CN104312210A - 生产基于天然碳酸钙及乙烯丙烯酸盐的粒子的方法、所得悬浮液及干颜料以及它们的用途 - Google Patents

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P·汉兹克
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Abstract

本发明涉及生产基于天然碳酸钙及乙烯丙烯酸盐的粒子的方法、所得悬浮液及干颜料以及它们的用途。所述制备方法用于制备至少一种矿物质和/或至少一种颜料，其包含同时使得部分亲有机和部分亲水的碳酸钙，其中在至少一种乙烯丙烯酸盐存在下在水性介质中混合和/或研磨和/或浓缩该碳酸盐，在这个处理步骤之前和/或期间引入分散剂和/或研磨助剂。本发明的另一目的在于如此获得的碳酸钙的水性分散体和悬浮液。它们可以被干燥并且所得的干颜料也构成了本发明的目的。这些水性分散体以及这些干颜料在塑料、油漆和纸的领域中的用途构成了本发明的另一目的。

Description

生产基于天然碳酸钙及乙烯丙烯酸盐的粒子的方法、所得悬浮液及干颜料以及它们的用途
本申请为申请号为200780009614.4、申请日为2007年1月9日、发明名称为“生产基于天然碳酸钙及乙烯丙烯酸盐的粒子的方法、所得悬浮液及干颜料以及它们的用途”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明的第一目的在于一种制备方法，用于制备至少一种矿物质和/或至少一种颜料，其包含同时使得部分亲有机和部分亲水的天然和/或沉淀碳酸钙，优选天然碳酸钙，并且该方法包括以下步骤：
a)提供至少一种矿物质和/或至少一种颜料，其包含天然和/或沉淀碳酸钙，并为干形式或水性悬浮液和/或分散体的形式，
b)任选地，将得自步骤a)的矿物质和/或颜料进行干研磨和/或在水性介质中研磨，
c)处理得自步骤a)和/或步骤b)的矿物质和/或颜料，
d)任选地，将得自步骤a)和/或b)和/或c)的矿物质和/或颜料进行干燥，
其特征在于：
-处理步骤c)对应于在至少一种乙烯丙烯酸盐存在下将得自步骤a)和/或步骤b)的矿物质和/或颜料于水性介质中混合和/或于水性介质中研磨和/或于水性介质中浓缩的步骤，
-在处理步骤c)之前和/或期间引入分散剂和/或研磨助剂。
本发明的第二目的在于通过该方法所得的水性分散体和悬浮液。
本发明的第三目的在于通过该方法所得的干产物。
本发明的第四目的在于所述水性分散体和悬浮液以及所述产物在塑料、油漆和纸的生产中，尤其在造纸或塑料涂布(couchage)中，以及在纸或塑料本体填充中的用途。
该方法的目标实质上在于包含天然和/或沉淀碳酸钙的矿物质和/或颜料的经济生产和/或处理。
特别地，本发明方法可以使本领域技术人员得到如此处理的矿物质和/或颜料的分散体，其具有高的固含量(将在本申请案全文中重复的表述，且定义为矿物质和/或颜料的干重量相对于所述分散体总重的百分率)。
高的固含量，且尤其是大于所述分散体总重65％，优选大于70％，更尤其是大于75％导致这种分散体运输费用的降低，以及这种分散体干燥费用的降低。
本发明方法可以尤其获得这种干提取率，同时保持所述分散体有利的流变性质，所述分散体保持容易处理性，并且其防止了聚集体的显著存在。
第二目标在于为本领域技术人员处理含有天然和/或沉淀碳酸钙的矿物质和/或颜料的可能性，以便在研磨步骤期间，且在混合步骤期间，及在浓缩步骤期间(它们为在矿物质水性分散体生产的整个方法过程中采用的传统步骤)使得其同时部分亲有机和部分亲水：这些不同的可能性全部构成本领域技术人员可利用的弹性。
如此使得亲有机的碳酸钙可有利地被用于塑料材料领域中；另一方面，其亲水特性将使其可以高浓度分散于水中，亦即得到碳酸钙的水性悬浮液或分散体，其中矿物质的干重含量尤其将大于其总重的65％，同时具有有利的流变性质而无聚集体产生。
背景技术
在塑料材料中，尤其例如热塑性树脂或热固性树脂中，一般会混入矿物质和/或颜料，例如天然或沉淀碳酸钙、白云岩、氢氧化镁、高岭土、滑石、石膏、或者氧化钛。这些矿物质和/或颜料可改善这些塑料材料的特定性质，例如在PVC中使用碳酸钙的情况下，增加了刚性，改善了挤出过程中的热交换，或者减少了在模头出口处的沉积物。申请人可在此方面引用文件“The use of calcium carbonate to enhancethe physical properties of rigid vinyl products(碳酸钙用来增强刚性乙烯基产品的物理性能的用途)”(Society of PlasticEngineers，Conf.，1999年10月12-14日)。此外通常还用这些颜料和/或矿物质替代作为昂贵材料的塑料树脂。
在碳酸钙在塑料材料中使用的情况下，本领域技术人员(矿物质生产者，尤其以它们在塑料材料中的用途为目的)知悉为了改善所述碳酸盐与其混入的塑料材料的相容性，必须要处理该碳酸钙。因此，多年来已知使用脂肪酸衍生物作为碳酸钙的处理剂，这些脂肪酸包含10到20个碳原子，且更具体地包含16-18个碳原子于饱和碳结构中(例如硬脂酸)，棕榈酸和/或硬脂酸及它们的盐是本领域技术人员优选使用的试剂。
重要的是应指出：碳酸钙是于水性介质中根据不同的生产步骤如分散、研磨或浓缩步骤而制备的。由这些步骤产生的产物为碳酸钙的水性悬浮液或分散体，其任选地含有在这些不同步骤过程中引入的不同分散剂和/或研磨助剂和/或处理剂。
一般地，当硬脂酸(要么以熔融态，要么以乳液的形式)被添加至碳酸钙的分散体或悬浮液中或者干碳酸钙中时，在此添加后必须进行额外的解聚步骤。
在使用硬脂酸乳液(其中为了稳定此乳液可引入乳化剂)的情况下，乳化剂的存在可造成碳酸钙分散体或悬浮液的不稳定，这表现为絮凝粒子和/或漂浮粒子的形成。此乳化剂具有额外的缺点，即导致在分散体或悬浮液中产生泡沫。
这带来与硬脂酸的使用有关的第一个缺点：需要增加额外的步骤和/或添加剂，有时在处理过程期间会有不良结果。
对利用硬脂酸盐(例如以钙离子中和)进行的处理的选择也不会带来本领域技术人员所寻求的解决方案：其本身还具有导致碳酸钙分散体或悬浮液中泡沫产生的缺点。
最后，看来硬脂酸或其盐的使用并不能获得如下这样的碳酸钙水性悬浮液或分散体，其具有的干矿物质重量浓度大于所述分散体或悬浮液的总重量的65％，并具有可使用的粘度和/或不产生聚集体，该聚集体导致在滤网上回收的残余物的存在。而碳酸钙一般根据先前叙述的步骤生产，以水性分散体或悬浮液的形式运输，任选地以这种同样的形式储存，并最后在引入塑料材料中之前干燥。因经济上的理由，对于生产并向最终加工者交货的相关人员来说必要的是：碳酸钙水悬浮液或分散体具有尽可能高的固含量，同时保持令人满意的粘度，和/或不产生显著的聚集体以及由此的在滤网上回收的残余物，这为使用硬脂酸或其盐所不允许的。
为了解决与使用硬脂酸或其盐有关的这些不同缺陷以便对矿物质(并且尤其是碳酸钙)进行使其同时部分亲有机且部分亲水的处理以便将其引入到塑料材料中并且以便经济地生产它，申请人已开发出一种新的制备方法，用于制备至少一种矿物质和/或至少一种颜料，其包含同时部分亲有机和部分亲水的天然和/或沉淀碳酸钙，并且该方法包括以下步骤：
a)提供至少一种矿物质和/或至少一种颜料，其包含天然和/或沉淀碳酸钙，并为干形式或水性悬浮液和/或分散体的形式，
b)任选地，将得自步骤a)的矿物质和/或颜料进行干研磨和/或在水性介质中研磨，
c)处理得自步骤a)和/或步骤b)的矿物质和/或颜料，
d)任选地，将得自步骤a)和/或b)和/或c)的矿物质和/或颜料进行干燥，
其特征在于：
-处理步骤c)对应于在至少一种乙烯丙烯酸盐存在下将得自步骤a)和/或步骤b)的矿物质和/或颜料于水性介质中混合和/或于水性介质中研磨和/或于水性介质中浓缩的步骤，
