用于水性悬浮液中矿物质研磨的助剂、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研磨剂的用途，采用这类水性悬浮液可达到特定的光学性能。本发明专利技术还涉及所述水性悬浮液及其在造纸和涂料领域中的用途。（*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】
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。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。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，特别是在造纸领域如纸页的制造或涂布方面的用途，以获得等同或更好的颜料和/或填料性能，特别是以光散射系数S表示的散射可见光的作用。最后，本专利技术涉及由所述颜料和/或矿物质填料的水性悬浮液制造和/或涂布的纸页。本专利技术还涉及采用所述颜料和/或矿物质填料的水性悬浮液制得的涂料。专家们早就知道低分子量、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矿物质微粒的研磨剂的用途(FR2603042、EP0100947、EP0127388、EP0129329、EP0542644)。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的用途。然而，采用这些不同的低分子量研磨剂，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，但不可能形成精研的、具有足够的、符合最终用户要求的散射可见光能力(以光散射系数S表示)的颜料和/或矿物质填料特别是碳酸钙的水性悬浮液。事实上，最终用户因采用碳酸钙作为高岭土的替代品而获得了白度较先前高的纸张，但与先前采用的高岭土相比，这种碳酸钙的缺点在于制成的纸页的光学性能下降了。因此用户认为需要提高这种纸页的光学性能又要保持采用碳酸钙所获得的亮度。针对提高纸页光学性能的课题，本申请人已意外地发现，选择经中和的丙烯酸和/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水溶性共聚物，可获得含颜料和/或矿物质填料，特别是碳酸钙的、精研的具有足够的、符合最终用户要求的散射可见光能力的水性悬浮液，还可获得改进了不透明性能的造纸用配制物如纸用涂布色料或质量充填料配制物，并可获得改进了不透明性的涂料配制物。本专利技术的一个目的是采用丙烯酸和/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水溶性共聚物(特别是经中和的)作为水性悬浮液中颜料和/或矿物质填料的研磨剂，以获得颜料和/或矿物质填料特别是碳酸钙的水性悬浮液，这种水性悬浮液是精研的、具有足够的、符合最终用户要求的散射可见光的能力，并可获得改进了不透明性能的造纸用配制物如纸用涂布色料或纸用质量充填料。本专利技术的另一个目的(除已提及的外)是提供通过研磨获得的精研的矿物质水性悬浮液，其特征在于该悬浮液具有较高的散射可见光的作用；该悬浮液包含0.05-5干重量％，优选为0.3-1.0干重量％根据本专利技术的水悬浮液研磨剂(以矿物质干重量计)。最后，本专利技术的补充目的是涉及这些矿物质水性悬浮液在涂料、纸的质量充填和涂布领域中的用途，并涉及含有所述矿物质水性悬浮液的涂布色料。与先有技术(EP0542643和EP0542644)提出的为获得一种改进的研磨剂，聚合物中经含镁离子的中和剂中和的活性酸摩尔百分比应在40％与60％之间的教导不同，本申请人已意外地发现，为了获得上述性质、聚合物中经含钙离子的中和剂中和的活性酸摩尔百分比的选择必须在15％与40％之间，聚合物中经一种或多种单官能中和剂中和的活性酸摩尔百分比为7％与70％之间，经含镁、钡、锌或铝离子或双官能胺或它们的混合物，特别是含镁离子的中和剂中和的活性酸摩尔百分比为0％与30％之间，而未经中和的活性酸摩尔百分比为15％与78％之间。单官能中和剂选自碱金属阳离子，特别是钠和钾或锂的氢氧化物或氨溶液，或选自脂族和/或环状伯胺或仲胺如乙醇胺、单乙胺和二乙胺或环己胺，特别优选的是选自含钠离子化合物。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、甲苯或二甲苯，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的这些均聚物是由丙烯酸或甲基丙烯酸经上述各种自由基聚合方法制成的。根据本专利技术用作研磨剂的共聚物是由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，丙烯酸酯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酯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，乙烯基甲基醚或烯丙基化合物如烯丙基胺以及它们的衍生物。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的这些均聚物和/或共聚物也可经任何已知方法处理而分离成粉状形态，并以粉状形态使用。根据另一种变体，由聚合反应制得的均聚物和/或共聚物，可在中和反应前或反应后，根据技术人员已知的静态法或动态法，通过添加一种或多种极性溶剂如水、甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、丙酮、四氢呋喃或它们的混合物进行处理并分离成几个相态。其中一相对应于根据本专利技术用作水性悬浮液中矿物质的研磨剂的聚合物。这些根据本专利技术用作研磨剂的均聚物和/或共聚物是经选择性中和的，以使聚合物中经含钙离子中和剂中和的活性酸摩尔百分比为15％与40％之间，经一种或多种单官能中和剂(特别是含钠离子中和剂)中和的活性酸摩尔百分比为7％与70％之间，经含镁、钡、锌、铝离子的中和剂或经双官能胺或它们的混合物(特别是含镁离子的中和剂)中和的活性酸摩尔百分比为0％与30％之间，聚合物中未经中和的活性酸摩尔百分比为15％与78％之间。聚合物中经含钙离子中和剂中和的活性酸摩尔百分比为15与40％之间，经一种或多种单官能中和剂(特别是含钠离子中和剂)中和的活性酸摩尔百分比优选为20％与50％之间，聚合物中经含镁、钡、锌或铝离子的中和剂或经双官能胺或它们的混合物(特别是含镁离子中和剂)中和的活性酸摩尔百分比为0％与30％之间，优选聚合物中未经中和的活性本文档来自技高网...

【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，以使聚合物中经含钙中和剂中和的活性酸摩尔百分比为１５％与４０％之间，经一种或多种单官能中和剂，特别是含钠离子中和剂，中和的活性酸摩尔百分比为７％与７０％之间，经含镁、钡、锌或铝离子中和剂或双官能胺或它们的混合物，特别是含镁离子中和剂，中和的活性酸摩尔百分比为０％与３０％之间，而未经中和的活性酸摩尔百分比为１５％与７８％之间。

【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：邱雪平，J莫戈因，C亚克麦特，
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]