用于水性悬浮液中矿物质研磨和/或分散的助剂以及所形成的水性悬浮液及其用途制造技术

本发明专利技术涉及丙烯酸和／或甲基丙烯酸的水溶性均聚物和／或与一种或多种丙烯酸类、乙烯基或烯丙基单体的水溶性共聚物作为水性悬浮液中矿物质微粒的分散剂和／或研磨剂的用途。本发明专利技术还涉及所述水性悬浮液及其在造纸、涂料和塑料生产领域中的用途。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】,所形成的水性悬浮液及其用途的制作方法
本专利技术涉及矿物质填料的处理技术，特别是为改进造纸方法或纸页性能而对用于造纸的矿物质填料进行适当处理的技术，以及在其它领域如涂料或塑料中的应用。本专利技术涉及采用丙烯酸和/或甲基丙烯酸的均聚物和/或与一种或多种丙烯酸类、乙烯基或烯丙基单体的共聚物作为水性悬浮液中颜料和/或矿物质填料的研磨剂和/或分散剂的用途。本专利技术还涉及所述颜料和/或矿物质填料的水性悬浮液及其用途，特别是在造纸领域的用途，如用于纸的制造或涂布，以改进纸的印刷适性，以及在涂料或塑料中的用途。最后，本专利技术涉及用所述颜料和/或矿物质填料的水性悬浮液制造和/或涂布的纸页以及采用所述悬浮液的涂料和/或塑料。技术熟练人员早已知道，低分子量、完全或部分经各种中和剂中和的丙烯酸聚合物和/或共聚物作为水性悬浮液中的矿物质微粒的研磨剂和/或分散剂的用途(FR2603042、EP0100947、EP0127388、EP0129329、EP0278880、EP0542644、EP0850282)。技术人员还知道，增比粘度为0.3与0.8之间的丙烯酸聚合物和/或共聚物级分作为研磨剂和/或分散剂的用途(FR2488814、EP0100948、EP0542643)。然而，采用这些各种类型的低分子量研磨剂和/或分散剂，虽然可得到精研、流动、并能长时间稳定的矿物质微粒水性悬浮液，但不会形成只有少量不吸附在矿物质表面上，而存在于悬浮液水相中的研磨剂的颜料和/或矿物质填料，特别是碳酸钙的水性悬浮液。不吸附在矿物质微粒表面上，而存在于悬浮液水相中的研磨剂的数量，在本申请书的其它部分中称为游离研磨剂量。同样，当本申请书的其它部分提及游离分散剂量时，指的是不吸附在矿物质微粒表面上，而存在于悬浮液水相中的分散剂数量。由于先有技术的水性悬浮液水相中含有大量游离分散剂和/或研磨助剂，因而会对采用所述水性矿物质微粒悬浮液进行涂布的纸张的印刷适性产生不利的影响，以及当这种悬浮液用于纸页的制造时，还会使作为将矿物质填料保留在纸纤维素纤维上的助留剂的阳离子助留剂的所需用量增高。针对改进涂布纸的印刷适性或降低纸页制造过程中填料助留剂用量的课题，会涉及到降低纸页的制造或涂布过程中所用的矿物质微粒水性悬浮液水相中游离分散剂和/或研磨剂的数量的问题。本申请人已意外地发现，同时选择水溶性的丙烯酸和/或甲基丙烯酸的均聚物和/或与一种或多种丙烯酸类、乙烯基或烯丙基单体的共聚物中剩余活性酸的摩尔比与被至少是双官能离子中和的活性酸摩尔比，可获得水相中只有少量游离分散剂和/或研磨剂的颜料和/或矿物质填料(特别是碳酸钙)的水性悬浮液，这种悬浮液可用于制备造纸用配制物，如用于制备具有下列特性的纸页的涂布色料或质量充填料。根据本专利技术，由于在造纸过程中采用所述水性悬浮液作为质量充填料，因此可降低用作使矿物质填料吸附在纸的纤维素纤维中的助留剂的阳离子助留剂的用量。与纸张的这些性能相平行的，采用根据本专利技术所述的水性悬浮液来涂布纸页时，可获得具有更好印刷适性的涂布纸。因此，本专利技术的一个目的是采用水溶性丙烯酸和/或甲基丙烯酸的均聚物和/或与一种或多种丙烯酸类，乙烯基或烯丙基单体的共聚物(特别是经中和的)作为水性悬浮液中的颜料和/或矿物质填料的研磨剂和/或分散剂，来获得悬浮液水相中只有少量游离分散剂和/或研磨剂的颜料和/或矿物质填料(特别是碳酸钙)的水性悬浮液，这一种悬浮液可用于制备造纸用配制物，如用于制备具有上述特性的纸页的涂布浆料或质量充填料。本专利技术的另一个目的(除已提及的外)是提供经分散方法而获得的矿物质水性悬浮液，其特征在于悬浮液水相中只含少量游离分散剂，根据本专利技术用于使矿物质微粒分散在水性悬浮液中的分散剂含量为0.05-5干重量％，优选为0.2-1.0干重量％(以矿物质的干重量计)。同样，本专利技术的另一个目的(除已提及的外)是提供经研磨方法而获得的精研的矿物质水性悬浮液，其特征在于悬浮液水相中只含少量游离研磨剂，根据本专利技术的水性悬浮液中研磨剂含量为0.05-5干重量％，优选为0.2-1.0干重量％(以矿物质的干重量计)。