CN118414387A - 用于聚合物配制剂的具有高生物基碳含量的沉淀碳酸钙 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及沉淀碳酸钙,该沉淀碳酸钙具有根据DIN EN 16640:2017确定的基于该沉淀碳酸钙中的总碳重量计为至少50%重量的生物基碳含量;用于制备该沉淀碳酸钙的方法;包含该沉淀碳酸钙的聚合物配制剂;由该聚合物配制剂形成的制品;用于制备该制品的方法以及该沉淀碳酸钙在聚合物配制剂中的用途。
Description
技术领域
本发明涉及沉淀碳酸钙,该沉淀碳酸钙具有根据DIN EN 16640:2017确定的基于该沉淀碳酸钙中的总碳重量计为至少50%重量的生物基碳含量;用于制备该沉淀碳酸钙的方法;包含该沉淀碳酸钙的聚合物配制剂;由该聚合物配制剂形成的制品;用于制备该制品的方法以及该沉淀碳酸钙在聚合物配制剂中的用途。
背景技术
在本领域中常见的是将某些填料添加到聚合物组合物中。例如,将诸如含碳酸钙材料的填料添加到聚合物产品中以提高其机械性能。例如,EP3192837 A1涉及利用酸酐或酸或其盐进行表面处理的表面改性的碳酸钙,并建议其特别在聚合物组合物、造纸、油漆、粘合剂、密封剂、药物应用、橡胶交联、聚烯烃、聚氯乙烯、不饱和聚酯和醇酸树脂中的用途。EP2554358 A1涉及一种可生物降解的透湿且防水的膜,其包含聚乳酸和无机填料。该无机填料选自碳酸钙、碳酸钡、硫酸钙、硫酸钡、氢氧化镁、氢氧化铝、氢氧化钙、氧化镁、氧化钛、氧化锌、氧化硅和滑石。WO2009/152427 A1涉及一种双轴取向的层压膜,该层压膜包含芯层,该芯层包含结晶聚乳酸聚合物和无机防粘连粒子的共混物。EP1254766 A1涉及多层膜,所述多层膜包括含有热塑性聚合物如脂族-芳族共聚酯(AAPE)的具有或不具有填料的层,以及含有填料填充的热塑性聚合物的层。
然而,当将诸如碳酸钙的填料添加到聚合物中时,其根据EN 16640的生物基碳含量通常降低,因为例如碳酸钙不被认为是生物基的。对于不断增长的生物基聚合物市场来说,上述情况更为明显。但是对于实现产品的所需机械性能或经济可行性来说碳酸钙可能是需要的。
因此,持续需要一种提供高生物基碳含量的碳酸钙,其尤其适合在聚合物中使用。
发明内容
因此,本发明的目的在于提供一种具有高生物基碳含量的碳酸钙。此外,希望该具有高生物基碳含量的碳酸钙可被用在聚合物中,特别是生物基聚合物中。此外,希望该具有高生物基碳含量的碳酸钙提供足够的性能如机械性能、流变性能和加工稳定性,以用于在这些高要求的应用中使用。
上述目的以及其他目的通过独立权利要求中定义的主题来解决。本发明的有利实施方案在相应的从属权利要求中定义。
根据本发明的一个方面,提供一种沉淀碳酸钙,其具有
-重量中值粒子尺寸d50≤60μm,
-顶切粒子尺寸d98≤500μm,并且
-残余总水分含量≤0.5%重量,基于该沉淀碳酸钙的总干重计,
其中该沉淀碳酸钙具有根据DIN EN 16640:2017确定的基于该沉淀碳酸钙中的总碳重量计为至少50%重量的生物基碳含量。
根据一种实施方案,该沉淀碳酸钙具有
-重量中值粒子尺寸d50≤20μm,优选≤6μm,更优选≤3μm,最优选≤2μm,和/或
-顶切粒子尺寸d98≤200μm,优选≤20μm,更优选≤10μm,最优选≤8μm,和/或
-比表面积(BET)为1-50m2/g,优选2.5-15m2/g,最优选3-9m2/g,根据ISO 9277使用氮气和BET法测量,和/或
-残余总水分含量≤0.3%重量,优选≤0.2%重量,最优选≤0.1%重量,基于该沉淀碳酸钙的总干重计;和/或
-根据DIN EN 16640:2017确定的基于该沉淀碳酸钙中的总碳重量计的生物基碳含量为至少60%重量,更优选至少65%重量,最优选至少70%重量。
根据另一种实施方案,该沉淀碳酸钙由水脱碳和/或水软化获得。
根据又另一种实施方案,该沉淀碳酸钙是经处理的沉淀碳酸钙,该经处理的沉淀碳酸钙包含在该沉淀碳酸钙的表面上的处理层,优选地,该处理层包含表面处理剂,该表面处理剂选自:
I)一种或多种磷酸单酯和/或其盐或反应产物和/或一种或多种磷酸二酯和/或其盐或反应产物的磷酸酯共混物,或者
II)至少一种饱和或不饱和的脂族线性或支化羧酸和/或其盐或反应产物,优选至少一种碳原子总量为C4至C24的脂族羧酸和/或其盐或反应产物,更优选至少一种碳原子总量为C12至C20的脂族羧酸和/或其盐或反应产物,最优选至少一种碳原子总量为C16至C18的脂族羧酸和/或其盐或反应产物,或者
III)至少一种单取代琥珀酸酐和/或其盐或反应产物,其中该单取代琥珀酸酐由利用选自在取代基中的碳原子总量为至少C2至C30的线性、支化、脂族和环状基团的基团单取代的琥珀酸酐组成,和/或
IV)至少一种聚二烷基硅氧烷,和/或
V)至少一种包含至少两种官能团的可交联化合物,其中至少一种官能团适合于交联聚合物树脂,并且其中至少一种官能团适合于与该沉淀碳酸钙反应,和/或
VI)至少一种接枝的聚合物和/或其盐或其反应产物,该接枝的聚合物包含至少一个通过将马来酸酐接枝到包含丁二烯单元和任选的苯乙烯单元的均聚物或共聚物上而获得的琥珀酸酐基团,或者
VII)一种或多种根据I)至VI)的材料的混合物,
更优选地,该处理层包含表面处理剂,该表面处理剂选自至少一种单取代琥珀酸酐和/或其盐或反应产物,其中该单取代琥珀酸酐由利用选自在取代基中的碳原子总量为至少C2至C30的线性、支化、脂族和环状基团的基团单取代的琥珀酸酐组成。
根据一种实施方案,该经处理的沉淀碳酸钙包含处理层,该处理层的量基于该经处理的沉淀碳酸钙的总重量计为0.1-3%重量,优选0.1-1.2%重量,和/或该处理层的量为0.2-5.0mg/m2的该沉淀碳酸钙的BET比表面积,优选0.5-3.0mg/m2的该沉淀碳酸钙的BET比表面积。
根据另一种实施方案,该经处理的沉淀碳酸钙具有
-残余总水分含量≤0.3%重量,优选≤0.2%重量,最优选≤0.1%重量,基于该经处理的沉淀碳酸钙的总干重计;和/或
-水分吸取敏感性(moisture pick-up susceptibility)≤6mg/g,优选≤3mg/g,更优选≤2mg/g,最优选≤1mg/g如≤0.8mg/g,基于该经处理的沉淀碳酸钙的总干重计。
根据另一个方面,提供一种用于制备如本文定义的沉淀碳酸钙的方法,该方法包括以下步骤:
a)提供沉淀碳酸钙,该沉淀碳酸钙具有根据DIN EN 16640:2017确定的基于该材料中的总碳重量计的生物基碳含量为至少50%重量,优选至少60%重量,更优选至少65%重量,最优选至少70%重量,优选由水脱碳和/或水软化获得的沉淀碳酸钙,以及
b)将步骤a)的沉淀碳酸钙研磨到
-重量中值粒子尺寸d50≤60μm,优选≤20μm,更优选≤6μm,甚至更优选≤3μm,最优选≤2μm,
-顶切粒子尺寸d98≤500μm,优选≤200μm,更优选≤20μm,甚至更优选≤10μm,最优选≤8μm。
根据一种实施方案,该研磨在不存在分散剂的情况下进行。
根据另一种实施方案,该研磨是干研磨或湿研磨,优选地是在固体含量为1-30%重量、优选2-25%重量下的湿研磨。
根据又另一种实施方案,该方法进一步包括步骤c),其中该沉淀碳酸钙在一个或多个步骤中与表面处理剂在混合下接触,使得在该沉淀碳酸钙的表面上形成包含该表面处理剂和/或其盐或反应产物的处理层。
根据一种实施方案,步骤c)在比该表面处理剂的熔点高至少2℃,优选5℃的温度下和/或在范围为50-130℃、优选60-120℃的温度下进行。
根据另一种实施方案,该方法进一步包括
d)在研磨步骤b)之前和/或之后以及任选地在表面处理步骤c)之前干燥该沉淀碳酸钙的步骤,和/或
e)在研磨步骤b)之前干研磨和/或湿研磨该沉淀碳酸钙的步骤。
根据另一个方面,提供一种聚合物配制剂,其包含
a)聚合物树脂,以及
b)如本文定义的沉淀碳酸钙,
其中该沉淀碳酸钙被分散在该聚合物树脂中。
根据一种实施方案,该聚合物树脂选自聚酯,聚烯烃,聚酰胺及其混合物,优选聚乙烯,聚丙烯,聚乳酸,聚乳酸基聚合物,聚羟基烷酸酯(PHA)如聚羟基丁酸酯(PHB),聚-3-羟基丁酸酯(P3HB),聚3-羟基丁酸酯-共聚-3-羟基己酸酯(PHBH),聚羟基戊酸酯,聚羟基丁酸酯-聚羟基戊酸酯共聚物,聚(3-羟基丁酸酯-共聚-3-羟基戊酸酯)(PHBV);聚对苯二甲酸-己二酸丁二酯(PBAT),聚葡糖酸酯,聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET),聚碳酸酯(PC),聚(二氧杂环己酮),聚琥珀酸丁二醇酯(PBS),聚己内酯(PCL),聚己内酯-聚(乙二醇)共聚物,聚己内酯-聚乳酸共聚物,聚乙烯醇(PVA),聚(琥珀酸乙二醇酯)(PES),聚(琥珀酸丙二醇酯)(PPS),以及其混合物,更优选聚乳酸,聚乳酸基聚合物,聚羟基烷酸酯(PHA),聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET),以及其混合物,或者该聚合物树脂是弹性体树脂,优选如下的弹性体树脂:该弹性体树脂选自天然或合成橡胶,更优选选自丙烯酸类橡胶,丁二烯橡胶,丙烯腈-丁二烯橡胶,表氯醇橡胶,异戊二烯橡胶,乙烯-丙烯橡胶,乙烯-丙烯-二烯单体橡胶,丁腈橡胶,丁基橡胶,苯乙烯-丁二烯橡胶,聚异戊二烯,氢化丁腈橡胶,羧化丁腈橡胶,氯丁二烯橡胶,异戊二烯-异丁烯橡胶,氯-异丁烯-异戊二烯橡胶,溴化异丁烯-异戊二烯橡胶,有机硅橡胶,氟碳橡胶,聚氨酯橡胶,聚硫橡胶,热塑性橡胶,热塑性淀粉(TPS),以及其混合物。
根据另一种实施方案,该聚合物配制剂包含基于该配制剂的总重量计为3-85%重量、优选3-82%重量的量的该沉淀碳酸钙。
根据又另一种实施方案,该聚合物树脂是生物基聚合物树脂,优选生物基聚烯烃,热塑性淀粉或聚酯树脂,最优选生物基聚酯。
根据一种实施方案,该配制剂进一步包含添加剂,例如着色颜料,纤维,例如纤维素,玻璃或木纤维,染料,蜡,润滑剂,氧化-和/或UV-稳定剂,抗氧化剂和其他填料,例如炭黑,TiO2,云母,粘土,沉淀二氧化硅,滑石或煅烧高岭土。
根据另一方面,提供由本文定义的聚合物配制剂形成的制品,优选地,该制品选自卫生产品、医疗和保健产品、过滤产品、土工织物产品、农业和园艺产品、服装、鞋类和行李产品、家用和工业产品、包装产品、构造产品、汽车部件、瓶子、杯子、袋子、吸管、地板产品等。
根据另一个方面,提供一种用于制备如本文定义的制品的方法,其中该方法包括以下步骤:
a)提供聚合物树脂,
b)提供如本文定义的沉淀碳酸钙作为填料,
c)任选地,提供另外的添加剂,例如着色颜料,纤维,例如纤维素,玻璃或木纤维,染料,蜡,润滑剂,氧化-和/或UV-稳定剂,抗氧化剂和其他填料,例如炭黑,TiO2,云母,粘土,沉淀二氧化硅,滑石或煅烧高岭土,
d)以任意顺序使步骤a)、步骤b)和任选步骤c)的组分接触,以形成聚合物配制剂,以及
e)使步骤d)的聚合物配制剂成形,以使得获得制品。
根据另一个方面,提供如本文定义的沉淀碳酸钙在包含聚合物树脂的聚合物配制剂中的用途,优选地,该聚合物树脂选自聚酯,聚烯烃,聚酰胺及其混合物,更优选聚乙烯,聚丙烯,聚乳酸,聚乳酸基聚合物,聚羟基烷酸酯(PHA)如聚羟基丁酸酯(PHB),聚-3-羟基丁酸酯(P3HB),聚3-羟基丁酸酯-共聚-3-羟基己酸酯(PHBH),聚羟基戊酸酯,聚羟基丁酸酯-聚羟基戊酸酯共聚物,聚(3-羟基丁酸酯-共聚-3-羟基戊酸酯)(PHBV);聚对苯二甲酸-己二酸丁二酯(PBAT),聚葡糖酸酯,聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET),聚碳酸酯(PC),聚(二氧杂环己酮),聚琥珀酸丁二醇酯(PBS),聚己内酯(PCL),聚己内酯-聚(乙二醇)共聚物,聚己内酯-聚乳酸共聚物,聚乙烯醇(PVA),聚(琥珀酸乙二醇酯)(PES),聚(琥珀酸丙二醇酯)(PPS),以及其混合物,最优选聚乳酸,聚乳酸基聚合物,聚羟基烷酸酯(PHA),聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET),以及其混合物,或者该聚合物树脂是弹性体树脂,优选如下的弹性体树脂:该弹性体树脂选自天然或合成橡胶,更优选选自丙烯酸类橡胶,丁二烯橡胶,丙烯腈-丁二烯橡胶,表氯醇橡胶,异戊二烯橡胶,乙烯-丙烯橡胶,乙烯-丙烯-二烯单体橡胶,丁腈橡胶,丁基橡胶,苯乙烯-丁二烯橡胶,聚异戊二烯,氢化丁腈橡胶,羧化丁腈橡胶,氯丁二烯橡胶,异戊二烯-异丁烯橡胶,氯-异丁烯-异戊二烯橡胶,溴化异丁烯-异戊二烯橡胶,有机硅橡胶,氟碳橡胶,聚氨酯橡胶,聚硫橡胶,热塑性橡胶,热塑性淀粉(TPS),以及其混合物。
应理解,出于本发明的目的,以下术语具有以下含义:
如本文使用的术语“聚合物”通常包括均聚物以及共聚物,例如嵌段、接枝、无规和交替共聚物,以及其共混物和改性物。该聚合物可以是无定形聚合物,结晶聚合物,或半结晶聚合物,即包含结晶和无定形部分的聚合物。结晶度以百分比具体指出,并且可通过差示扫描量热法(DSC)测定。无定形聚合物可通过其玻璃化转变温度表征并且结晶聚合物可通过其熔点表征。半结晶聚合物可通过其玻璃化转变温度和/或其熔点表征。
如本文使用的术语“共聚物”是指衍生自多于一种的单体种类的聚合物。通过两种单体种类的共聚获得的共聚物也可被称为二元共聚物,由三种单体获得的那些被称为三元共聚物,由四种单体获得的那些被称为四元共聚物,如此等等(参见IUPAC Compendium ofChemical Terminology2014,“copolymer(共聚物)”)。因此,术语“均聚物”是指衍生自一种单体种类的聚合物。
本发明含义中的术语“玻璃化转变温度”是指下述这样的温度:在该温度下,发生玻璃化转变,这是在无定形材料中(或者是在半结晶材料的无定形区域中)从硬且相对脆的状态到熔融或橡胶状的状态的可逆转变。玻璃化转变温度总是低于材料的结晶态的熔点(如果存在的话)。本发明含义中的术语“熔点”是指下述这样的温度:在该温度下,固体在大气压下从固态变为液态。在熔点处,固相和液相平衡存在。玻璃化转变温度和熔点通过ISO11357以10℃/min的加热速率来确定。
本发明含义中的术语“(经)处理的”或“(经)表面处理的”是指下述这样的材料:该材料已经与表面处理剂接触以在该材料的表面的至少一部分上获得涂层。
颗粒状材料的“粒子尺寸”在本文中通过其重量基粒子尺寸的分布dx来描述。在此,值dx表示下述这样的直径:相对于该直径,x%重量的粒子具有小于dx的直径。这意味着例如d20值是指下述这样的粒子尺寸:其中所有粒子的20%重量小于该粒子尺寸。d50值因而是重量中值粒子尺寸,也即所有粒子的50%重量小于该粒子尺寸。出于本发明的目的,除非另外指明,否则该粒子尺寸被指定为重量中值粒子尺寸d50(wt)。粒子尺寸通过使用Micromeritics Instrument Corporation的SedigraphTM 5120仪器来确定。方法及仪器为本领域技术人员所知且通常用于确定填料和颜料的粒子尺寸。在0.1%重量Na4P2O7的水溶液中进行测量。
在本申请通篇中使用的“生物基碳含量”根据DIN EN 16640:2017以总碳的分数来确定。要指出的是,在经处理的沉淀碳酸钙的情况下,该生物基碳含量针对经(表面)处理的沉淀碳酸钙来确定。
在本申请通篇中使用的材料的“比表面积”(以m2/g为单位)可通过Brunauer-Emmett-Teller(BET)法以氮气作为吸附气体并通过使用Micromeritics的ASAP 2460仪器来确定。该方法为本领域技术人员所熟知,并在ISO 9277:2010中定义。测量前,将样品在100℃下在真空下调理30分钟。所述材料的总表面积(m2)可通过材料的比表面积(m2/g)与质量(g)的乘积来获得。
除非另有规定,否则术语“干燥”是指下述这样的过程:根据该过程,至少一部分的水被从待干燥的材料中去除以使得达到在200℃下的所获得的“经干燥的”材料的恒定重量。而且,“(经)干燥的”或“干燥”材料可由其总水分含量来定义,除非另有规定,该总水分含量通常小于或等于1.0%重量,优选≤0.8%重量,更优选≤0.5%重量且最优选≤0.3%重量,基于经干燥的材料的总重量计。上述内容特别涉及通过如本文定义的沉淀碳酸钙的制备方法获得的中间产物。关于本发明的沉淀碳酸钙,“(经)干燥的”或“干燥”沉淀碳酸钙具有基于该经干燥的材料的总重量计为小于或等于0.5%重量、优选≤0.3%重量、更优选≤0.2%重量、最优选≤0.1%重量的总水分含量。
出于本发明的目的,术语“粘度”或“布氏粘度”是指布氏粘度。为此目的,通过布氏DV-II+Pro粘度计在25℃±1℃下在100rpm下使用布氏RV-转子组的合适转子测量布氏粘度,且具体指定为mPa·s或cPs。本领域技术人员基于其技术知识将从布氏RV-转子组中选择适合于待测量的粘度范围的转子。例如,对于200-800mPa·s之间的布氏粘度范围,可使用转子编号3,对于在400-1600mPa·s之间的粘度范围,可使用转子编号4,对于800-3200mPa·s之间的粘度范围,可使用转子编号5,对于1000-2 000000mPa·s之间的粘度范围,可使用转子编号6,且对于4000-8 000000mPa·s之间的粘度范围,可使用转子编号7。
在谈论单数名词时使用不定冠词或定冠词如“a”、“an”或“the”的情况下,这包括了该名词的复数,除非其他任意情况下另外具体指出。
当术语“包括或包含(comprising)”在本说明书和权利要求书中被使用时,其并不排除其他要素。出于本发明的目的,术语“由……组成(consisting of)”被认为是术语“包括或包含(comprising)”的优选实施方案。如果在下文中定义一个组集(group)包括至少一定数目的实施方案,则这也被理解为公开了一个组集,其优选仅由这些实施方案组成。
诸如“可获得(obtainable)”或“可定义(definable)”以及“获得(的)(obtained)”或“定义(的)(defined)”的术语可互换使用。这例如意味着,除非上下文另外明确指出,否则术语“获得(的)”并不意味着指示例如一种实施方案必须通过例如术语“获得(的)”之后的步骤序列来获得,虽然术语“获得(的)”或“定义(的)”总是包括此类限制性理解作为优选实施方案。
无论何处使用术语“包括或包含(including)”或者“具有(having)”,这些术语被认为等同于如上定义的“包括或包含(comprising)”。
本发明的沉淀碳酸钙具有
-重量中值粒子尺寸d50≤60μm,
-顶切粒子尺寸d98≤500μm,并且
-残余总水分含量≤0.5%重量,基于该沉淀碳酸钙的总干重计,
其中该沉淀碳酸钙具有根据DIN EN 16640:2017确定的基于该沉淀碳酸钙中的总碳重量计为至少50%重量的生物基碳含量。
在下文中,将更详细地阐述本发明产品的优选实施方案。应理解,这些实施方案和细节也适用于本文所述的用于制备它们的本发明方法及其用途。
沉淀碳酸钙
本发明的沉淀碳酸钙具有根据DIN EN 16640:2017确定的基于该沉淀碳酸钙中的总碳重量计为至少50%重量的生物基碳含量。
例如,该沉淀碳酸钙具有根据DIN EN 16640:2017确定的基于该沉淀碳酸钙中的总碳重量计的生物基碳含量为至少60%重量,更优选至少65%重量,最优选至少70%重量。
除此之外,该沉淀碳酸钙具有
-重量中值粒子尺寸d50≤60μm,
-顶切粒子尺寸d98≤500μm,并且
-残余总水分含量≤0.5%重量,基于该沉淀碳酸钙的总干重计。
例如,该沉淀碳酸钙具有重量中值粒子尺寸d50≤20μm,优选≤6μm,更优选≤3μm,最优选≤2μm。
额外地或替代地,该沉淀碳酸钙具有顶切粒子尺寸d98≤200μm,优选≤20μm,更优选≤10μm,最优选≤8μm。
额外地或替代地,该沉淀碳酸钙具有残余总水分含量≤0.3%重量,优选≤0.2%重量,最优选≤0.1%重量,基于该沉淀碳酸钙的总干重计。
因此,该沉淀碳酸钙具有
-重量中值粒子尺寸d50≤60μm,优选≤20μm,更优选≤6μm,甚至更优选≤3μm,最优选≤2μm,和
-顶切粒子尺寸d98≤500μm,优选≤200μm,更优选≤20μm,甚至更优选≤10μm,最优选≤8μm,和
-残余总水分含量≤0.5%重量,优选≤0.3%重量,更优选≤0.2%重量,最优选≤0.1%重量,基于该沉淀碳酸钙的总干重计;和
-根据DIN EN 16640:2017确定的基于该沉淀碳酸钙中的总碳重量计的生物基碳含量为至少50%重量,优选至少60%重量,更优选至少65%重量,最优选至少70%重量。
在一种实施方案中,该沉淀碳酸钙具有根据DIN EN 16640:2017确定的基于该沉淀碳酸钙中的总碳重量计的生物基碳含量为至少50%重量,并且
-重量中值粒子尺寸d50≤20μm,优选≤6μm,更优选≤3μm,最优选≤2μm,和/或
-顶切粒子尺寸d98≤200μm,优选≤20μm,更优选≤10μm,最优选≤8μm,和/或
-残余总水分含量≤0.3%重量,优选≤0.2%重量,最优选≤0.1%重量,基于该沉淀碳酸钙的总干重计。
例如,该沉淀碳酸钙具有根据DIN EN 16640:2017确定的基于该沉淀碳酸钙中的总碳重量计的生物基碳含量为至少50%重量,并且