-在处理步骤c)之前和/或期间引入分散剂和/或研磨助剂。
这种方法因而完全令人惊讶地使得能够引入处理试剂，以生产具有高于使用硬脂酸或其盐的现有技术方法得到的固含量的天然和/或沉淀碳酸钙的悬浮液，同时保持令人满意的粘度和/或不明显产生聚集体以及因此的回收于滤网上的残余物，且无这种现有技术的缺点。
尤其非常令人惊讶的，在乙烯丙烯酸盐在分散剂添加期间或之后被添加的情况下，其盐并不会以负作用的方式影响所得分散体的流变性质：这是因为，根据本发明的方法出人意料地成功得到具有良好的流变性质且无聚集体产生的高固含量(尤其大于65％)。
同时，非常令人惊讶的，分散剂(其是在乙烯丙烯酸盐引入期间或之前添加)并不会妨碍所述盐与碳酸钙表面间的相互作用以使其为亲有机性：这是因为，根据本发明的方法出人意料地成功生产可分散于塑料材料中的碳酸钙粒子。
申请人希望指出有一定数量的文件是关于在碳酸钙的生产方法中使用乙烯丙烯酸。在此主题上，他希望强调：
-首先，任何一个这些文件都未寻求解决与本申请案相同的技术问题，
-再者，任何一个这些文件都未揭示由上述方法所构成的本申请案的技术解决方案，
-此外，这些文件之一或者一个或多个这些文件相互之间或与其它文件的可能组合都没有建议本发明的方法：且相反地，这些文件的教导并未能引领本领域技术人员获得构成本发明主题的方法。
这些争议今后将因各文件中所揭露的与碳酸钙生产方法中使用乙烯丙烯酸有关的内容和教导而发展。
本领域技术人员熟悉文件US 6,808,809，该文件寻求解决生产一种特别具有良好流动性的矿物填料的技术问题；因此，此文件并未以任何方式解决与形成本申请主题相同的技术问题。它提出的解决办法在于将具有平均直径小于15微米的矿物填料(例如碳酸钙)的水性悬浮液，以及聚合物(例如特别是乙烯丙烯酸)的水性分散体引入干燥器中。此文件指出矿物填料悬浮液可具有介于该悬浮液总重的10％至90％的固含量：然而，仅在以三氢氧化铝为例所实施的实施例1揭露了仅相当于55％的固含量数值。此外，其并未指示关于所得悬浮液的粘度，也没有关于降低矿物质聚集体数量的可能性。申请人强调此文件中并无任何实例揭露乙烯丙烯酸以盐的形式的使用，其因此构成与本发明的区别要素。最后，在该文件中，其未曾建议本领域技术人员使用分散剂的特别的重要性，更别说在使用盐形式的乙烯丙烯酸之前使用分散剂；同样，此文件(以干燥过程为中心)中未曾建议根据本发明的方法，本发明方法提供在至少一种乙烯丙烯酸盐以及在处理碳酸钙的步骤前使用的分散剂或研磨助剂存在下，在研磨步骤及混合或浓缩步骤两者期间处理碳酸钙的可能性。
本领域技术人员亦熟悉文件WO 93/11183，其寻求解决改善无机粒子在不同材料如油漆、粘合剂、油灰或者用于非织造材料的粘结剂中分散的技术问题；这因此是与本申请所解决的不同的技术问题，因为其并未特别提出生产具有高固含量的矿物质悬浮液的问题。所描述的解决方案在于在调整其ξ-电位后，通过无机粒子(例如碳酸钙)水性悬浮液与胶乳聚合物粒子水性悬浮液的混合来制备稳定水性分散体的方法。乙烯丙烯酸被叙述为可使用的聚合物之一，但未曾被例示，且在所有可使用的聚合物中未曾特别被区分。此外，实施例说明所得悬浮液具有不太高的固含量，且相对于该悬浮液的总重，矿物粒子的干重量总是小于60％。与本发明的基本区别要素在于此文件不曾提到乙烯丙烯酸盐的存在。最后，在本文件中，其未曾建议本领域技术人员关于使用分散剂的特别重要性，更别说在使用盐形式的乙烯丙烯酸之前使用分散剂：同样，在本文件(以混合过程为中心)中未曾建议根据本发明的方法，本发明方法提供在至少一种乙烯丙烯酸盐以及在处理碳酸钙的步骤前使用的分散剂或研磨助剂存在下，在研磨步骤及混合或浓缩步骤两者期间处理碳酸钙的可能性。
本领域技术人员也熟悉文件WO 97/13815，其寻求解决生产可与塑料材料(以及油漆及纸)相容的粉末，防止构成该粉末的粒子的聚结、使碳酸钙表面为疏水性的技术问题；因此，此文件仅部分解决了构成本申请主题的问题。这是因为，其提出的解决方案并未使碳酸钙水性悬浮液以相对该悬浮液总重为大于65％的固含量而得到，尤其如第29页表2结果所示。此外，其提出的解决方案在于首先将聚合物(例如乙烯丙烯酸)溶解于含有羧酸的介质中，然后使所得产物与碳酸钙接触，以使其沉淀于后者之上：此溶解步骤构成与本发明的基本区别要素。另外，当使用长链羧酸时，此溶解步骤将导致与源自使用硬脂酸相同的问题，亦即需要额外的解聚步骤和/或额外的碳酸钙粒子的添加剂的添加。当使用较短链的羧酸时，此同样的溶解步骤将导致碳酸钙粒子的絮凝，且因此无法得到具有高固含量的水性悬浮液，尤其是大于该悬浮液总重的65％。这些较短链羧酸亦可破坏碳酸钙粒子，甚至产生二氧化碳。最后，这些短链羧酸可降低其中最终使用了本发明碳酸钙的塑料材料的电阻率并增加导电率。最后，在本文件中，其未曾建议本领域技术人员使用分散剂的特别重要性，更别说在使用盐形式的乙烯丙烯酸之前使用分散剂：同样，在本文件(以混合过程为中心)中未曾建议根据本发明的方法，本发明方法提供在至少一种乙烯丙烯酸盐以及在处理碳酸钙的步骤前使用的分散剂或研磨助剂存在下，在研磨步骤及混合或浓缩步骤两者期间处理碳酸钙的可能性。
本领域技术人员也熟悉文件WO 02/96982，其寻求解决生产有机-无机纳米复合材料的技术问题，同时在此材料内强化有机粒子与无机粒子间的相容性；因此，此文件并未解决与形成本申请主题相同的技术问题。其提出的解决方案在于在溶剂存在下形成矿物粒子(例如碳酸钙)与聚合物溶液(例如基于乙烯丙烯酸)之间的混合物，蒸发该溶剂，并且混合所得产物与聚合物树脂。此文件并未给予关于矿物粒子与聚合物的混合物的固含量的任何指示。另外，其具有使用溶剂(例如尤其是THF及乙醇)的缺点，溶剂的存在是本领域技术人员所不希望的，这尤其是因为它们将在大气中产生高比例的挥发性有机碳(COV)的缘故。最后，此方法不同于形成本发明主题的方法，因为其并未提到分散剂的存在。最后，在本文件(以混合过程为中心)中未曾建议根据本发明的方法，本发明方法提供在至少一种乙烯丙烯酸盐以及在处理碳酸钙的步骤前使用的分散剂或研磨助剂存在下，在研磨步骤及混合或浓缩步骤两者期间处理碳酸钙的可能性。
本领域技术人员还熟悉文件US 5,449,402，其寻求解决不可逆地结合矿物填料与有机改性剂的技术问题，然后被用于不透明性及亮度均得到改善的水性涂层组合物中；因此，此文件绝对没有解决与形成本申请主题相同的技术问题。其提出的解决方案在于由絮凝态的碳酸钙粒子和阴离子改性剂(例如聚合物，且尤其是乙烯丙烯酸)生产颜料，其中该碳酸钙及该改性剂则通过静电连接而彼此结合。为了处理碳酸钙，尤其是以乙烯丙烯酸溶液处理碳酸钙，此文件的一般性教导是在开始时优选使颜料为絮凝态(第4栏，第39至62行)而非分散的颜料(如第4栏第50行所明确指示)，这种分散的状态被定义为由添加导致粘度降低或粒子尺寸降低的试剂所产生(第1栏，第15至25行)。如聚丙烯酸钠这样的分散剂可随后在乙烯丙烯酸溶液引入后添加(第4栏，第63至65行)。因此，本领域技术人员强烈地被鼓励不要在以乙烯丙烯酸溶液处理碳酸钙之前使用分散剂。如文件US 5,449,402中所定义的这种分散态是由添加导致粘度降低或粒子尺寸降低的试剂所产生的，因此这种分散态在此文件中不受欢迎；然而其却构成了本发明基本特征之一。这是因为，申请人以完全与现有技术教导相反的出人意料的方式发现：强制地在添加用于处理碳酸钙的乙烯丙烯酸盐之前或期间引入分散剂可以由此使得碳酸钙同时成为部分亲有机及部分亲水的且不使用硬脂酸，可以获得具有高固含量及良好流变性且无聚集体的水性悬浮液，并且可以为本领域技术人员提供非常弹性的方法，因为乙烯丙烯酸可在研磨以及混合或浓缩步骤期间使用。
因此，在使用乙烯丙烯酸的本领域技术人员可获取的文件中没有任何文件涉及由本申请所解决的相同技术问题。
同样，它们中没有任何文件公开了形成本申请主题的技术解决方案。
