矿物填料产物的制备方法技术

公开了一种制备矿物填料产物的方法，所述方法包括在通过使包含碳酸钙的材料与至少一种选自特定苯乙烯‑马来酸酐共聚物和/或苯乙烯‑马来酸酐共聚物的特定衍生物的研磨剂接触所获得混合物中湿法研磨包含碳酸钙的材料的步骤。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及可用于多种应用的矿物填料产物，所述应用例如聚合物组合物、造纸、纸张涂料、农业应用、漆、粘合剂、密封剂、建筑应用、或化妆品应用。众所周知的矿物填料包括，例如天然研磨碳酸钙(GCC)和沉淀碳酸钙(PCC)。对GCC的制备而言，已相当普遍地在湿法研磨方法中使用基于部分或全部中和的聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、其衍生物和其盐的水溶性聚合物作为研磨助剂和分散剂以提供水性矿物悬浮物。此种水溶性聚合物为已知的，例如由欧洲专利申请EP 0 046 573、EP 0 100 947、EP 0 100 948、EP 0 129 329、EP 0 261 039、EP 0 516 656和EP 0 542 644已知。EP 0380430公开了在少量水溶性研磨剂的存在下在水性介质中研磨碳酸钙的方法且其特征在于研磨介质包括研磨体，包含研磨剂以及在悬浮物中待研磨的碳酸钙的水相在研磨操作期间维持在小于60℃的温度。通过研磨制备的悬浮物以及在移除水相后收集的研磨碳酸钙可被应用于大量填充和纸张涂料的领域以及用于漆和塑料的填料的领域。在EP 0 779 342中，具有1000g/mol至3000g/mol且优选1500g/mol至2000g/mol的平均分子量的苯乙烯-马来酸酐共聚物被用作分散剂和/或用于在热塑性树脂、不含芳基与独特碳骨架的均聚物、或具有芳基和仅由碳与氧构成的骨架的共聚物(其中氧原子含量不超过22重量％)中处理基本类型或具有含游离羟基的表面的矿物填料。还公开了包含所述共聚物的热塑性组合物。EP 0 889 102涉及用于水性墨水的颜料分散物。颜料通过分散剂分散在液体中，其中分散剂包括苯乙烯-马来酸酐共聚物(SMA)、SMA共聚物与醇的反应产物、或SMA共聚物与SMA聚物/醇反应产物的组合。分散物中颜料与分散剂的重量比为约5:1至约9:1，且优选约6:1至约8:1。颜料占分散物总重量的至少约33重量％、优选分散物的至少约36重量％，且最优选分散物的至少约40重量％。将颜料分散物与包含在水中稳定的聚合物的乳化物组合制备水性墨水。颜料占墨水组合物总重量的至少约10重量％。根据FR 2 351 706，通过在化学研磨助剂存在下进行研磨过程，可以在煤或含有金属值的矿物的湿法研磨中实现研磨操作的改良的效率。通过使用研磨助剂获得的矿物颗粒破裂率的提高，允许研磨更高的矿物浆料密度而不会伴随研磨动力学的减少。这允许每单位时间更大的研磨浆料生产量或因此在固定生产量下每吨研磨矿物更低的能量消耗和/或研磨浆料的精细度增加。US 3,923,717公开了通过具有约1000g/mol至约5000g/mol的分子量的苯乙烯-马来酸酐共聚物的水溶性盐极大减少了湿法波特兰水泥浆料的需水量。在WO 2013/039986中，公开了矿物组合物以及相关方法。矿物组合物可包括经基于苯乙烯的聚合物处理的矿物。经基于苯乙烯的聚合物处理的矿物可用于纸产物上的涂层，其具有小于带有不含矿物组合物涂层的纸产物的第二Cobb值的第一Cobb值。已进行多项进一步的尝试以提高微粒矿物材料以及特别是包含碳酸钙的矿物填料的适用性，例如通过用高级脂肪族羧酸和脂肪族羧酸盐处理此种材料，所述脂肪族羧酸在一些情况下还可被称为脂肪酸。例如，WO00/20336涉及超细天然碳酸钙，其可任选地经一种或更多种数个脂肪酸或一种或更多种数个盐或其混合物处理，且其被用作用于聚合物组合物的流变调节剂。同样地，US 4,407,986涉及表面经可包括高级脂肪酸及其金属盐的分散剂处理的沉淀碳酸钙，该处理是为了当捏合该碳酸钙与结晶聚丙烯时限制润滑添加剂的添加且为了避免形成限制聚丙烯冲击强度的碳酸钙聚集体。