DD297920A5 - HIGHLY CONCENTRATED WAFER SOFT SUSPENSION OF MINERALS AND / OR FUELS AND / OR PIGMENTS - Google Patents
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Abstract
Eine waeszrige Suspension aus Mineralien und/oder Fuellstoffen und/oder Pigmenten mit einem Feststoffgehalt 60 * wobei das Mineral bzw. der Fuellstoff bzw. das Pigment mit einem oder mehreren Dispergiermitteln dispergiert ist, dadurch gekennzeichnet, dasz das Dispergiermittel einen oder mehrere amphotere Polyelektrolyten und/oder kationische Polyelektrolyten und/oder amphotere kationische Polyelektrolyten und/oder amphotere anionische Polyelektrolyten und/oder teilweise neutralisierte anionische Polyelektrolyten und/oder teilweise neutralisierte amphotere anionische Polyelektrolyten enthaelt, wobei der Fuellstoff und/oder das Pigment und/oder die Mineralteilchen eine gegen auszen neutrale oder positive Ladung tragen. Weiterhin wird ein Verfahren offenbart, wobei ein Teil der erfindungsgemaeszen Polyelektrolyten vor dem Vermahlen, ein Teil waehrend des Vermahlens und ein Teil nach dem Vermahlen zugegeben werden. Erfindungsgemaesz koennen Vermahlung und Dispergierung in einem einzigen Arbeitsschritt vorgenommen werden.Aqueous suspension of minerals and / or fillers and / or pigments having a solids content of 60 *, the mineral or the filler or pigment being dispersed with one or more dispersants, characterized in that the dispersant contains one or more amphoteric polyelectrolytes and / or or cationic polyelectrolytes and / or amphoteric cationic polyelectrolytes and / or amphoteric anionic polyelectrolytes and / or partially neutralized anionic polyelectrolytes and / or partially neutralized amphoteric anionic polyelectrolytes, wherein the filler and / or the pigment and / or the mineral particles are neutral or neutral carry positive charge. Furthermore, a method is disclosed wherein a part of the polyelectrolytes according to the invention are added before grinding, a part during grinding and a part after grinding. According to the invention, milling and dispersion can be carried out in a single operation.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine wäßrige Suspension aus Mineralien und/oder Füllstoffen und/oder Pigmenten mit einem Feststoffgehalt >60Gew.-%, bezogen auf das trockene Mineral bzw. den trockenen Füllstoff bzw. das trockene Pigment, wobei das Mineral bzw. der Füllstoff bzw. das Pigment mit einem oder mehroren Dispergiermitteln dispergiert ist. Unter „positive Ladungen" ist nachfolgend zu versteh'ί, daß die Partikeln auf ihrer Oberfläche ein positives Zeta-Potential aufweisen (vgl. P. Ney „Zeta-Potentiale und Flotierbarkeit von Mineralen", Applied Mineralogy 6, Springer Verlag, Wien, New York 1973, insbesondere Seite 22ff.). Analoges gilt für die „negativen Ladungen", wie sie z.B. bei der Zellulosefaser und anionisch stabilisierten Suspensionen auftreten. Für die neutralen „Ladungen", bezogen auf die Teilchen, gilt, daß sich gegen außen die negativen und positiven Ladungen gegenseitig aufheben. Der isoelektrische Punkt muß nicht bei pH = 7 liegen. Der isoelektrische Punkt von Teilchenoberflächen und amphoteren Polyelektrolyten und/oder deren Salzen, Teilsalzen und/oder Vollsalzen liegt bei dem pH-Wert, bei welchem sich die positiven und negativen Ladungen gegen außen gegenseitig neutralisieren.The present invention relates to an aqueous suspension of minerals and / or fillers and / or pigments having a solids content of> 60% by weight, based on the dry mineral or the dry filler or the dry pigment, wherein the mineral or the filler or the pigment is dispersed with one or more dispersants. The term "positive charges" is understood below to mean that the particles have a positive zeta potential on their surface (compare P. Ney "Zeta Potentials and Floatability of Minerals", Applied Mineralogy 6, Springer Verlag, Vienna, New York 1973, especially page 22ff.). The same applies to the "negative charges", as occurs, for example, with the cellulose fiber and anionically stabilized suspensions.For the neutral "charges", based on the particles, the negative and positive charges cancel each other out towards the outside. The isoelectric point need not be at pH = 7. The isoelectric point of particle surfaces and amphoteric polyelectrolytes and / or their salts, partial salts and / or full salts is at the pH at which the positive and negative external charges neutralize each other.
Unter neutralen Monomereinheiten sind im Rahmen der Erfindung Monomereinheiten zu verstehen, die keine dissoziierbaren Gruppen (wie z. B. die-COOH-Gruppe) enthalten, z. B. Ethylengruppen.In the context of the invention, neutral monomer units are to be understood as meaning monomer units which contain no dissociable groups (such as, for example, the -COOH group), eg. B. ethylene groups.
Die nach außen geladenen und nach außen neutralen Polyelektrolyten der Erfindung werden bei der vorstehenden Anmeldung durch die Anzahl der positiven bzw. negativen Gruppen im Polymer definiert. Bei den amphoteren gegen außen neutralen Polyelektrolyten ist demnach die Anzahl positiver Ladungen in den kationischen Monomereinheiten gleich der Anzahl der negativen Ladungen in den anionischen Monomereinheiten. Bei den amphoteren kationischen Polyelektrolyen tragen die nicht neutralen Monomereinheiten überwiegend positive Ladungen. Bei den amphoteren anionischen Polyelektrolyten tragen die nicht neutralen Monomereinheiten überwiegend negative Ladungen.The externally charged and outwardly neutral polyelectrolytes of the invention are defined in the above application by the number of positive and negative groups in the polymer, respectively. Accordingly, in the case of the amphoteric, externally neutral polyelectrolytes, the number of positive charges in the cationic monomer units is equal to the number of negative charges in the anionic monomer units. In the case of the amphoteric cationic polyelectrolytes, the non-neutral monomer units carry predominantly positive charges. In the case of the amphoteric anionic polyelectrolytes, the non-neutral monomer units carry predominantly negative charges.