最后，它们中没有任何文件或者它们的组合或者它们与其它文件的组合建议了形成本申请主题的技术解决方案。
申请人的贡献之一尤其在于他观察到以下特定选择的事实：
-使用乙烯丙烯酸盐来处理天然和/或沉淀碳酸钙，
-在以乙烯丙烯酸盐处理碳酸钙的步骤之前和/或期间，添加分散剂和/或研磨助剂(这与现有技术状态的教导相反)，可以令人惊讶地获得下列方法，该方法：
-避免了与硬脂酸使用有关的缺点(解聚步骤以及额外的添加剂添加)，其代表了财务上的收益，
-可以获得具有高固含量(尤其大于65％)的矿物质水性悬浮液，该悬浮液具有良好的流变性且不存在会在滤网上产生残余物的聚集体，这代表了技术上及经济上的利益，
-可以向本领域技术人员提供一种方法，在该方法中可以在水性介质中的研磨步骤中以及混合或浓缩步骤中处理碳酸钙，这代表了非常大的弹性。
此外，这种方法可以获得同时为部分亲有机及部分亲水的天然和/或沉淀碳酸钙，这是非常令人惊讶的。尤其非常令人惊讶地，在添加分散剂期间或之后加入乙烯丙烯酸盐的情况下，这些盐不会负面地影响所得分散体的流变性质：这是因为，根据本发明的方法可以出人意料地成功获得高固含量(尤其大于65％)，具有良好的流变性质且无聚集体产生。
同时，非常令人惊讶地，该分散剂(其在乙烯丙烯酸盐引入前或期间添加)不会妨碍所述盐与碳酸钙表面间的相互作用以使其为亲有机性：这是因为，根据本发明的方法可以出人意料地成功生产可分散于塑料材料中的碳酸钙粒子。
最后，申请人希望指出其熟悉法国专利申请No.04 07806，该专利申请已提出申请但尚未公开，并且其因而只会在新颖性方面参与评价本申请的专利性。
在这方面，法国专利申请No.04 07806描述了一种用于制备干的或水性分散体或悬浮液形式的自粘结颜料粒子的方法，包括下列步骤：
a)形成至少一种无机物质的一种或多种水性悬浮液并且将该一种或多种水性悬浮液引入到以步骤c)为目的的研磨机中，
b)形成或获取至少一种粘结剂的一种或多种水性乳液或悬浮液或溶液，并将该一种或多种水性乳液或悬浮液或溶液引入到以步骤c)为目的的研磨机中，
c)共研磨步骤a)得到的一种或多种水性悬浮液与步骤b)得到的一种或多种水性乳液或悬浮液或溶液，以获得自粘结颜料粒子的水悬浮液，
d)任选地，共研磨步骤c)得到的水性悬浮液与至少一种粘结剂的一种或多种水性乳液或悬浮液或溶液，
e)任选地，干燥在步骤c)或步骤d)得到的水性悬浮液。
如法国专利申请No.04 07806所示的这种方法可以使本领域技术人员在含有无机物质及粘结剂的水性悬浮液制备期间以及共研磨步骤期间避免求助于第三种成分：这因此构成了与本发明的基本区别，本发明在经乙烯丙烯酸处理矿物质的步骤之前或期间需要求助于分散剂和/或研磨助剂。
发明内容
因而，本发明的第一目的在于一种制备方法，用于制备至少一种矿物质和/或至少一种颜料，其包含同时部分亲有机和部分亲水的天然和/或沉淀碳酸钙，优选天然碳酸钙，并且该方法包括以下步骤：
a)提供至少一种矿物质和/或至少一种颜料，其包含天然和/或沉淀碳酸钙，优选天然碳酸钙，并为干形式或水性悬浮液和/或分散体的形式，
b)任选地，将得自步骤a)的矿物质和/或颜料进行干研磨和/或在水性介质中研磨，
c)处理得自步骤a)和/或步骤b)的矿物质和/或颜料，
d)任选地，将得自步骤a)和/或b)和/或c)的矿物质和/或颜料进行干燥，
其特征在于：
-处理步骤c)对应于在至少一种乙烯丙烯酸盐存在下将得自步骤a)和/或步骤b)的矿物质和/或颜料于水性介质中混合和/或于水性介质中研磨和/或于水性介质中浓缩的步骤，
-在处理步骤c)之前和/或期间引入分散剂和/或研磨助剂。
申请人要回顾的是：根据这种方法，包含至少一种天然碳酸钙的矿物质和/或颜料在以水性悬浮液或分散体的形式存在时并不是絮凝状态，与文件US 5,449,402所要求的相反。
本发明方法的特征还在于该乙烯丙烯酸盐为在水性介质中可溶的盐。
本发明方法的特征还在于该乙烯丙烯酸盐的羧基基团是部分或全部与其酸性质子离解的。
本发明方法的特征还在于在乙烯丙烯酸盐中，乙烯单体与丙烯酸单体的质量比为10：90到30：70，并且优选等于20：80。
本发明方法的特征还在于该乙烯丙烯酸盐具有50克/10分钟到1,500克/10分钟的熔融指数，当乙烯丙烯酸盐被完全中和时优选200克/10分钟到300克/10分钟，且当乙烯丙烯酸盐被中和70到99％时(乙烯丙烯酸的羧基位点的比例)优选1,000克/10分钟到l,400克/10分钟，这是根据ASTM 1238 125℃/2.16kg的标准测量的。
本发明方法的特征还在于该乙烯丙烯酸盐的羧基基团是被至少一种中和剂完全中和的或者相对于乙烯丙烯酸的羧基位点总数被中和70到99％。
本发明方法的特征还在于所述中和剂包括至少一种一价阳离子。
本发明方法的特征还在于所述一价阳离子包括一种或多种碱金属离子和/或一种或多种胺和/或氨(ammoniaque)。
本发明方法的特征还在于所述一价碱金属离子包括钠离子。
本发明方法的特征还在于所述胺包括伯胺。
本发明方法的特征还在于所述胺包括烷醇胺，其包含至少一个乙醇和/或丙醇基团，且所述烷醇胺因而优选选自2-氨基-2-甲基-1-丙醇和/或二甲基乙醇胺，且其尤其优选为2-氨基-2-甲基-1-丙醇。
本发明方法的特征还在于使用一定量的2-氨基-2-甲基-1-丙醇，以便提供的一价阳离子比例为乙烯丙烯酸的羧基基团的75到125％，且优选提供的一价阳离子比例为乙烯丙烯酸的羧基基团的100％。
本发明方法的特征还在于使用一定量的二甲基乙醇胺，以便提供的一价阳离子比例为乙烯丙烯酸的羧基基团的75到125％，且优选提供的一价阳离子比例为乙烯丙烯酸的羧基基团的100％。
本发明方法的特征还在于所述乙烯丙烯酸分别在200℃、170℃及140℃下具有粘度为3,000至25,000mPa.s、15,000至100,000mPa.s以及50,000至400,000mPa.s。
在一种具体变化形式中，本发明方法的特征在于所述乙烯丙烯酸分别在200℃、170℃及140℃下具有粘度3,000至7,000mPa.s、15,000至20,000mPa.s以及50,000至100,000mPa.s。
在另一种具体变化形式中，本发明方法的特征在于所述乙烯丙烯酸分别在200℃、170℃及140℃下具有粘度15000至25000mPa.s、50,000至100,000mPa.s以及300,000至400,000mPa.s。
本发明方法的特征还在于该矿物质和/或颜料除了碳酸钙之外还包括至少一种其它矿物质和/或颜料，选自白云岩，膨润土，高岭土，滑石，水泥，石膏，石灰，氧化镁，二氧化钛，缎光白，三氧化铝或三氢氧化铝，硅石，云母以及这些填料之间的混合物，例如滑石-碳酸钙混合物，碳酸钙-高岭土混合物，或碳酸钙与三氢氧化铝或三氧化铝的混合物，或者与合成或天然纤维形成的混合物，或者矿物的共结构体(co-structures)如滑石-碳酸钙共结构体或滑石-二氧化钛共结构体，或者它们的混合物，并且这种其它矿物质优选为高岭土。
本发明方法的特征还在于以干重计的该碳酸钙的量大于或等于颜料和/或矿物质的总干重的70％。
本发明方法的特征还在于在步骤a)的过程中以及当矿物质和/或颜料是以水性悬浮液和/或分散体的形式存在时，以干重计的颜料和/或矿物质的浓度大于所述悬浮液和/或分散体的总重量的60％，优选大于65％，特别优选大于70％，更优选74％到78％，或者以干重计的颜料和/或矿物质的浓度小于所述悬浮液和/或分散体的总重量的30％，优选18％到22％，并且所述悬浮液和/或分散体为不含分散剂的悬浮液。
申请人强调：这些限制适用于步骤a)，且不适用于步骤c)后得到的水性悬浮液和/或分散体，其必然试图增加固含量，这构成了通过本申请解决的技术问题的方面之一。
本发明方法的特征还在于研磨步骤b)连续地或不连续地进行，且优选连续地进行。
