[發明專利]弱離子丙烯酸類聚合物在沉淀碳酸鈣的合成中的用途

無效

• 申請號: 200980131394.1
• 申請日: 2009-08-04
• 公開（公告）號: CN102119125A
• 公開（公告）日: 2011-07-06
• 發明（設計）人: 米里耶勒·吉約;伊夫·肯西歇爾
• 申請（專利權）人: 可泰克斯有限合伙公司
• 主分類號: C01F11/18
• 分類號: C01F11/18;C09C1/02;D21H17/67
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 蔡勝有;顧晉偉

合成或沉淀碳酸鈣(PCC)是廣泛用于紙，更具體地用于塊狀填料或用作涂料的合成礦物質。在工業規模下其由生石灰(CaO)獲得，所述生石灰水合以形成氫氧化鈣(Ca(OH)₂)的水性懸浮液。在被稱作生石灰熟化的該反應之后是碳酸化步驟，在碳酸化步驟的過程中，氫氧化鈣與通過鼓泡引入反應介質的二氧化碳反應：然后形成沉淀碳酸鈣。

目前有許多專利公開了上述方法的特定變體和特征。容易理解的是，當氫氧化鈣與二氧化碳接觸時，PCC合成反應的動力學對于PCC設備的生產力來說起決定性作用：該反應越迅速，所討論的生產設備的產量越佳。本領域技術人員提到碳酸化時間，或熟石灰完全轉變為碳酸鈣所需要的時間。因此，減少所述時間是重大的經濟挑戰。

從方法的角度對于所述難題進行了許多研究。例如，文獻WO?0107365提出了通過發生碳酸化反應的反應器中低于大氣壓的壓力以減少的碳酸化時間制備PCC的方法。然而，這種方案暗示著通常昂貴的各種生產設備的改造。

因此，本領域技術人員致力于在PCC制備方法中使用各種添加劑的化學方案。在文獻“ Change?of?formation?yield?and?characterization?of?PCC?particle?synthesized?with?impurity?ions?conten

在文獻“Morphological?characteristics?and?aggregation?of方解石crystals?obtained?by?bubbling?CO₂?through?Ca(OH)₂?suspension?in?the?presence?of?additives”(Powder?Technology，130，2003，第307-315頁)中，添加檸檬酸、蔗糖或十二烷基硫酸鈉似乎大大增加了碳酸化時間。相反，使用聚乙二醇(分子量等于300g/mol)能夠減少所述時間；但是在這種情況下，合成的PCC的比表面積幾乎加倍。

對于聚丙烯酸酯類(公知的作為PCC分散劑的化學物質)的使用，其功能隨設想的方法而不同。文獻“Precipitation?of?calcium?carbonate?in?aqueous?systems”(Tenside?Surfactants?Detergents，第36卷，1999，第162-167頁)披露了從過飽和碳酸鈣溶液開始，聚丙烯酸必然導致球霰石的形成。其并未提及碳酸化時間。文獻“Effect?of?macromolecules?on?the?crystallization?of?CaCO₃”(Supramolecular?Science，第5卷，n°3-4，1988，第3-4頁)顯示，在過飽和碳酸氫鈣溶液的情況下，所述相同的酸抑制PCC晶體的形成。

最后，文獻WO?2005/000742和WO?2004/106236公開了PCC的制備方法，其中在碳酸化反應的過程中，在碳酸化反應完成之前分別引入聚丙烯酸酯和多聚磷酸酯。這些文獻并未提供任何關于這些添加劑對碳酸化時間的影響的信息，并清楚顯示，與不使用這些添加劑獲得的PCC相比，以該方式形成的PCC的晶體結構不一定被維持。

因此，僅當直接涉及以下要求時，減少碳酸化時間的首要任務是重大的：

-鑒別解決該問題的化學添加劑，其可避免本領域技術人員不得不對其生產裝置進行有時復雜且通常昂貴的改造，

-由于添加所述添加劑的結果不得改變制備的PCC的晶體結構，也不得損害其顆粒特征，本領域技術人員希望改善其生產力，且在過程結束時獲得具有未改變特征的產物。

-添加所述添加劑必須導致具有最大PCC干重含量的水性懸浮液，因為該要求與制備具有盡可能高的活性材料濃度的懸浮液的經濟優勢相關。

為了解決所述復雜的技術問題，本申請人開發了在沉淀碳酸鈣(PCC)的制備方法中使用至少一種共聚物作為減少所述碳酸鹽碳酸化時間的試劑，其特征在于，所述共聚物由各自以摩爾百分比表示的如下單體構成：

a)10％至99％，優選50％至98％，非常優選80％至97％，極其優選85％至95％的至少一種除式(I)的單體之外的乙烯基單體，

b)1％至90％，優選2％至50％，非常優選3％至20％，極其優選5％至15％的至少一種式(I)的非離子單體或幾種式(I)單體的混合物：

其中：

-m，n，p和q為整數，m，n，p小于150且其至少一個大于0，優選大于20，

-R含有一個可聚合的不飽和基團，