Dies bedeutet jedoch nicht, daß beispielsweise bei einem Überschuß an positiven Ladungen der Polyelektrolyt automatisch elektrisch positiv ist. Dies deshalb, weil die „Säurestärke" und die „Basenstärke" je unterschiedlich sein können. So kann z. B. ein amphoterer Polyelektrolyt mit gleich vielen positiven und negativen Gruppen elektrisch entweder positiv oder negativ oder neutral sein. Dies gilt entsprechend auch für die amphoteren kationischen Polyelektrolyten und die amphoteren anionischen Polyelektrolyten. Durch Verschiebung des pH-Werts ist die Dissoziation der „Säure- respektive Basegruppen" beeinflußbar. Insbesondere bei pH-Werten zwischen 5 und 10 können die erfindungsgemäßen Polyelektrolyten folgende Ladungszustände nach außen aufweisen:However, this does not mean that, for example, with an excess of positive charges of the polyelectrolyte is automatically electrically positive. This is because the "acidity" and the "base strength" can each be different. So z. As an amphoteric polyelectrolyte with the same number of positive and negative groups are electrically either positive or negative or neutral. This also applies accordingly to the amphoteric cationic polyelectrolytes and the amphoteric anionic polyelectrolytes. The dissociation of the "acid or base groups" can be influenced by shifting the pH, in particular at pH values between 5 and 10, the polyelectrolytes according to the invention can have the following charge states to the outside:
pH 5-10 amphoterer kationischer amph. leicht a;nph. leichtpH 5-10 amphoteric cationic amph. easy a; nph. light
Polyelektr. Polyelektr. kati. Polyele. ariio.PolyelPolyelektr. Polyelektr. kati. Polyele. ariio.Polyel
neutral neutral neutralneutral neutral neutral
= überwiegt etwas überwiegt etwassomething outweighs something
oder neutral oder neutralor neutral or neutral
A = Möglichkeit der elektrischen Ladung nach außen B = Anzahl der geladenen Monomereinheiten C = Ladung der TeilchenA = possibility of electric charge to the outside B = number of charged monomer units C = charge of the particles
Auch die Neutralisation der negativen Gruppen mit ein- und/oder zwei- und/oder dreiwertigen Kationen beeinflußt deren Dissoziationsgrad und somit den Ladungszustand nach außen.The neutralization of the negative groups with mono- and / or divalent and / or trivalent cations also influences their degree of dissociation and thus the state of charge to the outside.
Anionisch stabilisierte, calciumhaltige Mineralien wie Calciumcarbonat, Dolomit etc. werden üblicherweise durch Mahlen mit anionischen Polyacrylaten, wie z.B. in den Patenten EP 0100 947 oder FR 820806 beschrieben, hergestellt. Bei diesem Patent wird offenbart, daß bei anionisch stabilisierten Suspensionen teilneutralisierte Polyacrylsäuren bessere Viskositätsstabilitäten ergeben als vollneutralisierte. Der offenbarte Bereich der Neutralisation liegt zwischen 40 und 96% Neutralisation, dies führt in der erfindungsgemäßen kationischen Suspension nicht zu befriedigenden Resultaten.Anionically stabilized, calcium-containing minerals such as calcium carbonate, dolomite, etc. are usually prepared by grinding with anionic polyacrylates, such as e.g. in patents EP 0100947 or FR 820806. In this patent it is disclosed that in anionically stabilized suspensions partially neutralized polyacrylic acids give better viscosity stabilities than fully neutralized. The disclosed range of neutralization is between 40 and 96% neutralization, this does not lead to satisfactory results in the cationic suspension according to the invention.
Aus den offenbarten Beispielen in FR 820806 geht hervor, daß eine Neutralisation von <50% nicht zum Ziel führt, sondern daß 60-70% Neutralisationsgrad das Optimum darstellt. Die Mineralien können auch, wie in der EP 0256312 beschrieben, mit amphoteren Dispergiermitteln in Suspension gebracht werden. Bei den in dieser Vorveröffentlichung offenbarten amphotercn Polyelektrolyten liegt der isoelektrische Punkt stark im sauren pH-Beroich, so daß sie für die erfindungsgemäßen Pigment- und/oder Füllstoff- und/oder Mineralsuspensionen nicht geeignet sind. Zudem sind nur amphotere Polyelektrolyten erwähnt, welche in ihrer molaren Monomerzusammensetzung überwiegend anionische Monomere enthalten. Die Partikeln gemäß diesem Stand der Technik weisen eine negative Ladung auf ihrer Oberfläche auf.From the disclosed examples in FR 820806 it can be seen that a neutralization of <50% does not lead to the goal but that 60-70% degree of neutralization is the optimum. The minerals can also, as described in EP 0256312, be suspended in suspension with amphoteric dispersants. In the amphoteric polyelectrolytes disclosed in this prior publication, the isoelectric point is highly acidic in pH, so that they are not suitable for the pigment and / or filler and / or mineral suspensions according to the invention. In addition, only amphoteric polyelectrolytes are mentioned which contain predominantly anionic monomers in their molar monomer composition. The particles according to this prior art have a negative charge on their surface.
Für manche Anwendungen ist die anionische Stabilisierung jedoch nicht erwünscht. Es wäre vielmehr sinnvoll, eine Aufschlämmung mit neutral oder positiv geladenen Partikeln einzusetzen. Wenn Calciumcarbonat, beschichtet mit dem anionischen Dispergiermittel, als Füllstoff in der Papierindustrie eingesetzt wird, ist es notwendig, den negativ geladenen Füllstoff mit kationischen Retentionsmitteln an die, durch Carboxylgruppen von Natur her negativ geladene, Papierfaser zu binden.For some applications, however, anionic stabilization is undesirable. It would be useful to use a slurry with neutral or positively charged particles. When calcium carbonate coated with the anionic dispersant is used as a filler in the paper industry, it is necessary to bind the negatively charged filler with cationic retention aids to the paper fiber negatively charged by carboxyl groups by nature.
Bei der Neutralisierung und Flockung der negativ geladenen Mineral- und/oder Füllstoff- und/oder Pigmentteilchen mit dem Ziel, möglichst hohe Füllgrade und gute Füllstoffretentionen im Papier zu erzielen, kann zugleich auch die negativ geladene Papierfaser mit geflockt werden, was zu einer schlechteren Papierformation und dadurch zu einer unregelmäßigeren Durchsicht des Papiers führen kann. Bei dem heutigen Stand der Technik ist dieser negative Effekt kaum zu umgehen. Daher werden heute noch mehrheitlich trockengemahlene, pulverförmige Produkte in der Papiererzeugung eingesetzt, die nur schwach negative oder gegen außen neutrale oder schwach positive Oberflächenladungen aufweisen.In the neutralization and flocculation of the negatively charged mineral and / or filler and / or pigment particles with the aim of achieving the highest possible fill levels and good filler retention in the paper, at the same time the negatively charged paper fiber can also be flocculated, resulting in a poorer paper formation and thereby lead to a more irregular review of the paper. In the current state of the art, this negative effect can hardly be avoided. For this reason, pulverized products that are mostly dry-ground today are still used in papermaking, which have only slightly negative or externally neutral or weakly positive surface charges.
Bei den trocken gemahlenen Produkten sind jedoch die notwendigen Feinheiten nur sehr schwer herstellbar. Zudem ergeben Pulver das Problem der Staubentwicklung.In dry-ground products, however, the necessary finenesses are very difficult to produce. In addition, powders give rise to the problem of dust formation.
Kationisch stabilisierte, d. h. auf der Oberfläche positiv geladene, partiell calciumhaltige Minerale wie Calciumcarbonat, Dolomit usw. werden üblicherweise durch Dispergieren in Wasser mit neutralen und/oder kationischen Schutzkolloiden und/oder kationischen Dispergiermitteln (vgl. die Offenlegungsschriften DE 3707221 und DE 3730833) oder durch Dispergieren mit einer Kombination aus einem voll neutralisierten anionischen und einem kationischen Dispergiermittel, wie im Europapatent 0278602 A1 beschrieben, hergestellt, wobei beim zuletztgenannten soviel kationisches Polymer verwendet wird, daß die Teilchen in der Suspension eine positive Ladung besitzen.Cationically stabilized, d. H. on the surface positively charged, partially calcium-containing minerals such as calcium carbonate, dolomite, etc. are usually by dispersing in water with neutral and / or cationic protective colloids and / or cationic dispersants (see the published patent DE 3707221 and DE 3730833) or by dispersing with a combination from a fully neutralized anionic and a cationic dispersant, as described in European Patent 0278602 A1, the latter using so much cationic polymer that the particles in the suspension have a positive charge.