本发明方法的特征还在于研磨步骤b)在研磨珠的存在下进行，所述研磨珠基于锆的氧化物和/或硅酸盐，任选地用铈和/或钇的氧化物进行稳定化。
在研磨步骤b)为干研磨的该变化形式中，本发明方法的特征还在于这个干研磨步骤导致获得具有小于50微米，优选小于15微米，更优选小于5微米的平均直径的矿物质和/或颜料，并且更优选地，这个平均直径为1.3到1.7微米，如由MICROMERITICSTM公司所售的SedigraphTM 5100装置所测得。
在研磨步骤b)为在水性介质中研磨的该变化形式中，本发明方法的特征还在于在水性介质中研磨的这个步骤导致获得直径小于2微米的粒子的比例大于60％(如通过MICROMERITICSTM公司所售的SedigraphTM 5100装置所测得)，或者直径小于2微米的粒子的比例大于90％(如通过MICROMERITICSTM公司所售的SedigraphTM 5100装置所测得)，或直径小于2微米的粒子的比例大于99％(通过MICROMERITICSTM公司所售的SedigraphTM 5100装置所测得)的矿物质和/或颜料。
本发明方法的特征还在于该处理步骤c)导致一种水性悬浮液和/或分散体，其具有以干重计的矿物质和/或颜料的百分比为大于所述悬浮液和/或分散体总重的65％，优选大于70％，特别优选大于75％，甚至更优选75到78％。
本发明方法的特征还在于该处理步骤c)导致一种水性悬浮液和/或分散体，其矿物质和/或颜料具有平均直径为小于50微米，优选小于15微米，更优选小于5微米，甚至更优选地，这个平均直径为0.3到1.7微米，并且更优选为0.5到0.9微米，如MICROMERITICSTM公司所售的SedigraphTM 5100装置所测量的。
本发明方法的特征还在于该处理步骤c)导致获得直径小于2微米的粒子的比例大于60％(如通过MICROMERITICSTM公司所售的SedigraphTM 5100装置所测得)，或者直径小于2微米的粒子的比例大于90％(如通过MICROMERITICSTM公司所售的SedigraphTM 5100装置所测得)，或直径小于2微米的粒子的比例大于99％(如通过MICROMERITICSTM公司所售的SedigraphTM 5100装置所测得)的水性悬浮液和/或分散体。
本发明方法的特征还在于该处理步骤c)导致获得在100转/分下测得的BrookfieldTM粘度(在25℃下，使用3号转子(mobile)，并且使用DVII+装置，在1升容器中测量)为小于1000mPa.s，优选小于700mPa.s，非常优选小于500mPa.s的水性悬浮液和/或分散体，甚至更优选地，这个粘度为100到300mPa.s。
本发明方法的特征还在于该处理步骤c)导致一种水性悬浮液和/或分散体，其具有小于100ppm，优选小于70ppm，更优选小于60ppm，甚至更优选小于50ppm的大于45微米的筛上残余物(résidu surtamis)。
本发明方法的特征还在于该步骤c)优选为在水性介质中的研磨步骤。
本发明方法的特征还在于干燥步骤d)优选在处理步骤c)之后进行。
本发明方法的特征还在于该干燥通过干燥器雾化器进行。
本发明方法的特征还在于在步骤c)期间和或之前引入的在水性介质中的分散剂和/或研磨助剂为丙烯酸均聚物和/或丙烯酸与其它水溶性单体的共聚物，该其它水溶性单体选自甲基丙烯酸、马来酸、衣康酸、巴豆酸、富马酸、异巴豆酸、乌头酸、中康酸、芥子酸、十一碳烯酸、当归酸、白桂酸(canellique)和/或2-丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸，其为酸形式或部分中和的形式，或者选自丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、丙烯酸或甲基丙烯酸的酯如丙烯酸或甲基丙烯酸乙二醇或丙二醇酯磷酸酯，或者选自乙烯基吡咯烷酮、乙烯基己内酰胺、醋酸乙烯酯、苯乙烯磺酸钠、烯丙基胺及其衍生物，并且优选地，该分散剂和/或研磨助剂选自丙烯酸与丙烯酰胺或马来酸的共聚物。
本发明方法的特征还在于在研磨步骤b)的过程中(在其是干研磨时)使用的干研磨剂选自基于二醇的化合物，并且优选选自乙二醇、二甘醇、丙二醇，且优选分子量为200到1000克/摩尔的丙二醇。
本发明方法的特征还在于乙烯丙烯酸的总比例是颜料和/或矿物质干重的0.1到10％，优选0.2到2％，更优选0.5到l％。
本发明方法的特征还在于分散剂和/或研磨助剂的总比例为颜料和/或矿物质干重的0.1到2％，优选0.2到1.5％，非常优选0.3到0.6％。
本发明方法的特征还在于当乙烯丙烯酸以2-氨基-2-甲基-1-丙醇中和时，以重量计的乙烯丙烯酸的量大约等于以重量计的分散剂和/或研磨助剂的量。
本发明方法的特征还在于当乙烯丙烯酸用钠中和时，以重量计的乙烯丙烯酸的量大约等于以重量计的分散剂和/或研磨助剂的一半量。
本发明的另一目的在于颜料和/或矿物质的水性分散体和/或悬浮液，其特征在于它们通过本发明的方法而获得。
本发明的另一目的在于颜料和/或矿物质的水性分散体和/或悬浮液，其特征在于它们包含碳酸钙、至少一种乙烯丙烯酸盐，并且它们具有的固含量大于其总重量的65％，优选大于70％，更优选大于75％，甚至更优选75到78％。
这些水性悬浮液和/或分散体的特征在于矿物质和/或颜料具有平均直径为小于50微米，优选小于15微米，更优选小于5微米，甚至更优选地，这个平均直径为0.3到1.7微米，并且更优选为0.5到0.9微米，如MICROMERITICSTM公司所售的SedigraphTM 5100装置所测量的。
这些水性悬浮液和/或分散体的特征在于它们具有的直径小于2微米的粒子的比例大于60％(如通过MICROMERITICSTM公司所售的SedigraphTM 5100装置所测得)，或者直径小于2微米的粒子的比例大于90％(如通过MICROMERITICSTM公司所售的SedigraphTM 5100装置所测得)，或直径小于2微米的粒子的比例大于99％(如通过MICROMERITICSTM公司所售的SedigraphTM 5100装置所测得)。
这些水性悬浮液和/或分散体的特征在于它们具有在100转/分下测得的BrookfieldTM粘度(在25℃下，使用3号转子，并且使用DVII+装置，在1升容器中测量)为小于1000mPa.s，优选小于700mPa.s，非常优选小于500mPa.s，甚至更优选地，这个粘度为100到300mPa.s。
这些水性悬浮液和/或分散体的特征在于它们具有小于100ppm，优选小于70ppm，更优选小于60ppm，甚至更优选小于50ppm的大于45微米的筛上残余物。
这些水性悬浮液和/或分散体的特征在于该乙烯丙烯酸盐为在水性介质中可溶的盐。
这些水性悬浮液和/或分散体的特征在于该乙烯丙烯酸盐的羧基基团是部分或全部与其酸性质子离解的。
这些水性悬浮液和/或分散体的特征在于在乙烯丙烯酸盐中，乙烯单体与丙烯酸单体的质量比为10：90到30：70，并且优选等于20：80。
这些水性悬浮液和/或分散体的特征在于该乙烯丙烯酸盐具有50克/10分钟到1,500克/10分钟的熔融指数，当乙烯丙烯酸盐被完全中和时优选200克/10分钟到300克/10分钟，且当乙烯丙烯酸盐被中和70到99％时(羧基位点的比例)优选1,000克/10分钟到l,400克/10分钟，这是根据ASTM 1238 125℃/2.16kg标准测量的。
这些水性悬浮液和/或分散体的特征在于所述乙烯丙烯酸盐的羧基基团是被至少一种中和剂完全中和的或者相对于乙烯丙烯酸的羧基位点总数被中和70到99％。
这些水性悬浮液和/或分散体的特征在于所述中和剂包括至少一种一价阳离子。
这些水性悬浮液和/或分散体的特征在于所述一价阳离子包括一种或多种碱金属离子和/或一种或多种胺和/或氨。
这些水性悬浮液和/或分散体的特征在于所述一价碱金属离子包括钠离子。
