用于塑料应用的白色矿物材料的新颖表面处理的制作方法_2

文档序号:9354483阅读:来源:国知局
自C8至C20和最优选自 C8至C18的碳原子总数的一个醇分子单酯化的正磷酸分子组成,和/或ii) 一种或多种磷 酸二酯由用选自相同或不同、不饱和或饱和、支链或直链、脂肪族或芳族脂肪醇且醇取代基 具有自C6至C30、优选自C8至C22、更优选自C8至C20和最优选自C8至C18的碳原子总 数的二个醇分子二酯化的正磷酸分子组成,和/或iii) 一种或多种磷酸三酯由用选自相同 或不同、不饱和或饱和、支链或直链、脂肪族或芳族脂肪醇且醇取代基具有自C6至C30、优 选自C8至C22、更优选自C8至C20和最优选自C8至C18的碳原子总数的三个醇分子三酯 化的正磷酸分子组成。
[0071 ] 根据本发明进一步方面,提供可由该方法得到的表面反应性白色矿物材料。
[0072] 根据本发明甚至进一步方面,用于制备纤维和/或长丝和/或薄膜和/或纱线和 /或可透气薄膜的方法包括至少以下步骤:
[0073] a)提供聚合物组合物,和
[0074] b)使步骤a)的聚合物组合物经受将聚合物组合物转化为纤维和/或长丝和/或 薄膜和/或纱线和/或可透气薄膜的条件。
[0075] 根据本发明仍进一步方面,提供一种包含聚合物组合物和/或表面反应性白色矿 物材料的纤维和/或长丝和/或薄膜和/或纱线和/或可透气薄膜。根据本发明另一方面, 提供一种包含聚合物组合物和/或表面反应性白色矿物材料和/或纤维和/或长丝和/或 薄膜和/或纱线和/或可透气薄膜的制品,其中该制品选自卫生产品、医疗保健产品、滤器 产品、土工织物产品、农业和园艺产品、衣物、鞋具和行李产品、家用和工业产品、包装产品、 建筑产品等。根据本发明甚至进一步方面,提供一种磷酸酯共混物用于降低含表面反应性 白色矿物材料的颗粒表面的亲水性和/或吸水量敏感性的用途。
[0076] 根据本发明一个实施方案,至少一种表面反应性白色矿物材料的含表面反应性白 色矿物材料的颗粒为根据ISO 2469测量的亮度R457为至少70%的矿物颗粒,优选至少一 种表面反应性白色矿物材料的含表面反应性白色矿物材料的颗粒为包含碳酸钙的颗粒,更 优选至少一种表面反应性白色矿物材料的包含碳酸钙的颗粒选自研磨碳酸钙(GCC)、沉淀 碳酸钙(PCC)以及它们的混合物。
[0077] 根据本发明另一个实施方案,至少一种表面反应性白色矿物材料包含i)多90重 量%、优选多95重量%和最优选多97. 5重量%的含表面反应性白色矿物材料的颗粒,以至 少一种表面反应性白色矿物材料的总干重计,和/或ii)自0. 1至5重量%、优选自0.2至 3重量%和最优选自0. 3至2重量%的磷酸酯共混物,以至少一种表面反应性白色矿物材料 的总干重计。
[0078] 根据本发明又一个实施方案,磷酸酯共混物中的一种或多种磷酸单酯及其盐性 反应产物与一种或多种磷酸二酯及其盐性反应产物的摩尔比为自1:1. 1至1:80,优选自 1:1. 1至1:60,更优选自1:1. 1至1:40,甚至更优选自1:1. 1至1:20和最优选自1:1. 1至 1:10〇
[0079] 根据本发明一个实施方案,磷酸酯共混物进一步包括一种或多种磷酸三酯和/或 磷酸及其盐性反应产物。
