專利名稱：用聚二烷基硅氧烷和脂肪酸處理礦物填料的方法,如此獲得的疏水填料和其在"透氣"薄 ...的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及處理的礦物填料，特別是處理的碳酸鹽，尤其是碳酸鈣的技術(shù)領(lǐng)域，及其在工業(yè)中的用途。
更具體地說，本發(fā)明涉及這種填料的處理以使它們疏水并將它們引入例如用于制造薄膜，特別是“透氣”薄膜的聚合物中，這些聚合物本身例如引入制品如一次性尿布和相似的產(chǎn)品中。
為了在上述領(lǐng)域中實現(xiàn)工業(yè)應(yīng)用，必須制造具有優(yōu)異疏水性以及對水和含水液體有優(yōu)異排斥性的礦物填料，特別是碳酸鈣，其可以在合適的聚合物、通常是聚烯烴或聚烯烴混合物或組合物中混合或“化合”。
在上述用途中的所謂“透氣”薄膜以及它們所需的性能是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所熟知的。
特別已知的是它們必須具有非常好的水蒸氣透過特性(這相當(dāng)于它們所謂的“透氣”薄膜特性)。人們認為在特別是單或雙軸拉伸的過程中，引入的填料有助于形成微孔，而微孔可以提高“透氣性”特征。因此，填料對獲得的成品及其性能起主要作用。
就此而論，填料顆粒的長寬比(長度與平均直徑之間的比)必須接近1。填料必須不含粗顆粒，特別是尺寸大于約10μm、粒度分析“頂切”小于10μm的顆粒，該填料只能含一小部分當(dāng)量球直徑小于0.5μm的顆粒，即填料的BET比表面積必須小于6m2/g。
當(dāng)然，設(shè)計的處理必須與現(xiàn)行規(guī)定一致。
在這類制品涉及的幾乎所有應(yīng)用中，引入的填料也不能對沿單軸或雙軸拉伸或定向的塑料薄膜的適用性產(chǎn)生損害。為了在引入聚合物的過程中不造成可預(yù)測的配料問題，填料的流動性能也必須良好。當(dāng)然，填料也必須能容易地與聚合物混合，并均勻地分散在聚合物基體中，否則最終的薄膜將是不均勻的。在引入聚合物的過程中，處理的填料不能釋放氣態(tài)物質(zhì)，因為這會在薄膜中產(chǎn)生混濁且力學(xué)上不均勻的區(qū)域。
處理還不能影響獲得薄膜的顏色均勻性，即能夠獲得沒有斑點的薄膜。
可以看出與處理這種填料有關(guān)的問題和要求多且復(fù)雜，而且往往是矛盾的。
在所討論的領(lǐng)域中，用硬脂酸處理的碳酸鈣是已知的。例如，可以列舉R.Rothon的“Particulate-Filled PolymerComposites”，Longman，Harlow，1995，第4章。
用硅烷處理的填料也是已知的(E.P.Plueddemann，SilaneCoupling Agent，Plenum Press，紐約，1982)。
用具有H-SiO-鍵的有機聚硅氧烷處理的填料也是已知的(專利EP0,257,423)，但其不能獲得可以在所謂透氣薄膜領(lǐng)域中使用的填料。
用硬脂酸然后用硅氧烷處理的填料也是已知的，但用途完全不同。
然而，目前用硅烷進行的處理導(dǎo)致甲醇釋放。
因此，刊登在Zeitung fur Naturforschung，54b，155-164(1999)上的文章“NMR Spectroscopic Investigations on theHydrolysis of Functional Trialcoxysilanes”描述了甲醇的釋放。
專利WO 99/61521描述了在表面上進行了處理的碳酸鹽以獲得較好的疏水性。與專利WO 99/28050一樣，該處理使用了硬脂酸。
專利WO 96/26240描述了只用脂肪酸或用脂肪酸和硅氧烷衍生物進行處理的阻燃填料。在本領(lǐng)域中應(yīng)用的聚合物必須具有不燃性。
專利JP 57,182,364描述了用作建筑材料正面涂層的填料，所說的涂層是不透水的，含合成樹脂和用阻燃劑處理的填料。這些樹脂是醋酸乙烯酯或丙烯酸酯-醋酸乙烯酯共聚物的衍生物，它們不適合于進行單或雙軸定向，并且也不是為透氣薄膜而設(shè)計的。該填料必須具有非常高的粒度，高達100μm。給出了在丙烯酸樹脂上硬脂酸和甲基纖維素的示范性處理。