-重量中值粒子尺寸d50≤20μm,优选≤6μm,更优选≤3μm,最优选≤2μm,或
-顶切粒子尺寸d98≤200μm,优选≤20μm,更优选≤10μm,最优选≤8μm,或
-残余总水分含量≤0.3%重量,优选≤0.2%重量,最优选≤0.1%重量,基于该沉淀碳酸钙的总干重计。
替代地,该沉淀碳酸钙具有根据DIN EN 16640:2017确定的基于该沉淀碳酸钙中的总碳重量计的生物基碳含量为至少50%重量,并且
-重量中值粒子尺寸d50≤20μm,优选≤6μm,更优选≤3μm,最优选≤2μm,和
-顶切粒子尺寸d98≤200μm,优选≤20μm,更优选≤10μm,最优选≤8μm,或
-残余总水分含量≤0.3%重量,优选≤0.2%重量,最优选≤0.1%重量,基于该沉淀碳酸钙的总干重计。
替代地,该沉淀碳酸钙具有根据DIN EN 16640:2017确定的基于该沉淀碳酸钙中的总碳重量计的生物基碳含量为至少50%重量,并且
-重量中值粒子尺寸d50≤20μm,优选≤6μm,更优选≤3μm,最优选≤2μm,或
-顶切粒子尺寸d98≤200μm,优选≤20μm,更优选≤10μm,最优选≤8μm,和
-残余总水分含量≤0.3%重量,优选≤0.2%重量,最优选≤0.1%重量,基于该沉淀碳酸钙的总干重计。
替代地,该沉淀碳酸钙具有根据DIN EN 16640:2017确定的基于该沉淀碳酸钙中的总碳重量计的生物基碳含量为至少50%重量,并且
-重量中值粒子尺寸d50≤20μm,优选≤6μm,更优选≤3μm,最优选≤2μm,和
-顶切粒子尺寸d98≤200μm,优选≤20μm,更优选≤10μm,最优选≤8μm,和
-残余总水分含量≤0.3%重量,优选≤0.2%重量,最优选≤0.1%重量,基于该沉淀碳酸钙的总干重计。
例如,该沉淀碳酸钙具有根据DIN EN 16640:2017确定的基于该沉淀碳酸钙中的总碳重量计的生物基碳含量为至少50%重量,并且
-重量中值粒子尺寸d50≤2μm,或
-顶切粒子尺寸d98≤8μm,或
-残余总水分含量≤0.1%重量,基于该沉淀碳酸钙的总干重计。
替代地,该沉淀碳酸钙具有根据DIN EN 16640:2017确定的基于该沉淀碳酸钙中的总碳重量计的生物基碳含量为至少50%重量,并且
-重量中值粒子尺寸d50≤2μm,和
-顶切粒子尺寸d98≤8μm,或
-残余总水分含量≤0.1%重量,基于该沉淀碳酸钙的总干重计。
替代地,该沉淀碳酸钙具有根据DIN EN 16640:2017确定的基于该沉淀碳酸钙中的总碳重量计的生物基碳含量为至少50%重量,并且
-重量中值粒子尺寸d50≤2μm,或
-顶切粒子尺寸d98≤8μm,和
-残余总水分含量≤0.1%重量,基于该沉淀碳酸钙的总干重计。
替代地,该沉淀碳酸钙具有根据DIN EN 16640:2017确定的基于该沉淀碳酸钙中的总碳重量计的生物基碳含量为至少50%重量,并且
-重量中值粒子尺寸d50≤2μm,和
-顶切粒子尺寸d98≤8μm,和
-残余总水分含量≤0.1%重量,基于该沉淀碳酸钙的总干重计。
优选地,该沉淀碳酸钙具有根据DIN EN 16640:2017确定的基于该沉淀碳酸钙中的总碳重量计的生物基碳含量为至少60%重量,更优选至少65%重量,最优选至少70%重量,并且
-重量中值粒子尺寸d50≤20μm,优选≤6μm,更优选≤3μm,最优选≤2μm,和/或
-顶切粒子尺寸d98≤200μm,优选≤20μm,更优选≤10μm,最优选≤8μm,和/或
-残余总水分含量≤0.3%重量,优选≤0.2%重量,最优选≤0.1%重量,基于该沉淀碳酸钙的总干重计。
例如,该沉淀碳酸钙具有根据DIN EN 16640:2017确定的基于该沉淀碳酸钙中的总碳重量计的生物基碳含量为至少60%重量,更优选至少65%重量,最优选至少70%重量,并且
-重量中值粒子尺寸d50≤20μm,优选≤6μm,更优选≤3μm,最优选≤2μm,或
-顶切粒子尺寸d98≤200μm,优选≤20μm,更优选≤10μm,最优选≤8μm,或
-残余总水分含量≤0.3%重量,优选≤0.2%重量,最优选≤0.1%重量,基于该沉淀碳酸钙的总干重计。
替代地,该沉淀碳酸钙具有根据DIN EN 16640:2017确定的基于该沉淀碳酸钙中的总碳重量计的生物基碳含量为至少60%重量,更优选至少65%重量,最优选至少70%重量,并且
-重量中值粒子尺寸d50≤20μm,优选≤6μm,更优选≤3μm,最优选≤2μm,和
-顶切粒子尺寸d98≤200μm,优选≤20μm,更优选≤10μm,最优选≤8μm,或
-残余总水分含量≤0.3%重量,优选≤0.2%重量,最优选≤0.1%重量,基于该沉淀碳酸钙的总干重计。
替代地,该沉淀碳酸钙具有根据DIN EN 16640:2017确定的基于该沉淀碳酸钙中的总碳重量计的生物基碳含量为至少60%重量,更优选至少65%重量,最优选至少70%重量,并且
-重量中值粒子尺寸d50≤20μm,优选≤6μm,更优选≤3μm,最优选≤2μm,或
-顶切粒子尺寸d98≤200μm,优选≤20μm,更优选≤10μm,最优选≤8μm,和
-残余总水分含量≤0.3%重量,优选≤0.2%重量,最优选≤0.1%重量,基于该沉淀碳酸钙的总干重计。
替代地,该沉淀碳酸钙具有根据DIN EN 16640:2017确定的基于该沉淀碳酸钙中的总碳重量计的生物基碳含量为至少60%重量,更优选至少65%重量,最优选至少70%重量,并且
-重量中值粒子尺寸d50≤20μm,优选≤6μm,更优选≤3μm,最优选≤2μm,和
-顶切粒子尺寸d98≤200μm,优选≤20μm,更优选≤10μm,最优选≤8μm,和
-残余总水分含量≤0.3%重量,优选≤0.2%重量,最优选≤0.1%重量,基于该沉淀碳酸钙的总干重计。
例如,该沉淀碳酸钙具有根据DIN EN 16640:2017确定的基于该沉淀碳酸钙中的总碳重量计的生物基碳含量为至少60%重量,更优选至少65%重量,最优选至少70%重量,并且
-重量中值粒子尺寸d50≤2μm,或
-顶切粒子尺寸d98≤8μm,或
-残余总水分含量≤0.1%重量,基于该沉淀碳酸钙的总干重计。
替代地,该沉淀碳酸钙具有根据DIN EN 16640:2017确定的基于该沉淀碳酸钙中的总碳重量计的生物基碳含量为至少60%重量,更优选至少65%重量,最优选至少70%重量,并且
-重量中值粒子尺寸d50≤2μm,和
-顶切粒子尺寸d98≤8μm,或
-残余总水分含量≤0.1%重量,基于该沉淀碳酸钙的总干重计。
替代地,该沉淀碳酸钙具有根据DIN EN 16640:2017确定的基于该沉淀碳酸钙中的总碳重量计的生物基碳含量为至少60%重量,更优选至少65%重量,最优选至少70%重量,并且
-重量中值粒子尺寸d50≤2μm,或
-顶切粒子尺寸d98≤8μm,和
-残余总水分含量≤0.1%重量,基于该沉淀碳酸钙的总干重计。
替代地,该沉淀碳酸钙具有根据DIN EN 16640:2017确定的基于该沉淀碳酸钙中的总碳重量计的生物基碳含量为至少60%重量,更优选至少65%重量,最优选至少70%重量,并且
-重量中值粒子尺寸d50≤2μm,和
-顶切粒子尺寸d98≤8μm,和
-残余总水分含量≤0.1%重量,基于该沉淀碳酸钙的总干重计。
在一种实施方案中,该沉淀碳酸钙具有比表面积(BET)为1-50m2/g,优选2.5-15m2/g,最优选3-9m2/g,根据ISO 9277使用氮气和BET法测量。
因此,在一种实施方案中,该沉淀碳酸钙具有根据DIN EN 16640:2017确定的基于该沉淀碳酸钙中的总碳重量计的生物基碳含量为至少50%重量,优选至少60%重量,更优选至少65%重量,最优选至少70%重量,并且比表面积(BET)为1-50m2/g,优选2.5-15m2/g,最优选3-9m2/g,根据ISO 9277使用氮气和BET法测量。
在另一种实施方案中,该沉淀碳酸钙具有
-重量中值粒子尺寸d50≤60μm,优选≤20μm,更优选≤6μm,甚至更优选≤3μm,最优选≤2μm,和
-顶切粒子尺寸d98≤500μm,优选≤200μm,更优选≤20μm,甚至更优选≤10μm,最优选≤8μm,和
-残余总水分含量≤0.5%重量,优选≤0.3%重量,更优选≤0.2%重量,最优选≤0.1%重量,基于该沉淀碳酸钙的总干重计,和
-根据DIN EN 16640:2017确定的基于该沉淀碳酸钙中的总碳重量计的生物基碳含量为至少50%重量,优选至少60%重量,更优选至少65%重量,最优选至少70%重量,和
-比表面积(BET)为1-50m2/g,优选2.5-15m2/g,最优选3-9m2/g,根据ISO 9277使用氮气和BET法测量。
例如,该沉淀碳酸钙具有根据DIN EN 16640:2017确定的基于该沉淀碳酸钙中的总碳重量计的生物基碳含量为至少50%重量,并且
-重量中值粒子尺寸d50≤20μm,优选≤6μm,更优选≤3μm,最优选≤2μm,和/或
-顶切粒子尺寸d98≤200μm,优选≤20μm,更优选≤10μm,最优选≤8μm,和/或
-残余总水分含量≤0.3%重量,优选≤0.2%重量,最优选≤0.1%重量,基于该沉淀碳酸钙的总干重计,和/或
-比表面积(BET)为1-50m2/g,优选2.5-15m2/g,最优选3-9m2/g,根据ISO 9277使用氮气和BET法测量。
例如,该沉淀碳酸钙具有根据DIN EN 16640:2017确定的基于该沉淀碳酸钙中的总碳重量计的生物基碳含量为至少50%重量,并且
-重量中值粒子尺寸d50≤20μm,优选≤6μm,更优选≤3μm,最优选≤2μm,或
-顶切粒子尺寸d98≤200μm,优选≤20μm,更优选≤10μm,最优选≤8μm,或
-残余总水分含量≤0.3%重量,优选≤0.2%重量,最优选≤0.1%重量,基于该沉淀碳酸钙的总干重计,或
-比表面积(BET)为1-50m2/g,优选2.5-15m2/g,最优选3-9m2/g,根据ISO 9277使用氮气和BET法测量。
替代地,该沉淀碳酸钙具有根据DIN EN 16640:2017确定的基于该沉淀碳酸钙中的总碳重量计的生物基碳含量为至少50%重量,并且
-重量中值粒子尺寸d50≤20μm,优选≤6μm,更优选≤3μm,最优选≤2μm,和
-顶切粒子尺寸d98≤200μm,优选≤20μm,更优选≤10μm,最优选≤8μm,或
-残余总水分含量≤0.3%重量,优选≤0.2%重量,最优选≤0.1%重量,基于该沉淀碳酸钙的总干重计,或
-比表面积(BET)为1-50m2/g,优选2.5-15m2/g,最优选3-9m2/g,根据ISO 9277使用氮气和BET法测量。
替代地,该沉淀碳酸钙具有根据DIN EN 16640:2017确定的基于该沉淀碳酸钙中的总碳重量计的生物基碳含量为至少50%重量,并且
-重量中值粒子尺寸d50≤20μm,优选≤6μm,更优选≤3μm,最优选≤2μm,或
-顶切粒子尺寸d98≤200μm,优选≤20μm,更优选≤10μm,最优选≤8μm,和
-残余总水分含量≤0.3%重量,优选≤0.2%重量,最优选≤0.1%重量,基于该沉淀碳酸钙的总干重计,和
-比表面积(BET)为1-50m2/g,优选2.5-15m2/g,最优选3-9m2/g,根据ISO 9277使用氮气和BET法测量。
替代地,该沉淀碳酸钙具有根据DIN EN 16640:2017确定的基于该沉淀碳酸钙中的总碳重量计的生物基碳含量为至少50%重量,并且
-重量中值粒子尺寸d50≤20μm,优选≤6μm,更优选≤3μm,最优选≤2μm,或
-顶切粒子尺寸d98≤200μm,优选≤20μm,更优选≤10μm,最优选≤8μm,和
-残余总水分含量≤0.3%重量,优选≤0.2%重量,最优选≤0.1%重量,基于该沉淀碳酸钙的总干重计,或
-比表面积(BET)为1-50m2/g,优选2.5-15m2/g,最优选3-9m2/g,根据ISO 9277使用氮气和BET法测量。
替代地,该沉淀碳酸钙具有根据DIN EN 16640:2017确定的基于该沉淀碳酸钙中的总碳重量计的生物基碳含量为至少50%重量,并且
-重量中值粒子尺寸d50≤20μm,优选≤6μm,更优选≤3μm,最优选≤2μm,和
-顶切粒子尺寸d98≤200μm,优选≤20μm,更优选≤10μm,最优选≤8μm,或
-残余总水分含量≤0.3%重量,优选≤0.2%重量,最优选≤0.1%重量,基于该沉淀碳酸钙的总干重计,和
-比表面积(BET)为1-50m2/g,优选2.5-15m2/g,最优选3-9m2/g,根据ISO 9277使用氮气和BET法测量。
替代地,该沉淀碳酸钙具有根据DIN EN 16640:2017确定的基于该沉淀碳酸钙中的总碳重量计的生物基碳含量为至少50%重量,并且
-重量中值粒子尺寸d50≤20μm,优选≤6μm,更优选≤3μm,最优选≤2μm,和
-顶切粒子尺寸d98≤200μm,优选≤20μm,更优选≤10μm,最优选≤8μm,和
-残余总水分含量≤0.3%重量,优选≤0.2%重量,最优选≤0.1%重量,基于该沉淀碳酸钙的总干重计,和
-比表面积(BET)为1-50m2/g,优选2.5-15m2/g,最优选3-9m2/g,根据ISO 9277使用氮气和BET法测量。
例如,该沉淀碳酸钙具有根据DIN EN 16640:2017确定的基于该沉淀碳酸钙中的总碳重量计的生物基碳含量为至少50%重量,并且
-重量中值粒子尺寸d50≤2μm,或
-顶切粒子尺寸d98≤8μm,或
-残余总水分含量≤0.1%重量,基于该沉淀碳酸钙的总干重计,或
-比表面积(BET)为3-9m2/g,根据ISO 9277使用氮气和BET法测量。
替代地,该沉淀碳酸钙具有根据DIN EN 16640:2017确定的基于该沉淀碳酸钙中的总碳重量计的生物基碳含量为至少50%重量,并且
-重量中值粒子尺寸d50≤2μm,和
-顶切粒子尺寸d98≤8μm,或
-残余总水分含量≤0.1%重量,基于该沉淀碳酸钙的总干重计,或
-比表面积(BET)为3-9m2/g,根据ISO 9277使用氮气和BET法测量。
替代地,该沉淀碳酸钙具有根据DIN EN 16640:2017确定的基于该沉淀碳酸钙中的总碳重量计的生物基碳含量为至少50%重量,并且
-重量中值粒子尺寸d50≤2μm,或
-顶切粒子尺寸d98≤8μm,和
-残余总水分含量≤0.1%重量,基于该沉淀碳酸钙的总干重计,和
-比表面积(BET)为3-9m2/g,根据ISO 9277使用氮气和BET法测量。
替代地,该沉淀碳酸钙具有根据DIN EN 16640:2017确定的基于该沉淀碳酸钙中的总碳重量计的生物基碳含量为至少50%重量,并且
-重量中值粒子尺寸d50≤2μm,或
-顶切粒子尺寸d98≤8μm,和
-残余总水分含量≤0.1%重量,基于该沉淀碳酸钙的总干重计,或
-比表面积(BET)为3-9m2/g,根据ISO 9277使用氮气和BET法测量。
替代地,该沉淀碳酸钙具有根据DIN EN 16640:2017确定的基于该沉淀碳酸钙中的总碳重量计的生物基碳含量为至少50%重量,并且
-重量中值粒子尺寸d50≤2μm,和
-顶切粒子尺寸d98≤8μm,或
-残余总水分含量≤0.1%重量,基于该沉淀碳酸钙的总干重计,和
-比表面积(BET)为3-9m2/g,根据ISO 9277使用氮气和BET法测量。
替代地,该沉淀碳酸钙具有根据DIN EN 16640:2017确定的基于该沉淀碳酸钙中的总碳重量计的生物基碳含量为至少50%重量,并且
-重量中值粒子尺寸d50≤2μm,和
-顶切粒子尺寸d98≤8μm,和
-残余总水分含量≤0.1%重量,基于该沉淀碳酸钙的总干重计,和
-比表面积(BET)为3-9m2/g,根据ISO 9277使用氮气和BET法测量。
优选地,该沉淀碳酸钙具有根据DIN EN 16640:2017确定的基于该沉淀碳酸钙中的总碳重量计的生物基碳含量为至少60%重量,更优选至少65%重量,最优选至少70%重量,并且
-重量中值粒子尺寸d50≤20μm,优选≤6μm,更优选≤3μm,最优选≤2μm,和/或
-顶切粒子尺寸d98≤200μm,优选≤20μm,更优选≤10μm,最优选≤8μm,和/或
-残余总水分含量≤0.3%重量,优选≤0.2%重量,最优选≤0.1%重量,基于该沉淀碳酸钙的总干重计,和/或
-比表面积(BET)为1-50m2/g,优选2.5-15m2/g,最优选3-9m2/g,根据ISO 9277使用氮气和BET法测量。
例如,该沉淀碳酸钙具有根据DIN EN 16640:2017确定的基于该沉淀碳酸钙中的总碳重量计的生物基碳含量为至少60%重量,更优选至少65%重量,最优选至少70%重量,并且
-重量中值粒子尺寸d50≤20μm,优选≤6μm,更优选≤3μm,最优选≤2μm,或
-顶切粒子尺寸d98≤200μm,优选≤20μm,更优选≤10μm,最优选≤8μm,或
-残余总水分含量≤0.3%重量,优选≤0.2%重量,最优选≤0.1%重量,基于该沉淀碳酸钙的总干重计,或
-比表面积(BET)为1-50m2/g,优选2.5-15m2/g,最优选3-9m2/g,根据ISO 9277使用氮气和BET法测量。
替代地,该沉淀碳酸钙具有根据DIN EN 16640:2017确定的基于该沉淀碳酸钙中的总碳重量计的生物基碳含量为至少60%重量,更优选至少65%重量,最优选至少70%重量,并且
-重量中值粒子尺寸d50≤20μm,优选≤6μm,更优选≤3μm,最优选≤2μm,和
-顶切粒子尺寸d98≤200μm,优选≤20μm,更优选≤10μm,最优选≤8μm,或
-残余总水分含量≤0.3%重量,优选≤0.2%重量,最优选≤0.1%重量,基于该沉淀碳酸钙的总干重计,或
-比表面积(BET)为1-50m2/g,优选2.5-15m2/g,最优选3-9m2/g,根据ISO 9277使用氮气和BET法测量。
替代地,该沉淀碳酸钙具有根据DIN EN 16640:2017确定的基于该沉淀碳酸钙中的总碳重量计的生物基碳含量为至少60%重量,更优选至少65%重量,最优选至少70%重量,并且
-重量中值粒子尺寸d50≤20μm,优选≤6μm,更优选≤3μm,最优选≤2μm,或
-顶切粒子尺寸d98≤200μm,优选≤20μm,更优选≤10μm,最优选≤8μm,和
-残余总水分含量≤0.3%重量,优选≤0.2%重量,最优选≤0.1%重量,基于该沉淀碳酸钙的总干重计,和
-比表面积(BET)为1-50m2/g,优选2.5-15m2/g,最优选3-9m2/g,根据ISO 9277使用氮气和BET法测量。
替代地,该沉淀碳酸钙具有根据DIN EN 16640:2017确定的基于该沉淀碳酸钙中的总碳重量计的生物基碳含量为至少60%重量,更优选至少65%重量,最优选至少70%重量,并且
-重量中值粒子尺寸d50≤20μm,优选≤6μm,更优选≤3μm,最优选≤2μm,或
-顶切粒子尺寸d98≤200μm,优选≤20μm,更优选≤10μm,最优选≤8μm,和
-残余总水分含量≤0.3%重量,优选≤0.2%重量,最优选≤0.1%重量,基于该沉淀碳酸钙的总干重计,或
-比表面积(BET)为1-50m2/g,优选2.5-15m2/g,最优选3-9m2/g,根据ISO 9277使用氮气和BET法测量。
替代地,该沉淀碳酸钙具有根据DIN EN 16640:2017确定的基于该沉淀碳酸钙中的总碳重量计的生物基碳含量为至少60%重量,更优选至少65%重量,最优选至少70%重量,并且
-重量中值粒子尺寸d50≤20μm,优选≤6μm,更优选≤3μm,最优选≤2μm,和
-顶切粒子尺寸d98≤200μm,优选≤20μm,更优选≤10μm,最优选≤8μm,或
-残余总水分含量≤0.3%重量,优选≤0.2%重量,最优选≤0.1%重量,基于该沉淀碳酸钙的总干重计,和
-比表面积(BET)为1-50m2/g,优选2.5-15m2/g,最优选3-9m2/g,根据ISO 9277使用氮气和BET法测量。
替代地,该沉淀碳酸钙具有根据DIN EN 16640:2017确定的基于该沉淀碳酸钙中的总碳重量计的生物基碳含量为至少60%重量,更优选至少65%重量,最优选至少70%重量,并且
-重量中值粒子尺寸d50≤20μm,优选≤6μm,更优选≤3μm,最优选≤2μm,和
-顶切粒子尺寸d98≤200μm,优选≤20μm,更优选≤10μm,最优选≤8μm,和
-残余总水分含量≤0.3%重量,优选≤0.2%重量,最优选≤0.1%重量,基于该沉淀碳酸钙的总干重计,和
-比表面积(BET)为1-50m2/g,优选2.5-15m2/g,最优选3-9m2/g,根据ISO 9277使用氮气和BET法测量。
例如,该沉淀碳酸钙具有根据DIN EN 16640:2017确定的基于该沉淀碳酸钙中的总碳重量计的生物基碳含量为至少60%重量,更优选至少65%重量,最优选至少70%重量,并且
-重量中值粒子尺寸d50≤2μm,或
-顶切粒子尺寸d98≤8μm,或
-残余总水分含量≤0.1%重量,基于该沉淀碳酸钙的总干重计,或
-比表面积(BET)为3-9m2/g,根据ISO 9277使用氮气和BET法测量。
替代地,该沉淀碳酸钙具有根据DIN EN 16640:2017确定的基于该沉淀碳酸钙中的总碳重量计的生物基碳含量为至少60%重量,更优选至少65%重量,最优选至少70%重量,并且