[0080] 根据本发明另一个实施方案,i) 一种或多种磷酸单酯由用选自不饱和或饱和、支 链或直链、脂肪族或芳族醇且醇取代基具有自C6至C30、优选自C8至C22、更优选自C8至 C20和最优选自C8至C18的碳原子总数的一个醇分子单酯化的正磷酸分子组成,和/或ii) 一种或多种磷酸二酯由用选自相同或不同、不饱和或饱和、支链或直链、脂肪族或芳族脂肪 醇且醇取代基具有自C6至C30、优选自C8至C22、更优选自C8至C20和最优选自C8至C18 的碳原子总数的二个醇分子二酯化的正磷酸分子组成,和/或iii) 一种或多种磷酸三酯由 用选自相同或不同、不饱和或饱和、支链或直链、脂肪族或芳族脂肪醇且醇取代基具有自C6 至C30、优选自C8至C22、更优选自C8至C20和最优选自C8至C18的碳原子总数的三个醇 分子三酯化的正磷酸分子组成。
[0081] 根据本发明又一个实施方案,磷酸酯共混物包含盐性反应产物如磷酸单酯的一种 或多种锶、钙、镁和/或铝盐以及磷酸二酯的一种或多种锶、钙、镁和/或铝盐以及任选的磷 酸的一种或多种锶、钙、镁和/或铝盐。
[0082] 根据本发明一个实施方案,至少一种聚合树脂为至少一种热塑性聚合物,优选选 自聚烯烃、聚酰胺、包含卤素的聚合物和/或聚酯的均聚物和/或共聚物的热塑性聚合物。
[0083] 如上所述,本发明聚合物组合物包含至少一种聚合树脂和自0. 1至95重量%的至 少一种表面反应性白色矿物材料,如(a)与(b)项所述。以下内容中,涉及本发明和特别是 本发明聚合物组合物的前述项的进一步详细内容。
[0084] 根据本发明项(a),聚合物组合物包含至少一种聚合树脂。聚合树脂代表组合物的 骨干且对最终纤维和/或长丝和/或薄膜和/或纱线和/或可透气薄膜提供强度、可挠性、 韧性以及耐久性。
[0085] 理解的是,只要聚合物组合物适合用于制备纤维和/或长丝和/或薄膜和/或纱 线和/或可透气薄膜,根据本发明至少一种聚合树脂不受限于特定树脂材料。
[0086] 本发明一个实施方案中,至少一种聚合树脂为至少一种热塑性聚合物。因此,优选 至少一种聚合树脂为选自聚烯烃、聚酰胺、包含卤素的聚合物和/或聚酯的均聚物和/或共 聚物的热塑性聚合物。
[0087] 例如,如果至少一种聚合树脂为聚酰胺,至少一种聚合树脂优选为尼龙。
[0088] 额外地或替代地,至少一种聚合树脂为聚烯烃的均聚物和/或共聚物。例如,至少 一种聚合树脂为聚烯烃的均聚物和共聚物。替代地,至少一种聚合树脂为聚烯烃的均聚物 或共聚物。
[0089] 应理解的是,至少一种聚合树脂优选为聚烯烃的均聚物。
[0090] 例如,聚烯烃可为聚乙烯和/或聚丙烯和/或聚丁烯。因此,如果聚烯烃为聚乙烯, 聚烯烃选自聚乙烯的均聚物和/或共聚物,如高密度聚乙烯(HDPE)、中密度聚乙烯(MDPE)、 低密度聚乙烯(LDPE)、非常低密度聚乙烯(VLDPE)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)。
[0091] 例如,聚烯烃为聚乙烯的均聚物和/或共聚物。
[0092] 本发明所用表述聚乙烯的均聚物涉及包含基本上(即大于99. 7重量%、仍更优选 至少99. 8重量%)由乙烯单元组成的聚乙烯的聚乙烯,以聚乙烯总重量计。例如,仅有聚 乙烯的均聚物中的乙烯单元为可检测的。
[0093] 在聚合物组合物的至少一种聚合树脂包含聚乙烯的共聚物的情况下,应理解的 是,聚乙烯包含可衍生自乙烯作为主要组分的单元。由此,聚乙烯的共聚物包含至少55重 量%可衍生自乙烯的单元,更优选至少60重量%衍生自乙烯的单元,以聚乙烯总重量计。 例如,聚乙烯的共聚物包含60至99. 5重量%、更优选90至99重量%的可衍生自乙烯的单 元,以聚乙烯总重量计。存在于这种聚乙烯的共聚物中的共单体为(:3至C 1Q a -烯烃,优选 1-丁烯、1-己烯以及1-辛烯,后者为特别优选的。
