经表面处理的碳酸钙材料的制备方法及其控制水介质中的有机物的用途技术

本发明专利技术涉及一种用于制备经表面处理的碳酸钙之方法、此经表面处理的碳酸钙于用于控制水介质中的有机物之方法中的用途，以及经表面处理的碳酸钙与有机物之复合物，诸如经表面处理的碳酸钙之复合物，及此种复合物之用途。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】经表面处理的碳酸钙材料的制备方法及其控制水介质中的有机物的用途本专利技术涉及一种用于制备经表面处理的碳酸钙材料之方法、由此获得的经表面处理的碳酸钙材料、此经表面处理的碳酸钙材料用于控制有机物之用途，以及经表面处理的碳酸钙与有机物之复合物及其用途。以“粘性”为特征，亦即相对于某些表面呈现相对高度的胶粘性和/或粘附性之有机物在多种情形中存在问题。在天然水介质中释放的油性有机物(诸如石油及其衍生物)当粘附于与此环境接触之物种的内部或外部表面(例如粘附于鸟翅膀或肺表面)时，该等物质已与环境灾难相关联。已开发出许多处理以自水表面移除油。如US3，414，511中所提及，锯屑、泥碳纤维、硅藻土、膨胀珍珠岩及蛭石皆已用于吸收油。鉴于相同目标，US3，855，152及US4, 011，175提及使用与浙青、纤维素纤维及粘土混合之膨胀珍珠岩以形成待散布于溢油 上之混合物。先前技术亦提及用于达成此目的之经表面处理的材料，如US3，382，170中所提及，其中采用经硅氧烷涂布之膨胀珍珠岩。在JP7445，467中，珍珠岩颗粒经聚丙烯涂布以产生用于处理溢油之亲油性-疏水性颗粒；而US3，696，051提及使用经金属环戊二烯基化合物涂布之蛭石。在US2，464，204中，诸如砂之矿物聚集体与石油浙青及燃料油混合且加热以形成具有固体碳涂层之聚集粒子。US5，035，804提及包含细粒状微粒材料(诸如膨胀珍珠岩或蛭石或砂)之组成物，其被涂布以亲油性/疏水性层，该亲油性/疏水性层包含硫、金属硫酸盐、碱金属硝酸盐及经燃烧的烃油。包括例如硅氧烷橡胶及消泡剂之粘性有机物在造纸工业中亦存在问题，在此工业中已知出现“树脂物问题(P i tch prob I em) ”或“粘性物问题(St i cki eS prob I em) ”,据报道主要为来自水悬浮液中之有机粘性材料沉积至造纸设备上或以斑点形式沉积于纸张本身中。造纸中之主要纤维来源为木材，在制浆期间通过研磨、热处理及化学处理之组合将木材缩减成其组成性纤维。在此过程中，木材内所含之天然树脂以微观小滴形式释放至过程用水中。此等小滴称作树脂物(Pitch)。当胶状树脂物自原始乳液形式变得失稳且沉积于造纸厂之湿端回路(wet-end circuit)中之表面上时，出现问题,其中粒子可形成聚结体，其最终散开且在纸张中呈现为颜色自黄色至黑色之可见斑点。当今日益增多的情况是，造纸pH值为中性或弱碱性，使得树脂物之移除不再为使用明帆之必然结果。pH值增加至假中性(pseudo-neutral)在机械制纸中为一种增长之趋势，且因此在此等条件下移除树脂物之研究的重要性亦增长。此外，机械纸浆与化学纸浆和再循环纸浆相比带有更多溶解物质及胶状物质。为完整起见，本申请人想提及其名称涉及树脂物控制的以下专利申请。W02008/077877提及适用于以白树脂物为目标之经湿磨膨润土与滑石。W02008/113839提及一种用于控制水介质中的树脂物之方法，在该方法中，将经表面反应之天然碳酸钙或包含经表面反应的碳酸钙且在20°C下测量之pH值大于6. O之水悬浮液添加至该介质中，其中经表面反应的碳酸钙为天然碳酸钙与二氧化碳和一种或多种酸之反应产物。