[发明专利]通过至少一种单价试剂和至少一种二价试剂中和水溶性丙烯酸类聚合物的方法及所获得的聚合物

说明书

本发明涉及通过至少一种单价试剂和至少一种二价试剂来中和水溶性丙烯酸类聚合物的特定方法，其中所述试剂预先混合在水溶液中。该技术产生清澈的聚合物和低多分散性指数(polymolecularity index)，这不同于不可同时获得这两种性质的现有技术。

矿物工业是化学制品的主要消费者。在矿物材料经历各种转化/改性/处理步骤期间使用这些化学制品。因而，对天然或合成碳酸钙进行多种所谓的在干或湿介质中的“研磨”操作(减小颗粒的粒度)，或者所谓的“分散”操作(使颗粒悬浮在液体中)。

通过分别使用其作用在于促进颗粒磨擦和破碎的机械作用的研磨剂和其功能包括在向其加入矿物材料时使悬浮体的粘度保持在可接受范围内的分散剂，使得这两种作用更容易。

现有技术在提及这类添加剂时特别详细。多年来，已知的是，丙烯酸均聚物构成有助于在湿介质中分散或研磨碳酸钙的有效试剂。为了参照，可以提及的文件有FR 2 539 137、FR 2 683 536、FR 2 683 537、FR 2 683 538、FR 2 683 539和FR 2 802 830。

对于相同类型的应用，使丙烯酸与另一羧基单体如甲基丙烯酸或马来酸酐，和/或与另一不具有羧基官能团的烯键式不饱和单体如丙烯酸酯共聚也是有益的：这些变化方案也见述于先前的文件中。也可以使丙烯酸与如文件FR 2 900 411中所指出的阳离子型单体聚合。

同样，如何使丙烯酸与通式为R-X-R′的非离子型单体共聚也是已知的：R表示可聚合的键，X为烷氧基化基团，R′为在一定程度上疏水的芳基和/或烷基端基。在其有效地分散和研磨碳酸钙的能力之外，这些聚合物为使用所述碳酸盐的最终产物贡献另外的性质：这些聚合物尤其受到基团R′的性质的影响。在这一方面，可以提及的文件有FR 2 810 261、FR 2 846 978、FR 2 846 972、FR 2 893 031、FR 2 913 426和FR 2 913 420。

已知的是，水溶性聚合物的多分散性指数也是使得可以优化其一些性能的参数，特别是在分散矿物材料方面而言。这在文件“Synthesis and Characterization of Poly(acrylic acid)Produced by RAFT Polymerization.Application as a Very Efficient Dispersant of CaCO₃，Kaolin，and TiO₂”(Macromolecules，36(9)，3066-3077，2003)和“Dispersion of calcite by poly(sodium acrylate)prepared by reversible addition-fragmentation chain transfer(RAFT)polymerization”(Polymer(2005)，46(19)，8565-8572)中有报道。该多分散性指数尤其是使用如文件WO 02/070571和WO 2005/095466中所述的所谓“活性”聚合技术获得。

还已知的是，特定丙烯酸类聚合物的分子量的选择可以在用于在湿介质中制备碳酸钙的某些具体方法中改善所述方法的功效：例如，专利EP 1 248 821中强调了具有高分子量的羧基聚合物，以分散显著量的碳酸钙，该碳酸钙衍生自无聚合物时的低浓度研磨步骤。同时，专利FR 2 514 746描述了一种所谓的“分段”方法，使得可以根据所讨论试剂的选定应用来选择具有给定长度的聚合物链。

独立于这些用于改善基于丙烯酸的分散剂或研磨剂的实用性质的多种选项(选择共聚单体、聚合技术、控制分子量)，这是本领域技术人员对其都特别敏感的特性：所述聚合物的中和性质。尤其是由于中和在以上所引用的所有专利中总是被要求保护的事实，这种敏感性是可见的。

以非常特定的方式，已经示出了某些中和剂的具体选择导致了明显改善的实用性质。据此，文件EP 0 100 948示出了通过使用钠和钙离子的组合进行中和的益处。同时，随后的一批专利(FR 2 683 538和FR 2 683 539)强调了镁/钠离子配对。最后，依赖基于单价试剂(优选钠)和至少一种二价试剂(优选钙或镁)的联合作用的部分中和(并非所有的羧基位点都被中和)的最近一批专利(EP 1 347 834和EP 1 347 835)是已知的。