In der EP 0278602 wird ebenfalls Polyacrylsäure offenbart. Reine, nicht neutralisierlöte Polyacrylsäure ist ungeeignet, da sie bei +2O0C bereits zu kristallisieren beginnt und somit nicht mehr dosierbar ist.In EP 0278602 also polyacrylic acid is disclosed. Pure, not neutralized polyacrylic acid is unsuitable because it begins to crystallize at + 2O 0 C and thus is no longer dosed.
Wenn Kristallisation einmal eingetreten ist, muß die Polymerlösung auf 100°C aufgeheizt werden, damit die Kristalle wieder aufgelöst werden.Once crystallization has occurred, the polymer solution must be heated to 100 ° C to re-dissolve the crystals.
Im Winter und in kälteren Regionen ist eine Produktion mit nicht neutralisierten Polyacrylsäuren undenkbar.In winter and in colder regions, production with non-neutralized polyacrylic acids is unthinkable.
Diese Verfahren haben den Nachteil, daß der Zerkleinerungsprozeß, also das Mahlen, und das Dispergieren in getrennten Schritten vorgenommen werden müssen. Nach dem Stand der Technik bestehen folgende Möglichkeiten:These processes have the disadvantage that the comminution process, ie grinding, and the dispersion must be carried out in separate steps. According to the prior art, the following possibilities exist:
a) das calciumhaltige Gestein wird auf trockenem Wege zerkleinert, um auf die notwendige Feinheit zu gelangen. Die Feinheit, die auf diesem Wege erreicht werden kann, ist limitiert. Reagglomeration durch van-der-Waals-Kräfte verhindern weitgehend ein Aufmahlen auf hohe Feinheiten. In einem separaten Schritt wird anschließend mit den vorstehend genannten Dispergiermitteln dispergiert.a) the calcium-containing rock is crushed dry way to get to the necessary fineness. The fineness that can be achieved in this way is limited. Reagglomeration by van der Waals forces largely prevent grinding to high levels of detail. In a separate step, the mixture is then dispersed with the dispersants mentioned above.
b) das calciumhaltige Gestein wird auf nassem Wege bei tiefem Feststoffgehalt (ca. 30 Gew.-%) ohne Mahl-und Dispergiermittel gemahlen und muß über Filterpressen, durch Zusatz von Flockungsmitteln oder über Zentrifugen auf die gewünschte Konzentration gebracht werden. In einem separaten Schritt wird anschließend mit den vorstehend genannten Dispergiermitteln dispergiert.b) the calcium-containing rock is ground wet at low solids content (about 30 wt .-%) without grinding and dispersing and must be brought to the desired concentration via filter presses, by addition of flocculants or centrifuges. In a separate step, the mixture is then dispersed with the dispersants mentioned above.
c) das calciumhaltige Mineral wird auf nassem Wege mit anionischen Dispergiermitteln auf die gewünschte Feinheit gemahlen, getrocknet und anschließend mit den vorstehend genannten kanonischen Polyelektrolyten und/oder Schubkolloiden wieder redispergiert. Bei der Trocknung entstehen Aggregate, die sich nicht wieder voll desaggregieren lassen, d. h., es resultiert eine geringere Feinheit als ursprünglich. Das beim Trocknen nicht zerstörte anionische Dispergiermittel kann zudem den anschließenden Dispergierprozeß stören und einen Mehrverbrauch an kationischem Polyelektrolyt bewirken.c) the calcium-containing mineral is wet-milled with anionic dispersants to the desired fineness, dried and then redispersed with the aforementioned canonical polyelectrolytes and / or shear colloids. Drying produces aggregates which can not be fully disaggregated again, ie. h., it results in a lower fineness than originally. In addition, the anionic dispersant which is not destroyed during drying can interfere with the subsequent dispersion process and cause an excess consumption of cationic polyelectrolyte.
Die Viskositätsstabilität über längere Zeit ist bei den genannten Herstellungsverfahren a-c nicht gegeben. Die Herstellung der Mineral- und/oder Füllstoff- und/oder Pigment-Suspension muß dadurch zwangsläufig beim Verbraucher oder in der näheren Umgebung des Verbrauchers stattfinden und verdirbt in kurzer Zeit durch starken Viskositätsanstieg oder Sedimentation. Eine Viskositätssenkung durch Verdünnen ist in vielen Fällen nicht möglich, da die hohe Konzentration für die Weiterverarbeitung, z.B. in Streichfarben in der Papierindustrie, von ausschlaggebender Bedeutung ist.The viscosity stability over a long period of time is not given in the abovementioned production processes a-c. The preparation of the mineral and / or filler and / or pigment suspension must therefore inevitably take place at the consumer or in the immediate vicinity of the consumer and spoils in a short time by a strong increase in viscosity or sedimentation. A viscosity reduction by dilution is not possible in many cases, since the high concentration for further processing, e.g. in coating colors in the paper industry, is of crucial importance.
In jüngster Zeit sind Bemühungen im Gange, kationisch stabilisierte, partiell calciumhaltige Füllstoffe durch Mahlen bei tiefen Feststoffgehalten herzustellen, wie dies im Vortrag von Loreen Goodwin, Columbia River Carbonates, gehalten am TAPPI Papermaker, April '89 in Washington DC, erläutert wurde.Efforts have recently been made to prepare cationically stabilized, partially calcium-containing fillers by milling at low solids levels, as discussed in the Loreen Goodwin, Columbia River Carbonates lecture held at TAPPI Papermaker, April '89, Washington DC.
Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß der Feststoffgehalt auf 45-50 Gew.-% limitiert ist. Bei höheren Konzentrationen sind die Viskositäten derart hoch, daß die Suspensionen nicht mehr verarbeitbar sind.This process has the disadvantage that the solids content is limited to 45-50 wt .-%. At higher concentrations, the viscosities are so high that the suspensions are no longer processable.
Die Viskositätsstabilität über längere Zeit ist nicht gegeben.The viscosity stability over a long time is not given.
Bedingt durch den tiefen Feststoffgehalt neigt die Suspension stark zum Absetzen, und sie ist dadurch nicht lagerstabil. Die Transportkosten, bezogen auf das Trockenprodukt, sind bei 45Gew.-%igen Suspensionen ca. 60% teurer als bei 70Gew.-%igen Suspensionen. Zudem sind beim Produzenten und beim Verbraucher je ca. 50% mehr Lagerkapazität notwendig.Due to the low solids content, the suspension has a strong tendency to settle, and it is therefore not storage-stable. The transport costs, based on the dry product, are about 60% more expensive with 45% by weight suspensions than with 70% by weight suspensions. In addition, producers and consumers each need about 50% more storage capacity.
In der EP 0104904 wird eine wäßrige Aufschlämmung mineralischer Partikel mit einem Feststoffgehalt von wenigstens 40Gew.-% beschrieben. Diese Aufschlämmung enthält kationische und amphotere Polyelektroiyte mit Stickstoff enthaltenden.EP 0104904 describes an aqueous slurry of mineral particles having a solids content of at least 40% by weight. This slurry contains cationic and amphoteric polyelectrolytes with nitrogen-containing.