描述透氣薄膜并引入碳酸鈣作為填料的專利WO 98/29481也是已知的。對于與所謂透氣薄膜特征有關(guān)的梗概，可以參考此文件。對于填料，該專利只表明其可以用脂肪酸如硬脂酸或山萮酸處理“以促進在聚合物基體中的總體流動和分散”。
專利JP5239377描述了使用硬脂酸甘油酯制備填料，但這是為了使樹脂基體獲得較好的物理性能。
專利WO 00/12434描述了使用干燥劑，特別是CaO來制備填料以獲得適合于用戶的透氣薄膜。
因此，關(guān)于透氣薄膜的現(xiàn)有技術(shù)采用了用硬脂酸或CaO型干燥劑產(chǎn)品的處理。也使用硬脂酸來處理填料，但用途完全不同。也結(jié)合使用脂肪酸和硅烷。
因此，除了只用脂肪酸或通過脂肪酸和硅烷的結(jié)合處理填料以形成“涂層”之外，現(xiàn)有技術(shù)中并沒有突出的趨勢。
因此，為了改進透氣薄膜，特別是獲得沒有斑點和沒有空白空間的薄膜，以及為了改進這種薄膜所含的處理的填料，就需要長期的研究，并因此需要達成共識。
本發(fā)明涉及一種處理礦物填料的方法，這種處理是為了賦予它們疏水特性，使它們適合于引入到用于制造所謂“透氣”薄膜，特別是聚烯烴薄膜的聚合物中，其特征在于分兩步進行填料的表面處理，第一步(預(yù)處理)包括用至少一種聚二烷基硅氧烷進行處理，第二步包括用至少一種含多于10個碳原子的脂肪酸進行處理，這兩步可同時進行。
因此，如上所述，本發(fā)明涉及一種處理礦物填料的方法，該方法出人意料地將首先用聚二烷基硅氧烷進行的預(yù)處理和然后用脂肪酸如硬脂酸進行的處理結(jié)合起來。
以這種順序組合的這兩步處理導(dǎo)致具有在這兩種處理劑之間協(xié)同效果的特定的性能，如下所示。
在實踐中，首先加入聚二烷基硅氧烷，之后立即加入脂肪酸。
然而，在某些情況下，可以同時加入這兩種物質(zhì)，但是一定要確保決不能使脂肪酸首先與填料接觸。
通常，優(yōu)選的是分為明顯的兩步操作，即加入聚二烷基硅氧烷，然后加入脂肪酸。
因此，在本申請的整個其余部分中，對于分兩步處理，本申請人指的是這樣的處理在時間上以單獨的兩個步驟加入這兩種化合物，即使時間間隔短，或基本同時加入這兩種化合物，前提是脂肪酸不先于聚二烷基硅氧烷與填料接觸。
更特別地，本發(fā)明最好適用于重質(zhì)碳酸鈣如大理石和方解石或它們的混合物。
然而，本發(fā)明也適于以下填料，例如沉淀碳酸鈣、滑石、高嶺土、氫氧化鎂、由粘土、二氧化硅、礬土、硫酸鋇、云母、氧化鈣或氫氧化鈣、氧化鋁組成的各類型填料、它們的混合物等。
另一方面，白堊不產(chǎn)生良好的效果，這清楚地表明本發(fā)明的成功可能性絕對不是臆斷的。
根據(jù)一個優(yōu)選的實施方案，使用具有以下結(jié)構(gòu)式的聚二烷基硅氧烷(R)3-Si-O-[(R)2-Si-O-]n-Si-(R)3，其中烷基R為C1-C4。
在一個特別優(yōu)選的方法中，使用聚二甲基硅氧烷(PDMS)，其中R基是甲基。
根據(jù)一個優(yōu)選的實施方案，將使用運動粘度為50-100,000厘泊(cSt)，優(yōu)選的是300-5000cSt，非常優(yōu)選的是約1000cSt的聚二甲基硅氧烷。
約700-1300cSt可以獲得最佳的疏水性。
作為脂肪酸，可以使用碳原子大于10的脂肪酸，在一個完全優(yōu)選的方法中，使用硬脂酸、棕櫚酸、山萮酸和它們的混合物。
根據(jù)一個優(yōu)選但非限制性的實施方案，按以下步驟實施本發(fā)明的方法
-使用高速混合機，將研磨的填料放入其中，-在約100℃下，經(jīng)5分鐘加入聚二烷基硅氧烷，在這5分鐘的末尾，-加入脂肪酸。
在這方面，應(yīng)當(dāng)指出的是聚二烷基硅氧烷有賦予混合物不粘性能的優(yōu)點，混合物不會粘附到混合器的壁上(但是當(dāng)不使用聚二烷基硅氧烷時，混合物會粘附)。
