用于熱固性聚酯樹(shù)脂體系的干研磨碳酸鈣的生產(chǎn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及聚合物用的礦物填料/添加劑。
【背景技術(shù)】
[0002] 研磨碳酸鈣（GCC)是聚合物樹(shù)脂用的礦物填料或添加劑。一些用于制造具有礦物 填料和添加劑的聚酯制品的技術(shù)是片狀模塑料（SMC)和團(tuán)狀模塑料（BMC)。例如，在SMC應(yīng) 用中生產(chǎn)含礦物添加劑的聚合物片材，然后將其放置到模具中。聚合物片材在溫度和壓力 下流動(dòng)以填充模腔并在合適位置固化。為了生產(chǎn)完全成形的制品，需要具有良好流動(dòng)性的 低樹(shù)脂粘度以確保在樹(shù)脂體系固化之前完全填充模腔。另外，可制成制品如由具有礦物填 料和添加劑的聚酯樹(shù)脂形成的人造大理石。
[0003] 發(fā)明概述
[0004] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，公開(kāi)了一種制造干研磨碳酸鈣填料或添加劑的方 法，其中通過(guò)在三乙醇胺（TEA)存在下干研磨碳酸鈣，然后用分散劑表面處理所述研磨碳 酸鈣。
[0005] 根據(jù)另一實(shí)施方式，公開(kāi)了一種干研磨碳酸鈣填料或添加劑，其通過(guò)在三乙醇胺 存在下干研磨碳酸鈣，然后用分散劑表面處理所述研磨碳酸鈣制得。
[0006] 根據(jù)另一實(shí)施方式，公開(kāi)了一種包含聚酯樹(shù)脂和干研磨碳酸鈣填料或添加劑的熱 固性聚酯聚合物組合物，所述干研磨碳酸鈣填料或添加劑通過(guò)在三乙醇胺存在下干研磨碳 酸鈣，然后用分散劑表面處理所述研磨碳酸鈣制得。
[0007] 根據(jù)另一實(shí)施方式，公開(kāi)了一種包含含有聚酯樹(shù)脂和干研磨碳酸鈣填料或添加劑 的熱固性聚酯聚合物組合物的制品，所述干研磨碳酸鈣填料或添加劑通過(guò)在三乙醇胺存在 下干研磨碳酸鈣，然后用分散劑表面處理所述研磨碳酸鈣制得。
【附圖說(shuō)明】
[0008] 圖1是顯示具有未在三乙醇胺（TEA)存在下干研磨的研磨碳酸鈣和具有不同水平 的三乙醇胺表面處理的聚酯樹(shù)脂的粘度之間的相關(guān)性的圖表。
[0009] 圖2是顯示具有用脂肪酸或脂肪酸胺表面處理的且用或沒(méi)用三乙醇胺的研磨碳 酸鈣的聚酯樹(shù)脂的粘度的圖表。
[0010] 圖3是顯示具有用以不同順序添加的三乙醇胺和聚丙烯酸鈉（SPA)分散劑表面處 理以及用三乙醇胺和不同量的分散劑表面處理的研磨碳酸鈣的聚酯樹(shù)脂的粘度的圖表。
[0011] 圖4是顯示具有用兩種不同類(lèi)型的分散劑表面處理且用或不用三乙醇胺的研磨 碳酸鈣的聚酯樹(shù)脂的粘度的圖表。
[0012] 圖5是顯示具有用三乙醇胺然后用分散劑表面處理的研磨碳酸鈣的聚酯樹(shù)脂的 粘度并且還顯示用三乙醇胺同時(shí)用分散劑表面處理的圖表。
[0013] 發(fā)明詳述
[0014] 無(wú)需進(jìn)一步詳盡說(shuō)明，相信本領(lǐng)域技術(shù)人員使用前述說(shuō)明可以將本發(fā)明利用至最 大限度。因此，以下實(shí)施方式應(yīng)當(dāng)被解釋為僅僅是說(shuō)明性的，而非以任何方式限制公開(kāi)內(nèi)容 的其余部分。