在涉及具有改善的流变和粘合特性的用于汽车的基于聚氯乙烯的非垂挂型底封组合物的EP 0 325 114中，使用12-羟基硬脂酸铵盐与脂肪酸组合的混合物(重量比为1:1)处理矿物填料。此外，微粒矿物材料还可以经其它表面处理剂处理，例如硅烷、硅氧烷、磷酸盐、膦酸盐、草酸盐、琥珀酸盐、氟化物、天然或合成聚合物、或其混合物，以使所述矿物材料表面疏水化。然而，在许多情况下，通过使用上述研磨剂与分散剂来制备包含碳酸钙的矿物填料产物导致不良品质。例如，使用研磨剂通常造成所得矿物填料产物的高水分吸收敏感性。当用作聚合物组合物中的填料时，具有高水分吸收敏感性的包含微粒碳酸钙的材料可能特别不利。例如，此种材料可在储存、运输和/或加工期间吸收水分，其进而可导致在熔融挤出方法中制成的聚合物组合物中形成空隙。在此方面，EP 0 998 522描述了悬浮物在没有分散剂时或仅在亚有效量的分散剂存在下经湿法研磨，然后经干燥且作为聚合物产物中的填料。一般地，现有技术教导如果旨在用作聚合物产物中的填料，碳酸钙的研磨既不使用任何分散剂也不使用研磨剂。鉴于以上所述，专家仍面临不降低质量而有效制备用于塑料(例如聚烯烃)的经湿法研磨的干燥填料的问题。时至今日，湿法研磨方法具有数个缺点。例如，没有研磨剂与分散剂需要在低固体含量下研磨，造成生产量降低以及研磨能量总体增加。此外，低固体填料悬浮物的干燥还导致更高的能量消耗。仍然需要提供矿物填料产物以及可降低或避免一种或更多种上述技术缺点的制备其的方法。因此本专利技术的一个目的是提供一种用于制备矿物填料产物的方法，该方法可在高固体含量下进行。另一个目的还可为提供用于提供具有相对低水分吸收敏感性的矿物填料产物的高效方法。一个或更多个前述以及其它问题被本文的独立权利要求界定的主题解决。本专利技术的第一方面涉及一种制备矿物填料产物的方法，所述方法包括以下步骤：a)提供包含碳酸钙的材料；b)提供水；c)提供至少一种研磨剂；d)在至少一个研磨装置中在通过使以下物质以任何顺序接触获得的混合物中湿法研磨所述包含碳酸钙的材料：i)步骤a)提供的所述包含碳酸钙的材料，与ii)步骤b)提供的所述水，以及与iii)步骤c)提供的所述至少一种研磨剂，以获得经湿法研磨的矿物填料；e)任选地将步骤d)的所述经湿法研磨的矿物填料分级以获得粗粒部分和细粒部分，其中所述粗粒部分被移除或经受步骤d)的湿法研磨且所述细粒部分表示细粒矿物填料；f)使步骤d)的所述经湿法研磨的矿物填料和/或步骤e)的所述细粒矿物填料干燥以获得经干燥的矿物填料，所述经干燥的矿物填料的总含水量基于所述经干燥的矿物填料的总重量小于或等于1.0重量％；以及g)用疏水剂处理步骤f)的所述经干燥的矿物填料以获得经表面处理的产物，所述产物具有在所述产物的至少部分表面上的处理层；其中步骤d)的所述混合物中总含水量为基于所述混合物总重量的15.0重量％至50.0重量％；步骤c)提供的所述至少一种研磨剂的量为基于所述包含碳酸钙的材料的总干重的0.01重量％至10.0重量％；步骤d)中的温度范围为60℃至150℃；以及所述至少一种研磨剂选自苯乙烯-马来酸酐共聚物以及苯乙烯-马来酸酐共聚物衍生物，所述衍生物选自具有部分或完全水解的马来酸酐单元的苯乙烯-马来酸酐共聚物，其中所述研磨剂具有1:2至5:1的单体单元比率(苯乙烯单元:马来酸酐单元，S:MA)以及500g/mol至40000g/mol的分子量Mw。