優(yōu)選地，上述方法適用于以大理石或方解石或它們的混合物作為填料，以聚二甲基硅氧烷作為聚二烷基硅氧烷，硬脂酸甘油酯(約65％硬脂酸和35％棕櫚酸的混合物)作為碳原子大于10的脂肪酸。
根據(jù)另一個優(yōu)選的實施方案，將使用相對干燥填料重量為100-2000ppm，優(yōu)選200-1000ppm的聚二烷基硅氧烷，且在一個完全優(yōu)選的方法中，約為500ppm。
根據(jù)又一個優(yōu)選的實施方案，將使用相對干燥填料干重為0.6-1.4％，優(yōu)選0.8-1.2％的脂肪酸。
本發(fā)明也涉及上述填料，其特征在于其已用本發(fā)明的方法處理。
本發(fā)明更特別地涉及這種類型的填料，其特征在于它們具有高的流動性，BET比表面積為2-6m2/g，頂切顆粒測定小于10μm，優(yōu)選小于8μm。
對于具有高流動性的填料，本申請人指的是用以下被稱為“堆積法”的方法測定的傾角率(incline angle rate)(處理的填料的傾角率與未處理填料的傾角率之間的比率)小于或等于0.98的填料。
在實踐中，通過稱量150克粉末來測定表示該粉末流動性的傾角。然后，將該粉末放在45cm長的振動給料器中。通過調(diào)整為8級的該給料器的穩(wěn)態(tài)振動，向前輸送粉末，并通過薄膜的邊緣，形成一個粉末堆，這是填料的作用。然后，通過下式計算傾角α∶tanα＝粉末堆高度/粉末堆半徑。
該角越小，該粉末的流動性越好。
本發(fā)明更特別地涉及所說的填料，其特征在于它們具有高的疏水性，即它們的濁度指數(shù)為0.9-1，泡沫指數(shù)為0.7-1，用下面描述的被稱為“旋離法”的方法測定這兩個指數(shù)；而且它們具有低吸濕量，即吸濕量小于或等于0.42mg/m2，其是用下面描述的被稱為吸濕量的方法測量的。
為了測量本發(fā)明填料的疏水性，所謂的旋離法由以下步驟組成將0.5克希望確定其疏水性的樣品引入到含3毫升軟化水的振動試管中。以2000轉(zhuǎn)/分的速度攪拌5秒后，將使用UV和可見分光計確定的濁度標定為0到1。濁度指數(shù)為0對應(yīng)于混濁的上清液，濁度指數(shù)為1對應(yīng)于沒有任何混濁的清水。
在第二步中，向該稀釋樣品中加入0.5毫升濃度為18重量％的鹽酸，在2000轉(zhuǎn)/分下攪拌5秒。
由于酸侵蝕，然后有二氧化碳放出。在標準刻度的一端，強烈的酸侵蝕將造成二氧化碳大量釋放，導(dǎo)致存在大量泡沫，這相當(dāng)于泡沫指數(shù)為0和零疏水性，而在標準刻度的另一端，完全疏水的產(chǎn)品不造成二氧化碳釋放，也沒有任何泡沫，則泡沫指數(shù)是1。
下面描述的被稱為吸濕量法的方法基于測量待測試粉狀樣品的重量增量，該樣品首先被放在相對濕度為10％、室溫大氣中5小時，然后被放在相對濕度為90％的大氣中2小時。
已知測試樣品的BET比表面積，然后確定每單位表面的吸水量，單位g/m2。
本發(fā)明也涉及所有這些處理的填料在任何工業(yè)部門，特別是在需要填料有疏水性質(zhì)的部門中的應(yīng)用。
有益地，可以將根據(jù)本發(fā)明處理的填料引入單獨的聚烯烴中，或引入其混合物中，所說的聚烯烴選自但不限于低密度線型聚乙烯、低密度聚乙烯、高密度聚乙烯和聚丙烯以及它們的混合物。
在已知的設(shè)備中，用本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的方法，將經(jīng)處理的填料引入聚烯烴或合適的聚烯烴混合物中。
同樣，可以參考WO 98/29481，其涉及相同的一般應(yīng)用，制造具有填料的透氣薄膜，特別是單軸或雙軸拉伸的。
實際上，本發(fā)明也涉及一種制造所謂的聚烯烴“透氣”薄膜的方法，該薄膜含至少一種上述類型的礦物填料，其特征在于所說的填料也已經(jīng)用上述方法進行了處理。
根據(jù)本發(fā)明，制造的母料或“配合料”含相對總重量為20-80重量％的處理填料，優(yōu)選的是45-60重量％，特別是約為50重量％。
