包含具有降低的揮發(fā)性有機化合物(voc)含量的有機聚合物的流變穩(wěn)定礦物材料水性懸浮體的制作方法
【專利說明】包含具有降低的揮發(fā)性有機化合物（voc)含量的有機聚合 物的流變穩(wěn)定礦物材料水性懸浮體
[0001] 本發(fā)明設(shè)及礦物材料水性懸浮體，更具體而言設(shè)及具有流變穩(wěn)定性的水性懸浮 體，其包含礦物材料和至少一種具有降低的V0C(揮發(fā)性有機化合物）含量的有機聚合物。
[0002] 本領(lǐng)域技術(shù)人員非常熟悉的礦物材料包括，例如天然碳酸巧例如大理石、方解石、 石灰石和/或白里，和/或合成碳酸巧例如偏=角面體和/或文石和/或方解石晶體形式， 和各種包含碳酸巧的類似填料例如白云石，或各種金屬（例如特別是巧締合儀及類似物） 的混合碳酸鹽基的填料，諸如滑石或類似物的各種物質(zhì)，W及該些填料的混合物，例如滑 石-碳酸巧或碳酸巧-高嶺±混合物、或天然碳酸巧與氨氧化侶、云母或與合成纖維或天然 纖維的混合物或礦物的共生結(jié)構(gòu)例如滑石-碳酸巧或滑石-二氧化鐵共結(jié)構(gòu)。
[0003] 長久W來，在濕式研磨法中相當(dāng)普遍的是使用基于部分或全部經(jīng)中和的聚丙締酸 或其衍生物的水溶性聚合物作為研磨助劑巧P 0 046 573、EP 0 100 947、EP 0 100 948、 EP 0 129 329、EP 0 261 039、EP 0 516 656、EP 0 542 643、EP 0 542 644) W提供符合所 要求的細(xì)化和粘度標(biāo)準(zhǔn)的水性礦物懸浮體，但是該些研磨助劑大部分在有機溶劑如異丙醇 存在下或在大量催化劑存在下（其對環(huán)境有害并且可能對使用者有危險性）被聚合，而環(huán) 境規(guī)章要求越來越低的V0C水平和低含量的污染和/或毒性副產(chǎn)物。
[0004] 技術(shù)人員知悉 W0 02/49766、EP 0 850 685、W0 2008/010055、W0 2007/072168 所 公開的另一個類型的解決方案W獲得可能具有高干物質(zhì)濃度同時具有隨時間保持穩(wěn)定的 低布氏?粘度的精制礦物材料的水性懸浮體。此已知類型的解決方案公開了使用特定分散 劑如丙締酸與馬來酸的共聚物或如特定的中和速率或如使用用于加入礦物粒子水性懸浮 體的無機氣化合物，該礦物粒子水性懸浮體來自機械和/或熱濃縮步驟，然后是在低固含 量下不使用分散劑也不使用研磨助劑的濕式研磨步驟。
[0005] 因此，需要生產(chǎn)包含具有降低的V0C含量的有機聚合物同時保持流變穩(wěn)定性的流 變穩(wěn)定的礦物材料懸浮體。
[0006] 關(guān)于此V0C含量的問題，技術(shù)人員知悉W0 2005/095466和W0 2006/024706公開 的解決方案提供了在水中制備的水溶性聚合物，但通過受控自由基聚合技術(shù)RAFT (可逆加 成斷裂轉(zhuǎn)移），該技術(shù)具有包括含游離硫原子的副產(chǎn)物或CS2或H 2S (其對終端使用者有毒 性和危險性）的缺點，特別是在生產(chǎn)礦物材料水性懸浮體期間。
[0007] 此外，本領(lǐng)域技術(shù)人員知悉US 3, 006, 779,其公開了完全不同的解決方案，該技術(shù) 方案基于由磯酸鋼玻璃、氧化鋒和鐘鹽或裡鹽或氨氧化鐘或氨氧化裡的均質(zhì)混合物所組成 的無機分散劑。
[000引 最后，題目為"Influence of polyelectrolyte adsorption on rheology of concentrated calcite dispersion" (Robe;rt Petzenhauser-1993)的論文（其研究了不 同聚丙締酸醋對于方解石懸浮體的影響）證實了在含所有經(jīng)研究的聚丙締酸醋/鹽（包括 聚丙締酸裡）的所得懸浮體的粘度穩(wěn)定性方面存在困難。
