Поверхностная обработка частиц и их применение

Поверхностная обработка частиц и их применение

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к полимерным композициям, содержащим неорганические или органические частицы, которые либо подвергаются поверхностной обработке перед получением композиций, либо диспергируются с помощью определенных модифицированных полиэфиром силоксанов в ходе получения композиций.

Уровень техники

Пластмассы, которые составляют в соответствующие полимерные композиции, подразделяют на две основные группы термопластов и дуропластов.

В данном случае те полимеры, которые характеризуются температурой перехода в текучее состояние, превышающей температуру применения, называются термопластами. Термопласты представляют собой линейные или разветвленные полимеры, которые, по сути, становятся текучими при температуре, превышающей температуру стеклования (Tg) в случае аморфных термопластов и превышающей температуру плавления (Tm) в случае (частично) кристаллических термопластов. В размягченном состоянии их можно подвергать обработке с получением формованных изделий посредством прессования, экструзии, литья под давлением или других способов придания формы. Подвижность цепи в данном случае становится столь высокой, что молекулы полимера легко скользят друг относительно друга, и при этом материал достигает состояния расплавленной жидкости (участок перехода в текучее состояние, расплав полимера). Термопласты также включают пластмассы, пригодные для термопластической обработки, с ярко выраженными энтропийно-эластичными свойствами, так называемые термопластичные эластомеры. Термопластичные материалы включают все пластмассы, состоящие из линейных или термолабильно сшитых молекул полимеров, например, полиолефинов, виниловых полимеров, сложных полиэфиров, полиацеталей, полиацетатов, поликарбонатов, а также некоторых полиуретанов и иономеров, но также и TPE – термопластичных эластомеров (RÖMPP ONLINE, Vers. 3.7, Carlowitz &. Wierer, Plastics (Datasheets), Chapter 1 Thermoplastics, Berlin: Springer Verlag (1987), Domininghaus, p. 95 ff).

Дуропласты представляют собой пластмассы, которые образуются из олигомеров благодаря необратимому и прочному сшиванию посредством ковалентных связей (технически: форполимеров) и реже из мономеров или полимеров. Слово «дуропласт» в данном случае используется как для обозначения сырьевых материалов до сшивания (см. реактивные смолы), а также как собирательный термин для отвержденных, преимущественно полностью аморфных смол. Дуропласты являются упругими по типу стали при низких температурах и даже при более высоких температурах они не способны к вязкому течению, но вместо этого проявляют упругие свойства при очень ограниченной способности к деформации. Дуропласты включают, среди прочего, группы промышленно значимых веществ, предусматривающих диаллилфталатные смолы (DAP0, эпоксидные смолы (EP), мочевино-формальдегидные смолы (UF), меламин-формальдегидные смолы (MF), меламин-фенол-формальдегидные смолы (MPF), фенол-формальдегидные смолы и смолы на основе ненасыщенных сложных полиэфиров (UPES) (RÖMPP ONLINE, Vers. 3.7, Becker, G. W.; Braun, D.; Woebcken, W., Plastics Manual, Volume 10: Duroplasts, 2nd Edn.; Hanser: München,(1988); Elias (6.) 1, 7 and 476 ff.).

Gilbert (Gilbert, Varshney, van Soom and Schiller, “Plate-out in PVC Extrusion – I. Analysis of plate-out”, Journal of Vinyl and Additive Technology, (14) 1, 2008, 3–9) описывает применение стеарата Ca, или других мыл, или соответствующих карбоновых кислот, таких как стеариновая кислота, с целью осуществления поверхностной обработки диоксида титана, или сульфата бария, или их смесей. Вследствие этой процедуры могут возникать нежелательные побочные эффекты, поэтому такие продукты либо не просто применять в крупномасштабных промышленных процессах при производстве пигментов, либо это также приводит к так называемому загрязнению при получении высоконаполненных суперконцентратов, т.е. концентратов пигментов в термопластичной матрице. Подразумевается, что это означает пригорание термопластичной смеси с пигментом на шнеке или внутренней поверхности корпуса экструзионной линии. Это влечет за собой дорогостоящую очистку, особенно при изменениях цвета. Кроме того, такие пригоревшие слои могут в любой момент отделиться, и это приводит в результате к образованию пятен в суперконцентрате, а также, в итоге, к нанесению, например, пятен на тонкослойные пленки.

