Spôsoby prípravy vodných suspenzií minerálnych látok použitím amínov v kombinácii s vinyl-karboxylovými polymérmi

Číslo patentu: E 15326

Dátum: 19.11.2010

Autori: Rentsch Samuel, Gane Patrick, Buru Matthias

Je ešte 16 strán.

Pozerať všetko strany alebo stiahnuť PDF súbor.

Text

Pozerať všetko

Spôsob prípravy vodných suspenzíí minerálnych látok použitím amínov v kombinácii0001 Predkladaný vynález sa týka prostriedkov, používaných na dispergáciu alebo akopomocných prostriedkov na mletie minerálnych látok vo vlhkom prostredi.0002 Umožňuje odborníkovi minimalizovať množstvo vinyl-karboxylových polymérov,obvykle používaných pri týchto operáciách, bez toho aby sa tým zmenila stabilita a suchý extrakt (sušina) takto vyrábaných vodných suspenzíí minerálnych látok. Tento vynález spočíva vpoužití amínov vkombinácii suvedenými vinyl-karboxylovými polymérmi. Prekvapívo a výhodne sa tak dosahuje zníženie množstva používaných vinyl-karboxylových polymérov za zachovania vyššie uvedených vlastností na úrovni aspoň ekvivalentnej hodnotám dosahovanýmbez prídavku amínov za podmienok špeciñkovaných týmto vynálezom.0003 Priemysel minerálnych látok spotrebováva veľké nmožstvo chemických produktov. Používajú sa vrôznych stupňoch transformácie/modifikácie/úpravy, ktorými minerálne látky prechádzajú. Tak vprípade uhličitanu vápenatého prírodného alebo syntetického pôvodu uskutočňuje odborník početné operácie nazývané mletie (redukcia granulometríckej veľkosti častíc) za sucha alebo častejšie vo vlhkom prostredí, alebo dispergácia (suspendovanie častíc0004 Na uľahčenie týchto dvoch operácií sa používajú pomocné mlecíe prostriedky, resp. dispergátory. Úlohou mlecích prostriedkov je znížiť medzu tečenia suspenzie počas operácie mletia, a to tak, aby sa zvýšila produktivita mlecieho zariadenia uľahčuje sa tak mechanické pôsobenie oteru a fragmentácia častíc. Pokiaľ ide o dispergátory, umožňujú udržiavať viskozitu suspenzie počas privádzania minerálnych látok v prijateľnom rozmedzí to umožňuje zvýšiť sušinu za zachovania úrovne viskozity dostatočne nizko, aby bolo možné so suspenzioumanipulovať a uchovávať ju bez nebezpečenstva sedimentácie.0005 Doterajší stav techniky je ohľadne takýchto prísad zvlášť bohatý. Už mnoho rokov je známe, že homopolyméry kyseliny akrylovej tvoria účinné pomocné prostriedky na dispergáciu alebo mletie uhličitanu vápenatého vo vlhkom prostredí. Podrobnejšie informácie je možné nájsť v dokumentoch FR 2 539 137 A 1, FR 2 683 536 Al, FR 2 683 537 A 1, FR 2 683 538 A 1, 10FR 2 683 539 Al a FR 2 802 830 Al, FR 2 818 165 Al, ktoré ilustrujú početné varianty týchtohomopolymérov, pokiaľ ide o ich molekulovú hmotnosť a ich neutralizáciu.0006 Pre rovnaký typ aplikácie je taktiež zaujímavé kopolymérovať kyselinu akrylovú s iným karboxylovým monomérom, ako je napríklad kyselina metakrylová alebo kyselina maleínová(na túto tému vid dokumenty EP 0850 685 A 1 a FR 2 903 618 Al) a/alebo s iným etylenicky nenasýteným monomérom, ale bez karboxylovej funkcie, ako je ester kyseliny (met)akrylovejtento posledný variant je opísaný v dokumentoch uvedených v predchádzajúcom odseku.0007 Z hľadiska legislatívy a environmentálnych požiadaviek zostáva teda za tejto situácie pre odborníka prioritou znižovanie množstva používaného polyméru, pokiaľ sa na úrovni dosahovaných parametrov vyrovnáva dosiaľ dosahovaným