Композиции антиадгезивных агентов и способ их получения

 

Описывается способ получения антиадгезивного агента, включающий обработку поверхности талька функционализированным силоксаном, силаном, простым полиэфиром или полимером на основе углерода, композиция, включающая тальк и компонент для обработки поверхности, и полиолефин, содержащий описанную композицию. Техническим результатом является использование антиадгезивного агента при производстве пластиковой пленки в широком диапазоне. 3 с. и 10 з.п. ф-лы, 11 табл.

Настоящее изобретение относится к продукту, к способу для его получения и к его использованию в производстве пластиковой пленки. Более конкретно, настоящее изобретение относится к антиадгезивному тальку, к способу его получения и к его использованию в качестве добавки при производстве полиолефиновых пленок.

Полиолефиновые пленки, получаемые согласно способу настоящего изобретения, являются пригодными для использования в широком диапазоне применений в упаковке и пленочных покрытиях.

Предпосылки изобретения Полиолефиновые пленки широко используются в упаковке и пленочных покрытиях. Использование полиолефиновых пленок продолжает увеличиваться по мере того, как на рынке становятся доступными новые возможности в тех областях, где традиционно использовалась бумага. Разнообразные свойства пленки обеспечивают возможности практически бесконечного роста продаж продуктов в будущем. Однако при использовании пластиковых пленок существует изначальный недостаток, который может замедлить их принятие и распространение на рынке, они слипаются. Когда пластиковая пленка производится или используется в различных областях, для находящихся в контакте слоев пленки существует тенденция к слипанию, или "склеиванию," или "адгезии", что усложняет отделение пленки, открывание мешков, сделанных из пленки, или нахождение конца пленки на рулонах с пластиком. Настоящее изобретение относится к композициям на основе полиолефиновой смолы, которые специально создаются таким образом, что они имеют удовлетворительные антиадгезивные свойства.

Антиадгезивные агенты являются материалами, которые добавляются к полиолефиновым смолам для придания шероховатости их поверхности и, тем самым, для предотвращения слипания слоев пластиковой пленки, поэтому к таким материалам применяется термин "антиадгезивный агент". Хотя известно, что такие неорганические материалы, как, например, диатомовая земля, синтетическая окись кремния и тальк, уменьшают адгезию, когда их добавляют к композициям на основе полиолефиновых смол, каждый из них имеет как преимущества, так и существенные недостатки.

Одним из сравнительных преимуществ диатомовой земли является то, что она, как известно, представляет собой относительно эффективный антиадгезивный агент, когда она используется в качестве антиадгезивного агента. Однако является также известным, что диатомовая земля отрицательно влияет на физические свойства пленки, такие как прозрачность пленки, матовость пленки, является очень абразивной и сравнительно дорогой и может вызывать серьезный вред для здоровья. Синтетические силикаты, как известно, являются эффективными в качестве антиадгезивного агента, но существенным недостатком окиси кремния является то, что она является очень дорогой. Тальк, с другой стороны, находит все большее использование в качестве эффективного антиадгезивного агента по сравнению с диатомовой землей и синтетической окисью кремния благодаря значительному преимуществу в стоимости по сравнению с ними обоими. Однако главным недостатком, когда тальк добавляется к полиолефиновым смолам для пленок, является то, что он агрессивно поглощает другие добавки в пленке, такие как антиоксиданты, смазывающие агенты и технологические добавки. Отсутствие или пониженный уровень этих добавок в композициях полиолефиновой смолы во время производства, как правило, вызывает технологические проблемы и приводит к серьезным проблемам с качеством пленки.

Например, антиоксиданты добавляются для повышения стабильности пленки, смазывающие агенты присутствуют в смоле для улучшения ее преобразования в пленку, в то время как технологические добавки используются для улучшения качества пленки и для обеспечения смазки во время экструзии пленки, устраняя разрыв экструзионного потока. Разрыв экструзионного потока представляет собой меру однородности поверхности пленки, внешнего вида и прочности. Из трех видов добавок, рассмотренных здесь, технологические добавки подвергаются в наибольшей степени отрицательному влиянию из-за присутствия антиадгезивных агентов. Хотя хорошо известно, что все антиадгезивные агенты поглощают технологические добавки, антиадгезивные агенты на основе талька поглощают большее количество технологических добавок, чем антиадгезивные агенты либо на основе диатомовой земли, либо на основе синтетической окиси кремния. Следовательно, когда композиции смолы получают с наличием добавок, которые включают антиадгезивный агент на основе талька, является необходимым увеличение дозировки технологических добавок. Это увеличение дозировок отрицательно влияет на общую производительность пластиковых пленок.

