DE3909806A1 - Filler, and process for the preparation thereof - Google Patents
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Abstract
Description
Füllstoffe sind pulverförmige, organische oder anorga nische Substanzen, welche dem jeweiligen Endprodukt be stimmte Eigenschaften verleihen und/oder dessen Geste hungspreis senken. Für die Herstellung von Füllstoffen werden meist Mineralien, wie Marmore, Kalksteine, Krei den, Baryte, Tone, Kaoline, Quarze, Asbeste, Glimmer usw. vermahlen und anschließend zu Füllstoffen mit unter schiedlichen Eigenschaften aufbereitet. Um Füllstoffe mit speziellen Eigenschaften zu erhalten, wird gelegentlich auch die Oberfläche der fertigen Füllstoffe nachträglich mit Stearinsäure, Abietinsäure oder silizium-organischen Verbindungen behandelt. Derartig modifizierte Füllstoffe für Spezialzwecke werden jedoch bisher nur in relativ kleinen Mengen produziert; vergleiche Ullmann, Band 18, Seiten 647 bis 660.Fillers are powdery, organic or inorganic nische substances which the respective end product be lend attuned features and / or its gesture lower the price. For the production of fillers are mostly minerals, such as marbles, limestones, Krei barytes, clays, kaolins, quartzes, asbestos, mica etc. ground and then added to fillers with recycled properties. To fillers with to get special properties is occasionally also the surface of the finished fillers later with stearic acid, abietic acid or organosilicon Treated connections. Such modified fillers for special purposes, however, so far only in relative produced in small quantities; compare Ullmann, Volume 18, Pages 647 to 660.
Als Füllstoff sind auch schon Calciumsulfate eingesetzt worden, und zwar sowohl in Form des Dihydrats als auch in der Form des bei hohen Temperaturen totgebrannten Anhy drits. Diese Füllstoffe werden beispielsweise von der United States Gypsum Company, Chicago, unter den Bezeich nungen Terra Alba, Snow White Filler und CA-5 Filler an geboten.As a filler calcium sulfates are already used been in the form of both the dihydrate and in the shape of the dead-blown Anhy at high temperatures Drits. These fillers are used for example by the United States Gypsum Company, Chicago, under the designation Terra Alba, Snow White Filler and CA-5 Filler offered.
Aus der DE-PS 36 05 393 ist ein Verfahren zur Herstellung von Calciumsulfat-Anhydrit bekannt, bei welchem feuchter, feinteiliger Rauchgasgips mit 0,5 bis 7 Gew.-% Schwefel säure und einem Flüssigkeitsgehalt von weniger als 20 Gew.-% auf Temperaturen von 50 bis 130°C unter Verdamp fung des Feuchtwassers und Kristallwassers erwärmt und gegebenenfalls mit der äquivalenten Menge Calciumhydroxid neutralisiert wird. Dabei entsteht ein feines, kristal lines, rhombisches, prismatisch-blättchenförmiges Anhy drit II, welches als Füllstoff oder Streichpigment in der Papierindustrie eingesetzt werden kann. Weiterhin ist dieses Produkt einsetzbar als Pigment und/oder Füllstoff für Kunststoffe, Dispersionsfarben und Klebstoffe.From DE-PS 36 05 393 is a process for the preparation of calcium sulfate anhydrite, in which moist, finely divided flue gas gypsum with 0.5 to 7 wt .-% sulfur acid and a liquid content of less than 20 Wt .-% to temperatures of 50 to 130 ° C with evaporation Heat of fountain and crystal water heated and optionally with the equivalent amount of calcium hydroxide is neutralized. This creates a fine, crystalline lines, rhombic, prismatic-leaflike Anhy drit II, which as a filler or coating pigment in the Paper industry can be used. Furthermore is This product can be used as a pigment and / or filler for plastics, emulsion paints and adhesives.
