RU2519459C2 - Применение полиэтилениминов как добавки в водных суспензиях материалов, включающих карбонат кальция - Google Patents
Применение полиэтилениминов как добавки в водных суспензиях материалов, включающих карбонат кальция Download PDFInfo
- Publication number
- RU2519459C2 RU2519459C2 RU2012136442/05A RU2012136442A RU2519459C2 RU 2519459 C2 RU2519459 C2 RU 2519459C2 RU 2012136442/05 A RU2012136442/05 A RU 2012136442/05A RU 2012136442 A RU2012136442 A RU 2012136442A RU 2519459 C2 RU2519459 C2 RU 2519459C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- suspension
- polyethyleneimine
- calcium carbonate
- use according
- conductivity
- Prior art date
Links
- 229920002873 Polyethylenimine Polymers 0.000 title claims abstract description 109
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 title claims abstract description 99
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 47
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 38
- 239000007900 aqueous suspension Substances 0.000 title claims abstract description 18
- 239000000654 additive Substances 0.000 title claims description 35
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 title claims description 15
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims abstract description 117
- 230000008859 change Effects 0.000 claims abstract description 12
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 15
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 claims description 10
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 claims description 10
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 claims description 10
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 claims description 10
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 claims description 9
- FAGUFWYHJQFNRV-UHFFFAOYSA-N tetraethylenepentamine Chemical compound NCCNCCNCCNCCN FAGUFWYHJQFNRV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 150000003141 primary amines Chemical class 0.000 claims description 6
- 150000003335 secondary amines Chemical class 0.000 claims description 6
- VILCJCGEZXAXTO-UHFFFAOYSA-N 2,2,2-tetramine Chemical compound NCCNCCNCCN VILCJCGEZXAXTO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- IAYPIBMASNFSPL-UHFFFAOYSA-N Ethylene oxide Chemical group C1CO1 IAYPIBMASNFSPL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- LSHROXHEILXKHM-UHFFFAOYSA-N n'-[2-[2-[2-(2-aminoethylamino)ethylamino]ethylamino]ethyl]ethane-1,2-diamine Chemical compound NCCNCCNCCNCCNCCN LSHROXHEILXKHM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 4
- 238000007046 ethoxylation reaction Methods 0.000 claims description 4
- 238000009837 dry grinding Methods 0.000 claims description 3
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 3
- 125000002843 carboxylic acid group Chemical group 0.000 claims description 2
- 239000003973 paint Substances 0.000 claims description 2
- 229940088417 precipitated calcium carbonate Drugs 0.000 claims description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims 1
- 125000001302 tertiary amino group Chemical group 0.000 claims 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 15
- NOWKCMXCCJGMRR-UHFFFAOYSA-N Aziridine Chemical compound C1CN1 NOWKCMXCCJGMRR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 10
- -1 hydroxide ions Chemical class 0.000 description 9
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 5
- 239000000047 product Substances 0.000 description 5
- 150000003512 tertiary amines Chemical class 0.000 description 5
- PIICEJLVQHRZGT-UHFFFAOYSA-N Ethylenediamine Chemical compound NCCN PIICEJLVQHRZGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 125000002947 alkylene group Chemical group 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 229920001601 polyetherimide Polymers 0.000 description 4
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 4
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 3
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 3
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 3
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 3
- 229960001124 trientine Drugs 0.000 description 3
- HZAXFHJVJLSVMW-UHFFFAOYSA-N 2-Aminoethan-1-ol Chemical compound NCCO HZAXFHJVJLSVMW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OPKOKAMJFNKNAS-UHFFFAOYSA-N N-methylethanolamine Chemical compound CNCCO OPKOKAMJFNKNAS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GOOHAUXETOMSMM-UHFFFAOYSA-N Propylene oxide Chemical compound CC1CO1 GOOHAUXETOMSMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003377 acid catalyst Substances 0.000 description 2
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 2
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 150000001735 carboxylic acids Chemical class 0.000 description 2
- ZBCBWPMODOFKDW-UHFFFAOYSA-N diethanolamine Chemical compound OCCNCCO ZBCBWPMODOFKDW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
- 229920001519 homopolymer Polymers 0.000 description 2
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L potassium carbonate Chemical compound [K+].[K+].[O-]C([O-])=O BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 2
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021532 Calcite Inorganic materials 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000013162 Cocos nucifera Nutrition 0.000 description 1
- 244000060011 Cocos nucifera Species 0.000 description 1
- OIFBSDVPJOWBCH-UHFFFAOYSA-N Diethyl carbonate Chemical compound CCOC(=O)OCC OIFBSDVPJOWBCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N Ethylene carbonate Chemical compound O=C1OCCO1 KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- VMHLLURERBWHNL-UHFFFAOYSA-M Sodium acetate Chemical compound [Na+].CC([O-])=O VMHLLURERBWHNL-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- UIIMBOGNXHQVGW-DEQYMQKBSA-M Sodium bicarbonate-14C Chemical compound [Na+].O[14C]([O-])=O UIIMBOGNXHQVGW-DEQYMQKBSA-M 0.000 description 1
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N Triethanolamine Chemical compound OCCN(CCO)CCO GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910006501 ZrSiO Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007171 acid catalysis Methods 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 150000008044 alkali metal hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 230000003113 alkalizing effect Effects 0.000 description 1
- 150000001408 amides Chemical class 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000908 ammonium hydroxide Substances 0.000 description 1
- 238000000149 argon plasma sintering Methods 0.000 description 1
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 239000007853 buffer solution Substances 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 239000012482 calibration solution Substances 0.000 description 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-N carbonic acid Chemical compound OC(O)=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 150000001732 carboxylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N dimethyl carbonate Chemical compound COC(=O)OC IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 229920000578 graft copolymer Polymers 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L magnesium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Mg+2] VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000000347 magnesium hydroxide Substances 0.000 description 1
- 229910001862 magnesium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010979 pH adjustment Methods 0.000 description 1
- 238000001139 pH measurement Methods 0.000 description 1
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 description 1
- 150000003013 phosphoric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 1
- 229920000962 poly(amidoamine) Polymers 0.000 description 1
- 229920000058 polyacrylate Polymers 0.000 description 1
- 229920000768 polyamine Polymers 0.000 description 1
- 229910000027 potassium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011181 potassium carbonates Nutrition 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N propylene carbonate Chemical compound CC1COC(=O)O1 RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001632 sodium acetate Substances 0.000 description 1
- 235000017281 sodium acetate Nutrition 0.000 description 1
- 159000000000 sodium salts Chemical class 0.000 description 1
- 235000019832 sodium triphosphate Nutrition 0.000 description 1