-重量中值粒子尺寸d50≤2μm,和
-顶切粒子尺寸d98≤8μm,或
-残余总水分含量≤0.1%重量,基于该沉淀碳酸钙的总干重计,或
-比表面积(BET)为3-9m2/g,根据ISO 9277使用氮气和BET法测量。
替代地,该沉淀碳酸钙具有根据DIN EN 16640:2017确定的基于该沉淀碳酸钙中的总碳重量计的生物基碳含量为至少60%重量,更优选至少65%重量,最优选至少70%重量,并且
-重量中值粒子尺寸d50≤2μm,或
-顶切粒子尺寸d98≤8μm,和
-残余总水分含量≤0.1%重量,基于该沉淀碳酸钙的总干重计,和
-比表面积(BET)为3-9m2/g,根据ISO 9277使用氮气和BET法测量。
替代地,该沉淀碳酸钙具有根据DIN EN 16640:2017确定的基于该沉淀碳酸钙中的总碳重量计的生物基碳含量为至少60%重量,更优选至少65%重量,最优选至少70%重量,并且
-重量中值粒子尺寸d50≤2μm,或
-顶切粒子尺寸d98≤8μm,和
-残余总水分含量≤0.1%重量,基于该沉淀碳酸钙的总干重计,或
-比表面积(BET)为3-9m2/g,根据ISO 9277使用氮气和BET法测量。
替代地,该沉淀碳酸钙具有根据DIN EN 16640:2017确定的基于该沉淀碳酸钙中的总碳重量计的生物基碳含量为至少60%重量,更优选至少65%重量,最优选至少70%重量,并且
-重量中值粒子尺寸d50≤2μm,和
-顶切粒子尺寸d98≤8μm,或
-残余总水分含量≤0.1%重量,基于该沉淀碳酸钙的总干重计,和
-比表面积(BET)为3-9m2/g,根据ISO 9277使用氮气和BET法测量。
替代地,该沉淀碳酸钙具有根据DIN EN 16640:2017确定的基于该沉淀碳酸钙中的总碳重量计的生物基碳含量为至少60%重量,更优选至少65%重量,最优选至少70%重量,并且
-重量中值粒子尺寸d50≤2μm,和
-顶切粒子尺寸d98≤8μm,和
-残余总水分含量≤0.1%重量,基于该沉淀碳酸钙的总干重计,和
-比表面积(BET)为3-9m2/g,根据ISO 9277使用氮气和BET法测量。
应理解,该沉淀碳酸钙从水脱碳和/或水软化获得,优选从水脱碳获得。优选地,该沉淀碳酸钙由快速水脱碳获得。要指出,水软化是指其中主要去除钙离子的过程,而水脱碳是指其中主要去除二氧化碳的过程。因此,水脱碳和/或水软化优选通过例如在水脱碳单元和/或水软化单元中的氢氧化钙的碳酸化来进行。优选地,水脱碳通过例如在水脱碳单元中的氢氧化钙的碳酸化来进行。更优选地,水脱碳是快速水脱碳,其通过例如在水脱碳单元中、优选在晶种存在下的氢氧化钙的碳酸化来进行。
应理解,本领域技术人员知道用于快速水脱碳的方法,例如使用晶种来减少反应时间。在这种快速水脱碳中,加有氢氧化钙的水优选流过上游的晶种流化床。
这对于获得下述这样的沉淀碳酸钙来说是有利的:该沉淀碳酸钙具有根据DIN EN16640:2017确定的基于该沉淀碳酸钙中的总碳重量计的生物基碳含量为至少50%重量,优选至少60%重量,更优选至少65%重量,最优选至少70%重量。
由于该沉淀碳酸钙由水脱碳和/或水软化获得,因此该沉淀碳酸钙可包含基于该沉淀碳酸钙的总重量计最高达5%重量的石英和/或研磨天然碳酸钙如白垩、石灰石和/或大理石,优选石英或研磨天然碳酸钙如白垩、石灰石和/或大理石。
本发明含义中的沉淀碳酸钙因而是一种合成的材料,通常通过在水中沉淀钙源和碳酸根源而获得。沉淀的碳酸钙可以是球霰石、方解石或文石。
在一种实施方案中,该沉淀碳酸钙是经处理的沉淀碳酸钙。也就是说,该沉淀碳酸钙是包含在该沉淀碳酸钙的表面上的处理层的经处理的沉淀碳酸钙。
优选地,该处理层包含表面处理剂,该表面处理剂选自:
I)一种或多种磷酸单酯和/或其盐或反应产物和/或一种或多种磷酸二酯和/或其盐或反应产物的磷酸酯共混物,或者
II)至少一种饱和或不饱和的脂族线性或支化羧酸和/或其盐或反应产物,优选至少一种碳原子总量为C4至C24的脂族羧酸和/或其盐或反应产物,更优选至少一种碳原子总量为C12至C20的脂族羧酸和/或其盐或反应产物,最优选至少一种碳原子总量为C16至C18的脂族羧酸和/或其盐或反应产物,或者
III)至少一种单取代琥珀酸酐和/或其盐或反应产物,其中该单取代琥珀酸酐由利用选自在取代基中的碳原子总量为至少C2至C30的线性、支化、脂族和环状基团的基团单取代的琥珀酸酐组成,和/或
IV)至少一种聚二烷基硅氧烷,和/或
V)至少一种包含至少两种官能团的可交联化合物,其中至少一种官能团适合于交联聚合物树脂,并且其中至少一种官能团适合于与该沉淀碳酸钙反应,和/或
VI)至少一种接枝的聚合物和/或其盐或反应产物,该接枝的聚合物包含至少一个通过将马来酸酐接枝到包含丁二烯单元和任选的苯乙烯单元的均聚物或共聚物上而获得的琥珀酸酐基团,或者
VII)一种或多种根据I)至VI)的材料的混合物。
应理解,该经处理的沉淀碳酸钙的生物基碳含量比未经处理的沉淀碳酸钙的生物基碳含量低至多15%,优选至多10%重量,最优选至多5%重量。
在一种优选实施方案中,该处理层包含表面处理剂,该表面处理剂选自至少一种单取代琥珀酸酐和/或其盐或反应产物,其中该单取代琥珀酸酐由利用选自在取代基中的碳原子总量为至少C2至C30的线性、支化、脂族和环状基团的基团单取代的琥珀酸酐组成。
根据本发明的一种实施方案,该表面处理剂是一种或多种磷酸单酯和/或其盐或反应产物和/或一种或多种磷酸二酯和/或其盐或反应产物的磷酸酯共混物。
在本发明的一种实施方案中,该一种或多种磷酸单酯由利用一个醇酯化的正磷酸分子组成,所述醇选自在醇取代基中具有碳原子总量为C6至C30的饱和的、支化或线性、脂族或芳族的醇。例如,该一种或多种磷酸单酯由利用一个醇酯化的正磷酸分子组成,所述醇分子选自在醇取代基中具有碳原子总量为C8至C22、更优选C8至C20并且最优选C8至C18的饱和的、支化或线性、脂族或芳族的醇。
磷酸的烷基酯在工业中是众所周知的,特别用作表面活性剂、润滑剂和抗静电剂(Die Tenside;Kosswig und Stache,Carl Hanser Verlag München,1993年)。
通过不同方法合成磷酸的烷基酯以及利用磷酸的烷基酯对矿物进行表面处理是本领域技术人员公知的,例如从以下文献获知:Pesticide Formulations andApplication Systems:17th Volume;Collins HM,Hall FR,Hopkinson M,STP1268;1996年出版,US 3,897,519 A,US 4,921,990A,US 4,350,645 A,US 6,710,199 B2,US 4,126,650A,US 5,554,781 A,EP 1092000B1以及WO 2008/023076 A1。
在本发明的一种实施方案中,该一种或多种磷酸单酯由利用一个醇酯化的正磷酸分子组成,所述醇选自在醇取代基中具有碳原子总量为C6至C30的饱和并且支化或线性的脂族醇。例如,该一种或多种磷酸单酯由利用一个醇酯化的正磷酸分子组成,所述醇选自在醇取代基中具有碳原子总量为C8至C22、更优选C8至C20并且最优选C8至C18的饱和并且支化或线性的脂族醇。
在本发明的一种实施方案中,该一种或多种磷酸单酯由利用一个醇酯化的正磷酸分子组成,所述醇选自在醇取代基中具有碳原子总量为C6至C30、优选C8至C22、更优选C8至C20并且最优选C8至C18的饱和并且线性的脂族醇。替代地,该一种或多种磷酸单酯由利用一个醇酯化的正磷酸分子组成,所述醇选自在醇取代基中具有碳原子总量为C6至C30、优选C8至C22、更优选C8至C20并且最优选C8至C18的饱和并且支化的脂族醇。
在本发明的一种实施方案中,该一种或多种磷酸单酯选自己基磷酸单酯,庚基磷酸单酯,辛基磷酸单酯,2-乙基己基磷酸单酯,壬基磷酸单酯,癸基磷酸单酯,十一烷基磷酸单酯,十二烷基磷酸单酯,十四烷基磷酸单酯,十六烷基磷酸单酯,庚基壬基磷酸单酯,十八烷基磷酸单酯,2-辛基-1-癸基磷酸单酯,2-辛基-1-十二烷基磷酸单酯以及其混合物。
例如,该一种或多种磷酸单酯选自2-乙基己基磷酸单酯,十六烷基磷酸单酯,庚基壬基磷酸单酯,十八烷基磷酸单酯,2-辛基-1-癸基磷酸单酯,2-辛基-1-十二烷基磷酸单酯以及其混合物。在本发明的一种实施方案中,该一种或多种磷酸单酯为2-辛基-1-十二烷基磷酸单酯。
应理解,表述“一种或多种”磷酸二酯意味着一种或多种类型的磷酸二酯可存在于磷酸酯共混物和/或该经表面处理材料产品的处理层中。
因此应当指出的是,该一种或多种磷酸二酯可为一种类型的磷酸二酯。替代地,该一种或多种磷酸二酯可为两种或更多种类型的磷酸二酯的混合物。例如,该一种或多种磷酸二酯可为两种或三种类型的磷酸二酯的混合物,如两种类型的磷酸二酯的混合物。
在本发明的一种实施方案中,该一种或多种磷酸二酯由利用两个醇酯化的正磷酸分子组成,所述醇选自在醇取代基中具有碳原子总量为C6至C30的饱和、支化或线性、脂族或芳族的醇。例如,该一种或多种磷酸二酯由利用两个醇酯化的正磷酸分子组成,所述醇选自在醇取代基中具有碳原子总量为C8至C22、更优选C8至C20并且最优选C8至C18的饱和、支化或线性、脂族或芳族的醇。
应理解,用于酯化磷酸的两个醇可独立地选自相同或不同的在醇取代基中具有碳原子总量为C6至C30的饱和、支化或线性、脂族或芳族的醇。换言之,该一种或多种磷酸二酯可包含衍生自相同醇的两个取代基或者该磷酸二酯分子可包含衍生自不同醇的两个取代基。
在本发明的一种实施方案中,该一种或多种磷酸二酯由利用两个醇酯化的正磷酸分子组成,所述醇选自相同或不同的在醇取代基中具有碳原子总量为C6至C30的饱和并且线性或支化的脂族醇。例如,该一种或多种磷酸二酯由利用两个醇酯化的正磷酸分子组成,所述醇选自相同或不同的在醇取代基中具有碳原子总量为C8至C22、更优选C8至C20并且最优选C8至C18的饱和并且线性或支化的脂族醇。
在本发明的一种实施方案中,该一种或多种磷酸二酯由利用两个醇酯化的正磷酸分子组成,所述醇选自相同或不同的在醇取代基中具有碳原子总量为C6至C30、优选C8至C22、更优选C8至C20并且最优选C8至C18的饱和并且线性的脂族醇。替代地,该一种或多种磷酸二酯由利用两个醇酯化的正磷酸分子组成,所述醇选自相同或不同的在醇取代基中具有碳原子总量为C6至C30、优选C8至C22、更优选C8至C20并且最优选C8至C18的饱和并且支化的脂族醇。
在本发明的一种实施方案中,该一种或多种磷酸二酯选自己基磷酸二酯,庚基磷酸二酯,辛基磷酸二酯,2-乙基己基磷酸二酯,壬基磷酸二酯,癸基磷酸二酯,十一烷基磷酸二酯,十二烷基磷酸二酯,十四烷基磷酸二酯,十六烷基磷酸二酯,庚基壬基磷酸二酯,十八烷基磷酸二酯,2-辛基-1-癸基磷酸二酯,2-辛基-1-十二烷基磷酸二酯以及其混合物。
例如,该一种或多种磷酸二酯选自2-乙基己基磷酸二酯,十六烷基磷酸二酯,庚基壬基磷酸二酯,十八烷基磷酸二酯,2-辛基-1-癸基磷酸二酯,2-辛基-1-十二烷基磷酸二酯以及其混合物。在本发明的一种实施方案中,该一种或多种磷酸二酯是2-辛基-1-十二烷基磷酸二酯。
在本发明的一种实施方案中,该一种或多种磷酸单酯选自2-乙基己基磷酸单酯,十六烷基磷酸单酯,庚基壬基磷酸单酯,十八烷基磷酸单酯,2-辛基-1-癸基磷酸单酯,2-辛基-1-十二烷基磷酸单酯以及其混合物,并且该一种或多种磷酸二酯选自2-乙基己基磷酸二酯,十六烷基磷酸二酯,庚基壬基磷酸二酯,十八烷基磷酸二酯,2-辛基-1-癸基磷酸二酯,2-辛基-1-十二烷基磷酸二酯以及其混合物。
根据本发明的另一种实施方案,该表面处理剂为至少一种饱和或不饱和脂族线性或支化羧酸和/或其盐或反应产物,优选至少一种碳原子总量为C4至C24的脂族羧酸和/或其盐或反应产物,更优选至少一种碳原子总量为C12至C20的脂族羧酸和/或其盐或反应产物,最优选至少一种碳原子总量为C16至C18的脂族羧酸和/或其盐或反应产物。
本发明含义中的羧酸可选自一种或多种线性链、支化链、饱和的或不饱和的和/或脂环族羧酸。优选地,该脂族羧酸为单羧酸,也即该脂族羧酸的特征在于存在单个羧基。所述羧基位于碳骨架的末端处。
在本发明的一种实施方案中,该脂族线性或支化羧酸和/或其盐选自饱和非支化羧酸,优选选自由以下物质构成的羧酸群组:戊酸、己酸、庚酸、辛酸、壬酸、癸酸、十一烷酸、月桂酸、十三烷酸、肉豆蔻酸、十五烷酸、棕榈酸、十七烷酸、硬脂酸、十九烷酸、花生酸、二十一烷酸、山萮酸、二十三烷酸、二十四烷酸、它们的盐、它们的酸酐及其混合物。
在本发明的另一种实施方案中,该脂族线性或支化羧酸和/或其盐选自辛酸、癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸、花生酸及其混合物。优选地,该脂族羧酸选自肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸它们的盐、它们的酸酐及其混合物。
优选地,该脂族羧酸和/或其盐或酸酐是硬脂酸和/或硬脂酸盐或硬脂酸酐。
替代地,该不饱和脂族线性或支化羧酸优选选自肉豆蔻脑酸、棕榈油酸、杉皮酸、油酸、反式油酸、异油酸、亚油酸、α-亚麻酸、二十碳五烯酸、二十二碳六烯酸及其混合物。更优选地,该不饱和脂族线性或支化羧酸选自肉豆蔻脑酸、棕榈油酸、杉皮酸、油酸、反式油酸、异油酸、亚油酸、α-亚麻酸及其混合物。最优选地,该不饱和脂族线性或支化羧酸是油酸和/或亚油酸,优选油酸或亚油酸,最优选亚油酸。
额外地或替代地,该表面处理剂是不饱和脂族线性或支化羧酸的盐。
术语“不饱和脂族线性或支化羧酸的盐”是指其中活性酸基团被部分或完全中和的不饱和脂肪酸。术语“部分中和”的不饱和脂族线性或支化羧酸是指活性酸基团的中和程度为40-95%摩尔,优选50-95%摩尔,更优选60-95%摩尔且最优选70-95%摩尔。术语“完全中和”的不饱和脂族线性或支化羧酸是指活性酸基团的中和程度>95%摩尔,优选>99%摩尔,更优选>99.8%摩尔且最优选为100%摩尔。优选地,活性酸基团被部分或完全中和。
该不饱和脂族线性或支化羧酸的盐优选是选自钠、钾、钙、镁、锂、锶、伯胺、仲胺、叔胺和/或其铵盐的化合物,其中胺盐是线性或环状的。例如,该不饱和脂族线性或支化羧酸是油酸和/或亚油酸、优选油酸或亚油酸且最优选亚油酸的盐。
根据本发明的另一种实施方案,该表面处理剂是至少一种单取代琥珀酸酐和/或其盐或反应产物,该单取代琥珀酸酐由利用选自在取代基中的碳原子总量为至少C2至C30的线性、支化、脂族和环状基团的基团单取代的琥珀酸酐组成。优选地,该表面处理剂是至少一种单取代琥珀酸酐和/或其盐或反应产物,该单取代琥珀酸酐由利用基团单取代的琥珀酸酐组成,该基团是在取代基中的碳原子总量为至少C2至C30的线性脂族基团。额外地或替代地,该表面处理剂是至少一种单取代琥珀酸酐和/或其盐或反应产物,该单取代琥珀酸酐由利用基团单取代的琥珀酸酐组成,该基团是在取代基中的碳原子总量为至少C3至C30的支化脂族基团。额外地或替代地,该表面处理剂是至少一种单取代琥珀酸酐和/或其盐或反应产物,该单取代琥珀酸酐由利用基团单取代的琥珀酸酐组成,该基团是在取代基中的碳原子总量为至少C5至C30的环状脂族基团。
因此应当指出,该至少一种单取代琥珀酸酐可为一种类型的单取代琥珀酸酐。替代地,该至少一种单取代琥珀酸酐可为两种或更多种类型的单取代琥珀酸酐的混合物。例如,该至少一种单取代琥珀酸酐可为两种或三种类型的单取代琥珀酸酐的混合物,如两种类型的单取代琥珀酸酐的混合物。
在本发明的一种实施方案中,该至少一种单取代琥珀酸酐为一种类型的单取代琥珀酸酐。
应理解,该至少一种单取代琥珀酸酐代表表面处理剂且由利用选自以下的基团单取代的琥珀酸酐组成:在取代基中具有碳原子总量为C2至C30的任何线性、支化、脂族和环状基团。
在本发明的一种实施方案中,该至少一种单取代琥珀酸酐由利用选自以下的基团单取代的琥珀酸酐组成:在取代基中具有碳原子总量为C3至C20的线性、支化、脂族和环状基团。例如,该至少一种单取代琥珀酸酐由利用选自以下的基团单取代的琥珀酸酐组成:在取代基中具有碳原子总量为C4至C18的线性、支化、脂族和环状基团。优选地,该表面处理剂为至少一种单取代琥珀酸酐和/或其盐或反应产物,该单取代琥珀酸酐由利用基团单取代的琥珀酸酐组成,该基团是在取代基中的碳原子总量为C3至C20、优选C4-C18的线性脂族基团。额外地或替代地,该表面处理剂为至少一种单取代琥珀酸酐和/或其盐或反应产物,该单取代琥珀酸酐由利用基团单取代的琥珀酸酐组成,该基团是在取代基中的碳原子总量为C3至C20、优选C4-C18的支化脂族基团。额外地或替代地,该表面处理剂为至少一种单取代琥珀酸酐和/或其盐或反应产物,该单取代琥珀酸酐由利用基团单取代的琥珀酸酐组成,该基团是在取代基中的碳原子总量为C5至C20、优选C5-C18的环状脂族基团。
在本发明的一种实施方案中,该至少一种单取代琥珀酸酐由利用一个基团单取代的琥珀酸酐组成,该基团是在取代基中具有碳原子总量为C2至C30、优选C3至C20并且最优选C4至C18的线性和脂族基团。额外地或替代地,该至少一种单取代琥珀酸酐由利用一个基团单取代的琥珀酸酐组成,该基团是在取代基中具有碳原子总量为C3至C30、优选C3至C20并且最优选C4至C18的支化和脂族基团。
因此优选地,该至少一种单取代琥珀酸酐由利用一个基团单取代的琥珀酸酐组成,该基团是在取代基中具有碳原子总量为C2至C30、优选C3至C20并且最优选C4至C18的线性脂族基团。额外地或替代地,优选地,该至少一种单取代琥珀酸酐由利用一个基团单取代的琥珀酸酐组成,该基团是在取代基中具有碳原子总量为C3至C30、优选C3至C20并且最优选C4至C18的支化脂族基团
例如,该至少一种单取代琥珀酸酐由利用一个基团单取代的琥珀酸酐组成,该基团是在取代基中具有碳原子总量为C2至C30、优选C3至C20并且最优选C4至C18的线性烷基基团。额外地或替代地,该至少一种单取代琥珀酸酐由利用一个基团单取代的琥珀酸酐组成,该基团是在取代基中具有碳原子总量为C3至C30、优选C3至C20并且最优选C4至C18的支化烷基基团。
在本发明的一种实施方案中,该至少一种单取代琥珀酸酐是至少一种线性或支化烷基单取代琥珀酸酐。例如,该至少一种烷基单取代琥珀酸酐选自乙基琥珀酸酐,丙基琥珀酸酐,丁基琥珀酸酐,三异丁基琥珀酸酐,戊基琥珀酸酐,己基琥珀酸酐,庚基琥珀酸酐,辛基琥珀酸酐,壬基琥珀酸酐,癸基琥珀酸酐,十二烷基琥珀酸酐,十六烷基琥珀酸酐,十八烷基琥珀酸酐,以及其混合物。
因此应当理解,例如术语“丁基琥珀酸酐”包括线性或支化丁基琥珀酸酐。线性丁基琥珀酸酐的一个特定实例是正丁基琥珀酸酐。支化丁基琥珀酸酐的特定实施是异丁基琥珀酸酐,仲丁基琥珀酸酐和/或叔丁基琥珀酸酐。
此外应理解,例如术语“十六烷基琥珀酸酐”包括线性以及支化十六烷基琥珀酸酐。线性十六烷基琥珀酸酐的一个特定实例为正十六烷基琥珀酸酐。支化十六烷基琥珀酸酐的特定实例是14-甲基十五烷基琥珀酸酐,13-甲基十五烷基琥珀酸酐,12-甲基十五烷基琥珀酸酐,11-甲基十五烷基琥珀酸酐,10-甲基十五烷基琥珀酸酐,9-甲基十五烷基琥珀酸酐,8-甲基十五烷基琥珀酸酐,7-甲基十五烷基琥珀酸酐,6-甲基十五烷基琥珀酸酐,5-甲基十五烷基琥珀酸酐,4-甲基十五烷基琥珀酸酐,3-甲基十五烷基琥珀酸酐,2-甲基十五烷基琥珀酸酐,1-甲基十五烷基琥珀酸酐,13-乙基十四烷基琥珀酸酐,12-乙基十四烷基琥珀酸酐,11-乙基十四烷基琥珀酸酐,10-乙基十四烷基琥珀酸酐,9-乙基十四烷基琥珀酸酐,8-乙基十四烷基琥珀酸酐,7-乙基十四烷基琥珀酸酐,6-乙基十四烷基琥珀酸酐,5-乙基十四烷基琥珀酸酐,4-乙基十四烷基琥珀酸酐,3-乙基十四烷基琥珀酸酐,2-乙基十四烷基琥珀酸酐,1-乙基十四烷基琥珀酸酐,2-丁基十二烷基琥珀酸酐,1-己基癸基琥珀酸酐,1-己基-2-癸基琥珀酸酐,2-己基癸基琥珀酸酐,6,12-二甲基十四烷基琥珀酸酐,2,2-二乙基十二烷基琥珀酸酐,4,8,12-三甲基十三烷基琥珀酸酐,2,2,4,6,8-五甲基十一烷基琥珀酸酐,2-乙基-4-甲基-2-(2-甲基戊基)-庚基琥珀酸酐和/或2-乙基-4,6-二甲基-2-丙基壬基琥珀酸酐。
此外应理解,例如术语“十八烷基琥珀酸酐”包括线性以及支化十八烷基琥珀酸酐。线性十八烷基琥珀酸酐的一个特定实例为正十八烷基琥珀酸酐。支化十六烷基琥珀酸酐的特定实例为16-甲基十七烷基琥珀酸酐,15-甲基十七烷基琥珀酸酐,14-甲基十七烷基琥珀酸酐,13-甲基十七烷基琥珀酸酐,12-甲基十七烷基琥珀酸酐,11-甲基十七烷基琥珀酸酐,10-甲基十七烷基琥珀酸酐,9-甲基十七烷基琥珀酸酐,8-甲基十七烷基琥珀酸酐,7-甲基十七烷基琥珀酸酐,6-甲基十七烷基琥珀酸酐,5-甲基十七烷基琥珀酸酐,4-甲基十七烷基琥珀酸酐,3-甲基十七烷基琥珀酸酐,2-甲基十七烷基琥珀酸酐,1-甲基十七烷基琥珀酸酐,14-乙基十六烷基琥珀酸酐,13-乙基十六烷基琥珀酸酐,12-乙基十六烷基琥珀酸酐,11-乙基十六烷基琥珀酸酐,10-乙基十六烷基琥珀酸酐,9-乙基十六烷基琥珀酸酐,8-乙基十六烷基琥珀酸酐,7-乙基十六烷基琥珀酸酐,6-乙基十六烷基琥珀酸酐,5-乙基十六烷基琥珀酸酐,4-乙基十六烷基琥珀酸酐,3-乙基十六烷基琥珀酸酐,2-乙基十六烷基琥珀酸酐,1-乙基十六烷基琥珀酸酐,2-己基十二烷基琥珀酸酐,2-庚基十一烷基琥珀酸酐,异十八烷基琥珀酸酐和/或1-辛基-2-癸基琥珀酸酐。