Кроме того, из документа GB 1288581 известно применение силиконовых масел с различной длиной цепи/вязкостью, которые либо наносят посредством распыления во время размола пигмента, либо их можно вводить в виде эмульсии во взвесь пигмента. Действительно, пигменты с поверхностью, обработанной силиконовым маслом, демонстрируют хорошую гидрофобность, и вследствие их низкой поверхностной энергии, в целом, является известным фактом, что их можно легко включать в окружение из пластмассы с низкой энергией. Обработанные таким образом пигменты имеют различные недостатки.

1. Обработанные силиконовым маслом частицы проявляют сильную тенденцию к пылеобразованию, которое может быть основной проблемой при дальнейшей обработке и даже может иногда вызывать опасение относительно безопасности.

2. Низкая объемная плотность пигментов, обработанных силиконовым маслом, приводит к проблемам при упаковке пигмента в мешочки, большие мешки или бункеры для хранения. Высокое содержание воздуха влечет за собой заполнение меньшей массой на единицу упаковки. Поскольку мешочки нельзя уложить в плоскую стопку на поддоне, затраты на обвязывание поддонов ремнями или затраты в случае обертывания их пленкой возрастают. Эта проблема, в частности, проявляется при автоматическом упаковывании с использованием пневмотранспорта, которое считается стандартным в случае высокой производительности.

В то же время, силиконовые масла в качестве средств для поверхностной обработки могут приводить к дополнительным проблемам при производстве потребительских товаров, например, к плохим кроющим свойствам, пригодности для печатания и/или свариваемости пленок, и, в частности, в многослойных пленках может доходить до разделения слоев и до потери функции (Plastics Additives: Advanced Industrial Analysis, 2006, Jan C. J. Bart, page 419 – 420; IOC Press, Netherlands, ISBN 1-58603-533-9; Brochure Trouble Shooting Guide-Siegwerk, March 2013).

Из документов DE 4140793, EP 0546407 и EP 0546406 известно, что силиконовые масла или структуры на основе силана, такие как метакрилоксипропилтриметоксисилан, являются подходящими для покрытия даже оксидных поверхностей для того, чтобы посредством гидрофобизации или функционализации поверхности и снижения вязкости обеспечить более высокую совместимость с окружающей органической средой и, следовательно, повысить эффективность применяемых пигментов. Силаны являются чувствительными к гидролизу, и при этом обычно требуется повышенная температура, составляющая приблизительно 80°C, для активации силильной функциональной группы на поверхности пигмента или наполнителя и образования полимерной структуры на поверхности. Многие способы получения пигментов являются способами, осуществляемыми в водной суспензии, или пигменты, такие как диоксид титана, получают посредством реакций осаждения, осуществляемых в воде, таким образом, существует потребность в том, чтобы сделать возможным включение в способ средств для поверхностной обработки в водной форме, например, эмульгированных в простой форме. С другой стороны, в случае способов, в которых присутствует поверхностная обработка сухих пигментов или же наполнителей, существует потребность в том, чтобы в этих способах автоматически не возникала возможность дополнительных затрат, или это не влекло бы за собой такие затраты, на значительное повышение температуры по сравнению с температурой окружающей среды, что является недостатком способа с присоединением силанов, поскольку в этом случае для устранения спирта необходимы температуры выше 80°C. Следовательно, существовала потребность в получении средства для поверхностной обработки для использования в способах с сухим размолом или смешиванием, которое необязательно также обеспечивает модификацию поверхности без повышения температуры.

Это, в особенности, относится к наполнителям или же к выбранным антипиренам, таким как, например, ATH, поскольку часто их только размельчают в ходе добычи, дробят, а затем сортируют по размеру, но, в целом, в отношении их не осуществляют способ влажной химической или физической очистки, таким образом, высушивание не является необходимым, и, следовательно, нагревание для закрепления средства для поверхностной обработки является дополнительной стадией способа, для которой также необходимы другие агрегаты для получения производительности в несколько тысяч тонн.

Проблемой является диспергирование гидрофильных неорганических пигментов, таких как, например, оксид железа, или очень полярных органических пигментов, особенно в неполярных полимерах, таких как, например, полиолефины.

Либо нужны значительные затраты вследствие длительного времени диспергирования, либо будут получены несоответствующие результаты диспергирования с неприемлемыми дефектами в конечном продукте. Такие дефекты могут быть следующими. Образование пятен в пластмассовых пленках, которые не только являются неприглядными, но также могут приводить к образованию отверстий и, следовательно, протечкам в упаковке, а также образование пятен на пластмассовой детали, изготовленной литьем под давлением, таким образом, может приводить в результате к значительно более низкой прочности на разрыв или ударопрочности и, следовательно, к высокой доле брака при производстве посредством литья под давлением или даже к выходу из строя пластмассовых деталей, важных для безопасности в автомобильном секторе или в секторе электроники.

