом устройстве, пригодном для этой цели и известном специалистам в данной области.

Необязательная стадия поверхностной обработки может осуществляться после стадии сушки или, в качестве альтернативы, во время стадии сушки, где продукт поверхностной обработки добавляют после стадии сушки, или альтернативным способом, до стадии сушки или во время нее.

Указанную необязательную обработку осуществляют с помощью продукта для поверхностной обработки в количествах от примерно 0,01% масс. до примерно 4% масс., предпочтительно в количестве от примерно 0,02% масс. до примерно 2% масс., более предпочтительно в количестве от примерно 0,03% масс. до примерно 1% масс. от минерального материала.

Указанный продукт для поверхностной обработки представляет собой по меньшей мере одну алифатическую карбоновую кислоту, выбранную из группы, включающей бутановую кислоту, пентановую кислоту, гексановую кислоту, гептановую кислоту, октановую кислоту, нонановую кислоту, декановую кислоту, ундекановую кислоту, лауриновую кислоту, тридекановую кислоту, миристиновую кислоту, пентадекановую кислоту, пальмитиновую кислоту, гептадекановую кислоту, стеариновую кислоту, нонадекановую кислоту, арахиновую кислоту, генэйкозановую кислоту, бегеновую кислоту, лигноцериновую кислоту, их сложные эфиры и/или соли и/или их смеси.

В пределах значений по настоящему изобретению по меньшей мере одна алифатическая карбоновая кислота относится к имеющим прямую или линейную цепь, разветвленную цепь, насыщенным, ненасыщенным или алициклическим органическим соединениям, состоящим из углерода и водорода. Указанное органическое соединение дополнительно содержит карбоксильную группу, расположенную на конце углеродного остова, который в случае сложных эфиров эстерифицируется с помощью C1-C9 спиртов, предпочтительно одноатомных спиртов, выбранных из группы, включающей метанол, этанол, пропанол, изопропанол, бутанол, изобутанол, пентанол, изопентанол, 1-гексанол, 2-гексанол, изогексанол, 1-гептанол, 2-гептанол, изогептанол, 1-октанол, 2-октанол, изооктанол, 1-нонанол, 2-нонанол, изононанол и их смеси.

Продукт, полученный, таким образом, с помощью описанного выше способа, представляет собой минеральный материал, необязательно покрытый по меньшей мере одной алифатической карбоновой кислотой, где необработанный минеральный материал имеет медианный размер диаметра частиц d₅₀ от 0,1 мкм до 1,5 мкм, предпочтительно от 0,4 мкм до 1,1 мкм, более предпочтительно от 0,6 мкм до 0,9 мкм, а наиболее предпочтительно он составляет 0,8 мкм.

Кроме того, указанный необработанный минеральный материал имеет удельную площадь поверхности согласно БЭТ/N₂ от 3 м²/г до 13 м²/г, предпочтительно от 4 м²/г до 12 м²/г, более предпочтительно от 5 м²/г до 10 м²/г, еще более предпочтительно от 6 м²/г до 9 м²/г, а еще более предпочтительно от 7 м²/г до 8 м²/г. Указанный метод описан Brunauer, St., Emmett, P. H., Teller, E. (1938): Adsorption of Gases in Multimolecular Layers, J. Am. Chem. Soc, 60, 309.

Кроме того, необязательно покрытый минеральный материал, полученный с помощью описанного выше способа, имеет максимальное значение размера частиц d₉₈, которое равно или меньше, чем 6 мкм, например, находится в пределах от примерно 5,9 мкм до примерно 1,8 мкм, предпочтительно от примерно 5 мкм до примерно 1,8 мкм, более предпочтительно от примерно 4 мкм до примерно 2,5 мкм.