Gruppen, wobei aus der hier gemachten Offenbarung für den Durchschnittsfachmann nicht hervorgeht, was „amphoterer Polyelektrolyt" bedeutet. Eher wird man durch die einzige erwähnte amphotere Verbindung irregeführt, da diese keinen ersichtlichen amphoteren Charakter aufweist. Sowohl DMDAAC (Dimethyldiallylammoniumchlorid) wie Acrylamid, welche bei dem als amphoter bezeichneten Copolymer verwendet wurden, sind von ihrer Struktur her ausschließlich kationisch.For example, those skilled in the art are not aware of what is meant by "amphoteric polyelectrolyte." Rather, the only amphoteric compound is misleading, since it has no apparent amphoteric character The copolymer referred to as amphoteric is exclusively cationic in structure.
Bei den wäßrigen Aufschlämmungen wird eine Sedimentation der dispergierten Mineralpartikel über 3-7 Tage in Kauf genommen, was bei einem Schifftransport von z. B. Skandinavien nach England über 4-7 Tage undenkbar ist, und ein Entleeren großer Schiffe, wie sie heute eingesetzt werden für Transporte dieser Art unmöglich machen würde.In the aqueous slurries, a sedimentation of the dispersed mineral particles over 3-7 days is accepted, which in a ship transport of z. B. Scandinavia to England over 4-7 days is unthinkable, and emptying large ships, as they are used today for transports of this kind would make impossible.
Ein Rühren so großer Schiffsladungen ist praktisch ausgeschlossen. Auch ein Bahntransport von 4-7 Tagen im 56-t-Kesselwagen von Österreich mch Norddeutschland ist aus denselben Gründen ausgeschlossen.Stirring such large shiploads is virtually impossible. A rail transport of 4-7 days in the 56-ton tanker wagon from Austria in northern Germany is also excluded for the same reasons.
Sowohl Bahn- wie Schiffstransporte sind aus ökologischen Überlegungen heute sehr sinnvoll.Both rail and sea transport are very useful today for ecological reasons.
Folgende Anforderungen (Eigenschaften) an eine Suspension sind vom Verbraucher her gesehen wünschenswert:The following requirements (properties) on a suspension are desirable from the consumer point of view:
- gute Lagerstabilität über Wochen bei tiefen Viskositäten.- good storage stability over weeks at low viscosities.
- Um die notwendigen Eigenschaften, wie z. B. eine geringe Abrasion der Papiermaschinensiebe bei der Papierherstellung und der Streichrakel in der Streichlage zu erhalten, ist es notwendig, sehr feinteilige Füllstoffe zu erzeugen. Ebenfalls neigen grobe Füllstoffe in der Papiermasse zum Stauben in Photokopierern etc.- To the necessary properties, such. B. to obtain a low abrasion of the paper machine wires in paper production and the doctor blade in the coating, it is necessary to produce very finely divided fillers. Also, coarse fillers in the pulp tend to dust in photocopiers, etc.
- Papieropazität, Papierglanz und Papierweiße hängen stark von der Feinheit und den Füllgraden der Füllstoffe im und auf dem Papier ab. Opazität und Weiße sind heute für die Papierindustrie von ausschlaggebender Bedeutung.Paper opacity, paper gloss and paper whiteness are highly dependent on the fineness and filling levels of the fillers in and on the paper. Opacity and whiteness are of crucial importance to the paper industry today.
- Für die Papiermasse sind heute üblicherweise Mineralien und/oder Füllstoffe und/oder Pigmente mit einem äquivalent sphärischen Durchmesser der Teilchen von 50-90Gew.-% <2\im (gemessen mit dem Sedigraph 5100) notwendig.- For the pulp today usually minerals and / or fillers and / or pigments with an equivalent spherical diameter of the particles of 50-90Gew .-% <2 \ im (measured with the Sedigraph 5100) are necessary.
- Für Streichrezepiuren werden heute üblicherweise Mineralien und/oder Füllstoffe und/oder Pigmente mit einem äquivalent sphärischen Durchmesser der Teilchen bis99Gew.-% <2um {gemessen auf dem Sedigraph 5100) eingesetzt.For coating formulations today, minerals and / or fillers and / or pigments with an equivalent spherical diameter of the particles up to 99% by weight (measured on the Sedigraph 5100) are usually used today.
- Die Viskositätsstabilität über einige Wochen muß garantiert sein, damit beim Transport und bei der Lagerung kein Verderb der Suspension durch Sedimentatir η oder Viskositätserhöhung eintritt und keine unnötig hohen Rührkosten entstehen. Um die Produktionssicherheit in der Papierindustrie heute zu gewährleisten, sind Lagerkapazitäten von tausenden von Kubikmetern solcher Suspensionen notwendig.- Viscosity stability over a few weeks must be guaranteed so that during transport and storage no spoilage of the suspension by Sedimentatir η or viscosity increase occurs and no unnecessarily high stirring costs. To ensure production reliability in the paper industry today, storage capacities of thousands of cubic meters of such suspensions are necessary.
- Die Mineral- und/oder Füllstoff- und/oder Pigmentteilchen sollen sich ohne Einsatz hoher Mengen an Retentionshilfsmittel bei der Papierherstellung retendieren lassen. Die Festigkeitswerte des gefertigten Papiers sollen durch hohe Füllgrade an Mineralien und/oder Pigmenten und/oder Füllstoffen nicht stark beeinträchtigt werden.The mineral and / or filler and / or pigment particles should be able to be retained in papermaking without the use of high amounts of retention aid. The strength values of the finished paper should not be greatly impaired by high degrees of filling of minerals and / or pigments and / or fillers.
- Durch hohe Füllgrade kann Zellulose eingespart werden, was einen enormen ökonomischen Vorteil für die Papierindustrie bedeutet.- By filling high levels of cellulose can be saved, which means a huge economic advantage for the paper industry.
- Pigment- und/oder Füllstoff- und/oder Mineralstreichfarben sollen bei der Applikation auf das Papier möglichst wenig ins Papiereindringen, sondern auf der Papieroberfläche bleiben und so eine optimale Faserabdeckung bewirken. Ein kationischer Strich auf anionischer Zellulose bleibt wesentlich besser an der Oberfläche.- Pigment and / or filler and / or mineral paints should as little as possible penetrate into the paper when applied to the paper, but remain on the paper surface and thus cause optimal fiber coverage. A cationic coating on anionic cellulose remains much better on the surface.
- Möglichst hohe Feststoffkonzentrationen sollen erreicht werden.- The highest possible solids concentrations should be achieved.
Eine Aufgabe dieser Erfindung ist es, lagerstabile Füllstoff- und/oder Mineral- und/oder Pigment-Suspensionen mit hohem Feststoffgehalt bei tiefen Viskositäten zu schaffen.An object of this invention is to provide storage stable filler and / or mineral and / or pigment suspensions with high solids content at low viscosities.
