ES2709769T3

ES2709769T3 - Partículas de talco y sus usos

Info

Publication number: ES2709769T3
Application number: ES14290261T
Authority: ES
Inventors: Jean-Sébastien Mas; Jérôme Crepin-Leblond
Original assignee: Imertech SAS
Current assignee: Imertech SAS
Priority date: 2014-09-01
Filing date: 2014-09-01
Publication date: 2019-04-17
Anticipated expiration: 2034-09-01
Also published as: CN106795320A; JP2017526611A; CN106795320B; US11104778B2; EP3483221A1; ES2822116T3; KR20170048507A; JP7204712B2; JP7207849B2; KR102509040B1; BR112017003995B1; JP2020189986A; EP2990444A1; BR112017003995A2; EP3483221B1; WO2016034455A1; EP2990444B1; US20170283578A1

Abstract

Una partícula de talco que tiene un d50 de 0,5 a 5,0 μm y un factor de forma igual a o mayor que 40, y que comprende menos de 500 ppm de partículas que tienen un tamaño de partícula igual a o mayor que 45 μm.

Description

DESCRIPCION

Particulas de talco y sus usos

Campo tecnico

La presente invencion esta dirigida a particulas de talco, a composiciones de polimeros que comprenden dichas particulas de talco, a procesos para preparar dichas particulas de talco y la composicion de polimeros, a usos de las particulas de talco como agente de relleno, y a materiales compuestos polimericos y articulos formados a partir de la composicion de polimeros.

Antecedentes

Las particulas de talco se han desarrollado para proporcionar rigidez en los plasticos (y rendimiento de barrera para el caucho, papel y recubrimientos). Las particulas de talco de ejemplo se describen en el documento US-A-6348536. Hoy en dia se utiliza principalmente en formulaciones a base de polipropileno con un contenido de talco que varia de aproximadamente 5 a 40% en peso, con base en el peso total de la formulacion. Seria deseable proporcionar nuevos talcos para uso en tales formulaciones que tengan propiedades fisicas nuevas o mejoradas (por ejemplo, mecanicas). Sumario de la invencion

De acuerdo con un primer aspecto de la presente invencion, se proporciona una particula de talco que tiene un d50 de 0,5 a 5,0 pm y un factor de forma igual a o mayor que 40, y que comprende menos de 500 ppm de particulas que tienen un tamano de particula igual a o mayor que 45 pm.

De acuerdo con un segundo aspecto de la presente invencion, se proporciona un proceso para preparar una particula de talco que tiene un d50 de desde 0,5 a 5,0 pm y un factor de forma igual a o mayor que 40, y que comprende menos de 500 ppm de particulas que tienen un tamano de particula igual a o mayor que 45 pm, comprendiendo dicho proceso: (a) deslaminar una suspension liquida de una particula de talco relativamente gruesa que tiene un tamano de particula inicial con un d50 mayor que 5,0 pm, por ejemplo, mayor que 7,5 pm, y opcionalmente que tiene un d95 de al menos 20,0 pm, para obtener una particula de talco que tiene un tamano de particula menor que el tamano de particula inicial; (b) tratar la suspension para reducir o eliminar particulas que tienen un d95 de mas de 15,0 pm; y

(c) secar al menos parcialmente la suspension, obteniendo asi una particula de talco igual a o mayor que 40, y que comprende menos de aproximadamente 500 ppm de particulas que tienen un tamano de particula igual a o mayor que 45 pm, comprendiendo dicho proceso:

(a) deslaminar una suspension liquida de una particula de talco relativamente gruesa que tiene un tamano de particula inicial con un d50 mayor que aproximadamente 5,0 pm, por ejemplo, mayor que aproximadamente 7,5 pm, y opcionalmente que tiene un d95 de al menos aproximadamente 20,0 pm, para obtener una particula de talco que tiene un tamano de particula menor que el tamano de particula inicial;

(b) tratar la suspension para reducir o eliminar particulas que tienen un d95 mayor que aproximadamente 15,0 pm; y (c) secar al menos parcialmente la suspension, obteniendo asi una particula de talco que tiene un d50 de 0,5 a 5,0 pm y un factor de forma igual a o mayor que 40, y que comprende menos de 500 ppm de particulas que tienen un tamano de particula igual o mayor que 45 pm.

Descripcion detallada de la invencion

Como se usa aqui, el termino "talco" significa el mineral de silicato de magnesio o el clorito mineral (silicato de aluminio y magnesio), o una mezcla de los dos, opcionalmente asociados con otros minerales, por ejemplo, dolomita y/o magnesita, o ademas, talco sintetico, tambien conocido como talcosa.

Tal como se usa aqui, el termino "tratamiento de superficie" significa que las particulas del talco se ponen en contacto con un compuesto que se adhiere (por ejemplo, fisisorcion o enlace) o se asocia de otro modo con la superficie del talco.

Como se usa aqui, el termino "indice de lamelaridad" se define por la siguiente proporcion:

en el que "dmedia" es el valor del tamano de particula medio (d5o) obtenido por una medicion del tamano de particula por dispersion de laser Malvern humedo (estandar AFNOR NFX11 -666 o ISO 13329-1) y "d5o" es el valor del diametro mediano obtenido por sedimentacion usando un sedigrafo (estandar AFNOR X11-683 o ISO 13317-3), como se describe a continuacion. Se puede hacer referencia al articulo de G. Baudet and J. P. Rona, Ind. Min. Mines et Carr. Les techn. June, July 1990, pp 55-61, que muestra que este indice esta correlacionado con la proporcion media de la dimension mas grande de la particula hasta su dimension mas pequena.

El "factor de forma", como se usa aqui, es una medida de la proporcion entre el diametro de particula y el espesor de particula para una poblacion de particulas de tamano y forma variables segun lo medido usando los metodos de conductividad electrica, aparatos y ecuaciones descritos en la patente de Estados Unidos No. 5,576,617. Como la tecnica para determinar el factor de forma se describe con mas detalle en la patente '617, la conductividad electrica de una composicion de una suspension acuosa de particulas orientadas bajo prueba se mide a medida que la composicion fluye a traves de un recipiente. Las mediciones de la conductividad electrica se toman a lo largo de una direccion del recipiente y a lo largo de otra direccion del recipiente transversal a la primera direccion. Usando la diferencia entre las dos mediciones de conductividad, se determina el factor de forma del material en particulas bajo prueba.

Como se usa aqui, "area de superficie especifica (BET)" significa el area de la superficie de las particulas de las particulas de talco con respecto a la masa unitaria, determinada de acuerdo con el metodo BET por la cantidad de nitrogeno adsorbido en la superficie de dichas particulas para formar una capa monomolecular que cubra completamente dicha superficie (medida de acuerdo con el metodo BET, estandar AFNOR X11 -621 y 622 o ISO 9277). En ciertas realizaciones, la superficie especifica se determina de acuerdo con la norma ISO 9277, o cualquier metodo equivalente al mismo.

A menos que se indique lo contrario, las propiedades de tamano de particula a las que se hace referencia aqui para los materiales de particulas de talco se miden de una manera bien conocida mediante la sedimentacion del material en particulas en una condicion completamente dispersa en un medio acuoso utilizando una maquina Sedigraph 5100 suministrada por Micromeritics Instruments Corporation. Norcross, Georgia, EE. UU. (www.micromeritics.com), se menciona aqui como una "unidad Micromeritics Sedigraph 5100". Dicha maquina proporciona mediciones y un grafico del porcentaje acumulado en peso de particulas que tienen un tamano, denominado en la tecnica como el "diametro esferico equivalente" (e.s.d), menor que los valores e.s.d dados. El tamano de particula medio d50 es el valor determinado de esta manera para la particula e.s.d en la que hay un 50% en peso de particulas que tienen un diametro esferico equivalente menor que el valor de d50. El valor de d95 es el valor en el que el 95% en peso de las particulas tiene una esd menor que el valor de dg5. Las propiedades de tamano de particula se pueden determinar de acuerdo con la norma ISO 13317-3, o cualquier metodo equivalente al mismo.

En la tecnica de dispersion de luz laser de Malvern mencionada anteriormente, el tamano de las particulas en polvos, suspensiones y emulsiones se puede medir utilizando la difraccion de un rayo laser, con base en una aplicacion de la teoria de Mie. Dicha maquina, por ejemplo, un Malvern Mastersizer S (suministrado por Malvern Instruments) proporciona mediciones y un grafico del porcentaje acumulado en volumen de particulas con un tamano, denominado en la tecnica el "diametro esferico equivalente" (e.s.d). menor que los valores e.s.d dados. El tamano de particula medio d50 es el valor determinado de esta manera de la particula e.s.d en la que hay un 50% en volumen de las particulas que tienen un diametro esferico equivalente menor que el valor de d50. Para evitar dudas, la medicion del tamano de particula mediante dispersion de luz laser no es un metodo equivalente al metodo de sedimentacion mencionado anteriormente.