Площадь поверхности минерального материала по настоящему изобретению, покрытого по меньшей мере одной алифатической карбоновой кислотой, относится к площади поверхности минерального материала, которая является доступной или экспонируемой по меньшей мере для одной алифатической карбоновой кислоты, наносимой с помощью технологий покрытия, известных специалистам в данной области, таких как нанесение покрытия распылением в горячем псевдоожиженном слое, мокрое нанесение покрытия в горячем состоянии, нанесение покрытия с помощью растворителя или нанесение покрытия с помощью самосборки, и тому подобное, с образованием при этом монослоя алифатической карбоновой кислоты на поверхности частицы минерального материала. В этой связи необходимо отметить, что количество алифатической карбоновой кислоты, которое необходимо для полного насыщения доступной площади поверхности, определяется как концентрация монослоя. Таким образом, могут выбираться более высокие концентрации, а также, тем самым, образующие двухслойные и многослойные структуры на поверхности частицы минерального материала. Такие концентрации монослоя могут легко быть вычислены специалистом в данной области на основе публикации Papirer, Schultz and Turchi (Eur. Polym. J. Vol. 20, No.12, pp 1155-1158, 1984).

Как описано ранее, один из аспектов настоящего изобретения заключается в том, что предлагается минеральный материал с хорошей диспергируемостью в готовой смеси, такой как полимерные матрицы, краски, покрытия или цементный раствор.

Другой аспект настоящего изобретения представляет собой использование минерального наполнителя, полученного с помощью способа по настоящему изобретению, в бумаге, краске, покрытии, термопластичных или термоотверждаемых смолах, каучуках, пищевых продуктах, упаковке для пищевых продуктов, косметике, лекарственных препаратах, цементном растворе или бетоне.

Кроме того, настоящее изобретение относится к способу получения указанного минерального материала и к использованию указанного минерального материала в термопластичных смолах, таких как полиолефины или PVC смолы, или в термоотверждаемых смолах, а также в качестве промежуточных и/или готовых продуктов, изготовленных из такого термопластичного или термоотверждаемого материала, содержащего минеральный материал по настоящему изобретению. И наконец, настоящее изобретение относится также к термопластичным смолам, таким как полиолефины или PVC смолы, или к термоотверждаемым смолам, содержащим указанный минеральный материал.

Кроме того, термопластичный полимер выбирают из группы, включающей полиолефины, стирольные смолы, акриловые смолы, поликарбонатные смолы, полиамидные смолы, смолы на основе галогенированных полимеров, биопластики, биодеградируемые полимеры или их сочетания.

Термоотверждаемые смолы выбирают, но не ограничиваясь этим, из гибких полиуретановых пен и ненасыщенных сложных полиэфиров.

Если полимерная смола представляет собой смолу на основе галогенированного полимера, смолу на основе галогенированного полимера предпочтительно выбирают из группы, включающей PVC, пластифицированный PVC, непластифицированный PVC, хлорированный поливинилхлорид CPVC, винилиденполифторид PVDF или их смеси.

До того как PVC может быть переработан в виде готовых продуктов, он всегда требует преобразования в компаунд или сухую смесь посредством введения добавок, таких как, но не ограничиваясь этим, термостабилизаторы, УФ стабилизаторы, смазывающие вещества, пластификаторы, технологические добавки, модификаторы ударной прочности, модификаторы тепловых свойств, наполнители, замедлители горения, биоциды, вспенивающие агенты, подавители дымообразования и необязательные пигменты.

Количество наполнителя на основе минерального материала в термопластичных PVC смолах находится в пределах от примерно 1 phr до примерно 200 phr. В оконных профилях из термопластичного PVC количество минерального материала находится в пределах от примерно 1 phr до примерно 20 phr, предпочтительно от примерно 5 phr до примерно 19 phr, еще более предпочтительно от примерно 6 phr до примерно 18 phr, и еще более предпочтительно от примерно 7 phr до примерно 17 phr.

Термин "phr" в значении по настоящему изобретению означает "количество частей на сто частей смолы". В частности, если используют 100 частей полимера, количество других ингредиентов выражают по отношению к этим 100 частям массовым полимера.