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
- 238000004448 titration Methods 0.000 description 1
- LWIHDJKSTIGBAC-UHFFFAOYSA-K tripotassium phosphate Chemical class [K+].[K+].[K+].[O-]P([O-])([O-])=O LWIHDJKSTIGBAC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- RYFMWSXOAZQYPI-UHFFFAOYSA-K trisodium phosphate Chemical class [Na+].[Na+].[Na+].[O-]P([O-])([O-])=O RYFMWSXOAZQYPI-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 1
- 238000001238 wet grinding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K5/00—Use of organic ingredients
- C08K5/16—Nitrogen-containing compounds
- C08K5/17—Amines; Quaternary ammonium compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
- C09C1/00—Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
- C09C1/02—Compounds of alkaline earth metals or magnesium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
- C01F11/00—Compounds of calcium, strontium, or barium
- C01F11/02—Oxides or hydroxides
- C01F11/04—Oxides or hydroxides by thermal decomposition
- C01F11/06—Oxides or hydroxides by thermal decomposition of carbonates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
- C08K3/24—Acids; Salts thereof
- C08K3/26—Carbonates; Bicarbonates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
- C09C1/00—Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
- C09C1/02—Compounds of alkaline earth metals or magnesium
- C09C1/021—Calcium carbonates
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H17/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
- D21H17/03—Non-macromolecular organic compounds
- D21H17/05—Non-macromolecular organic compounds containing elements other than carbon and hydrogen only
- D21H17/07—Nitrogen-containing compounds
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H17/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
- D21H17/63—Inorganic compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/60—Particles characterised by their size
- C01P2004/61—Micrometer sized, i.e. from 1-100 micrometer
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
- C01P2006/10—Solid density
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
- C01P2006/22—Rheological behaviour as dispersion, e.g. viscosity, sedimentation stability
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
- C01P2006/40—Electric properties
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
- C08K3/24—Acids; Salts thereof
- C08K3/26—Carbonates; Bicarbonates
- C08K2003/265—Calcium, strontium or barium carbonate
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
- Paper (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)
- Colloid Chemistry (AREA)
- Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)
Abstract
Изобретение может быть использовано в лакокрасочной промышленности, в производстве бумаги. По меньшей мере один полиэтиленимин может быть добавлен к водной суспензии, имеющей pH между 8,5 и 11 и содержащей по меньшей мере один материал, включающий карбонат кальция, в количестве от 25 до 62% об. в расчете на общий объем суспензии, для повышения pH суспензии по меньшей мере на 0,3 единицы pH. При этом изменение проводимости суспензии составляет не более чем 100 мкС/см на единицу pH. Полиэтиленимин добавляют к указанной суспензии в количестве от 500 до 15000 мг на литр водной фазы указанной суспензии. Изобретение позволяет повысить стабильность электропроводимости суспензии карбоната кальция. 3 н. и 20 з.п. ф-лы, 3 табл., 1 пр.
Description
Настоящее изобретение относится к технической области водных суспензий материалов, включающих карбонат кальция, и добавляемых в них добавок.
При приготовлении водных суспензий материалов, включающих карбонат кальция, специалисту часто требуется выбрать и ввести добавки для того, чтобы регулировать одну или несколько характеристик этой суспензии.
При выборе такой добавки специалист должен иметь в виду, что эта добавка должна оставаться рентабельной и не должна приводить впоследствии к нежелательным взаимодействиям или эффектам во время транспортировки, переработки и применения этой суспензии.
В числе соображений, к которым редко обращается специалист, но которые заявитель полагал важными, имеется выбор добавки, которая не вызывает значительного изменения, а именно повышения электропроводности суспензии материала, содержащего карбонат кальция.
Действительно, может быть выгодно регулировать аспекты обработки и транспортировки такой суспензии, основываясь на измерениях электропроводности суспензии.
Например, скорость потока такой суспензии через определенный проход или агрегат может регулироваться в соответствии с выполненными измерениями проводимости этой суспензии. В публикации, озаглавленной "A Conductance Based Solids Concentration Sensor for Large Diameter Slurry Pipelines" Klausner F. et al. (J. Fluid Eng./Volume 122/Issue 4/Technical Papers), описано инструментальное измерение концентрации твердых веществ во взвеси, проходящей через трубопроводы заданного диаметра, на основании измерений проводимости. Основываясь на этих измерениях проводимости, можно получить графическое изображение, показывающее вариации концентрации взвеси от верха до низа трубопровода, а также усредненную по площади динамику изменения концентрации.
Подобным образом можно управлять степенью заполнения контейнера путем детектирования проводимости на заданной высоте по длине стенки контейнера.
Однако для того, чтобы использовать такие системы регулирования, основанные на измерении электропроводности, и получить выгоду от таких систем, специалист оказывается перед сложной проблемой выбора добавок, должных выполнять одну или несколько функций, которые не вызывают параллельно значительных вариаций величины электропроводности.
Среди функций добавок, используемых в суспензиях материала, включающего карбонат кальция, есть корректировка рН суспензии, будь то подкислением, нейтрализацией или защелачиванием этой суспензии.
Подщелачивание суспензии особенно требуется для того, чтобы соответствовать рН среды применения, в которую вводится суспензия, или при приготовлении для добавления чувствительных к рН добавок. Стадия повышения рН может также служить для дезинфекции или поддержки дезинфекции суспензии. Корректировка рН может быть необходимой для того, чтобы избежать нежелательного растворения карбоната кальция при контакте с кислотной средой при переработке.
Такие корректирующие рН добавки, используемые в водных суспензиях материалов, включающих карбонат кальция, доступны специалистам и многочисленны.
Первой группой добавок, которые могут быть использованы для повышения рН водных суспензий материалов, включающих кальций, являются гидроксидсодержащие добавки, в особенности гидроксиды щелочных и щелочноземельных металлов.
Например, US 6991705 относится к повышению щелочности суспензии пульпы, которая может включать карбонат кальция, комбинацией подачи гидроксида щелочного металла, такого как гидроксид натрия, и подачи диоксида углерода.
Гидроксид калия, гидроксид магния и гидроксид аммония являются другими такими добавками, используемыми для регулирования рН суспензии ОКК в интервале от 10 до 13, как упомянуто в ЕР 1 795 502.
Второй группой добавок, которые могут быть использованы для повышения рН водных суспензий материалов, включающих карбонат кальция, являются добавки, которые не содержат гидроксид-ионов, но генерируют такие ионы при реакции с водой.
Такими добавками могут быть соли, такие как натриевые соли слабых кислот. Примеры добавок этого типа могут включать ацетат натрия, бикарбонат натрия, карбонат калия и щелочные фосфаты (такие как триполифосфаты, ортофосфаты натрия и/или калия).
Следующей возможностью является применение добавок на основе азота, включающих, например, аммиак, амины и амиды, для того чтобы повысить рН суспензий материалов, включающих карбонат кальция. А именно они могут включать первичные, вторичные и/или третичные амины. Алканоламины, используемые для повышения рН суспензии, включают, например, моноэтаноламин (МЭА), диэтаноламин (ДЭА) и метиламиноэтанол (МАЭ).
Все вышеприведенные добавки повышают рН водной суспензии согласно общему механизму, который заключается в доставке в суспензию или создании в суспензии вследствие реакции с водой гидроксид-ионов.
Из литературы известно, что повышение концентрации гидроксидных ионов в щелочных условиях приводит параллельно к повышению проводимости ("Analitikum", 5th Edition, 1981, VEB Deutsche Verlag for Grundstoffindustrie, Leipzig, page 185-186, относящиеся к "Konduktometroische Titration").