Следовательно, необходимо получить новое поколение антиадгезивных агентов на основе талька, которые поглощают меньше технологических добавок, чем либо синтетическая окись кремния, либо диатомовая земля.

Известный уровень техники Патент США 5401482 описывает способ производства талька, состоящего из частиц, имеющих слоистую структуру, при этом каждая частица имеет внутреннюю кристаллическую структуру и, по меньшей мере, одну гидрофильную поверхность. Способ включает нагрев частиц талька до температуры ниже 900^oC при таких условиях, чтобы предотвратить преобразование талька в энстатит и для того чтобы осуществить модификацию поверхности путем замещения инертных силоксановых групп активными силанолами.

Патент США 5229094 описывает тальк, состоящий из частиц, имеющих слоистую структуру, при этом каждая частица содержит внутренние гидрофобные слои, имеющие кристаллическую структуру талька внутри каждого звена и соединенные вместе с помощью сил когезии, типичных для талька (силы Ван-дер-Ваальса), тальк характеризуется тем, что каждая частица имеет, по меньшей мере, один гидрофильный поверхностный слой.

Краткое описание изобретения Продукт и способ получения антиадгезивного агента, включающий обработку поверхности неорганического минерала полимером на основе функционализированного силоксана или полиэфирным полимером, или полимером на основе функционализированного полиэфира, или полимером на основе углерода. Когда неорганические минералы покрываются полимером на основе функционализированного силоксана или полиэфирным полимером, или полимером на основе функционализированного полиэфира, или полимером на основе углерода, а затем используются в качестве добавки при производстве полиолефиновой пленки, поглощение других добавок в смоле существенно уменьшается.

Полиолефиновые пленки, получаемые согласно способу настоящего изобретения, являются пригодными для широкого использования в упаковке и пленочных покрытиях.

Подробное описание изобретения В одном из аспектов настоящее изобретение относится к обработке поверхности талька определенными типами силанов или силоксановых полимеров. Обработанный тальк замедляет адсорбцию добавок в пластиковой пленке на тальке. Поверхностная обработка означает покрытие, частичное покрытие или использование количества, эффективного для ингибирования адсорбции других добавок. Настоящее изобретение относится к покрытию любого материала талька функционализированным полидиалкилом, предпочтительно полидиметилсилоксаном, имеющим структурную формулу [Si(CH₃)(R)-O-Si(CH₃)(R)-O]_n, где n является числом повторяющихся единиц (молекулярная масса), СН₃ является метильной группой, Si является кремнием, О является кислородом и R является функционализированной алкильной группой. Алкильная группа может без ограничения быть функционализирована карбоксилатом, амином, амидом, тиолом, сульфатом, фосфатом и тому подобное.

Силоксановые полимеры, которые являются пригодными для использования в настоящем изобретении, могут быть выбраны из группы, состоящей из функционализированного алкилполидиметилсилоксана (карбоксилата, амина, амида, тиола, сульфата, фосфата, где карбоксилат является предпочтительным, полидиметилсилоксана с концевыми бис-(12-гидроксистеарат)группами (Aldrich Chemical Co. -1001 West Saint Paul Avenue, Milwaukee, WJ 53233) алкилполициклометилсилоксана и полиакрилатов, привитых поли(диметилсилоксаном) (Aldrich). Не существует ограничений на способ, используемый для производства силоксановых полимеров. Силоксановые полимеры по настоящему изобретению можно получать путем ионной полимеризации или радикальной полимеризации и тому подобное, или с помощью любого другого процесса, известного для получения силоксановых полимеров.

Диапазон молекулярных масс силоксанового полимера составляет от около 1000 до около 1000000 атомных единиц массы (а.е.м.), предпочтительно находится в пределах от около 1000 до около 100000 а.е.м. Молекулярная масса может быть определена с помощью гель-проникающей хроматографии (ГПХ).

Силаны, которые являются пригодными для использования в настоящем изобретении, имеют структурную формулу SiR₄, где Si является кремнием, R может быть любой группой, способной формировать ковалентную связь с кремнием (например, алкильной группой, алкоксигруппой, функционализированной алкильной группой и функционализированной алкоксигруппой, и любым их сочетанием). Следующие силаны являются пригодными для использования в настоящем изобретении: октилтриэтоксисилан (OSi, Silquest® A-137 силан), триаминофункциональный силан (OSi, Silquest® A-1130 силан), все они являются коммерчески доступными от OSi.