Diese Aufgabe wird erfindungsyemäß dadurch gelöst, daß ein.a wäßrige Suspension gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bereitgestellt wird, wobei das Dispergiermittel einen oder mehrere amphotere Polyelektrolyten, bei welchen die Anzahl der negativen Ladungen in den anionischen Monomereinheiten gleich der Anzahl der positiven Ladungen in den kationischen Monomereinheiten ist, und die wahlweise zusätzlich neutrale Monomereinheiten enthalten können, und/oder einen oder mehrere kationische Polyelektrolyten und/oder einen oder mehrere amphotere kationische Polyelektrolyten, bei welchen die nicht neutralen Monomereinheiten überwiegend positive Ladungen tragen, und/oder einen oder mehrere amphotere anionische Polyelektrolyten, bei welchen die nicht neutralen Monomereinheiten überwiegend negative Ladungen tragen und/oder einen oder mehrere teilneutralisierte anionische Polyelektrolyten und/oder mehrere teilneutralisierte amphotere anionische Polyelektrolyten, bei welchen die nicht neutralen Monomereinheiten überwiegend negative Ladungen tragen, enthält, wobei die Füllstoff- und/oder Pigment- und/oder Mineralteilchen eine gegen außen neutrale oder positive Ladung tragen.This object is achieved in accordance with the invention by providing an aqueous suspension according to the preamble of claim 1, wherein the dispersant comprises one or more amphoteric polyelectrolytes in which the number of negative charges in the anionic monomer units equals the number of positive charges in the cationic monomer units, and which may optionally contain additional neutral monomer units, and / or one or more cationic polyelectrolytes and / or one or more amphoteric cationic polyelectrolytes in which the non-neutral monomer units carry predominantly positive charges, and / or one or more amphoteric anionic ones Polyelectrolytes in which the non-neutral monomer units carry predominantly negative charges and / or one or more partially neutralized anionic polyelectrolytes and / or several partially neutralized amphoteric anionic polyelectrolytes in which the non-neutral monomer units carry predominantly negative charges, wherein the filler and / or pigment and / or mineral particles carry an externally neutral or positive charge.
Überraschend und nicht voraussehbar war die Tatsache, daß die erfindungsgemäßen amphoteren Polyelektrolyten im Gegensatz zum Stand der Technik, bei welchem die Füllstoff- und/oder Pigment- und/oder Mineralteilchen ebenfalls gegen außen neutrale oder positive Ladungen tragen, eine sehr gute Viskositätsstabilität über lange Zeit bei tiefen Viskositäten ergeben und trotzdem keine Sedimentation der Mineralteilchen eintritt, auch wenn nicht gerührt wird.Surprising and unpredictable was the fact that the amphoteric polyelectrolytes according to the invention, in contrast to the prior art, in which the filler and / or pigment and / or mineral particles also bear neutral or positive charges against outside, a very good viscosity stability over a long time at low viscosities and yet no sedimentation of the mineral particles occurs, even when not stirred.
Im folgenden werden die amphoteren Polyelektrolyten, bei welchen die Anzahl der negativen Ladungen in den anionischen Monomereinheiten gleich der Anzahl der positiven Ladungen in den kationischen Monomereinheiten ist und die amphoterenThe following are the amphoteric polyelectrolytes in which the number of negative charges in the anionic monomer units is equal to the number of positive charges in the cationic monomer units and the amphoteric ones
kationischen Polyelektrolyten und die amphoteren anionischen Polyelektrolyten kurz ak erfindungsgemäße amphoterecationic polyelectrolytes and the amphoteric anionic polyelectrolytes briefly ak invention amphoteric
„amphoter" bezeichnet."Amphoteric".
positiven Ladungen in den kationischen Monomereinheiten ist, die die positive Ladung erzeugende funktionell Gruppe ineinem Substituenten der ethylenischen Hauptkette.is positive charges in the cationic monomer units, which is the positive charge generating functional group in a substituent of the ethylenic backbone.
O HO H
Il IIl
-C-N--C-N-
oderor
O Il -C-O-O Il -C-O-
an der Hauptkette gebunden ist. Vorzüglich geeignet ist die erstgenannte Gruppe.is bound to the main chain. Excellently suitable is the former group.
Weiterhin vorteilhaft ist, wenn die erfindungsgemäßen amphoteren Polyelektrolyten quaternäre Ammoniumgruppen, Carboxylgruppen und/oder Sulfonsäuregruppen und/oder saure phosphorsäureesterhaltige Gruppen enthalten. Vorteilhafterweise sind die erfindungsgemäßen amphoteren Polyeiektroiyten eine oder mehrere Verbindungen aus der Gruppe der folgenden Verbindungen gemäß der folganden allgemeinen FormelIt is furthermore advantageous if the amphoteric polyelectrolytes according to the invention comprise quaternary ammonium groups, carboxyl groups and / or sulfonic acid groups and / or acid groups containing phosphoric acid esters. Advantageously, the amphoteric polyelectrolyte according to the invention are one or more compounds from the group of the following compounds according to the following general formula
R: R :
Ϊ I C-CΪ I C-C
C =C =
C-CC-C
i ίi ί
R9 ZR 9 Z
-' a- 'a
und (An)" = Chlorid und/oder Bromid und/oder Jodid und/oder HSO4" und/oder CH3SO4" und/oder Nitrit sein kann, wobei R1, R6, R6 und R7 bevorzugt H und/oderand (An) "= chloride and / or bromide and / or iodide and / or HSO 4 " and / or CH 3 SO 4 "and / or nitrite, where R 1 , R 6 , R 6 and R 7 are preferably H and or
- R) bis R7 Alkyl, bevorzugt ein C|-C,8-Alkyl, insbesondere bevorzugt C)-C6, optimal -CH3 und/oderR) to R 7 alkyl, preferably a C 1 -C 8 -alkyl, particularly preferably C) -C 6 , optimally -CH 3 and / or
- Aryl, bevorzugt ein 6-Ring, insbesondere ein nichtsubstituierter 6-Ring sein kann, R8 und R9 =- Aryl, preferably a 6-ring, in particular a non-substituted 6-ring may be, R 8 and R 9 =
- Hund/oder- Dog / or
- Alkyl, bevorzugt ein C,-C18-Alkyl, insbesondere bevorzugt C1-C6, optimal -CH3 oder H und/oder- alkyl, preferably a C, -C 18 alkyl, particularly preferably C 1 -C 6 , optimally -CH 3 or H and / or
- Aryl, bevorzugt ein 6-Ring, insbesondere ein nichtsubstituierter 6-Ring, R8 oder R9 auch- Aryl, preferably a 6-membered ring, in particular a non-substituted 6-membered ring, R 8 or R 9 also
-C-C
OHOH
sein kann, wenncan be, if
- C- C
OHOH
X=O und/oder N-HX = O and / or N-H
Y = -CH2- bis -Y = -CH 2 - to -
.0.0
Z = - CZ = - C
OHOH
und/oderand or
- C- C
OHOH
und/oderand or
0 // S=O0 // S = O
\)Η\) Η
und/oderand or
und/oderand or
eine saure Phosphorsäureester-Gruppe und η = 1-18 sein kann.may be an acidic phosphoric acid ester group and η = 1-18.
Z kann teilweise neutralisiert sein durch 1-, 2- und/oder 3wertige Kationen.Z may be partially neutralized by 1-, 2- and / or 3-valent cations.