Целью настоящего изобретения, таким образом, является преодоление по меньшей мере одного недостатка из уровня техники.

Было выявлено, что при помощи определенных модифицированных полиэфиром силоксанов, описанных в формуле изобретения, можно решить эту проблему.

Таким образом, объектом настоящего изобретения являются полимерные композиции, содержащие

a) твердые частицы,

b) по меньшей мере один полимер, выбранный из термопластов или реактопластов,

c) по меньшей мере одно соединение формулы (I),

(I),

где

R, одинаковые или различные, представляют собой R¹, метил или гидрокси, предпочтительно метил,

R¹, одинаковые или различные, представляют собой полиэфирный остаток формулы (III),

– Z – (O – C_mH_2m-(n-1))_o – [O – ((AO) – R^3]] _n (III),

где

Z представляет собой разветвленный или неразветвленный алкиленовый остаток с 2-4 атомами углерода, предпочтительно 3 атомами углерода,

m равняется от 2 до 4, предпочтительно 3,

n равняется от 1 до 3, предпочтительно 1 или 2, особенно предпочтительно 1,

o равняется 0 или 1, предпочтительно 0,

AO, одинаковые или различные, представляют собой оксиалкиленовый остаток, содержащий оксиэтиленовый, оксипропиленовый и/или оксибутиленовый остатки,

R³, одинаковые или различные, представляют собой водород, алкильный остаток с 1-4 атомами углерода,

и, при условии, что в R¹ сумма атомов углерода и кислорода составляет по меньшей мере 70,

a равняется от 20 до 200, предпочтительно от 30, от 40, от 50 или от 60 до 170, до 160, до 150, до 140, до 130, до 120 или до 110 и особенно предпочтительно от 70 до 100,

b равняется от 1 до 50, предпочтительно от 2, от 3, от 4 до 30, до 25 или до 20 и особенно предпочтительно от 5 до 15,

при условии, что, если ни один из остатков R не представляет собой R¹, то b равняется по меньшей мере 3, и

d) необязательно дополнительные компоненты.

Предпочтительно оксиалкиленовый остаток AO имеет до 50 вес. % оксиэтиленовых групп, более предпочтительно до 40 вес. %, особенно предпочтительно до 35, 30, 25, 20, 15 или 10 вес. % и в особенности предпочтительно до 5 вес. %. Предпочтительно оксиалкиленовый остаток AO содержит 0 вес. %, более предпочтительно по меньшей мере 5, 10, 15, 20, 25 или 30 вес. % и, в частности, по меньшей мере 35 вес. % оксиэтиленовых групп. Определение содержания оксиэтилена в данном случае основывается на общей массе остатка R¹.

Предпочтительно оксиалкиленовый остаток AO имеет от 0 от 50 вес. %, предпочтительно от 5 до 35 вес. %, более предпочтительно от 15 до 30 вес. % оксиэтиленовых групп исходя из общей массы остатка R¹.

Если присутствуют оксибутиленовые группы, молярная доля оксибутиленовых групп исходя из суммы оксипропиленовых и оксибутиленовых групп предпочтительно составляет не более 50%, предпочтительно до 45, 40, 35, 30, 25, 20, 15 или 10 и, в частности, до 5%.

Предпочтительно количественная доля немодифицированных силоксановых фрагментов с индексом a представляет собой значение, которое до 20 раз больше доли силоксановых фрагментов, модифицированных полиэфиром, с индексом b, предпочтительно до 20 раз, до 19, до 18, до 17, до 16, до 15, до 14, до 13, до 12, до 11, до 10 или до 9 и особенно предпочтительно до 8 раз. Предпочтительно индекс a по меньшей мере в 7 раз превышает индекс b, более предпочтительно по меньшей мере в 8 раз, 9 раз, 10 раз или 11 раз и, в частности, по меньшей мере в 12 раз превышает индекс b.

Предпочтительно численное отношение индекса a к индексу b равняется от 8 до 18, предпочтительно от 9 до 15 и особенно предпочтительно от 10 до 12.

Предпочтительно индекс o равен нулю.

Предпочтительно фрагмент с индексом o представляет собой неразветвленный остаток, более предпочтительно неразветвленный остаток с 3 атомами углерода. Особенно предпочтительно фрагмент с индексом o представляет собой глицериловый остаток, особенно предпочтительно н-глицериловый остаток, который несет группу –O-Z на конце.

