[發明專利]具有減少的氫氧鈣石含量的PCC

有效

• 申請號: 201580057736.5
• 申請日: 2015-10-20
• 公開（公告）號: CN107074577B
• 公開（公告）日: 2019-12-06
• 發明（設計）人: 丹尼爾·E·格拉爾德;帕特里克·A·C·加納
• 申請（專利權）人: 歐米亞國際集團
• 主分類號: C01F11/18
• 分類號: C01F11/18;D21H17/67;D21H19/38
• 代理公司: 11227 北京集佳知識產權代理有限公司
• 代理人: 蔡勝有;冷永華<國際申請>=PCT/EP

本發明涉及用于生產沉淀碳酸鈣的水性懸浮體的方法，其中通過混合水、含氧化鈣的材料和沉淀增強劑來制備石灰乳，隨后將石灰乳碳酸化來形成沉淀碳酸鈣的水性懸浮體。

本發明涉及用于生產沉淀碳酸鈣的方法、由所述方法得到的沉淀碳酸鈣及其用途。

碳酸鈣是紙、漆和塑料產業中最常用的添加劑之一。盡管天然存在的研磨碳酸鈣(GCC)通常在許多應用中用作填料，但合成制造的沉淀碳酸鈣(PCC)可以根據其形態和粒徑而定制，從而允許PCC實現另外的功能。

通常已知的PCC生產方法包括以下步驟：用水使生石灰熟化，由此形成氫氧化鈣(也稱為氫氧鈣石)細顆粒的懸浮體，并隨后經由使二氧化碳通過所得的氫氧鈣石懸浮體來使碳酸鈣沉淀。二氧化碳在水中溶解和離解，提供碳酸根離子與來自溶解的氫氧鈣石的游離鈣離子反應。這導致溶液中碳酸鈣過飽和，引起碳酸鈣沉淀。隨著碳酸鈣形成，更多的氫氧鈣石溶解。因此，碳酸鈣濃度的最高點接近氫氧鈣石顆粒的表面，因此在該區域中過飽和處于其最大值。隨著PCC繼續生長接近氫氧鈣石顆粒的表面，一些氫氧鈣石可過度生長，并且并入形成的PCC或與形成的PCC結合。結果是包含大量殘留氫氧鈣石(其可高達10重量％)的沉淀碳酸鈣。隨著時間的推移，氫氧鈣石可以浸入水相，導致樣品的高堿度。

根據應用領域，這樣的高堿度可具有負面影響。例如，填料的高堿度可促進揮發物，并且特別是水與礦物填料結合。如果將這樣的填料用于聚合物或塑料應用中，則在聚合物或塑料的生產過程期間可形成氣泡。這可導致在塑料生產期間(例如，在熔融或擠出步驟期間)由于氣泡而形成缺陷。在聚合物膜擠出中，這樣的氣泡可在制造的膜中變得細長并“凍結”，呈現透鏡的形狀(也被稱為“透鏡狀”的一種現象)。上述影響可導致在加工包含這樣的礦物填料的產品期間最終的含礦物聚合物產品的質量劣化。此外，相關揮發物可導致可透氣膜的拉伸和撕裂強度減小，并且可使其可見方面(特別是其可見的均勻性)劣化。揮發物還可在混配步驟期間產生礦物填充的聚合物熔體的過度起泡，造成在真空提取時不希望的產物積聚，因此迫使生產率降低。

WO 99/51691 A1描述了生產具有粗結晶形式的沉淀碳酸鈣(PCC)產品的方法，其特別包括制備氫氧化鈣顆粒在水性介質中的懸浮體的步驟，該氫氧化鈣顆粒部分溶解，從而在水性介質中提供鈣離子，所述水性介質還包含促進從氫氧化鈣釋放至鈣離子水性介質中的溶液中的試劑，其中所述試劑包含水溶性有機化合物。US 5,695,733A公開了成簇形式的沉淀碳酸鈣顆粒，其在用作填料時賦予紙改善的強度、不透明度和其他優點，并且通過包括將石灰和二氧化碳添加到含有具有偏三角面體形態的籽晶材料的反應混合物中的方法制備，石灰和二氧化碳同時添加。

US 5,741,471 A涉及用于通過包含糖、多糖、或糖或多糖和金屬離子的水性氫氧化鈣的碳酸化來沉淀離散的棱柱形碳酸鈣顆粒的方法。US 5,332,564 A描述了用于生產菱形或桶形沉淀碳酸鈣的方法。基于待生產的CaCO₃的重量，使生石灰在含有約0.1重量％至約2重量％糖的水性溶液中熟化。US 5,811,070 A公開了用于生產平均尺寸為0.1μm至1.0μm的碳酸鈣顆粒的方法，該方法包括以下步驟：將二氧化碳引入到含有第一試劑的石灰乳中以制備含有平均尺寸為0.4μm的碳酸鈣顆粒的水性懸浮體，將石灰乳添加到水性懸浮體中，并使含有第二試劑的碳酸化溶液與水性懸浮體連續反應。

WO 2006/109168 A2和WO 2006/109171 A1涉及使用減小的流量的二氧化碳的碳酸化方法，這導致非常特定結構和獨特特性的沉淀碳酸鈣的多孔團聚體，隨后是增濃(up-concentration)步驟以增加固體含量。WO 2010/018432 A1中公開了用于制備沉淀碳酸鈣的方法，其包括在碳酸化步驟期間使用特定聚合物。

鑒于上述情況，持續需要提供沉淀碳酸鈣的方法，并且特別是允許生產具有低氫氧鈣石含量的PCC的方法。

因此，本發明的目的是提供用于生產具有低氫氧鈣石含量的PCC漿料的方法。還期望所述方法不以負面的方式影響碳酸化步驟的動力學和/或不損害PCC的期望形態結構。