Получив вышеприведенные общеизвестные знания, документированные в литературе, вместе с подтверждающими свидетельствами того, что щелочные и щелочноземельные гидроксиды, а также амины, такие как триэтаноламин, вызывают значительное повышение проводимости параллельно с повышением рН водной суспензии материалов, включающих карбонат кальция, как показано здесь ниже в разделе "Примеры", специалист не мог бы ожидать, что конкретный регулирующий рН агент, который повышает рН суспензии согласно такому же механизму, как эти добавки, т.е. в результате ввода гидроксидных ионов в суспензию, будет вызывать лишь минимальное увеличение проводимости.
Поэтому было полностью неожиданным и противоречащим ожиданиям, основывающимся на обычных добавках, использовавшихся для повышения рН, что заявитель установил, что полиэтиленимины (ПЭИ) могут быть использованы в качестве добавки в водной суспензии, имеющей рН между 8,5 и 11 и содержащей от 25 до 62% об. по меньшей мере одного материала, включающего карбонат кальция, для того чтобы повысить рН суспензии по меньшей мере на 0,3 единицы рН, сохраняя в то же время проводимость суспензии в пределах 100 мкС/см на единицу рН.
Поэтому первый аспект настоящего изобретения относится к применению по меньшей мере одного полиэтиленимина в качестве добавки в водную суспензию, содержащую от 25 до 62% об. в расчете на общий объем суспензии по меньшей мере одного включающего карбонат кальция вещества и имеющую рН между 8,5 и 11, для повышения рН суспензии по меньшей мере на 0,3 единицы рН, при котором изменение проводимости суспензии составляет не более, чем 100 мкС/см на единицу рН.
"Проводимость" согласно настоящему описанию будет означать электопроводность водной суспензии материала, включающего карбонат кальция, при измерении согласно методу измерения, определенному здесь ниже в разделе "Примеры".
Для целей настоящего изобретения рН должен быть измерен согласно методу измерения, определенному здесь ниже в разделе "Примеры".
Объемный процент (% об.) твердого вещества в суспензии определяют согласно методу, определенному здесь ниже в разделе "Примеры".
"Полиэтиленимин" (ПЭИ) в значении настоящего изобретения включает фрагменты общей формулы -(CH2-CH2-NH)n - с n, имеющим значения от 2 до 10000. Должно быть понятно, что, если здесь далее не указано иное, термин "полиэтиленимин" или "ПЭИ", как он использован здесь, включает полиэтиленимины как таковые, а также модифицированные полиэтиленимины и смеси модифицированных и немодифицированных веществ. Полиэтиленимины (ПЭИ) согласно настоящему изобретению могут быть гомополимерными полиэтилениминами, которые могут быть определены соотношением первичных, вторичных и третичных аминных функциональных групп.
В предпочтительном осуществлении указанную по меньшей мере одну добавку полиэтиленимина добавляют к суспензии как раствор на водной основе к включающему карбонат кальция веществу.
В другом предпочтительном осуществлении указанный по меньшей мере один полиэтиленимин выбирают из группы разветвленных полиэтилениминов, линейных полиэтилениминов и их смесей. Предпочтительно соотношение первичных, вторичных и третичных аминных функциональных групп в разветвленных полиэтилениминах по изобретению находится в интервале от 1:0,86:0,42 до 1:1,20:0,76 до возможной модификации разветвленных полиэтилениминов по изобретению.
Согласно одному предпочтительному осуществлению настоящего изобретения по меньшей мере один полиэтиленимин выбирают из группы модифицированных и немодифицированных полиэтилениминов.
Полиэтиленимины включают для целей настоящего изобретения гомополимеры этиленимина (азиридина) или его гомологи с более высоким молекулярным весом, а также графт-полимеры полиамидоаминов или поливиниламинов с этиленимином или его гомологами с более высоким молекулярным весом. Полиэтиленимины могут быть сшитыми или несшитыми, кватернизованными и/или модифицированными реакцией с алкиленоксидами, диалкил- или алкиленкарбонатами карбоновых кислот С1-С8. Полиэтиленимины по изобретению могут быть модифицированы реакцией с алкиленоксидами, такими как этиленоксид, пропиленоксид или бутиленоксид, диалкилкарбонатами, такими как диметилкарбонат и диэтилкарбонат, алкиленкарбонатами, такими как этиленкарбонат или пропиленкарбонат, или карбоновыми кислотами С1-С8. Модифицированные ПЭИ согласно настоящему изобретению включают алкоксилированные полиэтиленимины. Алкоксилированные полиэтиленимины (АПЭИ) хорошо известны в практике и включают пропоксилированные полиэтиленимины (ППЭИ) и этоксилированные полиэтиленимины (ЭПЭИ). Современные способы изготовления АПЭИ-продуктов исходят из композиции, включающей полиэтиленимины (ПЭИ). Следующие предпочтительные модифицированные полиэтиленимины могут быть получены реакцией немодифицированных ПЭИ с одной или несколькими из жирных кислот С1-С28, предпочтительно с одной или несколькими из жирных кислот С6-С18, и особо предпочтительно с одной или несколькими из жирных кислот С10-С14, подобных, например, жирной кислоте кокосового ореха. Один способ изготовления композиции, включающей ПЭИ, основан на реакции этилендиамина (ЭДА) и этиленимина (ЭИ) при кислотном катализе в растворителях, таких как вода. Примером известных ЭИ является азидирин. Полученные в результате в композиции полиэтиленимины имеют первичные, вторичные и третичные аминные функциональные группы, которые доступны для дальнейших химических превращений, например, алкоксилирования алкиленоксидами, такими как этиленоксид, для образования АПЭИ. ПЭИ согласно настоящему изобретению могут быть также приготовлены из ди- или полиамина, такого как этилендиамин (ЭДА), этиленимина (ЭИ), такого как азидирин, воды и кислотного катализатора. Кислотные катализаторы, такие как серная кислота, угольная кислота и любые низшие карбоново-кислотные катализаторы, могут быть использованы для получения композиции, включающей ПЭИ. ПЭИ в композиции доступны в широком интервале молекулярных весов. Первичные, вторичные и третичные аминные функциональные группы ПЭИ доступны для дальнейшего алкоксилирования алкиленоксидами, такими как этиленоксид или пропиленоксид, для получения АПЭИ-продуктов, таких как этоксилированные полиэтиленимиды (ЭПЭИ), пропоксилированные полиэтиленимины (ППЭИ) соответственно. И модифицированные, и немодифицированные ПЭИ хорошо известны в технике и доступны на рынке.
Согласно предпочтительному осуществлению настоящего изобретения по меньшей мере один полиэтиленимин модифицируют и предпочтительно модифицируют карбоксильнокислотной группой, более предпочтительно одной или несколькими жирными кислотами С1-С28, одной или несколькими жирными кислотами С6-С18 или одной или несколькими жирными кислотами С10-С14, и/или модифицируют алкоксилированием, предпочтительно этоксилированием, более предпочтительно этоксилированием 10-50 этиленоксидными группами.
В предпочтительном осуществлении настоящего изобретения по меньшей мере один полиэтиленимин имеет молекулярный вес в интервале от 100 г/моль до 10000 г/моль. "Молекулярный вес" линейных полиэтилениминов может быть напрямую рассчитан по соответствующей химической формуле. "Молекулярным весом" разветвленных полиэтилениминов в контексте настоящего изобретения является массовый средний молекулярный вес, который измерен методами рассеяния света (РС).