在本发明的一种实施方案中,该至少一种烷基单取代琥珀酸酐选自丁基琥珀酸酐,己基琥珀酸酐,庚基琥珀酸酐,辛基琥珀酸酐,十六烷基琥珀酸酐,十八烷基琥珀酸酐,以及其混合物。
在本发明的一种实施方案中,该至少一种单取代琥珀酸酐是一种类型的烷基单取代琥珀酸酐。例如,该一种烷基单取代琥珀酸酐是丁基琥珀酸酐。替代地,该一种烷基单取代琥珀酸酐是己基琥珀酸酐。替代地,该一种烷基单取代琥珀酸酐是庚基琥珀酸酐或辛基琥珀酸酐。替代地,该一种烷基单取代琥珀酸酐是十六烷基琥珀酸酐。例如,该一种烷基单取代琥珀酸酐是线性十六烷基琥珀酸酐如正十六烷基琥珀酸酐或支化十六烷基琥珀酸酐如1-己基-2-癸基琥珀酸酐。替代地,该一种烷基单取代琥珀酸酐是十八烷基琥珀酸酐。例如,该一种烷基单取代琥珀酸酐是线性十八烷基琥珀酸酐如正十八烷基琥珀酸酐或支化十八烷基琥珀酸酐如异十八烷基琥珀酸酐或1-辛基-2-癸基琥珀酸酐。
在本发明的一种实施方案中,该一种烷基单取代琥珀酸酐是丁基琥珀酸酐如正丁基琥珀酸酐。
在本发明的一种实施方案中,该至少一种单取代琥珀酸酐是两种或更多种类型的烷基单取代琥珀酸酐的混合物。例如,该至少一种单取代琥珀酸酐是两种或三种类型的烷基单取代琥珀酸酐的混合物。
根据本发明的另一种实施方案,该表面处理剂为至少一种聚二烷基硅氧烷。
优选的聚二烷基硅氧烷例如描述于US2004/0097616 A1中。最优选的是选自以下项的聚二烷基硅氧烷:聚二甲基硅氧烷,优选二甲聚硅氧烷,聚二乙基硅氧烷和聚甲基苯基硅氧烷和/或其混合物。
例如,该至少一种聚二烷基硅氧烷优选为聚二甲基硅氧烷(PDMS)。
根据本发明的另一种实施方案,该表面处理剂是至少一种包含至少两种官能团的可交联化合物,其中至少一种官能团适合于交联聚合物树脂,并且其中至少一种官能团适合于与该沉淀碳酸钙反应。
本发明含义中的术语“至少一种”包含至少两种官能团的可交联化合物是指该可交联化合物包含一种或多种包含至少两种官能团的可交联化合物,优选由一种或多种包含至少两种官能团的可交联化合物组成。
在本发明的一种实施方案中,该至少一种包含至少两种官能团的可交联化合物包含一种可交联化合物,优选由一种可交联化合物组成。替代地,该至少一种包含至少两种官能团的可交联化合物包含两种或更多种可交联化合物,优选由两种或更多种可交联化合物组成。例如,该至少一种包含至少两种官能团的可交联化合物包含两种或三种可交联化合物,优选由两种或三种可交联化合物组成。
优选地,该至少一种包含至少两种官能团的可交联化合物包含一种包含至少两种官能团的可交联化合物,优选由一种包含至少两种官能团的可交联化合物组成。
应理解,该至少一种包含至少两种官能团的可交联化合物包含至少一种适合于交联聚合物树脂的官能团。
出于本发明的目的,“可交联化合物”是一种化合物,其包含官能团如碳多键、卤素官能团、硫官能团或烃结构部分,并且其在交联时适合于交联聚合物树脂。本发明人令人惊讶地发现,这样的可交联化合物可在交联步骤如化学交联步骤中与聚合物树脂(即聚合物前体)反应。以这种方式,聚合物树脂(均匀地)分布在该沉淀碳酸钙的整个表面上,使得即使仅少量使用,聚合物树脂中的化学相容性和聚合物产品的机械性能也得到改善。
另外,该至少一种包含至少两种官能团的可交联化合物包含至少一种适合于与该沉淀碳酸钙反应的官能团。例如,该可交联化合物的该至少一种适合于与该沉淀碳酸钙反应的官能团包含一个或多个末端三乙氧基甲硅烷基、三甲氧基甲硅烷基和/或有机酸酐和/或其盐和/或羧酸基团和/或其盐。优选地,该可交联化合物的该至少一种适合于与该沉淀碳酸钙反应的官能团包含一个或多个末端三乙氧基甲硅烷基、三甲氧基甲硅烷基或有机酸酐和/或其盐或羧酸基团和/或其盐。
在一种优选实施方案中,该可交联化合物的该至少一种适合于与该沉淀碳酸钙反应的官能团包含一个或多个有机酸酐和/或其盐或羧酸基团和/或其盐。最优选地,该可交联化合物的该至少一种适合于与该沉淀碳酸钙反应的官能团包含一个或多个有机酸酐基团和/或其盐。替代地,该可交联化合物的该至少一种适合于与该沉淀碳酸钙反应的官能团包含一个或多个三乙氧基甲硅烷基或三甲氧基甲硅烷基官能团和/或其盐。
优选地,该一个或多个有机酸酐基团是一个或多个通过将马来酸酐接枝到均聚物或共聚物上而获得的琥珀酸酐基团。
鉴于此,该可交联化合物的该至少一种适合于与该沉淀碳酸钙反应的官能团优选包含一个或多个通过将马来酸酐接枝到均聚物或共聚物上而获得的琥珀酸酐基团,更优选由一个或多个通过将马来酸酐接枝到均聚物或共聚物上而获得的琥珀酸酐基团组成。例如,该可交联化合物的该至少一种适合于与该沉淀碳酸钙反应的官能团优选包含一个通过将马来酸酐接枝到均聚物或共聚物上而获得的琥珀酸酐基团,更优选由一个通过将马来酸酐接枝到均聚物或共聚物上而获得的琥珀酸酐基团组成。替代地,该可交联化合物的该至少一种适合于与该沉淀碳酸钙反应的官能团优选包含两个或更多个(如2-12个、特别是2-9个如2-6个)通过将马来酸酐接枝到均聚物或共聚物上而获得的琥珀酸酐基团,更优选由两个或更多个(如2-12个、特别是2-9个如2-6个)通过将马来酸酐接枝到均聚物或共聚物上而获得的琥珀酸酐基团组成。替代地,该可交联化合物的该至少一种适合于与该沉淀碳酸钙反应的官能团优选包含一个三乙氧基甲硅烷基或三甲氧基甲硅烷基官能团,更优选由一个三乙氧基甲硅烷基或三甲氧基甲硅烷基官能团组成。例如,该可交联化合物的该至少一种适合于与该沉淀碳酸钙反应的官能团优选包含两个或更多个(如2-12个、特别是2-9个如2-6个)三乙氧基甲硅烷基或三甲氧基甲硅烷基官能团,更优选由两个或更多个(如2-12个、特别是2-9个如2-6个)三乙氧基甲硅烷基或三甲氧基甲硅烷基官能团组成。
应理解,该可交联化合物的该至少一种适合于与该沉淀碳酸钙反应的官能团可以以盐的形式存在,优选以钠盐或钾盐的形式存在。
鉴于上述内容,该至少一种包含至少两种官能团的可交联化合物可包含两个或更多个适合于交联聚合物树脂的官能团(如一个或多个官能团),以及一个或多个适合于与该沉淀碳酸钙反应的官能团。
在一种优选实施方案中,该至少一种包含至少两种官能团的可交联化合物优选包含两个适合于交联聚合物树脂的官能团(如一个官能团),以及一个适合于与该沉淀碳酸钙反应的官能团。
应理解,在该至少一种可交联化合物中的官能团的数目是指不同官能团(即不具有相同化学结构的官能团)的数目。也就是说,如果该至少一种可交联化合物包含例如两种官能团,则该两种官能团具有不同的化学结构,而这两种不同官能团中的每一种可以存在一次或多次。
根据一种实施方案,该至少一种包含至少两种官能团的可交联化合物是至少一种接枝的聚合物,该接枝的聚合物包含至少一个通过将马来酸酐接枝到包含丁二烯单元和任选的苯乙烯单元的均聚物或共聚物上而获得的琥珀酸酐基团。
术语“接枝的”或“马来酸酐接枝的”是指在包含碳-碳双键的取代基R1和/或R2与马来酸酐的双键反应之后获得琥珀酸酐。因此,术语“接枝的均聚物”和“接枝的共聚物”是指相应的均聚物和共聚物,它们各自分别带有由碳-碳双键与马来酸酐的双键反应形成的琥珀酸酐结构部分。应理解,该至少一种接枝的聚合物或马来酸酐接枝的聚合物也可被称为“用马来酸酐官能化的聚合物如聚丁二烯”或者“加成马来酸酐的聚合物如聚丁二烯”。
也就是说,该至少一种包含至少两种官能团的可交联化合物优选是包含至少一个通过将马来酸酐接枝到聚丁二烯均聚物上而获得的琥珀酸酐基团的接枝的聚丁二烯均聚物或者包含至少一个通过将马来酸酐接枝到聚丁二烯-苯乙烯共聚物上而获得的琥珀酸酐基团的接枝的聚丁二烯-苯乙烯共聚物。更优选地,该至少一种包含至少两种官能团的可交联化合物是包含至少一个通过将马来酸酐接枝到聚丁二烯均聚物上而获得的琥珀酸酐基团的接枝的聚丁二烯均聚物。
根据一种替代实施方案,该至少一种包含至少两种官能团的可交联化合物是含硫三烷氧基硅烷,优选是包含两个与多硫化物连接的三烷氧基甲硅烷基烷基基团的化合物。
如果该至少一种包含至少两种官能团的可交联化合物是包含至少一个通过将马来酸酐接枝到聚丁二烯均聚物上而获得的琥珀酸酐基团的接枝的聚丁二烯均聚物,则该接枝的聚丁二烯均聚物优选具有
i)通过凝胶渗透色谱法测量的数均分子量Mn为1000-20000g/mol,优选1400-15000g/mol,更优选2000-10000g/mol,根据EN ISO 16014-1:2019测量,和/或
ii)每个链的官能团数目为2-12个,优选2-9个,更优选2-6个,和/或
iii)酸酐当量为400-2200,优选500-2000,更优选550-1800。
在一种实施方案中,该包含至少一个通过将马来酸酐接枝到聚丁二烯均聚物上而获得的琥珀酸酐基团的接枝的聚丁二烯均聚物优选具有
i)通过凝胶渗透色谱法测量的数均分子量Mn为1000-20000g/mol,优选1400-15000g/mol,更优选2000-10000g/mol,根据EN ISO 16014-1:2019测量,或
ii)每个链的官能团数目为2-12个,优选2-9个,更优选2-6个,或iii)酸酐当量为400-2200,优选500-2000,更优选550-1800。
在一种优选实施方案中,该包含至少一个通过将马来酸酐接枝到聚丁二烯均聚物上而获得的琥珀酸酐基团的接枝的聚丁二烯均聚物优选具有i)通过凝胶渗透色谱法测量的数均分子量Mn为1000-20000g/mol,优选1400-15000g/mol,更优选2000-10000g/mol,根据EN ISO 16014-1:2019测量,和
ii)每个链的官能团数目为2-12个,优选2-9个,更优选2-6个,和
iii)酸酐当量为400-2200,优选500-2000,更优选550-1800。
额外地或替代地,该包含至少一个通过将马来酸酐接枝到聚丁二烯均聚物上而获得的琥珀酸酐基团的接枝的聚丁二烯均聚物具有根据ASTM D974-14测量的酸值为10-300meq KOH/g接枝的聚丁二烯均聚物,优选20-200meq KOH/g,更优选30-150meq KOH/g。
在一种实施方案中,该包含至少一个通过将马来酸酐接枝到聚丁二烯均聚物上而获得的琥珀酸酐基团的接枝的聚丁二烯均聚物因而具有
i)通过凝胶渗透色谱法测量的数均分子量Mn为1000-20000g/mol,优选1400-15000g/mol,更优选2000-10000g/mol,根据EN ISO 16014-1:2019测量,和
ii)每个链的官能团数目为2-12个,优选2-9个,更优选2-6个,和
iii)酸酐当量为400-2200,优选500-2000,更优选550-1800,和
iv)根据ASTM D974-14测量的酸值为10-300meq KOH/g接枝的聚丁二烯均聚物,优选20-200meq KOH/g,更优选30-150meq KOH/g。
额外地或替代地,该包含至少一个通过将马来酸酐接枝到聚丁二烯均聚物上而获得的琥珀酸酐基团的接枝的聚丁二烯均聚物上具有在25℃下的Brookfield粘度为3000-70000cPs,优选5000-50000cPs。替代地,该马来酸酐接枝的聚丁二烯均聚物具有在55℃下的Brookfield粘度为100000-170000cPs,优选120000-160000cPs。
在一种实施方案中,该包含至少一个通过将马来酸酐接枝到聚丁二烯均聚物上而获得的琥珀酸酐基团的接枝的聚丁二烯均聚物因而具有
i)通过凝胶渗透色谱法测量的数均分子量Mn为1000-20000g/mol,优选1400-15000g/mol,更优选2000-10000g/mol,根据EN ISO 16014-1:2019测量,和
ii)每个链的官能团数目为2-12个,优选2-9个,更优选2-6个,和
iii)酸酐当量为400-2200,优选500-2000,更优选550-1800,和
iv)根据ASTM D974-14测量的酸值为10-300meq KOH/g接枝的聚丁二烯均聚物,优选20-200meq KOH/g,更优选30-150meq KOH/g,和
v)在25℃下的Brookfield粘度为3000-70000cPs,优选5000-50000cPs。
例如,该包含至少一个通过将马来酸酐接枝到聚丁二烯均聚物上而获得的琥珀酸酐基团的接枝的聚丁二烯均聚物可具有通过凝胶渗透色谱法测量的数均分子量Mn为1000-20000g/mol,优选1400-15000g/mol,更优选2000-10000g/mol,根据ASTM D974-14测量的酸值为20-200meq KOH/g接枝的聚丁二烯均聚物,优选30-150meq KOH/g。在另一种实施方案中,该包含至少一个通过将马来酸酐接枝到聚丁二烯均聚物上而获得的琥珀酸酐基团的接枝的聚丁二烯均聚物可具有通过凝胶渗透色谱法测量的数均分子量Mn为2000-5000g/mol,根据ASTM D974-14测量的酸值为30-100meq KOH/g。
在一种实施方案中,该包含至少一个通过将马来酸酐接枝到聚丁二烯均聚物上而获得的琥珀酸酐基团的接枝的聚丁二烯均聚物具有通过凝胶渗透色谱法测量的数均分子量Mn为2000-10000g/mol,优选2000-4500g/mol或4500-7000g/mol,每个链的官能团数目为2-6个,优选2-4个或4-6个,酸酐当量为550-1800,优选550-1000或1000-1800,以及在25℃下的Brookfield粘度为5000-50000cPs,优选5000-10000cPs或35000-50000cPs。
例如,该包含至少一个通过将马来酸酐接枝到聚丁二烯均聚物上而获得的琥珀酸酐基团的接枝的聚丁二烯均聚物具有通过凝胶渗透色谱法测量的数均分子量Mn为2000-4500g/mol,每个链的官能团数目为2-4个,酸酐当量为1000-1800,并且在25℃下的Brookfield粘度为5000-10000cPs。在一种替代实施方案中,该包含至少一个通过将马来酸酐接枝到聚丁二烯均聚物上而获得的琥珀酸酐基团的接枝的聚丁二烯均聚物具有通过凝胶渗透色谱法测量的数均分子量Mn为4500-7000g/mol,每个链的官能团数目为4-6个,酸酐当量为550-1000并且在25℃下的Brookfield粘度为35000-50000cPs。在一种替代实施方案中,该包含至少一个通过将马来酸酐接枝到聚丁二烯均聚物上而获得的琥珀酸酐基团的接枝的聚丁二烯均聚物具有通过凝胶渗透色谱法测量的数均分子量Mn为2500-4500g/mol,每个链的官能团数目为2-4个,酸酐当量为550-1000并且在55℃下的Brookfield粘度为120000-160000cPs。
额外地或替代地,该至少一种包含至少两种官能团的可交联化合物是包含至少一个通过将马来酸酐接枝到聚丁二烯-苯乙烯共聚物上而获得的琥珀酸酐基团的接枝的聚丁二烯-苯乙烯共聚物,其具有
i)通过凝胶渗透色谱法测量的数均分子量Mn为1000-20000g/mol,优选1400-15000g/mol,更优选2000-10000g/mol,根据EN ISO 16014-1:2019测量,和/或
ii)每个链的官能团数目为2-12个,优选2-9个,更优选2-6个,和/或
iii)酸酐当量为400-2200,优选500-2000,更优选550-1800,和/或
iv)1,2乙烯基含量为20-80%摩尔,优选20-40%摩尔,基于该接枝的聚丁二烯-苯乙烯共聚物的总重量计。
在一种实施方案中,该包含至少一个通过将马来酸酐接枝到聚丁二烯-苯乙烯共聚物上而获得的琥珀酸酐基团的接枝的聚丁二烯-苯乙烯共聚物优选具有
i)通过凝胶渗透色谱法测量的数均分子量Mn为1000-20000g/mol,优选1400-15000g/mol,更优选2000-10000g/mol,根据EN ISO16014-1:2019测量,或
ii)每个链的官能团数目为2-12个,优选2-9个,更优选2-6个,或
iii)酸酐当量为400-2200,优选500-2000,更优选550-1800,或
iv)1,2乙烯基含量为20-80%摩尔,优选20-40%摩尔,基于该接枝的聚丁二烯-苯乙烯共聚物的总重量计。
在一种实施方案中,该包含至少一个通过将马来酸酐接枝到聚丁二烯-苯乙烯共聚物上而获得的琥珀酸酐基团的接枝的聚丁二烯-苯乙烯共聚物优选具有
i)通过凝胶渗透色谱法测量的数均分子量Mn为1000-20000g/mol,优选1400-15000g/mol,更优选2000-10000g/mol,根据EN ISO 16014-1:2019测量,和
ii)每个链的官能团数目为2-12个,优选2-9个,更优选2-6个,和
iii)酸酐当量为400-2200,优选500-2000,更优选550-1800,和
iv)1,2乙烯基含量为20-80%摩尔,优选20-40%摩尔,基于该接枝的聚丁二烯-苯乙烯共聚物的总重量计。
额外地或替代地,该包含至少一个通过将马来酸酐接枝到聚丁二烯-苯乙烯共聚物上而获得的琥珀酸酐基团的接枝的聚丁二烯-苯乙烯共聚物具有在45℃下的Brookfield粘度为100000-200000cPs,优选150000-200000cPs。
在一种实施方案中,该包含至少一个通过将马来酸酐接枝到聚丁二烯-苯乙烯共聚物上而获得的琥珀酸酐基团的接枝的聚丁二烯-苯乙烯共聚物具有通过凝胶渗透色谱法测量的数均分子量Mn为2000-10000g/mol,每个链的官能团数目为2-6,酸酐当量为550-1800,并且在45℃下的Brookfield粘度为150000-200000cPs。
根据本发明的又另一种实施方案,该至少一种可交联化合物是含硫三烷氧基硅烷。
在一种实施方案中,该含硫三烷氧基硅烷优选从包括以下选项的组中、优选从由以下选项组成的组中选择:巯基丙基三甲氧基硅烷(MPTS),巯基丙基三乙氧基硅烷,双(三乙氧基甲硅烷基丙基)二硫化物(TESPD),双(三乙氧基甲硅烷基丙基)四硫化物(TESPT),3-氨基丙基三甲氧基硅烷(APTMS),3-氨基丙基三乙氧基硅烷及其混合物。
在一种实施方案中,该含硫三烷氧基硅烷优选为包含两个与多硫化物连接的三烷氧基甲硅烷基烷基基团的化合物。例如,该包含两个与多硫化物连接的三烷氧基甲硅烷基烷基基团的化合物选自双(三乙氧基甲硅烷基丙基)二硫化物(TESPD),双(三乙氧基甲硅烷基丙基)四硫化物(TESPT)及其混合物。优选地,该包含两个与多硫化物连接的三烷氧基甲硅烷基烷基基团的化合物是双(三乙氧基甲硅烷基丙基)四硫化物(TESPT)。
根据本发明的另一种实施方案,该表面处理剂是至少一种接枝的聚合物和/或其盐或反应产物,该接枝的聚合物包含至少一个通过将马来酸酐接枝到包含丁二烯单元和任选的苯乙烯单元的均聚物或共聚物上而获得的琥珀酸酐基团。
应理解,“至少一种接枝的聚合物”包含一种或多种接枝的聚合物,优选由一种或多种接枝的聚合物组成。例如,“至少一种接枝的聚合物”包含一种接枝的聚合物,优选由一种接枝的聚合物组成。替代地,“至少一种接枝的聚合物”包含两种或更多种(优选两种)接枝的聚合物,优选由两种或更多种(优选两种)接枝的聚合物组成。
优选地,“至少一种接枝的聚合物”包含一种接枝的聚合物和/或其盐或反应产物,优选由一种接枝的聚合物和/或其盐或反应产物组成,该接枝的聚合物包含至少一个通过将马来酸酐接枝到包含丁二烯单元和任选的苯乙烯单元的均聚物或共聚物上而获得的琥珀酸酐基团。
应理解,该至少一种接枝的聚合物包含至少一个通过将马来酸酐接枝到包含丁二烯单元和任选的苯乙烯单元的均聚物或共聚物和/或其盐或反应产物上而获得的琥珀酸酐基团。在本发明的含义中,术语“至少一个”通过将马来酸酐接枝到包含丁二烯单元和任选的苯乙烯单元的均聚物或共聚物和/或其盐或反应产物上而获得的琥珀酸酐基团是指该接枝的聚合物包含一个或多个通过将马来酸酐接枝到包含丁二烯单元和任选的苯乙烯单元的均聚物或共聚物和/或其盐或反应产物上而获得的琥珀酸酐基团,优选由一个或多个通过将马来酸酐接枝到包含丁二烯单元和任选的苯乙烯单元的均聚物或共聚物和/或其盐或反应产物上而获得的琥珀酸酐基团组成。
鉴于此,该至少一种接枝的聚合物优选包含一个或多个通过将马来酸酐接枝到均聚物或共聚物上而获得的琥珀酸酐基团。例如,该至少一种接枝的聚合物包含一个通过将马来酸酐接枝到均聚物或共聚物上而获得的琥珀酸酐基团。替代地,该至少一种接枝的聚合物包含两个或更多个通过将马来酸酐接枝到均聚物或共聚物上而获得的琥珀酸酐基团,例如2-12个、特别是2-9个、例如2-6个琥珀酸酐基团。
术语“接枝的”或“马来酸酐接枝的”是指在包含碳-碳双键的取代基R1和/或R2与马来酸酐的双键反应之后获得琥珀酸酐。因此,术语“接枝的均聚物”和“接枝的共聚物”是指相应的均聚物和共聚物,它们各自分别带有由碳-碳双键与马来酸酐的双键反应形成的琥珀酸酐结构部分。应理解,该至少一种接枝的聚合物或马来酸酐接枝的聚合物也可被称为“用马来酸酐官能化的聚合物如聚丁二烯”或者“加成马来酸酐的聚合物如聚丁二烯”。
应理解,该至少一个琥珀酸酐基团可以以盐的形式存在,优选以钠盐或钾盐的形式存在。
优选地,该至少一种接枝的聚合物的该一个或多个琥珀酸酐基团适合于与该含碳酸钙材料反应。