Versuche, das gemäß DE-PS 36 05 393 hergestellte Calcium sulfat-Anhydrit als Füllstoff für Polypropylen einzuset zen, haben ergeben, daß dies zu wesentlich schlechteren Ergebnissen führt als die bisher übliche Verwendung von Talkum. Talkum ist ein Magnesiumsilikat mit glimmerarti ger Blattstruktur. Talkum wird im Tage- und Untertagebau gewonnen und durch Mahlen mit Windsichtung aufbereitet. Talkum gehört zu den hochwertigen, aber auch relativ teu ren Füllstoffen; vergleiche Ullmann, Band 18, Seiten 657 und 658.Experiments, the prepared according to DE-PS 36 05 393 calcium sulphate anhydrite as filler for polypropylene zen, have shown that this is much worse Results as the previously common use of Talc. Talc is a magnesium silicate with glimmerarti ger leaf structure. Talc is used in day and underground mining recovered and prepared by grinding with air classification. Talc belongs to the high-quality, but also relatively expensive ren fillers; see Ullmann, Volume 18, pages 657 and 658.
Es wurde jetzt festgestellt, daß ein gemäß DE-PS 36 05 393 hergestelltes Calciumsulfat-Anhydrit, insbesondere wenn es eine saure Oberfläche aufweist, gut, einfach und preiswert mit silizium-organischen Verbindungen silani siert werden kann und daß ein derartig silanisiertes Cal ciumsulfat-Anhydrit einen ausgezeichneten Füllstoff dar stellt, der insbesondere in Kunststoffen auf Basis von Polypropylen vergleichbare oder sogar bessere Eigenschaf ten ergibt als das bisher verwendete Talkum. Bei Kunst stoffen auf Basis von Polypropylen handelt es sich um meist hochgefüllte Kunststoffe mit einem Füllstoffgehalt von über 20%. It has now been found that a according to DE-PS 36 05 393 prepared calcium sulfate anhydrite, in particular if it has an acidic surface, good, simple and inexpensive with silicon-organic compounds silani can be siert and that such a silanized Cal cium sulfate anhydrite is an excellent filler which is based in particular in plastics based on Polypropylene comparable or even better property th results as the previously used talc. At art Polypropylene-based materials are usually highly filled plastics with a filler content of over 20%.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind somit Füll stoffe, bestehend aus silanisierten Calciumsulfat-Anhy drit mit einer mittleren Teilchengröße zwischen 1 und 10 µm, einer maximalen Teilchengröße unter 30 µm, vorzugs weise unter 20 µm, erhältlich aus einem mit Schwefelsäure befeuchteten Rauchgasgips.The present invention thus relates to filling substances consisting of silanized calcium sulfate Anhy with an average particle size between 1 and 10 μm, a maximum particle size below 30 microns, preferably wise below 20 microns, available from a sulfuric acid moistened flue gas gypsum.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist das Verfahren zur Herstellung eines Füllstoffs, dadurch gekennzeichnet, daß ein vorzugsweise prismatisch-blättchenförmiger Cal ciumsulfat-Anhydrit mit vorzugsweise saurer Oberfläche und einer mittleren Teilchengröße zwischen 1 und 10 µm, einer maximalen Teilchengröße unter 30 µm, vorzugsweise unter 20 µm, erhältlich aus einem mit Schwefelsäure be feuchteten Rauchgasgips in an sich bekannter Weise si lanisiert wird.Another object of the invention is the method for producing a filler, characterized that a preferably prismatic-leaflet cal cium sulfate anhydrite with preferably acidic surface and an average particle size between 1 and 10 μm, a maximum particle size below 30 microns, preferably less than 20 microns, available from a sulfuric acid be moist flue gas gypsum in a conventional manner si is lanisiert.
Schließlich ist ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung die Verwendung von silanisiertem, vorzugsweise prisma tisch-blättchenförmigem Calciumsulfat-Anhydrit mit einer mittleren Teilchengröße zwischen 1 und 10 µm, einer maxi malen Teilchengröße unter 30 µm, vorzugsweise unter 20 µm, erhältlich aus einem mit Schwefelsäure befeuchteten Rauchgasgips als Füllstoff für Kunststoffe auf Basis von Polypropylen.Finally, an object of the present invention the use of silanized, preferably prism Table-leaflet calcium sulfate anhydrite with a average particle size between 1 and 10 microns, a maxi paint particle size below 30 μm, preferably below 20 μm, available from a humidified with sulfuric acid Flue gas gypsum as filler for plastics based on Polypropylene.