Erfindungsgemäß vorteilhaft sind Alkali und/oder Erdalkali- und/oder Erdmetallkationen einsetzbar, wobei Erdalkalikationen bevorzugt sind. Insbesondere bevorzugt sind Ca++ und/oder Mg+* und/oder Sr++, insbesondere bevorzugt Ca++ und/oderAlkali and / or alkaline earth and / or earth metal cations are advantageously usable according to the invention, with alkaline earth metal cations being preferred. Particularly preferred are Ca ++ and / or Mg + * and / or Sr ++ , particularly preferably Ca ++ and / or
Der Neutralisationsgrad von Z liegt bei 1 bis 99 Mol-%, vorteilhafterweise bei 50 bis 98 Mol-%, bevorzugt bei 70 bis 97 Mol-% undThe degree of neutralization of Z is 1 to 99 mol%, advantageously 50 to 98 mol%, preferably 70 to 97 mol% and
insbesondere bevorzugt bei 95MoI-0Zo, je bezogen auf Z in b.more preferably, each based on 95MoI- 0 Zo to Z in b.
Bei der Neutralisation mit einwertigen Kationen wie K+ und/oder Na+ und/oder Li+ beträgt der Neutralisationsgrad von Z1 bis 99Mol-%, vorteilhaft 1 bis 50Mol-%, bevorzugt 1 bis 25Mol-% und insbesondere bevorzugt <5Mol-%, je bezogen auf Z in b.In the neutralization with monovalent cations such as K + and / or Na + and / or Li + , the degree of neutralization of Z1 is up to 99 mol%, advantageously 1 to 50 mol%, preferably 1 to 25 mol% and particularly preferably <5 mol% depending on Z in b.
Z kann auch vollneutralisiert sein, wenn das Kation 2- und/oder 3wertig ist oder es sich um NlV, prim., sec, tert. Amine und/oder quart. Ammoniumionen handelt, wobei NH4 + zu sehr unangenehmer Geruchsbelästigung führt und gesundheitsschädlich seinZ can also be fully neutralized if the cation is 2- and / or 3-valent or if it is NlV, prim., Sec, tert. Amines and / or quart. Ammonium ions is, with NH 4 + leads to very unpleasant odor and harmful to health
Z kann auch nichtneutralisiert vorliegen.Z can also be unneutralized.
Wenn R5 oder R, nichtIf R 5 or R, not
- C- C
ist, und wenn dieis, and if that
-OH-OH
amphoteren anionischen Polyelektrolyten in Kombination mit der amphoteren kaiionischen Polyelektrolyten verwendet werden und die Teilchen dadurch neutral sind cder positive Oberflächenladungen aufweisen, liegen a und b in den folgenden Verhältnissen vor:amphoteric anionic polyelectrolytes are used in combination with the amphoteric kaiionischen polyelectrolytes and the particles are thus neutral or positive surface charges have, a and b in the following ratios:
amphoter anionisch a = 5-49 Mol-% b = 51-95 Mol-%amphoteric anionic a = 5-49 mol% b = 51-95 mol%
amphoteramphoteric
a = 50 Mol-% b = 50 Mol-%a = 50 mol% b = 50 mol%
amphoter kationisch a = 51-99 Mol-% b = 49-1 Mol-%amphoteric cationic a = 51-99 mol% b = 49-1 mol%
wobei η = 1-18where η = 1-18
und (An)" = Chlorid und/od. ^romid und/oder Jodid und/oder HSO4" und/oder CH3SO4" und/oder Nitrit sein kann. Weiterhin voiteilhaft sind folgende Mischungen:and (An) "may be chloride and / or ethylene and / or iodide and / or HSO 4 " and / or CH 3 SO 4 "and / or nitrite.
amphoteramphoteric
amphoter anionisch a = 47-49 Mol-% b = 51-53 Mol-%amphoteric anionic a = 47-49 mol% b = 51-53 mol%
a = 50 Mol-% b = 50 Mol-%a = 50 mol% b = 50 mol%
amphoter kationisch a = 51-80 Mol-% b = 49-20 Mol-%amphoteric cationic a = 51-80 mol% b = 49-20 mol%
wobein = 1-18wobein = 1-18
und (An)- =» Chlorid und/oder Bromid und/oder Jodid und/oder HSO4 - und/oder CH3SO4 - und/oder Nitrit sein kann.can be and / or nitrite - and (An) - = »chloride and / or bromide and / or iodide and / or HSO 4 - and / or CH 3 SO 4.
Wenn R8 oder R9 = - C ist, und wenn dieIf R 8 or R 9 = - C, and if the
OHOH
amphoteren anionischen Poiyeiektroiyten in Kombination mit der amphoteren kationischen Poiyeiektroiyten verwendet werden und die Teilchen dadurch noutral sind oder positive Oberflächenladungen aufweisen, liegen a und b in den folgenden Verhältnissen vor:amphoteric anionic polyoxygenates are used in combination with the amphoteric cationic polyoxyethylene, and thus the particles are nondrural or have positive surface charges, a and b are present in the following proportions:
amphoter amphoter amphoteramphoteric amphoteric amphoteric
anionisch kationischanionic cationic
a = 10-66Mol-% a = 66,66 Mol-% a = 67-99 Mol-%a = 10-66 mol% a = 66.66 mol% a = 67-99 mol%
b = 34-90 Mol-% b = 33,33 Mol-% b = 1-33 Mol-%b = 34-90 mol% b = 33.33 mol% b = 1-33 mol%
wobei η = 1-18where η = 1-18
und (An)" = Chlorid und/oder Bromid und/oder Jodid und/oder HSO4" und/oder CHaSO4" und/oder Nitrit sein knnn.and (An) "= chloride and / or bromide and / or iodide and / or HSO 4 " and / or CHaSO 4 "and / or nitrite may be.
Weiterhin vorteilhaft sind folgende Mischungen:Also advantageous are the following mixtures:
amphoter amphoter amphoteramphoteric amphoteric amphoteric
anionisch kationischanionic cationic
a = 64-66 Mol-% a = 63,66 Mol-% a = 67-90 Mol-%a = 64-66 mole% a = 63.66 mole% a = 67-90 mole%
b = 34-36 Mol-% b = 33,33 Mol-% b = 10-33 Mol-%b = 34-36 mol% b = 33.33 mol% b = 10-33 mol%
wobein = 1-18wobein = 1-18
und (An)" = Chlorid und/oder Bromid und/oder Jodid und/oder HSO4" und/oder CH3SO4" und/oder Nitrit sein kann.and (An) "= chloride and / or bromide and / or iodide and / or HSO 4 " and / or CH 3 SO 4 "and / or nitrite.
Insbesondere vorteilhaft ist, daß die erfindungsgemäßen amphoteren Poiyeiektroiyten eine Verbindung gemäß dieser allgemeinen Formel sind, wobeiIt is particularly advantageous that the amphoteric polyoxyethylene according to the invention are a compound according to this general formula, wherein
R1 = H oder-CH3 R 1 = H or -CH 3
R2 =-CH3 oder-C2H6 R 2 = -CH 3 or-C 2 H 6
R3 =-CH3 oder-C2H5 R 3 = -CH 3 or-C 2 H 5
R4 = -CH3 bis-C4H9 und IsomereR 4 = -CH 3 bis-C 4 H 9 and isomers
X = OoderN-HX = O or N-H
Y =-CH2-bis-C6H10-Y = -CH 2 -to-C 6 H 10 -
R6 und R8 = HR 6 and R 8 = H
R7 = H oder-CH3 R 7 = H or -CH 3
R8 und R9 = H.R 8 and R 9 = H.
Ganz besonders vorteilhaft ist, wenn (An)" = ΠΓ und Y = -(CH2J3- ist.It is particularly advantageous if (An) "= ΠΓ and Y = - (CH 2 J 3 -.