根据一种实施方案,该至少一种接枝的聚合物包含至少一个未取代的通过将马来酸酐接枝到包含丁二烯单元和/或其盐或反应产物和任选的苯乙烯单元的均聚物或共聚物上而获得的琥珀酸酐基团。术语“未取代的”通过将马来酸酐接枝到包含丁二烯单元和/或其盐或反应产物和任选的苯乙烯单元的均聚物或共聚物上而获得的琥珀酸酐基团是指该琥珀酸酐基团仅包含与均聚物或共聚物骨架连接的取代基。换言之,该琥珀酸酐基团不含与均聚物或共聚物骨架不连接的取代基。
也就是说,该至少一种接枝的聚合物优选是包含至少一个通过将马来酸酐接枝到聚丁二烯均聚物上而获得的琥珀酸酐基团的接枝的聚丁二烯均聚物,或者包含至少一个通过将马来酸酐接枝到聚丁二烯-苯乙烯共聚物上而获得的琥珀酸酐基团的接枝的聚丁二烯-苯乙烯共聚物。例如,该至少一种接枝的聚合物优选是包含至少一个未取代的通过将马来酸酐接枝到聚丁二烯均聚物上而获得的琥珀酸酐基团的接枝的聚丁二烯均聚物,或者包含至少一个未取代的通过将马来酸酐接枝到聚丁二烯-苯乙烯共聚物上而获得的琥珀酸酐基团的接枝的聚丁二烯-苯乙烯共聚物。更优选地,该至少一种接枝的聚合物是包含至少一个通过将马来酸酐接枝到聚丁二烯均聚物上而获得的琥珀酸酐基团的接枝的聚丁二烯均聚物。例如,该至少一种接枝的聚合物优选是包含至少一个未取代的通过将马来酸酐接枝到聚丁二烯均聚物上而获得的琥珀酸酐基团的接枝的聚丁二烯均聚物。
如果该至少一种接枝的聚合物是包含至少一个(优选未取代的)通过将马来酸酐接枝到聚丁二烯均聚物上而获得的琥珀酸酐基团的接枝的聚丁二烯均聚物,则该接枝的聚丁二烯均聚物优选具有
i)通过凝胶渗透色谱法测量的数均分子量Mn为1000-20000g/mol,优选1400-15000g/mol,更优选2000-10000g/mol,根据EN ISO 16014-1:2019测量,和/或
ii)每个链的官能团数目为2-12个,优选2-9个,更优选2-6个,和/或
iii)酸酐当量为400-2200,优选500-2000,更优选550-1800。
在一种实施方案中,该包含至少一个(优选未取代的)通过将马来酸酐接枝到聚丁二烯均聚物上而获得的琥珀酸酐基团的接枝的聚丁二烯均聚物优选具有
iv)通过凝胶渗透色谱法测量的数均分子量Mn为1000-20000g/mol,优选1400-15000g/mol,更优选2000-10000g/mol,根据EN ISO 16014-1:2019测量,或
v)每个链的官能团数目为2-12个,优选2-9个,更优选2-6个,或
vi)酸酐当量为400-2200,优选500-2000,更优选550-1800。
在一种优选实施方案中,该包含至少一个(优选未取代的)通过将马来酸酐接枝到聚丁二烯均聚物上而获得的琥珀酸酐基团的接枝的聚丁二烯均聚物优选具有
iv)通过凝胶渗透色谱法测量的数均分子量Mn为1000-20000g/mol,优选1400-15000g/mol,更优选2000-10000g/mol,根据EN ISO 16014-1:2019测量,和
v)每个链的官能团数目为2-12个,优选2-9个,更优选2-6个,和
vi)酸酐当量为400-2200,优选500-2000,更优选550-1800。
额外地或替代地,该包含至少一个通过将马来酸酐接枝到聚丁二烯均聚物上而获得的琥珀酸酐基团的接枝的聚丁二烯均聚物具有根据ASTM D974-14测量的酸值为10-300meq KOH/g接枝的聚丁二烯均聚物,优选20-200meq KOH/g,更优选30-150meq KOH/g。
在一种实施方案中,该包含至少一个(优选未取代的)通过将马来酸酐接枝到聚丁二烯均聚物上而获得的琥珀酸酐基团的接枝的聚丁二烯均聚物因此具有
i)通过凝胶渗透色谱法测量的数均分子量Mn为1000-20000g/mol,优选1400-15000g/mol,更优选2000-10000g/mol,根据EN ISO 16014-1:2019测量,和
ii)每个链的官能团数目为2-12个,优选2-9个,更优选2-6个,和
iii)酸酐当量为400-2200,优选500-2000,更优选550-1800,和
iv)根据ASTM D974-14测量的酸值为10-300meq KOH/g接枝的聚丁二烯均聚物,优选20-200meq KOH/g,更优选30-150meq KOH/g。
额外地或替代地,该包含至少一个(优选未取代的)通过将马来酸酐接枝到聚丁二烯均聚物上而获得的琥珀酸酐基团的接枝的聚丁二烯均聚物具有在25℃下的Brookfield粘度为3000-70000cPs,优选5000-50000cPs。替代地,该包含至少一个(优选未取代的)通过将马来酸酐接枝到聚丁二烯均聚物上而获得的琥珀酸酐基团的接枝的聚丁二烯均聚物具有在55℃下的Brookfield粘度为100000-170000cPs,优选120000-160000cPs。
在一种实施方案中,该包含至少一个(优选未取代的)通过将马来酸酐接枝到聚丁二烯均聚物上而获得的琥珀酸酐基团的接枝的聚丁二烯均聚物因此具有
i)通过凝胶渗透色谱法测量的数均分子量Mn为1000-20000g/mol,优选1400-15000g/mol,更优选2000-10000g/mol,根据EN ISO 16014-1:2019测量,和
ii)每个链的官能团数目为2-12个,优选2-9个,更优选2-6个,和
iii)酸酐当量为400-2200,优选500-2000,更优选550-1800,和
iv)根据ASTM D974-14测量的酸值为10-300meq KOH/g接枝的聚丁二烯均聚物,优选20-200meq KOH/g,更优选30-150meq KOH/g,和
v)在25℃下的Brookfield粘度为3000-70000cPs,优选5000-50000cPs。
术语“接枝的”是指在包含碳-碳双键的取代基R1和/或R2与马来酸酐的双键反应之后获得琥珀酸酐基团。
例如,该包含至少一个(优选未取代的)通过将马来酸酐接枝到聚丁二烯均聚物上而获得的琥珀酸酐基团的接枝的聚丁二烯均聚物可具有通过凝胶渗透色谱法测量的数均分子量Mn为1000-20000g/mol,优选1400-15000g/mol,更优选2000-10000g/mol,根据ASTMD974-14测量的酸值为20-200meq KOH/g接枝的聚丁二烯均聚物,优选30-150meq KOH/g。在另一种实施方案中,该包含至少一个(优选未取代的)通过将马来酸酐接枝到聚丁二烯均聚物上而获得的琥珀酸酐基团的接枝的聚丁二烯均聚物可具有通过凝胶渗透色谱法测量的数均分子量Mn为2000-5000g/mol,根据ASTM D974-14测量的酸值为30-100meq KOH/g。
在一种实施方案中,该包含至少一个(优选未取代的)通过将马来酸酐接枝到聚丁二烯均聚物上而获得的琥珀酸酐基团的接枝的聚丁二烯均聚物具有通过凝胶渗透色谱法测量的数均分子量Mn为2000-10000g/mol,优选2000-4500g/mol或4500-7000g/mol,每个链的官能团数目为2-6个,优选2-4个或4-6个,酸酐当量为550-1800,优选550-1000或1000-1800,以及在25℃下的Brookfield粘度为5000-50000cPs,优选5000-10000cPs或35000-50000cPs。
例如,该包含至少一个(优选未取代的)通过将马来酸酐接枝到聚丁二烯均聚物上而获得的琥珀酸酐基团的接枝的聚丁二烯均聚物具有通过凝胶渗透色谱法测量的数均分子量Mn为2000-4500g/mol,每个链的官能团数目为2-4个,酸酐当量为1000-1800,以及在25℃下的Brookfield粘度为5000-10000cPs。在一种替代实施方案中,该包含至少一个(优选未取代的)通过将马来酸酐接枝到聚丁二烯均聚物上而获得的琥珀酸酐基团的接枝的聚丁二烯均聚物具有通过凝胶渗透色谱法测量的数均分子量Mn为4500-7000g/mol,每个链的官能团数目为4-6个,酸酐当量为550-1000,以及在25℃下的Brookfield粘度为35000-50000cPs。在一种替代实施方案中,该包含至少一个(优选未取代的)通过将马来酸酐接枝到聚丁二烯均聚物上而获得的琥珀酸酐基团的接枝的聚丁二烯均聚物具有通过凝胶渗透色谱法测量的数均分子量Mn为2500-4500g/mol,每个链的官能团数目为2-4个,酸酐当量为550-1000,以及在55℃下的Brookfield粘度为120000-160000cPs。
额外地或替代地,该至少一种接枝的聚合物是接枝的聚丁二烯-苯乙烯共聚物,其包含至少一个(优选未取代的)通过将马来酸酐接枝到聚丁二烯-苯乙烯共聚物上而获得的琥珀酸酐基团并且具有
i)通过凝胶渗透色谱法测量的数均分子量Mn为1000-20000g/mol,优选1400-15000g/mol,更优选2000-10000g/mol,根据EN ISO 16014-1:2019测量,和/或
ii)每个链的官能团数目为2-12个,优选2-9个,更优选2-6个,和/或
iii)酸酐当量为400-2200,优选500-2000,更优选550-1800,和/或
iv)1,2乙烯基含量为20-80%摩尔,优选20-40%摩尔,基于该接枝的聚丁二烯-苯乙烯共聚物的总重量计。
在一种实施方案中,该包含至少一个(优选未取代的)通过将马来酸酐接枝到聚丁二烯-苯乙烯共聚物上而获得的琥珀酸酐基团的接枝的聚丁二烯-苯乙烯共聚物优选具有
i)通过凝胶渗透色谱法测量的数均分子量Mn为1000-20000g/mol,优选1400-15000g/mol,更优选2000-10000g/mol,根据EN ISO 16014-1:2019测量,或
ii)每个链的官能团数目为2-12个,优选2-9个,更优选2-6个,或
iii)酸酐当量为400-2200,优选500-2000,更优选550-1800,或
iv)1,2乙烯基含量为20-80%摩尔,优选20-40%摩尔,基于该接枝的聚丁二烯-苯乙烯共聚物的总重量计。
在一种实施方案中,该包含至少一个(优选未取代的)通过将马来酸酐接枝到聚丁二烯-苯乙烯共聚物上而获得的琥珀酸酐基团的接枝的聚丁二烯-苯乙烯共聚物优选具有
i)通过凝胶渗透色谱法测量的数均分子量Mn为1000-20000g/mol,优选1400-15000g/mol,更优选2000-10000g/mol,根据EN ISO 16014-1:2019测量,和
ii)每个链的官能团数目为2-12个,优选2-9个,更优选2-6个,和
iii)酸酐当量为400-2200,优选500-2000,更优选550-1800,和
iv)1,2乙烯基含量为20-80%摩尔,优选20-40%摩尔,基于该接枝的聚丁二烯-苯乙烯共聚物的总重量计。
额外地或替代地,该包含至少一个(优选未取代的)通过将马来酸酐接枝到聚丁二烯-苯乙烯共聚物上而获得的琥珀酸酐基团的接枝的聚丁二烯-苯乙烯共聚物具有在45℃下的Brookfield粘度为100000-200000cPs,优选150000-200000cPs。
在一种实施方案中,该包含至少一个(优选未取代的)通过将马来酸酐接枝到聚丁二烯-苯乙烯共聚物上而获得的琥珀酸酐基团的接枝的聚丁二烯-苯乙烯共聚物具有通过凝胶渗透色谱法测量的数均分子量Mn为2000-10000g/mol,每个链的官能团数目为2-6,酸酐当量为550-1800,并且在45℃下的Brookfield粘度为150000-200000cPs。
应理解,该处理层优选包含表面处理剂和/或其盐或反应产物,该表面处理剂选自至少一种单取代琥珀酸酐,该单取代琥珀酸酐由利用选自在取代基中的碳原子总量为至少C2至C30的线性、支化、脂族和环状基团的基团单取代的琥珀酸酐组成。
该经处理的沉淀碳酸钙在于如下优选形成:该沉淀碳酸钙与该表面处理剂接触以使得在该沉淀碳酸钙的表面上形成包含该表面处理剂和/或其盐或反应产物的处理层。
该表面处理剂的术语“反应产物”是指通过使该沉淀碳酸钙与该表面处理剂接触而获得的产物。所述反应产物在所施加的表面处理剂的至少一部分与位于该沉淀碳酸钙的表面处的反应性分子之间形成。因此,该反应产物包括该表面处理剂的盐和/或其他反应产物如水解产物和/或其盐。
该经处理的沉淀碳酸钙优选包含处理层,该处理层的量基于该经处理的沉淀碳酸钙的总重量计为0.1-3%重量,优选0.1-1.2%重量,和/或该处理层的量为0.2-5.0mg/m2的该沉淀碳酸钙的BET比表面积,优选0.5-3.0mg/m2的该沉淀碳酸钙的BET比表面积。
要指出,该经处理的沉淀碳酸钙典型地具有低于该(未经处理的)沉淀碳酸钙的残余总水分含量的残余总水分含量。
因此,该经处理的沉淀碳酸钙优选具有残余总水分含量≤0.3%重量,优选≤0.2%重量,最优选≤0.1%重量,基于该经处理的沉淀碳酸钙的总干重计。
额外地或替代地,该经处理的沉淀碳酸钙优选具有水分吸取敏感性≤6mg/g,优选≤3mg/g,更优选≤2mg/g,最优选≤1mg/g,例如≤0.8mg/g,基于该经处理的沉淀碳酸钙的总干重计。
在一种实施方案中,该经处理的沉淀碳酸钙优选具有
-残余总水分含量≤0.3%重量,优选≤0.2%重量,最优选≤0.1%重量,基于该经处理的沉淀碳酸钙的总干重计,或
-水分吸取敏感性≤6mg/g,优选≤3mg/g,更优选≤2mg/g,最优选≤1mg/g,例如≤0.8mg/g,基于该经处理的沉淀碳酸钙的总干重计。
替代地,该经处理的沉淀碳酸钙优选具有
-残余总水分含量≤0.3%重量,优选≤0.2%重量,最优选≤0.1%重量,基于该经处理的沉淀碳酸钙的总干重计,和
-水分吸取敏感性≤6mg/g,优选≤3mg/g,更优选≤2mg/g,最优选≤1mg/g,例如≤0.8mg/g,基于该经处理的沉淀碳酸钙的总干重计。
因此,该经处理的沉淀碳酸钙具有
-重量中值粒子尺寸d50≤60μm,优选≤20μm,更优选≤6μm,甚至更优选≤3μm,最优选≤2μm,和
-顶切粒子尺寸d98≤500μm,优选≤200μm,更优选≤20μm,甚至更优选≤10μm,最优选≤8μm,和
-残余总水分含量≤0.3%重量,优选≤0.2%重量,最优选≤0.1%重量,基于该沉淀碳酸钙的总干重计;和
-根据DIN EN 16640:2017确定的基于该沉淀碳酸钙中的总碳重量计的生物基碳含量为至少50%重量,优选至少60%重量,更优选至少65%重量,最优选至少70%重量。
在一种实施方案中,该经处理的沉淀碳酸钙具有
-重量中值粒子尺寸d50≤60μm,优选≤20μm,更优选≤6μm,甚至更优选≤3μm,最优选≤2μm,和
-顶切粒子尺寸d98≤500μm,优选≤200μm,更优选≤20μm,甚至更优选≤10μm,最优选≤8μm,和
-残余总水分含量≤0.3%重量,优选≤0.2%重量,最优选≤0.1%重量,基于该沉淀碳酸钙的总干重计;和
-根据DIN EN 16640:2017确定的基于该沉淀碳酸钙中的总碳重量计的生物基碳含量为至少50%重量,优选至少60%重量,更优选至少65%重量,最优选至少70%重量,和
-水分吸取敏感性≤6mg/g,优选≤3mg/g,更优选≤2mg/g,最优选≤1mg/g,例如≤0.8mg/g,基于该经处理的沉淀碳酸钙的总干重计。
在另一种实施方案中,该经处理的沉淀碳酸钙具有
-重量中值粒子尺寸d50≤60μm,优选≤20μm,更优选≤6μm,甚至更优选≤3μm,最优选≤2μm,和
-顶切粒子尺寸d98≤500μm,优选≤200μm,更优选≤20μm,甚至更优选≤10μm,最优选≤8μm,和
-残余总水分含量≤0.3%重量,优选≤0.2%重量,最优选≤0.1%重量,基于该沉淀碳酸钙的总干重计;和
-根据DIN EN 16640:2017确定的基于该沉淀碳酸钙中的总碳重量计的生物基碳含量为至少50%重量,优选至少60%重量,更优选至少65%重量,最优选至少70%重量,和
-水分吸取敏感性≤6mg/g,优选≤3mg/g,更优选≤2mg/g,最优选≤1mg/g,例如≤0.8mg/g,基于该经处理的沉淀碳酸钙的总干重计,和
-比表面积(BET)为1-50m2/g,优选2.5-15m2/g,最优选3-9m2/g,根据ISO 9277使用氮气和BET法测量。
用于制备该沉淀碳酸钙的方法
根据本发明的一个方面,本发明的该沉淀碳酸钙可通过包括以下步骤的方法获得:
a)提供沉淀碳酸钙,该沉淀碳酸钙具有根据DIN EN 16640:2017确定的基于该材料中的总碳重量计的生物基碳含量为至少50%重量,优选至少60%重量,更优选至少65%重量,最优选至少70%重量,以及
b)将步骤a)的沉淀碳酸钙研磨到
-重量中值粒子尺寸d50≤60μm,优选≤20μm,更优选≤6μm,甚至更优选≤3μm,最优选≤2μm,
-顶切粒子尺寸d98≤500μm,优选≤200μm,更优选≤20μm,甚至更优选≤10μm,最优选≤8μm。
优选地,该沉淀碳酸钙由水脱碳和/或水软化获得。
根据一种实施方案,步骤a)中提供的该含碳酸钙材料具有的重量中值粒子尺寸d50为200μm-3.0mm,优选300μm-1.6mm,更优选500μm-1.4mm,最优选800μm-1.2mm。
优选地,步骤a)中提供的沉淀碳酸钙为球形珠粒的形式。应理解,这样的球形珠粒优选由水脱碳和/或水软化通过沉淀和晶体生长到相应粒子尺寸而获得。由于步骤a)中提供的沉淀碳酸钙是由水脱碳和/或水软化获得的,因此步骤a)的沉淀碳酸钙可包含基于该沉淀碳酸钙的总重量计最高达5%重量的石英和/或研磨天然碳酸钙如白垩、石灰石和/或大理石。例如,步骤a)的沉淀碳酸钙可包含基于该沉淀碳酸钙的总重量计最高达5%重量的石英或研磨天然碳酸钙如白垩、石灰石和/或大理石。
应理解,研磨步骤b)可通过本领域中已知的任何研磨措施来进行。通常,该研磨步骤可例如在使得细化主要由使用辅助体冲击产生的条件下,用任何传统研磨装置进行,也即在以下的一种或多种中进行:球磨机、棒磨机、振动研磨机、轧碎机、离心冲击研磨机、立式珠磨机、磨碎机、销棒粉碎机、锤磨机、粉磨机、撕碎机、去块机、切割机(knife cutter)或本领域技术人员已知的其它此类设备。此外,研磨步骤b)可通过干研磨或湿研磨来进行。
优选地,研磨步骤b)通过湿研磨来进行。因此,步骤a)的该沉淀碳酸钙优选以水性悬浮液的形式提供。
经历步骤b)的水性悬浮液可具有适合进行湿研磨的任何固体含量。但是,为了获得本发明的沉淀碳酸钙,特别有利的是经历步骤b)的水性悬浮液具有相对低的固体含量。因此优选地,经历步骤b)的水性悬浮液具有的固体含量为1-30%重量,优选2-25%重量,基于该水性悬浮液的总重量计。
在本发明方法的含义中的术语“湿研磨”是指在水存在下粉碎(例如在球磨机、半自磨机或自磨机中)固体材料(例如矿物来源的固体材料),这意味着所述材料是水性浆料或悬浮液的形式。
出于本发明的目的,可以使用本领域已知的任何合适的磨机。然而,所述湿研磨步骤优选在球磨机中进行。应指出,步骤b)在至少一个湿研磨步骤中进行,即还可以使用一系列研磨单元,所述研磨单元例如可选自球磨机、半自磨机或自磨机。优选地,步骤b)在一个湿研磨步骤中进行。
应理解,湿研磨步骤b)可在室温或升高的温度下进行。例如可能的是,当开始步骤b)时的水性悬浮液的温度约为室温,而温度可上升直到湿研磨步骤b)结束。也就是说,优选地,湿研磨步骤b)期间的温度不被调节到特定的温度。
替代地,通过冷却水性悬浮液将湿研磨步骤b)期间的温度保持在特定的温度。
出于本发明方法的目的,湿研磨步骤b)优选在2-90℃的温度下进行。根据另一种实施方案,湿研磨步骤b)中的温度为2-80℃,优选2-70℃,最优选2-60℃。
如果研磨步骤b)在不存在分散剂的情况下进行,则对于获得≤0.5%重量的残余总水分含量来说是进一步有利的。为了获得≤0.5%重量的残余总水分含量,如果研磨步骤b)在不存在分散剂的情况下通过湿研磨进行是特别优选的。更优选地,研磨步骤b)在不存在分散剂的情况下通过在基于该水性悬浮液的总重量计为1-30%重量、优选2-25%重量的固体含量下的湿研磨来进行。还有利的是使研磨步骤b)之后获得的沉淀碳酸钙进行脱水步骤,以进一步降低水分含量。因此,该用于制备沉淀碳酸钙的方法优选包括在研磨步骤b)之后干燥沉淀碳酸钙的步骤d)。
出于完整性考虑,优选地,用于制备该沉淀碳酸钙的整个方法在不存在分散剂的情况下进行。因此,该沉淀碳酸钙不含分散剂。
应理解,在研磨步骤b)之后获得的沉淀碳酸钙具有
-重量中值粒子尺寸d50≤60μm,
-顶切粒子尺寸d98≤500μm,并且
-残余总水分含量≤0.5%重量,基于该沉淀碳酸钙的总干重计。
关于该沉淀碳酸钙的定义及其优选实施方案,可参考以上在讨论本发明的沉淀碳酸钙的技术细节时提供的陈述。
如上所述,该沉淀碳酸钙可以是经处理的沉淀碳酸钙。
在这种实施方案中,该方法进一步包括步骤c),其中该沉淀碳酸钙在一个或多个步骤中与表面处理剂在混合下接触,使得在该沉淀碳酸钙的表面上形成包含该表面处理剂和/或其盐或反应产物的处理层。
应理解,在该沉淀碳酸钙的表面上的处理层通过使含碳酸钙或碳酸镁的材料与另外的表面处理剂接触来形成。该沉淀碳酸钙与该表面处理剂接触的量为0.1-10mg/m2该沉淀碳酸钙表面,优选0.1-8mg/m2,更优选0.11-3mg/m2,最优选0.2-3mg/m2。也就是说,化学反应可在该沉淀碳酸钙与该表面处理剂之间发生。换言之,该处理层可包含表面处理剂和/或其盐或反应产物。
填料如沉淀碳酸钙的表面处理方法是本领域技术人员已知的,并且被描述于例如EP3192837A1、EP2770017A1和WO2016023937中。