Предпочтительно остаток Z представляет собой пропиленовый остаток.

Предпочтительно остаток R³ представляет собой водород.

Предпочтительно частицы согласно настоящему изобретению получают с помощью поверхностной обработки соединениями формулы (I), где

R¹, одинаковые или различные, представляют собой –(CH₂)_p-O-EO_x-PO_y-BO_z-R³,

при условии, что в R¹ сумма атомов углерода и кислорода составляет по меньшей мере 70, и

EO представляет собой оксиэтилен,

PO представляет собой оксипропилен,

BO представляет собой оксибутилен,

x равняется от 0 до 20, предпочтительно от 3 до 15, особенно предпочтительно от 4 до 10,

y равняется от 5 до 100, предпочтительно от 8 до 50, особенно предпочтительно от 10 до 30,

z равняется от 0 до 20, и

p равняется от 2 до 4, предпочтительно 2 и/или 3.

Предпочтительно индекс x является меньшим или равным 1,2, предпочтительно меньше 1,1, более предпочтительно меньше 1, меньше 0,9, меньше 0,8, меньше 0,7, меньше 0,6, меньше 0,5, меньше 0,4 или меньше 0,3 и, в частности, меньше 0,2.

Предпочтительно индекс x является 0,05-1,2-кратным сумме индексов (y + z), предпочтительно 0,07-0,8-кратным, в частности, 0,1-0,5-кратным.

Кроме того, предпочтительно, чтобы индекс z был меньшим или равным индексу y, предпочтительно меньшим или равным половине, одной третьей, одной четвертой, одной пятой, одной шестой, одной седьмой, одной восьмой, одной девятой и, в частности, меньшим или равным одной десятой индекса y.

Предпочтительно оксибутиленовая группа является линейной, т.е. – (CH₂)₄ – O –, и/или разветвленной, т.е. – CH(CH₂CH₃)CH₂ – O – .

Особенно предпочтительными являются частицы с поверхностью, обработанной при помощи модифицированного полиэфиром силоксана формулы (I), где остаток R представляет собой метил, и остаток R³ представляет собой водород, а индексы являются следующими:

a равняется от 80 до 95,

b равняется от 5 до 8,

x равняется от 3 до 5,

y равняется от 10 до 25, и

z равняется 0.

Модифицированные полиэфиром силоксаны, в смысле настоящего изобретения, представляют собой соединения формулы (I).

Фрагменты формул (I), (II) и (III) и фрагменты AO и R¹ могут иметь статистическое строение.

Статистические распределения имеют блочное строение с любым количеством блоков и характеризуются любой последовательностью или рандомизированной последовательностью, они также могут быть построены с чередованием или также образовывать градиент вдоль цепи, в частности, они также могут образовывать все смешанные формы, в которых группы с различными распределениями могут необязательно идти в последовательном порядке. Конкретные варианты осуществления могут приводить к статистическим распределениям с ограничениями, обусловленными вариантом осуществления. Для всех участков, которые не подвергаются ограничению, статистическое распределение не изменяется.

Предпочтительно полимерные композиции согласно настоящему изобретению содержат соединения формулы (I) в определенном количестве от 0,05 до 10 вес. %, предпочтительно от 0,1 до 5 вес. %, более предпочтительно от 0,5 до 3 вес. %, в частности, от 1 до 2,5 вес. % исходя из общей композиции.

Более предпочтительными являются полимерные композиции, частицы в которых представляют собой частицы окрашивающего пигмента.

Предпочтительными также являются полимерные композиции, содержащие частицы, за исключением диоксида титана, сульфата бария, сульфида цинка и литопона, которые были обработаны соединениями формулы (I) перед смешиванием с компонентом b).

Более предпочтительными являются полимерные композиции, содержащие соединения формулы (I) в количестве от 0,01 до 3 вес. %, предпочтительно от 0,05 до 2 вес. %, более предпочтительно от 0,1 до 2 вес. % и особенно предпочтительно от 0,15 до 1 вес. % исходя из массы частиц в составе композиции.

Еще более предпочтительными являются полимерные композиции, характеризующиеся тем, что композиции содержат частицы, выбранные из ATH и MDH.

Особенно предпочтительными являются полимерные композиции, в которых перед смешиванием с компонентом b) частицы были обработаны соединениями формулы (I), где композиции содержат не более 0,5 вес. %, предпочтительно не более 0,45 вес. %, более предпочтительно не более 0,4 вес. % воды исходя из общих композиций.