В другом аспекте настоящее изобретение заключается в покрытии талька полиэфирами и функционализированными полиэфирами для уменьшения поглощения тальком добавок из пленки. Общая структурная формула представляет собой H-(Ochr(CH₂)_xchr₁)_n-OH, где n является числом повторяющихся единиц (молекулярная масса), х равно нулю или целому числу, R представляет собой алкильную группу, О представляет собой кислород, С представляет собой углерод, Н представляет собой водород и ₁ представляет собой функциональную группу, которая может без ограничения быть алкилкарбоксилатом, алкиламином, алкиламидом, алкилтиолом, алкилсульфатом, алкилсульфонатом, алкилфосфатом или алкилфосфонатом и тому подобное.

Полиэфиры и функционализированные полиэфиры, которые являются пригодными для использования при обработке поверхности талька, могут быть выбраны из группы, включающей поли(этиленгликоль), бис-(карбоксиметиловый) эфир поли(этиленгликоля), диметиловый эфир поли(этиленгликоля), поли(этиленгликоль-400) дистеарат и тому подобное, и функционализированные полиэфиры (алкилкарбоксилат, алкиламин, алкиламид, алкилсульфат, алкилтиол, алкилсульфонат, алкилфосфат, алкилфосфонат), где алкилкарбоксилатная функциональная группа является предпочтительной. Не существует ограничений на способ, используемый для получения полиэфиров и полимеров функционализированных полиэфиров. Полиэфиры и функционализированные полиэфиры по настоящему изобретению могут быть получены с помощью ионной полимеризации или радикальной полимеризации и тому подобное, или с помощью любого другого способа, известного для получения полиэфиров и функционализированных полиэфиров.

Диапазон молекулярных масс полиэфиров и функционализированных полиэфиров составляет от около 1000 до около 10000000 а.е.м., при этом предпочтительный диапазон составляет от около 10000 до около 1000000 а.е.м. Молекулярная масса может быть определена с помощью ГПХ.

В своем дальнейшем аспекте настоящее изобретение относится к использованию покрытий из полимера на основе углерода для обработки поверхности талька для того, чтобы снизить уровень поглощения добавок. В определение полимеров на основе углерода также включены сополимеры малеиновой кислоты/олефина, имеющие общую формулу
где n обозначает молекулярную массу, а х и у представляют собой долю каждой мономерной единицы в полимере. Полимеры на основе углерода, которые являются пригодными для использования при обработке поверхности талька, могут быть выбраны из группы, включающей функционализированные полиолефины: сополимер малеиновой кислоты/олефина, сополимер малеиновой кислоты/стирола, где сополимер малеиновой кислоты/стирола является предпочтительным. В группу полимеров на основе углерода являются включенными также минеральные масла с любой температурой кипения и парафиновые воски с любой температурой плавления. Отношение х/у может изменяться в пределах от около 100:1 до около 1: 100, при этом предпочтительный диапазон составляет от около 10:1 до около 1: 10. С представляет собой углерод, О представляет собой кислород, Н представляет собой водород и R представляет собой функциональную группу. R может быть любой группой, которая может образовывать связь с углеродом. Они включают без ограничения алкилкарбоксилаты, алкиламины, алкиламиды, алкилтиолы, алкилсульфаты, алкилсульфонаты, алкилфосфаты и алкилфосфонаты и тому подобное.

Молекулярная масса полимера на основе углерода может изменяться в пределах от около 100 до около 10000000 а.е.м., при этом предпочтительный диапазон составляет от около 200 до около 2000000 а.е.м.

Любой неорганический минерал, такой как тальк, карбонат кальция, осажденный карбонат кальция, глина или окись кремния, который является восприимчивым к обработке поверхности, может быть покрыт полимерами, описываемыми здесь. Однако тальк является предпочтительным неорганическим минералом. Виды талька, которые являются особенно пригодными для использования, представляют собой такие, которые являются как восприимчивыми к обработке поверхности, так и способны к последующему использованию в производстве полиолефиновой пленки. В качестве примера, но без ограничения, как правило, тальк имеет эмпирическую формулу Mg₃Si₄O₁₀(ОН)₂ и относительную плотность от около 2,6 до около 2,8. Предпочтительный тальк, без других ограничений, может иметь средний размер частиц от около 0,1 до около 10 мкм, при этом предпочтительный средний размер частиц составляет от около 0,5 до около 5 мкм. Тальк может быть покрытым от около 0,01 до около 10 мас.% полимеров, описанных здесь, при этом предпочтительный уровень обработки для покрытия составляет от около 0,25 до 2 мас.% по отношению к массе полимера.