Das Silanisieren erfolgt in an sich bekannter Weise mit Hilfe handelsüblicher silizium-organischer Verbindungen, beispielsweise Phenyltriethoxysilan. Diese Silanisie rungsmittel werden beispielsweise in einem inerten orga nischen Lösungsmittel gelöst und dann unter Rühren er wärmt. Anschließend wird das Calciumsulfat-Anhydrit zuge geben. Durch Abtrennen der Flüssigkeit, Trocknen und Sie ben, erhält man unmittelbar das silanisierte Calciumsul fat-Anhydrit. Die Trocknung kann auch durch Sprühtrocknung in an sich bekannter Weise geschehen.The silanization is carried out in a conventional manner Using commercially available silicon-organic compounds, for example, phenyltriethoxysilane. This silanization For example, in an inert orga dissolved nischen solvent and then with stirring he warms. Subsequently, the calcium sulfate anhydrite is added give. By separating the liquid, drying and you ben, one obtains directly the silanized calcium sulph fat-anhydrite. Drying can also be done by spray drying done in a conventional manner.
Obwohl vorzugsweise gemäß DE-PS 36 05 393 hergestelltes Calciumsulfat-Anhydrit zum Einsatz kommen soll, ist es prinzipiell auch möglich, andere Qualitäten von Calcium sulfat-Anhydrit einzusetzen, sofern sie die gewünschten Spezifikationen bezüglich Teilchengröße, Korngrößenver teilung etc. aufweisen. Besonders gut und einfach ver läuft die Silanisierung wenn das Anhydrit eine saure Ober fläche aufweist. Dies ist bei dem Anhydrit gemäß DE-PS 36 05 393 stets dann gegeben, wenn auf die nachträgliche Neutralisierung verzichtet wird. Natürlicher Anhydrit mit einem natürlichen pH-Wert von 6, also ganz schwach sauer, kann mit üblichen Silanisierungsmethoden bis jetzt kaum silanisiert werden. Füllstoffe aus natürlichem Anhydrit sind auch bisher nie in silanisierter Form hergestellt oder bekannt geworden. Die guten Eigenschaften von silani siertem Calciumsulfat-Anhydrit waren deshalb überraschend.Although preferably prepared according to DE-PS 36 05 393 Calcium sulfate anhydrite is to be used, it is in principle also possible, other qualities of calcium use sulphate anhydrite, provided they have the desired Specifications regarding particle size, grain size ver division etc. have. Especially good and easy ver the silanization process when the anhydrite is an acidic top surface. This is the anhydrite according to DE-PS 36 05 393 always given if on the subsequent Neutralization is omitted. Natural anhydrite with a natural pH of 6, ie very slightly acidic, can barely with usual silanization methods until now be silanized. Fillers of natural anhydrite have never been made in silanized form or become known. The good qualities of silani Calcium sulphate anhydrite was therefore surprising.
Der erfindungsgemäße Füllstoff und das Verfahren zu sei ner Herstellung sind in den nachfolgenden Beispielen nä her erläutert:The filler according to the invention and the method to be ner preparation are nä in the following examples her explained:
Als Ausgangsmaterial wurde ein Anhydrit (CaSO4) verwendet, der gemäß DE-PS 36 05 393 hergestellt war und der fol gende Charakterisierung hat:As starting material, an anhydrite (CaSO 4 ) was used, which was prepared according to DE-PS 36 05 393 and has the fol lowing characterization:
1000g Anhydrit obiger Spezifikation wurden in 1000 ml Isopropanol gegeben. Im Isopropanol wurden vorher 10 g (ca. 40 mmol) Phenyltriethoxysilan gelöst und das ganze mit 2,7ml 0,1N HCl versetzt. Die Suspension wurde ge rührt und eine halbe Stunde erhitzt. Dann wurde die Sus pension abfiltriert und der Filterkuchen bei 120°C ge trocknet. Der so behandelte und getrocknete Anhydrit wur de durch ein Sieb mit 100 µm Maschenweite gegeben und an schließend in Polypropylen mit den Vergleichssubstanzen Anhydrit nicht silanisiert und Talkum geprüft. 1000g anhydrite of the above specification were in 1000 ml Isopropanol given. In isopropanol were previously 10 g (About 40 mmol) dissolved phenyltriethoxysilane and the whole with 2.7 ml of 0.1N HCl. The suspension was ge stir and heat for half an hour. Then the Sus filtered pension and the filter cake at 120 ° C ge dries. The thus treated and dried anhydrite wur de through a sieve with 100 microns mesh size and on closing in polypropylene with the comparison substances Anhydrite not silanized and talc checked.