Наполнитель на основе минерального материал по настоящему изобретению может присутствовать в термопластичных PVC смолах в количествах от 4 phr или более, по отношению к термопластичному материалу, предпочтительно в количестве по меньшей мере 9 phr, по меньшей мере 10 phr, по меньшей мере 11 phr, по меньшей мере 12 phr, по меньшей мере 13 phr, по меньшей мере 14 phr, по меньшей мере 15 phr, по меньшей мере 16 phr, по меньшей мере 17 phr, по меньшей мере 18 phr или по меньшей мере 19 phr, когда он включается в оконный профиль из термопластичного PVC.

Такие термопластичные PVC смолы имеют то преимущество, что их механические или оптические свойства, такие как технологичность, глянец и/или ударная прочность, при этом не подвергаются влиянию или подвергаются только небольшому влиянию, то есть влиянию в пределах отклонения, приемлемых для промышленности и/или для потребителя.

Важное побочное воздействие заключается в том, что благодаря замене полимерной смолы в количествах до 200 phr, конечные детали из термопластичного PVC могут быть получены более экономичным способом. Специалист в данной области, таким образом, легко заметит, что использование меньшего количества материала термопластичного полимера в готовых продуктах значительно уменьшит стоимость готовых продуктов, таких как профили, например, оконные профили, трубы, технические профили, такие как короба для кабелей или проводов, стенные, потолочные или облицовочные панели, изоляция для проводов, волокна и нетканые материалы.

Однако могут быть получены не только готовые продукты, но также и промежуточные продукты. Такие промежуточные продукты охватывают продукты, изготовленные с помощью способов, включающих стадию экструзии, таких как литье под давлением, формование раздувом или отливка, и полученные в результате продукты, такие как профили, листы, пленки или бутылки. Будет понятно, что способы, рассмотренные в настоящем документе, имеют только иллюстративную цель, и таким образом, они не должны рассматриваться как ограничивающие настоящее изобретение этими способами.

PVC может дополнительно разделяться на жесткий PVC, пластифицированный PVC и пластизоли с их соответствующими готовыми продуктами или применениями. Жесткий PVC, как правило, используют в профилях, таких как оконные профили, содержащие минеральные наполнители в количестве от 1 phr до примерно 12 phr, в сайдингах, содержащих минеральные наполнители в количестве от 1 phr до 100 phr, в трубах или трубопроводах, содержащих минеральные наполнители в количестве от 1 phr до 60 phr. Пластифицированный PVC, как правило, используют в напольных покрытиях, содержащих минеральные наполнители в количестве от примерно 1 phr до 200 phr, в коробах для кабелей, содержащих минеральный наполнитель в количестве от примерно 1 phr до 150 phr. Пластизоли, как правило, используют в материале для покрытия днища кузова автомобиля, содержащем минеральные наполнители в количествах от примерно 1 phr до 200 phr. Минеральные наполнители, такие как CaCO₃, таким образом, как правило, используют в количествах от примерно 1 phr до примерно 200 phr. В конкретных применениях, таких как профили, например, оконные профили, это количество находится, как правило, в пределах от примерно 1 phr до примерно 20 phr. Количество наполнителя, описанное выше, не фиксируется, и верхний предел, таким образом, может дополнительно увеличиваться или уменьшаться от 10 до 50%.

Если полимерная смола представляет собой стирольную смолу, полимерную смолу предпочтительно выбирают из группы, включающей полистирол общего назначения (GPPS), высокопрочный полистирол (HIPS), сополимеры стирол-бутадиен, блок-сополимеры типа Kraton™, смолы типа стирол-акрилонитрил, смолы акрилат-бутадиен-стирол, сополимеры метилметакрилат-стирол и их смеси.

Если полимерная смола представляет собой акриловую смолу, полимер предпочтительно представляет собой метилполиметакрилат.

Если полимерная смола представляет собой полиолефиновую смолу, полиолефиновую смолу предпочтительно выбирают из группы, включающей гомополимеры и/или сополимеры полиэтиленов (поперечно сшитый или не поперечно сшитый полиэтилен) и/или пропиленов и/или их смеси. Полиэтилены могут дополнительно подразделяться на HDPE, LDPE, LLDPE.