Одним преимуществом частиц согласно настоящему изобретению и композиций согласно настоящему изобретению является то, что значения давления на фильтре снижены по сравнению с уровнем техники. Это увеличивает срок службы обрабатывающих устройств, в частности, экструдеров, и уменьшает циклы их очистки.

Хорошее диспергирование также является преимущественным для того, чтобы избежать разрыва волокон и/или образования пятен в продуктах.

Преимущественной также является высокая термическая стабильность частиц согласно настоящему изобретению и композиций согласно настоящему изобретению.

Композиции согласно настоящему изобретению являются преимущественными по сравнению с таковыми из уровня техники, при этом можно наблюдать значительное увеличение прочности на разрыв, удлинения при разрыве и/или ударопрочности для формованных пластмассовых изделий.

Композиции согласно настоящему изобретению также являются преимущественными, поскольку наблюдается значительное уменьшение образования дыма и выделения тепла в результате применения антипиреновых смесей. При определении класса антипирена в соответствии со стандартом UL 94 VO может быть присвоен класс V0 ингибитора горения при более низких уровнях наполнения. Это означает, что при более низком содержании пигментов в той же матрице антипиреновые смеси согласно настоящему изобретению проявляют более высокую огнестойкость.

Композиции согласно настоящему изобретению также могут быть преимущественными, поскольку уменьшена абсорбция воды композициями. Следовательно, материалы являются более подходящими для изоляции электропроводящих материалов.

Кроме того, композиции согласно настоящему изобретению имеют преимущество, заключающееся в том, что применяемые частицы проявляют улучшенную текучесть.

Применение частиц с обработанной поверхностью в композициях согласно настоящему изобретению также является преимущественным, поскольку увеличивается плотность упаковки частиц с обработанной поверхностью, так как после поверхностной обработки увеличивается объемная плотность. Следовательно, затраты на транспорт/хранение снижаются.

Дополнительным преимуществом композиций согласно настоящему изобретению является универсальность их применения в различных составах. Это проявляется в том факте, что композиции можно составлять на основе термопластов, дуропластов и пластификаторов. В случае области промышленности, связанной с последующей обработкой, такой как, например, для производителей паст, составителей смесей и производителей суперконцентратов, преимущественным является то, что композиции согласно настоящему изобретению можно применять без дополнительных адаптаций. Это приводит в результате к финансовой выгоде и гибкости получения состава.

Исходные частицы в смысле настоящего изобретения могут представлять собой смеси пигментов, в частности, цветных пигментов, которые затем подвергаются поверхностной обработке согласно настоящему изобретению.

Предпочтительно композиции согласно настоящему изобретению характеризуются улучшением абсорбции воды на 25% по сравнению с композициями, которые не содержат соединение формулы (I). Улучшением абсорбции воды является снижение.

Плотность упаковки можно получить путем введения определенной массы, например 70 г, в вертикальный цилиндр, например, мерный цилиндр, например, объемом 100 мл. После введения объем отсчитывают по градуированной шкале, и при этом плотность упаковки получают в соответствии с соотношением, известным специалисту в данной области техники.

Текучесть можно определить путем определения MFI (индекса текучести расплава) в соответствии со стандартом DIN EN ISO 1133, например, с использованием прибора Meltfixer от SWO Polymertechnik.

Предпочтительно композиции согласно настоящему изобретению имеют MFI, который по меньшей мере на 10% превышает MFI, определенный с использованием такой же композиции, которая содержит такие же частицы в форме с необработанной поверхностью. Предпочтительно сравнительные композиции имеют те же компоненты в тех же массовых долях, что и исследуемые композиции согласно настоящему изобретению, и при этом отличия заключаются только в отсутствии поверхностной обработки частиц в сравнительных композициях.

Диспергируемость частиц с обработанной поверхностью согласно настоящему изобретению можно определять и оценивать исходя из повышения давления перед фильтром (с установленным размером ячейки), которое возникает во время экструзии расплава полимера через блок-фильтр (значение давления на фильтре). Исследование можно проводить, например, на основе стандарта DIN EN 13900-5:2005.

Предпочтительно композиции согласно настоящему изобретению (на основе полипропилена с применением органических цветных пигментов) в виде суперконцентратов характеризуются значением давления на фильтре (9 мкм) до 3 бар * см²/г, более предпочтительно до 2,5 бар * см²/г, еще более предпочтительно до 2,0 бар * см²/г и, в частности, до 1,5 бар * см²/г с применением сетки с размером ячейки 9 мкм.

