[发明专利]沉淀碳酸钙的制备

说明书

本发明涉及经解聚的羧化纤维素溶液用于通过以下方式制备沉淀碳酸钙(PCC)水溶液的用途：在水中使包含氧化钙的材料熟化，然后使由此获得的石灰水碳酸化，所述经解聚的羧化纤维素溶液具有相对溶液总重量的25重量％至40重量％的固体含量，所述经解聚的羧化纤维素具有10000克/摩尔至40000克/摩尔的分子量。

本发明涉及经解聚的羧化纤维素用于制备沉淀碳酸钙(PCC)含水浆料的用途，所述经解聚的羧化纤维素任选地与至少一种熟化添加剂联用。

背景技术

碳酸钙是造纸、涂料和塑料工业中最广泛使用的添加剂中的一种。例如，天然碳酸钙(NCC)在多种应用中被用作矿物填料。就其本身而言，沉淀碳酸钙(PCC)可以针对形态和粒度而定制制造，这使得包含其的材料具有其他性质。偏三角面体沉淀碳酸钙(S-PCC)特别地与纤维素纤维组合地在造纸的填料应用中用作矿物填料。

用于制备PCC的方法包括以下步骤：用水使含氧化钙的材料(通常称为“生石灰”)熟化以制备氢氧化钙浆料(通常称为“石灰乳”)，然后通过将二氧化碳通入所得到的氢氧化钙浆料以合成碳酸钙。这种方法制得干固体含量低的PCC浆料。因此，这些方法通常包括额外的浓缩步骤，以获得表现出较高干固体含量的PCC浆料，这在PCC浆料的运输期间是有利的。然而，这种额外的浓缩步骤是耗能的且成本密集的，并且必须依靠特定的设备(例如，要求高度维护的离心机)。此外，这种设备的使用可以导致破坏所形成的PCC的结构，特别是在以簇的形式制备的S-PCC的情况下是如此。

文献中描述了在不同添加剂的存在下制备PCC的方法。

一定数量的文献涉及在带负电的聚合物如(甲基)丙烯酸聚合物的存在下制备PCC。

具体地，文献WO2005/000742A1涉及用于制备层状PCC的方法，其包括以下步骤：形成氢氧化钙浆料，使所述浆料碳酸化，以及在碳酸化结束之前在浆料中添加聚丙烯酸酯以使层状碳酸钙沉淀。

同样，以本发明申请人名义提交的未公布的专利申请EP14166751.9涉及至少一种水溶性聚合物(例如聚丙烯酸)与至少一种熟化添加剂的组合在用于制备沉淀碳酸钙含水浆料的方法中的用途。

其他文献描述了例如由具有季胺的单体单元制备的带正电的添加剂的用途。

以本发明申请人名义提交的未公布的专利申请FR1551690涉及阳离子聚合物任选地在熟化添加剂的存在下在用于制备沉淀碳酸钙含水浆料的方法中的用途。在该文献中描述的发明能够甚至在碱性pH值下制备具有阳离子表面电荷的PCC浆料。

最后，其他文献涉及至少部分生物源的添加剂的用途。例如，专利申请WO2007/067146A1描述了用于在淀粉或羧甲基纤维素(CMC)的存在下制备PCC的方法。

文献EP2868716涉及经解聚的羧甲基纤维素用于辅助研磨矿物以制备矿物颗粒含水浆料的用途。

Sonobe等人的文章题为“Polymorphism,size and shape control of calcium carbonate crystals in the presence of a polyelectrolyte”涉及碳酸化条件，根据该条件，通过聚丙烯酸酯或中性CMC可以获得晶体修饰的碳酸钙。

文献US2013/0312925涉及在PCC的制备期间，通过使用包括CMC的不同多糖改进纸张的机械或光学性质，所述PCC之后用于纸张的制备中。

发明目的

本发明的一个目的是提供使用生物源来源的添加剂制备PCC浆料的技术方案，所述生物源来源指不是来自于化石能源。该步骤在绿色化学和可持续发展的概念范畴中。

本发明的另一个目的是提供用于制备例如干固体含量高的PCC浆料而不需依赖于热浓缩或机械浓缩的额外步骤的技术方案。