Como se usa aqui, el termino "inclinacion" se determina mediante la siguiente formula:

inclinacion = 100 x (d30/d70)

en el que el valor de d30 es el valor en el que el 30% en peso de las particulas tiene un esd menor que el valor de d30, y el valor de d70 es el valor en el que el 70% en peso de las particulas tiene un esd menor que el valor de d70, medido de acuerdo con el metodo de sedimentacion descrito anteriormente.

De acuerdo con ciertas realizaciones, las particulas de talco tienen una d50 de 0,5 a 5,0 pm y un factor de forma igual a o mayor que 40, y comprende menos de aproximadamente 500 ppm de particulas que tienen un tamano de particula igual a o mayor que 45 pm. En ciertas realizaciones, las ppm de particulas que tienen un tamano de particula igual a o superior a 45 pm se determinan mediante analisis utilizando una pantalla o tamiz con un tamano de abertura del tamano apropiado, es decir, una pantalla o tamiz que tiene un tamano de abertura de 45 pm, por ejemplo, una pantalla de 45 pm disponible en Controlab™. El analisis puede realizarse en base a 1 kg de talco seco. Por ejemplo, para una suspension con un contenido de solidos del 10%, se pesaran y cribaran 10 kg de suspension, con el residuo recogido y pesado con un desecador para determinar las ppm de particulas que tienen un tamano de particulas igual o superior a 45 pm. Inesperadamente, se ha encontrado que al reducir las ppm de particulas que tienen un tamano de particula igual o superior a 45 pm, por ejemplo, a un nivel inferior a 500 ppm, por ejemplo, a un nivel inferior a aproximadamente 100 ppm, o incluso iguales a o inferiores a 50 ppm, se pueden obtener mejoras en una o mas propiedades mecanicas de las composiciones de polimeros rellenas con las particulas de talco; por ejemplo, la resistencia al impacto, como se observa en las mediciones de impacto de peso en caida o impacto Charpy. Ademas, la rigidez, como se observa en la medicion del modulo de flexion, se puede mejorar, particularmente si se incrementa la inclinacion de las particulas de talco, como se discute aqui.

En ciertas realizaciones, las particulas de talco comprenden menos de 250 ppm de particulas que tienen un tamano de particula igual a o mayor que 45 pm, por ejemplo, igual a o menor que 100 ppm, o igual a o menor que aproximadamente 75 ppm, o igual a o menor que 50 ppm, o igual a o menor que aproximadamente 40 ppm, o igual o menor que aproximadamente 30 ppm, o igual a o menor que aproximadamente 20 ppm de particulas que tienen un tamano de particula igual a o mayor que 45 pm. En ciertas realizaciones, las particulas de talco comprenden al menos aproximadamente 1 ppm, por ejemplo, al menos aproximadamente 5 ppm, o al menos aproximadamente 10 ppm de particulas que tienen un tamano de particula igual o mayor que 45 pm.

Aqui, la referencia a una cantidad de particulas en terminos de partes por millon ("ppm") que tiene un tamano de particula mas pequeno o mas grande que un cierto tamano es una referencia a ppm en peso.

En ciertas realizaciones, las particulas de talco tienen una d50 de desde aproximadamente 0,5 a aproximadamente 4,0 pm, o de aproximadamente 0,5 a aproximadamente 3,5 pm, o de aproximadamente 0,75 a aproximadamente 3,25 pm, o de aproximadamente 1,0 a aproximadamente 3,0 pm, o de aproximadamente 1,25 a aproximadamente 3,0 pm, o de aproximadamente 1,5 a aproximadamente 3,0 pm, o de aproximadamente 1,75 a aproximadamente 3,0 pm, o de aproximadamente 2,0 a aproximadamente 2,9 pm, o de aproximadamente 2,2 a aproximadamente 2,8 pm, o de aproximadamente 2,3 a aproximadamente 2,8 pm.

En ciertas realizaciones, la particula de talco tiene una d⁹⁵inferior a aproximadamente 15 pm, por ejemplo, una d⁹⁵menor que aproximadamente 12 pm, menor que aproximadamente 11 pm, o menor que aproximadamente 10 pm. En ciertas realizaciones, las particulas de talco tienen una d95 de aproximadamente 5,0 a aproximadamente 15,0 pm, por ejemplo, de aproximadamente 7,0 a aproximadamente 12,0 pm, o de aproximadamente 8,0 a 12,0 pm, o de aproximadamente 7,0 a aproximadamente 11,0 pm, o de aproximadamente 8,0 a aproximadamente 11,0 pm, o de aproximadamente 8,0 a aproximadamente 10,0 pm, o de aproximadamente 8,0 a aproximadamente 9,0 pm.

En ciertas realizaciones, las particulas de talco tienen una inclinacion de al menos aproximadamente 25, por ejemplo, al menos aproximadamente 26, o al menos aproximadamente 27, o al menos aproximadamente 28, o al menos aproximadamente 29. Ventajosamente, las particulas de talco tienen una inclinacion de al menos 30, por ejemplo, al menos aproximadamente 31, o al menos aproximadamente 32, o al menos aproximadamente 33, o al menos aproximadamente 34, o al menos aproximadamente 35, o al menos aproximadamente 36, o al menos aproximadamente 37, o al menos aproximadamente 38. En ciertas realizaciones, la inclinacion es menor que aproximadamente 50, por ejemplo, menor que aproximadamente 45. En ciertas realizaciones, la inclinacion es de aproximadamente 29 a 40, por ejemplo, de aproximadamente 30 a 40, o de aproximadamente 30 a 39, o de aproximadamente 31 a 38, o de aproximadamente 32 a 38, o de aproximadamente 33 a 38, o de aproximadamente 34 a 38, o de aproximadamente 34 a 38. Tal como se discute aqui, se ha encontrado inesperadamente que el aumento de la inclinacion de las particulas de talco puede mejorar favorablemente la rigidez de una composicion polimerica rellena con las particulas de talco.

En ciertas realizaciones, las particulas de talco tienen un factor de forma igual a o mayor que 70, por ejemplo, igual a o mayor que 80 o igual a o mayor que 90. En ciertas realizaciones, las particulas de talco tienen un factor de forma igual a o menor que 150, por ejemplo, igual a o menor que 130, por ejemplo igual a o menor que 110. En ciertas realizaciones, el factor de forma es de 40 a 150, o 40 a 130 o 40 a 110, o 70 a 150 o 70 a 130 o 70 a 110. Un factor de forma relativamente alto puede mejorar favorablemente la rigidez de un polimero relleno con particulas de talco que se caracteriza adicionalmente por tener un d50 de desde 0,5 a 5,0 pm y que comprende menos de 500 ppm de particulas que tienen un tamano de particula igual a o mayor que 45 pm.

En ciertas realizaciones, las particulas de talco tienen un indice de lamelaridad de al menos aproximadamente 2,6, por ejemplo, al menos 2,8, o al menos aproximadamente 3,0, o al menos aproximadamente 3,2, o al menos aproximadamente 3,4. En ciertas realizaciones, las particulas de talco tienen un indice de lamelaridad menor que aproximadamente 5,0 o menor o igual que aproximadamente 4,2, o igual a o menor que aproximadamente 4,0. En ciertas realizaciones, las particulas de talco tienen un indice de lamelaridad de aproximadamente 2,8 a aproximadamente 5,0, por ejemplo, de aproximadamente 2,8 a aproximadamente 4,5, o de aproximadamente 2,8 a aproximadamente 4,0, por ejemplo, de aproximadamente 2,9 a aproximadamente 4,0, o de aproximadamente 3,0 a aproximadamente 4,0, o de aproximadamente 3,0 a aproximadamente 2,9, o de aproximadamente 3,1 a aproximadamente 3,9, o de aproximadamente 3,2 a aproximadamente 3,9, o de aproximadamente 3,3 a aproximadamente 3,9. La sabiduria convencional es que se esperaria que un talco de mayor indice de lamelaridad proporcionara una mayor rigidez en una composicion de polimero.

En ciertas realizaciones, las particulas de talco tienen un area de superficie especifica (BET) igual a o mayor que aproximadamente 5 m2/g, por ejemplo, igual a o mayor que aproximadamente 8 m2/g, o igual a o mayor que 10 m2/g. En ciertas realizaciones, las particulas de talco tienen un area de superficie especifica (BET) de 10 m2/g a aproximadamente 25 m2/g, por ejemplo, de 10 m2/g a 20 m2/g, o de aproximadamente 12 m2/g a aproximadamente 18 m2/g, o de aproximadamente 13 m2/g a aproximadamente 16 m2/g.

En ciertas realizaciones, las particulas de talco tienen una dso de desde 0,5 a 5,0 pm, comprende menos de 250 ppm de particulas que tienen un tamano de particula igual a o mayor que 45 pm, por ejemplo, igual a o menor que 100 ppm de particulas que tienen un tamano de particula igual a o mayor que 45 pm, una inclinacion de desde 30 a aproximadamente 40, y un indice de lamelaridad de 2,8 a 4,0. En tales realizaciones, las particulas de talco pueden tener una dg5 de desde 8,0 a 12,0 pm y/o un area de superficie especifica (BET) de desde 10 m2/g a aproximadamente 20 m2/g.