Другая возможность оценки диспергируемости заключается в определении и оценке количества агломератов в плоской пленке. Агломераты в данном случае являются заметными в виде пятен. Количество пятен должно быть как можно меньшим.

Дополнительная возможность для оценки диспергируемости заключается в определении гранулометрического состава пигментов, например, в пасте с пигментом или пасте с наполнителем в определенных условиях диспергирования. В данном случае подходящим является, например, гриндометр, например, прибор Хегмана. Определение, например, можно проводить в соответствии со стандартом DIN EN 21524 (соответствует ISO 1525).

Дополнительным объектом настоящего изобретения является применение полимерных композиций согласно настоящему изобретению для обработки с получением формованных пластмассовых изделий, пленок и/или пеноматериалов.

Предпочтительными полимерами для композиций согласно настоящему изобретению являются дуропласты или термопласты. В качестве реактопластов подходящими являются, например, смолы на основе ненасыщенных сложных полиэфиров (UP), фенольные смолы, меламиновые смолы, формовочные массы на основе формальдегида, смолы на основе сложных виниловых эфиров, диаллилфталатные смолы, силиконовые смолы или карбамидные смолы. В качестве термопластичных материалов подходящими являются, например, полиэтилен, полипропилен, сложные полиэфиры, полиамид, PET, полистирол, его coполимеры и смеси, поликарбонат, PMMA или поливинилхлорид.

Предпочтительными являются композиции согласно настоящему изобретению, которые согласно стандарту UL 94 по меньшей мере на один класс горючести лучше по сравнению с композициями, которые не содержат соединение формулы (I).

Предпочтительно содержащие термопласты композиции согласно настоящему изобретению подвергают обработке с получением суперконцентратов и/или соединений. Соединения предпочтительно демонстрируют повышенную огнестойкость, особенно предпочтительно по меньшей мере огнестойкость, соответствующую классу горючести V2 согласно стандарту AL94.

Предпочтительными являются композиции согласно настоящему изобретению, в которых по меньшей мере 80% исследуемых образцов, предпочтительно все исследуемые образцы соответствуют классу V-0. Более предпочтительно, чтобы не более 20% исследуемых образцов соответствовали классу V-1, а все остальные превосходили этот класс (V-0).

Более предпочтительными являются композиции согласно настоящему изобретению, в которых все исследуемые образцы с содержанием наполнителя 61 вес. %, с частицами с обработанной поверхностью, соответствуют классу горючести V-0 согласно стандарту OL 94, и при этом более предпочтительно, чтобы не более 20% из исследуемых образцов с содержанием наполнителя 59 вес. % соответствовали классу V-1, а все остальные соответствовали классу V-0, и особенно предпочтительно, чтобы все исследуемые образцы композиций согласно настоящему изобретению соответствовали классу V-0.

Кроме того, содержащие реактопласт композиции согласно настоящему изобретению предпочтительно подвергают обработке с получением формованных пластмассовых изделий. Формованные пластмассовые изделия предпочтительно могут состоять из вспененных материалов.

Кроме того, прочность на разрыв формованных пластмассовых изделий согласно настоящему изобретению предпочтительно является улучшенной, т.е., соответственно, увеличенной по меньшей мере на 10% по сравнению с изделиями из уровня техники (содержащими обработанные силиконовым маслом частицы). Кроме того, ударопрочность предпочтительно является улучшенной, т.е., соответственно, увеличенной по меньшей мере на 10%, предпочтительно по меньшей мере на 15%, особенно предпочтительно по меньшей мере на 20% по сравнению с изделиями из уровня техники (содержащими обработанные силиконовым маслом частицы).

Особенно предпочтительно формованные пластмассовые изделия на основе сложных полиэфиров согласно настоящему изобретению характеризуются улучшением как прочности на разрыв, так и ударопрочности по меньшей мере на 10% по сравнению с сопоставимыми формованными пластмассовыми изделиями, которые не содержат соединения формулы (I).

Предпочтительно способы обработки композиций согласно настоящему изобретению можно осуществлять в температурном диапазоне от 5 до 300°C, особенно предпочтительно от 25 до 250°C и в особенности предпочтительно от 50 до 200°C без отрицательного влияния на свойства.

В принципе, композиции, содержащие частицы с обработанной поверхностью, можно получать в соответствии со способами из уровня техники, тем не менее, предпочтительно их получают с помощью способа, описанного ниже.