hodnotárn. Z týchto parametrov sa preferuje najmä stabilita vyrábaných vodných suspenzií, ako sa stanovuje meraním viskozity Brookñeldm v rôznych časových bodoch, a konečná sušina, vyjadrovaná v sušinyminerálnych látok, vztiałmuté na celkovú hmotnosť týchto suspenzíí.0008 V tomto ohľade opisuje dokument FR 2 894 846 Al použitie fluorovaných zlúčenín so známymi polyakrylátmí, ktoré tak umožňuje znížiť ich dávku v procesoch dispergácie a mletia minerálnych látok. Avšak uvedené fluorované zlúčeniny zostávajú vzácnymi a drahýmiproduktami, ktoré dokonca samy môžu mať negatívny dopad na životné prostredie.0009 Je taktiež známe, že znižovanie indexu polydisperzity dodáva akrylovým polymerom zlepšené vlastnosti pri díspergácii a pri podpore mletia. Jedna metóda k tomuto cieľu spočíva v tom, že sa pre daný polymér izolujú reťazce s určitou molekulovou hmotnosťou statickými alebo dynamickýrni separačnými metódami v prítomnosti rozpúšťadíel, ako je opísané v dokumente EP 0 499 267 Al. Ďalšia metóda spočíva v použití takzvanej kontrolovaneý radikálovej polymerizácie (PRC). Tento termín sa vzťahuje na postupy syntézy založenej na použití konkrétnych prenášačov reťazca, ako sú xantáty alebo tritiokarbonáty (viď dokumenty EP 1 529 065 A 1 a EP l 377 615 A 1).0010 Znižovanim indexu polydispeizity vyrábaných akrylových polymérov sa zvyšuje ich schopnosť dispergovať minerálnu látku vo vode alebo uľahčovať jej mletie. To je opisané najmä v dokumentoch Díspersion of calcite by poly(sodium acrylate) prepared by Reversible Addition-Fragmentation chain Transfer (RAFT) polymerization (Polymer (2005), 46(19), pp. 8565-8572) a Synthesis and Characterization of Po 1 y(acrylic acíd) Produced by RAFTPolymerizatíon. Application as a Very Efficient Dispersant of CaCO 3, Kaolin, and TiOz0011 Avšak naposledy uvedené riešenia, založené na metódach separácie alebo PRC, sa niekedy obťažne realizujú vyžadujú špecifické zariadenie, ktorým nutne nedisponuje každá priemyselná jednotka. Konečne francúzska patentová prihláška FR 2 940 141 sa týka neutralizácie polyakrylátov hydroxidom lítnym, umožňujúcej znížiť množstvo polyméru na dispergáciu a/alebo uľahčenie mletia uhličitanu vápenatého vo vode. Avšak, hydroxid lítny,ktorý je taktiež predmetom patentovej prihlášky W 0 2010/063757, je nesmieme nákladná zlúčenina, ktorá nie je bez závažných následkov na životné prostredie (viď predpisy týkajúce sarecyklácie tejto zlúčeniny ).0012 Navrhnúť jednoduché riešenie, umožňujúce zlepšit parametre doterajších polyakrylátov ako dispergátorov a pomocných prostriedkov na mletie minerálnych látok vo vodnom prostredí,t.j. umožňujúce znížiť ich množstvo pri ekvivalentnej úrovni parametrov, je dosiaľ uspokojivo0013 Na základe svojho výskumu v tejto oblasti došiel prihlasovateľ k vynájdeniu spôsobu výroby vodnej suspenzie minerálnej látky dispergovaním a/alebo mletim v prítomnosti aspoň jedného amínu a aspoň jedného vinylkarboxylového polyméru ako prostriedku umožňujúceho znížiť množstvo uvedeného polyméru, pričom tento polymér je kompletne neutralizovanýčinidlom iným než uvedený amín.0014 Celkom neočakávane táto kombinácia amínu a vinylkarboxylového polyméru umožňuje dispergovať minerálnu látku vo vodnom prostredí a/alebo uľahčiť jej mletie účinnejšie než akrylový polymér použitý bez amínu. Ukazuje sa, že pre úroveň parametrov prinajmenšom