此外，本申请人想提及其名称涉及用于塑料应用中之经表面处理的碳酸钙的以下专利申请。W02005/121257提及一种干矿物颜料，其特征为含有通过碳酸钙与一种或多种中强至强H3O+离子供给体、气态CO2和一种或多种式R-X化合物之间的多重反应而就地形成之产物，其中R-X表示含碳基团且X表示诸如羧酸、胺、羟基、膦酸或其混合物之基团。W02008/125955提及一种用于制备具有较少挥发物之经处理矿物填料产品的方法，其中该方法包含以下步骤用C8至C24脂族单羧酸之至少一种第II族或第III族盐处理至少一种干矿物填料以产生中间矿物填料产品，随后用至少一种C8至C24脂族单羧酸处理该中间矿物填料产品以产生经处理的矿物填料产品。最后，W02010/023144提及一种经处理的矿物填料产品，其包含至少一种矿物填料和位于所述矿物填料之表面上的处理层，其中该处理层包含至少一种饱和C8至C24脂族羧酸；和一种或多种饱和C8至C24脂族羧酸之至少一种二价和/或三价阳离子盐，其中所有所述脂族羧酸盐与所有所述脂族羧酸之重量比为51:49至75:25 ;且该处理层以每平方米该矿物填料至少2. 5毫克的量存在。最后，本申请人将提及未公布的欧洲专利申请09167246. 9及10151846. 2，其提 及分别使用AMP及PEI作为所用矿物悬浮液中之添加剂以增加悬浮液pH值，同时限制电导率变化。未公布的欧洲专利申请09178228. 4提及使用一元醇伯烷醇胺作为杀生物剂增强剂，而未公布的欧洲专利申请10157099. 2提及经改质的聚亚烷基亚胺作为漂浮助剂(flotation aid)。滑石被公认为树脂物沉积物之有效控制剂，且已用于处理溢油。据设想，滑石通过覆盖诸如树脂物及石油之有机物质之油性聚结体的表面而降低该等有机物质之胶粘性。然而，因为有必要不仅针对处于水介质表面处之有机物，而且针对分散于此环境内之胶状有机物，则需要提供一种呈水悬浮液形式的处理剂。诸如滑石之处理剂存在以下缺点其必须进行大量的表面处理和/或机械剪切以变得充分润湿，从而进入水相之主体。因此，持续需要可容易获得的替代性经济型材料，其可以水悬浮液之形式提供且能够控制水系统内部与表面上的有机物。令人惊讶的是，上述目标已由用于制备经一种或多种C5-C28脂肪酸盐进行表面处理之碳酸钙材料的本专利技术的方法、由此获得的经表面处理的碳酸钙材料，及添加此经表面处理的碳酸钙材料或包含此经表面处理的碳酸钙材料之水悬浮液至水介质中来解决，以控制水介质中所含之有机物。由该控制方法获得的产品，亦即由经表面处理的碳酸钙材料及有机物形成之复合材料，亦为本专利技术之一目的。该等复合材料可具有多种应用，包括作为纸张中之填料。出于本专利技术的目的，“控制”水介质中的有机物应意谓(I)降低此有机物之胶粘性，和/或(2)与此有机物缔合以形成复合物，和/或(3)减少水相的化学需氧量(C0D)。化学需氧量(COD)可如以下实施例部分来测量。复合物之形成由水介质之浊度降低来评估，且可如以下实施例部分中所述来测量。根据本专利技术的经表面处理的碳酸钙材料之制备方法包含以下步骤a)提供至少一种含碳酸钙的材料；b)提供至少一种(5_(28脂肪酸盐，其选自包含一元醇伯烷醇胺盐、聚乙烯亚胺盐及其混合物之群；c)通过使步骤a)之该含碳酸钙的材料与步骤b)之所述脂肪酸盐接触来处理该含碳酸钙的材料；d)获得经表面处理的碳酸钙材料。该含碳酸钙的材料之碳酸钙优选选自包含研磨天然碳酸钙、白云石、沉淀碳酸钙及其混合物之群。该碳酸钙可与诸如滑石和/或云母之其他矿物组合存在于该含碳酸钙的材料中。 