[发明专利]稳定的聚丙烯酸、其制备及其用途

说明书

背景技术

聚丙烯酸的钠盐是公知的用于矿物加工如陶瓷粘土、高岭土选矿和方解石/大理石研磨中的分散剂。聚丙烯酸钠(聚丙烯酸钠；“NaPAA”)的用途充分描述于文献中。聚丙烯酸钠(聚丙烯酸钠；“NaPAA”)的应用充分描述于文献中。参见例如D.R.Nagaraj，“Minerals Recovery and Processing”2007，第38卷第38期；D.R.Nagaraj，“Minerals Recovery and Processing”，Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology，12月4日，2000；Henk J.W.van den Haak，“Dispersants”，Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology，2003年4月18日；和Haydn H.Murray，“Clays”，Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry，2006年12月15日。由这些矿物制成的淤浆可为纸填充和涂覆应用以及陶瓷体和涂料中的关键材料。然而，包含聚丙烯酸钠的矿物淤浆由于聚丙烯酸钠的钠离子和分子量等级对淤浆流变性的影响，就可运输和处理的最大固含量而言受到限制。(Phipps P.S，Skuse D.R.，“Role of dispersants in the production of fine particle size calcium carbonate and kaolin slurries”，CIM Bulletin，2003，第96卷第1070期，第55-60页)。

若干矿物加工参考文献提及聚丙烯酸分散剂的制备和/或应用。参见美国专利5,294,686和4,005,250。使用聚丙烯酸分散剂的加工矿物方法和/或改进也是已知的，参见美国专利5,171,725、WO2009/012202Al和WO2007/072168A1。部分中和的聚丙烯酸的应用在美国专利7,297,205中被描述用于碳酸钙研磨。

迄今为止的技术通常涉及聚丙烯酸钠的制备和/或作为中性分散剂在高岭土以及整个矿物加工和/或改进中的应用，如摩尔质量等级或多分散性。由于常规聚丙烯酸作为聚丙烯酸钠的中间体制备，因此适当中和并保持最佳的分散体pH值的聚丙烯酸在厂矿内的性能相对很少为人所知。一个原因在于如下事实：这些酸对于长距离运输而言相对不稳定，因此需要在NaPAA的生产场地将所述酸中和。尽管聚丙烯酸钠广泛应用于矿物加工，然而酸形式的可能应用相对未知。

仍需要稳定酸形式的聚丙烯酸化物、制备稳定酸形式的聚丙烯酸化物的方法和该稳定酸形式的聚丙烯酸化物作为助剂在矿物加工的用途。

发明简述

本文所述的实施方案涉及稳定酸形式的聚丙烯酸化物聚合物、其制备方法和所述稳定酸形式的聚丙烯酸化物聚合物作为分散剂例如在矿物淤浆中的用途。本公开内容的稳定聚合物可有利地在厂矿内中和或者甚至直接运输并使用，而基本上不损失性能。

一个实施方案包括一种含至少一种羧酸的聚合物，其中所述含至少一种羧酸的聚合物是稳定的且可具有约1000-约10,000g/mol的分子量。进一步地，所述含至少一种羧酸的聚合物可由下式表示：

式I：其中“n”可为约13-约140；或

式II：其中“m”可为约13-约140；或

其中所述含至少一种羧酸的聚合物可含有式III和式IV的链段：

式III：

式IV：

其中“o”可为约8-约132，且“p”可为约1-约34。式III链段与式IV链段之比可为8:34-132:1，其中R₁和R₂各自独立地表示羟基或者R₁和R₂键接在一起从而形成酸酐基团的醚键。所述含至少一种羧酸的聚合物可存在聚合物稳定剂如噻嗪类。在一个实施方案中，组合物可包含存在聚合物稳定剂的含至少一种羧酸的聚合物，其中所述聚合物稳定剂在溶液中与所述聚合物缔合。