这些水性悬浮液和/或分散体的特征在于所述胺包括伯胺。
这些水性悬浮液和/或分散体的特征在于所述胺包括烷醇胺，其包含至少一个乙醇和/或丙醇基团，且所述烷醇胺因而优选选自2-氨基-2-甲基-1-丙醇和/或二甲基乙醇胺，且其尤其优选为2-氨基-2-甲基-1-丙醇。
这些水性悬浮液和/或分散体的特征在于使用一定量的2-氨基-2-甲基-1-丙醇，以便提供的一价阳离子比例为乙烯丙烯酸的羧基基团的75到125％，且优选提供的一价阳离子比例为乙烯丙烯酸的羧基基团的100％。
这些水性悬浮液和/或分散体的特征在于使用一定量的二甲基乙醇胺，以便提供的一价阳离子比例为乙烯丙烯酸的羧基基团的75到125％，且优选提供的一价阳离子比例为乙烯丙烯酸的羧基基团的100％。
这些水性悬浮液和/或分散体的特征在于所述乙烯丙烯酸分别在200℃、170℃及140℃下具有粘度为3,000至25,000mPa.s、15,000至100,000mPa.s以及50,000至400,000mPa.s。
这些水性悬浮液和/或分散体的特征在于所述乙烯丙烯酸分别在200℃、170℃及140℃下具有粘度3,000至7,000mPa.s、15,000至20,000mPa.s以及50,000至100,000mPa.s。
这些水性悬浮液和/或分散体的特征在于所述乙烯丙烯酸分别在200℃、170℃及140℃下具有粘度15000至25000mPa.s、50,000至100,000mPa.s以及300,000至400,000mPa.s。
本发明的另一目的在于通过本发明方法获得的干颜料(也就是在干燥步骤d)之后)。
这些干颜料的特征还在于它们含有碳酸钙、至少一种乙烯丙烯酸盐，并且其中碳酸钙粒子具有平均直径为小于50微米，优选小于15微米，更优选小于5微米，甚至更优选地，这个平均直径为0.3到1.7微米，并且更优选为0.5到0.9微米(如MICROMERITICSTM公司所售的SedigraphTM 5100装置所测量)。
这些干颜料的特征还在于碳酸钙粒子具有直径小于2微米的粒子的比例大于60％(如通过MICROMERITICSTM公司所售的SedigraphTM5100装置所测得)，或者直径小于2微米的粒子的比例大于90％(如通过MICROMERITICSTM公司所售的SedigraphTM 5100装置所测得)，或直径小于2微米的粒子的比例大于99％(如通过MICROMERITICSTM公司所售的SedigraphTM 5100装置所测得)。
本发明的另一目的在于本发明的水性悬浮液和分散体以及本发明的干颜料在纸、塑料和油漆的领域中，特别是纸和塑料本体中，以及纸和塑料的涂布中的用途。
本发明的实施方式包括:
1.一种制备方法，用于制备至少一种矿物质和/或至少一种颜料，其包含同时部分亲有机和部分亲水的天然和/或沉淀碳酸钙，优选天然碳酸钙，并且该方法包括以下步骤：
a)提供至少一种矿物质和/或颜料，其包含天然和/或沉淀碳酸钙，优选天然碳酸钙，并为干形式或水性悬浮液和/或分散体的形式，
b)任选地，将得自步骤a)的矿物质和/或颜料进行干研磨和/或在水性介质中研磨，
c)处理得自步骤a)和/或步骤b)的矿物质和/或颜料，
d)任选地，将得自步骤a)和/或b)和/或c)的矿物质和/或颜料进行干燥，
其特征在于：
-处理步骤c)对应于在至少一种乙烯丙烯酸盐存在下将得自步骤a)和/或步骤b)的矿物质和/或颜料于水性介质中混合和/或于水性介质中研磨和/或于水性介质中浓缩的步骤，
-在处理步骤c)之前和/或期间引入分散剂和/或研磨助剂。
2.如项1的方法，其特征在于该乙烯丙烯酸盐为在水性介质中可溶的盐。
3.如项1或2的方法，其特征在于该乙烯丙烯酸盐的羧基基团是部分或全部与其酸性质子离解的。
4.如项1至3中任一项的方法，其特征在于在乙烯丙烯酸盐中，乙烯单体与丙烯酸单体的质量比为10：90到30：70，并且优选等于20：80。
5.如项1至4中任一项的方法，其特征在于该乙烯丙烯酸盐具有50克/10分钟到1,500克/10分钟的熔融指数，当乙烯丙烯酸盐被完全中和时优选200克/10分钟到300克/10分钟，且当乙烯丙烯酸盐被中和70到99％时(羧基位点的比例)优选1,000克/10分钟到l,400克/10分钟，这是根据ASTM 1238 125℃/2.16kg标准测量的。
6.如项1至5中任一项的方法，其特征在于该乙烯丙烯酸盐的羧基基团是被至少一种中和剂完全中和的或者相对于乙烯丙烯酸的羧基位点总数被中和70到99％。
7.如项6的方法，其特征在于所述中和剂包括至少一种一价阳离子。
8.如项7的方法，其特征在于所述一价阳离子包括一种或多种碱金属离子和/或一种或多种胺和/或氨。
9.如项8的方法，其特征在于所述一价碱金属离子包括钠离子。
10.如项8的方法，其特征在于所述胺包括伯胺。
11.如项10的方法，其特征在于所述胺包括烷醇胺，其包含至少一个乙醇和/或丙醇基团，且所述烷醇胺因而优选选自2-氨基-2-甲基-1-丙醇和/或二甲基乙醇胺，且其尤其优选为2-氨基-2-甲基-1-丙醇。
12.如项11的方法，其特征在于使用一定量的2-氨基-2-甲基-1-丙醇，以便提供的一价阳离子比例为乙烯丙烯酸的羧基基团的75到125％，且优选提供的一价阳离子比例为乙烯丙烯酸的羧基基团的100％。
13.如项11的方法，其特征在于使用一定量的二甲基乙醇胺，以便提供的一价阳离子比例为乙烯丙烯酸的羧基基团的75到125％，且优选提供的一价阳离子比例为乙烯丙烯酸的羧基基团的100％。
14.如项1至13中任一项的方法，其特征在于所述乙烯丙烯酸分别在200℃、170℃及140℃下具有粘度为3,000至25,000mPa.s、15,000至100,000mPa.s以及50,000至400,000mPa.s。
15.如项14的方法，其特征在于所述乙烯丙烯酸分别在200℃、170℃及140℃下具有粘度3,000至7,000mPa.s、15,000至20,000mPa.s以及50,000至100,000mPa.s。
16.如项14的方法，其特征在于所述乙烯丙烯酸分别在200℃、170℃及140℃下具有粘度为15000至25000mPa.s、50,000至100,000mPa.s以及300,000至400,000mPa.s。
17.如项1至16中任一项的方法，其特征在于该矿物质和/或颜料除了碳酸钙之外还包括至少一种其它矿物质和/或颜料，选自白云岩，膨润土，高岭土，滑石，水泥，石膏，石灰，氧化镁，二氧化钛，缎光白，三氧化铝或三氢氧化铝，硅石，云母以及这些填料间的混合物，例如滑石-碳酸钙混合物，碳酸钙-高岭土混合物，或碳酸钙与三氢氧化铝或三氧化铝的混合物，或者与合成或天然纤维形成的混合物，或者矿物的共结构体如滑石-碳酸钙共结构体或滑石-二氧化钛共结构体，或者它们的混合物，并且这种其它矿物质优选为高岭土。
18.如项1至17中任一项的方法，其特征在于以干重计的碳酸钙的量大于或等于颜料和/或矿物质的总干重的70％。
19.如项1至18中任一项的方法，其特征在于在步骤a)的过程中以及当矿物质和/或颜料是以水性悬浮液和/或分散体的形式存在时，以干重计的颜料和/或矿物质的浓度大于所述悬浮液和/或分散体的总重量的60％，优选大于65％，特别优选大于70％，更优选74％到78％，或者以干重计的颜料和/或矿物质的浓度小于所述悬浮液和/或分散体的总重量的30％，优选18％到22％，并且所述悬浮液和/或分散体为不含分散剂的悬浮液。
20.如项1至19中任一项的方法，其特征在于研磨步骤b)连续地或不连续地进行，且优选连续地进行。
21.如项1至20中任一项的方法，其特征在于该研磨步骤b)在研磨珠的存在下进行，所述研磨珠基于锆的氧化物和/或硅酸盐，任选地用铈和/或钇的氧化物进行稳定化。