应理解,步骤c)中的沉淀碳酸钙优选以干燥形式提供。额外地或替代地,步骤c)中的表面处理剂优选以干燥方式提供。优选地,步骤c)中的沉淀碳酸钙以干燥形式提供,且步骤c)中的表面处理剂以干燥形式提供。在一种优选实施方案中,该经处理的沉淀碳酸钙因此在干工艺步骤中制备。关于该工艺,要指出,“干燥形式”是指在不使用溶剂如水的情况下提供步骤c)中的沉淀碳酸钙和/或步骤c)中的表面处理剂。
应理解,调节任选步骤c)中的温度,以使得该表面处理剂处于液态或熔融状态,但不使该表面处理剂热分解。通常,步骤c)在比该表面处理剂的熔点高至少2℃、优选5℃的温度下进行。
额外地或替代地,步骤c)在50-130℃、优选60-120℃、例如80-120℃的温度下进行。
在一种实施方案中,步骤c)在比该表面处理剂的熔点高至少2℃、优选5℃的温度下并且在50-130℃、优选60-120℃、例如80-120℃的温度下进行。
步骤c)在混合下进行。应理解,该混合可通过本领域技术人员已知的导致获得均匀组合物的任何方法或任何容器中进行。例如,步骤c)在高速混合器或销棒粉碎机中进行。
因此,本发明的经处理的沉淀碳酸钙能够通过包括以下步骤的方法获得:
a)提供沉淀碳酸钙,该沉淀碳酸钙具有根据DIN EN 16640:2017确定的基于该材料中的总碳重量计的生物基碳含量为至少50%重量,优选至少60%重量,更优选至少65%重量,最优选至少70%重量,以及
b)将步骤a)的沉淀碳酸钙研磨到
-重量中值粒子尺寸d50≤60μm,优选≤20μm,更优选≤6μm,甚至更优选≤3μm,最优选≤2μm,
-顶切粒子尺寸d98≤500μm,优选≤200μm,更优选≤20μm,甚至更优选≤10μm,最优选≤8μm,并且
c)使步骤b)中获得的沉淀碳酸钙在一个或多个步骤中与表面处理剂在混合下接触,使得在该沉淀碳酸钙的表面上形成包含该表面处理剂和/或其盐或反应产物的处理层。
关于该经处理的沉淀碳酸钙的定义及其优选实施方案,可参考以上在讨论本发明的沉淀碳酸钙的技术细节时提供的陈述。
应理解,该用于制备沉淀碳酸钙的方法可包括另外的步骤。例如,该用于制备沉淀碳酸钙的方法进一步包括步骤d):在研磨步骤b)之前和/或之后以及任选地在表面处理步骤c)之前干燥该沉淀碳酸钙。
在一种实施方案中,该用于制备沉淀碳酸钙的方法进一步包括步骤d):在研磨步骤b)之前或之后干燥该沉淀碳酸钙。如果本发明方法包括表面处理沉淀碳酸钙的步骤c),则干燥步骤d)优选在表面处理步骤c)之前进行。在表面处理步骤c)之前进行的这种干燥步骤d)是特别有利的,因为步骤c)优选在不存在溶剂的情况下进行。
在另一种实施方案中,该用于制备沉淀碳酸钙的方法进一步包括在研磨步骤b)之前和之后干燥该沉淀碳酸钙的步骤d)。
例如,步骤d)中的干燥通过如下方式实现:增浓(up-concentration)或脱水以实现比步骤b)更高的固体含量,并且步骤d)中实现的固体含量基于该水性悬浮液的总重量计为至少99%重量,优选至少99.5%重量。
步骤d)中的干燥通过本领域技术人员已知的方式进行,例如通过机械和/或热增浓或脱水和/或其组合进行。
机械增浓或脱水可通过离心或压滤进行。热增浓或脱水可通过诸如通过加热或闪蒸冷却或通过喷雾干燥蒸发溶剂的方法来进行。
优选地,步骤d)中的干燥通过热增浓如喷雾干燥来进行。在一种实施方案中,热增浓与真空结合进行。
在一种实施方案中,进行步骤d)中的干燥以实现比步骤b)更高的固体含量,并且步骤d)中实现的固体含量基于该沉淀碳酸钙的总重量计为至少99.7%重量,优选至少99.8%重量,最优选至少99.9%重量。优选地,该沉淀碳酸钙因此是干燥的沉淀碳酸钙。
应理解,步骤d)中的干燥在不降低该沉淀碳酸钙的粒子尺寸的情况下进行。
额外地或替代地,该用于制备沉淀碳酸钙的方法进一步包括在研磨步骤b)之前干研磨和/或湿研磨该沉淀碳酸钙的步骤e)。优选地,该用于制备沉淀碳酸钙的方法进一步包括在研磨步骤b)之前干研磨或湿研磨该沉淀碳酸钙的步骤e)。更优选地,该用于制备沉淀碳酸钙的方法进一步包括在研磨步骤b)之前干研磨该沉淀碳酸钙的步骤e)。
应理解,这样的研磨步骤e)优选进行为将步骤a)中提供的沉淀碳酸钙研磨至重量中值粒子尺寸d50≤100μm、优选≤10μm。
通常,研磨步骤e)可例如在使得细化主要由使用辅助体冲击产生的条件下,通过本领域中已知的任何研磨措施和研磨装置来进行,也即在以下的一种或多种中进行:球磨机、棒磨机、振动研磨机、轧碎机、离心冲击研磨机、立式珠磨机、磨碎机、销棒粉碎机、锤磨机、粉磨机、撕碎机、去块机、切割机或本领域技术人员已知的其它此类设备。优选地,研磨步骤e)在球磨机中进行,更优选地在不使用干研磨助剂的情况下在球磨机中进行。
如果该用于制备沉淀碳酸钙的方法包括研磨步骤e),则应理解,由研磨步骤e)得到的产物被用作后续研磨步骤b)的进料。在这种实施方案中,特别优选将由研磨步骤e)得到的产物用作通过湿研磨进行的后续研磨步骤b)的进料。
关于该研磨及其优选实施方案,可参考以上在讨论本发明的工艺步骤b)时提供的陈述。
制品、其制备及用途
本发明的另一方面涉及包含聚合物树脂和如本文所定义的沉淀碳酸钙的聚合物配制剂,其中该沉淀碳酸钙被分散在该聚合物树脂中。
关于该沉淀碳酸钙的定义及其优选实施方案,可参考以上在讨论本发明的沉淀碳酸钙的技术细节时提供的陈述。
该聚合物配制剂优选包含基于该配制剂的总重量计为3-85%重量、优选3-82%重量的量的该沉淀碳酸钙。
应指出,该聚合物树脂可以是一种类型的聚合物树脂。替代地,该聚合物树脂可以是两种或更多种类型的聚合物树脂的混合物。例如,该聚合物树脂可以是两种或三种类型的聚合物树脂的混合物,如两种类型的聚合物树脂的混合物。
在本发明的一种实施方案中,该聚合物树脂包含一种类型的聚合物树脂,优选由一种类型的聚合物树脂组成。
该聚合物树脂优选选自聚酯、聚烯烃、聚酰胺及其混合物。
例如,该聚合物树脂从包括以下选项的组中、例如从由以下选项组成的组中选择:聚乙烯,聚丙烯,聚乳酸,聚乳酸基聚合物,聚羟基烷酸酯(PHA)如聚羟基丁酸酯(PHB),聚-3-羟基丁酸酯(P3HB),聚3-羟基丁酸酯-共聚-3-羟基己酸酯(PHBH),聚羟基戊酸酯,聚羟基丁酸酯-聚羟基戊酸酯共聚物,聚(3-羟基丁酸酯-共聚-3-羟基戊酸酯)(PHBV);聚对苯二甲酸-己二酸丁二酯(PBAT),聚葡糖酸酯,聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET),聚碳酸酯(PC),聚(二氧杂环己酮),聚琥珀酸丁二醇酯(PBS),聚己内酯(PCL),聚己内酯-聚(乙二醇)共聚物,聚己内酯-聚乳酸共聚物,聚乙烯醇(PVA),聚(琥珀酸乙二醇酯)(PES),聚(琥珀酸丙二醇酯)(PPS),以及其混合物,
优选地,该聚合物树脂是聚酯,更优选地,该聚合物树脂从包括以下选项的组中,例如从由以下选项组成的组中选择:聚乳酸,聚乳酸基聚合物,聚羟基烷酸酯(PHA),聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET),聚琥珀酸丁二醇酯(PBS),聚己内酯(PCL),聚对苯二甲酸-己二酸丁二酯(PBAT),以及其混合物。
更优选地,该聚合物树脂从包括以下选项的组中,例如从由以下选项组成的组中选择:聚乳酸,聚乳酸基聚合物,聚羟基烷酸酯(PHA),聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET),以及其混合物。
替代地,该聚合物树脂是弹性体树脂。
优选地,该聚合物树脂是弹性体树脂,选自天然或合成橡胶,更优选选自丙烯酸类橡胶,丁二烯橡胶,丙烯腈-丁二烯橡胶,表氯醇橡胶,异戊二烯橡胶,乙烯-丙烯橡胶,乙烯-丙烯-二烯单体橡胶,丁腈橡胶,丁基橡胶,苯乙烯-丁二烯橡胶,聚异戊二烯,氢化丁腈橡胶,羧化丁腈橡胶,氯丁二烯橡胶,异戊二烯-异丁烯橡胶,氯-异丁烯-异戊二烯橡胶,溴化异丁烯-异戊二烯橡胶,有机硅橡胶,氟碳橡胶,聚氨酯橡胶,聚硫橡胶,热塑性橡胶,热塑性淀粉(TPS),以及其混合物。
这种聚合物树脂是众所周知的,不需要在本文中进行更详细的描述。
为了提高生物基碳含量,优选地,该聚合物树脂是生物基聚合物树脂,例如部分或完全生物基聚合物树脂,其中单体衍生自可再生生物质源。应理解,该生物基聚合物是具有基于该聚合物树脂的总重量计大于20%重量的生物基碳含量的聚合物。优选地,该生物基聚合物是具有基于该聚合物树脂的总重量计大于40%重量、更优选大于50%重量、最优选大于80%重量的生物基碳含量的聚合物。
例如,该聚合物树脂是生物基聚烯烃、热塑性淀粉或聚酯树脂。因此,该聚合物树脂优选为生物基聚酯树脂,其从包括以下选项的组中,例如从由以下选项组成的组中选择:聚乳酸,聚乳酸基聚合物,聚羟基烷酸酯(PHA),聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET),聚琥珀酸丁二醇酯(PBS),聚己内酯(PCL),聚对苯二甲酸-己二酸丁二酯(PBAT),以及其混合物,生物基热塑性淀粉(TPS)或生物基聚乙烯(PE),聚丙烯(PP),以及其混合物。更优选地,该聚合物树脂是生物基聚酯树脂或生物基聚酯树脂的混合物。
在一种实施方案中,该生物基聚酯树脂从包括以下选项的组中,例如从由以下选项组成的组中选择:聚乳酸,聚乳酸基聚合物,以及其混合物。优选地,本发明的生物基聚酯树脂是聚乳酸。
聚乳酸可以以公知的方式制备,并且可从不同的制造商如Cereplast Inc、MitsuiChemicals Inc、Gehr GmbH或NatureWorks以及许多其他制造商处商购。
本发明中使用的生物基聚合物树脂的分子量没有特别限制。然而,通过凝胶渗透色谱法测量的数均分子量Mn为5000-200000g/mol,优选10000-100000g/mol,更优选15000-80000g/mol。如果该数均分子量小于上述范围,则该聚合物配制剂的机械强度(拉伸强度、冲击强度)太低。另一方面,如果该数均分子量大于上述范围,则熔体粘度可能太高而无法进行加工。
适用于本聚合物配制剂的聚乳酸基树脂的实例包括乳酸的共聚物和聚乳酸的共混物。
如果该聚乳酸基树脂是共聚物,则该聚乳酸基树脂可包含除乳酸之外的另外的共聚物组分。该另外的共聚物组分的实例包括羟基丁酸,3-羟基丁酸,羟基戊酸,3-羟基戊酸和柠檬酸。
该聚合物配制剂可进一步包含添加剂,例如着色颜料,纤维,例如纤维素,玻璃或木纤维,染料,蜡,润滑剂,氧化-和/或UV-稳定剂,抗氧化剂和其他填料,例如炭黑,TiO2,云母,粘土,沉淀二氧化硅,滑石或煅烧高岭土。
根据一种实施方案,该聚合物配制剂可包含不同于本发明的沉淀碳酸钙的填料,优选地,该其他填料选自炭黑,二氧化硅,研磨天然碳酸钙,沉淀碳酸钙,纳米填料,石墨,粘土,滑石,硅藻土,硫酸钡,二氧化钛,硅灰石,以及其混合物。优选地,该聚合物配制剂包括另一种填料,例如炭黑,TiO2,云母,粘土,沉淀二氧化硅,滑石或煅烧高岭土。
如果该聚合物配制剂包含不同于本发明的沉淀碳酸钙的填料,则应理解,本发明的沉淀碳酸钙是主要填料。也就是说,该沉淀碳酸钙的量超过不同于该沉淀碳酸钙的填料的量。应理解,本发明还涉及由本文定义的聚合物配制剂形成的制品。
关于该聚合物配制剂的定义及其优选实施方案,可参考以上在讨论本发明的聚合物配制剂的技术细节时提供的陈述。
该制品优选选自卫生产品、医疗和保健产品、过滤产品、土工织物产品、农业和园艺产品、服装、鞋类和行李产品、家用和工业产品、包装产品、构造产品、汽车部件、瓶子、杯子、袋子、吸管、地板产品等。
该制品可通过本领域技术人员已知的任何方法制备。一种制备该制品的合适方法包括以下步骤:
a)提供聚合物树脂,
b)提供如本文定义的沉淀碳酸钙作为填料,
c)任选地,提供另外的添加剂,例如着色颜料,纤维,例如纤维素,玻璃或木纤维,染料,蜡,润滑剂,氧化-和/或UV-稳定剂,抗氧化剂和其他填料,例如炭黑,TiO2,云母,粘土,沉淀二氧化硅,滑石或煅烧高岭土,
d)以任意顺序使步骤a)、步骤b)和任选步骤c)的组分接触,以形成聚合物配制剂,以及
e)使步骤d)的聚合物配制剂成形,以使得获得制品。
在一种实施方案中,该制品进一步包含添加剂。该方法因此包括以下步骤:
a)提供聚合物树脂,
b)提供如本文定义的沉淀碳酸钙作为填料,
c)提供另外的添加剂,例如着色颜料,纤维,例如纤维素,玻璃或木纤维,染料,蜡,润滑剂,氧化-和/或UV-稳定剂,抗氧化剂和其他填料,例如炭黑,TiO2,云母,粘土,沉淀二氧化硅,滑石或煅烧高岭土,
d)以任意顺序使步骤a)、步骤b)和步骤c)的组分接触,以形成聚合物配制剂,以及
e)使步骤d)的聚合物配制剂成形,以使得获得制品。
根据本发明方法的步骤d),步骤a)和步骤b)的组分以任意顺序接触。优选地,该接触通过混合各组分以形成聚合物配制剂来进行。在接触步骤d)期间,任选地,一种或多种添加剂和其他填料可被添加到聚合物配制剂中。
优选地,在接触步骤d)中,步骤b)的沉淀碳酸钙在一个或多个步骤中首先与步骤a)的聚合物树脂并且如果存在的话在接下来的步骤中与添加剂和其他填料在混合下接触。
因此,在该沉淀碳酸钙在一个或多个步骤中与步骤a)的聚合物树脂在混合下接触之前或之后,优选之后,如果存在的话的步骤c)的另外的添加剂在一个或多个步骤中与该沉淀碳酸钙在混合下接触。
应理解,任选步骤c)的另外的添加剂可在一个或多个步骤中与步骤a)和步骤b)的组分接触。例如,任选步骤c)的另外的添加剂可在多个步骤中与步骤a)和步骤b)的组分接触。
接触步骤d)可通过本领域技术人员已知的任何措施来进行,包括但不限于共混、挤出、捏合和高速混合。
优选地,接触步骤d)在内部混合器和/或外部混合器中进行,其中外部混合器优选是圆筒混合器。应理解,步骤d)优选在比该聚酯树脂的熔点高至少2℃、优选至少5℃、最优选至少10℃的温度下进行。例如,步骤d)在比该聚酯树脂的熔点高2℃-30℃、优选5℃-25℃、最优选10℃-20℃的温度下进行。
在步骤d)中获得的混合物在步骤e)中被成形为制品。该成形可以通过本领域技术人员已知的导致获得聚合物制品的任何方法来进行。这些方法包括但不限于挤出工艺、共挤出工艺、挤出涂覆工艺、层压工艺、注塑工艺、压塑工艺、熔喷工艺、纺粘工艺、短纤维生产工艺、吹塑工艺和热成形工艺。
优选地,接触步骤d)在成形步骤e)期间进行。
应理解,该方法可包括进一步的步骤,例如将制品加工成任何期望的形状。这样的加工步骤是本领域技术人员公知的,并且可例如通过例如拉伸膜使制品成形来进行。
在另一方面中,本发明涉及如本文所定义的沉淀碳酸钙在包含聚合物树脂的聚合物配制剂中的用途,优选地,该聚合物树脂选自聚酯,聚烯烃,聚酰胺及其混合物,更优选聚乙烯,聚丙烯,聚乳酸,聚乳酸基聚合物,聚羟基烷酸酯(PHA)如聚羟基丁酸酯(PHB),聚-3-羟基丁酸酯(P3HB),聚3-羟基丁酸酯-共聚-3-羟基己酸酯(PHBH),聚羟基戊酸酯,聚羟基丁酸酯-聚羟基戊酸酯共聚物,聚(3-羟基丁酸酯-共聚-3-羟基戊酸酯)(PHBV);聚对苯二甲酸-己二酸丁二酯(PBAT),聚葡糖酸酯,聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET),聚碳酸酯(PC),聚(二氧杂环己酮),聚琥珀酸丁二醇酯(PBS),聚己内酯(PCL),聚己内酯-聚(乙二醇)共聚物,聚己内酯-聚乳酸共聚物,聚乙烯醇(PVA),聚(琥珀酸乙二醇酯)(PES),聚(琥珀酸丙二醇酯)(PPS),以及其混合物,最优选聚乳酸,聚乳酸基聚合物,聚羟基烷酸酯(PHA),聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET),以及其混合物,或者该聚合物树脂是弹性体树脂,优选如下的弹性体树脂:该弹性体树脂选自天然或合成橡胶,更优选选自丙烯酸类橡胶,丁二烯橡胶,丙烯腈-丁二烯橡胶,表氯醇橡胶,异戊二烯橡胶,乙烯-丙烯橡胶,乙烯-丙烯-二烯单体橡胶,丁腈橡胶,丁基橡胶,苯乙烯-丁二烯橡胶,聚异戊二烯,氢化丁腈橡胶,羧化丁腈橡胶,氯丁二烯橡胶,异戊二烯-异丁烯橡胶,氯-异丁烯-异戊二烯橡胶,溴化异丁烯-异戊二烯橡胶,有机硅橡胶,氟碳橡胶,聚氨酯橡胶,聚硫橡胶,热塑性橡胶,热塑性淀粉(TPS)以及其混合物。
关于该沉淀碳酸钙、该聚合物配制剂的定义及其优选实施方案,可参考以上在讨论本发明的沉淀碳酸钙和聚合物配制剂的技术细节时提供的陈述。
具体实施方式
基于旨在说明本发明的某些实施方案且并非限制性的以下实施例将会更好地理解本发明的范围和益处。
实施例
I.分析方法
材料的BET比表面积
在本文件通篇中,矿物填料的比表面积(计为m2/g)使用BET方法(使用氮气作为吸附气体)来确定,这对于本领域技术人员来说是众所周知的(ISO9277:2010)。然后通过将该比表面积与处理前矿物填料的质量(计为g)相乘获得矿物填料的总表面积(计为m2)。
颗粒状材料的粒子尺寸分布(直径<X的粒子的质量%)和重量中值直径(d50)
如本文所用且如本领域中通常所定义,“d50”值是基于使用MicromeriticsInstrument Corporation的SedigraphTM 5120进行的测量来确定的,并且被定义为下述这样的尺寸:在该尺寸下粒子质量的50%(中值点)由直径等于指定值的粒子所占据。
方法及仪器为本领域技术人员所知且通常用于确定填料和颜料的颗粒尺寸。在0.1%重量Na4P2O7的水溶液中进行测量。使用高速搅拌器和超声波将样品分散。
水分吸取敏感性
在本文中所指的材料的水分吸取敏感性在+23℃(±2℃)温度下分别暴露于10%和85%相对湿度的气氛2.5小时之后来确定,以mg水分/g表示。测量在Gintronic的GraviTest 6300设备中进行。为此目的,样品首先在10%相对湿度的气氛中保持2.5小时,然后将该气氛变为85%相对湿度,在此相对湿度下将样品保持另外2.5小时。在10%和85%相对湿度之间的重量增加被用来计算以mg水分/g样品表示的水分吸取。
表面处理层的量
沉淀碳酸钙上的至少一种疏水剂的量理论上由未经处理的沉淀碳酸钙的BET值和用于表面处理的至少一种疏水剂的量来计算。
经表面处理的沉淀碳酸钙中的至少一种疏水剂的量通过热重分析(TGA)确定。TGA使用Mettler Toledo TGA/DSC3+来进行,基于900μL坩埚中的250±50mg的样品,扫描温度为25至400℃,速率为20℃/分钟,空气流量为80ml/min。根据热重分析(TGA)曲线上读取的在一定温度范围内的样品的质量%损失来表征与沉淀碳酸钙相关并在25-280℃或25-400℃的温度范围内演变的总挥发物。该沉淀碳酸钙的可及表面积上的至少一种疏水剂的总重量通过热重分析,通过105℃-400℃之间的质量损失来确定,从而将获得的105℃-400℃之间的质量损失值减去未经表面处理的沉淀碳酸钙的质量损失(105-400℃)进行校正。
总残余水分含量
残余总水分含量通过热重分析(TGA)确定。用于通过TGA测量总残余水分含量的设备是Mettler-Toledo TGA/DSC1(TGA 1STARe系统),使用的坩埚是900μl氧化铝。该方法在于在空气(80mL/min)下的多个加热步骤。第一步是以20℃/分钟的加热速率从25℃加热到105℃(步骤1),然后将温度保持在105℃下10分钟(步骤2),然后以20℃/分钟的加热速率从105℃继续加热到400℃(步骤3)。然后将温度保持在400℃下10分钟(步骤4),最后以20℃/分钟的加热速率从400℃继续加热至600℃(步骤5)。残余总水分含量是步骤1和2之后的累积重量损失。
替代地,残余总水分含量通过Karl-Fischer库仑法来确定。用于通过Karl-Fischer库仑法测量总残余水分含量的设备是Karl-Fisher库仑计(C30烘箱:MettlerToledo Stromboli,Mettler Toledo,瑞士),在220℃下在氮气下(流量80ml/分钟,加热时间10分钟)。使用HYDRANAL-Water Standard KF-Oven(Sigma-Adrich,德国)(在220℃测量)检查结果的准确度。
X-射线衍射(XRD)
使用可旋转PMMA支撑环在样品上进行XRD实验。使用Bruker D8Advance粉末衍射仪遵守布拉格定律(Bragg's law)分析样品。此衍射仪由2.2kW X射线管、样品固持器、测角计和-1检测器构成。在所有实验中均采用镍过滤的Cu Kα辐射。特征分布(profiles)为在中使用每分钟0.7°的扫描速度自动记录的图表。使用DIFFRACsuite软件包EVA和SEARCH,基于ICDD PDF 2数据库的参考图,所得粉末衍射图可容易地通过矿物含量分类。衍射数据的定量分析指的是确定多相样品中不同相的量,且已使用DIFFRACsuite软件包TOPAS进行。详细地,定量分析允许使用来自实验数据本身的可量化数字精度来测定结构特性和相比例。这涉及全衍射图的模型化(Rietveld方案),使得计算的图复制实验所得。Rietveld法需要图案中所感兴趣的所有相的大致晶体结构的知识。然而,整个图案而非少数选定线的使用产生远好于任何单峰强度基方法的准确度和精度。
颜料白度R457和亮度Ry