Дополнительным объектом настоящего изобретения является способ поверхностной обработки пигментных частиц, антипиренов или других материалов в виде частиц, за исключением частиц диоксида титана, сульфата бария, сульфида цинка и литопона, при котором исходные частицы при обработке приводят в контакт по меньшей мере с одним соединением формулы (I),

(I),

где

R, одинаковые или различные, представляют собой R¹, метил или гидрокси,

R¹, одинаковые или различные, представляют собой полиэфирный остаток формулы (III),

– Z – (O – C_mH_2m-(n-1))_o – [O – ((AO) – R^3]] _n (III),

где

Z представляет собой разветвленный или неразветвленный алкиленовый остаток с 2-4 атомами углерода, предпочтительно 3 атомами углерода,

m равняется от 2 до 4, предпочтительно 3,

n равняется от 1 до 3, предпочтительно 1 или 2, особенно предпочтительно 1,

o равняется 0 или 1, предпочтительно 0,

AO, одинаковые или различные, представляют собой оксиалкиленовый остаток, содержащий оксиэтиленовый, оксипропиленовый и/или оксибутиленовый остатки,

R³,^, одинаковые или различные, представляют собой водород или алкильный остаток с 1-4 атомами углерода,

и, при условии, что в R¹ сумма атомов углерода и кислорода составляет по меньшей мере 70,

a равняется от 20 до 200, предпочтительно от 30, от 40, от 50 или от 60 до 170, до 160, до 150, до 140, до 130, до 120 или до 110 и особенно предпочтительно от 70 до 100,

b равняется от 1 до 50, предпочтительно от 2, от 3 или от 4 до 30, до 25 или до 20 и особенно предпочтительно от 5 до 15,

при условии, что, если ни один из остатков R не представляет собой R¹, то b равняется по меньшей мере 3,

где соединения формулы (I) применяют в количестве от 0,01 до 5 вес. %, предпочтительно от 0,3 до 5 вес. %, более предпочтительно от 1 до 4 вес. %, особенно предпочтительно больше 2-4 вес. % исходя из массы исходных частиц, подлежащих обработке.

Предпочтительно исходные частицы, за исключением исходных частиц SiO₂, BaSO₄, ZnS и/или литопона, обрабатывают соединениями формулы (I) в количестве от 0,01 до 2 вес. %, предпочтительно от 0,05 до 1 вес. %, более предпочтительно от 0,1 до 0,8 вес. %, еще более предпочтительно от 0,2 до 0,6 вес. % и особенно предпочтительно от 0,3 до 0,5 вес. % исходя из массы исходных частиц, подлежащих обработке.

Поверхностную обработку исходных частиц можно осуществлять в сухих или влажных условиях, и в случае варианта осуществления с влажными условиями ее предпочтительно проводят в эмульсии. Если поверхностную обработку осуществляют с использованием эмульгированного модифицированного полиэфиром силоксана формулы (I), то ее можно выполнять с применением эмульгаторов, но предпочтительно без применения эмульгатора.

При получении модифицированных полиэфиром силоксанов формулы (I) в виде эмульсий предпочтительными являются эмульсии типа «масло в воде», содержащие от 5 до 70 вес. % модифицированных полиэфиром силоксанов, от 1 до 20 вес. % эмульгаторов и от 20 до 94 вес. % воды. Способы получения силиконовых эмульсий известны специалисту в данной области техники. Обычно их получение осуществляют посредством перемешивания всех компонентов и необязательной последующей гомогенизации с использованием струйных диспергаторов, роторно-статорных или роторно-роторных гомогенизаторов, коллоидных мельниц или гомогенизаторов высокого давления. Способы получения эмульсий описаны, например, в документах EP 0093310, DE 2555048, EP 1132417.

В данном случае можно использовать все эмульгаторы, которые известны специалисту, для получения полисилоксановых эмульсий, такие как, например, анионные, катионные, амфотерные или неионогенные эмульгаторы.

Примерами анионных эмульгаторов без ограничения являются следующие. Алкилсульфаты, в частности, с 8-22 атомами углерода в алкильной группе, алкил- и алкиларилэфирсульфаты с 8-22 атомами углерода в алкильной группе и 1-40 оксиэтиленовыми или оксипропиленовыми звеньями. Сульфонаты, в частности, алкилсульфонаты с 8-22 атомами углерода, алкиларилсульфонаты с 8-22 атомами углерода, сложные моно- и диэфиры сульфосукцинатных солей карбоновых кислот с 8-22 атомами углерода в алкильном, арильном, алкиларильном или арилалкильном звене. Сложные моноэфиры и диэфиры фосфорной кислоты и их соли, в частности, алкил- и алкиларилфосфаты с 8-22 атомами углерода в органическом звене, алкилэфир- и алкиларилэфирфосфаты с 8-22 атомами углерода в алкильном или алкиларильном звене и 1-40 оксиэтиленовыми звеньями. Как хорошо известно в области техники, связанной с эмульгаторами, в случае анионных эмульгаторов противоионы могут представлять собой катионы щелочных металлов, аммоний или протонированные замещенные амины, такие как катионы из триметиламина или из триэтаноламина. Обычно предпочтительными являются ионы аммония, натрия и калия.

