[发明专利](甲基)丙烯酸类聚合物在碳酸钙的水性悬浮液的制造方法中的用途

说明书

重质天然碳酸钙或GCC是通常用于涂料中旨在覆盖纸张并为其提供一定光学特性如不透明性的矿物颜料。这种碳酸钙起初以水性悬浮液的形式使用，这种形式比干燥粉末更易于运输、处理和倾析。之后，所述悬浮液被用于涂覆纸张的纸涂料的组合物中。

制造这种悬浮液的方法包括在水中在研磨助剂的存在下研磨所述碳酸钙，直至获得一定的粒度，即，一定的粒径分布。在该步骤的过程中，使用被称作“研磨助剂”的试剂，其功能是有助于机械研磨作用。其通常为通过传统的乳液聚合法或溶液聚合法获得的丙烯酸的均聚物或共聚物(特别参见文献FR 2 539 137、FR 2 683 536、FR 2 683 537、FR 2 683 538、FR 2 683 539、FR 2 683 532和FR 2 683 533)。

因此，通过排出水而增加该悬浮液中的干提取物(或相对于悬浮液总重量的碳酸钙干重的量)：该步骤的目的是形成尽可能富含矿物质的最终产物而对碳酸钙的粒度并无影响。

因此，重要的是随着时间的推移仍保留充足流动性的矿物质的水性悬浮液。研磨之后以及随后的8天之后，可以通过测量悬浮液的Brookfield^TM粘度而非常简单地理解该性能，条件是不搅拌该介质。通过这种方法展现出本领域技术人员试图避免的可能的粘度不一致性：这是本发明要解决的部分技术问题。

纳入本发明的另一限制是获得导致尽可能高的不透明度的碳酸钙悬浮液，该性能寻求用于涂布纸张。长期以来，已知不透明度与水性悬浮液中碳酸钙的某一单独粒径分布相关。该分布必须尽可能的“集中”，对于所得曲线(具有给定直径的颗粒的重量百分比作为直径的函数)的形状也称作“垂直”粒度分布。

粒径分布的“垂直度”和“集中度”由本领域技术人员公知的参数“斜率因子”f反映。该斜率因子等于直径小于直径d₁的颗粒的重量百分比与直径小于另一直径d₂的颗粒的重量百分比之间的比值，即：

f＝(d₁/d₂)＊100

斜率因子越高，粒径分布越“集中”，最终涂布纸的不透明度越好。该观点得到文献“Pigment concepts for improved paper and printproperties”(P.Burri，ATIP研讨会，2000年6月23日巡演(Tour))(特别是第4页)的高度支持。

也可引用文献WO 03/089524，虽然其涉及高岭土的水性悬浮液，但是其指出斜率因子100＊(d₃₀/d₇₀)至少等于39，这导致用所述高岭土制备的涂料涂布的纸具有改善的光学特性。

相似地，文献EP 0 894 836描述了GCC的水性悬浮液，其特征之一在于斜率因子(d₅₀/d₂₀)为1.5至2，优选1.5至1.75。考虑到斜率因子的特殊定义，本发明实际上集中指向窄的粒径分布：也指出最终产品的不透明度因此改善。

文献EP 1 579 070描述了两种碳酸盐颜料的混合物，其中至少一种碳酸盐颜料为斜率因子100＊(d₃₀/d₇₀)为30至45，优选35至45，非常优选37至45的GCC；包含这些混合物的涂布纸的不透明度因此而改善(参见表5)。

最后，文献WO 2007/031870描述了在水性介质中研磨沉淀碳酸钙或PCC与GCC，其中得到斜率因子100＊(d₃₀/d₇₀)超过30，优选40，非常优选45的共研磨颜料；最终纸的不透明度因此而升高(参见表2)。

起初需要研磨碳酸钙以获得高斜率因子，与此同时，本领域技术人员试图通过排出水的第二步骤最大化最终干提取物；该后述步骤特别耗费能量。理想地，因此需要研磨碳酸钙直至获得尽可能多的干提取物，从而最小化水蒸发步骤，同时保持高的斜率因子以提高(doping)涂布纸的不透明度。遗憾的是，这两种需求相互矛盾。

事实上，越多的碳酸钙被研磨成干提取物，斜率因子下降越多。这在文献WO 2004/026973中有清楚地记载，该文献指出(第2页，第6-8行)获得窄的GCC粒径分布与高的干提取物研磨相对立，因为后者明显导致细粒分数的增加，并因此使粒径分布变宽。试图不仅最小化最终浓缩步骤(即，初始研磨至尽可能高的浓度)同时最终还试图获得改善的不透明性(通过未因研磨至过高浓度而降低的高斜率因子)的本领域技术人员因此面临着不令人满意的折中情形。