[发明专利]碳酸钙的脱水方法

说明书

发明领域

本发明涉及碳酸钙含水浆料的脱水。更具体而言，本发明涉及对文石型沉淀碳酸钙(aragonitic precipitated calcium carbonate)含水浆料脱水时非离子表面活性剂的使用。

使用本发明的非离子表面活性剂脱水后的碳酸钙浆料具有较高重量百分比的固相，分散剂用量降低，而生产率提高。

发明背景

在生产高光泽纸时，原纸要涂覆白色颜料。白色颜料包括滑石、白土、研磨碳酸钙(GCC)和沉淀碳酸钙(PCC)。

沉淀碳酸钙胜过研磨碳酸钙的一个主要优点在于，它可能得到较小的平均颗粒尺寸，并有适当的比表面积(SSA)，而超细研磨的碳酸钙具有(i)用于研磨的高能耗成本和(ii)由固相颗粒形貌引起的最终产物比表面积较高。细沉淀碳酸钙是指其平均颗粒尺寸大约在1.6微米以下的沉淀碳酸钙，由于细沉淀碳酸钙浓度太低而无法用于纸张涂覆。因此，需要浓缩沉淀碳酸钙的含水浆料或去除该浆料中的水以提供约有65％或更高重量百分比的固相的沉淀碳酸钙浆料。

当使用真空设备进行碳酸钙脱水时产生了许多问题。例如，在生产纸张过程中会发生真空脱水机的阻塞。一般要关闭真空机，用水清洗以便清除阻塞物。停机要增加生产纸张的总成本。采用鼓风循环进行碳酸钙干燥的脱水工艺时也遇到了类似的问题。

例如，当鼓风机用于进行滤饼中固相重量百分比高于65％和平均颗粒尺寸低于或等于1.6微米的碳酸钙产物的脱水时，需要更有效的鼓风循环来高效率地进行碳酸钙脱水。现有的鼓风系统不足以将平均颗粒尺寸小的碳酸钙产物脱水至所需的固相(cake solid)比例。

因此，对于任何现有技术而言，存在一种新的具有出人意料效果的脱除碳酸钙浆料中水的方法，其中最终产物中滤饼固相(cake solid)比例和平均颗粒尺寸是重要因素。

相关现有技术

欧洲专利申请O 381 262 A2公开了一种非水液体清洗剂，它包含了一种液态表面活性剂和一种悬浮在液体中的颗粒固体助洗剂。据称此产品适用于清洗纺织品。

日本专利申请公开平2-277541公开了一种制备碳酸钙含水分散体的方法，由此，通过在有非离子表面活性剂存在时使用丙烯酸分散剂，可在水中将重量百分比至少为60％的高浓度碳酸钙分散。通过鼓入二氧化碳可将已得到的分散体的pH值调整在8至9之间。

日本专利申请公开昭60-185892公开了一种用于纸张涂覆的组合物，它包括一种含有大于或等于50％重量的碳酸钙的颜料，乳胶以及(1)浊点大于或等于90℃的0.5-5份重量的非离子表面活性剂和(2)浊点大于或等于60℃的0.5-5份重量的有机聚硅氧烷，以所述乳液的固相含量为100份重量计。

日本专利申请公开平7-48793公开了用于碳酸钙浆料脱水的促进剂，它包含至少一种非离子表面活性剂和聚氧乙烯-聚氧丙烯缩合物的有效组分。据称使用这些化学物质进行碳酸钙浆料的脱水时，脱水的效果较好，真空脱水机的阻塞较少发生，生产率得到明显提高。

尽管在本领域已经了解了各种碳酸钙浆料脱水方法以及各种化学脱水促进剂，但是有关技术中没有公开通过使用非离子表面活性剂进行文石型沉淀碳酸钙涂覆颜料脱水的方法，此时重要的是最终产物中较高的滤饼固相比例和小的平均颗粒尺寸。

发明概述

本发明包括在进行文石型沉淀碳酸钙脱水时的非离子表面活性剂的使用，文石型沉淀碳酸钙的平均颗粒尺寸为小于或等于1.6微米，脱水后使其固相重量百分比大于或等于65％重量。

因此，本发明的一个目的是提供一种在鼓风式脱水系统中使用非离子表面活性剂进行碳酸钙浆料脱水的方法。本发明的另一个目的是提供一种制备高比例固相的最终沉淀碳酸钙的方法。本发明的又一个目的是提供一种制备最终产物的平均颗粒尺寸小于或等于1.6微米的文石型沉淀碳酸钙的方法。本发明的再一个的目的是提供一种导致生产率增加的脱水方法。本发明的再又一个目的是提供一种文石型沉淀碳酸钙的分散体，它能减少分散剂的使用量。通过进一步参考发明概述和下面的发明详述，本发明的这些目的和其他目的会变得更加明显。

发明详述