[0094] 额外地或替代地,聚烯烃为聚丙烯的均聚物和/或共聚物。
[0095] 本发明全文中所用的表述聚丙烯的均聚物涉及基本上(即大于99重量%、仍更优 选至少99. 5重量%如至少99. 8重量% )由丙烯单元组成的聚丙烯,以聚丙烯总重量计。在 优选实施方案中,仅丙烯单元可在聚丙烯的均聚物中检测出。
[0096] 在聚合物组合物的至少一种聚合树脂包括聚丙烯的共聚物的情况下,聚丙烯优选 包含可衍生自丙烯作为主要组分的单元。聚丙烯的共聚物优选包含衍生自丙烯以及(:2和/ 或至少一种(^至^。a -稀经的单元,优选由这些单元所组成。在本发明一个实施方案中,聚 丙烯的共聚物包含衍生自丙烯以及至少一种选自乙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯以及1-辛 烯的a-烯烃的单元,优选由这些单元所组成。例如,聚丙烯的共聚物包含衍生自丙烯与乙 烯的单元,优选由这些单元所组成。在本发明一个实施方案中,可衍生自丙烯的单元构成聚 丙烯的主要部分,即至少60重量%、优选至少70重量%、更优选至少80重量%、仍更优选 自60至99重量%、还更优选自70至99重量%和最优选自80至99重量%,以聚丙烯总重 量计。衍生自(: 2和/或至少一种C 4至C 1(] a -烯烃的单元在聚丙烯的共聚物中的量为1至 40重量%的范围、更优选为1至30重量%的范围和最优选1至20重量%的范围,以聚丙烯 的共聚物总重量计。
[0097] 如果聚丙烯的共聚物仅包含可衍生自丙烯和乙烯的单元,乙烯的量优选为1至20 重量%的范围、优选为1至15重量%的范围和最优选为1至10重量%的范围,以聚丙烯的 共聚物总重量计。由此,丙烯的量优选为80至99重量%的范围、优选为85至99重量%的 范围和最优选为90至99重量%的范围,以聚丙烯的共聚物总重量计。
[0098] 额外地或替代地,聚烯烃为聚丁烯的均聚物和/或共聚物。
[0099] 本发明全文中所用的表述聚丁烯的均聚物涉及基本上(即大于99重量%、仍更优 选至少99. 5重量%如至少99. 8重量% )由丁烯单元组成的聚丁烯,以聚丁烯总重量计。在 优选实施方案中,仅丁烯单元可在聚丁烯的均聚物中检测出。
[0100] 在聚合物组合物的至少一种聚合树脂包含聚丁烯的共聚物的情况下,聚丁烯优选 包含可衍生自丁烯作为主要组分的单元。聚丁烯的共聚物优选包含衍生自丁烯以及(: 2和 /或〇3和/或至少一种C 5至C 1() a -稀经的单元,优选由这些单元所组成。在本发明一个实 施方案中,聚丁烯的共聚物包含衍生自丁烯以及至少一种选自乙烯、1-丙烯、1-戊烯、1-己 烯以及1-辛烯的a-烯烃的单元,优选由这些单元所组成。例如,聚丁烯的共聚物包含衍 生自丁烯以及乙烯的单元,优选由这些单元所组成。在本发明一个实施方案中,可衍生自丁 烯的单元构成聚丁烯的主要部分,即至少60重量%、优选至少70重量%、更优选至少80重 量%、仍更优选自60至99重量%、还更优选自70至99重量%和最优选自80至99重量%, 以聚丁烯总重量计。衍生自(: 2和/或C 3和/或至少一种C 5至C 1(] a -烯烃的单元在聚丁烯 的共聚物中的量为1至40重量%的范围、更优选为1至30重量%的范围和最优选为1至 20重量%的范围,以聚丁烯的共聚物总重量计。