颜料白度R457和亮度Ry根据ISO 2469:1994(DIN 53145-1:2000和DIN 53146:2000)使用Datacolor ELREPHO(Datacolor AG,瑞士)在片剂(在Omyapress 2000上制备,压力=4巴,15秒)上测量。
CIELAB坐标
CIELAB L*、a*、b*坐标根据EN ISO 11664-4使用Datacolor ELREPHO(Datacolor AG,瑞士)测量并且硫酸钡作为内标。
黄色指数
CIE坐标使用Datacolor ELREPHO(Datacolor AG,瑞士)测量。黄色指数(=YI)通过下式计算:
YI=100*(Rx-Rz)/Ry)。
熔体流动速率
熔体流动指数根据ISO 1133-1:2011在配备有软件Ceast View 6.154C的CEAST仪器上测量。模具的长度为8mm,其直径为2.095mm。测量在210℃下进行,无载荷预热300s,然后使用2.16kg的标称载荷,并沿20mm测量熔体流动。
毛细管流变性
粘度在CEAST SR20毛细管流变仪上测量,该流变仪配备有20kN的槽(cell)、100MPa压力传感器和毛细管。测量在265℃下进行,无载荷预热600s,然后以500s-1的剪切速率进行60s的测量。在测量前对丸粒进行干燥。
拉伸性能
拉伸性能根据ISO 527-1:2012类型BA(1:2)在Zwick Roell的Allround Z020牵引装置上测量。在0.1MPa的初始载荷下进行测量。为了测量E-模量,使用1mm/min的速度,然后将其增加到100mm/min。在标准条件下获得断裂拉伸应变。所有测量都是在制备后在类似条件下储存的样品上进行的。
冲击性能
冲击性能根据ISO 179-1eA:2010-11在Zwick Roell的HIT5.5P装置上测量。对于PLA配制剂,用0.5J的锤子对V-切口样品进行测量。所有测量都是在制备后在类似条件下储存的样品上进行的。
水蒸气透过率(WVTR)
根据ASTM E398,使用Lyssy L80-5000(PBIDansensor A/S,丹麦)测量装置来测量透气膜的WVTR值。
过滤压力测试
进行过滤压力测试以确定分散质量。过滤压力测试在商业上可获得的CollinPressure Filter Test Teach-Line FT-E20T-IS上进行。使用14μm的30型过滤器(GKDGebr.Kufferath AG,Düren,德国),针对每种相应的聚合物组合物(每200g最终样品为16g有效碳酸钙,稀释剂:LLDPE Exxon Mobil LL 1001VX),根据欧洲标准EN 13900-5实施测试方法,其中不使用熔体泵,挤出机保持在100rpm,并且其中熔体温度为225-230℃(温度设置:190℃/210℃/230℃/230℃)。
静水压测试
根据等同于AATCC测试方法127-2013、WSP 80.6和ISO 811的操作程序进行静水压测试。安装膜样品(测试面积=10cm2),以在测试头储器上形成盖子。将该膜样品置于标准化的水压下,以恒定的速率增加,直到膜的外表面出现泄漏,或者由于膜破裂而发生水爆裂(压力速率梯度=100毫巴/分钟)。当膜样品的三个独立区域出现泄漏的第一个迹象时或发生爆裂时,水压测量为静水压头高度。压头高度结果以样品上的厘米或毫巴水压记录。值越高,表明抗水渗透性越大。使用TEXTEST FX-3000Hydrostatic Head Tester(瑞士TextestAG)进行静水压测量。
Aquatrac水分(Moisture Aquatrac)
使用Brabender Aquatrac-3E设备在190℃下测定丸粒的水分。在Aquatrac中进行测量之前,聚合物丸粒在Motan干燥空气干燥器MDE 40中在80℃下预调理4小时。Aquatrac设备测量由丸粒的蒸发水与氢化钙试剂反应产生的压力。利用由此产生的压力,该设备将计算水分。对于该测量来说,遵循手册中给出的操作程序。
氧化诱导时间(OIT)
氧化诱导时间在Mettler Toledo的DSC3+上测量,温度为220℃,氧气流量为50mL/min,持续60分钟。
II.材料
a.处理剂
表面处理剂1
表面处理剂1是单取代的烯基琥珀酸酐(2,5-呋喃二酮,二氢-,单-C15-20-烯基衍生物,CAS号68784-12-3),其是主要支化的十八烯基琥珀酸酐(CAS#28777-98-2)和主要支化的十六烯基琥珀酸酐(CAS#32072-96-1)的共混物。共混物中超过80%是支化的十八烯基琥珀酸酐。共混物的纯度为>95%重量。残余烯烃含量低于3%重量。
表面处理剂2
表面处理剂2是硬脂酸和棕榈酸的40:60混合物。
b.矿物粉末
对比实施例:
碳酸钙CC1
碳酸钙CC1是来自意大利的湿研磨和喷雾干燥的大理石(d50=1.9μm,d98=5.8μm,BET=3.5m2/g)。
经处理的碳酸钙CC2
经处理的碳酸钙CC2是用表面处理剂2处理的来自意大利的湿研磨和喷雾干燥的大理石(d50=1.9μm,d98=5.8μm,BET=3.5m2/g)。
经处理的碳酸钙CC3
碳酸钙CC3是用表面处理剂1处理的来自意大利的湿研磨和喷雾干燥的大理石(d50=1.9μm,d98=5.8μm,BET=3.5m2/g)。
实验室试验
沉淀碳酸钙CC4
碳酸钙CC4是由快速水脱碳设备获得的PCC珠粒(珠粒尺寸:0.8-1.2mm,比0.8mm细的%:2%,比1.25mm细的%,99%)。
沉淀碳酸钙CC5
沉淀碳酸钙CC5是通过干研磨由快速水脱碳设备获得的沉淀碳酸钙珠粒而获得的。(CaCO3:99%,MgCO3:0.4%,Fe2O3:11ppm,Al2O3:21ppm,SiO2:0.02%,d50=5μm,d98=28μm(Malvern 3000湿式),BET=2.4m2/g)。
沉淀碳酸钙CC6
沉淀碳酸钙CC6是通过在ZPS分级磨机(Hosokawa Alpine Multi-process unit)上干研磨粉末CC5而制备的。获得亮白色粉末(d50=1.8μm,d98=4.0μm(Malvern 3000湿式),BET=3.5m2/g)。
沉淀碳酸钙CC7
沉淀碳酸钙CC7是通过在Dyno-mill ECM-AP 05上以低固体含量(18%)在没有添加剂的情况下湿研磨粉末CC5、然后过滤和干燥而制备的。然后在销棒粉碎机上使干燥的滤饼解聚。获得亮白色粉末(d50=1.6μm,d98=6.0μm(Malvern 3000湿式),BET=6.1m2/g)。
经处理的沉淀碳酸钙CC8
经处理的沉淀碳酸钙CC8是通过用表面处理剂1表面处理粉末CC6来制备的。为此,将300g粉末CC6置于2.5L混合器容器(Somakon MP-LB混合器,SomakonVerfahrenstechnik,德国)中,并通过搅拌5分钟(600rpm,120℃)进行调理。此后,相对于100重量份CaCO3,向混合物中滴加0.7重量份的表面处理剂1。然后继续搅拌和加热另外10分钟(120℃,600rpm)。此后,使混合物冷却并收集自由流动的疏水性粉末(粉末CC8)。
经处理的沉淀碳酸钙CC9
经处理的沉淀碳酸钙CC9是通过用表面处理剂1表面处理粉末CC7来制备的。为此,将300g粉末CC7置于2.5L混合器容器(Somakon MP-LB混合器,SomakonVerfahrenstechnik,德国)中,并通过搅拌5分钟(600rpm,120℃)进行调理。此后,相对于100重量份CaCO3,向混合物中滴加1.2重量份的表面处理剂1。然后继续搅拌和加热另外10分钟(120℃,600rpm)。此后,使混合物冷却并收集自由流动的疏水性粉末(粉末CC9)。
经处理的沉淀碳酸钙CC10
经处理的沉淀碳酸钙CC10是通过用表面处理剂2表面处理粉末CC6来制备的。为此,将300g粉末CC6置于2.5L混合器容器(Somakon MP-LB混合器,SomakonVerfahrenstechnik,德国)中,并通过搅拌5分钟(600rpm,120℃)进行调理。此后,相对于100重量份CaCO3,向混合物中滴加0.8重量份的表面处理剂2。然后继续搅拌和加热另外10分钟(120℃,600rpm)。此后,使混合物冷却并收集自由流动的疏水性粉末(粉末CC10)。
中试试验
沉淀碳酸钙CC11
沉淀碳酸钙CC11是通过在不添加添加剂的情况下以低固体含量(25%重量)湿研磨粉末CC5、然后在Andritz D2L离心机上增浓而制备的。然后将滤饼稀释至达到50%重量的固体浓度,然后在Niro雾化器上喷雾干燥。获得亮白色粉末(d50=2.3μm,d98=8.0μm(Sedigraph),BET=5.0m2/g)。沉淀碳酸钙11具有99.8%重量的方解石量和0.06%重量的酸不溶性物,如通过XRD测定并归一化为100%重量的结晶材料。
经处理的沉淀碳酸钙CC12
经处理的沉淀碳酸钙CC12是通过用表面处理剂1表面处理粉末CC11来制备的。处理在Contraplex Pin Mill装置中以300kg/h的流速和4000rpm(门)和8000rpm(外壳)的销棒粉碎机速度来进行的。分级机速度设定为2000rpm。将粉末在120℃下预热,并在该过程中加入表面处理剂1(相对于100重量份CaCO3为0.92重量份)。获得白色疏水性粉末(CC12)
经处理的沉淀碳酸钙CC13
经处理的沉淀碳酸钙CC13是通过用表面处理剂2表面处理粉末CC11来制备的。处理在Contraplex Pin Mill装置中以300kg/h的流速和4000rpm(门)和8000rpm(外壳)的销棒粉碎机速度来进行的。分级机速度设定为2000rpm。将粉末在120℃下预热,并在该过程中加入表面处理剂2(相对于100重量份CaCO3为1.13重量份)。获得白色疏水性粉末(CC13)。
含经处理的沉淀碳酸钙的填料材料CC14
经处理的沉淀碳酸钙CC14是通过用表面处理剂1表面处理粉末CC11来制备的。在Ploughshare混合器中以40kg的规模进行处理。将粉末在60℃下预热,加入表面处理剂1,随后在主混合器和切碎单元运行的情况下混合,直到温度达到90℃(相对于100重量份CaCO3为0.75重量份)。然后将混合物冷却至50℃,得到白色疏水性粉末(CC14)。
c.粉末性能
根据DIN EN 16640:2017确定的基于沉淀碳酸钙中的总碳重量计的沉淀碳酸钙的生物基碳含量(以%重量计)列于下表1中。
表1
作为总碳的分数的生物基碳%(%现代碳*) | |
CC3 | <0.44% |
CC5 | 71.12±0.23% |
CC11 | 69.04±0.22% |
CC12 | 65.84±0.22% |
CC13 | 69.56±0.21% |
CC4 | 76.37±0.23% |
*“%现代碳”(pMC)是相对于现代参比标准(NIST 4990C)在样品中测得的C14的百分比。通过对现今空气中二氧化碳中的C14应用一个小的调整因子,由pMC计算生物基碳含量%。重要的是要指出,所有使用C14的国际公认标准都假定植物或生物质原料是从自然环境中获得的。在经处理的材料的情况下,生物基碳含量是针对处理的材料(即在表面处理之后)来确定的。
下表2中列出了根据ISO 9277使用氮气和BET法测量的BET比表面积,以及基于沉淀碳酸钙的总干重计通过Karl Fischer库仑法确定的沉淀碳酸钙的水分吸取敏感性和残余总水分含量。
表2
下表3中列出了沉淀碳酸钙的粉末光学特性如亮度Ry、黄色指数YI和L*/a*/b*。
表3
样品 | 处理 | 亮度Ry(%) | 黄色指数/YI | L*/a*/b* |
CC1 | - | |||
CC2 | 表面处理剂2 | 92.8 | 1.4 | 97.1/0.00/0.74 |
CC3 | 表面处理剂1 | 93.1 | 1.5 | 97.3/-0.01/0.81 |
CC5 | - | 96.0 | 3.3 | 98.4/0.16/1.72 |
CC6 | - | 97.0 | 2.3 | 98.8/0.10/1.21 |
CC7 | - | 97.0 | 1.7 | 98.8/0.05/0.90 |
CC8 | 0.7%表面处理剂1 | 96.6 | 2.7 | 98.6/0.11/1.39 |
CC9 | 1.2%表面处理剂1 | 96.3 | 1.9 | 98.5/0.07/1.00 |
CC10 | 0.8%表面处理剂2 | 96.6 | 2.5 | 98.6/0.12/1.29 |
CC11 | - | 96.3 | 2.8 | 98.5/0.10/1.48 |
CC12 | 0.92%表面处理剂1 | 95.7 | 3.3 | 98.3/0.09/1.75 |
CC13 | 1.13%表面处理剂2 | 95.5 | 3.3 | 98.2/0.11/1.74 |
CC14 | 0.75%表面处理剂1 | 95.7 | 3.5 | 98.3/0.09/1.82 |
沉淀碳酸钙样品的TGA结果列于下表4中。
表4
c.应用实施例
1.在PLA中的实验室试验
配混和注射
在实验室双螺杆挤出机上进行在PLA(Natureworks的IngeoTM 2003D)中的配混。首先用Retsch SR300转子冲击式磨机将PLA粉碎成<1mm的粒子,并在配混前在80℃下干燥2小时。
挤出条件:
Three Tec的双螺杆挤出机25:1(挤出机型号ZE12,模具:0.5mm)
T1=170℃
T2=190℃
T3=190℃
T4=180℃
下表5和6中汇总了配混的样品。
表5
pbw:在本发明通篇中,“pbw”是指“重量份”。
表6
为了进行机械性能测试,样品件使用Xplore Instruments B.V的Xplore IM12注塑机通过注塑产生,该注塑机具有下表7中所示的设置:
表7
熔体温度 | 210℃ | |
模具温度 | 65℃ | |
熔融时间 | 3分钟 | |
压力1+时间 | 7巴 | 1s |
压力2+时间 | 7-8巴 | 2s |
压力3+时间 | 8巴 | 10s |
通过在被放入焚烧炉中的焚烧坩埚中在580℃下焚烧样品2小时来确定配混物的灰分含量[%]。灰分含量被测量为剩余无机残余物的总量。结果在下表8中列出:
表8
样品 | 预期的(%重量) | 测量的(%重量) |
S3-PLA CC3 | 20 | 19.1 |
S3-PLA CC2 | 20 | 19.8 |
S3-PLA CC6 | 20 | 19.7 |
S3-PLA CC7 | 20 | 19.7 |
S3-PLA CC8 | 20 | 19.9 |
S3-PLA CC9 | 20 | 19.8 |
S3-PLA CC10 | 20 | 19.3 |
S3-PLA CC5 | 20 | 19.9 |
测量PLA样品的熔体流动指数,结果列于下表9中。
表9
样品 | 注释 | MFI 210℃/2.16kg(g/10分钟) |
S3-PLA CC0 | 未填充的PLA | 7.1 |
S3-PLA CC3 | 20%CC3 | 6.1 |
S3-PLA CC2 | 20%CC2 | 12.4 |
S3-PLA CC6 | 20%CC6 | 66.7 |
S3-PLA CC7 | 20%CC7 | 56.5 |
S3-PLA CC8 | 20%CC8 | 7.0 |
S3-PLA CC9 | 20%CC9 | 7.2 |
S3-PLA CC10 | 20%CC10 | 21.6 |
S3-PLA CC5 | 20%CC5 | 15.7 |
测量拉伸性能,结果如下表10所示。
表10
样品 | E-模量(N/mm2) | 拉伸强度(N/mm2) | 断裂伸长率(%) |
S3-PLA CC0 | 2890 | 75.5 | 4.5 |
S3-PLA CC3 | 3510 | 54.1 | 27.2 |
S3-PLA CC2 | 3760 | 53.5 | 9.4 |
S3-PLA CC6 | 3820 | 66 | 2.3 |
S3-PLA CC7 | 3670 | 66.4 | 2.5 |
S3-PLA CC8 | 3650 | 53.2 | 12.8 |
S3-PLA CC9 | 3860 | 55.3 | 7.2 |
S3-PLA CC10 | 3700 | 59.8 | 4.9 |
S3-PLA CC5 | 3820 | 65.6 | 3.3 |
测量冲击性能(却贝、V-切口),结果如下表11所示。
表11
样品 | 冲击强度(kJ/m2) |
S3-PLA CC0 | 3.21 |
S3-PLA CC3 | 7.3 |
S3-PLA CC2 | 6.8 |
S3-PLA CC6 | 3 |
S3-PLA CC7 | 2.8 |
S3-PLA CC8 | 9.5 |
S3-PLA CC9 | 7 |
S3-PLA CC10 | 3.5 |
S3-PLA CC5 | 3.4 |
使用BYK-Gardner GmbH的Spectro-guide 45/0光泽装置在聚合物板(40x40x5mm)上测量PLA样品的颜色。结果(3次测量的平均值)如下表12所示。
表12
L* | a* | b* | |
S3-PLA CC3 | 88.44 | 0.43 | 5.14 |
S3-PLA CC2 | 88.53 | 0.57 | 5.59 |
S3-PLA CC6 | 90.19 | 0.70 | 7.96 |
S3-PLA CC7 | 91.17 | 0.58 | 6.26 |
S3-PLA CC8 | 90.78 | 0.81 | 6.88 |
S3-PLA CC9 | 91.79 | 0.64 | 5.56 |
S3-PLA CC10 | 89.98 | 1.02 | 7.29 |
S3-PLA CC5 | 88.71 | 1.00 | 8.93 |
2.在PLA中的中试试验
配混和注射
在Maris TM20HT共旋双螺杆挤出机(l/d=1.55,l=48D)上以300rpm生产配混物。PLA(来自Natureworks的IngeoTM2003D)通过主供料机供料,碳酸钙通过放置在4区的一个侧供料机供料。输出设定为5kg/h。
用于该过程的指示温度分布如下表13所示。
表13
区 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 |
温度(℃) | 100 | 180 | 175 | 170 | 180 | 180 | 175 | 180 | 180 | 170 | 180 | 180 | 190 |
下表14汇总了配混物配制剂。聚合物(PLA Ingeo 2003D)在使用前在60℃下干燥3小时。
表14
为了进行机械性能测试,样品件使用Xplore Instruments B.V的Xplore IM12注塑机通过注塑产生,该注塑机具有下表15中所示的设置。
表15
熔体温度 | 210℃ | |
模具温度 | 65℃ | |
熔融时间 | 3分钟 | |
压力1+时间 | 7巴 | 1s |
压力2+时间 | 7-8巴 | 2s |
压力3+时间 | 8巴 | 10s |
配混物的灰分含量[%]通过在被放入焚烧炉中的焚烧坩埚中按照下表16中描述的温度循环焚烧样品来确定。
表16
1 | 2 | 3 | 4 | |
温度(℃) | 330 | 480 | 570 | 570 |
时间(分钟) | 85 | 100 | 25 | 120 |
坡度(℃/min) | 3.6 | 1.5 | 3.6 | 0 |
通风 | - | 打开 | 打开 | - |
灰分含量被测量为剩余无机残余物的总量。结果在下表17中列出:
表17
样品 | 预期的(%重量) | 测量的(%重量) |
S4-PLA CC2 | 20 | 19.1 |
S4-PLA CC3/20 | 20 | 18.7 |
S4-PLA CC11 | 20 | 19.6 |
S4-PLA CC13 | 20 | 19.2 |
S4-PLA CC14 | 20 | 19.3 |
S4-PLA CC12/20 | 20 | 19.3 |
S4-PLA CC3/50 | 50 | 49.3 |
S4-PLA CC12/50 | 50 | 48.7 |
测量熔体流动指数,结果列于下表18中。
表18
样品 | 注释 | MFI 210℃/2.16kg(g/10分钟) |
S4-PLA CC0 | 未填充的PLA | 6.6 |
S4-PLA CC2 | 20%CC2 | 15.5 |
S4-PLA CC3/20 | 20%CC3 | 5.8 |
S4-PLA CC11 | 20%CC11 | 15.1 |
S4-PLA CC13 | 20%CC13 | 14.9 |
S4-PLA CC14 | 20%CC14 | 5.2 |
S4-PLA CC12/20 | 20%CC12 | 5.3 |
S4-PLA CC3/50 | 20%CC3 | 5.1 |
S4-PLA CC12/50 | 50%CC12 | 3.6 |
非常令人惊讶地,尽管其原料(CC5)的水分水平,但高生物基含量的经处理的沉淀碳酸钙S4-PLA CC12/20和S4-PLA CC12/50给出比标准的、现有技术的GCC产品(分别为S4-PLA CC3/20和S4-PLA CC3/50)更低的MFI。
