水性礦物懸浮體的製作方法

2023-10-09 12:15:49

專利名稱：：水性礦物懸浮體的製作方法水性礦物懸浮體本申請要求2005年1月27曰提交的美國臨時專利申請第60/646,981號的優選權。本文公開的是分散的礦物漿料，該漿料含被至少一種單價中和劑部分中和的至少一種陰離子聚合物分散體和至少一種無機分散體。也公開製備這樣的分散礦物漿料的方法，和含這樣的漿料的產品或由這樣的漿料製備的產品。水性礦物漿料已經廣泛用於紙用塗料、填料和油漆的製備，僅提及一些產品。這樣的用途常常需要具有相對高的固體含量的水性礦物漿料，這可導致高粘度和因此在漿料的處理和加工中發生問題。為了改善粘性和為了便於處理和加工，例如在高固體含量時的研磨，通常將分散體加入漿料中。已知各種分散體。例如，可使用陰離子聚合物例如聚丙烯酸酯。然而，聚丙烯酸酯可能昂貴。另外，當前在國際市場上嚴重短缺聚丙烯酸酯。為了至少這些理由，迫切需要開發製備具有高固體含量的分散的礦物漿料，而使用減少量的聚丙烯酸酯的方法。雖然先有技術描述了各種分散礦物漿料的方法，但是還有改進的空間。例如，美國專利第6,315,867號公開了使用100%鈉中和的聚丙烯酸酯和無機分散體例如六偏磷酸鈉的組合，來分散礦物漿料的方法。然而，使用該方法製備的礦物漿料不總是具有期望的粘性。因此，仍然需要開發製備具有高固體含量的分散的礦物漿料，而使用減少量的聚丙烯酸酯的方法。本發明人已經發現使用由單<介中和劑部分中和或由至少一種單^介中和劑和至少一種多開的油漆還可包含至少一種選自以下的組分粘合劑例如聚合物粘合劑，例如選自例如聚乙烯醇(PVA)和膠乳的水分散性粘合劑；和常用於油漆的添加劑，選自例如表面活性劑、增稠劑、生物殺滅劑、消泡劑、潤溼劑、分散劑和凝結劑。本文所公開的油漆也可包含至少一種選自例如Ti02和碳酸鉤的顏料。'本文中所有百分率和量均以重量表示。本文中所有量、百分率和範圍均表達近似值。通過以下非限定性實施例，進一步說明本發明，這些實施例僅用於舉例說明本發明。在下面所示的實施例中，使用以下縮寫SHMP=六偏磷酸鈉乾粉，#/t=以乾重計，每p屯的磅數，分散體A=市售100%鈉中和的聚丙烯酸酯分散體，Ciba以商品名Dispex2695銷售。分散體B-30%鈉中和/70%鈣中和的聚丙烯酸酯分散體(通過鈣陽離子將市售30%鈉中和的聚丙烯酸酯分散體進一步中和至70%鈣中和的而製備，30%鈉中和的聚丙烯酸酯分散體由Ciba以商品名Dispex6340銷售)。分散體C二市售30%鈉中和的聚丙烯酸酯分散體，Ciba以商品名Dispex6340銷售。實施例實施例1在該實施例中，以下面表I中所示的固體含量和用下面表I中所示的分散體，在水中將研磨的碳酸鈣漿化，其中漿料具有一定的粒度分布，以便使約90%重量的顆粒的當量球徑(ESD)小於2微米。用#2轉軸，在20rpm下，用Brookfidd粘度計，在TO(0小時)、Tl(1小時)和T24(24小時)測量漿料的粘度。結果見下面表I所示。表Itableseeoriginaldocumentpage13如表I所示，含部分中和的聚丙烯酸酯分散體(即分散體B)和六偏磷酸鈉的本發明漿料，比對照1即含100%鈉中和的聚丙烯酸酯分散體的漿料有甚至更好的粘度。儘管本發明樣品具有比對照樣品更低量的聚合物分散體，但還是出現了這些改善的性質。因此，部分中和的聚丙烯酸酯分散體與六偏磷酸鈉一起使用，以減少聚丙烯酸酯分散體的量。在另一方面，如表I所示，在對照2和3中，100%鈉中和的聚丙烯酸酯分散體(即分散體A)與六偏磷酸鈉的組合不導致具有所期望粘度的漿料。實施例2在該實施例中，在磨盤式研磨機(attritiongrinder)中將粒度中值(D50)約15jiim的研磨的碳酸鈣沙磨至一定的粒度分布(PSD),以便在下面表II中所示的分散體幫助下，約90%重量的顆粒的ESD小於2pm。然後將研磨的產物經200目過篩，並在水中漿化，如下面表II中所示調節固體含量。然後用#2轉軸，在20rpm下，用Brookfield粘度計，在TO(0小時)、Tl(1小時)和T24(24小時)測量漿料的粘度。[(B8]結果見下面表II所示。tableseeoriginaldocumentpage14如表II所示，含部分中和的聚丙烯酸酯分散體(即分散體B或分散體C)和六偏磷酸鈉的本發明漿料(發明1、2和3)具有與對照1，即含100%鈉中和的聚丙烯酸酯分散體的漿料，或對照8或9，即含部分鈉中和的聚丙烯酸酯分散體的漿料相似的粘度。