En ciertas realizaciones, las particulas de talco tienen una d50 de desde aproximadamente 1,5 a aproximadamente 3,0 pm, comprende menos de aproximadamente 50 ppm de particulas que tienen un tamano de particula igual a o mayor que 45 pm, una inclinacion de desde aproximadamente 32 a aproximadamente 40, y un indice de lamelaridad de desde aproximadamente 2,8 a 4,0. En tales realizaciones, las particulas de talco pueden tener una dg5 de desde aproximadamente 8,0 a aproximadamente 12,0 pm y/o un area de superficie especifica (BET) de desde aproximadamente 10 m2/g a aproximadamente 20 m2/g.

En ciertas realizaciones, las particulas de talco tienen una d50 de desde aproximadamente 2,0 a aproximadamente 3,0 pm, comprende menos de aproximadamente 40 ppm de particulas que tienen un tamano de particula igual a o mayor que 45 pm, una inclinacion de aproximadamente 32 a aproximadamente 38, y un indice de lamelaridad de desde aproximadamente 3,2 a 3,8. En tales realizaciones, las particulas de talco pueden tener una dg5 de aproximadamente 8.0 a aproximadamente 12,0 pm y/o un area de superficie especifica (BET) de desde aproximadamente 10 m2/g a aproximadamente 20 m2/g.

En ciertas realizaciones, el talco es el mineral de silicato de magnesio o el clorito mineral, o una mezcla de estos. Opcionalmente, el talco puede incluir ademas dolomita o magnesita, o combinaciones de estos. La cantidad de dolomita y/o magnesita en el talco puede ser menor que aproximadamente el 10% en peso, en funcion del peso total del talco, por ejemplo, menor que aproximadamente el 5% en peso, o menor que aproximadamente el 1% en peso, o menor que aproximadamente el 0,75% en peso, o el 0,5% en peso o menos, en funcion del peso total de talco. En ciertas realizaciones, el talco comprende, consiste esencialmente en, o consiste en mineral de silicato de magnesio. En ciertas realizaciones, el talco es una mezcla de silicato de magnesio mineral y clorito. La proporcion en peso de silicato de magnesio mineral a clorito puede ser de aproximadamente 5:1 a aproximadamente 1:4, por ejemplo, de aproximadamente 4:1 a aproximadamente 1:1, o de aproximadamente 4:1 a aproximadamente 2:1, o de aproximadamente 4:1 a aproximadamente 2,5:1, o de aproximadamente 4:1 a aproximadamente 3:1, o aproximadamente 2:1, o aproximadamente 3:1, o aproximadamente 4:1. En ciertas realizaciones, el talco comprende, consiste esencialmente en, o consiste en talco sintetico o talcosa.

En ciertas realizaciones, las particulas de talco se pueden combinar o mezclar con otro material inorganico en particulas (es decir, un material inorganico en particulas distinto del talco), por ejemplo, un carbonato, sulfato u oxisulfato de metal alcalinoterreo, tal como carbonato de calcio, carbonato de magnesio, dolomita, yeso, oxisulfato de magnesio, una arcilla hidratada de kandita como el caolin, halloysita o arcilla de bola, una arcilla de kandita anhidra (calcinada) como el metacaolin o caolin totalmente calcinado, mica, perlita, feldespatos, sienita nefelinica, wollastonita, tierra de diatomeas, barita, vidrio, y silice o silicatos naturales o sinteticos. En ciertas realizaciones, las particulas de talco se combinan o se mezclan con uno o mas de un carbonato, sulfato u oxisulfato de metal alcalinoterreo, mica y caolin.

En ciertas realizaciones, las particulas de talco se tratan con un agente de tratamiento de superficie. El tratamiento de la superficie del talco puede servir para reducir o eliminar la agregacion de las particulas de talco y/o mejorar la incorporacion de las particulas de talco en una composicion polimerica.

Los agentes de tratamiento de superficie adecuados incluyen un compuesto con cadenas de carbono hidrofobas que llevan radicales polares, por ejemplo, la familia de aminas, silanos, siloxanos, alcoholes o acidos y sales de metales de estos.

En ciertas realizaciones, el agente de tratamiento de superficie es un polieter o un derivado de este, por ejemplo, polisiloxano modificado con polieter.

En ciertas realizaciones, el polieter es un polioxialquileno (POA), por ejemplo, polialquilenglicol (PAG) u oxido de polialquileno (PAO). Como se usa aqui, el termino "polialquilenglicol" significa un POA que tiene una masa molecular media numerica por debajo de 20.000 g/mol, y el termino "oxido de polialquileno" significa un POA que tiene una masa molecular media numerica por encima de 20.000 g/mol. En ciertas realizaciones, el agente de tratamiento de superficie comprende o es un polialquilenglicol que tiene una masa molecular media numerica de desde aproximadamente 100 a aproximadamente 15.000 g/mol, por ejemplo, de aproximadamente 200 a aproximadamente 10.000 g/mol, o de aproximadamente 500 a aproximadamente 9.000 g/mol, o de aproximadamente 1.000 a aproximadamente 9.000 g/mol, o de aproximadamente 2.000 a aproximadamente 900 g/mol, o de aproximadamente 4.000 a aproximadamente 9.000 g/mol, o de aproximadamente 6.000 a aproximadamente 9.000 g/mol, o de aproximadamente 6.000 a aproximadamente 8.500 g/mol.

En ciertas realizaciones, el polieter es un oxido de polialquileno seleccionado de uno o mas de paraformaldehido (oxido de polimetileno), politetrametilenglicol, politetrametilen eter glicol, oxido de polietileno, oxido de polipropileno, oxido de polibutileno, y combinaciones de estos.

En ciertas realizaciones, el agente de tratamiento de superficie comprende o es polietilenglicol. En ciertas realizaciones, el tratamiento de superficie comprende o es una mezcla de polietilenglicol y polipropilenglicol (PPG). En ciertas realizaciones, el agente de tratamiento de superficie es polietilenglicol que tiene una masa molecular media numerica de desde aproximadamente 200 a aproximadamente 10.000 g/mol, por ejemplo, de aproximadamente 500 a aproximadamente 9.000 g/mol, o de aproximadamente 1.000 a aproximadamente 9.000 g/mol, o de aproximadamente 2.000 a aproximadamente 900 g/mol, o de aproximadamente 4.000 a aproximadamente 9.000 g/mol, o de aproximadamente 6.000 a aproximadamente 9.000 g/mol, o de aproximadamente 6.000 a aproximadamente 8.500 g/mol. Un ejemplo de PEG incluye la gama Puriol™ de poliglicoles de BASF, por ejemplo, Puriol™ 8005.

En ciertas realizaciones, el agente de tratamiento de superficie comprende o es un acido graso y/o una sal metalica del mismo, por ejemplo, acido estearico o un estearato metalico, tal como estearato de magnesio, calcio o zinc.

Los agentes adecuados a base de silano son aminosilanos, por ejemplo, trimetoxisilil etil amina, trietoxisilil etil amina, tripropoxisilil etil amina, tributoxisilil etil amina, trimetoxisilil propil amina, trietoxysilil propil amina, tripropoxisilil propil amina, triisopropoxisilil propil amina, tributoxisilil propil amina, trimetoxisilil butil amina, trietoxisilil butil amina, tripropoxisilil butil amina, tributoxisilil butil amina, trimetoxisilil pentil amina, trietoxisilil pentil amina, tripropoxisilil pentil amina, tributoxisilil pentil amina, trimetoxisilil hexil amina, trietoxisilil hexil amina, tripropoxisilil hexil amina, tributoxisilil hexil amina, trimetoxisilil heptil amina, trietoxisilil heptil amina, tripropoxisilil heptil amina, tributoxisilil heptil amina, trimetoxisilil octil amina, trietoxisilil octil amina, tripropoxisilil octil amina, tributoxisilil octil amina y similares. Los agentes adecuados que tienen un grupo hidrocarbilo y un grupo polar son hidrocarbilaminas tales como trietanolamina (TEA), y agentes amino alcohol como el 2-amino-2-metil-1-propanol. AMP-95® es una formulacion de 2-amino-2-metil-1-propanol disponible comercialmente que contiene 5% de agua.

El agente de tratamiento de superficie se puede agregar en una cantidad efectiva para lograr el resultado deseado.

En ciertas realizaciones, la cantidad de agente de tratamiento de superficie es de aproximadamente 0,1% a 5% en peso con respecto al peso de talco, por ejemplo, de aproximadamente 0,1% a 2% en peso con respecto al peso del talco.

Los agentes de tratamiento de superficie pueden aplicarse agregando a las particulas de talco y mezclando usando metodos convencionales. Los agentes de tratamiento de superficie pueden aplicarse durante la preparacion de las particulas de talco a partir de un material inicial de talco relativamente grueso y antes de agregar las particulas de talco a una composicion polimerica.

