硼化合物悬浮液制造技术

本发明专利技术涉及晶体、粉末或粒状物形式的含硼化合物在含有卡波姆作为分散剂的溶剂内的悬浮液。这一悬浮液甚至在高浓度下非常稳定，且显示出有利的非牛顿粘度行为，这使得它适合于许多应用，例如用于在由核能生成电能的情况下，控制裂变反应。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及晶体、粉末或粒状物形式的含硼化合物，例如硼盐或硼酸或其混合物在溶剂或流体内的悬浮液。本专利技术进一步涉及含硼化合物的悬浮液在许多应用中的用途，例如用于吸收核裂变反应生成的中子，例如像商业上由核能生成电能一样，例如为了控制或终止反应。
技术介绍
许多含硼化合物是含硼的盐。存在许多不同种类的含硼的盐。工业中典型地使用的含硼的盐是基于钠或钾的那些。许多不同形式的硼酸钠是在各种工业领域中具有许多应用的化合物。五水合四硼酸钠(Na2B4O7CH2O)在生产绝缘玻璃纤维和过硼酸钠漂白剂中大量地使用。发现十水合四硼酸钠(Na2B4O7.IOH2O)作为粘合剂的一部分和用于抗腐蚀体系中。当焊接银或金时，硼酸钠还用作焊剂(flux)，并与氯化铵结合用于焊接含铁的金属。它们还用作许多塑料和橡胶材料的阻燃剂添加剂。在许多洗涤剂，洗衣用洗涤剂，清洁剂和漂白产品中，过硼酸钠充当活性氧源。在生产纺织玻璃纤 维和平板荧光屏监控器中，使用硼酸(boricacid)(也称为硼酸(borate acid),原硼酸或Acidum Boricum) H3BO3。它还具有抗细菌、抗真菌和抗病毒性能，且由于这些原因，它们常常用作游泳池水的消毒剂。硼酸常规地还用作杀虫剂，尤其针对蚂蚁、跳蚤和蟑螂的杀虫剂。在核电厂中，它用于吸收中子，通过吸收中子，可降低发生核裂变时的速度。它进一步用作阻燃剂和用作其他化合物的前体。硼酸以无色晶体形式或者以粉末形式提供，且缓慢地溶解在水中。当它以矿物形式出现时，它也可称为天然硼酸。硼酸和硼酸盐，例如五水合硼砂，十水合五硼酸钠，八水合偏硼酸钠，四水合四硼酸钠，八水合五硼酸钾，和尤其十水合硼砂是商业上非常广泛地使用的化合物，例如作为生产含硼产品的原料，或者作为它们本身是主要或部分组分的组合物中的成分。含硼的产品例如可以是化妆品，药品，处理皮革和纺织品的产品，洗涤剂和粘合剂，更具体地，淀粉和酪蛋白粘合剂。使用这些含硼的化合物作为原料或者作为混合物中的组分常常包括以固体形式添加它们，和在许多工艺中，以连续方式进行这一添加。目前运输固体形式的硼酸或硼酸盐的方法包括自动计量体系，例如料斗或螺杆喂料机。在工业中，常见问题是固体的含硼化合物形成团块，所述团块可堵塞供料或者引起该化合物不均匀的分布。形成团块常常与许多含硼化合物的吸湿性质有关，许多含硼化合物常常与加入到含硼化合物的组合物内可能存在的湿气结合。硼酸钠，与大多数含硼化合物一样，最典型地已知为粉末形式。然而，存在与使用含硼化合物有关的一些危险，这是因为数种这些化合物与特别的危险或者可能的人类健康问题有关。当运输和处理固体形式的含硼化合物时，发生该化合物与皮肤接触或者进入呼吸道的风险。当使用时，作为粉末，可能被吹起的微粒因此可被吸收到呼吸系统中。它们也可刺激眼睛并引起过敏反应。因此需要减少粉末形式的含硼化合物的使用。含硼化合物，例如硼酸钠和硼酸是在工业中广泛地使用的材料，因此主要需要包括对处理它们的人们来说比较安全的含硼化合物的组合物。与粉末相比，液体通常更加容易运输，且安全，这是因为它们不那么容易地被吹起。硼酸钠与硼酸和其他含硼化合物一样，可溶于水和其他溶剂中，但通常溶解度相当低。在例如水中溶解特定量的含硼化合物因此可要求大体积的液体，这因此使得它难以运输。本专利技术的目的是提供能以比较安全和有效的方式运输和处理含硼化合物的组合物。本专利技术旨在省去或至少减少以上所述的问题和/或一般地提供改进。专利技术概述通过使一种或多种含硼化合物成为悬浮状态，专利技术人实现了该想法。本专利技术因此提供含硼化合物在极性溶剂、优选水中的悬浮液，其特征在于该悬浮液还包括卡波姆，优选其用量足以保持含硼化合物悬浮，和更优选保持悬浮液稳定较长的时间段。对于含硼的化合物、硼酸盐或硼酸悬浮液来说，该化合物本身仅仅真正是部分溶解，且主要以颗粒形式保持在液体内。当在水中混合大量含硼化合物的粉末或粒状物时，该化合物不容易进入悬浮液中。专利技术人令人惊奇地发现，当卡波姆加入到该悬浮液中时，可确实获得在流体或溶剂内的含硼化合物的稳定悬浮液。按照这一方式，可在相对小体积液体内将大量含硼化合物引入到悬浮液中。这一悬浮液带来的优点是，可以以紧凑和安全的方式运输大量含硼化合物。进一步的优点是，含硼化合物颗粒不凝结，而当以粉末形式运输该化合物时，确实经常发生这种凝结。