В другом предпочтительном осуществлении настоящего изобретения по меньшей мере один полиэтиленимин выбирают из группы линейных полиэтилениминов, имеющих молекулярный вес от 100 до 700 г/моль и предпочтительно от 146 до 232 г/моль, и предпочтительно выбирают из триэтилентетрамина, пентаэтиленгексамина и тетраэтиленпентамина. Линейный полиэтиленимин может быть определен общей формулой H-[NH-CH2-CH2-]n-NH2, где n предпочтительно является целым числом, таким как 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 или 10.
Согласно еще одному предпочтительному осуществлению настоящего изобретения по меньшей мере один полиэтиленимин выбирают из группы разветвленных полиэтилениминов, имеющих массовый средний молекулярный вес от 500 до 8000 г/моль и предпочтительно от 800 до 1200 г/моль. В контексте настоящего изобретения термин "разветвленный полиэтиленимин" охватывает также "сферические полиэтиленимины". Разветвленный полиэтиленимин может иметь следующую общую формулу:
В предпочтительном осуществлении указанная суспензия имеет проводимость между 700 и 2000 мкС/см и предпочтительно между 800 и 1300 мкС/см перед добавлением указанного по меньшей мере одного полиэтиленимина.
В другом предпочтительном осуществлении после добавления указанного по меньшей мере одного полиэтиленимина проводимость суспензии изменяется не более чем на 70 мкС/см на единицу рН, предпочтительно не более чем на 50 мкС/см на единицу рН, и изменением предпочтительно является снижение проводимости.
В другом предпочтительном осуществлении после добавления указанного по меньшей мере одного полиэтиленимина проводимость суспензии не меняется более чем на 10%, предпочтительно не меняется более чем на 6%, и более предпочтительно не меняется более чем на 3%.
В другом предпочтительном осуществлении перед добавлением указанного по меньшей мере одного полиэтиленимина указанная суспензия имеет рН между 9 и 10,3.
В другом предпочтительном осуществлении указанный полиэтиленимин добавляют к указанной суспензии в таком количестве, чтобы повысить рН суспензии по меньшей мере на 0,4 единицы рН.
Когда рН суспензии перед добавлением указанного по меньшей мере одного полиэтиленимина имеет значение между 8,5 и 9, указанный по меньшей мере один полиэтиленимин добавляют к указанной суспензии в таком количестве, чтобы увеличить рН суспензии по меньшей мере на 1,0 единицу рН. В случае, когда рН суспензии перед добавлением указанного по меньшей мере одного полиэтиленимина имеет значение между 9 и 10, указанный по меньшей мере один полиэтиленимин добавляют к указанной суспензии в таком количестве, чтобы увеличить рН суспензии по меньшей мере на 0,7 единицы рН.
Перед добавлением указанного по меньшей мере одного полиэтиленимина указанная суспензия имеет температуру между 5 и 100°С, предпочтительно между 35 и 85°С, и более предпочтительно между 45 и 75°С.
В предпочтительном осуществлении указанный по меньшей мере один полиэтиленимин добавляют к указанной суспензии в количестве от 1000 до 5000 мг, и более предпочтительно от 1300 до 4000 мг на литр водной фазы указанной суспензии.
Что касается указанного материала, включающего карбонат кальция в суспензии, то этот материал предпочтительно включает по меньшей мере 50%, предпочтительно по меньшей мере 80% и более предпочтительно по меньшей мере 98% масс. карбоната кальция относительно общей массы указанного материала, включающего карбонат кальция.
Карбонат кальция в указанном материале, включающем карбонат кальция может быть осажденным карбонатом кальция (ОКК), природным молотым карбонатом кальция (ПМКК), карбонатом кальция с подвергнутой реакции поверхностью (РПКК) или их смесью.
Карбонат кальция с подвергнутой реакции поверхностью, как понятно, относится к продуктам, полученным в результате реакции карбоната кальция с кислотой и диоксидом углерода, причем указанный диоксид углерода образуется in situ при обработке кислотой и/или вводится извне, и природный карбонат кальция с подвергнутой реакции поверхностью готовят в виде водной суспензии, имеющей рН больше 6,0, измеренный при 20°С. Такие продукты описаны, среди других документов, в WO 00/39222, WO 2004/083316 и ЕР 2 070 991, причем содержание этих документов включено в настоящую заявку.
В предпочтительном осуществлении указанная суспензия включает от 45 до 60% об., предпочтительно от 48 до 58% об., и наиболее предпочтительно от 49 до 57% об. указанного материала, включающего карбонат кальция, в расчете на общий объем указанной суспензии.
В другом предпочтительном осуществлении по меньшей мере один полиэтиленимин добавляют к указанной суспензии до, во время или после, предпочтительно после, стадии размола указанного материала, включающего карбонат кальция.
Может быть также выгодно, чтобы по меньшей мере один полиэтиленимин был добавлен к сухой форме указанного материала, включающего карбонат кальция и предпочтительно к тому же подвергнут сухому измельчению перед образованием указанной суспензии материала, включающего карбонат кальция.
После добавления по меньшей мере одного полиэтиленимина к указанной суспензии суспензию вводят в агрегат, оборудованный устройством регулирования на основе проводимости.
Например, суспензия может быть введена в контейнер или агрегат вплоть до уровня, определенного анализом суспензии.
Дополнительно или альтернативно суспензия может быть пропущена через проход, имеющий пропускную способность по суспензии, регулируемую как функция проводимости.
В этом отношении "проход" может относиться к области ограниченной пропускной способности, а также к пропускной способности без какого-либо определения ограничения, например, после одного прохода через процесс.
Должно быть понятно, что вышеупомянутые осуществления изобретения могут быть использованы и предполагаются быть использованными в сочетаниях друг с другом.
Ввиду преимуществ применения по меньшей мере одного полиэтиленимина, описанных выше, следующий аспект настоящего изобретения относится к предложенному способу повышения рН водной суспензии, содержащей от 25 до 62% об. по меньшей мере одного материала, включающего карбонат кальция, и имеющей рН в интервале между 8,5 и 11, где способ включает стадию добавления к суспензии по меньшей мере одного полиэтиленимина в таком количестве, чтобы рН суспензии повысился по меньшей мере на 0,3 единицы рН, и в то же время проводимость суспензии изменилась не более чем на 100 мкС/см на единицу рН, предпочтительно не более чем на 50 мкС/см на единицу рН, и наиболее предпочтительно не более чем на 20 мкС/см на единицу рН.
Согласно другому осуществлению настоящего изобретения суспензии, полученные способом по изобретению, или применением по изобретению могут быть использованы в применениях к краске и/или бумаге.
Должно быть понятно, что предпочтительные осуществления, описанные выше по отношению к применению по изобретению по меньшей мере одного полиэтиленимина, могут быть также использованы для способа по изобретению. Другими словами, предпочтительные осуществления и любые комбинации этих осуществлений могут также быть использованы в способе по изобретению.
Объем и выгода изобретения будут лучше понятны на основании следующих примеров, которые предназначены для иллюстрации определенных осуществлений изобретения и не являются ограничительными.