Preparacion de particulas de talco

Las particulas de talco pueden prepararse utilizando tecnicas bien conocidas por las personas experimentadas en la tecnica, por ejemplo, tecnicas seleccionadas de conminucion (por ejemplo, desmenuzar, triturar, moler), clasificacion

(por ejemplo, seleccion hidrodinamica, cribado y/o tamizado), y secado.

En ciertas realizaciones, las particulas de talco se preparan mediante un proceso que comprende:

(a) deslaminar una suspension liquida de particulas de talco relativamente gruesas que tiene un tamano de particula inicial con un d50 mayor que 5,0 pm, por ejemplo, mayor que 7,5 pm, y opcionalmente que tiene un dgs de al menos 20,0 pm, para obtener particulas de talco que tienen un tamano de particula menor que el tamano de particula inicial;

(b) tratar la suspension para reducir o eliminar particulas que tienen una d95 mayor que 15,0 pm;

(b1) tratar opcionalmente la suspension para reducir las ppm de particulas que tienen un tamano de particula igual a o mayor que 45 pm,

(c) secar al menos parcialmente la suspension, obteniendo asi particulas de talco que tiene un d50 de desde 0,5 a 5,0 pm y que comprende menos de 500 ppm de particulas que tienen un tamano de particula igual a o mayor que 45 pm.

Las particulas de talco se pueden mezclar o combinar con otras particulas inorganicas en cualquier etapa del proceso.

En cierta realizacion, las particulas de talco obtenidas tienen una o mas de las siguientes propiedades.

1. Una inclinacion de al menos aproximadamente 25, por ejemplo, al menos aproximadamente 26, o al menos aproximadamente 27, o al menos aproximadamente 28, o al menos aproximadamente 29. Ventajosamente, las particulas de talco tienen una inclinacion de al menos 30, por ejemplo, al menos aproximadamente 31, o al menos aproximadamente 32, o al menos aproximadamente 33, o al menos aproximadamente 34, o al menos aproximadamente 35, o al menos aproximadamente 36, o al menos aproximadamente 37, o al menos aproximadamente 38.

2. Un indice de lamelaridad de al menos aproximadamente 2,6, por ejemplo, al menos 2,8, o al menos aproximadamente 3,0, o al menos aproximadamente 3,2, o al menos aproximadamente 3,4. En ciertas realizaciones, las particulas de talco tienen un indice de lamelaridad menor que aproximadamente 4,2, igual a o menor que aproximadamente 4,0. En ciertas realizaciones, las particulas de talco tienen un indice de lamelaridad de aproximadamente 2,8 a aproximadamente 4,0, por ejemplo, de aproximadamente 2,9 a aproximadamente 4,0, o de aproximadamente 3,0 a aproximadamente 4,0, o de aproximadamente 3,0 a aproximadamente 2,9, o de aproximadamente 3,1 a aproximadamente 3,9, o de aproximadamente 3,2 a aproximadamente 3,9, o de aproximadamente 3,3 a aproximadamente 3,9.

3. Un area de superficie especifica (BET) igual a o mayor que aproximadamente 5 m2/g, por ejemplo, igual a o mayor que aproximadamente 8 m2/g, o igual a o mayor que 10 m2/g, o igual a o mayor que 10 m2/g. En ciertas realizaciones, las particulas de talco tienen un area de superficie especifica (BET) de 10 m2/g a aproximadamente 25 m2/g, por ejemplo, de 10 m2/g a 20 m2/g, o de aproximadamente 12 m2/g a aproximadamente 18 m2/g, o de aproximadamente

13 m2/g a aproximadamente 16 m2/g.

4. Menos de 250 ppm de particulas que tienen un tamano de particula igual a o mayor que 45 pm, por ejemplo, igual a o menor que 100 ppm, o igual a o menor que aproximadamente 75 ppm, o igual a o menor que 50 ppm, o igual a o menor que aproximadamente 40 ppm, o igual o menor que aproximadamente 30 ppm, o igual a o menor que aproximadamente 20 ppm de particulas que tienen un tamano de particula igual a o mayor que 45 pm. En ciert realizaciones, las particulas de talco comprenden al menos aproximadamente 1 ppm, por ejemplo, al menos aproximadamente 5 ppm, o al menos aproximadamente 10 ppm de particulas que tienen un tamano de particula igual a o superior a 45 pm.

5. Una d50 de desde aproximadamente 0,5 a aproximadamente 4,0 pm, o de aproximadamente 0,5 a aproximadamente

3,5 pm, o de aproximadamente 0,75 a aproximadamente 3,25 pm, o de aproximadamente 1,0 a aproximadamente 3,0 pm, o de aproximadamente 1,25 a aproximadamente 3,0 pm, o de aproximadamente 1,5 a aproximadamente 3,0 pm, o de aproximadamente 1,75 a aproximadamente 3,0 pm, o de aproximadamente 2,0 a aproximadamente 2,9 pm, o de aproximadamente 2,2 a aproximadamente 2,8 pm, o de aproximadamente 2,3 a aproximadamente 2,8 pm.

6. Una d95 menor que aproximadamente 15 pm, por ejemplo, una dg5 menor que aproximadamente 12 pm, menor que aproximadamente 11 pm o menor que aproximadamente 10 pm. En ciertas realizaciones, las particulas de talco tienen una d95 de desde 5,0 a 15,0 pm, por ejemplo, de aproximadamente 7,0 a aproximadamente 12,0 pm, o de 8,0 a 12,0 pm, o de aproximadamente 7,0 a aproximadamente 11,0 pm, o de 8,0 a aproximadamente 11,0 pm, o de 8,0 a aproximadamente 10,0 pm, o de 8,0 a aproximadamente 9,0 pm.

7. Un factor de forma igual a o mayor que 70. En ciertas realizaciones, las particulas de talco tienen un factor de forma igual a o menor que 130, por ejemplo, igual a o menor que 110. En ciertas realizaciones, el factor de forma es de 40 a 130, o 40 a 110, o 70 a 130 o 70 a 110.

Las particulas que tienen una d95 mayor que 15,0 pm de la etapa (b) se pueden reciclar para deslaminacion de acuerdo con la etapa (a).

Para el tratamiento en la etapa (b), la produccion de la operacion de deslaminacion se puede diluir para reducir la viscosidad, por ejemplo, diluir a menos de aproximadamente 20% en peso de contenido de solidos secos, por ejemplo, de aproximadamente 5 a aproximadamente 15% en peso de contenido de solidos secos, o de aproximadamente 10 a aproximadamente 15% en peso de contenido de solidos secos. El diluyente puede ser cualquier liquido adecuado, y es tipicamente el mismo liquido que el usado para preparar la suspension de las particulas de talco relativamente gruesas, por ejemplo, agua.

El talco se seca luego al menos parcialmente para obtener un talco al menos parcialmente seco que comprende al menos aproximadamente el 50% en peso de contenido de solido seco, por ejemplo, de aproximadamente el 60% a aproximadamente el 90% en peso de contenido de solido seco, o de aproximadamente 60 a aproximadamente 80%

en peso de contenido de solido seco, o de aproximadamente 65 a aproximadamente 75% en peso de contenido de solido seco.

El talco al menos parcialmente seco, se puede deshacer, es decir, formar particulas, lo que se puede realizar triturando en seco en un triturador, como se describio anteriormente en relacion con la etapa (a), luego de una etapa de secado adicional para reducir el contenido de humedad, por ejemplo, a menos del 1%, lo que puede determinarse mediante cualquier tecnica de analisis de peso adecuada.

El proceso puede comprender ademas tratar las particulas de talco con un agente de tratamiento de superficie antes de secar al menos parcialmente la suspension para obtener un talco al menos parcialmente seco que comprende al menos 50% en peso de contenido de solido seco. El agente de tratamiento de superficie puede incorporarse durante la operacion de deslaminacion y/o despues de la etapa (b) y antes del secado.

Composiciones polimericas

Las particulas de talco (opcionalmente con tratamiento de superficie) de la presente invencion se pueden usar como un agente de relleno en una composicion polimerica. Las particulas de talco se pueden usar como un agente de relleno extendido o un agente de relleno funcional. Tal como se usa aqui, se entiende que el termino "agente de relleno funcional" significa un aditivo incorporado en una composicion polimerica con vistas a mejorar una o mas de sus propiedades fisicas (por ejemplo, mecanicas). Un "agente de relleno extendido" tipicamente modifica muy poco las propiedades de la composicion del polimero y esencialmente sirve para reducir los costes.

En ciertas realizaciones, las particulas de talco pueden usarse como un agente de relleno funcional en una composicion polimerica, por ejemplo, para modificar o mejorar una o mas propiedades mecanicas de la composicion polimerica.

En ciertas realizaciones, las particulas de talco se usan como un agente de relleno extendido, por ejemplo, para complementar o suplantar otros materiales de relleno, que pueden ser mas costosos o mas dificiles de incorporar en la composicion polimerica.