Gemäß der Erfindung bedeutet amphoter anionisch, daß die anionischen Ladungen Im amphoteren Poiyeiektroiyten gegenüber den kationischen Ladungen überwiegen.According to the invention, amphoteric anionic means that the anionic charges in the amphoteric polyoxygenes predominate over the cationic charges.
Amphoter kationisch bedeutet, daß die kationischen Ladungen im amphoteren Poiyeiektroiyten gegenüber den anionischen Ladungen überwiegen.Amphoteric cationic means that the cationic charges in the amphoteric polyoxygenes predominate over the anionic charges.
Amphoter schwach anionisch bzw. kationisch bedeutet erfindungsgemäß, daß die entsprechenden negativen oder positiven Überschußladungen im amphoteren Poiyeiektroiyten nurgering sind. Amphoter schwach anionisch bedeutet, daß das Verhältnis der anionischen Ladung zur kationischen Ladung im Bereich von 55:45 bis 51:49Mol-% liegt.Amphoteric weakly anionic or cationic means according to the invention that the corresponding negative or positive excess charges in the amphoteric Poiyeiektroiyten are nurgering. Amphoteric weakly anionic means that the ratio of anionic charge to cationic charge ranges from 55:45 to 51:49 mole%.
Amphoter schwach kationisch bedeutet, daß das Verhältnis der anionischen zu den kationischen Ladungen im Bereich von 45:55 bis 49:51 Mol-% liegt.Amphoteric weakly cationic means that the ratio of anionic to cationic charges ranges from 45:55 to 49:51 mol%.
Es ist darauf hinzuweisen, daß die Begriffe „schwach" und „leicht" in dieser Anmeldung synonym verwendet werden.It should be noted that the terms "weak" and "light" are used synonymously in this application.
Besonders günstig sind erfindungsgemäß Poiyeiektroiyten gemäß der folgenden FormelPoiyeiektroiyten according to the following formula are particularly favorable according to the invention
C -C -
C = OC = O
4 c - c4 c - c
C = OC = O
ι Cι C
- C- C
ζ (Kat)ζ (cat)
H3C-S+-CH3 H 3 CS + -CH 3
CH3 CH 3
(An)*(On)*
Wertigkeit von (Kat)* Wenn c=0, dann ζ =Valence of (Kat) * If c = 0, then ζ =
(KaD+ = Alkali-und/oder(KaD + = alkali and / or
Erdalkali-und/oder Erdmetallkationen und/oder Amine und/oder Alkanolamine und/oder quaternäreAlkaline earth and / or earth metal cations and / or amines and / or alkanolamines and / or quaternaries
Ammonium-Kationen (An)" = Chlorid, Bromid.Jodid, HSO4", CH3SO4" und/oder NitritAmmonium cations (An) "= chloride, bromide.iodide, HSO 4 ", CH 3 SO 4 "and / or nitrite
und wobei in den erfindungsgemäßon Polyelektrolyten a und b und c in folgenden Verhältnissen vorliegen:and wherein in the polyelectrolytes according to the invention a and b and c are present in the following ratios:
amphoteramphoteric
amphoter leicht anionischamphoteric slightly anionic
a =49-47 Mol-% a = 50Mol-%a = 49-47 mol% a = 50 mol%
= 51-53Mol-% b + c = 50 Mol-%= 51-53 mol% b + c = 50 mol%
amphoter kationisch a = 51-80 Mol-%amphoteric cationic a = 51-80 mol%
49-20Mol-%49-20Mol-%
wobei η = 1-18where η = 1-18
Besonders vorteilhaft sind Polyelektrolyten gemäß dieser a. meinen Formel, wobeiParticularly advantageous are polyelectrolytes according to this a. my formula, where
(Kat)+ = Alkali-und/oder Erdalkalikationen (An)" = Chlorid, Bromid,Jodid, HSO4", CH3SO4" und/oder Nitrit(Cat) + = alkali and / or alkaline earth cations (An) "= chloride, bromide, iodide, HSO 4 ", CH 3 SO 4 "and / or nitrite
und wobei in den erfindungsgemäßen Polyelektrolyten a und b und c in folgenden Verhältnissen vorliegen:and wherein in the polyelectrolytes according to the invention a and b and c are present in the following ratios:
amphoter leicht anionisch a =49-48 Mol-% = 51-52Mol-%amphoteric slightly anionic a = 49-48 mol% = 51-52 mol%
amphoteramphoteric
a = 50 Mol-% b -:- c = 50 Mol-%a = 50 mol% b -: - c = 50 mol%
amphoter kationisch a = 51-70 Mol-% = 49-30Mol-%amphoteric cationic a = 51-70 mol% = 49-30 mol%
und wobei ζ =and where ζ =
Wertigkeit (Kat)' Weiterhin vorteilhaft liegen in den erfindungsgemäßen Polyelektrolyten a und b und c in folgenden Verhältnissen vor:Valence (cat) 'In the polyelectrolytes according to the invention a and b and c are furthermore advantageously present in the following ratios:
amphoter leicht anionisch a = 49-47 Mol-%amphoteric slightly anionic a = 49-47 mol%
amphoteramphoteric
a = 50 Mol-% b = 0-50 Mol-% c = 50-0 Mol-%a = 50 mol% b = 0-50 mol% c = 50-0 mol%
amphoter kationisch a = 51-80 Mol-%amphoteric cationic a = 51-80 mol%
51-53Mol-% c = 50-0 Mol-% b + c = 49-20 Mol-%51-53 mol% c = 50-0 mol% b + c = 49-20 mol%
Besonders vorteilhaft sind Polyelektrolyten gemäß dieser allgemeinen Formel, wobeiParticularly advantageous are polyelectrolytes according to this general formula, wherein
(KaD+ = Erdalkalikationen(KaD + = alkaline earth cations
(An)" =» Chlorid, Bromid,Jodid, HSO4", CH3SO4" und/oder Nitrit(An) "=" chloride, bromide, iodide, HSO 4 ", CH 3 SO 4 " and / or nitrite
und wobei in den erfindungsgemäßen Polyelektrolyten a und b und c in folgenden Verhältnissen vorliegen:and wherein in the polyelectrolytes according to the invention a and b and c are present in the following ratios:
amphoter amphoter amphoteramphoteric amphoteric amphoteric
leicht anionisch kationischslightly anionic cationic
a = 49-40 Mol-% a = B0Mol-% a = 51-70 Mol-%a = 49-40 mol% a = B0 mol% a = 51-70 mol%
b = 0-25Mol-%b = 0-25mol%
51-52 Mol-% c = 25-50 Mol-% b + c = 49-30 Mol-%51-52 mol% c = 25-50 mol% b + c = 49-30 mol%
und wobei ζ =and where ζ =
Wertigkeit (Kat)* Weiterhin vorteilhaft sind Polyelektrolyten gemäß dieser allgemeinen Formel, wobeiValence (cat) * Also advantageous are polyelectrolytes according to this general formula, wherein
(KaI)+ = Na+, K+, Li+, Ca2+, Mg2",(KaI) + = Na + , K + , Li + , Ca 2+ , Mg 2 ",
(An)" = Chlorid, Bromid, JOdId1HSOr1CH3SO4" und/oder Nitrit(An) "= chloride, bromide, JOdId 1 HSOr 1 CH 3 SO 4 " and / or nitrite