[0101] 如果至少一种聚合树脂为包含卤素的聚合物的均聚物和/或共聚物,至少一种聚 合树脂优选选自聚氯乙烯(PVC)、聚偏二氯乙烯(PVDC)、聚偏二氟乙烯(PVDF)以及聚四氟 乙烯(PTFE)。
[0102] 如果至少一种聚合树脂为聚酯的均聚物和/或共聚物,至少一种聚合树脂优选选 自聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)、聚对苯二甲酸丁二醇酯 (PBT)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN),但还可为可降解聚酯如聚乳酸(聚交酯,PLA)。
[0103] 在本发明一个实施方案中,至少一种聚合树脂为聚乙烯和/或聚丙烯和/或聚丁 烯的均聚物。例如,至少一种聚合树脂为聚乙烯与聚丙烯的均聚物。替代地,至少一种聚合 树脂为聚乙烯或聚丙烯的均聚物。在本发明一个实施方案中,至少一种聚合树脂为聚丙烯 的均聚物。
[0104] 表述〃至少一种〃聚合树脂是指一种或多种类型的聚合树脂可存在于本发明聚合 物组合物中。
[0105] 由此,应理解的是,至少一种聚合树脂可为两种或更多种类型的聚合树脂的混合 物。例如,如果至少一种聚合树脂为两种或更多种聚合树脂的混合物,一种聚合树脂为聚丙 烯的均聚物或共聚物,而第二或进一步聚合树脂选自聚乙烯、聚丁烯、聚酰胺、聚酯、包含卤 素的聚合物的均聚物和/或共聚物及它们的混合物。
[0106] 在本发明一个实施方案中,至少一种聚合树脂为一种聚合树脂。优选地,至少一种 聚合树脂为聚乙烯或聚丙烯的均聚物。
[0107] 在本发明一个实施方案中,至少一种聚合树脂具有高于100°C的熔融温度Tm,更 优选高于150°C如高于200°C。例如,至少一种聚合树脂的熔融温度范围为自100至350°C, 更优选范围为自150至325°C和最优选范围为自200至300°C。
[0108] 此外,应理解的是,至少一种聚合树脂可选自具有广泛范围的熔体流动速率的 聚合树脂。一般而言,优选至少一种聚合树脂的熔体流动速率MFR(190°C)为自0. 1至 3000g/10min、更优选自0. 2至2500g/10min。例如,至少一种聚合树脂的恪体流动速率 MFR(190°C)为自0? 3至2000g/10min或自0? 3至1600g/10min。额外地或替代地,至 少一种聚合树脂的熔体流动速率MFR(230°C)为自0. 1至3000g/10min、更优选自0. 2 至2500g/10min。例如,至少一种聚合树脂的熔体流动速率MFR(230°C)为自0. 3至 2000g/10min或自 0? 3 至 1600g/10min。
[0109] 例如,如果至少一种聚合树脂是为聚丙烯的均聚物和/或共聚物的聚烯烃,优选 至少一种聚合树脂的熔体流动速率MFR(190°C,2. 16kg)为自1至3000g/10min、更优选自 3至2500g/10min。例如,至少一种为聚丙烯的均聚物和/或共聚物的聚合树脂的熔体流动 速率MFR(190°C )自5至2000g/10min或自10至1600g/10min。优选至少一种为聚丙烯的 均聚物和/或共聚物的聚合树脂的熔体流动速率MFR(230°C )为自1至3000g/10min、更优 选自3至2500g/10min。例如,至少一种为聚丙烯的均聚物和/或共聚物的聚合树脂的熔体 流动速率 MFR(230°C )为自 5 至 2000g/10min 或自 10 至 1600g/10min。
