[发明专利]碳酸钙浆液

说明书

通常希望提供碳酸钙颗粒的水性浆液。希望这种浆液具有较高的pH，使得该浆液与其它材料相容。例如，当希望在涉及造纸或涂覆纸的某些制剂中使用该浆液时，该浆液的pH应该等于或高于9.4。还希望这种浆液具有细小颗粒。还希望该浆液不含宏观尺寸的团块。另一个理想的特征是浆液的粘度较低，浆液的粘度随储存时间推移的变化较小。

US7,615,587描述了使用丙烯酸和/或甲基丙烯酸与一种或多种丙烯酸类乙烯基或烯丙基单体的水溶性均聚物和/或共聚物作为在水性悬浮液中研磨矿物颗粒的助剂。

碳酸钙颗粒的水性浆液的生产常通过以下方式进行：得到具有较大粒度的碳酸钙颗粒的集合；形成该碳酸钙颗粒集合、水和分散剂的混合物。然后，研磨该混合物，直到粒度减小到所需的程度。

已经发现，用碱性分散剂研磨碳酸钙颗粒通常得到具有不希望有的大粒度的浆液。还发现，可使用酸性分散剂得到粒度较小的浆液，但是，所得浆液被发现pH不利地低于9.0。还发现，可以用酸性分散剂制备浆液，加入常规碱性中和剂来提高pH，但是，得到的制剂具有宏观尺寸的团块。本发明的目的是提供一种制备碳酸钙水性浆液的方法，所述浆液具有小颗粒，无宏观尺寸的团块，具有低粘度和在储存过程中稳定的粘度。

以下是本发明的内容。

本发明的第一方面是一种制备碳酸钙浆液的方法，该方法包括以下步骤：(a)形成包含水、酸性分散剂体系和碳酸钙的混合物，(b)研磨所述混合物，形成所述碳酸钙颗粒的初步浆液，其中基于所述初步浆液中所述碳酸钙的总重量，所述初步浆液中50重量％或更多的所述碳酸钙为直径等于或小于2微米的颗粒形式，所述初步浆液pH为等于或小于9.0，和(c)步骤(b)之后，加入一种或多种有机中和剂，使所述初步浆液的pH达到9.4或更高。

本发明的第二方面是通过本发明第一方面所述的方法制备的碳酸钙水性浆液。

以下是本发明的详细说明。

在本文中，除非上下文明确有不同的说明，以下术语具有所限定的含义。

浆液是分布在整个连续液体介质中的固体颗粒的集合。如果基于连续介质的重量，一种液体介质含有75重量％或更多的水，则该液体介质是水性的。

分散剂是辅助无机颗粒在水性介质中形成浆液和/或稳定该浆液的化合物。分散剂体系是单独一种分散剂，或者是多种分散剂的混合物。如果符合以下测试，则分散剂体系是酸性分散剂体系。基于溶液的总重量，以在水中40重量％的浓度制得分散剂体系的溶液。在本文中，该溶液的pH即为分散剂体系的pH。酸性分散剂体系的pH小于7.0。在本文中，如果两种或更多种分散剂的混合物的40重量％水溶液的pH小于7.0，则认为该混合物是酸性分散剂体系，而不管其中一种分散剂本身的40重量％水溶液的pH值是多少。

研磨是一种处理，其中向固体颗粒施加机械应力，以减小它们的粒度。

固体颗粒的粒度用其直径表征。如果颗粒不是球形的，则其直径被认为是与颗粒体积相同的球的直径。固体颗粒的集合可以用这些固体颗粒的直径分布表征，例如，使用一种或多种参数DX表征，其中X是0-100的数值。DX是选择的长度，使得集合中固体颗粒的总体积的X％为直径小于DX的颗粒形式。例如，如果颗粒的集合具有D80＝10微米，则表示颗粒集合的80体积％是直径小于10微米的颗粒形式。

有机化合物是含碳的化合物，排除通常不认为是有机化合物的化合物，例如二元化合物(例如碳的氧化物、碳化物和二硫化碳)，三元化合物(例如金属氰化物，金属羰基化物，光气和硫化羰)，碳酸盐和碳酸氢盐。

聚合物是由较小化学重复单元的反应产物形成的较大分子。聚合物分子量可以通过标准方法测量，例如采用尺寸排阻色谱法(SEC，也称为凝胶渗透色谱法或GPC)。聚合物的重均分子量(Mw)等于或大于1,000。聚合物可以是线型、支化、星形或它们的组合。能互相反应形成聚合物的重复单元的分子在本文中被称为“单体”。在本文中，留在聚合物中的单体残基称为该单体的“聚合单元”。有机聚合物是由作为有机化合物的单体的聚合单元构成的聚合物。

在本文中，如果一种化合物在100克25℃水中的溶解量等于或大于5克，则认为该化合物是水溶性的。

除非另有说明，否则文中所述的方法和测试都假设在室温(约22℃)进行。