En ciertas realizaciones, la composicion polimerica comprende de aproximadamente 5 a aproximadamente 70% en peso de particulas de talco (opcionalmente con tratamiento de superficie), en base al peso total de la composicion polimerica, por ejemplo, de aproximadamente 10 a aproximadamente 70% en peso, o de aproximadamente 20 a aproximadamente 60% en peso, o de aproximadamente 25 a aproximadamente 50% en peso, o de aproximadamente 30 a aproximadamente 50% en peso, o de aproximadamente 30 a aproximadamente 45% en peso, o de aproximadamente 30 a aproximadamente 40% en peso, o de aproximadamente 35 a aproximadamente 45% en peso de particulas de talco. En ciertas realizaciones, la composicion polimerica comprende al menos aproximadamente el 10% en peso de particulas de talco, en base al peso total de la composicion polimerica, por ejemplo, al menos aproximadamente el 20% en peso, o al menos aproximadamente el 25% en peso, o al menos aproximadamente el 30% en peso, o al menos aproximadamente el 35% en peso, o al menos aproximadamente el 40% en peso de particulas de talco.

La composicion polimerica puede comprender un agente de relleno diferente a las particulas de talco que incluye, pero no se limita a, un carbonato o sulfato de metal alcalinoterreo, tal como carbonato de calcio, carbonato de magnesio, dolomita, yeso, una arcilla hidratada de kandita tal como caolin, halloysita o arcilla de bola, una arcilla de kandita anhidra (calcinada), como metacaolin o caolin completamente calcinada, mica, perlita, feldespato, sienita nefelinica, wollastonita, tierra de diatomeas, barita, vidrio y silice o silicatos naturales o sinteticos. En ciertas realizaciones, la composicion polimerica puede comprender un talco diferente las particulas de talco de la presente invencion.

Los compuestos de relleno distintos a las particulas de talco pueden incluirse durante la preparacion de la composicion polimerica, o alternativamente, durante la preparacion de las particulas de talco, por ejemplo, las particulas de talco se pueden mezclar y combinar con el otro compuesto o compuestos de relleno, opcionalmente combinado con agente de tratamiento de superficie. En tales realizaciones, el otro compuesto o compuestos de relleno pueden tener tratamiento de superfice con el agente de tratamiento de superficie.

En ciertas realizaciones, la cantidad de otro compuesto o compuestos de relleno esta presente en una cantidad inferior a aproximadamente el 10% en peso, en base al peso total de la composicion polimerica, por ejemplo, menor que aproximadamente el 5% en peso, o menor que aproximadamente 1% en peso, o menor que aproximadamente 0,5% en peso, o menor que aproximadamente 0,4% en peso, o menor que aproximadamente 0,3% en peso, o menor que aproximadamente 0,2% en peso, o menor que aproximadamente 0,1% en peso.

La composicion polimerica puede comprender cualquier polimero natural o sintetico o una mezcla de estos. El polimero puede ser, por ejemplo, termoplastico o termoestable. El termino "polimero" usado aqui incluye homopolimeros y/o copolimeros, asi como polimeros de entrecruzamiento y/o enredados.

El termino "precursor", tal como se puede aplicar al componente polimerico, sera facilmente comprendido por una persona de experiencia ordinaria en la tecnica. Por ejemplo, los precursores adecuados pueden incluir uno o mas de: monomeros, agentes de entrecruzamiento, sistemas de curado que comprenden agentes de entrecruzamiento y promotores, o cualquier combinacion de estos. Donde, de acuerdo con la presente invencion, las particulas de talco se mezclan con precursores del polimero, la composicion polimerica se formara posteriormente curando y/o polimerizando los componentes del precursor para formar el polimero deseado.

Los polimeros, incluidos los homopolimeros y/o copolimeros, comprendidos en la composicion polimerica de la presente invencion pueden prepararse a partir de uno o mas de los siguientes monomeros: acido acrilico, acido metacrilico, metacrilato de metilo y acrilatos de alquilo que tienen 1 -18 atomos de carbono en el grupo alquilo, estireno, estirenos sustituidos, divinilbenceno, ftalato de dialilo, butadieno, acetato de vinilo, acrilonitrilo, metacrilonitrilo, anhidrido maleico, esteres de acido maleico o acido fumarico, acido tetrahidroftalico o anhidrido, acido itaconico o anhidrido, y esteres de acido itaconico con o sin un dimero, trimero o tetramero de entrecruzamiento, acido crotonico, neopentilglicol, propilenglicol, butanodioles, etilenglicol, dietilenglicol, dipropilenglicol, glicerol, ciclohexanodimetanol, 1,6 hexanodiol, trimetiolpropano, pentaeritritol, anhidrido ftalico, acido isoftalico, acido tereftalico, anhidrido hexahidroftalico, acido adipico o acidos succinicos, acido azelaico y dimeros de acidos grasos, tolueno diisocianato y difenil metano diisocianato.

El polimero puede seleccionarse entre uno o mas de polimetilmetacrilato (PMMA), poliacetal, policarbonato, polivinilos, poliacrilonitrilo, polibutadieno, poliestireno, poliacrilato, polietileno, polipropileno, polipropileno, polimeros epoxidicos, poliesteres no saturados, poliuretanos, policiclopentadienos y copolimeros de estos. Los polimeros adecuados tambien incluyen cauchos liquidos, tales como siliconas.

Los polimeros que pueden usarse de acuerdo con la invencion son ventajosamente polimeros termoplasticos. Los polimeros termoplasticos son aquellos que se ablandan bajo la accion del calor y se vuelven a endurecer a sus caracteristicas originales en el enfriamiento, es decir, el ciclo de calentamiento y enfriamiento es completamente reversible. Por definicion convencional, los termoplasticos son polimeros organicos de cadena lineal recta y ramificada con un enlace molecular. Los ejemplos de polimeros que se pueden usar de acuerdo con la invencion incluyen, entre otros, polietileno, por ejemplo, polietileno lineal de baja densidad (LLDPE) y grados de densidad media de estos, polietileno de alta densidad (HDPE), polietileno de baja densidad (LDPE), polipropileno (PP), tereftalato de polietileno (PET), cloruro de vinilo/polivinilo (PVC), poliestireno y mezclas de estos.

En ciertas realizaciones, el polimero es un polimero de polialquileno, por ejemplo, polietileno, polipropileno, polibutileno o un copolimero de dos o mas de monomeros de etileno, propileno y butileno, por ejemplo, un copolimero de etilenopropileno. En ciertas realizaciones, el polimero es una mezcla de dos o mas de propileno, polietileno y copolimero de etileno-propileno, por ejemplo, una mezcla de propileno y polietileno.

En ciertas realizaciones, el polimero comprende, consiste esencialmente en, o consiste en polipropileno o polietileno o una mezcla de polipropileno y polietileno.

Preparacion de la composicion funcional

La composicion polimerica se puede preparar mezclando intimamente los componentes de esta. Las particulas de talco pueden entonces combinarse adecuadamente, por ejemplo, combinarse en seco, con la mezcla de componentes y cualquier componente adicional deseado, antes del procesamiento para formar un material compuesto polimerico o articulo final.

La composicion polimerica se puede preparar combinando particulas de talco, como se describe aqui, con un polimero en una cantidad de al menos aproximadamente 1% en peso, en base al peso total de la composicion polimerica, por ejemplo, en una cantidad de al menos aproximadamente 2 % en peso, o al menos aproximadamente el 3% en peso, o al menos aproximadamente el 5% en peso, o al menos aproximadamente el 10% en peso, o al menos aproximadamente el 15% en peso, o al menos aproximadamente el 20% en peso, o al menos aproximadamente el 30% en peso, o al menos aproximadamente el 35% en peso, o al menos aproximadamente el 40% en peso, o al menos aproximadamente el 45% en peso, o al menos aproximadamente el 50% en peso, o al menos aproximadamente el 60% en peso, en base al peso total de la composicion polimerica. En ciertas realizaciones, la cantidad de particulas de talco es de aproximadamente 1 a aproximadamente 70% en peso, en base al peso total de la composicion polimerica, por ejemplo, de aproximadamente 5 a aproximadamente 70% en peso, o de aproximadamente 10 a aproximadamente 70% en peso, o de aproximadamente 20 a aproximadamente 60% en peso, o de aproximadamente 25 a aproximadamente 50% en peso, o de aproximadamente 30 a aproximadamente 50% en peso, o de aproximadamente 30 a aproximadamente 45% en peso, o de aproximadamente 30 a aproximadamente 40% en peso, o de aproximadamente 35 a aproximadamente 45% en peso, en base al peso total de la composicion polimerica.

En ciertas realizaciones, la composicion polimerica comprende al menos aproximadamente 30% en peso de polimero, en base al peso total de la composicion polimerica, por ejemplo, de aproximadamente 30 a aproximadamente 90% en peso de polimero, o de aproximadamente 40 a aproximadamente 80% en peso de polimero, de aproximadamente 50 a 75% en peso de polimero, de aproximadamente 50 a aproximadamente 70% en peso de polimero, o de aproximadamente 55 a aproximadamente 70% en peso de polimero, o de aproximadamente 60 a aproximadamente 70% en peso de polimero, o de aproximadamente 55 a 65% en peso de polimero, en base al peso total de la composicion polimerica.