Все полимерные покрытия, описанные здесь, могут наноситься на тальк с помощью любой удобной операции для смешивания сухих порошков. Температура, при которой покрытие наносится на тальк, находится в пределах от около 0 до около 500^oC, предпочтительно от около 30 до около 200^oC, а более предпочтительно от около 60 до около 80^oC. Температура нанесения должна устанавливаться на более высоких уровнях, если конкретное покрытие требует плавления. Как только на тальк наносится покрытие, получается антиадгезивный тальк, который может быть использован специалистом в данной области точно так же, как и любой коммерчески доступный антиадгезивный агент. Например, но без ограничений, снабженный покрытием антиадгезивный тальк может быть добавлен в экструдер для получения пленки или добавлен в качестве уже смешанной загрузки для экструдера. Смешанная загрузка означает, что смола и антиадгезивный агент предварительно смешиваются в устройстве для составления смесей перед добавлением в экструдер для получения пленки.

Полиолефины, рассматриваемые как пригодные для использования в настоящем изобретении, могут представлять собой любой полиолефин, который может быть прозрачным, кристаллическим и способным к формированию самоподдерживающейся пленки. Не ограничивающие примеры включают кристаллические гомополимеры α-осолефина с количеством атомов углерода, изменяющимся от 2 до 12, или смесь двух или более кристаллических сополимеров или сополимеров этилена-винилацетата с другими смолами. Также смола на основе полиолефина может быть полиэтиленом высокой плотности, полиэтиленом низкой плотности, линейным полиэтиленом низкой плотности, полипропиленом, сополимерами этилена-пропилена, поли-1-бутеном, сополимерами этилена-винилацетата и так далее и полиэтиленами низкой и средней плотности. Дополнительные примеры представлены неупорядоченными или блоксополимерами полиэтилена, полипропилена поли-r-метилпентена-1 и этилена-пропилена и сополимерами этилена-пропилена-гексана. Среди них - сополимеры этилена и пропилена и те, которые содержат 1 или 2 группы, выбранные из бутена-1, гексана-1,4-метилпентена-1 и октена-1 (так называемый ЛПЭНП), являются особенно пригодными для использования.

Способ производства полиолефиновой смолы, используемый в настоящем изобретении, не является ограниченным. Например, она может производиться с помощью ионной полимеризации или радикальной полимеризации. Примеры полиолефиновых смол, полученных с помощью ионной полимеризации, включают такие гомополимеры, как полиэтилен, полипропилен, полибутен-2 и поли-4-метилпентен, и сополимеры этилена, полученные с помощью сополимеризации этилена и αолефина, в качестве α-олефинов используются α-олефины, имеющие от 3 до 18 атомов углерода, такие как пропилен, бутен-1,4-метилпентен-1, гексен-1, октен-1, децен-1 и октадецен-1. Эти α-олефины могут быть использованы индивидуально или как два или более типов. Другие примеры включают такие сополимеры пропилена, как сополимеры пропилена и бутена-1. Примеры полиолефиновых смол, полученных с помощью радикальной полимеризации, включают этилен сам по себе или сополимеры этилена, полученные путем сополимеризации этилена и радикально-полимериэуемых мономеров. Примеры радикально-полимеризуемых мономеров включают ненасыщенные карбоновые кислоты, такие как акриловая кислота, метакриловая кислота, и сложные эфиры малеиновой кислоты, их кислотные ангидриды и сложные виниловые эфиры, такие как винилацетат. Конкретные примеры сложных эфиров ненасыщенных карбоновых кислот включают этилакрилат, метилметакрилат и глицидилметакрилат. Эти радикально-полимеризуемые мономеры могут использоваться индивидуально или как два или более типов.

Типичное воплощение настоящего изобретения может включать (от около до около)
0,1-1,0% антиадгезивного агента на основе талька,
0,02-0,5% технологической добавки,
0,05-0,25% смазывающего агента,
0,01-0,5% антиоксиданта,
0,01-0,25% поглотителя кислорода,
0,1-5,0% силоксана, силана, полиэфира, полимера на основе углерода,
99,7-92,5% полиолефиновой смолы.

Типичное предпочтительное воплощение настоящего изобретения включает
0,5% антиадгезивного агента на основе талька,
0,15% технологической добавки,
0,12% смазывающего агента,
0,03% антиоксиданта,
0,05% поглотителя кислорода,
0,10% антиоксиданта,
2,50% силоксана, силана, полиэфира, полимера на основе углерода,
96,55% полиолефиновой смолы.

Все процентные доли относятся к проценту от общей массы.