根據(jù)一個優(yōu)選的實施方案，所說的薄膜經(jīng)受單或雙軸向拉伸(或“定向”)。
本發(fā)明還涉及含至少一層這種薄膜的制品，特別是吸收水或含水液體的產(chǎn)品如一次性尿布和相似的產(chǎn)品。
因為是薄膜拉伸方法，所以這種產(chǎn)品的制造是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員都知道的。
本發(fā)明還涉及因此獲得的處于未拉伸或單或雙軸拉伸狀態(tài)下的薄膜。
本發(fā)明還涉及聚烯烴和根據(jù)本發(fā)明處理的填料的母料或“配合料”，即形成薄膜形式之前的形式。
本發(fā)明更特別地涉及所說的母料或“配合料”，其特征在于它們的熔體體積-流速(MVR)大于6cm3/10min(溫度190℃，載荷5千克，模直徑2.095毫米)，根據(jù)ISO 1133測量，且它們具有高的熱穩(wěn)定性，即根據(jù)下列被稱為去色法(strip method)的方法，用未褪色條的長度表示的熱穩(wěn)定性大于或等于20cm。
熱穩(wěn)定性測定方法是將顆粒形式的配合料放入擠出機中以擠出棒。將所說的配合料棒置于設(shè)定在220℃的烘箱(Werner Mathis AG出售的Mathis ThermotesterTM)中。一旦將棒放入烘箱中，馬上以0.833mm/min的移動速度朝烘箱的外部移動它。
然后測定顏色沒有改變的棒的長度。此長度越長，該配合料的熱穩(wěn)定性就越好。
最后，本發(fā)明涉及薄膜本身，該薄膜含至少一種根據(jù)發(fā)明處理的填料。
本發(fā)明更特別地涉及所說的薄膜，其特征在于它們是斑點指數(shù)小于10的透氣薄膜，斑點指數(shù)是根據(jù)如下所述的被稱為“斑點觀察器”法的方法測量的。
將此斑點指數(shù)定義為一個無因次數(shù)，其測量樣品結(jié)構(gòu)的表面上的瑕疵。斑點指數(shù)值低表明表面具有非常均勻的結(jié)構(gòu)。
為此，用粘合劑將待測試薄膜的樣品(20cm長，15cm寬，20μm厚)固定到一張DIN A4格式的斑點指數(shù)為2.01的黑色紙上。
將如此制備的樣品放在彩色掃描儀(UMATMSystems GmbH的PowerLookTMIII)中以獲得樣品表面的圖像數(shù)據(jù)。應(yīng)該指出的是首先必須將該樣品顯示在屏幕上以選擇沒有折痕的區(qū)域，以不使制備不夠好的樣品來歪曲結(jié)果。
然后，將圖像數(shù)據(jù)傳送到裝備有來自O(shè)NLY Solutions GmbH的SVGA制圖系統(tǒng)和PapEyeTM圖像分析儀的計算機中以給出斑點指數(shù)值。
本發(fā)明還涉及所有含至少一種這種填料的聚烯烴制品，甚至是薄膜以外的形式。
本發(fā)明還涉及這些薄膜和制品在任何工業(yè)部門，特別是在需要填料具有疏水性質(zhì)和良好再分散性的部門中的所有應(yīng)用。
通過閱讀以下描述和以下非限制性的實施例，將會更好地理解本發(fā)明。
實施例1此實施例涉及本發(fā)明的處理大理石的方法，對于試驗1到7，所說大理石的平均直徑為1.8μm，頂切小于8μm，BET比表面積為4 m2/g。
為此，對于本實施例的不同試驗，根據(jù)上述方法進行以下測量，-對于礦物填料，測量流動性、疏水性和吸濕量-對于配合料，測量MVR和熱穩(wěn)定性-對于薄膜，測量斑點指數(shù)。
試驗1此試驗是使用未處理大理石的對比試驗。
此未經(jīng)處理的填料的傾角為40°，濁度指數(shù)為0，泡沫指數(shù)為0，吸濕量為0.95mg/m2。
母料或配合料含50重量％礦物填料、49.7重量％線型低密度聚乙烯和0.3重量％熱穩(wěn)定劑，根據(jù)ISO 1133測量的線型低密度聚乙烯的MVR為15.4cm3/10min。
獲得的配合料的MVR為5.2cm3/10min，表示熱穩(wěn)定性的長度為10cm。在“流延薄膜”生產(chǎn)線上使用獲得的配合料制備薄膜。