22.如项1至2l中任一项的方法，其特征在于该研磨步骤b)为干研磨，其导致获得具有小于50微米，优选小于15微米，更优选小于5微米的平均直径的矿物质和/或颜料，并且更优选地，这个平均直径为1.3到1.7微米。
23.如项1至21中任一项的方法，其特征在于该研磨步骤b)是在水性介质中的研磨，其导致获得直径小于2微米的粒子的比例大于60％(如通过MICROMERITICSTM公司所售的SedigraphTM 5100装置所测得)，或者直径小于2微米的粒子的比例大于90％(如通过MICROMERITICSTM公司所售的SedigraphTM 5100装置所测得)，或直径小于2微米的粒子的比例大于99％(如通过MICROMERITICSTM公司所售的SedigraphTM 5100装置所测得)的矿物质和/或颜料。
24.如项1至23中任一项的方法，其特征在于处理步骤c)在水性介质中进行，且导致一种水性悬浮液和/或分散体，其具有以干重计的矿物质和/或颜料的百分比为大于所述悬浮液和/或分散体总重的65％，优选大于70％，特别优选大于75％，甚至更优选75到78％。
25.如项1至24中任一项的方法，其特征在于处理步骤c)导致一种水性悬浮液和/或分散体，其矿物质和/或颜料具有平均直径为小于50微米，优选小于15微米，更优选小于5微米，甚至更优选地，这个平均直径为0.3到1.7微米，并且更优选为0.5到0.9微米，如MICROMERITICSTM公司所售的SedigraphTM 5100装置所测量的。
26.如项1至25中任一项的方法，其特征在于该处理步骤c)导致获得直径小于2微米的粒子的比例大于60％(如通过MICROMERITICSTM公司所售的SedigraphTM 5100装置所测得)，或者直径小于2微米的粒子的比例大于90％(如通过MICROMERITICSTM公司所售的SedigraphTM 5100装置所测得)，或直径小于2微米的粒子的比例大于99％(如通过MICROMERITICSTM公司所售的SedigraphTM 5100装置所测得)的水性悬浮液和/或分散体。
27.如项1至26中任一项的方法，其特征在于处理步骤c)导致获得在100转/分下测得的BrookfieldTM粘度(在25℃下，使用3号转子，并且使用DVII+装置，在1升容器中)为小于1000mPa.s，优选小于700mPa.s，非常优选小于500mPa.s的水性悬浮液和/或分散体，甚至更优选地，这个粘度为100到300mPa.s。
28.如项1至27中任一项的方法，其特征在于处理步骤c)导致一种水性悬浮液和/或分散体，其具有小于100ppm，优选小于70ppm，更优选小于60ppm，甚至更优选小于50ppm的大于45微米的筛上残余物。
29.如项1至28中任一项的方法，其特征在于该处理步骤c)优选为在水性介质中的研磨步骤。
30.如项1至29中任一项的方法，其特征在于该干燥步骤d)优选在处理步骤c)之后进行。
31.如项1至30中任一项的方法，其特征在于该干燥通过干燥器雾化器进行。
32.如项1至30中任一项的方法，其特征在于在步骤c)期间和/或之前引入的水性介质中的分散剂和/或研磨助剂为丙烯酸均聚物和/或丙烯酸与其它水溶性单体的共聚物，该其它水溶性单体选自甲基丙烯酸、马来酸、衣康酸、巴豆酸、富马酸、异巴豆酸、乌头酸、中康酸、芥子酸、十一碳烯酸、当归酸、白桂酸和/或2-丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸，其为酸形式或部分中和的形式，或者选自丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、丙烯酸或甲基丙烯酸的酯如丙烯酸或甲基丙烯酸乙二醇或丙二醇酯磷酸酯，或者选自乙烯基吡咯烷酮、乙烯基己内酰胺、醋酸乙烯酯、苯乙烯磺酸钠、烯丙基胺及其衍生物，并且优选地，该分散剂和/或研磨助剂选自丙烯酸与丙烯酰胺或马来酸的共聚物。
33.如项1至32中任一项的方法，其特征在于在研磨步骤b)是干研磨时，在该研磨步骤中使用的干研磨剂选自基于二醇的化合物，并且优选选自乙二醇、二甘醇、丙二醇，且优选分子量为200到1000克/摩尔的丙二醇。
34.如项1至33中任一项的方法，其特征在于乙烯丙烯酸的总比例是颜料和/或矿物质干重的0.1到10％，优选0.2到2％，更优选0.5到l％。
35.如项1至34中任一项的方法，其特征在于分散剂和/或研磨助剂的总比例为颜料和/或矿物质干重的0.1到2％，优选0.2到1.5％，非常优选0.3到0.6％。
36.如项1至35中任一项的方法，其特征在于当乙烯丙烯酸用2-氨基-2-甲基-1-丙醇中和时，以重量计的乙烯丙烯酸的量大约等于以重量计的分散剂和/或研磨助剂的量。
37.如项1至36中任一项的方法，其特征在于当乙烯丙烯酸用钠中和时，以重量计的乙烯丙烯酸的量大约等于以重量计的分散剂和/或研磨助剂的一半量。
38.颜料和/或矿物质的水性分散体和/或悬浮液，其特征在于它们通过项1至37中任一项的方法而获得。
39.颜料和/或矿物质的水性分散体和/或悬浮液，其特征在于它们包含碳酸钙、至少一种乙烯丙烯酸盐，并且它们具有的固含量大于其总重量的65％，优选大于70％，更优选大于75％，甚至更优选75到78％。
40.如项39的颜料和/或矿物质的水性分散体和/或悬浮液，其特征在于矿物质和/或颜料具有平均直径为小于50微米，优选小于15微米，更优选小于5微米，甚至更优选地，这个平均直径为0.3到1.7微米，并且更优选为0.5到0.9微米，如MICROMERITICSTM公司所售的SedigraphTM 5100装置所测量的。
41.如项39或40的颜料和/或矿物质的水性分散体和/或悬浮液，其特征在于它们具有的直径小于2微米的粒子的比例大于60％(如通过MICROMERITICSTM公司所售的SedigraphTM 5100装置所测得)，或者直径小于2微米的粒子的比例大于90％(如通过MICROMERITICSTM公司所售的SedigraphTM 5100装置所测得)，或直径小于2微米的粒子的比例大于99％(如通过MICROMERITICSTM公司所售的SedigraphTM 5100装置所测得)。
42.如项39至41中任一项的颜料和/或矿物质的水性分散体和/或悬浮液，其特征在于它们具有在100转/分下测得的BrookfieldTM粘度(在25℃下，使用3号转子，并且使用DVII+装置，在1升容器中)为小于1000mPa.s，优选小于700mPa.s，非常优选小于500mPa.s，甚至更优选地，这个粘度为100到300mPa.s。
43.如项39至42中任一项的颜料和/或矿物质的水性分散体和/或悬浮液，其特征在于它们具有小于100ppm，优选小于70ppm，更优选小于60ppm，甚至更优选小于50ppm的大于45微米的筛上残余物。
44.如项39至43中任一项的颜料和/或矿物质的水性分散体和/或悬浮液，其特征在于该乙烯丙烯酸盐为在水性介质中可溶的盐。
45.如项39至44中任一项的颜料和/或矿物质的水性分散体和/或悬浮液，其特征在于该乙烯丙烯酸盐的羧基基团是部分或全部与其酸性质子离解的。
46.如项39至45中任一项的颜料和/或矿物质的水性分散体和/或悬浮液，其特征在于在乙烯丙烯酸盐中，乙烯单体与丙烯酸单体的质量比为10：90到30：70，并且优选等于20：80。
47.如项39至46中任一项的颜料和/或矿物质的水性分散体和/或悬浮液，其特征在于该乙烯丙烯酸盐具有50克/10分钟到1,500克/10分钟的熔融指数，当乙烯丙烯酸盐被完全中和时优选200克/10分钟到300克/10分钟，且当乙烯丙烯酸盐被中和70到99％时(羧基位点的比例)优选1,000克/10分钟到l,400克/10分钟，这是根据ASTM1238 125℃/2.16kg标准测量的。