Способы и процедуры исследований
Оборудование
1. Экструдеры. Для измерения воздействия антиадгезивных агентов на характеристики технологических добавок (ТД) используются следующие экструдеры.

а. Одночервячный экструдер со щелевой головкой Brabender.

b. Двухчервячный экструдер с односторонним вращением малой мощности ZSK.

с. Двухчервячный экструдер с противовращением малой мощности Lestritz.

d. Экструдер Welex.

2. Смеситель Henschal. Используется для смешивания силоксана или силана, или полиэфира, или полимера на основе углерода и антиадгезивных соединений.

3. Линия для раздува пленки Killion. Представляет собой I^1/4 дюймовый экструдер с отношением L/D 30:1 и 2¹/² дюймовой головкой с 12 мм зазором фильеры. Профиль температуры экструдера и линии для раздува пленки составляет 177^oС, 93^oС, 193^oС, 204^oС, 204^oС, 204^oС, 204^oС, 204^oС, 204^oС и 204^oС при температуре плавления 200-208^oС. Выход составляет около 9 фунтов/час при скорости сдвига 500 сек^-1. Давление экструдера и уменьшение разрыва экструзионного потока отслеживаются каждые 15 минут в течение двух часов.

Определение терминов
Экструзия - фундаментальная технологическая операция, при которой материал продавливается через металлическую формирующую головку с последующим охлаждением или химическим отверждением (смотри Hawley's Condensed Chemical Dictionary, 12^th Edition, 1993, page 505).

Головка экструдера - устройство, имеющее конкретную форму или конструкцию, которую она передает пластику путем прохождения материала через нее (экструзия). Головки экструдеров используются для измерения воздействия антиадгезивных агентов на характеристики технологических добавок (ТД).

Экструзия через ленточную головку - процедура экструзии для измерения потребности в технологической добавке на основе количества технологической добавки, требуемой для понижения давления в экструдере и устранения разрыва экструзионного потока.

Антиадгезивные агенты - материалы, которые делают поверхность пластиковых пленок более шершавой для понижения их тенденции к слипанию. Эти материалы могут включать синтетическую окись кремния, диатомовую землю (ДЗ) и тальк.

Осветляющий антиадгезивный агент - тип антиадгезивного агента, который добавляют при смешивании химикалиев для уменьшения мутности и для улучшения прозрачности полимерной пленки.

Технологическая добавка (ТД) - обеспечивает смазку или проскальзывание в головке экструдера во время экструзии пленки, которое улучшает качество пленки путем устранения разрывов экструзионного потока. Технологические добавки оцениваются по уменьшению давления (поглощается меньше ТД) и по устранению разрывов экструзионного потока (процент разрывов экструзионного потока).

Давление экструдера - давление в экструдере. Уменьшение давления экструдера показывает, насколько хорошо работает технологическая добавка, означая, что технологическая добавка не поглощается тальком и, следовательно, является способной понижать давление экструдера.

Разрыв экструзинного потока - мера однородности поверхности пленки. Целью является полное устранение разрывов экструзионного потока. Количество разрывов экструзионного потока отслеживается как функция времени при заданной дозировке ТД и измеряется в исследовании скорости кондиционирования.

Скорость кондиционирования - методика, используемая производителями пленки, для определения характеристик технологической добавки (ТД) и для определения воздействия данного антиадгезивного агента на эффективность ТД. Это осуществляется с использованием экструзии через щелевую фильеру и отслеживания давления экструдера и процента разрывов экструзионного потока за некоторый период времени.

ABT-G - тальк ABT 2500®, покрытый аминфункционализированным силоксаном (Genese Polymers, GP-4).

Функциональные группы - расположение атомов и групп атомов, которое осуществляется повторяющимся образом в органическом веществе.

Исследование с раздутой пленкой - тип экструзии, где полимер после смешивания формируется до его желаемой толщины путем выдувания воздуха через цилиндрическую головку.

Антиоксидант - органическое соединение, добавляемое к пластикам для замедления окисления, износа, прогорклого запаха и образования смолы (смотри Hawley's Condensed Chemical Dictionary, 12^th Edition, 1993, page 90).

Полевой шпат - общее наименование для группы из алюмосиликатов натрия, калия, кальция и бария (смотри Hawley's Condensed Chemical Dictionary, 12^th Edition, 1993, page 509).

Диатомовая земля (ДЗ) - мягкий, пористый, твердый материал (88% окиси кремния), состоящий из малых доисторических водных растений, относящихся к водорослям (диатомы). Поглощает от 1,5 до 4 весов воды от своего веса, также имеет большую адсорбционную емкость по отношению к маслам (смотри Hawley's Condensed Chemical Dictionary, 12^th Edition, 1993, page 365).

