在聚(衣康酸盐)的存在下研磨矿物的方法技术

本发明专利技术涉及一种制备矿物材料颗粒的方法，其包括在水的存在下研磨至少一种矿物材料。根据本发明专利技术的研磨在至少一种聚合物的存在下进行，所述聚合物通过衣康酸的部分钠盐的自由基聚合反应和所得聚合物的部分脱羧，随后部分或完全中和脱羧的聚合物而获得。本发明专利技术还涉及含有经研磨的矿物材料颗粒和这种聚合物的含水组合物，特别是用于制备纸的填料组合物或纸涂料着色组合物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】在聚(衣康酸盐)的存在下研磨矿物的方法说明书本专利技术涉及一种制备矿物材料颗粒的方法，包括在水的存在下研磨至少一种矿物材料。根据本专利技术的研磨在至少一种聚合物的存在下进行，所述聚合物通过衣康酸的部分钠盐的自由基聚合反应和所得聚合物的部分脱羧，随后部分或完全中和脱羧的聚合物而获得。本专利技术还涉及含有经研磨的矿物材料颗粒和这种聚合物的含水组合物，特别是用于制备纸的质量负载组合物或纸-涂料-片组合物。研磨矿物材料的方法是已知的，特别是用于造纸工业中的研磨矿物材料的方法。特别地，已知的研磨矿物材料的方法使用研磨助剂，尤其是衍生自包含一种或多于一种羧酸官能团的不饱和单体的聚合物。这些研磨助剂在研磨操作期间控制悬浮液的流变性。通常，这些研磨助剂在研磨操作期间尽可能地降低用于研磨的矿物填料悬浮液的流动限制，同时保持高水平的黏度。一般来说，研磨矿物材料的方法必须是有效的并且可以控制所获得的颗粒的粒度。此外，对于特定量的矿物材料，矿物研磨方法对于特定粒度的研磨时间必须具有高效率。事实上，为了制备规定量的特定粒度的矿物颗粒，减少研磨设备的使用时间提高了研磨方法的总收率。类似地，重要的是存在研磨矿物材料的方法，该方法使得可以制备矿物材料颗粒的水悬浮液，这些颗粒在研磨后不久是稳定的，但在研磨后数小时或数天也是稳定的。必须控制黏度漂移的现象，因为它们会导致所产生的悬浮液凝胶化，这将使处理变得困难或不可能。类似地，必须避免或强力减缓颗粒的沉降现象。除了控制稳定性之外，还必须控制经研磨的矿物材料颗粒的水悬浮液的黏度。制备具有高固体含量的矿物颗粒的水悬浮液的可能性同样重要。这些矿物材料颗粒的水悬浮液的高固体含量使特别是提高使用这些悬浮液的方法的生产率成为可能。此外，从环境的观点来看，重要的是存在由天然来源的试剂特别是植物来源的试剂制备的研磨助剂。此外，在造纸过程中，含水矿物填料组合物用于在包含水和植物来源纤维、特别是纤维素材料的纤维的纸浆中提供矿物填料。在这些组合物中，矿物填料是颗粒形式。这种矿物填料的使用使得尤其能够改善纸的物理性质，特别是改善其光学性质，或相对于矿物填料的量减少纤维素材料的相对量。通过使用这些矿物填料，也可以提高造纸工艺的效率。为了改善造纸过程中这些矿物填料组合物的使用，更特别地是在制造纸张期间将这些矿物填料保留在纤维垫中，已知使用阳离子化合物、特别是阳离子淀粉或阳离子丙烯酰胺共聚物。这些阳离子化合物或阳离子矿物填料保留剂使得尤其能够在造纸过程中增加矿物填料在植物来源的纤维或原纤维上的保留。特别是，通过中和矿物填料颗粒带来的电荷，这些阳离子保留剂使形成由植物来源的纤维或原纤维保留的阳离子凝聚剂成为可能。这些阳离子化合物还可以改善造纸过程中的脱水阶段，在此期间必须将最大可能量的矿物填料保留在纸张的纤维垫中。最后，这些阳离子化合物还改善了所制造纸的性质，特别是光学性质。此外，这些阳离子化合物还限制了细颗粒形式的纤维素材料的损失。因此，通常在造纸中使用阳离子化合物，特别是阳离子试剂如阳离子絮凝剂、阳离子凝聚剂或用于保留矿物填料或纤维素材料的阳离子试剂。还必须寻求降低矿物材料颗粒悬浮液在水中的Mütek电荷或阳离子需求的绝对值。可以使用矿物电荷悬浮液的电流流量计(流动电流检测仪或游动电流检测仪)来确定阳离子需求。