48.如项39至47中任一项的颜料和/或矿物质的水性分散体和/或悬浮液，其特征在于所述乙烯丙烯酸盐的羧基基团是被至少一种中和剂完全中和的或者相对于乙烯丙烯酸的羧基位点总数被中和70到99％。
49.如项48的颜料和/或矿物质的水性分散体和/或悬浮液，其特征在于所述中和剂包括至少一种一价阳离子。
50.如项49的颜料和/或矿物质的水性分散体和/或悬浮液，其特征在于所述一价阳离子包括一种或多种碱金属离子和/或一种或多种胺和/或氨。
51.如项50的颜料和/或矿物质的水性分散体和/或悬浮液，其特征在于所述一价碱金属离子包括钠离子。
52.如项50的颜料和/或矿物质的水性分散体和/或悬浮液，其特征在于所述胺包括伯胺。
53.如项52的颜料和/或矿物质的水性分散体和/或悬浮液，其特征在于所述胺包括烷醇胺，其包含至少一个乙醇和/或丙醇基团，且所述烷醇胺因而优选选自2-氨基-2-甲基-1-丙醇和/或二甲基乙醇胺，且其尤其优选为2-氨基-2-甲基-1-丙醇。
54.如项53的颜料和/或矿物质的水性分散体和/或悬浮液，其特征在于使用一定量的2-氨基-2-甲基-1-丙醇，以便提供的一价阳离子比例为乙烯丙烯酸的羧基基团的75到125％，且优选提供的一价阳离子比例为乙烯丙烯酸的羧基基团的100％。
55.如项53的颜料和/或矿物质的水性分散体和/或悬浮液，其特征在于使用一定量的二甲基乙醇胺，以便提供的一价阳离子比例为乙烯丙烯酸的羧基基团的75到125％，且优选提供的一价阳离子比例为乙烯丙烯酸的羧基基团的100％。
56.如项39至55中任一项的颜料和/或矿物质的水性分散体和/或悬浮液，其特征在于所述乙烯丙烯酸分别在200℃、170℃及140℃下具有粘度为3,000至25,000mPa.s、15,000至100,000mPa.s以及50,000至400,000mPa.s。
57.如项56的颜料和/或矿物质的水性分散体和/或悬浮液，其特征在于所述乙烯丙烯酸分别在200℃、170℃及140℃下具有粘度3,000至7,000mPa.s、15,000至20,000mPa.s以及50,000至100,000mPa.s。
58.如项56的颜料和/或矿物质的水性分散体和/或悬浮液，其特征在于所述乙烯丙烯酸分别在200℃、170℃及140℃下具有粘度15000至25000mPa.s、50,000至100,000mPa.s以及300,000至400,000mPa.s。
59.干颜料，其特征在于它们通过项1至37中任一项的方法获得。
60.如项59的干颜料，其特征在于它们含有碳酸钙、至少一种乙烯丙烯酸盐，并且其中碳酸钙粒子具有平均直径为小于50微米，优选小于15微米，更优选小于5微米，甚至更优选地，这个平均直径为0.3到1.7微米，并且更优选为0.5到0.9微米(如MICROMERITICSTM公司所售的SedigraphTM 5100装置所测量)。
61.如项59的干颜料，其特征在于碳酸钙粒子具有直径小于2微米的粒子的比例大于60％(如通过MICROMERITICSTM公司所售的SedigraphTM 5100装置所测得)，或者直径小于2微米的粒子的比例大于90％(如通过MICROMERITICSTM公司所售的SedigraphTM 5100装置所测得)，或直径小于2微米的粒子的比例大于99％(如通过MICROMERITICSTM公司所售的SedigraphTM 5100装置所测得)。
62.项38至58中任一项的水性悬浮液和分散体以及项59至61中任一项的干颜料在纸、塑料和油漆的领域中的用途。
63.项62的水性悬浮液和分散体以及干颜料的用途，用于塑料涂布和本体中。
64.项62的水性悬浮液和分散体以及干颜料的用途，用于纸涂布和本体中。
具体实施方式
实施例
实施例1
此实施例说明本发明的方法，其中天然碳酸钙在水性介质中的研磨步骤期间用乙烯丙烯酸盐处理，分散剂在所述研磨步骤期间被引入。
因此，此实施例以描述所用的乙烯丙烯酸共聚物开始，接着是某些它们的盐的生产。
说明：碳酸钙悬浮液的所有粒度特征均使用MICROMERITICSTM公司所售的SedigraphTM 5100型装置测量。
乙烯丙烯酸共聚物a)
这种共聚物表示由20重量％丙烯酸及80重量％乙烯所组成的乙烯丙烯酸共聚物。
乙烯丙烯酸共聚物b)
这种共聚物表示由20重量％丙烯酸及80重量％乙烯所组成的乙烯丙烯酸共聚物。
这种共聚物具有1,300克/10分钟的熔融指数，根据ASTM l238125℃/2.16kg标准测量。
众所周知高熔融指数对应于低分子量。
乙烯丙烯酸共聚物c)
这种共聚物表示由20重量％丙烯酸及80重量％乙烯所组成的乙烯丙烯酸共聚物。
这种共聚物具有300克/10分钟的熔融指数，根据ASTM 1238125℃/2.16kg标准测量。
这些不同共聚物的粘度(mPa.s)随温度的变化表示在表1中。这些流变性质提供了这些共聚物分子量的比较基础：低粘度表示低分子量。
这些粘度值是在如下所示的温度下通过PHYSICATM公司以MCR 300为名所售的流变仪在下述条件下测量的：锥板流变仪CP 50-1，使用等于5s-1的固定剪切率，以0.0833℃/s的间隔从200℃到120℃的温度范围。
表1：不同乙烯丙烯酸共聚物随温度变化的粘度
乙烯丙烯酸溶液1号
在10升ESCO型反应器中的2.5升去离子水中，添加500克共聚物a)。
在搅拌下，添加123.7克的2-氨基-2-甲基-1-丙醇(以中和乙烯丙烯酸的羧酸位点的100％)，并且在98℃下加热混合物l小时。
从而得到澄清透明的溶液。
乙烯丙烯酸溶液2号
在10升ESCO型反应器中的2.5升去离子水中，添加500克共聚物a)。
在搅拌下添加130.2克的二甲基乙醇胺(以中和乙烯丙烯酸的羧酸位点的100％)，并且在98℃下加热混合物1小时。
从而得到澄清透明的溶液。
乙烯丙烯酸溶液3号
在10升ESCO型反应器中的5升去离子水中，添加500克共聚物b)。
在搅拌下，添加38.8克的氢氧化钠(以中和乙烯丙烯酸的羧酸位点的75％)，并在98℃下加热混合物1小时。
从而得到澄清透明的溶液。
乙烯丙烯酸溶液4号
在10升ESCO型反应器中的5升去离子水中，添加500克共聚物b)。
在搅拌下，添加55.4克的氢氧化钠(以中和乙烯丙烯酸的所有羧酸位点)，并在98℃下加热混合物1小时。
从而得到澄清透明的溶液。
乙烯丙烯酸溶液5号
在10升ESCO型反应器中的5升去离子水中，添加500克共聚物c)。
在搅拌下，添加54.1克的氢氧化钠(以中和乙烯丙烯酸的所有羧酸位点)，并在98℃下加热混合物1小时。
从而得到澄清透明的溶液。
乙烯丙烯酸溶液6号
在l0升ESCO型反应器中的2.5升去离子水中，添加500克共聚物b)。
在搅拌下，添加200克的氨(以中和乙烯丙烯酸的羧酸位点的100％)，并在98℃下加热混合物l小时。
从而得到澄清透明的溶液。
试验1a
此试验说明现有技术。
其使用平均粒径等于45微米的挪威大理石。
在1.4升DynomillTM型研磨器中在水性介质中研磨这种大理石，该研磨器具有2700克直径0.6到1毫米的二氧化锆基研磨珠，且存在相对于大理石干重为0.65％干重量的丙烯酸均聚物，该丙烯酸均聚物用钠和镁中和并且分子量等于5,400克/摩尔。
研磨需要11分钟/kg。
得到大理石的水性悬浮液，其固含量等于75.5％，且其粒子尺寸为其中90％重量具有小于2微米的直径。
在25℃且在100转/分钟下，以3号转子测得的BrookfieldTM为25lmPa.s。
这个粘度在1升容器中在DVII+装置上测量；这个操作程序将用于其它试验中。
大于45微米的筛上残余物为40ppm。
试验1b
此试验说明现有技术。
其使用平均粒径等于45微米的挪威大理石。
在1.4升DynomillTM型研磨器中在水性介质中研磨这种大理石，该研磨器具有2700克直径0.6到1毫米的二氧化锆基研磨珠，且存在1.0％干重量的乙烯丙烯酸溶液6号。