La preparacion de las composiciones polimericas de la presente invencion se puede realizar mediante cualquier metodo de mezcla adecuado conocido en la tecnica, como sera facilmente evidente para una persona de experiencia ordinaria en la tecnica

Tales metodos incluyen la combinacion en seco de los componentes individuales o sus precursores y su posterior procesamiento de una manera convencional. Algunos de los ingredientes pueden, si se desea, premezclarse antes de agregarlos a la mezcla de formacion de una composicion.

En el caso de las composiciones de polimeros termoplasticos, dicho procesamiento puede comprender la mezcla por fusion, ya sea directamente en una extrusora para hacer un articulo a partir de la composicion, o premezclar en un aparato de mezcla separado. Las mezclas secas de los componentes individuales pueden alternativamente ser moldeadas directamente por inyeccion sin premezclar por fusion.

La composicion polimerica se puede preparar mezclando intimamente los componentes de esta. Las particulas de talco pueden entonces aunarse adecuadamente en seco con el polimero y cualquier componente adicional deseado, antes del procesamiento como se describe anteriormente.

Otros compuestos de relleno, se pueden agregar y aunar en la etapa de mezcla.

Para la preparacion de composiciones polimericas de entrecruzamiento o curadas, la mezcla de componentes no curados o sus precursores y, si se desea, las partfculas de talco y cualquier componente o componentes sin talco deseados, se pondran en contacto bajo condiciones adecuadas de calor, presion y/o luz con una cantidad efectiva de cualquier agente de entrecruzamiento o sistema de curado adecuado, de acuerdo con la naturaleza y la cantidad del polfmero usado, para entrecruzar y/o curar el polfmero.

Para la preparacion de composiciones de polfmeros en donde las partfculas de talco y cualquier otro componente o componentes deseados estan presentes in situ en el momento de la polimerizacion, la mezcla de monomero o monomeros y cualquier otro precursor de polfmero deseado, partfculas de talco y cualquier otro componente o componentes se pondran en contacto bajo condiciones adecuadas de calor, presion y/o luz, de acuerdo con la naturaleza y cantidad del monomero o monomeros utilizados, con el fin de polimerizar el monomero o monomeros con las partfculas de talco y cualquier otro componente o componentes in situ.

En ciertas realizaciones, las partfculas de talco se dispersan con agitacion en una mezcla que comprende polfmero (por ejemplo, polipropileno) y opcionalmente un agente de curado. La mezcla puede comprender ademas un agente de desmoldeo.

La dispersion resultante se puede desgasificar para eliminar el aire atrapado. La dispersion resultante se puede verter en un molde adecuado y curar. Las temperaturas de curado adecuadas oscilan entre 20 y 200 °C, por ejemplo, 20 120 °C o, por ejemplo, 60-90 °C.

La mezcla inicial de polfmeros puede comprender ademas un prepolfmero (por ejemplo, monomero de propileno). El prepolfmero puede o no corresponder al polfmero inicial.

La viscosidad del polfmero inicial o la solucion de polfmero/monomero, la cantidad de agente de curado, el agente de liberacion y el talco de alta proporcion de aspecto con tratamiento de superficie, se pueden variar de acuerdo con los requisitos del producto curado final. En general, cuanto mayor es la cantidad de partfculas de talco agregadas, mayor es la viscosidad de la dispersion. Se pueden agregar agentes dispersantes para reducir la viscosidad de la dispersion. Alternativamente, la cantidad de polfmero en la solucion inicial puede reducirse.

Los agentes de curado adecuados seran facilmente evidentes para una persona de experiencia ordinaria en la tecnica, e incluyen peroxidos organicos, hidroperoxidos y compuestos azo. Los ejemplos de agentes de curado de peroxido e hidroperoxido incluyen dimetil dibutilperoxihexano, peroxido de bencilo, peroxido de dicumilo, peroxido de metiletilcetona, peroxido de laurilo, peroxido de ciclohexanona, perbenzoato de t-butilo, hidroperoxido de t-butilo, hidroperoxido de t-butilbenceno, hidroperoxido de cumena, y peroctoato de t-butilo.

Las composiciones compuestas pueden comprender ademas componentes adicionales, tales como auxiliares de deslizamiento (por ejemplo, erucamida), auxiliares de proceso (por ejemplo, Polybatch® AMF-705), agentes desmoldeantes y antioxidantes.

Los agentes desmoldeantes adecuados seran facilmente evidentes para una persona experimentada en la tecnica, e incluyen acidos grasos y sales de zinc, calcio, magnesio y litio de acidos grasos y esteres de fosfato organico. Los ejemplos especfficos son acido estearico, estearato de zinc, estearato de calcio, estearato de magnesio, estearato de litio, oleato de calcio, palmitato de zinc. Normalmente, los auxiliares de deslizamiento y de procesamiento y los agentes desmoldeantes se agregan en una cantidad menor que aproximadamente 5% en peso en base al peso del lote madre. Los artfculos polimericos, incluidos los descritos anteriormente, pueden entonces extrudirse, moldearse por compresion o moldearse por inyeccion usando tecnicas convencionales conocidas en la tecnica, como sera facilmente evidente para una persona de experiencia ordinaria en la tecnica. Por lo tanto, como se describe a continuacion, la presente invencion tambien se dirige a artfculos formados a partir de las composiciones polimericas de la presente invencion.

En ciertas realizaciones, la composicion polimerica comprende un colorante que, si esta presente, se anadira durante la formacion de compuesto de la composicion polimerica. El colorante se puede agregar en forma de un lote madre. Los colores adecuados son muchos y diversos.

En ciertas realizaciones, las partfculas de talco se agregan a un extrusor de doble tornillo al que se alimenta y se funde el polfmero sin relleno. Las partfculas de talco se alimentan en la extrusora a traves de una tolva, por ejemplo, a traves de la alimentacion gravimetrica, y se aunan uniformemente con el polfmero. La mezcla sale de la extrusora y puede enfriarse. Luego, por ejemplo, la mezcla puede moldearse por compresion o moldearse por inyeccion en formas utiles.

Los metodos descritos anteriormente pueden incluir formacion de una composicion y extrusion. La formacion de una composicion se puede realizar utilizando un formador de composicion de doble tornillo, por ejemplo, una extrusora de doble tornillo Clextral BC 21 o una extrusora de doble tornillo Leistritz ZSE 18 o una formadora de composicion de doble tornillo Baker Perkins de 25 mm. El polfmero, las partfculas de talco y los componentes adicionales opcionales pueden premezclarse y alimentarse desde una sola tolva. La masa fundida resultante se puede enfriar, por ejemplo, en un bano de agua, y luego se forman pellas. Las piezas de prueba, por ejemplo, barras Charpy o mancuernas de traccion, pueden moldearse por inyeccion o por moldeo o soplado en forma de pelicula.

La temperatura del tornillo puede estar entre aproximadamente 100 °C y aproximadamente 300 °C, por ejemplo, entre aproximadamente 150 °C y aproximadamente 280 °C, por ejemplo, entre aproximadamente 180 °C y aproximadamente 250 °C, o entre aproximadamente 200 y 230 °C.

La velocidad del tornillo puede estar entre aproximadamente 100 y 1.200 rpm, por ejemplo, entre aproximadamente 100 y 1.000 rpm, por ejemplo, entre aproximadamente 200 y 800 rpm, por ejemplo, entre aproximadamente 250 y 650 rpm, por ejemplo, entre aproximadamente 200 y 400 rpm, o entre aproximadamente 500 y 700 rpm. En ciertas realizaciones, la velocidad del tornillo es de aproximadamente 300 rpm. En otras realizaciones, la velocidad del tornillo es de aproximadamente 600 rpm.

El aparato adecuado de moldeo por inyeccion incluye, por ejemplo, una prensa Billion 50T Proxima. La composicion polimerica se puede secar antes del moldeo. El secado se puede llevar a cabo a cualquier temperatura adecuada, por ejemplo, aproximadamente 60 °C, durante un periodo de tiempo adecuado, por ejemplo, entre aproximadamente 1 hora y 20 horas, por ejemplo, entre aproximadamente 2 y 18 horas, o entre aproximadamente 1 hora y 3 horas, o entre aproximadamente 4 y 8 horas, o entre aproximadamente 12 y 18 horas. La temperatura durante el secado se puede mantener constante o variar. En ciertas realizaciones, la temperatura durante el secado esta entre aproximadamente 70 y 120 °C, por ejemplo, entre aproximadamente 80 y 100 °C, por ejemplo, aproximadamente 90 °C.

El moldeo generalmente se realiza a una temperatura a la cual la composicion polimerica es fluida. Por ejemplo, la temperatura de moldeo puede estar entre aproximadamente 100 y 300 °C, por ejemplo, entre aproximadamente 200 y 300 °C, o entre aproximadamente 240 y aproximadamente 280 °C. Despues de moldear, la pieza moldeada se dejara enfriar y fraguar.