擠出機汽缸的溫度約為240-250℃，拉伸裝置的溫度為80℃。
薄膜在拉伸裝置第一個輥上的進入速度是20米/分鐘，從拉伸裝置最后一個輥的離開速度是40米/分鐘。
獲得的薄膜的斑點指數(shù)為31.2。
試驗2此試驗說明了現(xiàn)有技術(shù)，并使用這樣的大理石平均直徑為1.8μm，頂切小于8μm，BET比表面積為4m2/g，用1重量％硬脂酸甘油酯處理。
此處理的填料的傾角為45°，濁度指數(shù)為1，泡沫指數(shù)為0.8，吸濕量為0.45 mg/m2。
母料或配合料含50重量％礦物填料，49.7重量％與試驗1中相同的聚合物和0.3重量％與試驗1中相同的穩(wěn)定劑，MVR為9.3cm3/10min，表示熱穩(wěn)定性的長度為23cm。
使用所獲得的配合料，在與試驗1中相同的操作條件下，用與試驗1中相同的設(shè)備制備的薄膜的斑點指數(shù)為21.1。
試驗3此試驗說明了參比，并使用這樣的大理石平均直徑為1.8μm，頂切小于8μm，BET比表面積為4m2/g，用500ppm(重量)的十六烷基三甲氧基硅烷處理。
此處理填料的濁度指數(shù)為0，泡沫指數(shù)為0，吸濕量為0.88mg/m2。
母料或配合料含50重量％礦物填料，49.7重量％與試驗1中相同的聚合物和0.3重量％與試驗1中相同的穩(wěn)定劑，MVR為6.2cm3/10min，表示熱穩(wěn)定性的長度為6cm。
使用所獲得的配合料，在與試驗1中相同的操作條件下，用與試驗1中相同的設(shè)備制備的薄膜的斑點指數(shù)為33.3。
試驗4此試驗說明了現(xiàn)有技術(shù)，并使用這樣的大理石平均直徑為1.8μm，頂切小于8μm，BET比表面積為4m2/g，先用1重量％硬脂酸甘油酯處理，再用500ppm與前面試驗中使用的相同的硅烷處理。
此處理填料的濁度指數(shù)為1，泡沫指數(shù)為0.75，吸濕量為0.43mg/m2。
母料或配合料含50重量％礦物填料，49.7重量％與試驗1中相同的聚合物和0.3重量％與試驗1中相同的穩(wěn)定劑，MVR為9.5cm3/10min，表示熱穩(wěn)定性的長度為23cm。
使用所獲得的配合料，在與試驗1中相同的操作條件下，用與試驗1中相同的設(shè)備制備的薄膜的斑點指數(shù)為21.0。
試驗5此試驗說明了參比，并使用這樣的大理石平均直徑為1.8μm，頂切小于8μm，BET比表面積為4m2/g，用500ppm(重量)運動粘度為1000cSt的聚二甲基硅氧烷處理。
此處理填料的濁度指數(shù)為0，泡沫指數(shù)為0，吸濕量為0.80mg/m2。
母料或配合料含50重量％礦物填料，49.7重量％與試驗1中相同的聚合物和0.3重量％與試驗1中相同的穩(wěn)定劑，MVR為6.1cm3/10min，表示熱穩(wěn)定性的長度為6cm。
使用所獲得的配合料，在與試驗1中相同的操作條件下，用與試驗1中相同的設(shè)備制備的薄膜的斑點指數(shù)為29.7。
試驗6此試驗說明了本發(fā)明，并使用這樣的大理石平均直徑為1.8μm，頂切小于8μm，BET比表面積為4m2/g，先用500ppm運動粘度為1000cSt的聚二甲基硅氧烷處理，然后用1％硬脂酸甘油酯處理。
此處理的填料的傾角為36°，R率為0.9，濁度指數(shù)為1，泡沫指數(shù)為0.8，吸濕量為0.39mg/m2。
母料或配合料含50重量％礦物填料，49.7重量％與試驗1中相同的聚合物和0.3重量％與試驗1中相同的穩(wěn)定劑，MVR為9.2cm3/10min，表示熱穩(wěn)定性的長度為23cm。
使用所獲得的配合料，在與試驗1中相同的操作條件下，用與試驗1中相同的設(shè)備制備的薄膜的斑點指數(shù)為7.6。
試驗7此試驗說明了本發(fā)明，并使用這樣的大理石平均直徑為1.8μm，頂切小于8μm，BET比表面積為4m2/g，用500ppm運動粘度為1000cSt的聚二甲基硅氧烷和1％硬脂酸甘油酯同時處理。