得到大理石的水性悬浮液，其固含量等于38.0％，且其粒子尺寸为其中73％重量具有小于2微米的直径。不可能在不改变下述粘度的情况下增加固含量。
在25℃且在100转/分钟下，以3号转子测得的BrookfieldTM为250到600mPa.s。
试验2
此试验说明本发明。
其使用平均粒径等于45微米的挪威大理石。
在1.4升DynomillTM型研磨器中在水性介质中研磨这种大理石，该研磨器具有2700克直径0.6到1毫米的二氧化锆基研磨珠，且存在相对于大理石干重为0.67％干重量的丙烯酸均聚物，该丙烯酸均聚物用钠和镁中和并且分子量等于5,400克/摩尔，并且存在0.5％干重量的乙烯丙烯酸溶液1号。
得到大理石的水性悬浮液，其固含量等于75.7％，且其粒子尺寸为其中89％重量具有小于2微米的直径。
在25℃且在100转/分钟下，以3号转子测得的BrookfieldTM为150mPa.s。
大于45微米的筛上残余物为13ppm。
试验3
此试验说明本发明。
其使用平均粒径等于45微米的挪威大理石。
在1.4升DynomillTM型研磨器中在水性介质中研磨这种大理石，该研磨器具有2700克直径0.6到1毫米的二氧化锆基研磨珠，且存在相对于大理石干重为1.04％干重量的丙烯酸均聚物，该丙烯酸均聚物用钠和镁中和并且分子量等于5,400克/摩尔，并且存在0.5％干重量的乙烯丙烯酸溶液2号。
研磨需要11.3分钟/kg。
得到大理石的水性悬浮液，其固含量等于76.1％，且其粒子尺寸为其中92重量％具有小于2微米的直径。
在25℃且在100转/分钟下，以3号转子测得的BrookfieldTM为160mPa.s。
试验4
比试验说明本发明。
其使用平均粒径等于45微米的挪威大理石。
在1.4升DynomillTM型研磨器中在水性介质中研磨这种大理石，该研磨器具有2700克直径0.6到1毫米的二氧化锆基研磨珠，且存在相对于大理石干重为1.00％干重量的丙烯酸均聚物，该丙烯酸均聚物用钠和镁中和并且分子量等于5,400克/摩尔，并且存在0.5％干重量的乙烯丙烯酸溶液3号。
得到大理石的水性悬浮液，其固含量等于74.1％，且其粒子尺寸为其中90重量％具有小于2微米的直径。
在25℃且在100转/分钟下，以3号转子测得的BrookfieldTM为153mPa.s。
大于45微米的筛上残余物为59ppm。
试验5
此试验说明本发明。
其使用平均粒径等于45微米的挪威大理石。
在1.4升DynomillTM型研磨器中在水性介质中研磨这种大理石，该研磨器具有2700克直径0.6到1毫米的二氧化锆基研磨珠，且存在相对于大理石干重为1.00％干重量的丙烯酸均聚物，该丙烯酸均聚物用钠和镁中和并且分子量等于5,400克/摩尔，并且存在0.5％干重量的乙烯丙烯酸溶液4号。
得到大理石的水性悬浮液，其固含量等于77.0％，且其粒子尺寸为其中91重量％具有小于2微米的直径。
在25℃且在100转/分钟下，以3号转子测得的BrookfieldTM为157mPa.s。
试验6
此试验说明本发明。
其使用平均粒径等于45微米的挪威大理石。
在1.4升DynomillTM型研磨器中在水性介质中研磨这种大理石，该研磨器具有2700克直径0.6到1毫米的二氧化锆基研磨珠，且存在相对于大理石干重为1.00％干重量的丙烯酸均聚物，该丙烯酸均聚物用钠和镁中和并且分子量等于5,400克/摩尔，并且存在0.5％干重量的乙烯丙烯酸溶液5号。
得到大理石的水性悬浮液，其固含量等于76.9％，且其粒子尺寸为其中89重量％具有小于2微米的直径。
在25℃且在100转/分钟下，以3号转子测得的BrookfieldTM为187mPa.s。
所得结果证明本发明的方法导致获得以乙烯丙烯酸盐及分散剂处理的碳酸钙悬浮液，其具有高的固含量，尤其大于75％。
此外，这种固含量大于根据现有技术方法获得的固含量，且在25℃和100转/分钟下测得的BrookfieldTM粘度低于在现有技术中所得的粘度。
此外，通过比较试验1a及3，证明了有或没有乙烯丙烯酸研磨都一样有效率。
此外，本发明的实施例没有呈现出在碳酸钙悬浮液中产生泡沫的问题。
另外，可观察到在本发明的情况下得到的筛上残余物是完全可以忽略不计的。
试验7
此试验说明现有技术。
将BASELLTMPOLYOLEFINS公司以HostalenTM GM 9240 HT为名所售的高密度聚乙烯引入DR.COLLIN公司以Walzwerk 150x400为名所售的辊式混合机中。
之后，在DR.COLLIN公司的《Testing Platen Presses Type P》P300-P压机中形成厚度2和4毫米的板。
试验8
此试验说明本发明。
以NIROTM公司的MSDTM 100粉化机干燥试验5的悬浮液。得到干的处理过的大理石，其粒子尺寸为其中88重量％具有小于2微米的直径。
该干的处理过的大理石随后在180℃下，与BASELLTM POLYOLEFINS公司以HostalenTM GM 9240 HT为名所售的高密度聚乙烯在DR.COLLIN公司以Walzwerk 150x400为名所售的辊式混合机中混合。混合物的组成为等质量的处理过的产物及高密度聚乙烯。
之后，在DR.COLLIN公司的《Testing Platen Presses Type P》P300-P压机中形成厚度2和4毫米的板。
试验7和8形成的板的抗拉强度根据DIN 53455标准分别等于23.9N/mm2及24.2N/mm2。
可观察到由本发明颜料替代部分聚乙烯不会降低抗拉强度。

Claims (10)

1.一种制备方法，用于制备至少一种矿物质和/或至少一种颜料，其包含同时部分亲有机和部分亲水的天然和/或沉淀碳酸钙，优选天然碳酸钙，并且该方法包括以下步骤：
a)提供至少一种矿物质和/或颜料，其包含天然和/或沉淀碳酸钙，优选天然碳酸钙，并为干形式或水性悬浮液和/或分散体的形式，
b)任选地，将得自步骤a)的矿物质和/或颜料进行干研磨和/或在水性介质中研磨，
c)处理得自步骤a)和/或步骤b)的矿物质和/或颜料，
d)任选地，将得自步骤a)和/或b)和/或c)的矿物质和/或颜料进行干燥，
其特征在于：
-处理步骤c)对应于在至少一种乙烯丙烯酸盐存在下将得自步骤a)和/或步骤b)的矿物质和/或颜料于水性介质中混合和/或于水性介质中研磨和/或于水性介质中浓缩的步骤，
-在处理步骤c)之前和/或期间引入分散剂和/或研磨助剂。
2.如权利要求1的方法，其特征在于该乙烯丙烯酸盐为在水性介质中可溶的盐。
3.如权利要求1或2的方法，其特征在于该乙烯丙烯酸盐的羧基基团是部分或全部与其酸性质子离解的。
4.如权利要求1至3中任一项的方法，其特征在于在乙烯丙烯酸盐中，乙烯单体与丙烯酸单体的质量比为10：90到30：70，并且优选等于20：80。
5.如权利要求1至4中任一项的方法，其特征在于该乙烯丙烯酸盐具有50克/10分钟到1,500克/10分钟的熔融指数，当乙烯丙烯酸盐被完全中和时优选200克/10分钟到300克/10分钟，且当乙烯丙烯酸盐被中和70到99％时(羧基位点的比例)优选1,000克/10分钟到l,400克/10分钟，这是根据ASTM 1238 125℃/2.16kg标准测量的。
6.如权利要求1至5中任一项的方法，其特征在于该乙烯丙烯酸盐的羧基基团是被至少一种中和剂完全中和的或者相对于乙烯丙烯酸的羧基位点总数被中和70到99％。
7.如权利要求6的方法，其特征在于所述中和剂包括至少一种一价阳离子。
8.如权利要求7的方法，其特征在于所述一价阳离子包括一种或多种碱金属离子和/或一种或多种胺和/或氨。
9.如权利要求8的方法，其特征在于所述一价碱金属离子包括钠离子。
10.如权利要求8的方法，其特征在于所述胺包括伯胺。
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