用于降低碱土金属碳酸盐中的水分含量的方法技术

用于降低碱土金属碳酸盐的水分含量的方法可包括将水分含量为约0.1％质量至约10％质量的碱土金属碳酸盐引入到初碎机中并操作该初碎机以获得具有90微米或更小的顶切粒子尺寸d

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于降低碱土金属碳酸盐中的水分含量的方法优先权要求本PCT国际专利申请要求享有2017年11月17日提交的美国临时申请No.62/587,932和2018年9月24日提交的美国临时申请No.62/735,373的提交日期的权益，二者的公开内容均通过引用并入本文。
技术介绍
碱土金属碳酸盐(例如碳酸钙)可被用作包含聚合物组合物和其他组合物的最终产品中的颗粒状填料。例如，可以将碱土金属碳酸盐掺入聚合物组合物中以形成产品，例如含聚烯烃的产品、聚合物膜和硬质聚氯乙烯产品如聚氯乙烯壁板、聚氯乙烯沟槽、聚氯乙烯盖板、聚氯乙烯围栏、聚氯乙烯窗型材和聚氯乙烯壁板，以及水反应性聚合物。由其制成膜的聚合物组合物通常可包含聚合物(例如热塑性聚合物)和碱土金属碳酸盐如碳酸钙(其可被用作填料或用于其他目的)。一些聚合物组合物可用于三维打印。碱土金属碳酸盐的特性可能在聚合物组合物的加工中起重要作用和/或可能影响含聚合物的产品的特性。例如，当例如在聚合物组合物中使用碱土金属碳酸盐时，该碱土金属碳酸盐中的水分可能会产生问题。因此，可希望提供具有降低的水分含量的碱土金属碳酸盐，该降低的水分含量与其他特性一起可改善含聚合物的产品的加工和/或最终特性。此外，碱土金属碳酸盐可被用在食品、药物、接合剂、油漆、粘合剂、密封剂和嵌缝胶中，并且碱土金属碳酸盐的特性可能在此类最终用途的加工中起重要作用和/或可能影响最终产品的特性。附图说明参照附图进行详细描述。图1是在根据本文所述的实施例方法加工之前的实施例碱土金属碳酸盐样品的扫描电镜图像。图2是用于降低碱土金属碳酸盐的水分含量的实施例方法的框图。图3是在用于降低碱土金属碳酸盐的水分含量的实施例方法的各个步骤在两种碱土金属碳酸盐样品A和B中通过松散结合的水的测量的水分分析的柱状图。图4是在用于降低碱土金属碳酸盐的水分含量的实施例方法的各个步骤在图3的两种碱土金属碳酸盐样品A和B中通过总水的干燥失重分析测量的水分分析的柱状图。图5是显示图3和4中所示的水分含量之间的差的柱状图，其提供了在两种碱土金属碳酸盐样品A和B中紧密结合的水的指示。图6是显示通过热重分析测量的两种碱土金属碳酸盐样品A和B的重量损失在一小时内随温度变化的柱状图。图7是显示用于确定从两种碱土金属碳酸盐样品A和B中去除紧密结合的水所需的能量的活化能计算的图。图8是碱土金属碳酸盐样品的样品A的树形图，显示用于干燥矿物以去除所有水的相对能量成本。图9示出了从用于降低两种碱土金属碳酸盐样品A和B的每一个中的水分含量的实施例方法的各步骤获得干燥产物的相应能量需求的柱状图。图10示出了从用于降低水分含量的实施例方法的各个步骤中从两种碱土金属碳酸盐样品A和B中去除水的相应能量需求的柱状图。
技术实现思路
详细说明本公开总体上涉及用于降低碱土金属碳酸盐颗粒状物(particulates)中的水分含量的方法。例如，用于降低碱土金属碳酸盐的水分含量的方法可包括将水分含量为约0.1％质量至约10％质量(例如范围从约1.0％、2.0％、3.0％、4.0％、5.0％、6.0％、7.0％、8.0％或9.0％质量到约10％质量)的碱土金属碳酸盐(例如含碳酸钙的矿岩石)引入到初碎机中，所述初碎机例如可以是辊式破碎机、圆锥破碎机、颚式破碎机或冲击式破碎机；并操作该初碎机以获得碱土金属碳酸盐粒子，使得该碱土金属碳酸盐粒子具有90微米或更小的顶切粒子尺寸d90。