此處理的填料的傾角為36°，R率為0.9，濁度指數(shù)為1，泡沫指數(shù)為0.9，吸濕量為0.42mg/m2。
母料或配合料含50重量％礦物填料，49.7重量％與試驗1中相同的聚合物和0.3重量％與試驗1中相同的穩(wěn)定劑，MVR為9.4cm3/10min，表示熱穩(wěn)定性的長度為20cm。
使用所獲得的配合料，在與試驗1中相同的操作條件下，用與試驗1中相同的設(shè)備制備的薄膜的斑點指數(shù)為7.8。
試驗8此試驗說明了本發(fā)明，并使用這樣的大理石平均直徑為1.8μm，頂切10μm，BET比表面積為2.4m2/g，用300ppm運動粘度為1000cSt的聚二甲基硅氧烷處理，并用0.6％硬脂酸甘油酯處理。
此處理的填料的傾角為34°，R率為0.85，濁度指數(shù)為0.9，泡沫指數(shù)為0.8，吸濕量為0.42mg/m2。
母料或配合料含50重量％礦物填料，49.7重量％與試驗1中相同的聚合物和0.3重量％與試驗1中相同的穩(wěn)定劑，MVR為9.7cm3/10min，表示熱穩(wěn)定性的長度為20cm。
使用所獲得的配合料，在與試驗1中相同的操作條件下，用與試驗1中相同的設(shè)備制備的薄膜的斑點指數(shù)為9.9。
試驗9
此試驗說明了本發(fā)明，并使用這樣的沉淀碳酸鈣平均直徑為1.4μm，頂切7μm，BET比表面積為5.3m2/g，用500ppm運動粘度為1000cSt的聚二甲基硅氧烷處理，并用1.3％硬脂酸甘油酯處理。
此處理的填料的傾角為36°，R率為0.9，濁度指數(shù)為0.95，泡沫指數(shù)為0.9，吸濕量為0.37mg/m2。
母料或配合料含50重量％礦物填料，49.1重量％與試驗1中相同的聚合物和0.3重量％與試驗1中相同的穩(wěn)定劑，MVR為9.1cm3/10min，表示熱穩(wěn)定性的長度為22cm。
使用所獲得的配合料，在與試驗1中相同的操作條件下，用與試驗1中相同的設(shè)備制備的薄膜的斑點指數(shù)為9.1。
試驗10此試驗說明了本發(fā)明，并使用這樣的大理石平均直徑為1.8μm，頂切小于8μm，BET比表面積為4m2/g，用500ppm運動粘度為1000cSt的聚二甲基硅氧烷處理，并用1.2％山萮酸處理。
此處理的填料的傾角為36°，R率為0.9，濁度指數(shù)為1，泡沫指數(shù)為0.9，吸濕量為0.40mg/m2。
母料或配合料含50重量％礦物填料，49.7重量％與試驗1中相同的聚合物和0.3重量％與試驗1中相同的穩(wěn)定劑，MVR為9.2cm3/10min，表示熱穩(wěn)定性的長度為23cm。
使用所獲得的配合料，在與試驗1中相同的操作條件下，用與試驗1中相同的設(shè)備制備的薄膜的斑點指數(shù)為8.4。
應(yīng)該注意到與本發(fā)明的試驗6-10不同，使用硅烷而沒有用硬脂酸的試驗3造成大量甲醇釋放(數(shù)量大于每體積1500ppm)。
在結(jié)合硬脂酸和硅烷的試驗4中，觀察到相同的甲醇釋放。
用根據(jù)Drager Sicherheitstechnik GmbH，Lubeck，Germany，1999年11月(第五版)的使用指導(dǎo)的DragerTMTube81 01 631測量在處理過程中釋放的甲醇量。
在這些試驗中獲得的所有結(jié)果都列在下面的表1中。
表1
PDMS聚二甲基硅氧烷表1的結(jié)果表明只有本發(fā)明的試驗才能制備斑點指數(shù)小于10的薄膜和疏水性高(即濁度指數(shù)為0.9-1，泡沫指數(shù)為0.7-1)、吸濕量低(即用如上所述方法測量的吸濕量小于0.45mg/m2)的填料，并且還能制備按ISO 1133測量的體積流動指數(shù)(MVR)大于9cm3/10min(溫度190℃，載荷5千克，模直徑為2.095毫米)且熱穩(wěn)定性高(即根據(jù)上述方法，用不褪色條的長度表示的熱穩(wěn)定性大于或等于20cm)的母料。