[0015] 現(xiàn)在將參照以下說(shuō)明書(shū)和非限制性實(shí)施例詳細(xì)描述本發(fā)明。除非另外指明，所有 百分比均以重量計(jì)，所有溫度均為華氏度。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，公開(kāi)了一種制造干研磨碳酸鈣填料或添加劑的方 法，其中通過(guò)在三乙醇胺存在下干研磨碳酸鈣，然后用分散劑表面處理研磨碳酸鈣。所得到 的干研磨碳酸鈣可用于熱固性聚酯樹(shù)脂體系中，以提供具有所需流動(dòng)性的熱固性聚酯樹(shù)脂 或聚合物。所得的熱固性聚酯樹(shù)脂體系的粘度可以使得它適合于在SMC(片狀模塑料）和 BMC (團(tuán)狀模塑料）技術(shù)中使用。
[0017] 樣品制備通過(guò)將表1中所述的樹(shù)脂A、樹(shù)脂B和樹(shù)脂C添加到去掉邊（derimmed) 的一夸脫涂料罐中進(jìn)行。將研磨碳酸鈣（GCC)填料稱(chēng)出到秤盤(pán)上。該一夸涂料罐放置在一 個(gè)兩英寸半的Cowles鋸齒刀片下，并且將刀片下降到樹(shù)脂中。將GCC填料的一半加入到樹(shù) 脂并以2500rpm分散。在材料完全并入到樹(shù)脂（浸濕）中之后，停止Cowles分散器，加入 其余GCC填料。啟動(dòng)Cowles分散器并并入其余的粉末。將得到的糊料分散到90° F的溫 度，此時(shí)提升并停止Cowles分散器葉片。立即將糊料轉(zhuǎn)移到一半品脫的去掉邊的涂料罐用 于粘度測(cè)量。
[0018] 使用具有6號(hào)轉(zhuǎn)子的RVT型Brookfield粘度計(jì)，以每分鐘20轉(zhuǎn)和90華氏度測(cè)量 粘度。在旋轉(zhuǎn)45秒之后記錄粘度。
[0019] 如圖1中所示，在發(fā)明人的使用表1中所述的沒(méi)有無(wú)機(jī)阻燃劑的聚酯樹(shù)脂配方的 第一個(gè)實(shí)驗(yàn)中，已經(jīng)用助磨劑三乙醇胺處理過(guò)的干研磨碳酸鈣沒(méi)有提供合適的用于熱固性 聚酯樹(shù)脂體系中的粘度，如與來(lái)自O(shè)MYA Inc. North America的OMYACARB? 5研磨 碳酸鈣對(duì)照樣品相比較所示的那樣。表2顯示用作研磨碳酸鈣用助磨劑的三乙醇胺的量與 具有上述經(jīng)表面處理的研磨碳酸鈣作為填料的熱固性聚酯樹(shù)脂體系的粘度之間的相關(guān)性。 用三乙醇胺表面處理過(guò)的研磨碳酸鈣是購(gòu)自Specialty Minerals Inc. of Bethlehem(賓 夕法尼亞州）的Vienni? 31-6研磨碳酸鈣。圖I中所示的用于評(píng)價(jià)的熱固性聚酯樹(shù)脂 的組分示于如下表1中。
[0020] 表 1
[0021] 樹(shù)脂配方
[0022]