[0110] 如果至少一种聚合树脂是为聚乙烯的均聚物和/或共聚物的聚烯烃,应理解的 是,至少一种聚合树脂具有相当低的熔体流动速率。由此,优选至少一种为聚乙烯的均聚物 和/或共聚物的聚合树脂的熔体流动速率MFR(190°C )为自0. 5至20g/10min、更优选自0. 7 至15g/10min。例如,至少一种聚合树脂的熔体流动速率MFR(190°C )为自0? 9至10g/10min 或自0. 9至5g/10min。额外地或替代地,至少一种为聚乙烯的均聚物和/或共聚物的聚合 树脂的熔体流动速率MFR(230C)为自0. 1至3000g/10min,更优选自0. 2至2500g/10min。 例如,至少一种为聚乙烯的均聚物和/或共聚物的聚合树脂的熔体流动速率MFR(230°C )为 自 0? 3 至 2000g/10min 或自 0? 3 至 1600g/10min。
[0111] 应理解的是,聚合物组合物包含自5至99. 9重量%的至少一种聚合树脂,以聚合 物组合物总重量计。在本发明一个实施方案中,聚合物组合物包含自5至95重量%、优选 自15至90重量%的至少一种聚合树脂,以聚合物组合物总重量计。例如,聚合物组合物包 含自20至85重量%的至少一种聚合树脂,以聚合物组合物总重量计。
[0112] 本发明聚合物组合物的另一个主要成分为至少一种表面反应性白色矿物材料。本 发明的一个要求是聚合物组合物包含〇. 1至95重量%的至少一种表面反应性白色矿物材 料,以聚合物组合物总重量计。
[0113] 在本发明一个实施方案中,聚合物组合物包含自5至95重量%和优选自10至85 重量%的至少一种表面反应性白色矿物材料,以聚合物组合物总重量计。例如,聚合物组合 物包含自15至80重量%的至少一种表面反应性白色矿物材料,以聚合物组合物总重量计。
[0114] 因此,应理解的是,聚合物组合物包含自5至99. 9重量%的至少一种聚合树脂和 自0. 1至95重量%的至少一种表面反应性白色矿物材料,优选由它们所组成,以聚合物组 合物总重量计。在本发明一个实施方案中,聚合物组合物包含自5至95重量%的至少一种 聚合树脂和自5至95重量%的至少一种表面反应性白色矿物材料,优选由它们所组成,以 聚合物组合物总重量计。在本发明另一个实施方案中,聚合物组合物包含自15至90重量% 的至少一种聚合树脂和自10至85重量%的至少一种表面反应性白色矿物材料,优选由它 们所组成,以聚合物组合物总重量计。在本发明另一个实施方案中,聚合物组合物包含自20 至85重量%的至少一种聚合树脂合和自15至80重量%的至少一种表面反应性白色矿物 材料,优选由它们所组成,以聚合物组合物总重量计。
[0115] 例如,聚合物组合物包含至少一种聚合树脂和包含碳酸钙的矿物材料,优选由它 们所组成,且包含碳酸钙的矿物材料的存在量为自15至82重量%,以聚合物组合物总重量 计。
[0116] 在本发明一个实施方案中,聚合物组合物为母料(masterbatch)。
[0117] 〃母料〃术语指的是至少一种表面反应性白色矿物材料的浓度高于用于制备最终 应用产物如纤维和/或长丝和/或薄膜和/或纱线和/或可透气薄膜的聚合物组合物的浓 度的组合物。也就是说,将母料进一步稀释,从而得到适合用于制备最终应用产物如纤维和 /或长丝和/或薄膜和/或纱线和/或可透气薄膜的聚合物组合物。