本發(fā)明還覆蓋了所有實施方案和所有用途，通過閱讀本申請，根據(jù)其自身的知識和可能還需簡單的常規(guī)試驗，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以直接理解這些實施方案和用途。
權(quán)利要求
1.一種處理礦物填料的方法，目的是賦予礦物填料疏水特性從而使它們適合于引入到用于生產(chǎn)所謂“透氣”薄膜、特別是聚烯烴薄膜的聚合物中，其特征在于分兩步進行填料的表面處理，第一步(預(yù)處理)包括用至少一種聚二烷基硅氧烷進行處理，第二步包括用至少一種含多于10個碳原子的脂肪酸進行處理，這兩步可同時進行。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于兩步加入可以同時進行，但一定要確保脂肪酸決不先與填料接觸。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其特征在于可以先加入聚二烷基硅氧烷，然后再立即加入脂肪酸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于分為明顯的兩步進行操作，即加入聚二烷基硅氧烷，然后加入脂肪酸。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4之一的方法，其特征在于處理諸如大理石或方解石或它們混合物這樣的填料。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-4之一的方法，其特征在于處理諸如沉淀碳酸鈣、滑石、高嶺土、氫氧化鎂、粘土、二氧化硅、礬土、硫酸鋇、云母、氧化鈣、氧化鋁及它們的混合物這樣的填料。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項的方法，其特征在于使用具有以下結(jié)構(gòu)式的聚二烷基硅氧烷(R)3-Si-O-[(R)2-Si-O-]n-Si-(R)3，其烷基R為C1-C4。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其特征在于烷基R是甲基。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其特征在于聚二甲基硅氧烷的運動粘度為50-100,000厘泊，優(yōu)選為300-5000厘泊，更優(yōu)選為約1000厘泊。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9任何一項的方法，其特征在于使用碳原子數(shù)大于10的任何脂肪酸作為脂肪酸，在一個完全優(yōu)選的方法中，使用硬脂酸、棕櫚酸、山萮酸或它們的混合物。
11.根據(jù)權(quán)利要求1-10任何一項的方法，其特征在于按以下步驟進行所述方法-使用高速混合機，將研磨的填料放入其中，-在約100℃下，經(jīng)5分鐘加入聚二烷基硅氧烷，和在這5分鐘的末尾，-加入脂肪酸。
12.根據(jù)權(quán)利要求1-11任何一項的方法，其特征在于使用大理石或方解石或它們的混合物作為填料，聚二甲基硅氧烷作為聚二烷基硅氧烷，硬脂酸甘油酯作為碳原子數(shù)大于10的脂肪酸。
13.根據(jù)權(quán)利要求1-12任何一項的方法，其特征在于使用占干燥填料重量為100-2000ppm的聚二烷基硅氧烷，優(yōu)選為200-1000ppm，在一個完全優(yōu)選的方法中約為500ppm。
14.根據(jù)權(quán)利要求1-13任何一項的方法，其特征在于使用占干燥填料重量為0.6-1.4％，優(yōu)選為0.8-1.2％的脂肪酸。
