[发明专利]2-氨基-2-乙基-1,3-丙二醇作为含碳酸钙材料水性悬浮液中的添加剂同时维持稳定悬浮液电导率的用途

说明书

本发明涉及含碳酸钙材料的水性悬浮液及向其中添加的添加剂的技术领域。

在制备含碳酸钙材料的水性悬浮液时，本领域技术人员常需要选择及引入添加剂以调节所述悬浮液的一种或多种特性。

在进行该添加剂的选择时，本领域技术人员必须记住该添加剂应保持成本效益且不应在所述悬浮液的运输、加工及应用期间的下游造成不希望的相互作用或影响。

本领域技术人员很少论述但本申请人已意识到具有重要性的考虑因素为，选择不引起含碳酸钙材料悬浮液的电导率显著变化即增加，但也对增加大气挥发性有机碳含量(VOC)具有减小的影响的添加剂。

实际上，根据悬浮液电导率的测量值来调节这种悬浮液的加工及运输方面是有利的。

举例而言，这种悬浮液通过既定通道或单元的流动速率可根据悬浮液电导率的测量值来控制。在KlausnerF等人(J.FluidsEng./第122卷/第4期/TechnicalPapers)的名称为“AConductanceBasedSolidsConcentrationSensorforLargeDiameterSlurryPipelines”的公布中，描述了一种基于电导测量值来测量穿过既定直径的管道的浆料的固体浓度的仪器。基于这些电导测量值，可能获得展示浆料浓度自管顶部至底部的变化以及区域平均浓度历程的图形显示。

容器的填充度同样可借由沿容器壁在既定高度侦测电导率来管理。

本发明还涉及借由减小悬浮液的电导率来减小金属容器及槽罐在储存及运输期间的腐蚀风险的主题。

然而，为使用及利用基于电导率测量值、VOC及低风险腐蚀的这些调节系统，本领域技术人员面临选择对于提供至少这三种功能所必需的添加剂的挑战，这些添加剂同时不引起电导率值的显著变化且不增加VOC或腐蚀风险。

在含碳酸钙材料悬浮液中使用的添加剂的功能为调节悬浮液pH值，不论所述悬浮液中和还是碱化。

尤其需要悬浮液碱化来匹配悬浮液所引入到的应用环境的pH值，或为添加pH敏感性添加剂做准备。提高pH值的步骤也可用于消毒悬浮液或帮助悬浮液的消毒。可能需要调节pH值以避免加工期间碳酸钙与酸性环境接触后的不希望的溶解。

有众多这种pH调节添加剂用于含碳酸钙材料悬浮液的水性悬浮液中且可为本领域技术人员所用。

可用于提高含碳酸钙材料的水性悬浮液的pH值的第一组添加剂为含氢氧化物添加剂，且尤其为碱金属及碱土金属氢氧化物。

举例而言，US6,991,705涉及借由组合碱金属氢氧化物进料(例如氢氧化钠进料)及二氧化碳进料来提高可包含碳酸钙的浆料悬浮液的碱度。

如EP1795502中所述，氢氧化钾、氢氧化镁及氢氧化铵为用于将PCC悬浮液的pH值控制在10-13范围内的其他这种添加剂。

可用于提高含碳酸钙材料的水性悬浮液的pH值的第二组添加剂为不含氢氧根离子但在与水反应时产生这些离子的添加剂。

这种添加剂可为弱酸盐，例如钠盐。这类添加剂的实例将包括醋酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾及碱性磷酸盐(例如三聚磷酸盐、正磷酸钠和/或正磷酸钾)。

还可能利用基于氮的添加剂(包括例如氨、胺及酰胺)以提高含碳酸钙材料悬浮液的pH值。

所有上述添加剂根据一个共同机理，即与水反应之后在悬浮液中提供或产生氢氧根离子来提高水性悬浮液的pH值。

由文献已知，在碱性条件下增加氢氧根离子浓度同时造成电导率提高(“Analytikum”,第5版,1981,VEBDeutscherVerlagfürGrundstoffindustrie,Leipzig,第185-186页，参考“KonduktometrischeTitration”)。

鉴于文献中记载的以上一般知识，以及碱金属及碱土金属氢氧化物以及胺例如三乙醇胺在提高含碳酸钙材料的水性悬浮液的pH值同时引起显著电导率增加的支持证据(如下文实施例部分中所示)，本领域技术人员不可能期望2-氨基-2-乙基-1,3-丙二醇(其根据与这些添加剂相同的机理，即借由在悬浮液中由此引起的氢氧根离子引入来提高悬浮液pH值)甚至将引起电导率减小，尽管其已知揭示烷醇胺pH调节剂的授予的欧洲专利EP2281853、EP2354191及EP2392622，其中在所有这些申请中，每pH单位的导电电荷低但仍为正值或多半为零(如EP2281853的测试9、EP2354191的测试2及EP2392622的测试2中所示)且并非不含VOC。