Es wurden die drei Produkte
Probe 1 - Anhydrit silanisiert
Probe 2 - Anhydrit nicht silanisiert
Probe 3 - Talkum
in Polypropylen vergleichend untersucht. Hierzu wurden
von den Proben 1, 2 und 3 jeweils 20 Gew.-% mit Polypro
pylen (Pulver) intensiv vermischt und in einem Plasto
graphen bei 170°C Kneterinnenwand-Temperatur 20 Minuten
geknetet und homogenisiert.There were the three products
Sample 1 - Anhydrite silanized
Sample 2 - Anhydrite not silanized
Sample 3 - Talc
tested comparatively in polypropylene. For this purpose, each of the samples 1, 2 and 3 each 20 wt .-% with polypropylene (powder) intensively mixed and kneaded in a Plasto graphene at 170 ° C Kneterinnenwand temperature for 20 minutes and homogenized.
Die Einarbeitung der Proben 1, 2 und 3 in Polypropylen war möglich. Polypropylen hat sich bei der Versuchsdauer von 20 Minuten nicht verändert. Dabei zeigte sich, daß bei Probe 1 und 3 die entstehende Friktionswärme gleich war, bei Probe 2, Anhydrit nicht silanisiert, die entstandene Friktionswärme erheblich größer war.The incorporation of samples 1, 2 and 3 in polypropylene was possible. Polypropylene has been in the trial period not changed by 20 minutes. It showed that for samples 1 and 3, the resulting friction heat is the same was, in sample 2, not silanized anhydrite, the resulting friction heat was considerably larger.
Sodann wurde der Schmelzindex des gefüllten Polypropylen geprüft. Hier zeigte sich, daß der Schmelzindex, gemessen als Fließfähigkeit, des mit Probe 1 und 3 gefüllten Poly propylen gleich war, während das mit Probe 2, Anhydrit nicht silanisiert, gefüllte Polypropylen eine deutlich schlechtere Fließfähigkeit hatte. Die Fließfähigkeit der Polypropylen-Proben, mit Anhydrit silanisiert, war also wesentlich verbessert und lag in der Größenordnung von Talkum (siehe Tabelle 2). Then, the melt index of the filled polypropylene became checked. Here it was found that the melt index, measured as fluidity of the filled with sample 1 and 3 poly propylene was the same, while that with sample 2, anhydrite not silanized, polypropylene filled one clearly had poorer flowability. The flowability of Polypropylene samples silanized with anhydrite were so significantly improved and was on the order of Talc (see Table 2).
Es wurden Bruchflächen an den mit den Proben 1, 2 und 3 gefülltem Polypropylen erzeugt und die Dispergierung und Einbettung der Proben 1, 2 und 3 beurteilt. Auch hier zeigte sich, daß Probe 1 und Probe 3 eine gleich gute homogene Verteilung und gleich gute Einbettung in Poly propylen zeigten.There were fracture surfaces at the with the samples 1, 2 and 3 filled polypropylene produced and the dispersion and Embedding of samples 1, 2 and 3 assessed. Here too showed that sample 1 and sample 3 are of the same quality homogeneous distribution and equally good embedding in poly propylene showed.
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19893909806 DE3909806A1 (en) | 1989-03-24 | 1989-03-24 | Filler, and process for the preparation thereof |
Applications Claiming Priority (1)
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DE19893909806 DE3909806A1 (en) | 1989-03-24 | 1989-03-24 | Filler, and process for the preparation thereof |
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DE (1) | DE3909806A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0415744A2 (en) * | 1989-08-30 | 1991-03-06 | Jsp Corporation | Process for the production of expanded particles of a polyolefin resin |
-
1989
- 1989-03-24 DE DE19893909806 patent/DE3909806A1/en not_active Withdrawn
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0415744A2 (en) * | 1989-08-30 | 1991-03-06 | Jsp Corporation | Process for the production of expanded particles of a polyolefin resin |
EP0415744A3 (en) * | 1989-08-30 | 1992-05-27 | Jsp Corporation | Process for the production of expanded particles of a polyolefin resin |
EP0684273A1 (en) * | 1989-08-30 | 1995-11-29 | Jsp Corporation | Process for the production of expanded particles of a polyolefin resin |
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