该方法还可包括将该碱土金属碳酸盐粒子引入到初级研磨机(例如风扫式搅拌的介质磨机、锤磨机或任何其他类型的磨机)中，并操作该初级研磨机以获得尺寸减小的碱土金属碳酸盐粒子，使得该尺寸减小的碱土金属碳酸盐粒子具有约60微米或更小的中值粒子尺寸d50。该方法可进一步包括将该尺寸减小的碱土金属碳酸盐粒子引入到分级磨机(classifiermill)(例如球磨机、与分级机相连的球磨机和/或空气分级磨机)中，并操作该分级磨机以获得尺寸进一步减小的碱土金属碳酸盐粒子，使得该尺寸进一步减小的碱土金属碳酸盐粒子具有约12微米或更小的中值粒子尺寸d50。在该方法的一些实施例中，该尺寸进一步减小的碱土金属碳酸盐粒子的水分含量为约0.15％质量或更小。例如在粒子尺寸分布(psd)的上下文中，本文中使用的“粒子尺寸”可以等效球径(esd)的形式测量。本公开中涉及的粒子尺寸性能可以以公知的方式测量，例如，通过使用Malvern装置的激光来测量。这样的机器可提供粒子的测量和体积累积百分比的图，所述粒子所具有的尺寸(在本领域中被称为“等效球径”(esd))小于给定esd值。例如，平均或中值粒子尺寸d50是可以以这种方式确定的粒子esd的值，在该值处，有50％体积的粒子具有小于该d50值的esd。顶切粒子尺寸d90是可以以这种方式确定的粒子esd的值，在该值处，有90％体积的粒子具有小于该d90值的esd。在一些情况下，可通过确定在筛孔尺寸与中值一致的标准筛上保留的质量来测量粒子尺寸。在进一步的方面中，用于降低碱土金属碳酸盐中的水分含量的方法可包括将水分含量为约0.1％质量至约10％质量(例如范围从约1.0％、2.0％、3.0％、4.0％、5.0％、6.0％、7.0％、8.0％或9.0％质量到约10％质量)的碱土金属碳酸盐引入到初碎机中，并操作该初碎机以获得具有约3.0％质量或更小的水分含量的碱土金属碳酸盐粒子。该方法可进一步包括将该碱土金属碳酸盐粒子引入到初级研磨机中，并操作该初级研磨机以获得具有约1.0％质量或更小的水分含量的尺寸减小的碱土金属碳酸盐粒子。该方法可进一步包括将该尺寸减小的碱土金属碳酸盐粒子引入到分级磨机中，并操作该分级磨机以获得具有约0.15％质量或更小的水分含量的尺寸进一步减小的碱土金属碳酸盐粒子。在又进一步的方面中，用于降低碱土金属碳酸盐中的水分含量的方法可包括将水分含量为约10％质量或更小的碱土金属碳酸盐引入到初步研磨机中，并操作该初步研磨机以获得尺寸减小的碱土金属碳酸盐粒子，使得该尺寸减小的碱土金属碳酸盐粒子具有约60微米或更小的中值粒子尺寸d50和约0.1％质量或更小的水分含量。该方法还可包括将该尺寸减小的碱土金属碳酸盐粒子引入到分级磨机中，并操作该分级磨机以获得尺寸进一步减小的碱土金属碳酸盐粒子，使得该尺寸进一步减小的碱土金属碳酸盐粒子具有约0.15％质量或更小的水分含量。在一些实施例中，研磨方法(例如干研磨方法)的特征可在于将待研磨的材料添加到磨机中而在该干研磨方法之前或期间不添加水或另外的液体。例如，在此方法的一些实施例中不存在水或其他液体可以提供经研磨的矿物，而没有夹带的水或其他化学物质(它们已知会干扰碱土金属碳酸盐颗粒状物在其预期用途中的最终性能)。例如，夹带的水已知会引起水反应性聚合物的降解，在高温聚合物加工过程中产生废气(这会导致材料缺陷)，和/或促进附聚(这可干扰经研磨的碱土金属碳酸盐颗粒状物在各种聚合物和水性基体系中的有效分散)。除水以外的来自液体的残留化学物质已知会促进各种聚合材料的降解并起到将水吸收到该本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于降低碱土金属碳酸盐的水分含量的方法，该方法包括：/n将水分含量为约0.1％质量至约10％质量的碱土金属碳酸盐引入到初碎机中；/n操作该初碎机以获得碱土金属碳酸盐粒子，使得该碱土金属碳酸盐粒子具有90微米或更小的顶切粒子尺寸d