Парафин (алкан) - класс алифатических углеводородов, характеризуемых прямой или разветвленной цепью из атомов углерода (C_nH_2n+2) (смотри Hawley's Condensed Chemical Dictionary, 12^th Edition, 1993, page 871).

Следующие далее примеры рассматриваются как иллюстрация настоящего изобретения и не предназначаются для ограничения каким-либо образом рамок настоящего изобретения, которые более конкретно определяются прилагаемой формулой изобретения.

РАЗДЕЛ I
Исследование покрытий на основе талька для понижения поглощения технологической добавки (ТД) антиадгезивными агентами.

В примерах 1 и 2 антиадгезивный агент смешивается с линейным полиэтиленом низкой плотности (ПЭ) в двухчервячном экструдере с односторонним вращением малой мощности ZSK при уровнях загрузки 30%. В отдельном процессе загрузки технологическая добавка смешивается с ПЭ при уровне загрузки 10%. Дозировка технологической добавки изменяется от 0 долей до 1400 м.д. с шагом изменения 200 м.д. Образцы экструдируют при постоянной скорости (20 г/мин) в течение одного часа для каждого изменения, при этом отслеживаются давление в экструдере и разрывы экструзионного потока ленты. Технологическая добавка VITON® Free-Flow SAX 7431 (Genese Polymers) используется в примере 1 и заменяется в примере 2 технологической добавкой Dynamar^ТМ FX-5920 (Dynamar Products-3М Center. St. Paul. Minnesota 55144).

Воздействие типа антиадгезивного агента на характеристики ТД определяется с использованием одночервячного экструдера 3/4" Brabender, снабженного 1"•0,020" ленточной головкой. Экструдер приводится в действие со скоростью сдвига 400-500 сек^-1 и с выходом 20 г/мин. Характеристики ТД отслеживаются по давлению экструдера и по проценту разрывов экструзионного потока экструдируемой ПЭ ленты за часовой период времени.

Пример 1.

Поглощение технологической добавки для различных антиадгезивных агентов.

Тальк ABT® 2500, тальк ABT® 2500, обработанный аминфункционализированным силоксаном (ABT-G), осветляющий антиадгезивный агент В4 (Viton Products - Viton Business Center, P.O. Box 306, Elkton, Maryland 21922), B4, обработанный амин-функционализированным силоксаном, Celite 238 D.E. (Celite Products-Solon, Ohio), синтетическая окись кремния и тальк MICROBLOC®. Обработанные антиадгезивные агенты приготавливаются с помощью сухого покрытия в смесителе Henschal в течение десяти минут при 70^oС с силоксановым полимером при уровне покрытия в один процент от сухой массы талька. Покрытие состоит из аминфункционализированного силоксана (Genese Polymers -GP-4).

В дополнение к анализу трех образцов талька, описанных выше, исследуются также осветляющий антиадгезивный агент, состоящий из 50 об.% МР 10-52 и 50 об. % полевого шпата, осветляющий ангиадгезивный агент, обработанный GP-4, тальк ABT 2500®, тальк MICROBLOC®, диатомовая земля (Celite Superfloss 238) и синтетическая окись кремния (Crosfield 705 - Crosfield Products - 101 Ingalls Avenue, Joliet, Illinois 60435) (см. таблицу 1).

Более низкие дозировки технологической добавки требуются для уменьшения разрывов экструзионного потока, когда тальк и осветляющие антиадгезивные агенты обрабатываются силоксановым покрытием.

Пример 2.

Тальк и синтетическая окись кремния в качестве антиадгезивных агентов.

В этом примере технологическая добавка, используемая в примере 1, заменяется технологической добавкой Dynamar^ТМ FX-5920. Тальк ABT 2500® (непокрытый и покрытый силоксаном) сравнивается с синтетической окисью кремния и коммерчески доступным антиадгезивным агентом на потребление технологической добавки. Таблица 2 демонстрирует количество технологической добавки, требуемое для уменьшения количества разрывов экструзионного потока.

Тальк, покрытый силоксаном, требует более низких количеств технологической добавки для понижения количества разрывов экструзионного потока, чем это делается другими антиадгезивными агентами.

РАЗДЕЛ II
Антиадгезивные покрытия и их воздействие на характеристики технологических добавок.

В примере 3 данные по разрывам экструзионного потока и давлению в головке экструдера сравнивают для талька ABT® 2500, талька, покрытого силоксаном ABT-G, и диатомовой земли (ДЗ). В примере 4 коммерчески доступные антиадгезивные агенты на основе талька оцениваются на характеристики технологической добавки и сравниваются с агентами в примере 3.