Otras tecnicas de procesamiento adecuadas incluyen el moldeo por inyeccion asistido por gas, calandrado, formacion al vacio, termoformado, moldeo por soplado, revenido, hilado, formacion de pelicula, laminacion o cualquier combinacion de estos. Se puede usar cualquier aparato adecuado, como sera evidente para una persona de experiencia ordinaria en la tecnica.

La composicion polimerica puede procesarse para formar, o incorporarse en, articulos de comercio de cualquier manera adecuada, como se describe aqui. Los articulos que pueden formarse a partir de la composicion polimerica son muchos y diversos. Los ejemplos incluyen partes de carroceria de automoviles y paneles, por ejemplo, un capo (toldo), pieza de ala, carcasa de espejo de ala, puerta (delantera y/o trasera), plataforma trasera y parachoques (delantero y/o trasero).

En ciertas realizaciones, las composiciones polimericas y/o los materiales compuestos polimericos y/o de la presente invencion se pueden caracterizar en terminos de una propiedad o propiedades fisicas o mecanicas.

En ciertas realizaciones, las composiciones polimericas y/o los materiales compuestos polimericos y/o articulos formados a partir de estos pueden caracterizarse en terminos de propiedades de impacto, tambien denominadas fuerza de impacto, por ejemplo, fuerza de impacto de Charpy o indice de peso en caida (FWI). Estas propiedades se pueden determinar de acuerdo con los metodos descritos en los ejemplos a continuacion. En ciertas realizaciones, la composicion polimerica y/o el material compuesto polimerico y/o el articulo formado a partir estos, que comprende una cantidad de particulas de talco (por ejemplo, al menos aproximadamente el 2% en peso, o al menos aproximadamente el 5% en peso, o al menos aproximadamente el 10% en peso, o al menos aproximadamente el 15% en peso, o al menos aproximadamente el 20% en peso, o al menos aproximadamente el 30% en peso, o al menos aproximadamente el 35% en peso, o al menos aproximadamente el 40% en peso) puede tener una fuerza de impacto Charpy y/o un FWI (a 0 °C o 20 °C) que es comparable a, o mejorado en relacion con, una composicion polimerica y/o material compuesto polimerico y/o articulo formado a partir de estos, que comprende una cantidad comparable de unas particulas de talco que comprenden mas de 500 ppm de particulas que tienen un tamano de particulas igual a o mayor que 45 pm, por ejemplo, una cantidad comparable de particulas de talco que comprende mas de 1.000 ppm de particulas que tienen un tamano de particulas igual a o mayor que 45 pm. Por ejemplo, en ciertas realizaciones, la fuerza de impacto Charpy puede mejorarse en al menos un 1%, o al menos un 2%, o al menos un 3%, o al menos un 4%, o al menos un 5%, o al menos un 10%, o al menos un 15%, o al menos un 20% en relacion con, una composicion polimerica y/o un material compuesto polimerico y/o un articulo formado a partir de estos, que comprende una cantidad comparable de particulas de talco que comprende mas de 500 ppm de particulas que tienen un tamano de particula igual a o mayor que 45 pm. En otras realizaciones, el FWI puede mejorarse en al menos un 1%, o al menos un 2%, o al menos un 3%, o al menos un 4%, o al menos un 5%, o al menos un 10%, o al menos un 15%, o al menos un 20% en relacion con, una composicion polimerica y/o un material compuesto polimerico y/o un articulo formado a partir de estos, que comprende una cantidad comparable de particulas de talco que comprende mas de 500 ppm de particulas que tienen un tamano de particula igual a o mayor que 45 pm.

En ciertas realizaciones, las composiciones polimericas y/o los materiales compuestos polimericos y/o articulos formados a partir de estos, pueden caracterizarse en terminos de una propiedad de rigidez, por ejemplo, modulo de flexion. Esta propiedad se puede determinar de acuerdo con los metodos descritos en los ejemplos a continuacion. En ciertas realizaciones, la composicion polimerica y/o un material compuesto polimerico y/o el articulo formado a partir de estos, que comprende una cantidad de particulas de talco (por ejemplo, al menos aproximadamente 2% en peso, o al menos aproximadamente 5% en peso, o al menos aproximadamente el 10% en peso). % en peso, o al menos aproximadamente el 15% en peso, o al menos aproximadamente 20% en peso, o al menos aproximadamente 30% en peso, o al menos aproximadamente 35% en peso, o al menos aproximadamente 40% en peso) puede tener un modulo de flexion que es comparable a, o mejorado en relacion con, una composicion polimerica y/o un material compuesto polimerico y/o un articulo formado a partir de estos, que comprende una cantidad comparable de particulas de talco que comprende mas de 500 ppm de particulas que tienen un tamano de particula igual a o mayor que 45 pm, por ejemplo, una cantidad comparable de unas particulas de talco que comprende mas de 1.000 ppm de particulas que tienen un tamano de particula igual a o mayor que 45 pm. Por ejemplo, en ciertas realizaciones, el modulo de flexion puede mejorarse en al menos un 1%, o al menos un 2%, o al menos un 3%, o al menos un 4%, o al menos un 5%, o al menos un 10%, o al menos un 15%, o al menos un 20% en relacion con, una composicion polimerica y/o un material compuesto polimerico y/o un articulo formado a partir de estos, que comprende una cantidad comparable de particulas de talco que comprende mas de 500 ppm de particulas que tienen un tamano de particulas igual a o mayor que 45 pm.

Para evitar dudas, la presente invencion tambien abarca el siguiente tema tal como se define en los siguientes parrafos numerados.

1. Unas particulas de talco que tienen un d50 de 0,5 a 5,0 pm y que comprenden menos de 500 ppm de particulas que tienen un tamano de particula igual a o mayor que 45 pm y un indice de lamelaridad de desde aproximadamente 2.8 a 45,0.

2. Las particulas de talco de acuerdo con el parrafo 1 que comprenden menos de 250 ppm de particulas que tienen un tamano de particula igual a o mayor que 45 pm.

3. Las particulas de talco de acuerdo con el parrafo 2 que comprenden igual a o menos de 100 ppm de particulas que tienen un tamano de particula igual a o mayor que 45 pm.

4. Las particulas de talco de acuerdo con el parrafo 3 que comprenden igual a o menos de 50 ppm de particulas que tienen un tamano de particula igual a o mayor que 45 pm.

5. Las particulas de talco de acuerdo con cualquier parrafo precedente que tengan una inclinacion igual a o mayor que 30,0.

6. Las particulas de talco de acuerdo con cualquier parrafo precedente que tengan un indice de lamelaridad de desde aproximadamente 2,8 a 5,0.

7. Las particulas de talco de acuerdo con cualquier parrafo precedente que tenga un factor de forma igual a o mayor que 40, y opcionalmente no mayor que 150, o 70-150 o 70-130.

8. Las particulas de talco de acuerdo con cualquier parrafo precedente que tenga una d95 de 5,0 a 15,0 pm, por ejemplo, de 8,0 a 12,0 pm.

9. Las particulas de talco de acuerdo con cualquier parrafo precedente que tengan un area de superficie especifica (BET) de 10 m2/g a 20 m2/g.

10. Las particulas de talco de acuerdo con cualquier parrafo precedente que tenga tratamiento de superficie con un agente de tratamiento de superficie.

11. Un proceso para preparar particulas de talco que tienen una d50 de 0,5 a 5,0 pm y un indice de lamelaridad de 2.8 a aproximadamente 20,0, por ejemplo, de 2,8 a 5,0, y que comprende menos de 500 ppm de particulas que tienen un tamano de particula igual a o mayor que 45 pm, comprendiendo dicho proceso:

(a) deslaminar una suspension liquida de particulas de talco relativamente gruesas que tiene un tamano de particula inicial con un d50 mayor que 5,0 pm, por ejemplo, mayor que 7,5 pm, y opcionalmente que tiene un d95 de al menos 20,0 pm, para obtener una particula de talco que tiene un tamano de particula menor que el tamano de particula inicial;

(b) tratar la suspension para reducir o eliminar particulas que tienen un d95 de mas de 15,0 pm; y

(c) secar al menos parcialmente la suspension, obteniendo asi unas particulas de talco que tienen un d50 de desde 0,5 a 5,0 pm y un indice de lamelaridad de desde aproximadamente 2,8 a aproximadamente 20,0, por ejemplo, de 2,8 a 5,0, y que comprende menos de 500 ppm de particulas que tienen un tamano de particula igual a o superior a 45 pm.

12. El proceso de acuerdo con el parrafo 11, que trata adicionalmente las particulas de talco con un agente de tratamiento de superficie antes de al menos parcialmente secar la suspension.

13. El proceso de acuerdo con el parrafo 11 o 12, en el que al menos una porcion de las particulas que tienen un d95 de mas de 15,0 pm se recicla para la deslaminacion de acuerdo con la etapa (a).