儘管發明樣品具有比對照樣品更低量的聚合物分散體，但還是出現了這些改善的性質。因此，部分中和的聚丙烯酸酯分散體與六偏磷酸鈉一起使用，以減少聚丙烯酸酯分散體的量。在另一方面，如表II所示，在對照2、3、4和5中，100%鈉中和的聚丙烯酸酯分散體(即分散體A)與六偏磷酸鈉的組合不導致具有所期望粘度的漿料。此外，在對照6中，六偏磷酸鈉自身不給漿料提供期望的粘度。還有，與部分中和的聚丙烯酸酯分散體(如分散體C)和六偏磷酸鈉的組合一樣，100%鈉中和的聚丙烯酸酯分散體和部分中和的聚丙烯酸酯分散體(如分散體C)與六偏磷酸鈉的組合不提供所期望的粘度。除非另外說明，應理解，在說明書和權利要求書中使用的表示組分的數量、反應條件等的所有數目，在所有情況中通過術語"約"來修正。因此，除非說明有相反含義，在說明書和權利要求書中提及的數字參數為近似的，可根據本發明期望獲得的期望特性而改變。通過參考本說明書，本發明的其它實施方案對本領域的技術人員來講將是顯而易見的。通過說明書的考慮和本文所公開發明的實施，本發明的其它實施方案對本領域的技術人員來講將是顯而易見的。說明書和實施例應僅作為示例考慮，並且本發明的準確範圍和宗旨由權利要求書闡明。權利要求1.一種漿料，所述漿料包含分散在水性介質中的至少一種微粒狀無機材料；固體含量為約0.1%至約3%重量的至少一種陰離子聚合物分散體，其中所述至少一種陰離子聚合物分散體被至少一種單價中和劑部分中和；和相對於該漿料中的無機固體總重量，其量佔約0.3%至約5%重量的至少一種無機分散體。2.權利要求1的漿料，其中所述至少一種微粒狀無機材料選自高呤土、碳酸4丐和滑石。3.權利要求2的漿料，其中所述碳酸鈣選自重質碳酸鈣和沉澱碳酸4丐。4.權利要求1的漿料，其中所述至少一種孩麼粒狀無機材料的固體含量為至少約30%重量。5.權利要求4的漿料，其中所述至少一種孩M立狀無機材料的固體含量為約40%至約80%重量。6.權利要求5的漿料，其中所述至少一種樣M立狀無機材料的固體含量為約68%至約78%重量。7.權利要求1的漿料，其中所述至少一種陰離子聚合物分散體的固體含量為約0.1%至約1%重量。8.權利要求7的漿料，其中所述至少一種陰離子聚合物分散體的固體含量為約0.1%至約0.5%重量。9.權利要求8的漿料，其中所述至少一種陰離子聚合物分散體的固體含量為約0.1%至約0.4%重量。10.權利要求9的漿料，其中所述至少一種陰離子聚合物分散體的固體含量為約0,1%至約0.25%重量。11.權利要求l的漿料，其中所述至少一種陰離子聚合物分散體選自包含至少一種基團的聚合物分散體，所述至少一種基團選自羥基、醯氨基、羧基、磺基和膦醯基。12.權利要求11的漿料，其中所述至少一種陰離子聚合物分散體選自丙烯酸聚合物；異丁烯酸聚合物；丙烯酸或異丁烯酸與丙烯酸烷基酯或異丁烯酸烷基酯的共聚物；聚丙烯醯胺；聚乙烯醇和低聚苯乙烯磺酸酯。13.權利要求12的漿料，其中所述低聚苯乙蹄磺酸酯選自木質素硫酸酯和萘磺酸酯。14.權利要求12的漿料，其中所述至少一種陰離子聚合物分散體包含聚丙烯酸酯及其共聚物。15.權利要求l的漿料，其中所述至少一種單價中和劑選自鹼金屬陽離子；氨；以及伯、仲和叔脂肪胺和環胺。16.權利要求15的漿料，其中所述至少一種單價中和劑為鈉陽離子。17.權利要求l的漿料，其中所述至少一種陰離子聚合物分散體還被至少一種多1^介中和劑部分中和。18.權利要求17的漿料，其中所述至少一種多價中和劑選自鹼土金屬陽離子、鋁陽離子和鋅陽離子。19.權利要求18的漿料，其中所述鹼土金屬陽離子選自鈣陽離子和鎂陽離子。20.權利要求l的漿料，其中所述至少一種陰離子聚合物分散體的分子量低於約20,000。21.權利要求20的漿料，其中所述至少一種陰離子聚合物分散體的分子量為約1,000至約10,000。22.權利要求21的漿料，其中所述至少一種陰離子聚合物分散體的分子量為約3,000至約9,000。23.權利要求l的漿料，其中所述至少一種陰離子聚合物分散體被至少一種單價中和劑中和至約10%至約90%的程度。24.權利要求23的漿料，其中所述至少一種陰離子聚合物分散體被至少一種單價中和劑中和至約20%至約70%的程度。25.