根据本专利技术的方法，在湿法研磨方法中，矿物填料产物可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制备矿物填料产物的方法，所述方法包括以下步骤：a)提供包含碳酸钙的材料；b)提供水；c)提供至少一种研磨剂；d)在至少一个研磨装置中在通过使以下物质以任何顺序接触获得的混合物中湿法研磨所述包含碳酸钙的材料：i)步骤a)提供的所述包含碳酸钙的材料，与ii)步骤b)提供的所述水，以及与iii)步骤c)提供的所述至少一种研磨剂，以获得经湿法研磨的矿物填料；e)任选地将步骤d)的所述经湿法研磨的矿物填料分级以获得粗粒部分和细粒部分，其中所述粗粒部分被移除或经受步骤d)的湿法研磨，且所述细粒部分表示细粒矿物填料；f)使步骤d)的所述经湿法研磨的矿物填料和/或步骤e)的所述细粒矿物填料干燥以获得经干燥的矿物填料，所述经干燥的矿物填料的总含水量为基于所述经干燥的矿物填料的总重量的小于或等于1.0重量％；以及g)用疏水剂处理步骤f)的所述经干燥的矿物填料以获得经表面处理的产物，所述产物具有在所述产物的至少部分表面上的处理层；其中步骤d)的所述混合物中的总含水量为基于所述混合物的总重量的15.0重量％至50.0重量％；步骤c)提供的所述至少一种研磨剂的量为基于所述包含碳酸钙的材料的总干重的0.01重量％至10.0重量％；步骤d)中的温度为60℃至150℃；以及所述至少一种研磨剂选自苯乙烯‑马来酸酐共聚物以及苯乙烯‑马来酸酐共聚物衍生物，所述衍生物选自具有部分或完全水解的马来酸酐单元的苯乙烯‑马来酸酐共聚物，其中所述研磨剂的单体单元比(苯乙烯单元：马来酸酐单元，S:MA)为1:2至5:1以及分子量Mw为500g/mol至40000g/mol。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.02.21 EP 14156110.01.一种用于制备矿物填料产物的方法，所述方法包括以下步骤：a)提供包含碳酸钙的材料；b)提供水；c)提供至少一种研磨剂；d)在至少一个研磨装置中在通过使以下物质以任何顺序接触获得的混合物中湿法研磨所述包含碳酸钙的材料：i)步骤a)提供的所述包含碳酸钙的材料，与ii)步骤b)提供的所述水，以及与iii)步骤c)提供的所述至少一种研磨剂，以获得经湿法研磨的矿物填料；e)任选地将步骤d)的所述经湿法研磨的矿物填料分级以获得粗粒部分和细粒部分，其中所述粗粒部分被移除或经受步骤d)的湿法研磨，且所述细粒部分表示细粒矿物填料；f)使步骤d)的所述经湿法研磨的矿物填料和/或步骤e)的所述细粒矿物填料干燥以获得经干燥的矿物填料，所述经干燥的矿物填料的总含水量为基于所述经干燥的矿物填料的总重量的小于或等于1.0重量％；以及g)用疏水剂处理步骤f)的所述经干燥的矿物填料以获得经表面处理的产物，所述产物具有在所述产物的至少部分表面上的处理层；其中步骤d)的所述混合物中的总含水量为基于所述混合物的总重量的15.0重量％至50.0重量％；步骤c)提供的所述至少一种研磨剂的量为基于所述包含碳酸钙的材料的总干重的0.01重量％至10.0重量％；步骤d)中的温度为60℃至150℃；以及所述至少一种研磨剂选自苯乙烯-马来酸酐共聚物以及苯乙烯-马来酸酐共聚物衍生物，所述衍生物选自具有部分或完全水解的马来酸酐单元的苯乙烯-马来酸酐共聚物，其中所述研磨剂的单体单元比(苯乙烯单元：马来酸酐单元，S:MA)为1:2至5:1以及分子量Mw为500g/mol至40000g/mol。2.根据权利要求1所述的方法，其中步骤a)中提供的所述包含碳酸钙的材料选自天然碳酸钙来源且优选选自大理石、石灰石、白垩、白云石及其混合物。3.根据权利要求1或2中任一项所述的方法，其中步骤c)中提供的所述至少一种研磨剂具有1:1至4:1、优选1:1至3:1、且更优选1:1至2:1的单体单元比(S:MA)。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中步骤c)中提供的所述至少一种研磨剂具有2000g/mol至30000g/mol且优选4000g/mol至8000g/mol的分子量Mw。5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：塞缪尔·伦奇，法比奥·伊波利托，马西亚斯·布里，帕特里克·A·C·加纳，
申请(专利权)人：欧米亚国际集团，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH