[发明专利]碱土金属碳酸盐的耐酸粒子

说明书

技术领域

本发明涉及碱土金属碳酸盐的粒子，优选CaCO₃。粒子表现出改善 的耐酸性和适合作为聚合物组合物的添加剂。

背景技术

将精细的重质碳酸钙或沉淀的碳酸钙作为例如橡胶、塑料、纸张或 涂料的填料是已知的。同样地，已知通过用例如脂肪酸或其盐或其酯的 表面处理，可以改善或提高碳酸钙粒子在加入碳酸钙粒子作为填料的物 质或混合物中的分散性、或粒子对其的亲和力。所述处理使该材料粒子 的表面更适合与疏水性主体结合。尤其是，碳酸盐粒子的脂肪酸或其盐 或其酯的疏水涂层不仅改善分散性而且稳定包含该碳酸盐粒子的聚合 物组合物的粘度。

在这方面可以参考例如WO 99/11721，其公开了一种碳酸钙的控制 的表面处理方法。在一个实施方案中，将乳化的饱和和/或不饱和羧酸、 取代的脂肪酸、它们的盐或脂肪醇用作碳酸钙粒子的涂层剂。该方法提 供覆盖碳酸钙粒子晶体表面20～60％的双分子涂层，即双层。

由于涂覆单一涂层剂的碳酸盐粒子的性能在各方面都不能令人满 意，尤其是在需要粒子完全疏水的应用中，所以在现有技术中已经开发 了用多于一种涂层剂在一个或多个涂覆步骤中涂覆碳酸盐粒子的方法。 在这方面可以参考例如WO 01/32787、US 4,151,136和US 2002/0102404 A1。

WO 01/32787公开了一种处理碱土金属碳酸盐材料的粒子以在粒子 上提供疏水材料涂层的方法，该方法包括将具有至少两种组分的疏水表 面处理剂应用于碳酸盐材料的粒子，所述处理剂包含(a)第一组分，其包 含具有通式CH₃(CH₂)_mCOOH的至少一种脂肪族羧酸，其中n是等于 或大于8的整数，和(b)第二组分，其是碳酸盐释放温度(carbonate release temperature)充分地高于所述酸的碳酸盐释放温度的有机化合物，该第 二组分包含具有通式CH₃(CH₂)_mCOOR的至少一种化合物，其中m是 0或等于或大于1的整数，且R是第II主族金属离子或通式CH₃(CH₂)_qO- 基，其中q是0或等于或大于1的整数，其中m和q的至少一个等于 或大于8，当R是第二主族金属离子时m等于或大于8，其中第一组分 在表面处理剂中的浓度使得第一组分在碳酸盐粒子上的量为至少0.5X， 其中X是通过第一组分得到碳酸盐粒子的单层涂层所需的第一组分的 最小浓度，并且涂层组合物还包含至少10重量％的第二组分。

US 4,151,136公开一种制备可与酸反应的无机矿物填料的方法，其 中具有8到22个碳原子的长链羧酸与填料粒子反应，以在填料粒子的 表面形成该酸的盐。然后，该酸反应的填料和长链羧酸乙烯酯接触。此 后，聚合乙烯基酯单体以提供用来包封该酸反应填料的交联外壳。可与 酸反应的无机矿物填料包括元素周期表中第II主族的金属碳酸盐例如 碳酸镁、碳酸钡和碳酸钙。

US 2002/0102404A1公开一种用于制造表面涂覆的碳酸钙粒子的方 法，包括如下步骤：用(1)包含(1A)选自饱和脂肪酸及其盐的至少一种化 合物和(1B)选自不饱和脂肪酸及其盐的至少一种化合物的脂肪酸混合 物涂覆碳酸钙粒子以形成第一涂层，和用(2)选自邻苯二甲酸酯、磷酸酯、 己二酸酯、癸二酸酯、壬二酸酯、偏苯三酸酯和金属醇盐的至少一种有 机化合物涂覆所述涂覆的碳酸钙粒子以形成第二涂层。

但是，现有技术的疏水涂覆碳酸盐粒子的性能在各个方面仍不能令 人满意。对于某些应用，包含碱土金属碳酸盐粒子的聚合物组合物应该 表现出极好的流变性能，例如高屈服应力、高粘度和极好的分散性。这 些性能应该在某段时间内保持恒定，优选几天或几周。此外，特别是当 粒子用于pH值为7或低于7的组合物时，粒子应该是耐酸的，即应该 保护碳酸盐粒子的外表面免于酸的侵袭。

因此，需要与现有技术的粒子性能相当、优选比其更好的碱土金属 碳酸盐粒子。尤其是，该粒子应该是化学稳定的，即，耐化学降解。此 外，包含该粒子的聚合物组合物应该表现出良好的流变性能和机械性 能。

发明内容

通过权利要求的主题解决该技术问题。已经发现可以用特定的涂层 涂覆包含碱土金属碳酸盐的粒子，由此使所述粒子耐酸。