[0118] 例如,母料包含自50至95重量%、优选自60至95重量%和更优选自70至95重 量%的至少一种表面反应性白色矿物材料,以母料总重量计。例如,母料包含自80至95重 量%的至少一种表面反应性白色矿物材料,以母料总重量计。
[0119] 根据本发明一个实施方案,母料用于制造纤维和/或长丝和/或薄膜和/或纱线 和/或可透气薄膜。
[0120] 在本发明另一个实施方案中,用于制备最终应用产物如纤维和/或长丝和/或薄 膜和/或纱线和/或可透气薄膜的聚合物组合物包含自1至50重量%、优选自5至45重 量%和最优选自10至40重量%的至少一种表面反应性白色矿物材料,以聚合物组合物总 重量计。例如,用于制备最终应用产物如纤维和/或长丝和/或薄膜和/或纱线和/或可 透气薄膜的聚合物组合物包含自15至25重量%的至少一种表面反应性白色矿物材料,以 聚合物组合物总重量计。
[0121] 在本发明另一个实施方案中,用于制备最终应用产物如纤维和/或长丝和/或薄 膜和/或纱线和/或可透气薄膜的聚合物组合物包含自1至10重量%的至少一种表面反 应性白色矿物材料,以聚合物组合物总重量计。应理解的是,当作为酸性食品如柑橘水果的 包装材料或果汁的容器和/或瓶子时,聚合物组合物优选包含此量。
[0122] 如果母料用于制备纤维和/或长丝和/或薄膜和/或纱线和/或可透气薄膜,优 选将母料稀释,从而得到适合用于制备最终应用产物如纤维和/或长丝和/或薄膜和/或 纱线和/或可透气薄膜的聚合物组合物。也就是说,将母料稀释,从而包含1至50重量%、 优选自5至45重量%和最优选自10至40重量%的至少一种表面反应性白色矿物材料,以 聚合物组合物总重量计。
[0123] 根据本发明另一个实施方案,聚合物组合物为纤维和/或长丝和/或薄膜和/或 纱线和/或可透气薄膜。例如,纤维和/或长丝和/或薄膜和/或纱线和/或可透气薄膜 包含自1至50重量%、优选自5至45重量%、更优选自10至40重量%和最优选自15至 25重量%的至少一种表面反应性白色矿物材料,以纤维和/或长丝和/或薄膜和/或纱线 和/或可透气薄膜总重量计。
[0124] 根据本发明,至少一种表面反应性白色矿物材料包含含表面反应性白色矿物材料 的颗粒,优选由它们所组成,该颗粒在该颗粒表面的至少一部分上包含一种或多种磷酸单 酯及其盐性反应产物和一种或多种磷酸二酯及其盐性反应产物和任选的一种或多种磷酸 三酯和/或磷酸及其盐性反应产物的磷酸酯共混物。
[0125] 由此,至少一种表面反应性白色矿物材料包含含表面反应性白色矿物材料的颗 粒。
[0126] 应理解的是,至少一种表面反应性白色矿物材料的含表面反应性白色矿物材料的 颗粒为经选择使得该颗粒具有根据ISO 2469测量的至少70%的亮度R457的矿物颗粒。在 本发明一个实施方案中,至少一种表面反应性白色矿物材料的含表面反应性白色矿物材料 的颗粒为具有根据ISO 2469测量的至少80%或至少90%的亮度R457的矿物颗粒。例如, 至少一种表面反应性白色矿物材料的含表面反应性白色矿物材料的颗粒为具有根据ISO 2469测量的自70%至100%、优选自80%至98%和最优选自90%至98%的亮度R457的矿 物颗粒。
[0127] 在本发明一个实施方案中,至少一种表面反应性白色矿物材料的含表面反应性白 色矿物材料的颗粒为包含二价和/或三价阳离子的矿物颗粒,其能够与磷酸和/或磷
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