權利要求24的漿料，其中所述至少一種陰離子聚合物分散體被至少一種單價中和劑中和至約30%至約60%的程度。26.權利要求17的漿料，其中所述至少一種陰離子聚合物分散體為約30%鈉中和的和約70%鉤中和的聚丙烯酸酯。27.權利要求l的漿料，其中所述至少一種無機分散體選自矽酸鹽和水溶性濃縮磷酸鹽。28.權利要求27的漿料，其中所述矽酸鹽選自矽酸鈉、矽酸鋰和珪酸銨。29.權利要求27的漿料，其中所述水溶性濃縮磷酸鹽選自六偏磷酸鈉、磷酸三鈉、磷酸四鈉、焦磷酸四鈉、三聚磷酸鈉和酸式焦磷酸鈉。30.權利要求l的漿料，其中相對於所述漿料中的無機固體總重量，所述至少一種無機分散體的量佔約0.3%至約3%重量。31.權利要求30的漿料，其中相對於所述漿料中的無機固體總重量，所述至少一種無機分散體的量佔約0.5%至約1%重量。32.權利要求31的漿料，其中相對於所述漿料中的無機固體總重量，所述至少一種無機分散體的量佔約0.7%至約1%重量。33.權利要求l的漿料，其中所述至少一種無機分散體為六偏磷酸鈉，相對於所述漿料中的無機固體總重量，六偏磷酸鈉的量佔約0.3%至約3%重量。34.權利要求33的漿料，其中所述至少一種無機分散體為六偏磷酸鈉，相對於所述漿料中的無機固體總重量，六偏磷酸鈉的量佔約0.3%至約1%重量。35.權利要求34的漿料，其中相對於所述漿料中的無機固體總重量，六偏磷酸鈉的量佔約0.5%至約1%重量。36.權利要求1的漿料，所述漿料的pH大於約7。37.權利要求36的漿料，所述漿料的pH為約8至約10。38.—種製備漿料的方法，所述方法包括將至少一種耀:粒狀無機材料和以下物質混合固體含量為約0.1%至約3%重量的至少一種陰離子聚合物分散體，其中所述至少一種陰離子聚合物分散體被至少一種單價中和劑部分中和；和相對於所述漿料中的無機固體總重量，其量佔約0.3%至約5%重量的至少一種無機分散體。39.—種研磨孩t粒狀無機材料的方法，所述方法包括將微粒狀無機材料和以下物質混合水性介質，固體含量為約0.1%至約3%重量的至少一種陰離子聚合物分散體，其中所述至少一種陰離子聚合物分散體被至少一種單價中和劑部分中和，和相對於所述漿料中的無機固體總重量，其量佔約0.3%至約5%重量的至少一種無機分散體；和研磨該水性漿料。40.—種漿料，所述漿料包含分散在水性介質中的至少一種微粒狀無機材料；固體含量為約0.1%至約3%重量的至少一種陰離子聚合物分散體，其中所述至少一種陰離子聚合物分散體被至少一種單價中和劑部分中和；和相對於所述漿料中的無機固體總重量，其量佔約0.3%至約5%重量的至少一種濃縮磷酸鹽分散體。41.一種紙用塗料，所述紙用塗料包含分散在水性介質中的至少一種孩麼粒狀無機材料；固體含量為約0.1%至約3%重量的至少一種陰離子聚合物分散體，其中所述至少一種陰離子聚合物分散體被至少一種單價中和劑部分中和；和相對於所述漿料中的無機固體總重量，其量佔約0.3%至約5%重量的至少一種無機分散體。42.—種聚合物產品，所述產品包含至少一種聚合物樹脂；分散在水性介質中的至少一種孩t粒狀無機材料；固體含量為約0.1%至約3%重量的至少一種陰離子聚合物分散體，其中所述至少一種陰離子聚合物分散體被至少一種單價中和劑部分中和；和相對於所述漿料中的無機固體總重量，其量佔約0.3%至約5%重量的至少一種無機分散體。43.—種油漆，所述油漆包含分散在水性介質中的至少一種樣t粒狀無機材料；固體含量為約0.1%至約3。/。重量的至少一種陰離子聚合物分散體，其中所述至少一種陰離子聚合物分散體被至少一種單價中和劑部分中和；和相對於所述漿料中的無機固體總重量，其量佔約0.3%至約5%重量的至少一種無機分散體。全文摘要本文公開了漿料，該漿料包含分散在水性介質中的至少一種微粒狀無機材料、固體含量為0.1％至3％重量的至少一種陰離子聚合物分散體，其中至少一種陰離子聚合物分散體被至少一種單價中和劑部分中和，和相對於漿料中無機固體的總重量，佔0.3％至5％重量的至少一種無機分散體。也公開製備這樣的漿料的方法和含這樣的漿料的產品或由這樣的漿料製備的產品。文檔編號D21H19/56GK101146956SQ200680009453公開日2008年3月19日申請日期2006年1月27日優先權日2005年1月27日發明者J·袁,M·D·史密斯,T·梅申請人:英默裡斯顏料公司