测量拉伸性能,结果如下表19所示。
表19
非常令人惊讶地,高生物基含量的经处理的沉淀碳酸钙S4-PLA CC12/20和S4-PLACC14给出比标准GCC产品S4-PLA CC3/20和S4-PLA CC2)更高的断裂伸长率。
测量冲击性能(却贝、V-切口),结果如下表20所示。
表20
样品 | 冲击强度(kJ/m2) |
S4-PLA CC0 | 3.23 |
S4-PLA CC2 | 5.42 |
S4-PLA CC3/20 | 5.95 |
S4-PLA CC11 | 2.97 |
S4-PLA CC13 | 5.04 |
S4-PLA CC14 | 5.68 |
S4-PLA CC12/20 | 6.45 |
非常令人惊讶地,高生物基含量的经处理的沉淀碳酸钙S4-PLA CC12/20给出比标准GCC产品S4-PLA CC3/20和S4-PLA CC2更高的冲击性能。
使用BYK-Gardner GmbH的Spectro-guide 45/0光泽装置在聚合物板(40x40x5mm)上测量PLA样品的颜色。结果(3次测量的平均值)如下表21所示。
表21
L* | a* | b* | |
S4-PLA CC0 | 43.98 | -0.40 | 5.01 |
S4-PLA CC2 | 88.49 | 0.34 | 5.63 |
S4-PLA CC3/20 | 89.45 | 0.22 | 4.49 |
S4-PLA CC11 | 90.11 | 0.93 | 8.27 |
S4-PLA CC13 | 89.78 | 0.61 | 7.98 |
S4-PLA CC14 | 91.49 | 0.50 | 5.88 |
S4-PLA CC12/20 | 91.46 | 0.23 | 7.00 |
3.在PHBV中的实验室试验
配混和注射
在实验室双螺杆挤出机上进行在聚(3-羟基丁酸酯-共聚-3-羟基戊酸酯)(PHBV;来自PHAradox的Enmat Y1000P)中的配混。
挤出条件:
Three Tec的双螺杆挤出机25:1(挤出机型号ZE12,模具:0.5mm)
T1=165℃
T2=170℃
T3=173℃
T4=175℃
下表22中汇总了配混的样品。
表22
为了进行机械性能测试,样品件使用Xplore Instruments B.V的Xplore IM12注塑机通过注塑产生,该注塑机具有下表23中所示的设置:
表23
熔体温度 | 195℃ | |
模具温度 | 60℃ | |
熔融时间 | 3分钟 | |
压力1+时间 | 7巴 | 1s |
压力2+时间 | 7-8巴 | 2s |
压力3+时间 | 8巴 | 10s |
通过在被放入焚烧炉中的焚烧坩埚中在580℃下焚烧样品2小时来确定配混物的灰分含量[%]。灰分含量被测量为剩余无机残余物的总量。结果在下表24中列出:
表24
样品 | 预期的(%重量) | 测量的(%重量) |
S5-PHBV CC1 | 20 | 18.8 |
S5-PHBV CC2 | 20 | 19.2 |
S5-PHBV CC3 | 20 | 20.0 |
S5-PHBV CC4 | 20 | 19.3 |
S5-PHBV CC5 | 20 | 21.5 |
S5-PHBV CC6 | 20 | 19.6 |
测量PHBV样品的熔体流动指数,结果列于下表25中。
表25
样品 | 注释 | MFI 190℃/2.16kg(g/10分钟) |
S5-PHBV CC0 | 未填充的PHBV | 14.5 |
S5-PHBV CC1 | 20%CC1 | 19.5 |
S5-PHBV CC2 | 20%CC2 | 26.0 |
S5-PHBV CC3 | 20%CC3 | 15.6 |
S5-PHBV CC4 | 20%CC11 | 15.4 |
S5-PHBV CC5 | 20%CC12 | 13.8 |
S5-PHBV CC6 | 20%CC13 | 28.0 |
测量拉伸性能,结果如下表26所示。
表26
冲击性能(却贝,V-切口)根据ISO 179-1eA:2010-11在Zwick Roell的HIT5.5P装置上测量。用2J的锤子对V-切口样品进行测量。所有测量是在制备后在类似条件下储存的样品上进行的。冲击测试的结果如下表27所示。
表27
样品 | 冲击强度(kJ/m2) |
S5-PHBV CC0 | 2.84 |
S5-PHBV CC1 | 3.31 |
S5-PHBV CC2 | 3.41 |
S5-PHBV CC3 | 3.22 |
S5-PHBV CC4 | 2.61 |
S5-PHBV CC5 | 3.34 |
S5-PHBV CC6 | 2.19 |
使用BYK-Gardner GmbH的Spectro-guide 45/0光泽装置在聚合物板(40x40x5mm)上测量PLA样品的颜色。结果(3次测量的平均值)如下表28所示
表28
L* | a* | b* | |
S5-PHBV CC0 | 62.347 | 1.323 | 16.200 |
S5-PHBV CC1 | 82.490 | 1.577 | 10.497 |
S5-PHBV CC2 | 81.793 | 1.827 | 9.980 |
S5-PHBV CC3 | 82.093 | 1.760 | 9.347 |
S5-PHBV CC4 | 82.527 | 1.940 | 10.657 |
S5-PHBV CC5 | 82.997 | 1.823 | 11.220 |
S5-PHBV CC6 | 82.697 | 0.987 | 9.53 |
4.在PET中的实验室试验
配混和注射
在实验室双螺杆挤出机上进行聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET;Dow Chemical的Lighter C93)中的配混。PET在配混前在80℃下干燥3小时。
挤出条件:
Three Tec的双螺杆挤出机25:1(挤出机型号ZE12,模具:0.5mm)
T1=255℃
T2=265℃
T3=265℃
T4=260℃
下表29中汇总了配混的样品。
表29
通过在被放入焚烧炉中的焚烧坩埚中在580℃下焚烧样品2小时来确定配混物的灰分含量[%]。灰分含量被测量为剩余无机残余物的总量。结果在下表30中列出。
表30
样品 | 预期的(%重量) | 测量的(%重量) |
S6-PET CC1 | 25 | 23.6 |
S6-PET CC2 | 25 | 24.3 |
S6-PET CC3 | 25 | 24.2 |
测量PET样品的粘度,结果列于下表31中。
表31
样品 | 注释 | 粘度(Pa.s) |
S6-PET CC0 | 未填充的PET | 128 |
S6-PET CC2 | 25%CC2 | 113 |
S6-PET CC3 | 25%CC12 | 127 |
5.在聚烯烃透气膜中的试验
配混和膜挤出:
配混物(CO)的制备:
在实验室规模的Buss捏合机(来自瑞士Buss AG的PR46)上连续制备分别含有50%重量的CC3或CC12或CC13的配混物。将获得的配混物在SLC型弹簧负载造粒机(Gala,USA)上在起始温度为20-25℃的水浴中造粒。制备的配混物的组成和填料含量汇总在下表32中。确切的填料含量由灰分含量确定。
透气膜的制备
透气膜由具有集成MDO-II单元的中试挤出铸膜生产线(Dr.Collin GmbH,德国)生产。在挤出前,将聚合物配混物在Motan干燥空气干燥器MD40中在80℃下干燥2小时。使用表32中描述的配混物,挤出机温度设置为195℃-210℃-230℃-230℃,挤出机螺杆的转速为35rpm。模具间隙设定为0.85mm。当更换配混物样品时,挤出运行15分钟以清除前一种配混物。冷却辊处于45℃。冷却辊的速度为3-5m/min。对其进行调节以匹配所需的膜克重。拉伸辊温度为60℃。增加拉伸单元的拉伸比,直到获得均匀拉伸的膜。
表32
通过在被放入焚烧炉中的焚烧坩埚中在580℃下焚烧样品2小时来确定配混物的灰分含量[%]。灰分含量被测量为剩余无机残余物的总量。结果在下表33中列出。
表33
样品 | 预期的(%重量) | 测量的(%重量) |
S7-PE F0 | 50 | 49.6 |
S7-PE F1 | 50 | 48.8 |
S7-PE F2 | 50 | 49.1 |
测量过滤压力值(FPV)测试方法,结果列于下表34中。
表34
样品 | 注释 | FPV(巴/g) |
S7-PE F0 | 50%CC3 | 0.09 |
S7-PE F1 | 50%CC12 | 0.09 |
S7-PE F2 | 50%CC13 | 0.18 |
测量丸粒的水分含量,结果列于下表35中。
表35
样品 | 注释 | 水分(ppm) |
S7-PE F0 | 50%CC3 | 153 |
S7-PE F1 | 50%CC12 | 131 |
S7-PE F2 | 50%CC13 | 89 |
测量水蒸气透过率(WVTR),结果列于下表36中。
表36
样品 | 注释 | WVTR(m/m2) |
S7-PE F0 | 50%CC3 | 3969 |
S7-PE F1 | 50%CC12 | 3845 |
S7-PE F2 | 50%CC13 | 3867 |
测量氧化诱导时间,结果列于下表37中。
表37
样品 | 注释 | OIT(分钟) |
S7-PE F0 | 50%CC3 | 10.3 |
S7-PE F1 | 50%CC12 | 16.6 |
5.在聚烯烃中的实验室试验:
膜挤出
每个膜均通过与压延机组合的Three Tec的双螺杆挤出机25:1(挤出机型号ZE12,模具:0.5mm)生产。所使用的聚合物是来自Borealis的聚丙烯PP HF700SA。
挤出条件:
Three Tec的双螺杆挤出机25:1(挤出机型号ZE12,模具:0.5mm)
T1=210℃
T2=230℃
T3=230℃
T4=210℃
下表38中汇总了所生产的膜。
表38
通过在被放入焚烧炉中的焚烧坩埚中在580℃下焚烧样品2小时来确定配混物的灰分含量[%]。灰分含量被测量为剩余无机残余物的总量。结果在下表39中列出。
表39
样品 | 预期的(%重量) | 测量的(%重量) |
S8-PP F1 | 10 | 9.1 |
S8-PP F2 | 10 | 9.6 |
S8-PP F3 | 10 | 8.6 |
S8-PP F4 | 10 | 8.7 |
测量拉伸性能,结果如下表40所示。
表40
令人惊讶地,本发明的高生物基含量的经处理的沉淀碳酸钙表现得与标准研磨天然碳酸钙一样好。
Claims (20)
1.沉淀碳酸钙,其具有
-重量中值粒子尺寸d50≤60μm,
-顶切粒子尺寸d98≤500μm,并且
-残余总水分含量≤0.5%重量,基于该沉淀碳酸钙的总干重计,
其中该沉淀碳酸钙具有根据DIN EN 16640:2017确定的基于该沉淀碳酸钙中的总碳重量计为至少50%重量的生物基碳含量。
2.根据权利要求1所述的沉淀碳酸钙,其中该沉淀碳酸钙具有
-重量中值粒子尺寸d50≤20μm,优选≤6μm,更优选≤3μm,最优选≤2μm,和/或
-顶切粒子尺寸d98≤200μm,优选≤20μm,更优选≤10μm,最优选≤8μm,和/或
-比表面积(BET)为1-50m2/g,优选2.5-15m2/g,最优选3-9m2/g,根据ISO 9277使用氮气和BET法测量,和/或
-残余总水分含量≤0.3%重量,优选≤0.2%重量,最优选≤0.1%重量,基于该沉淀碳酸钙的总干重计;和/或
-根据DIN EN 16640:2017确定的基于该沉淀碳酸钙中的总碳重量计的生物基碳含量为至少60%重量,更优选至少65%重量,最优选至少70%重量。
3.根据权利要求1或2所述的沉淀碳酸钙,其中该沉淀碳酸钙由水脱碳和/或水软化获得。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的沉淀碳酸钙,其中该沉淀碳酸钙是经处理的沉淀碳酸钙,该经处理的沉淀碳酸钙包含在该沉淀碳酸钙的表面上的处理层,优选地,该处理层包含表面处理剂,该表面处理剂选自:
I)一种或多种磷酸单酯和/或其盐或反应产物和/或一种或多种磷酸二酯和/或其盐或反应产物的磷酸酯共混物,或者
II)至少一种饱和或不饱和的脂族线性或支化羧酸和/或其盐或反应产物,优选至少一种碳原子总量为C4至C24的脂族羧酸和/或其盐或反应产物,更优选至少一种碳原子总量为C12至C20的脂族羧酸和/或其盐或反应产物,最优选至少一种碳原子总量为C16至C18的脂族羧酸和/或其盐或反应产物,或者
III)至少一种单取代琥珀酸酐和/或其盐或反应产物,其中该单取代琥珀酸酐由利用选自在取代基中的碳原子总量为至少C2至C30的线性、支化、脂族和环状基团的基团单取代的琥珀酸酐组成,和/或
IV)至少一种聚二烷基硅氧烷,和/或
V)至少一种包含至少两种官能团的可交联化合物,其中至少一种官能团适合于交联聚合物树脂,并且其中至少一种官能团适合于与该沉淀碳酸钙反应,和/或
VI)至少一种接枝的聚合物和/或其盐或其反应产物,该接枝的聚合物包含至少一个通过将马来酸酐接枝到包含丁二烯单元和任选的苯乙烯单元的均聚物或共聚物上而获得的琥珀酸酐基团,或者
VII)一种或多种根据I)至VI)的材料的混合物,
更优选地,该处理层包含表面处理剂,该表面处理剂选自至少一种单取代琥珀酸酐和/或其盐或反应产物,其中该单取代琥珀酸酐由利用选自在取代基中的碳原子总量为至少C2至C30的线性、支化、脂族和环状基团的基团单取代的琥珀酸酐组成。
5.根据权利要求4所述的沉淀碳酸钙,其中该经处理的沉淀碳酸钙包含处理层,该处理层的量基于该经处理的沉淀碳酸钙的总重量计为0.1-3%重量,优选0.1-1.2%重量,和/或该处理层的量为0.2-5.0mg/m2的该沉淀碳酸钙的BET比表面积,优选0.5-3.0mg/m2的该沉淀碳酸钙的BET比表面积。
6.根据权利要求4或5所述的沉淀碳酸钙材料,其中该经处理的沉淀碳酸钙具有
-残余总水分含量≤0.3%重量,优选≤0.2%重量,最优选≤0.1%重量,基于该经处理的沉淀碳酸钙的总干重计;和/或
-水分吸取敏感性≤6mg/g,优选≤3mg/g,更优选≤2mg/g,最优选≤1mg/g,例如≤0.8mg/g,基于该经处理的沉淀碳酸钙的总干重计。
7.制备根据权利要求1-6中任一项所述的沉淀碳酸钙的方法,该方法包括以下步骤:
a)提供沉淀碳酸钙,该沉淀碳酸钙具有根据DIN EN 16640:2017确定的基于该材料中的总碳重量计的生物基碳含量为至少50%重量,优选至少60%重量,更优选至少65%重量,最优选至少70%重量,优选从水脱碳和/或水软化获得的沉淀碳酸钙,以及
b)将步骤a)的沉淀碳酸钙研磨到
-重量中值粒子尺寸d50≤60μm,优选≤20μm,更优选≤6μm,甚至更优选≤3μm,最优选≤2μm,
-顶切粒子尺寸d98≤500μm,优选≤200μm,更优选≤20μm,甚至更优选≤10μm,最优选≤8μm。
8.根据权利要求7所述的方法,其中该研磨在不存在分散剂的情况下进行。
9.根据权利要求7或8所述的方法,其中该研磨是干研磨或湿研磨,优选地是在固体含量为1-30%重量、优选2-25%重量下的湿研磨。
10.根据权利要求7-9中任一项所述的方法,进一步包括步骤c),其中该沉淀碳酸钙在一个或多个步骤中与表面处理剂在混合下接触,使得在该沉淀碳酸钙的表面上形成包含该表面处理剂和/或其盐或反应产物的处理层。
11.根据权利要求10所述的方法,其中步骤c)在比该表面处理剂的熔点高至少2℃、优选5℃的温度下和/或在范围为50-130℃、优选60-120℃的温度下进行。
12.根据权利要求7-11中任一项所述的方法,进一步包括
d)在研磨步骤b)之前和/或之后以及任选地在表面处理步骤c)之前干燥该沉淀碳酸钙的步骤,和/或
e)在研磨步骤b)之前干研磨和/或湿研磨该沉淀碳酸钙的步骤。
13.聚合物配制剂,其包含
a)聚合物树脂,以及
b)根据权利要求1-6中任一项所述的沉淀碳酸钙,
其中该沉淀碳酸钙被分散在该聚合物树脂中。
14.根据权利要求13所述的聚合物配制剂,其中该聚合物树脂选自聚酯,聚烯烃,聚酰胺及其混合物,优选聚乙烯,聚丙烯,聚乳酸,聚乳酸基聚合物,聚羟基烷酸酯(PHA)如聚羟基丁酸酯(PHB),聚-3-羟基丁酸酯(P3HB),聚3-羟基丁酸酯-共聚-3-羟基己酸酯(PHBH),聚羟基戊酸酯,聚羟基丁酸酯-聚羟基戊酸酯共聚物,聚(3-羟基丁酸酯-共聚-3-羟基戊酸酯)(PHBV);聚对苯二甲酸-己二酸丁二酯(PBAT),聚葡糖酸酯,聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET),聚碳酸酯(PC),聚(二氧杂环己酮),聚琥珀酸丁二醇酯(PBS),聚己内酯(PCL),聚己内酯-聚(乙二醇)共聚物,聚己内酯-聚乳酸共聚物,聚乙烯醇(PVA),聚(琥珀酸乙二醇酯)(PES),聚(琥珀酸丙二醇酯)(PPS),以及其混合物,更优选聚乳酸,聚乳酸基聚合物,聚羟基烷酸酯(PHA),聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET),以及其混合物,或者该聚合物树脂是弹性体树脂,优选如下的弹性体树脂:该弹性体树脂选自天然或合成橡胶,更优选选自丙烯酸类橡胶,丁二烯橡胶,丙烯腈-丁二烯橡胶,表氯醇橡胶,异戊二烯橡胶,乙烯-丙烯橡胶,乙烯-丙烯-二烯单体橡胶,丁腈橡胶,丁基橡胶,苯乙烯-丁二烯橡胶,聚异戊二烯,氢化丁腈橡胶,羧化丁腈橡胶,氯丁二烯橡胶,异戊二烯-异丁烯橡胶,氯-异丁烯-异戊二烯橡胶,溴化异丁烯-异戊二烯橡胶,有机硅橡胶,氟碳橡胶,聚氨酯橡胶,聚硫橡胶,热塑性橡胶,热塑性淀粉(TPS),以及其混合物。
15.根据权利要求13或14所述的聚合物配制剂,其中该聚合物配制剂包含基于该配制剂的总重量计为3-85%重量、优选3-82%重量的量的该沉淀碳酸钙。
16.根据权利要求13-15中任一项所述的聚合物配制剂,其中该聚合物树脂是生物基聚合物树脂,优选生物基聚烯烃,热塑性淀粉或聚酯树脂,最优选生物基聚酯。
17.根据权利要求13-16中任一项所述的聚合物配制剂,其中该配制剂进一步包含添加剂,例如着色颜料,纤维,例如纤维素,玻璃或木纤维,染料,蜡,润滑剂,氧化-和/或UV-稳定剂,抗氧化剂和其他填料,例如炭黑,TiO2,云母,粘土,沉淀二氧化硅,滑石或煅烧高岭土。
18.由根据权利要求13-17中任一项所述的聚合物配制剂形成的制品,优选地,该制品选自卫生产品、医疗和保健产品、过滤产品、土工织物产品、农业和园艺产品、服装、鞋类和行李产品、家用和工业产品、包装产品、构造产品、汽车部件、瓶子、杯子、袋子、吸管、地板产品等。
19.制备如权利要求18中定义的制品的方法,其中该方法包括以下步骤:
a)提供聚合物树脂,
b)提供如权利要求1-6任一项中定义的沉淀碳酸钙作为填料,
c)任选地,提供另外的添加剂,例如着色颜料,纤维,例如纤维素,玻璃或木纤维,染料,蜡,润滑剂,氧化-和/或UV-稳定剂,抗氧化剂和其他填料,例如炭黑,TiO2,云母,粘土,沉淀二氧化硅,滑石或煅烧高岭土,
d)以任意顺序使步骤a)、步骤b)和任选步骤c)的组分接触,以形成聚合物配制剂,以及
e)使步骤d)的聚合物配制剂成形,以使得获得制品。
20.如权利要求1-6任一项中定义的沉淀碳酸钙在包含聚合物树脂的聚合物配制剂中的用途,优选地,该聚合物树脂选自聚酯,聚烯烃,聚酰胺及其混合物,更优选聚乙烯,聚丙烯,聚乳酸,聚乳酸基聚合物,聚羟基烷酸酯(PHA)如聚羟基丁酸酯(PHB),聚-3-羟基丁酸酯(P3HB),聚3-羟基丁酸酯-共聚-3-羟基己酸酯(PHBH),聚羟基戊酸酯,聚羟基丁酸酯-聚羟基戊酸酯共聚物,聚(3-羟基丁酸酯-共聚-3-羟基戊酸酯)(PHBV);聚对苯二甲酸-己二酸丁二酯(PBAT),聚葡糖酸酯,聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET),聚碳酸酯(PC),聚(二氧杂环己酮),聚琥珀酸丁二醇酯(PBS),聚己内酯(PCL),聚己内酯-聚(乙二醇)共聚物,聚己内酯-聚乳酸共聚物,聚乙烯醇(PVA),聚(琥珀酸乙二醇酯)(PES),聚(琥珀酸丙二醇酯)(PPS),以及其混合物,最优选聚乳酸,聚乳酸基聚合物,聚羟基烷酸酯(PHA),聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET),以及其混合物,或者该聚合物树脂是弹性体树脂,优选如下的弹性体树脂:该弹性体树脂选自天然或合成橡胶,更优选选自丙烯酸类橡胶,丁二烯橡胶,丙烯腈-丁二烯橡胶,表氯醇橡胶,异戊二烯橡胶,乙烯-丙烯橡胶,乙烯-丙烯-二烯单体橡胶,丁腈橡胶,丁基橡胶,苯乙烯-丁二烯橡胶,聚异戊二烯,氢化丁腈橡胶,羧化丁腈橡胶,氯丁二烯橡胶,异戊二烯-异丁烯橡胶,氯-异丁烯-异戊二烯橡胶,溴化异丁烯-异戊二烯橡胶,有机硅橡胶,氟碳橡胶,聚氨酯橡胶,聚硫橡胶,热塑性橡胶,热塑性淀粉(TPS)以及其混合物。
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