该电流测量可以使用Müdk装置进行，通过聚DADMAC浇铸，直到矿物电荷悬浮液的电荷中和为止。然后，这给出了矿物电荷悬浮液的Mütek电荷值。在造纸过程中，通常寻求增加矿物填料相对于纤维素材料的量的相对量，因此导致所用阳离子试剂的量增加。因此，在保持造纸方法的效率的同时，寻求减少这些阳离子试剂的必要量。造纸中使用的矿物填料悬浮液对于使用的矿物填料的规定量，还应有助于改善纸张外观。影响纸张质量的矿物填料颗粒或纤维的絮凝物的形成也应加以限制。还应寻求改善纸张制备中使用的不同化合物的相容性。EP2143688公开了一种使用与衣康酸不同的丙烯酸类聚合物制造碳酸钙浆料的方法。US9487423公开了一种制备部分脱羧的衣康酸聚合物的方法。US5573188涉及在除衣康酸之外的酸性聚合物的存在下研磨碳酸钙的方法。因此，尽管存在使用聚合物作为研磨助剂的矿物材料的湿磨方法，但是现有技术方法并不总是为遇到的问题提供令人满意的解决方案。因此有必要改进在水中研磨矿物材料的方法。根据本专利技术的方法提供了对现有技术方法的全部或部分问题的解决方案。因此，本专利技术提供了一种制备矿物材料颗粒的方法，其包括在水的存在下，在通过以下步骤获得的至少一种聚合物的存在下研磨至少一种矿物材料：(a)在次磷酸钠的存在下，在高于50℃的温度下，进行衣康酸的部分钠盐的自由基聚合反应，以及进行所得聚合物的部分脱羧，和(b)使用包含钠的衍生物部分或全部中和步骤(a)得到的脱羧的聚合物。在根据本专利技术的研磨方法中，所使用的矿物材料可以是各种形式，尤其是由碎矿物材料块或碎片形成的粗大颗粒形式。在根据本专利技术的研磨期间，减少所使用的矿物材料块或矿物材料碎片的尺寸，直到获得颗粒。根据本专利技术的方法对于控制在研磨矿物材料期间产生的颗粒的尺寸特别有效。对于根据本专利技术的方法，粒度由它们的中值直径d50限定，其中至少一半的颗粒部分的中值直径d50小于给定值。因此，尺寸小于50μm的颗粒的至少一半重量是直径小于50μm的颗粒。优选地，根据本专利技术的方法涉及制备尺寸小于50微米或尺寸为0.05微米至50微米的颗粒。更优选地，根据本专利技术的方法涉及制备尺寸小于10微米或小于5微米或2微米的矿物材料颗粒。更优选地，矿物材料的颗粒尺寸小于1μm或小于0.5μm。优选地，对于根据本专利技术的方法，至少50重量％的颗粒尺寸为0.5微米至50微米或小于10微米。特别地，至少50重量％的颗粒尺寸小于5μm或2μm、或甚至小于1μm。有利地，对于根据本专利技术的方法，至少60重量％的颗粒尺寸为0.5微米至50微米或小于10微米。特别地，至少60重量％的颗粒尺寸小于5μm或2μm、或小于1μm。还有利地，对于根据本专利技术的方法，至少75重量％的颗粒尺寸为0.5微米至50微米或小于10微米。特别地，至少75重量％的颗粒尺寸小于5μm或2μm、或小于1μm。还有利地，对于根据本专利技术的方法，至少90重量％的颗粒尺寸为0.5微米至50微米或小于10微米。特别地，至少90重量％的颗粒尺寸小于5μm或2μm、或甚至小于1μm。优选地，根据本专利技术的方法使用至少一种合成的矿物材料或天然来源的矿物材料。还优选地，根据本专利技术的方法使用至少一种选自碱土金属碳酸盐的矿物材料，优选碳酸钙(天然碳酸钙或沉淀碳酸钙)、碳酸锶、碳酸镁、碳酸钡、白云石、高岭土、二氧化钛、滑石、石灰、硫酸钙、硫酸钡。更优选地，根据本专利技术的方法使用至少一种选自天然碳酸钙、沉淀碳酸钙、白云石、高岭土、煅烧的高岭土、二氧化钛、滑石、石灰的矿物材料。根据本专利技术的方法可以使用单一矿物或几种矿物材料。因此，根据本专利技术的方法可以使用两种或三种矿物。特别地，根据本专利技术的方法可以使用碳酸钙和至少一种选自白云石、高岭土、煅烧的高岭土、二氧化钛、滑石、石灰的其他矿物材料，特别是碳酸钙和高岭土或碳酸钙和石灰。