最后，本专利技术还有一个目的涉及这些矿物质水性悬浮液在塑料、涂料、纸页涂布领域以及在纸页制造过程中用作质量充填料的用途。与先有技术不同的是，本申请人已意外地发现，为获得上述性质，聚合物中未中和的活性酸的摩尔百分比必须选择在10％与60％之间，经至少一种、至少是双官能中和剂中和的摩尔百分比必须为10％与80％之间。聚合物中剩余(至100％)活性酸是由单官能中和剂中和的。至少是双官能的中和剂选自碱土金属或金属阳离子的氢氧化物和/或氧化物，特别是钙、镁、钡、锌或铝的氢氧化物和/或氧化物，或选自双官能胺，或它们的混合物，优选的是选自钙或镁的氢氧化物和/或氧化物，以及它们的混合物。单官能中和剂选自碱金属阳离子特别是钠和钾或锂或氨的氢氧化物，或选自脂族和/或环状的伯胺或仲胺如乙醇胺、单和二乙胺或环己胺或它们的混合物，最好选自含钠离子的化合物。这些均聚物和/或共聚物是采用技术人员熟知的聚合引发剂，在分子量调节剂也称为链转移剂的存在下，通过自由基聚合方法制得的，其中可采用的聚合引发剂如基于羟胺的化合物或过氧化物引发剂如过氧化氢、叔丁基过氧化氢或过酸盐如过硫酸钠、过硫酸铵、过硫酸钾等或次亚磷酸钠、次磷酸或磷酸和/或它们在聚合介质中可存在的盐，金属盐如铁盐或铜盐，聚合介质可以是水、甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇或它们的混合物，或二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、四氢呋喃、丙酮、甲乙酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯、己烷、庚烷、苯、甲基或二甲苯，其中可采用的分子量调节剂(也称为链转移剂)有巯基乙醇、巯基乙酸及其酯、正十二烷基硫醇、乙酸、酒石酸、乳酸、柠檬酸、葡糖酸或葡庚糖酸、2-巯基丙酸、硫代二乙醇、卤化溶剂如四氯化碳、氯仿、二氯甲烷、单丙二醇醚，或它们的混合物等。根据本专利技术用作研磨剂和/或分散剂的这些均聚物是由丙烯酸或甲基丙烯酸经各种自由基聚合方法制成的。根据本专利技术用作研磨剂和/或分散剂的这些共聚物是由丙烯酸或甲基丙烯酸与至少一种选自下列的单体经上述自由基共聚合方法制成的，其中共聚合单体选自以酸形态或部分中和形态的丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、丁烯酸、富马酸、马来酸酐和/或2-丙烯酰胺基-2-甲基-1-丙烷磺酸，以酸形态或部分中和形态的2-甲基丙烯酰胺基-2-甲基-1-丙烷磺酸，以酸形态或部分中和形态的3-甲基丙烯酰胺基-2-羟基-1-丙烷磺酸，烯丙基磺酸，甲基烯丙基磺酸，烯丙氧基苯磺酸，甲基烯丙氧基苯磺酸，2-羟基-3-(2-丙烯氧基)丙烷磺酸，2-甲基-2-丙烯-1-磺酸，乙烯磺酸，丙烯磺酸，2-甲基磺酸，苯乙烯磺酸和/或它们的盐，乙烯基磺酸，甲基烯丙基磺酸钠，丙烯酸或甲基丙烯酸磺丙酯，磺甲基丙烯酰胺或磺甲基甲基丙烯酰胺，或者选自丙烯酰胺，甲基丙烯酰胺，丙烯酸或甲基丙烯酸酯如丙烯酸乙酯，丙烯酸丁酯，甲基丙烯酸甲酯、乙二醇或丙二醇的丙烯酸或甲基丙烯酸磷酸酯，或者选自乙烯基吡咯烷酮，乙烯基己内酰胺，异丁烯，二异丁烯，乙酸乙烯酯，苯乙烯，α-甲基苯乙烯，乙烯基甲基醚，烯丙基化合物如烯丙基胺及其衍生物。根据本专利技术由上述自由基聚合方法制得的用作研磨剂和/或分散剂的均聚物和/或共聚物也可经任何已知方法本文档来自技高网...

【技术保护点】
丙烯酸和／或甲基丙烯酸的均聚物和／或与一种或多种丙烯酸类、乙烯基或烯丙基单体的共聚物作为水性悬浮液中矿物质填料的分散剂和／或研磨剂的用途，其特征在于：所述丙烯酸和／或甲基丙烯酸的均聚物和／或与一种或多种丙烯酸类、乙烯基或烯丙基单体的共聚物是经中和的，以使聚合物中未中和活性酸的摩尔百分比为１０％与６０％之间，经至少一种、至少是双官能中和剂中和的活性酸的摩尔百分比为１０％与８０％之间，聚合物中剩余（至１００％）活性酸是由单官能中和剂中和的。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：J莫戈因，C亚克麦特，JM苏奥，
申请(专利权)人：可泰克斯有限合伙公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]