[0009]因此，已知的解決方案都沒有為技術(shù)人員提供W下問題的解決方案；得到精制礦 物材料的流變穩(wěn)定的水性懸浮體，容許使用具有降低的V0C水平的水溶性有機聚合物，該 懸浮體可具有高干物質(zhì)濃度，同時具有隨時間保持穩(wěn)定的低布氏?粘度、降低的分散劑和/ 或研磨助劑的含量和/或W熱和/或機械方式增加的固含量。
[0010] 面臨上述在將VOC含量減至最小而不損害最終產(chǎn)物的性質(zhì)如紙張的光學(xué)性質(zhì)的 同時得到具有所需性質(zhì)的礦物材料水性懸浮體的問題，申請人出乎意料地發(fā)現(xiàn)丙締酸和/ 或甲基丙締酸聚合物特別有利于提供具有改良的流變穩(wěn)定性的包含礦物材料和至少一種 具有降低的VOC含量的有機聚合物的高固體和低粘性的水性漿料，其中所述聚合物具有 800g/mol至8000g/mol的重均分子量M，、2至3范圍內(nèi)的多分散指數(shù)Ip并且通過使用式（I) 化合物在水中聚合而制備
[0011]
【主權(quán)項】
1. 一種流變穩(wěn)定的礦物材料水性懸浮體，其包含： a) 至少一種礦物材料，和 b) 至少一種丙烯酸和/或甲基丙烯酸的聚合物， 其中所述至少一種丙烯酸和/或甲基丙烯酸的聚合物 -通過使用式（I)的化合物在水中聚合丙烯酸單體和/或甲基丙烯酸單體而獲得 其中
-X代表Li、Na、K或H，并且 -R代表包含1至5個碳原子的烷基鏈，并且 其中所述式（I)的化合物所使用的量按所述單體的重量計為〇. lwt%至2. 5wt% ; -具有800g/mol至8000g/mol的重均分子量Mw; -具有2至3范圍內(nèi)的多分散指數(shù)Ip;并且 其中該礦物材料水性懸浮體的揮發(fā)性有機化合物（VOC)含量為< 20mg/kg。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的水性懸浮體，其中所述礦物材料選自含碳酸鈣礦物例如天然 碳酸鈣、合成碳酸鈣、表面改性碳酸鈣，和含碳酸鈣的填料例如白云石或基于混合碳酸鹽的 填料例如與粘土或滑石的混合物或與合成纖維或天然纖維的混合物；以及選自滑石、云母、 粘土、二氧化鈦、膨潤土、菱鎂礦、緞光白、海泡石、碳酸鈣鎂石、硅藻土、硅酸鹽及其混合物。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的水性懸浮體，其中所述含碳酸鈣材料中碳酸鈣的量按所述含 碳酸媽材料的總重量計為至少80wt %，優(yōu)選至少95wt %，更優(yōu)選為97wt %至IOOwt %，并且 最優(yōu)選為 98. 5wt % 至 99. 95wt %。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的水性懸浮體，其中所述礦物材料選自包含以下 的組：天然碳酸鈣（GCC)例如大理石、白堊、石灰石和/或方解石；沉淀碳酸鈣（PCC)例如文 石PCC、球文石PCC和/或方解石PCC，特別是柱狀、菱面體或偏三角面體PCC和其混合物。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的水性懸浮體，其中所述水性懸浮體的固含量按 所述水性懸浮體的總重量計為IOwt %至82wt %，優(yōu)選45wt %至82wt %，更優(yōu)選60wt %至 78wt %，并且最優(yōu)選70wt %至78wt %。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的水性懸浮體，其中所述礦物材料的重量中值 粒徑d5(!為0. 1 μ m至100 μ m、優(yōu)選0. 25 μ m至50 μ m、更優(yōu)選0. 3 μ m至5 μ m、并且最優(yōu)選 0· 4 μ m 至 3· 0 μ m〇
7. 根據(jù)權(quán)利要求