ПРИМЕРЫ
Способы измерений
Измерение рН суспензии
Величины рН суспензии измеряли при 25°С, используя рН-метр Mettler Toledo Seven Easy pH-meter и электрод Mettler Toledo InLab® Expert Pro pH electrode.
Вначале делали калибровку прибора по трем точкам (согласно методу сегментов), используя имеющиеся в продаже буферные растворы, имеющие величины рН 4,7 и 10 (от Aldrich) при 20°С.
Приведенные значения рН являются значениями конечных точек, детектированных прибором (конечная точка фиксируется, когда измеренный сигнал отличается менее чем на 0,1 мВ от среднего за последние 6 секунд).
Измерение проводимости суспензии
Проводимость суспензии измеряли при 25°С, используя прибор Mettler Toledo Seven Multi, оборудованный соответствующими ячейкой измерения электропроводности Mettler Toledo и датчиком проводимости Mettler Toledo InLab® 730, непосредственно после перемешивания этой суспензии при 1500 об/мин с использованием дисковой зубчатой мешалки Pendraulik.
Вначале прибор калибровали в значимом интервале проводимости, используя имеющиеся в продаже растворы для калибровки проводимости от Mettler Toledo. Влияние температуры на проводимость автоматически корректировалось способом линейной коррекции.
Измеренные проводимости приведены для стандартной температуры 20°С. Приведенные значения проводимости являются значениями конечных точек, детектированных прибором (конечная точка фиксируется, когда измеренная проводимость отличается менее чем на 0,4% от средней за последние 6 секунд).
Распределение размера частиц (% масс. частиц с диаметром <X) и массовый медианный диаметр зерна (d
50
) дисперсного материала
Массовый медианный диаметр зерна и массовое распределение диаметров зерна дисперсного материала определяли методом седиментации, т.е. анализом седиментационного поведения в гравиметрическом поле. Измерения проводили на приборе Sedigraph™ 5100.
Способ и прибор известны специалистам и обычно используются для определения размера зерна наполнителей и пигментов. Измерение проводили в водном растворе 0,1% масс. Na4P2O3. Образцы диспергировали, используя высокоскоростную мешалку и ультразвук.
Измерение вязкости
Вязкость по Брукфилду измеряли после 1 минуты перемешивания с использованием модели RVT вискозиметра Brookfield™ при комнатной температуре и скорости вращения 100 об/мин с соответствующим дисковым шпинделем 2, 3 или 4.
Объем твердых веществ (% об.) материала в суспензии
Объем твердых веществ определяли делением объема твердого материала на общий объем водной суспензии.
Объем твердого материала определяли взвешиванием твердого материала, полученного выпариванием водной фазы суспензии и сушкой полученного вещества до постоянного веса при 120°С, и переводом этой величины веса в величину объема путем деления на удельный вес твердого вещества.
В примерах здесь ниже, где применялся материал, состоящий практически только из карбоната кальция, для целей вышеописанного расчета объема твердых веществ использовали значение удельного веса 2,7, основываясь на значении, приведенном для природного кальцита в Handbook of Chemistry and Physics (CRC Press; 60th edition).
Масса твердых веществ (% масс.) материала в суспензии
Массовое содержание твердых веществ определяли делением массы твердого вещества на суммарную массу водной суспензии.
Массу твердого вещества определяли взвешиванием твердого материала, полученного выпариванием водной фазы суспензии и сушкой полученного вещества до постоянного веса.
Добавляемое количество добавки в мг на литр водной фазы суспензии
Для того чтобы оценить количество добавки на литр водной фазы суспензии, сперва определяли объем в литрах водной фазы суспензии вычитанием объема твердой фазы (см. выше определение объема твердых веществ) из общего объема суспензии.
ПЭИ, использованные в следующих опытах, упомянуты и охарактеризованы в следующей таблице 1.
| Таблица 1 | |||
| Название | Номер CAS | Формула/МВ | Температура кипения |
| ПЭИ 5000 (Lupasol® G100) (разветвленный) [2] | 9002-98-6 | 5000 г/моль | >>200°C |
| Lupasol 800 (разветвленный) [2] | 9002-98-6 | 800 г/моль | >>200°C |
| ПЭИ Мол.вес 1200 г/моль (разветвленный) [3] |
9002-98-6 | 1200 г/моль | >>200°C |
| Триэтилентетрамин [1] | 112-24-3 | H(NHCH2CH2)3NH2 146 г/моль |
приблизительно 270-300°С |
| Пентаэтиленгексамин [1] | 4067-16-7 | H(NHCH2CH2)5NH2 232 г/моль |
приблизительно 220-290°С (при 20 мбар) |
| Тетраэтиленпентамин [1] | 112-57-2 | H(NHCH2CH2)4NH2 189 г/моль |
приблизительно 190-240°С (при 20 мбар) |
| [1] - согласно техническому паспорту LANXESS Distribution GmbH | |||
| [2] - согласно техническому паспорту BASF | |||
| [3] - согласно техническому паспорту Sigma Aldrich | |||
ПРИМЕР 1
В этом примере используют природный карбонат кальция норвежского происхождения, полученный вначале автогенно сухим измельчением 10-300 мм камней карбоната кальция до тонины помола, соответствующей d50 между 42 и 48 мкм, и последующим мокрым измельчением этого продукта сухого измельчения в воде, к которой добавляли 0,65% масс. в расчете на эквивалентную сухую массу материала нейтрализованного натрием и магнием полиакрилата (массовый молекулярный вес 6000 г/моль, численный молекулярный вес 2300 г/моль), в 1,4 л вертикальной атриторной мельнице (Dynomill 1,4 L, Bachofen, Switzerland, с использованием 2,7 кг ZrO2/ZrSiO4 бусин размером 0,7-1,5 мм) при массовом содержании твердых веществ 77,5% масс., и рециркуляции через мельницу до тех пор, чтобы 90% от массы частиц имели диаметр <2 мкм, 65% от массы частиц имели диаметр <1 мкм, 15% от массы частиц имели диаметр <0,2 мкм и был достигнут d50 приблизительно 0,8 мкм.
Полученную суспензию затем разбавляли до объемного содержания твердых веществ 56,9% об.
0,4 кг этой суспензии вводили в 1-литровый химический стакан, имевший диаметр 8 см. Мешалку с зубчатым диском Pendraulik вводили в стакан так, что диск мешалки располагался приблизительно на 1 см выше дна стакана. Замеренные проводимость и рН исходной суспензии приведены в таблице ниже.