Если полимер представляет собой полиэфирную смолу, эту полимерную смолу предпочтительно выбирают из группы, включающей полиэтилентерефталат (PET) и/или полибутилентерефталат, поликарбонаты, а также термопластичные смолы, содержащие сложные фталатные эфиры, такие как сложные изофталатные эфиры.

В контексте настоящего изобретения биопластики представляют собой форму пластиков, полученную из возобновляемых источников биомассы, таких как растительные жиры и масла, кукуруза, крахмал, гороховый крахмал или микробиота, вместо пластиков из ископаемого топлива, которые получают из фракций сырой нефти. Некоторые, но не все биопластики конструируются с возможностью биологической деградации, такие как пластики на основе полимолочной кислоты (PLA) или полигидроксиалканоатные биопластики (PHA). Биопластики на основе крахмала, обычно, полученные из амилозы или амилопектина, часто смешивают с биодеградируемыми сложными полиэфирами. Эти смеси в основном представляют собой крахмал/поликапролактон (смесь PCL) или сополимер крахмал/полибутиленадипат-терефталат. Другие биопластики или биодеградируемые биопластики дополнительно описываются в литературе и/или в Интернете.

В предпочтительном варианте осуществления термопластичную смолу выбирают из поливинилхлорида.

Предпочтительно, поливинилхлоридная смола содержит поливинилхлоридный гомополимер или сополимер винилхлорида с сополимеризуемым этилен-ненасыщенным мономером. В зависимости от использования готовых продуктов на основе PVC, выбирают соответствующее K-число. K-число представляет собой меру молекулярной массы PVC на основании измерений вязкости раствора PVC. Обычно оно находится в пределах между 35 и 80. Низкие K-числа предполагают низкую молекулярную массу (которую легко обрабатывать, но которая имеет плохие свойства), а высокие K-числа предполагают высокую молекулярную массу, (которую трудно обрабатывать, но которая имеет выдающиеся свойства).

Поливинилхлоридные смолы, пригодные для использования в настоящем изобретении, доступы из большого разнообразия коммерческих источников. Например, поливинилхлорид от INEOS Chlor Americas Inc, Shin-Etsu, Vestolit, LVM, Aiscondel, Cires, Solvin, Arkema или Vinnolit.

В предпочтительном варианте осуществления композиция термопластичной PVC смолы содержит материал минерального вещества по настоящему изобретению в количествах от 4 phr до примерно 19 phr. Кроме того, композиция термопластичной PVC смолы может содержать добавки, как правило, используемые для получения готовых продуктов из термопластичного PVC полимера, таких как оконные профили. Такие добавки могут добавляться, например, для цели увеличения ударной стойкости, эластичности расплава, стабильности и стойкости к окислению у полимерного продукта. Кроме того, композиция термопластичной PVC смолы может содержать по меньшей мере один из компонентов, выбранных из группы, включающей стабилизаторы, модификаторы ударной прочности, смазывающие агенты, технологические добавки, пигменты и их сочетания.

В одном из вариантов осуществления композиция термопластичной PVC смолы, содержащей минеральный материал по настоящему изобретению в количествах от 1 phr до 20 phr, дополнительно содержит по меньшей мере один стабилизатор. Такие стабилизаторы известны в данной области и поставляются такими поставщиками, как Baerlocher или Crompton Corp. Стабилизаторы, как правило, выбирают из стабилизаторов, содержащих Pb, стабилизаторов, содержащих Sn, стабилизаторов, содержащих Ca-Zn, стабилизаторов на основе органических соединений OBS®, стабилизаторов на основе органических основных соединений Ca, стабилизаторов, содержащих Ba-Zn, или их сочетаний.

В одном из конкретных вариантов осуществления композиция термопластичной PVC смолы, содержащей минеральный материал по настоящему изобретению в количествах от 1 phr до 20 phr, дополнительно содержит стабилизатор, содержащий Ca-Zn, в количестве от 1 phr до 6 phr, предпочтительно от 2 phr до 5 phr, более предпочтительно от 3 phr до 4 phr. В конкретном варианте осуществления количество стабилизатора, содержащего Ca-Zn, составляет 3,5 phr. Такую композицию PVC используют для изготовления оконных профилей.

