[发明专利]甘油作为提高加入含水组合物的矿物质自分散特性试剂的用途

说明书

本发明描述了用于促进最初干磨并且意图用于含水组合物(如含水悬液、漆或涂料分散体)的某些矿物质(包括天然碳酸钙)的分散的技术方案。

本方案基于包含甘油和/或聚甘油的制剂在干磨步骤中的用途。由于甘油是得自可再生的得自非化石能源的资源，所以它符合“绿色化学”和“可持续发展”的概念。除了水分散的容易程度，所提出的方案使得在矿物质的水分散阶段中产生的泡沫显著减少，这在如含水漆和纸张涂料的应用中至关重要。

现今矿业是化学品的主要消耗者。化学品用于矿物质经历的转化/改性/加工的各种阶段。矿物质(包括天然碳酸钙)的干磨是这些步骤之一。

这种研磨在称为“研磨助剂”的试剂存在下进行，研磨助剂的作用是促进如上所述的研磨的机械作用。其以非常一般的方式存在于文献“Calcium Carbonate”(Verlag，2001)和“Beitrag zurder Wirkungsweise von Mahlhilfsmitteln”(Freiberger Forschungshefte，VEB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie，Leipzig，德国，1975)中。

关于这种添加剂的主题的现有技术特别丰富，其可分为三类：弱酸、弱碱和路易斯碱(Lewis base)。致力于弱酸的第一组包含甲酸、乙酸、乳酸、褐煤酸(lignitic acid)、己二酸、乳酸、脂肪酸以及尤其是棕榈酸和硬脂酸，还包含这些酸的一些盐如木质素磺酸盐。其说明见于文献WO 2005/063399和FR 2 203 670中。

第二组由弱碱组成。其尤其包括本领域技术人员熟知的醇胺，包括TIPA(三异丙醇胺)和TEA(三乙醇胺)。关于这点，可参考文献EP 0 510 890和GB 2 179 268。

路易斯碱是第三组干磨助剂，并且包含醇。其为乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、丙二醇和二丙二醇。例如，在其表1中，文献WO 2002/081 573和US 2003/019 399描述了二乙二醇作为干磨助剂的用途。文献WO 2005/071 003提到了相当于乙二醇的多元醇。文献WO 2005/026 252描述了可为三乙醇胺、聚丙二醇或者乙二醇的干磨试剂。

必需承认，即使今天这些基于二醇的产品也是最常用于天然碳酸钙干磨的产品，其中丙二醇(或者单丙二醇)应用最为广泛。事实上，这些添加剂因其在促进研磨过程中的效率以及其低成本而著称。

然而，这些产品并非不含挥发性有机化合物(VOC)。因此，由于一部分研磨助剂仍然固着在矿物颗粒的表面/被矿物颗粒的表面吸收，所以利用这些添加剂研磨的碳酸钙本身就是VOC的载体。在不再容许任何挥发性有机化合物调控的应用中，这种VOC组分对这种矿物质的使用构成了障碍。对于在水相(如漆)中的许多应用尤其如此。其中在欧盟指令1999/13/EC(Solvent Emission Directive)和2004/42/EC(Limitation of VOC emissions related to the use of solvents in decorative paints)中明确地限制了涉及漆的生产和使用的VOC排放量。

必须对该环境要求加以技术约束：为所述矿物质寻找在含水组合物中特有的自分散剂。具体地，这意味着在已经研磨之后，在某些情况下所述矿物质意图用于含水制剂的组合物；因此它必须分散于水中。例如，能够引入得自干磨步骤的天然碳酸钙的含水漆或纸张涂料分散体就是这种情况。

一旦将所述矿物质引入含水组合物中，就能够观察到，该所谓的自分散特性更加显著：

-在引入水中和混合的操作之后立即测量的两个粘度值尽可能地低，其表征良好的初始分散状态，

-以及在经过最短可能时间的过程中粘度的演变，反映由此生成的含水组合物的良好的流变学稳定性。

这种要求见于所述矿物质在含水介质中的所有应用中：例如含水悬液、漆和纸张涂料分散体就是这种情况。对于这种要求，必须限制在矿物质在水中分散的过程中(尤其是由于介质的搅拌的影响)出现的发泡现象。除了其难看的外观之外，这种泡沫是稳定性问题和相分离问题的来源、尤其是关于含水漆和纸张涂料分散体引入得自干磨步骤的碳酸钙。

此外，进行目的在于提高得自干磨步骤的矿物质在含水介质中的自分散特性的研究，本申请人已经开发了包含甘油和/或聚甘油的制剂作为所述矿物质的干磨试剂的用途。