При перемешивании при 5000 об/мин добавку (в форме водного раствора), тип которой указан для каждого опыта, описанного в таблице ниже (ПР = добавка согласно прототипу, ИЗ = добавка согласно изобретению), добавляли в указанном количестве к взвеси за период в одну минуту. После полного добавления взвесь перемешивали дополнительно в течение 5 минут, после чего измеряли рН и проводимость суспензии.
| Таблица 2 | |||||||
| Опыт | Содержание твердых веществ в суспензии (% об.) |
Начальная проводи- мость суспензии (±10мкС/ см)/рН (±0,1) |
Тип добавки (в рас- творе)/Концен- трация |
Кол-во добавки (мг/л водной фа- зы) |
Проводимость (±10 мкС/см)/ рН(±0,1) после добавления добавки |
Δ проводи- мости |
|
| 1 | ПР | 56,9 | 1024/8,8 | КОН/30% | 3565 | 1767/12,9 | +743 |
| 2 | ИЗ | 56,9 | 1029/9,0 | ПЭИ МВ 5000 (Lupasol® G100) |
3411 | 929/10,22 | -82 |
| 3 | ИЗ | 56,9 | 1101/8,7 | ПЭИ МВ 1200 г/моль |
3546 | 1062/9,2 | -87 |
| 4 | ИЗ | 56,9 | 1177/8,3 | ПЭИ 800 | 3546 | 1078/10,4 | -61 |
| 5 | ИЗ | 56,9 | 1065/8,0 | Пентаэтилен- гексамин |
3387 | 910/10,0 | -78 |
| 6 | ИЗ | 56,9 | 1065/8,0 | Тетраэтилен- пентамин |
3387 | 946/10,3 | -52 |
| 7 | ИЗ | 56,9 | 1065/8,0 | Триэтилен- тетрамин |
3387 | 960/10,2 | -48 |
Различия в рН, проводимости и вязкости исходной суспензии обусловлены эффектами старения суспензии.
Дополнительные подробные результаты для различных количеств добавленных добавок приведены в таблице ниже.
| Таблица 3 | ||||
| Опыт | Количество добавки (мг/л водной фазы) | Вязкость по Брукфилду (мПа·с) при 23±2°С | рН при 23±2°С | Проводимость при 23±2°С |
| 2 | 0 | 468 | 9 | 1029 |
| 567 | 455 | 9,31 | 1004 | |
| 1138 | 473 | 9,34 | 985 | |
| 1706 | 498 | 9,44 | 970 | |
| 2273 | 620 | 9,84 | 950 | |
| 2840 | 944 | 10,11 | 932 | |
| 3411 | 1240 | 10,22 | 929 | |
Результаты приведенной выше таблицы показывают, что цели и преимущества настоящего изобретения (в особенности стабильная проводимость) достигаются при использовании ПЭИ по изобретению.
Claims (23)
1. Применение по меньшей мере одного полиэтиленимина в качестве добавки в водную суспензию, содержащую от 25 до 62% об. в расчете на общий объем суспензии по меньшей мере одного материала, включающего карбонат кальция, и имеющую pH между 8,5 и 11, для повышения pH суспензии по меньшей мере на 0,3 единицы pH, при котором изменение проводимости суспензии составляет не более чем 100 мкС/см на единицу pH, где по меньшей мере один полиэтиленимин добавляют к указанной суспензии в количестве от 500 до 15000 мг на литр водной фазы указанной суспензии.
2. Применение по п.1, отличающееся тем, что указанную по меньшей мере одну добавку полиэтиленимина добавляют к суспензии как раствор на водной основе к материалу, включающему карбонат кальция.
3. Применение согласно п.1 или 2, отличающееся тем, что по меньшей мере один полиэтиленимин выбирают из группы разветвленных полиэтилениминов, линейных полиэтилениминов и их смесей.
4. Применение согласно п.1 или 2, отличающееся тем, что по меньшей мере один полиэтиленимин выбирают из группы модифицированных и немодифицированных полиэтилениминов и их смесей.
5. Применение согласно п.1 или 2, отличающееся тем, что по меньшей мере один полиэтиленимин имеет молекулярный вес в интервале от 100 г/моль до 10000 г/моль.
6. Применение согласно п.1 или 2, отличающееся тем, что по меньшей мере один полиэтиленимин выбирают из группы линейных полиэтилениминов, имеющих молекулярный вес от 100 до 700 г/моль и предпочтительно от 146 до 232 г/моль, и предпочтительно выбирают из триэтилентетрамина, пентаэтиленгексамина и тетраэтиленпентамина.
7. Применение согласно п.1 или 2, отличающееся тем, что по меньшей мере один полиэтиленимин выбирают из группы разветвленных полиэтилениминов, имеющих молекулярный вес от 500 до 8000 г/моль и предпочтительно от 800 до 1200 г/моль, где отношение первичных, вторичных и третичных аминных функциональных групп в разветвленном полиэтиленимине предпочтительно находится в интервале от 1:0,86:0,42 до 1:1,20:0,76 до возможной модификации разветвленных полиэтилениминов по изобретению.
8. Применение согласно п.1 или 2, отличающееся тем, что по меньшей мере один полиэтиленимин модифицируют и предпочтительно модифицируют карбоксильной кислотной группой, более предпочтительно одной или несколькими жирными кислотами C1-C28, одной или несколькими жирными кислотами C6-C18 или одной или несколькими жирными кислотами C10-C14, и/или модифицируют алкоксилированием, предпочтительно этоксилированием, более предпочтительно этоксилированием 10-50 этиленоксидными группами.
9. Применение согласно п.1 или 2, отличающееся тем, что указанная суспензия имеет проводимость между 700 и 2000 мкС/см и предпочтительно между 800 и 1300 мкС/см перед добавлением указанного по меньшей мере одного полиэтиленимина.
10. Применение согласно п.1 или 2, отличающееся тем, что после добавления указанного по меньшей мере одного полиэтиленимина проводимость суспензии изменяется не более чем на 70 мкС/см на единицу pH, предпочтительно не более чем на 50 мкС/см на единицу pH, и изменением предпочтительно является снижение проводимости.
11. Применение согласно п.1 или 2, отличающееся тем, что после добавления указанного по меньшей мере одного полиэтиленимина проводимость суспензии не меняется более чем на 10%, предпочтительно не меняется более чем на 6% и более предпочтительно не меняется более чем на 3%.
12. Применение согласно п.1 или 2, отличающееся тем, что перед добавлением указанного по меньшей мере одного полиэтиленимина указанная суспензия имеет pH между 9 и 10,3.
13. Применение согласно п.1 или 2, отличающееся тем, что указанный полиэтиленимин добавляют к указанной суспензии в таком количестве, чтобы повысить pH суспензии по меньшей мере на 0,4 единицы pH.
14. Применение согласно п.1 или 2, отличающееся тем, что в случае, когда pH суспензии перед добавлением указанного по меньшей мере одного полиэтиленимина имеет значение между 8,5 и 9, указанный по меньшей мере один полиэтиленимин добавляют к указанной суспензии в таком количестве, чтобы увеличить pH суспензии по меньшей мере на 1,0 единицу pH, а в случае, когда pH суспензии перед добавлением указанного по меньшей мере одного полиэтиленимина имеет значение между 9 и 10, указанный по меньшей мере один полиэтиленимин добавляют к указанной суспензии в таком количестве, чтобы увеличить pH суспензии по меньшей мере на 0,7 единицы pH.
15. Применение согласно п.1 или 2, отличающееся тем, что перед добавлением указанного по меньшей мере одного полиэтиленимина указанная суспензия имеет температуру между 5 и 100°C, предпочтительно между 35 и 85°C и более предпочтительно между 45 и 75°C.
16. Применение согласно п.1 или 2, отличающееся тем, что указанный по меньшей мере один полиэтиленимин добавляют к указанной суспензии в количестве от 1000 до 5000 мг и более предпочтительно от 1300 до 4000 мг на литр водной фазы указанной суспензии.