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171117 US 62/587,932;20180924 US 62/735,3731.用于降低碱土金属碳酸盐的水分含量的方法，该方法包括：
将水分含量为约0.1％质量至约10％质量的碱土金属碳酸盐引入到初碎机中；
操作该初碎机以获得碱土金属碳酸盐粒子，使得该碱土金属碳酸盐粒子具有90微米或更小的顶切粒子尺寸d90；
将该碱土金属碳酸盐粒子引入到初级研磨机中；
操作该初级研磨机以获得尺寸减小的碱土金属碳酸盐粒子，使得该尺寸减小的碱土金属碳酸盐粒子具有约60微米或更小的中值粒子尺寸d50；
将该尺寸减小的碱土金属碳酸盐粒子引入到分级磨机中；并且
操作该分级磨机以获得尺寸进一步减小的碱土金属碳酸盐粒子，使得该尺寸进一步减小的碱土金属碳酸盐粒子具有约12微米或更小的中值粒子尺寸d50，
其中该尺寸进一步减小的碱土金属碳酸盐粒子的水分含量为约0.15％质量或更小。


2.权利要求1的方法，其中该方法不包括将该碱土金属碳酸盐、该碱土金属碳酸盐粒子、该尺寸减小的碱土金属碳酸盐粒子或该尺寸进一步减小的碱土金属碳酸盐粒子中的任何一种引入到干燥机中。


3.权利要求1的方法，其中操作该初碎机包括操作该初碎机以使得该碱土金属碳酸盐粒子具有约3.0％质量或更小的水分含量。


4.权利要求1的方法，其中操作该初级研磨机包括操作该初级研磨机以使得该尺寸减小的碱土金属碳酸盐粒子具有约1.0％质量或更小的水分含量。


5.权利要求1的方法，其中操作该分级磨机包括操作该分级磨机以使得该尺寸进一步减小的碱土金属碳酸盐粒子具有约0.10％质量或更小的水分含量。


6.权利要求1的方法，其中操作该初碎机包括操作该初碎机以使得该碱土金属碳酸盐粒子具有约80微米或更小的顶切粒子尺寸d90。


7.权利要求1的方法，其中操作该初级研磨机包括操作该初级研磨机以使得该尺寸减小的碱土金属碳酸盐粒子具有约50微米或更小的中值粒子尺寸d50。


8.权利要求1的方法，其中操作该分级磨机包括操作该分级磨机以使得该尺寸进一步减小的碱土金属碳酸盐粒子具有约8微米或更小的中值粒子尺寸d50，约7微米或更小的中值粒子尺寸d50，约5微米或更小的中值粒子尺寸d50，约3微米或更小的中值粒子尺寸d50，或约0.7微米或更小的中值粒子尺寸d50。


9.权利要求1的方法，其中将该碱土金属碳酸盐引入到该初碎机中包括将碳酸钙引入到该初碎机中。


10.权利要求1的方法，其中将该碱土金属碳酸盐引入到该初碎机中包括将碱土金属碳酸盐引入到该初碎机中，其具有约98.5％至约99.9％的纯度或者包含约0.5％质量或更少的石英中的至少之一。


11.用于降低碱土金属碳酸盐的水分含量的方法，该方法包括：
将水分含量为约0.1％质量至约10％质量的碱土金属碳酸盐引入到初碎机中；
操作该初碎机以获得具有约3.0％质量或更小的水分含量的碱土金属碳酸盐粒子；
将该碱土金属碳酸盐粒子引入到初级研磨机中；
操作该初级研磨机以获得具有约1.0％质量或更小的水分含量的尺寸减小的碱土金属碳酸盐粒子；
将该尺寸减小的碱土金属碳酸盐粒子引入到分级磨机中，并且
操作该分级磨机以获得具有约0.15％质量或更小的水分含量的尺寸进一步减小的碱土金属碳酸盐粒子。


12.权利要求11的方法，其中操作该初碎机包括操作该初碎机以使得该碱土金属碳酸盐粒子具有约90微米或更小的顶切粒子尺寸d90。

【专利技术属性】
技术研发人员：A·A·卡尔霍恩，C·M·布莱温斯，
申请(专利权)人：因可亚合伙人有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US