14. Una composicion polimerica que comprende las particulas de talco de acuerdo con uno cualquiera de los parrafos 1 -9, u obtenibles por el proceso de acuerdo con uno de los parrafos 11-13.

15. La composicion polimerica de acuerdo con el parrafo 14, en la que el polimero se selecciona de polipropileno, polietileno, un copolimero de propileno-etileno, o combinaciones de estos.

16. La composicion polimerica de acuerdo con uno cualquiera de los parrafos 14-15, que comprende al menos aproximadamente el 1% en peso de las particulas de talco, en base al peso total de la composicion polimerica. 17. Un proceso para preparar una composicion polimerica que comprende combinar particulas de talco de acuerdo con uno cualquiera de los parrafos 1-10, u obtenibles mediante el proceso de acuerdo con uno cualquiera de los parrafos 11-13, con un polimero.

18. Un material compuesto polimerico o articulo formado a partir de, por ejemplo, extruido o moldeado, a partir de la composicion polimerica de uno cualquiera de los parrafos 14-17.

19. El material compuesto polimerico o articulo de acuerdo con el parrafo 18 que tiene:

(i) una primera fuerza de impacto Charpy que es mayor que una segunda fuerza de impacto Charpy de un material compuesto polimerico o articulo comparable que comprende la misma cantidad de particulas de talco que comprende mas de 500 ppm de particulas que tienen un tamano de particula igual a o mayor que 45 pm; y/o

(ii) un primer indice de peso en caida (FWI) a 0 °C o 20 °C que es mayor que un segundo FWI de un material compuesto polimerico o articulo comparable que comprende la misma cantidad de particulas de talco que comprende mas de 500 ppm de particulas que tienen un tamano de particula igual a o mayor que 45 pm; y/o

(iii) un primer modulo de flexion que es mayor que un segundo modulo de flexion de un material compuesto polimerico o articulo comparable que comprende la misma cantidad de particulas de talco que comprende mas de 500 ppm de particulas que tienen un tamano de particula igual a o mayor que 45 pm.

20. Uso de unas particulas de talco de acuerdo con uno cualquiera de los parrafos 1-10, u obtenible por el proceso de acuerdo con uno cualquiera de los parrafos 11-13 como un agente de relleno, por ejemplo, un agente de relleno funcional, en una composicion polimerica.

La invencion se ilustrara ahora, con referencia a los siguientes ejemplos no limitativos.

Ejemplos

A menos que se especifique lo contrario, se utilizaron los siguientes metodos de prueba para caracterizar los materiales preparados en los Ejemplos:

Modulo de flexion (MPa)

Medida en barras de 80 mm por 10 mm por 4 mm de acuerdo con la norma ISO 178.

Fuerza de impacto Charpy KJ/m

Medido en barras de 80 mm por 10 mm por 4 mm de acuerdo con la norma ISO 178. Muestras sin muescas a -20 °C/-10 °C/0 °C; muestras con muescas a 23 °C.

Indice de peso en caida (J) a 0 °C y -20 °C

Medido en placas de 60 * 60 * 3 mm de acuerdo con la norma EN ISO 6603:2.

"Indice de lamelaridad" y "Factor de forma"

Como se describio anteriormente

Ejemplo 1

Se prepararon unas particulas finas de talco que tienen las propiedades que se resumen en la Tabla 1.

Las particulas finas de talco formaron una composicion con un copolimero de polipropileno y luego las piezas de prueba se extrudieron para la prueba. Las propiedades mecanicas se dan en la Tabla 1.

Ejemplo comparativo A

Para fines de comparacion, se prepararon unas particulas de talco comparativas que tiene las propiedades que se resumen en la Tabla 1.

Las particulas de talco comparativas formaron una composicion con el mismo copolimero de polipropileno que se uso en el Ejemplo 1. Las propiedades mecanicas se dan en la Tabla 1.

Tabla 1

Comp. A Ej. 1 D95 pm 13,2 8,7

D70 pm 4,0 3,7 sedigrafo

D50 pm 2,2 2,4 Granulometria

D30 pm 1,0 1,3

D95 pm 35,7 27,2 Laser

D50 pm 11,4 10,7

Superficie especifica (m2/g) m2/g 16,6 15,7

Particulas a > 45 pm ppm >1.000 26

Indice de lamelaridad 4,2 3,5

Factor de forma 100 93

inclinacion 100*d30/d70 25 35

Propiedades del PP que forma una composicion

Modulo de flexion MPa 3.005 3.085

Impacto Charpy kJ/m2 30 33

Claims

REIVINDICACIONES

1. Una particula de talco que tiene un d⁵⁰de 0,5 a 5,0 qm y un factor de forma igual a o mayor que 40, y que comprende menos de 500 ppm de particulas que tienen un tamano de particula igual a o mayor que 45 qm.

2. Las particulas de talco de acuerdo con la reivindicacion 1, que comprende menos de 250 ppm de particulas que tienen un tamano de particula igual a o mayor que 45 qm, o que comprende igual a o menor que 100 ppm de particulas que tienen un tamano de particula igual a o mayor que 45 qm, o que comprende igual a o menor que 50 ppm de particulas que tienen un tamano de particula igual a o mayor que 45 qm.

3. Las particulas de talco de acuerdo con cualquier reivindicacion precedente que tienen:

una inclinacion igual a o superior a 30,0, o que tienen un indice de lamelaridad de 2,8 a 45,0, por ejemplo, de 2,8 a 5,0; o

un factor de forma igual a o mayor que 70, y opcionalmente no mayor que 150; o

una d95 de 5,0 a 15,0 qm, por ejemplo, de 8,0 a 12,0 qm.

4. Las particulas de talco de acuerdo con cualquier reivindicacion precedente que tiene un area de superficie especifica (BET) de desde 10 m2/g a 20 m2/g.

5. Las particulas de talco de acuerdo con cualquier reivindicacion precedente que tiene tratamiento de superficie con un agente de tratamiento de superficie.

6. Un proceso para preparar unas particulas de talco que tienen una d50 de desde 0,5 a 5,0 qm y un factor de forma igual a o mayor que 40, y que comprende menos de 500 ppm de particulas que tienen un tamano de particula igual a o mayor que 45 qm comprendiendo dicho proceso:

(a) deslaminar una suspension liquida de unas particulas de talco relativamente gruesas que tienen un tamano de particula inicial con un d50 mayor que 5,0 qm, por ejemplo, mayor que 7,5 qm, y opcionalmente que tiene un d95 de al menos 20,0 qm, para obtener unas particulas de talco que tienen un tamano de particula menor que el tamano de particula inicial;

(b) tratar la suspension para reducir o eliminar particulas que tienen una d95 mayor a 15,0 qm; y

(c) secar al menos parcialmente la suspension, obteniendo asi unas particulas de talco que tienen un d50 de desde 0,5 a 5,0 qm y un factor de forma igual a o mayor que 40, y que comprende menos de 500 ppm de particulas que tienen un tamano de particula igual a o mayor que 45 qm.

7. El proceso de acuerdo con la reivindicacion 6, que trata adicionalmente las particulas de talco con un agente de tratamiento de superficie antes de secar, al menos parcialmente, la suspension.

8. El proceso de acuerdo con la reivindicacion 6 o 7, en el que al menos una porcion de las particulas que tienen una d95 mayor que 15,0 qm se reciclan para su deslaminacion de acuerdo con la etapa (a).

9. Una composicion polimerica que comprende las particulas de talco de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-5, u obtenible mediante el proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 6-8.

10. La composicion polimerica de acuerdo con la reivindicacion 9, en la que el polimero se selecciona de polipropileno, polietileno, un copolimero de propileno-etileno, o combinaciones de estos.

11. La composicion de polimero de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 9-10, que comprende al menos 1% en peso de las particulas de talco, en base al peso total de la composicion de polimero.

12. Un proceso para preparar una composicion polimerica que comprende combinar particulas de talco de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-5, u obtenible mediante el proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 6-8, con un polimero.

13. Un material compuesto polimerico o articulo formado a partir de, por ejemplo, extruido o moldeado, a partir de la composicion polimerica de una cualquiera de las reivindicaciones 9-11.

14. El material compuesto polimerico o articulo de acuerdo con la reivindicacion 13, que tiene:

(i) una primera fuerza de impacto Charpy que es mayor que una segunda fuerza de impacto Charpy de un compuesto de polimero o articulo comparable que comprende la misma cantidad de particulas de talco que comprende mas de 500 ppm de particulas que tienen un tamano de particula igual a o mayor que 45 qm; y/o

(iii) un primer modulo de flexion que es mayor que un segundo modulo de flexion de un material compuesto ^{polimerico o articulo comparable que comprende la misma cantidad de particulas de talco que comprende mas de}500 ppm de particulas que tienen un tamano de particula igual a o mayor que 45 pm.

15. Uso de unas particulas de talco de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 -5, u obtenible por el proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 6-8 como un agente de relleno, por ejemplo, un agente de relleno funcional, en una composicion polimerica.