17. Применение согласно п.1 или 2, отличающееся тем, что указанный материал, включающий карбонат кальция, включает по меньшей мере 50%, предпочтительно по меньшей мере 80% и более предпочтительно по меньшей мере 98% масс. карбоната кальция относительно общей массы указанного материала, включающего карбонат кальция.
18. Применение согласно п.1 или 2, отличающееся тем, что карбонат кальция в указанном материале, включающем карбонат кальция, является осажденным карбонатом кальция (ОКК), природным молотым карбонатом кальция (ПМКК), карбонатом кальция с подвергнутой реакции поверхностью (РПКК) или их смесью.
19. Применение согласно п.1 или 2, отличающееся тем, что указанная суспензия включает от 45 до 60% об., предпочтительно от 48 до 58% об. и наиболее предпочтительно от 49 до 57% об. указанного материала, включающего карбонат кальция, в расчете на общий объем указанной суспензии.
20. Применение согласно п.1 или 2, отличающееся тем, что указанный по меньшей мере один полиэтиленимин добавляют в указанную суспензию до, во время или после, предпочтительно после, стадии размола указанного материала, включающего карбонат кальция.
21. Применение согласно п.1 или 2, отличающееся тем, что указанный по меньшей мере один полиэтиленимин добавляют к сухой форме указанного материала, включающего карбонат кальция, и необязательно к тому же подвергают сухому измельчению перед образованием указанной суспензии материала, включающего карбонат кальция.
22. Способ повышения pH водной суспензии, содержащей от 25 до 62% об. по меньшей мере одного материала, включающего карбонат кальция, и имеющей pH в интервале между 8,5 и 11, отличающийся тем, что способ включает стадию добавления к суспензии по меньшей мере одного полиэтиленимина в таком количестве, чтобы pH суспензии повысился по меньшей мере на 0,3 единицы pH, и в то же время проводимость суспензии изменилась не более чем на 100 мкС/см на единицу pH, предпочтительно не более чем на 50 мкС/см на единицу pH и наиболее предпочтительно не более чем на 20 мкС/см на единицу pH.
23. Применение суспензии, полученной способом согласно п.22, для краски и бумаги.
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP10151846A EP2363435B1 (en) | 2010-01-27 | 2010-01-27 | Use of polyethylenimines as additive in aqueous suspensions of calcium carbonate-comprising materials |
| EP10151846.2 | 2010-01-27 | ||
| US33737710P | 2010-02-03 | 2010-02-03 | |
| US61/337,377 | 2010-02-03 | ||
| PCT/EP2011/050925 WO2011092145A1 (en) | 2010-01-27 | 2011-01-24 | Use of polyethylenimines as additive in aqueous suspensions of calcium carbonate-comprising materials |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2012136442A RU2012136442A (ru) | 2014-03-10 |
| RU2519459C2 true RU2519459C2 (ru) | 2014-06-10 |
Family
ID=41731539
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012136442/05A RU2519459C2 (ru) | 2010-01-27 | 2011-01-24 | Применение полиэтилениминов как добавки в водных суспензиях материалов, включающих карбонат кальция |
Country Status (25)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US8871018B2 (ru) |
| EP (2) | EP2363435B1 (ru) |
| JP (1) | JP5523585B2 (ru) |
| KR (1) | KR101367556B1 (ru) |
| CN (1) | CN102725358B (ru) |
| AT (1) | ATE530607T1 (ru) |
| AU (1) | AU2011209291B2 (ru) |
| BR (1) | BR112012018674A8 (ru) |
| CA (1) | CA2787532C (ru) |
| CL (1) | CL2012002044A1 (ru) |
| CO (1) | CO6602128A2 (ru) |
| DK (1) | DK2363435T3 (ru) |
| EG (1) | EG26668A (ru) |
| ES (1) | ES2377702T3 (ru) |
| HR (1) | HRP20120089T1 (ru) |
| IL (1) | IL221011A (ru) |
| MX (1) | MX2012008649A (ru) |
| NZ (1) | NZ601470A (ru) |
| PL (1) | PL2363435T3 (ru) |
| PT (1) | PT2363435E (ru) |
| RU (1) | RU2519459C2 (ru) |
| SI (1) | SI2363435T1 (ru) |
| TW (1) | TWI453321B (ru) |
| WO (1) | WO2011092145A1 (ru) |
| ZA (1) | ZA201206431B (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2707008C2 (ru) * | 2015-02-25 | 2019-11-21 | Басф Се | Способ очистки загрязненных металлических поверхностей и вещества, применимые для такого способа |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU2012355705B2 (en) * | 2011-12-22 | 2016-02-11 | Rohm And Haas Company | Calcium carbonate slurries |
| DE102012021103A1 (de) * | 2012-10-26 | 2014-04-30 | Clariant International Ltd. | Verfahren und Zusammensetzung zur Wasserreinigung und Schlammentwässerung |
| PL2824147T3 (pl) * | 2013-07-12 | 2016-07-29 | Omya Int Ag | Zastosowanie 2-amino-2-etylo-1,3-propanodiolu jako dodatku w wodnych zawiesinach materiałów zawierających węglan wapnia z utrzymaniem stabilnej konduktywności zawiesiny |
| MX2017012247A (es) | 2015-03-23 | 2018-01-09 | Basf Corp | Sorbentes de dioxido de carbono para el control de calidad del aire interior. |
| TW201741022A (zh) | 2016-02-12 | 2017-12-01 | 巴斯夫公司 | 用於空氣品質控制的二氧化碳吸附劑 |
| FR3071908B1 (fr) | 2017-09-29 | 2019-09-20 | Safran Aircraft Engines | Chambre de combustion de turbomachine a geometrie de cheminee fixe |
| KR102496482B1 (ko) | 2017-10-11 | 2023-02-06 | 삼성전자주식회사 | 발열체 형성용 조성물, 이의 건조 소성물을 포함하는 발열체 및 발열체 형성용 조성물 제조방법 |
| CN115520888B (zh) * | 2022-10-18 | 2023-08-29 | 四川大学 | 一种聚乙烯亚胺的二氧化碳加合物制备碳酸钙的应用 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4106949A (en) * | 1973-11-02 | 1978-08-15 | English Clays Lovering Pochin & Company, Limited | Treatment of clay mineral pigment |
| RU2246510C2 (ru) * | 1998-12-24 | 2005-02-20 | Омя Аг, Сн | Обработанный наполнитель, или пигмент, или минерал для бумаги, в частности, пигмент, содержащий природный карбонат кальция, способ его получения, содержащие его композиции и их применения |
Family Cites Families (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5662538A (en) * | 1979-10-25 | 1981-05-28 | Kao Corp | Water-base dispersion stabilizer of fine powder |
| DE3316949C3 (de) * | 1983-05-09 | 1995-03-23 | Pluss Stauffer Ag | Calciumcarbonat |
| JPS6365940A (ja) * | 1986-09-08 | 1988-03-24 | Nippon Shokubai Kagaku Kogyo Co Ltd | シリカ微粉末の水系分散剤 |
| JPH01152165A (ja) * | 1987-12-09 | 1989-06-14 | Nippon Shokubai Kagaku Kogyo Co Ltd | 表面処理されたカーボンブラツクの製造方法 |