В примерах 5-7 исследуются альтернативные покрытия для усовершенствованного антиадгезивного агента.

Антиадгезивные агенты, смешанные со смесями, содержащими полиэтиленовую смолу, 5000 м.д. антиадгезивного агента, 1000 м.д. VITON® Free Flow SAX-7431 ТД, 1200 м. д. смазывающего агента на основе эрукамида Croda ER, 300 м.д. антиоксиданта Irganox® 1010, 500 м.д. поглотителя кислорода на основе стеарата цинка J.T. Baker и 1000 м.д. антиоксиданта Irgafos® 168, смешиваются в двухчервячном экструдере с противовращением малой мощности Lestritz. Условия в экструдере включают температурные зоны 165^oС, 175^oС, 190^oС, 200^oC и 204^oС. Скорость вращения шнека составляет 150 оборотов в минуту с одним входом и одним лотком. Расширительные шнеки имеют 34 мм в диаметре при отношении L/D 22:1.

Пример 3.

Характеристики разрыва экструзионного потока и давления в экструдере для антиадгезивных агентов.

Давление в экструдере и процент разрывов экструзионного потока определяются для талька ABT® 2500, талька, покрытого силоксаном ABT-G, и антиадгезивных агентов на основе ДЗ с использованием экструзии через ленточную головку. Данные о проценте разрывов экструзионного потока и о давлении в экструдере для этих антиадгезивных агентов в течение часовой экструзии ленты приведены в таблице 3.

Снижение разрыва экструзионного потока на 30% и уменьшение давления экструдера на 120 фунт/кв.дюйм наблюдается, когда тальк ABT® 2500 обрабатывают аминфункционализированным силоксаном (ABT-G).

Пример 4.

Коммерческие антиадгезивные агенты на основе талька.

В этом примере коммерчески доступные антиадгезивные агенты, тальк MICROBLOC®, тальк POLYBLOC^TM и тальк MICROTUFF® 101 сравниваются с антиадгезивными агентами, используемыми в примере 3. Измерения производятся во время часовой экструзии ленты. Процент разрыва экструзионного потока находится в таблице 4, а данные по давлению в экструдере - в таблице 5.

MICROBLOC®, POLYBLOC^ТМ и MICROTUFF® представляют собой торговые марки и являются коммерчески доступными от Minerals Technologies Inc. - The Chrysler Building, 405 Lexington Avenue, New York, New York 10174.

Тальк, покрытый силоксаном (ABT-G), имеет более низкий процент разрывов экструзионного потока, чем коммерчески доступные антиадгезивные агенты на основе талька.

Тальк, покрытый силоксаном (ABT-G), имеет более низкое давление экструдера, чем коммерчески доступные антиадгезивные агенты на основе талька.

Пример 5.

Антиадгезивные агенты на основе талька, покрытого силоксаном.

Тальк ABT 2500®, в дополнение к покрытию жидким аминфункциональным силиксаном (ABT-G)/(Genese Polymers, GP-4), покрывается амино-модифицированным пропилтриметоксисиланом (OSi, Silquest® A-1130 силан) и бис-(триметоксисилилпропил)амином (OSi, Silquest® А-1170 силан). Экструзия через ленточную головку используется для определения процента разрывов экструзионного потока и давления экструдера.

Результаты экструзии через ленточную головку приведены в таблицах 6 и 7.

Продукты, покрытые SILQUEST® А-1170 и полиакрилатом, демонстрируют меньше разрывов экструзионного потока, чем непокрытый тальк, и работают примерно так же как и тальк, покрытый силоксаном (ABT-G).

Тальк ABT® 2500, покрытый SILQUEST® А-1170 и полиакрилатом, демонстрирует более низкие давления экструдера, если сравнивать с непокрытым тальком ABT® 2500.

Пример 6.

Антиадгезивные агенты на основе талька, покрытого полиэфирами.

Этот пример демонстрирует воздействие полиэфиров в качестве покрытий для антиадгезивных агентов на основе талька с низким поглощением ТД. Тальк ABT® 2500 покрывают полиэтиленгликолем (PEG), продуктом PEG, функционализированного полярными карбоксилатными группами, и продуктом PEG, функционализированного менее полярными стеаратными группами. Данные по разрывам экструзионного потока находятся в таблице 8, а результаты по давлению экструдера находятся в таблице 9.

Все три покрытых эфиром талька имеют меньше разрывов экструзионного потока, чем непокрытый тальк ABT® 2500.