[0029] 對(duì)于剩余的實(shí)驗(yàn)，樣品制備通過(guò)將表3中所述的樹(shù)脂A、樹(shù)脂B和樹(shù)脂C添加到去 掉邊的一夸脫涂料罐中進(jìn)行。將研磨碳酸鈣（GCC)填料和無(wú)機(jī)阻燃劑稱(chēng)出到秤盤(pán)上。該一 夸涂料罐放置在一個(gè)兩英寸半的Cowles鋸齒刀片下，并將刀片下降到樹(shù)脂中。將GCC填料 和無(wú)機(jī)阻燃劑的一半加入到樹(shù)脂中并以2500rpm分散。在材料浸濕之后，停止Cowles分散 器，加入其余的GCC填料和無(wú)機(jī)阻燃劑。啟動(dòng)Cowles分散器并并入其余的粉末到樹(shù)脂中。 將得到的糊料分散到90° F的溫度，此時(shí)提升并停止Cowles分散器葉片。立即將糊料轉(zhuǎn)移 到半品脫去掉邊的涂料罐用于粘度測(cè)量。
[0030] 使用具有6號(hào)轉(zhuǎn)子的RVT型Brookfield粘度計(jì)，以每分鐘20轉(zhuǎn)和90華氏度測(cè)量 粘度。在旋轉(zhuǎn)45秒之后記錄粘度。
[0031] 如圖2中所示，在發(fā)明人的使用表3中所述配方的第二個(gè)實(shí)驗(yàn)中，研究已經(jīng)用脂肪 酸或者脂肪酸胺處理并且用或不用助磨劑三乙醇胺的干研磨碳酸鈣。
[0032] 圖2中所述的所有配方都沒(méi)有提供合適的粘度以用于熱固性聚酯樹(shù)脂體系中，如 與OMYACARB? 5研磨碳酸鈣對(duì)照樣品相比所示的那樣。表4顯示具有添加至配方 中的上述經(jīng)表面處理的研磨碳酸鈣的熱固性聚酯樹(shù)脂體系的粘度。在表4的樣品中，脂肪 酸或者脂肪酸胺以研磨碳酸鈣的〇. 3重量％的量存在。當(dāng)在表4中顯示存在三乙醇胺（TEA) 時(shí)，存在量為〇. 06重量％的TEA。
[0033] 如在顯示包含研磨碳酸鈣的熱固性聚酯樹(shù)脂的粘度的圖3的前五個(gè)樣品中所 示，使用包括有或無(wú)三乙醇胺的不同組合處理干研磨碳酸鈣。圖3中的最后六個(gè)實(shí)驗(yàn)樣 品顯示用三乙醇胺和不同濃度的分散劑處理的相同的干研磨質(zhì)碳酸鈣。ACUmer?9300聚 丙稀酸鈉（SPA)是購(gòu)自Dow Chemical Company的分散劑。圖3中圖表左側(cè)上描繪的 五個(gè)實(shí)驗(yàn)樣品中僅有一個(gè)提供合適的粘度以用于熱固性聚酯樹(shù)脂體系中，如與對(duì)照樣 品OMYACARB? 5研磨碳酸鈣相比所示的那樣。該樣品包含發(fā)明人的配方，其中 用三乙醇胺作為助磨劑處理然后用分散劑表面處理Vicron~31-6GCC，這里分散劑是 八(：1111^1￥9300聚丙烯酸鈉，其為45%活性的。
[0034] 表 4
[0037] 如下表5中所示，該樣品提供10, 250cps的粘度。通過(guò)用0· 2wt. %的Acumer?9300 聚丙烯酸鈉（SPA)首先表面涂覆或表面處理31-6GCC然后用0.06重量％的三 乙醇胺表面處理所得的研磨碳酸鈣生產(chǎn)的樣品，提供12, lOOcps的粘度。這表明，助磨劑和 分散劑的添加順序?qū)τ趯?shí)現(xiàn)所需的較低聚酯粘度是至關(guān)重要的。
[0038] 如表5和圖3中所示，當(dāng)首先用三乙醇胺處理然后用分散劑如Acumer?9300聚丙 烯酸鈉表面處理研磨碳酸鈣時(shí)，提供了包含研磨碳酸鈣的熱固性樹(shù)脂的所需的較低粘度。
[0039] 進(jìn)一步，如圖3和表5中所示，進(jìn)行增加的分散劑濃度的梯級(jí)研究，以確定在用三 乙醇胺處理之后添加的分散劑的潛在量，這將產(chǎn)生具有研磨碳酸鈣的熱固性聚酯樹(shù)脂體系 可接受的粘度。在本研究中所考察的所有AcUmer