白云石是指白云石矿物且为碳酸钙镁，亦即CaMg(C03)2。白云石矿物存在于基本上完全由白云石组成之白云石岩石中，或与碳酸钙一起存在于白云石灰石(dolomiticlimestone)中。在本专利技术之含义中，“研磨天然碳酸钙”(GNCC)为自天然来源(诸如石灰石、大理石或白垩)获得且经诸如研磨、筛选和/或湿法和/或干法分级(例如由旋风本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.07.20 EP 10170110.0;2011.06.23 US 61/500,1711.一种用于制备经表面处理的碳酸钙材料之方法，其包含以下步骤a)提供至少一种含碳酸钙的材料；b)提供至少一种c5_c28脂肪酸盐，其选自包含一元醇伯烷醇胺盐、聚乙烯亚胺盐及其混合物之群；c)通过使步骤a)之该含碳酸钙的材料与步骤b)之该脂肪酸盐接触来处理该含碳酸钙的材料；d)获得经表面处理的碳酸钙材料。2.根据权利要求1的方法，其特征为步骤a)之该含碳酸钙的材料之碳酸钙选自包含研磨天然碳酸钙、白云石、沉淀碳酸钙及其混合物之群，该含碳酸钙的材料相对于该含碳酸钙的材料之总重量优选含有至少50重量％、优选至少90重量％的碳酸钙。3.根据权利要求1或2中任一项的方法，其特征为步骤a)之碳酸钙材料的粒子的10 至90重量％、优选30至85重量％、更优选60至80重量％呈现出小于I μ m的颗粒直径。4.根据权利要求1一 3中任一项的方法，其特征为步骤a)之该碳酸钙材料的d5(l值为.0.4至5 μ m,且优选为O. 5至I μ m。5.根据权利要求1一 4中任一项的方法，其特征为步骤a)之该碳酸钙材料的BET比表面积为I至200m2/g,优选为7至15m2/g。6.根据权利要求1一 5中任一项的方法，其特征为步骤a)之该含碳酸钙的材料以水悬浮液之形式提供，基于该悬浮液之重量，含碳酸钙的材料之含量优选在Iwt. %至79wt. %、更优选在3wt. %至78wt. %且甚至更优选在55wt. %至75wt. %的范围内。7.根据权利要求6的方法，其特征为该含碳酸钙的材料悬浮液包含O.05至I毫克分散剂或助磨剂/平方米含碳酸钙的材料。8.根据权利要求1— 7中任一项的方法，其特征为该C5-C28脂肪酸盐为C6-C24脂肪酸盐，优选为C8-C18脂肪酸盐。9.根据权利要求1一 8中任一项的方法，其特征为该C5-C28脂肪酸盐为碘值小于5g I2/100g脂肪酸盐之脂肪酸盐。10.根据权利要求1一 9中任一项的方法，其特征为若该脂肪酸为C6-C9脂肪酸，则该 C5-C28脂肪酸盐为直链脂肪酸盐。11.根据权利要求1一 9中任一项的方法，其特征为该C5-C28脂肪酸盐为棕榈酸盐与硬脂酸盐之掺合物，棕榈酸之脂肪酸硬脂酸之脂肪酸的重量比优选为2:1至1:2。12.根据权利要求1一 11中任一项的方法，其特征为该C5-C2iJg肪酸盐优选被所述一元醇伯烷醇胺和/或聚乙烯亚胺中和了 30至110摩尔％，其中在聚乙烯亚胺盐的情况下，该 C5-C2Jg肪酸盐优选被中和了 35至45摩尔％ ;且在一元醇伯烷醇胺盐的情况下，该C5-C2Jg 肪酸盐优选被中和了 90至100摩尔％。13.根据权利要求1一 12中任一项的方法，其特征为，若该C5-C28脂肪酸盐为聚乙烯亚胺盐，...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·布里，S·瑞恩特什，P·A·C·甘恩，D·甘滕贝恩，J·舍尔科普夫，
申请(专利权)人：OMYA发展股份公司，
类型：
国别省市：