Стабилизаторы, содержащие Ca-Zn, пригодные для настоящего изобретения доступны от самых разнообразных поставщиков. Например, такие как Stabilox CZ 2913 GN, от Reagens Deutschland GmbH.

Альтернативно или в дополнение к этому, стабилизатор может также выбираться из стабилизаторов на основе органических соединений олова. Например, метил олова, обращенных сложных эфиров олова и меркаптидов олова. Такой стабилизатор на основе органических соединений олова охватывает несколько классов соединений. Меркаптиды олова содержат смеси диалкил-олово бис(изотиогликолятов) с моноалкил-олово трис(изотиогликолятами).

Другие стабилизаторы на основе органических соединений олова, которые можно добавлять, содержат сложные карбоксилатные эфиры диалкилолова, из которых наиболее распространенными являются сложные малеатные эфиры диалкилолова, такие как диалкилолово малеатоктоат.

Если стабилизаторы на основе органических соединений олова добавляют в термопластичную PVC смолу, указанный стабилизатор на основе органических соединений олова предпочтительно добавляют в количествах от 0,5 phr до примерно 2 phr.

В дополнение к этому или альтернативно, другие добавки, такие как смазывающие вещества, стеарат кальция и/или пигменты, подобные диоксиду титана, могут добавляться по необходимости. Такие дополнительные добавки предпочтительно присутствуют в композиции термопластичной PVC смолы, содержащей минеральный материал по настоящему изобретению, в количествах по меньшей мере 0,1 phr, предпочтительно в количествах от примерно 0,01 phr до примерно 9 phr, предпочтительно от примерно 0,5 phr до примерно 5 phr.

Смазывающие вещества, стеараты кальция и/или диоксид титана, пригодные для использования в настоящем изобретении, например, Tyrin 7000, Paraloid KM366, Durastrenght 340, Realube AIS, Realube 3010, Kronos CL2220, Tiona 168, являются доступными от разнообразных поставщиков, таких как Baerlocher, Chemson, Ika, Reagens, Akdeniz Kimya, Kronos, DuPont, Huntsman и многие другие. Пригодные для использования смазывающие вещества, внутренние, а также внешние смазывающие вещества, известны в данной области, и могут выбираться из Таблицы 1.

Содержание Таблицы 1 имеет исключительно иллюстративный характер и не должно рассматриваться как ограничение этими смазывающими веществами.

Таблица 1
Химическое название	Длина цепи	Полярный остаток	Смазывание
внутреннее	внешнее
Жирный спирт	C14-C18	-OH	******
Сложный эфир дикарбоновой кислоты	C14-C18	-COO-	******
Сложный глицериновый эфир жирной кислоты	C14-C18	-COO-	*****	*
Металлическое мыло	C14-C18	-COO-Ca	*****	*
Сложный глицериновый эфир жирной кислоты	C16-C18	-COO- и -OH	*****	*
Сложный эфир жирной кислоты	C14-C18	-COO-	****	**
Сложный эфир жирной кислоты	C16-C18	-COO-	****	**
Сложноэфирный воск	C6-C18	-COO-	***	***
Сложноэфирный воск	C14-C18	-COO-	**	****
Амид жирной кислоты	C14-C18	CO-NH-CO-	**	* * * *
Металлическое мыло	C18	-COO-Zn	**	****

Гидрокси жирные кислоты	C14-C18	-COOH и -OH	*	*****
Жирная кислота	>C14-C18	-COOH	*	*****
Парафиновый воск	>C20	Неполярный		******
Полиэтиленовый воск	≈C100	Неполярный		******

Настоящее изобретение будет теперь дополнительно описываться с помощью примеров и фигур, которые не предназначены для ограничения рамок настоящего изобретения каким-либо образом.

Описание фигур

Фигура 1a показывает изображение SEM (сделанное с помощью электронного сканирующего микроскопа) необработанного CaCO