| DE4306608A1 (de) * | 1993-03-03 | 1994-11-24 | Basf Ag | Wäßrige Pigmentanschlämmungen, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung bei der Herstellung von füllstoffhaltigem Papier |
| GB9306222D0 (en) * | 1993-03-25 | 1993-05-19 | Zeneca Ltd | Dispersants |
| US5431783A (en) | 1993-07-19 | 1995-07-11 | Cytec Technology Corp. | Compositions and methods for improving performance during separation of solids from liquid particulate dispersions |
| US5827398A (en) | 1996-02-13 | 1998-10-27 | Allied Colloids Limited | Production of filled paper |
| ZA983876B (en) * | 1997-05-09 | 1999-01-08 | Procter & Gamble | Pigmented adhesive composition for laminating tissue paper products and methods for producing such compositions |
| FI102911B (fi) * | 1997-06-13 | 1999-03-15 | Aga Ab | Menetelmä massasuspension pH:n stabiloimiseksi ja paperin tuottamiseks i stabiloidusta massasta |
| CN1177809C (zh) | 1998-08-12 | 2004-12-01 | 味之素株式会社 | 新型聚氨基酸衍生物 |
| FR2852600B1 (fr) | 2003-03-18 | 2005-06-10 | Nouveau pigment mineral contenant du carbonate de calcium, suspension aqueuse le contenant et ses usages | |
| EP1795502A1 (en) * | 2005-12-12 | 2007-06-13 | SOLVAY (Société Anonyme) | Particles of precipitated calcium carbonate, process for making the particles and use of the particles as filler |
| FR2903618B1 (fr) | 2006-07-12 | 2008-10-31 | Coatex Sas | Agent de dispersion et/ou d'aide au broyage pour dispersion et suspension aqueuse de matieres minerales, dispersion et suspension obtenues et leurs utilisations. |
| JP2008169087A (ja) * | 2007-01-12 | 2008-07-24 | Konica Minolta Holdings Inc | アルカリ土類金属炭酸塩粒子分散液、及びその製造方法 |
| ATE480597T1 (de) | 2007-12-12 | 2010-09-15 | Omya Development Ag | Verfahren zur herstellung von oberflächenreaktives fällungskalziumkarbonat |
| WO2010143554A1 (ja) * | 2009-06-11 | 2010-12-16 | 東亞合成株式会社 | 顔料用分散剤及びその用途 |
-
2010
- 2010-01-27 SI SI201030014T patent/SI2363435T1/sl unknown
- 2010-01-27 AT AT10151846T patent/ATE530607T1/de active
- 2010-01-27 ES ES10151846T patent/ES2377702T3/es active Active
- 2010-01-27 EP EP10151846A patent/EP2363435B1/en active Active
- 2010-01-27 PL PL10151846T patent/PL2363435T3/pl unknown
- 2010-01-27 DK DK10151846.2T patent/DK2363435T3/da active
- 2010-01-27 PT PT10151846T patent/PT2363435E/pt unknown
-
2011
- 2011-01-24 JP JP2012550410A patent/JP5523585B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2011-01-24 KR KR1020127022393A patent/KR101367556B1/ko not_active Expired - Fee Related
- 2011-01-24 MX MX2012008649A patent/MX2012008649A/es active IP Right Grant
- 2011-01-24 AU AU2011209291A patent/AU2011209291B2/en not_active Ceased
- 2011-01-24 EP EP11701252A patent/EP2528977A1/en not_active Withdrawn
- 2011-01-24 CN CN201180007315.3A patent/CN102725358B/zh active Active
- 2011-01-24 US US13/574,013 patent/US8871018B2/en active Active
- 2011-01-24 BR BR112012018674A patent/BR112012018674A8/pt not_active Application Discontinuation
- 2011-01-24 NZ NZ601470A patent/NZ601470A/xx not_active IP Right Cessation
- 2011-01-24 WO PCT/EP2011/050925 patent/WO2011092145A1/en active Application Filing
- 2011-01-24 CA CA2787532A patent/CA2787532C/en not_active Expired - Fee Related
- 2011-01-24 RU RU2012136442/05A patent/RU2519459C2/ru not_active IP Right Cessation
- 2011-01-27 TW TW100102996A patent/TWI453321B/zh not_active IP Right Cessation
-
2012
- 2012-01-26 HR HR20120089T patent/HRP20120089T1/hr unknown
- 2012-07-18 IL IL221011A patent/IL221011A/en not_active IP Right Cessation
- 2012-07-19 EG EG2012071290A patent/EG26668A/en active
- 2012-07-24 CL CL2012002044A patent/CL2012002044A1/es unknown
- 2012-08-24 CO CO12144268A patent/CO6602128A2/es active IP Right Grant
- 2012-08-27 ZA ZA2012/06431A patent/ZA201206431B/en unknown
-
2014
- 2014-09-30 US US14/501,425 patent/US8986441B2/en active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4106949A (en) * | 1973-11-02 | 1978-08-15 | English Clays Lovering Pochin & Company, Limited | Treatment of clay mineral pigment |
| RU2246510C2 (ru) * | 1998-12-24 | 2005-02-20 | Омя Аг, Сн | Обработанный наполнитель, или пигмент, или минерал для бумаги, в частности, пигмент, содержащий природный карбонат кальция, способ его получения, содержащие его композиции и их применения |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| VANEREK A., Filler retention in papermaking by polymeric and microparticulate retention and systems, McGill University, November 2004, Chapter 2, p. 24-44; . SUTY S., LUZAKOVA V., Role of surface charge in deposition of filler particles onto pulp fibers, Colloids and Surfaces, A: Physicochemical and Engineering Aspects, 1998, vol. 139, p. 271 - 278. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2707008C2 (ru) * | 2015-02-25 | 2019-11-21 | Басф Се | Способ очистки загрязненных металлических поверхностей и вещества, применимые для такого способа |
Also Published As
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2519459C2 (ru) | Применение полиэтилениминов как добавки в водных суспензиях материалов, включающих карбонат кальция | |
| US20140299823A1 (en) | Aqueous suspensions of calcium carbonate-comprising materials with low deposit built up | |
| JP5964515B2 (ja) | 高温で改良されたレオロジー安定性を有する、炭酸カルシウムを含む材料の高固形分低粘度水性スラリー | |
| RU2546727C2 (ru) | Применение 2-амино-2-метил-1-пропанола в качестве добавки в водных суспензиях материалов, содержащих карбонат кальция | |
| RU2535692C2 (ru) | Применение 2-((1-метилпропил)амино)этанола в качестве добавки к водным суспензиям материалов, содержащих карбонат кальция | |
| JP5766791B2 (ja) | 炭酸カルシウム含有材料の水性懸濁液中の添加剤としての２−アミノエタノールの使用 | |
| RU2668662C2 (ru) | Применение 2-амино-2-этил-1,3-пропандиола в качестве добавки в водных суспензиях материалов, содержащих карбонат кальция, при сохранении стабильной удельной проводимости суспензии |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| HZ9A | Changing address for correspondence with an applicant | ||
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190125 |