15.礦物填料，其特征在于它們已用根據(jù)權(quán)利要求1-14任何一項的方法處理。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的礦物填料，其特征在于它們選自大理石、方解石、沉淀碳酸鈣、滑石、高嶺土、氫氧化鎂、粘土、二氧化硅、礬土、硫酸鋇、云母、氧化鈣或氫氧化鈣、氧化鋁或它們的混合物，優(yōu)選地選自大理石、方解石或它們的混合物。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的礦物填料，其特征在于它們具有高的流動性，即用稱為“堆積法”的方法測量的傾角率小于或等于0.98；在于它們的比表面積為2-6m2/g，頂切顆粒分析小于10μm，優(yōu)選為小于8μm。
18.根據(jù)權(quán)利要求16的礦物填料，其特征在于它們具有高的疏水性，即它們的濁度指數(shù)為0.9-1，泡沫指數(shù)為0.7-1，這兩個指數(shù)是用所謂的“旋離法”測定的；在于它們具有低的吸濕量，即吸濕量小于或等于0.42mg/m2，這是用已知為吸濕量法的方法測量的。
19.權(quán)利要求18的處理的填料在任何工業(yè)部門，特別是需要填料具有疏水特性的部門中的應(yīng)用。
20.權(quán)利要求18的處理的填料在制造所謂的透氣薄膜中的用途。
21.一種制造所謂聚烯烴“透氣”薄膜的方法，該薄膜包括至少一種上述類型的礦物填料，其特征在于所說的填料是權(quán)利要求18的填料。
22.根據(jù)權(quán)利要求21的方法，其特征在于聚合物基體選自單獨或混合物形式的聚烯烴，所說的聚烯烴選自低密度線型聚乙烯、低密度聚乙烯、高密度聚乙烯和聚丙烯。
23.根據(jù)權(quán)利要求21或22的方法，其特征在于制造的母料或配合料含相對于總重量為20-80重量％的處理填料，優(yōu)選的是45-60重量％，特別是約為50重量％。
24.根據(jù)權(quán)利要求21-23任何一項的方法，其特征在于以薄膜的形式表達所說的聚合物，和在于所說的薄膜經(jīng)受單或雙軸向拉伸(或定向)。
25.薄膜，其特征在于它們是用根據(jù)權(quán)利要求21-24任何一項的方法獲得的，處于未拉伸狀態(tài)，或處于單或雙軸向拉伸狀態(tài)。
26.根據(jù)權(quán)利要求25的薄膜，其特征在于它們的斑點指數(shù)小于10，這是根據(jù)稱為“斑點觀察器”法的方法測量的。
27.制品，其特征在于它們含至少一種權(quán)利要求26的薄膜，特別是吸收水或含水液體的產(chǎn)品如一次性尿布和相似的產(chǎn)品。
28.聚烯烴和填料的母料或配合料，其特征在于它們是根據(jù)實施權(quán)利要求1-14任何一項的方法獲得的。
29.根據(jù)權(quán)利要求28的聚烯烴和填料的母料或配合料，其特征在于它們的熔體體積-流速(MVR)大于9cm3/10min(溫度190℃，載荷5千克，模直徑2.095毫米)，根據(jù)ISO 1133測量，且它們具有高的熱穩(wěn)定性，即根據(jù)稱為去色法的方法，通過未褪色條的長度表示的熱穩(wěn)定性大于或等于20cm。
30.權(quán)利要求28或29的母料在制造所謂的透氣薄膜中的用途。
31.根據(jù)權(quán)利要求21-24任何一項制造所謂聚烯烴“透氣”薄膜的方法，其特征在于填料為權(quán)利要求18的填料，母料為權(quán)利要求29的母料。
32.聚烯烴制品，其含至少一種權(quán)利要求17或18之一的填料，甚至是以除薄膜以外的形式。
33.權(quán)利要求25或26的薄膜或權(quán)利要求32的制品在任何工業(yè)部門，特別是需要填料具有疏水特性的部門中的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用聚二烷基硅氧烷和脂肪酸處理礦物填料的方法，如此獲得的疏水填料和其在用于制造薄膜、特別是“透氣”薄膜的聚合物中的應(yīng)用。
文檔編號C08K9/04GK1484672SQ02803648
公開日2004年3月24日 申請日期2002年1月10日 優(yōu)先權(quán)日2001年1月12日
發(fā)明者H·U·霍普勒, E·奧奇斯納, D·弗雷, H U 霍普勒, 嫠鼓 申請人:Omya股份公司