Все три талька, покрытых эфирами, имеют более низкие давления экструдера, чем непокрытый тальк.

Пример 7.

Антиадгезивные агенты на основе талька, покрытого полимерами на основе углерода.

Функционализированные полиолефины и парафины исследуются на разрыв экструзионного потока и давление экструдера в зависимости от потребления ТД. Полиолефины включают сополимер малеиновой кислоты/олефина и сополимер малеиновой кислоты/стирола. Кроме того, в качестве покрытия для талька исследуются парафин с низкой молекулярной массой (минеральное масло) и парафин с высокой молекулярной массой (парафиновый воск). Молекулярная масса парафина составляет от около 80 до около 1400 а.е.м., в то время как предпочтительная молекулярная масса составляет от 200 до около 600 а.е.м. Результаты по разрывам экструзионного потока находятся в таблице 10, а результаты по давлению в экструдере - в таблице 11.

Все четыре образца талька, покрытые полимером на основе углерода, имеют меньше разрывов экструзионного потока, чем непокрытый тальк ABT® 2500. Парафиновый воск демонстрирует 15% разрывов экструзионного потока через один час.

Все полимеры на основе углерода имеют более высокие уменьшения давления в экструдере, чем непокрытый тальк ABT® 2500.

Формула изобретения

1. Способ получения антиадгезивного агента, включающий обработку поверхности талька функционализированным силоксаном общей формулы [Si(СН₃)(R)-O-Si(СН₃)(R)-O]_n

где n - число повторяющихся единиц, определяющих молекулярную массу от 100 до 100000 а.е.м.;

R - алкильная группа функционализированная карбоксилатом, амином, амидом, тиолом, сульфатом, фосфатом,

силаном общей формулы

SiR₄,

где R - является группой, выбранной из алкильной, алкокси, функционализированной алкильной, функционализированной алкокси и любых их сочетаний,

простым полиэфиром, функционализированным простым полиэфиром общей формулы

H-(Ochr(CH₂)_xchr₁)_n-OH,

где n - число повторяющихся единиц, определяющих молекулярную массу от 1000 до 100000 а.е.м.;

х - означает ноль или целое число,

R - алкильная группа,

R₁ - алкильная группа, выбранная из алкилкарбоксилата, алкиламина,

алкиламида, алкилсульфата, алкилтиола, алкилсульфоната,

алкилфосфата, алкилфосфоната,

или полимером на основе углерода общей формулы

где n - число повторяющихся единиц, определяющих молекулярную массу от 1000 до 10000000 а.е.м.;

х/у может изменяться от 100:1 до 1:100;

R - функционализированная алкильная группа, выбранная из алкилкарбоксилата, алкиламина, алкиламида, алкилсульфата, алкилтиола, алкилсульфоната, алкилфосфата, алкилфосфоната.

2. Способ по п.1, где функционализированный силоксан представляет собой функционализированный алкилполициклометилсилоксан.

3. Способ по п.2, в котором функционализированный алкил-полициклометилсилоксан функционализируют одной или несколькими группами, выбранными из карбоксильной, амино, амидо, тио, сульфо или фосфогрупп.

4. Способ по п.1, где силан выбирают из группы, включающей октилтриэтоксисилоксан, триаминофункциональный силан, бис-(гамма-триметоксипропил) амин.

5. Способ по п.1, где полиэфир выбирают из группы, включающей поли(этиленгликоль), поли(этиленгликоль)бис-(карбоксиметиловый) эфир, поли(этиленгликоль)диметиловый эфир, поли(этиленгликоль-400)дистеарат.

6. Способ по п.1, где полиэфир представляет собой полиэтиленгликоль (PEG), а функционализированный полиэфир представляет собой алкилкарбоксилат функционализированный PEG.

7. Способ по п.1, где полимер на основе углерода выбирают из группы, включающей функционализированные полиолефины, сополимер малеиновой кислоты/олефина, сополимер малеиновой кислоты/стирола.

8. Способ по п.7, где полимер на основе углерода представляет собой сополимер малеиновой кислоты/стирола.

9. Способ по любому из пп.1 и 7, 8, где неорганический материал обрабатывают 0,1-10 процентами по отношению к массе неорганического минерала, полимера на основе углерода.

10. Композиция, включающая компонент из талька и компонент для обработки поверхности, выбранный из группы, включающей функционализированный силоксан, силан, полиэфир, функционализированный полиэфир и полимер на основе углерода.

11. Композиция по п.10, используемая в качестве антиадгезивного агента.

12. Полиолефин, содержащий композицию по п.10.

13. Полиолефин по п.12, имеющий форму пленки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11