ekvivalentnú (pokiaľ ide o sušinu a viskozitu BrookñeldTM meranú pri 10 otáčkach za minútu, a to pre danú granulometriu), sa podľa vynálezu dosahuje zníženie množstva použitého0015 Príkladom amínu, používaného podľa vynálezu, je AMP (2-a 1 nino-2-metyl-1-propanol CAS No. 124-68-5). Ďalej majú amíny používané podľa výhodného variantu vynálezu konkrétny Vzorec (I), ktorý bude uvedený ďalej. Ukazuje sa teda, že sú účinnej šie než AMP pri zlepšovani účinnosti disperzného systému podľa vyššie uvedených parametrov. Uvádza sa Okrem toho, že tieto amíny vzorca (I) sú už známe, najmä ako prostriedky umožňujúce vyvíjať farebnosť náteru (viď dokument W 0 2009 / 087330 Al).0016 Vdoterajšom stave techniky bol AMP už použitý s akrylovým polymérom na díspergovanie minerálnej látky. Je možné odkázať na dokument US 4 370 171 A 1, ktorý opisuje kombináciu určitých alkanolamínov s akrylovými polymérmi za účelom dispergácie uhličitanu vápenatého. Podľa príldadu 1 tohto dokumentu je možné konštatovať, že nárokovaná kombinácia spočíva v skutočnosti vpredbežnom zmiešaní neneutralizovaného akrylového dispergátora s alkanolamínom vtomto zmysle je kyslý dispergátor neutralizovaný alkanolamínom. To nie je prípad nášho vynálezu, kde je polymér kompletne neutralizovanýčinidlom iným než amín.0017 Navyše nič v dokumente US 4 370 171 A 1 nenaznačuje, že by opísané alkanolamíny umožňovalí znížiť množstvo akrylového polyméru bez dopadu na parametre disperzného systému. Okrem toho hmotnostné pomery alkanolamínzdispergátor sú vtomto dokumente v rozmedzí od 0,51 do 1,521 to neopisuje ani nenaznačuje preferovaný pomer podľa nášho vynálezu, ktorý je v rozmedzí od 0,051 do 0,351. Konečne podľa ďalšieho výhodného znaku nášho vynálezu, ktorý nie je opísaný v stave techniky ani z neho nevyplýva, vedú zlúčeniny vzorca (I) k zvlášť zaujímavým parametrom, pokiaľ ide o sušínu a reológiu vyrábanýchvodných suspenzií. 0018 Prvým predmetom vynálezu je teda spôsob prípravy vodnej suspenzie minerálnej látky,zahmujúci stupnea) poskytnutia aspoň jednej minerálnej látky, b) prípravy vodnej suspenzie obsahujúcej aspoň minerálnu látku zo stupňa a), c) mletia minerálnej látky z vodnej suspenzie zo stupňa b), d) a prípadne triedenia a/alebo zahustenia vodnej suspenzie zo stupňa c) predktorý je charakterizovaný tým, že sa pridáva aspoň jeden amín a jeden vinylkarboxylový polymér, kompletne neutralizovaný neutralizačným čínidlom odlišným od amínu, medzi stupňami a) a/alebo b) a/alebo c) alebo počas stupňa c) alebo po stupni c) počas dispergovaniazískaného koncentrátu alebo po ňom.0019 Prípravou vodnej suspenzie obsahujúcej aspoň minerálnu látku sa v tejto patentovej prihláške rozumie vytvorenie vodnej suspenzie pridávaním minerálnej látky do vody zamiešania sprídavkom alebo bez prídavku dispergátorov až do získania sušiny, vyjadrené

MPK / Značky

MPK: C09C 1/02

Značky: vinyl-karboxylovými, amínov, suspenzií, minerálnych, látok, přípravy, použitím, vodných, polymérmi, spôsoby, kombinácii

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/24-e15326-sposoby-pripravy-vodnych-suspenzii-mineralnych-latok-pouzitim-aminov-v-kombinacii-s-vinyl-karboxylovymi-polymermi.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Spôsoby prípravy vodných suspenzií minerálnych látok použitím amínov v kombinácii s vinyl-karboxylovými polymérmi</a>

Podobne patenty