[發明專利]碳酸鈣水分散體或懸浮體

有效

• 申請號: 201310331713.1
• 申請日: 2008-07-28
• 公開（公告）號: CN103436051A
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發明（設計）人: 克里斯蒂安·雅克梅;雅克·蒙戈安
• 申請（專利權）人: 可泰克斯有限合伙公司
• 主分類號: C09C1/02
• 分類號: C09C1/02;C09C3/06;C09C3/10;B01F17/20;B01F17/52
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 顧晉偉;董文國

本申請是申請日為2008年7月28日、申請號為200880108657.2、發明名稱為“磷酸在濃縮水中碳酸鈣的方法中降低游離分散劑量的用途”的中國專利申請的分案申請。

技術領域

本發明涉及礦物材料，具體地涉及礦物材料分散體或懸浮體，更具體地涉及碳酸鈣水分散體或懸浮體。

背景技術

碳酸鈣優選以水懸浮體或分散體的形式運輸，這樣的形式經證實比粉末易操作，特別是泵送。本領域技術人員的一個目標是輸送最大可能量的礦物材料(而不過多增大介質的粘度)，這意味著要提高水懸浮體或分散體的固含量：該固含量對應于礦物材料的干重與所述分散體或懸浮體的總重量之比。該固含量通過濃縮階段提高，濃縮階段對應于通過機械和/或熱的方式來蒸發水。

對于碳酸鈣，濃縮步驟可使固含量從初始的不超過50％變為最終的等于或高于60％，有時高于70％，或甚至高于72％。因此有必要加入分散劑，分散劑的功能是穩定水中高濃度的碳酸鈣顆粒，而不過多增大介質的粘度。這類分散劑早已為人們熟知，并且主要由丙烯酸的均聚物和共聚物組成。

當在前述濃縮步驟中加入了丙烯酸類分散劑時，其通過一定程度地吸附到碳酸鈣表面上而發揮作用并通過靜電機制穩定礦物顆粒。給定該丙烯酸類分散劑的組成，此吸附通常不是太完全使得一定量未被吸附的丙烯酸類分散劑保持在水相中：這可用表述“游離分散劑”來命名。因此，當制備紙用涂料(這是碳酸鈣的主要應用之一)時，這部分游離分散劑是造成涂布紙的適印性降低這一主要問題的原因。

這是因為濃縮的碳酸鈣水分散體和懸浮體被直接用于制備后來通過施用到紙張上而涂布紙張的涂料。在這一點上，在所述涂料的水相中，存在未吸附到碳酸鈣表面上的游離分散劑部分。施加到紙張上后，涂料經歷干燥步驟：親水的游離分散劑在水的驅動下從涂層內部遷移到涂布紙的表面上。此現象是造成涂布紙表面能部分改變的原因：涂布紙的適印性因此降低。為限制該效應，本領域技術人員設法使碳酸鈣水分散體和懸浮體中所含的游離分散劑的量最小。

發明內容

為設法解決此問題，在丙烯酸類分散劑的存在下同時使碳酸鈣水分散體和懸浮體能夠從低于或等于50％的濃度變為等于或高于60％的濃度，同時賦予其令人滿意的粘度，本申請人開發了磷酸溶液在這類方法中的用途。由此表明在獲得固含量和粘度等于或高于不含磷酸的相同分散體或懸浮體所獲得的固含量和粘度的同時，結果是水相中游離丙烯酸類分散劑部分非常顯著地降低。這有助于改進紙的適印性。

據我們所知，磷酸的這類用途是全新的、特別有創造性的，這是因為該化合物到目前為止被本領域技術人員常規地用在礦物材料的水懸浮體中，只具有緩沖劑的功能：本領域技術人員從未注意到該化合物具有降低濃縮碳酸鈣水分散體和懸浮體中所含游離分散劑的量的潛力。為此有廣泛的技術致力于制備所謂的“耐酸”碳酸鈣顆粒，所述方法包括向含礦物材料的水介質中加入螯合劑及通常為磷酸的弱酸。

此方法見述于若干專利(US5043017、US5156719、WO98/29601、WO97/41302)和出版物“Neutral?groundwood?papers：practical?and?chemical?aspects”(International?Paper?and?Coatings?Chemistry?Symposium，5^th，加拿大魁北克省蒙特利爾市，2003年6月16-19日，出版社：加拿大魁北克省蒙特利爾市制漿造紙學會)中，公開了磷酸的功能是穩定pH。

此外，根據文件“The?Chemical?Structure?and?Properties?of?Condensed?Inorganic?Phosphates”(The?Biochemistry?of?Inorganic?Polyphosphates，I.S.Kulaev，V.M.Vagabov，T.V.Kulakovskaya，2004John?Wiley?&?Sons，Ltd?ISBN0-470-85810-9)，從化學角度來看，不應將磷酸(H₃PO₄)與縮合磷酸鹽化合物混淆，縮合磷酸鹽化合物包括環磷酸鹽、多磷酸鹽和支化無機磷酸鹽或過磷酸鹽。這些化合物為由多個磷酸鹽分子彼此縮合產生的分子，最為人們所知的是三聚磷酸鹽(TPP)、焦磷酸鹽和六偏磷酸鹽(HMP)。