进而避免了经其运输含硼化合物的管道的堵塞。专利技术人进一步发现，卡波姆影响悬浮液的粘度，并将它转化成非牛顿流体，即显示出非牛顿粘度和/或流动行为的流体。一方面，在低剪切力下，悬浮液的粘度变得相对高，在静止时，这会削弱颗粒的移动并有利地改进该悬浮液的稳定性。另一方面，在高剪切力下，该悬浮液的粘度低，这将有利地改进悬浮液的可泵送性，因为它要求很少的能量，因此有利地主要改进该悬浮液的处理。这一流动行为便于使用常见的泵容易转移悬浮液，所述泵对于制备稀释的悬浮液来说非常便利。因此容易地调节含硼化合物在悬浮液内的浓度到需求的浓度，和这在非常宽泛的范围内，例如4，000-500, OOOppm重量的含硼化合物。本专利技术的悬浮液因此可包括稳定方式的高浓度的含硼化合物，于是该化合物保持在液体内，这是因为它没有沉降，且也不可能以粉末形式吹起，然而与此同时，该悬浮液可容易泵送。在另一实施方案中，本专利技术提供本专利技术的悬浮液用于吸收中子的用途，其中该悬浮液优选含有至少10%的硼-10，更优选至少12%硼-10，甚至更优选至少14%硼-10，优选至少16%硼-10，更优选至少18%硼-10，和仍更优选至少19%的硼-10，其中其余硼主要以硼-11形式存在。在这一应用中，可使用的含硼化合物的种类富含同位素，例如其中相对于天然存在的硼-11，与硼-10之比，硼-10同位素的存在增加。在再一实施方案中，本专利技术提供本专利技术的悬浮液用于生产玻璃，例如玻璃纤维，优选硼硅酸盐玻璃的用途。 在再一实施方案中，本专利技术提供本专利技术的悬浮液用于生产肥料的用途。在又一实施方案中，本专利技术提供本专利技术的悬浮液用于生产化学品或药品，例如作为防腐剂(antiseptic)，粘度调节剂或pH调节剂,或作为稳定剂的用途。在再一实施方案中，本专利技术提供本专利技术的悬浮液例如在加工天然产品，例如木材，胶乳橡胶和/或皮革中作为杀生物剂，杀虫剂或阻燃剂的用途。使用可以是浓缩形式或者在稀释之后。专利技术详述优选地，引入到悬浮液中的含硼化合物选自硼酸，其水合或非水合形式的多硼酸钠或钾，硼酸酐，偏硼酸钠或钾，优选四硼酸钠，五硼酸钠或八硼酸钠，更优选十水合四硼酸钠或硼砂(Na2B4O7.IOH2O),四水硼砂(Na2B4O7.4H20)，硬硼钙石(Ca2B6O11.1OH2O)及其混合物。在本专利技术的上下文中，要理解一部分含硼化合物可进入到溶液内。因此，悬浮液包括适量的一种或多种含硼化合物，其溶解度高于在特定溶剂内的这种或这些化合物的溶解度，所述溶解度通常在25°C下测量，或者在没有规定时，在室温下，所述室温通常使用23°C。脱水硼砂在水中的溶解度例如是约4.71wt%。专利技术人已发现，与使用粉末形式的相同化合物相比，有利的是，使用粒状物形式的含硼化合物。专利技术人已发现，粒状物比较容易操作，并在车间内产生较少的灰尘。这便于保持车间比较清洁且使得供应比较简单以确保对于操本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.05.10 BE 2011/0284;2010.07.20 EP 10170187.81.含硼化合物在极性溶剂、优选水中的悬浮液，其特征在于该悬浮液包括卡波姆，优选其用量足以保持该含硼化合物悬浮，和更优选保持该悬浮液稳定较长的时间段。2.权利要求1的悬浮液，其特征在于含硼化合物选自硼酸，其水合或非水合形式的多硼酸钠或钾，硼酸酐，偏硼酸钠或钾，优选四硼酸钠，五硼酸钠或八硼酸钠，更优选十水合四硼酸钠或硼砂(Na2B4O7.IOH2O),四水硼砂(Na2B4O7.4H20)，硬硼钙石(Ca2B6O11.1OH2O)及其混合物。3.权利要求1或2的悬浮液，其中卡波姆是衍生于不饱和酸，优选丙烯酸或甲基丙烯酸或其混合物的水溶性聚合物，和其中该聚合物优选被交联。4.前述任何一项权利要求的悬浮液，它进一步包括选自羧甲基纤维素(CMC)，纤维素胶和黄原胶中的额外的分散剂。5.前述任何一项权利要求的悬浮液，其中卡波姆的存在浓度为至少5ppm重量，优选至少50ppm重量，更优选至少500ppm重量,甚至更优选至少750ppm重量,仍更优选至少900ppm重量，更优选至少0.lwt%,优选至少0.2wt%,更优至少选0.5wt%,甚至更优选至少1.0wt%,优选至少2.0wt%,和任选地最多6.0wt%,优选不大于5.0wt%,更优选最多4.0wt%,其中浓度以相对于悬浮液的重量表示，但不包括处于悬浮状态下的...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·瑟勒马斯，O·瑟勒马斯，
申请(专利权)人：CIP股份有限公司，
类型：
国别省市：