类似地，根据本专利技术的方法可以使用二氧化钛和至少一种选自碳酸钙、白云石、高岭土、滑石、石灰本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制备矿物材料颗粒的方法，其包括在水的存在下，在通过以下步骤获得的至少一种聚合物的存在下研磨至少一种矿物材料：(a)在次磷酸钠的存在下，在高于50℃的温度下，进行衣康酸的部分钠盐的自由基聚合反应，以及进行所得聚合物的部分脱羧，和(b)使用包含钠的衍生物部分或全部中和步骤(a)得到的脱羧的聚合物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.11.14 FR 16609701.一种制备矿物材料颗粒的方法，其包括在水的存在下，在通过以下步骤获得的至少一种聚合物的存在下研磨至少一种矿物材料：(a)在次磷酸钠的存在下，在高于50℃的温度下，进行衣康酸的部分钠盐的自由基聚合反应，以及进行所得聚合物的部分脱羧，和(b)使用包含钠的衍生物部分或全部中和步骤(a)得到的脱羧的聚合物。2.根据权利要求1所述的方法，其中颗粒的尺寸小于50μm、或为0.05μm至50μm、或尺寸小于10μm，优选小于5μm或2μm，更优选小于1μm或小于0.5μm。3.根据权利要求1和2中任一项所述的方法，其中：·只使用一种矿物材料或使用两种矿物质或三种矿物质；或其中·矿物材料是合成的或天然来源的，优选地选自碱土金属碳酸盐，优选碳酸钙(天然碳酸钙或沉淀碳酸钙)、碳酸锶、碳酸镁、碳酸钡、白云石、高岭土、二氧化钛、滑石、石灰、硫酸钙、硫酸钡。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述聚合反应如下进行：·在水、单独的溶剂或溶剂与水的混合物中，特别是醇溶剂中，尤其是异丙醇中进行；或·在至少一种生成自由基的化合物的存在下进行，优选生成自由基的化合物选自过氧化氢、过硫酸钠、过硫酸钾、过硫酸铵、烷基氢过氧化物、芳基氢过氧化物及其混合物；或·在至少一种其他链转移剂的存在下进行，优选链转移剂选自二丙酸三硫代碳酸盐(DPTTC)，特别是其钠盐；异丙醇；硫醇化合物。5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中：·衣康酸的第一酸性部分部分成盐，并且衣康酸的第二酸性部分没有成盐；或·衣康酸的第一酸性部分全部成盐，并且衣康酸的第二酸性部分没有成盐；或·衣康酸的第一酸性部分全部成盐，并且衣康酸的第二酸性部分部分成盐。6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中所述聚合物：·具有小于20000克/摩尔，优选小于15000克/摩尔、小于10000克/摩尔，更优选小于5000克/摩尔或小于3000克/摩尔的重均分子量MW(通过CES测量)；或·具有大于1000克/摩尔或大于1200克/摩尔的重均分子量MW(通过CES测量)；或·具有小于4、或1.2至4、或1.5至4；1.2至3、或1.5至3；1.2至2.5、或甚至1.5至2.5的IP多分散指数。7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中：·衣康酸聚合物部分脱羧，优选第二酸性部分的10摩尔％脱羧、或第二酸性部分的20摩尔％脱羧、或第二酸性部分的30摩尔％脱羧、或第二酸性部分的40摩尔％脱羧、或第二酸性部分的50摩尔％脱羧、或第二酸性部分的60摩尔％脱羧、或第二酸性部分的70摩尔％脱羧、或第二酸性部分的80摩尔％脱羧、或第二酸性部分的90摩尔％...

【专利技术属性】
技术研发人员：亨利·格龙丹，克里斯蒂安·雅克梅，贝诺·马尼，
申请(专利权)人：可泰克斯公司，
类型：发明
国别省市：法国,FR