Примерами катионных эмульгаторов без ограничения являются следующие. Соли первичных, вторичных и третичных аминов жирного ряда с 8-24 атомами углерода с уксусной кислотой, серной кислотой, соляной кислотой и фосфорными кислотами. Соли четвертичного алкил- и алкилфениламмония, в частности, те, которые имеют от 6 до 24 атомов углерода, в особенности его галогениды, сульфаты, фосфаты и ацетаты. Соли алкилпиридиния, алкилимидазолиния и алкилоксазолиния, в частности, таковые с алкильной цепью из атомов углерода в количестве до 18, в особенности их галогениды, сульфаты, фосфаты и ацетаты.

В качестве амфотерных эмульгаторов возможны следующие. Аминокислоты с длинноцепочечными заместителями, такие как, например, соли N-алкилди(аминоэтил)глицина или N-алкил-2-аминопропионовой кислоты. Бетаины, такие как, например, соли N-(3-ациламидопропил)-N,N-диметиламмония с ацильным радикалом с 8-20 атомами углерода.

Примерами неионогенных эмульгаторов без ограничения являются следующие. Продукты конденсации полиоксиэтилена и жирных кислот или жирных спиртов с 8-22 атомами углерода с содержанием оксиэтилена до 95 вес. % исходя из молекулярной массы эмульгатора; полиоксиэтиленовые производные фенолов с 6-20 атомами углерода в ароматическом фрагменте и содержанием оксиэтилена до 95 процентов; продукты конденсации оксиэтилена и сложных глицериновых моноэфиров жирных кислот с 10-22 атомами углерода и до 95 процентов оксиэтилена; сорбитановые сложные эфиры жирных кислот с 10-22 атомами углерода; полиоксиэтиленсорбитановые сложные эфиры жирных кислот с 10-22 атомами углерода; этоксилированные амиды, этоксилированные амины, алкоксилированные полисилоксаны, блокcoполимеры пропилена, этиленоксида и/или других эпоксидов.

Вышеуказанные структуры жирного ряда обычно представляют собой липофильную часть эмульгаторов. Обычная группа жирного ряда представляет собой алкильную группу природного или синтетического происхождения. Известные ненасыщенные группы представляют собой олеиловые, линолеиловые, децениловые, гексадецениловые и додецениловые остатки. Известные насыщенные группы представляют собой лауриловые, стеариловые, миристиловые и пальмитиловые остатки. Алкильные группы в данном случае могут быть циклическими, линейными или разветвленными.

При эмульгировании может использоваться один эмульгатор или смесь из нескольких разных эмульгаторов, в которой должен содержаться предпочтительно по меньшей мере один неионогенный эмульгатор, такой как, например, этоксилированные жирные кислоты, этоксилированные линейные или разветвленные жирные спирты, сорбитановые сложные эфиры жирных кислот или этоксилированные сорбитановые сложные эфиры жирных кислот.

Кроме того, в качестве загустителей в эмульсии могут быть добавлены известные соединения, такие как полиакриловая кислота, полиакрилаты, эфиры целлюлозы, такие как карбоксиметилцеллюлоза и гидроксиэтилцеллюлоза, натуральные камеди, такие как ксантановая камедь, и полиуретаны, а также консерванты и другие добавки, известные специалисту в данной области техники.

В способе согласно настоящему изобретению частицы могут быть подвергнуты поверхностной обработке в одностадийном или двухстадийном способе. В двухстадийном способе исходные частицы смешивают с модифицированными полиэфиром силоксанами формулы (I) на первой стадии.

Первую стадию предпочтительно осуществляют при комнатной температуре или значениях температуры до 60°C.

На второй стадии размалывают частицы из первой стадии. Предпочтительными мельницами являются пароструйные мельницы, штифтовые мельницы, воздухоструйные мельницы, вальцовые мельницы или трубчатые шаровые мельницы.

Размол можно о