und wobei in den erfindungsgemäßen Polyelektrolyten a und b und c in folgenden Verhältnissen vorliegen:and wherein in the polyelectrolytes according to the invention a and b and c are present in the following ratios:
amphoter amphoter amphoteramphoteric amphoteric amphoteric
leicht anionisch kationischslightly anionic cationic
a = 49-48,5 Mol-% a = 50 Mol-% a = 51-60 Mol-%a = 49-48.5 mol% a = 50 mol% a = 51-60 mol%
b +c = 51-51,5 Mol-% b + c = 50 Mol-% b + c = 49-40 Mol-% und wobeib + c = 51-51.5 mole% b + c = 50 mole% b + c = 49-40 mole% and where
Wertigkeit (Kat)4 Valence (cat) 4
Ganz besonders günstige Ergebnisse werden erzielt, wenn bei den erfindungsgemäßen Polyelektrolyten gemäß dieser allgemeinen FormelnVery particularly favorable results are achieved if in the polyelectrolyte according to the invention according to these general formulas
(KaD+ = Alkalikationen (An)" = Haiogenidionen(KaD + = Alkali cations (An) "= Haiogenidionen
und wobei in den erfindungsgemäßen Polyelektrolyten a und b und c in folgenden Verhältnissen vorliegen:and wherein in the polyelectrolytes according to the invention a and b and c are present in the following ratios:
amphoter amphoter amphoteramphoteric amphoteric amphoteric
leicht anionisch kationischslightly anionic cationic
a = 49 Mol-% a = 50 Mol-% a = 51 Mol-%a = 49 mol% a = 50 mol% a = 51 mol%
b = 51 Mol-% b = 50 Mol-% b = 49 Mol-%b = 51 mol% b = 50 mol% b = 49 mol%
c = < 1 Mol-% c = < 1 Mol-% c = < 1 Mol-%c = <1 mol% c = <1 mol% c = <1 mol%
Wertigkeit (Kat)' Weiterhin vorteilhaft sind Polyelektrolyten gemäß dieser allgemeinen Formel, wobeiValence (Cat) 'Also advantageous are polyelectrolytes according to this general formula, wherein
amphoter amphoter amphoteramphoteric amphoteric amphoteric
leicht anionisch kationischslightly anionic cationic
a = 49-48,5 Mol-% a = 50 Mol-% a = 51-60 Mol-%a = 49-48.5 mol% a = 50 mol% a = 51-60 mol%
b = 0-10 Mol-%b = 0-10 mol%
b + c = 51-51,5 Mol-% C = 40-50 Mol-% b + c = 49-40 Mol-%b + c = 51-51.5 mol% C = 40-50 mol% b + c = 49-40 mol%
und wobeiand where
Wertigkeit (Kat)* Ganz besonders günstige Ergebnisse werden erzielt, w«nn bei den Polyelektrolyten gemäß dieser allgemeinen FormelnValence (cat) * Very favorable results are achieved with the polyelectrolytes according to these general formulas
(Kat)+ = Erdalkalikationen (An)" = Halcgenidionen(Cat) + = alkaline earth cations (An) "= halide ions
und wobei in den erfindungsgemäßen Polyelektrolyten a und b und c in folgenden Verhältnissen vorliegen:and wherein in the polyelectrolytes according to the invention a and b and c are present in the following ratios:
Wertigkeit (Kat)'Valence (cat) '
Weiterhin vorteilhaft sind Mischungen aus amphoteren kationischen Polyelektrolyten und amphoteren Polyelektrolyten, bei welchen die Anzahl der kationischen Monomereinheiten gleich der Anzahl der anionischen Monomereinheiten ist, gemäß der oben angegebenen allgemeinen Formel, wobeiAlso advantageous are mixtures of amphoteric cationic polyelectrolytes and amphoteric polyelectrolytes in which the number of cationic monomer units is equal to the number of anionic monomer units, according to the general formula given above, wherein
Kat)+ = Alkali- und/oder Erdalkali- und/oder Erdmetallkationen und/oder Amine und/oder Alkanolamine und/oderCat) + = alkali and / or alkaline earth and / or earth metal cations and / or amines and / or alkanolamines and / or
quaternäre Ammonium-Kationen (An)" = Chlorid, Bromid,Jodid, HSO4", CH3SO4" und oder Nitritquaternary ammonium cations (An) "= chloride, bromide, iodide, HSO 4 ", CH 3 SO 4 "and or nitrite
und wobei in den erfindungsgemäßen Polyelektrolyten a und b und c in folgenden Verhältnissen vorliegen:and wherein in the polyelectrolytes according to the invention a and b and c are present in the following ratios:
amphoter amphoteramphoteric amphoteric
kationischcationic
a = 50 Mol-% a = 70-99 Mol-%a = 50 mol% a = 70-99 mol%
b + c--= 50 Mol-% b +c= 30-1 Mol-%b + c - = 50 mol% b + c = 30-1 mol%
Weiterhin vorteilhaft sind in der erfindungsgemäßen Mischung folgende Verhältnisse der Polyelektrolyten a und b und c gemäß der oben angegebenen allgemeinen Formel:Also advantageous in the mixture according to the invention are the following ratios of the polyelectrolytes a and b and c according to the general formula given above:
Weiterhin vorteilhaft sind Mischungen aus amphoter leicht anionischen und amphoter kationischen Polyelektrolyten gemäß der oben angegebenen allgemeinen Formel, wobeiAlso advantageous are mixtures of amphoteric slightly anionic and amphoteric cationic polyelectrolyte according to the general formula given above, wherein
(Kat)+ = Alkali- und/odor Erdalkali- und/oder Erdmetallkationen und/oder Amine und/oder Alkanolamine und/oder(Cat) + = alkali and / or alkaline earth and / or earth metal cations and / or amines and / or alkanolamines and / or
quaternäre Ammonium-Kationen (An)" = Chlorid, Bromid.Jodid, HSO4", CH3SO4" und/oder Nitritquaternary ammonium cations (An) "= chloride, bromide.iodide, HSO 4 ", CH 3 SO 4 "and / or nitrite
und wobei in den erfindungsgemäßen Polyelektrolyten a und b und c in folgenden Verhältnissen vorliegen:and wherein in the polyelectrolytes according to the invention a and b and c are present in the following ratios:
amphoter amphoteramphoteric amphoteric
leicht anionisch kationischslightly anionic cationic
a = 47-49 Mol-% a = 70-99 Mol-%a = 47-49 mole% a = 70-99 mole%
= 51-53Mol-% b + c = 30-1 Mol-%= 51-53 mol% b + c = 30-1 mol%
besser:better:
amphoter leicht anionisch a = 48-49 Mol-% = 51-52Mol-%amphoteric slightly anionic a = 48-49 mol% = 51-52 mol%
amphoteramphoteric
kationischcationic
a = 75-98 Mol-%a = 75-98 mol%
b +c = 25-2 Mol-%b + c = 25-2 mol%
amphoter kationisch a = 80-97 Mol-% = 20-3Mol-%amphoteric cationic a = 80-97 mol% = 20-3 mol%
bevorzugt:prefers:
amphoter leicht anionisch a = 48,5-49 Mol-% b +c = 51-51,5 Mol-%amphoteric slightly anionic a = 48.5-49 mol% b + c = 51-51.5 mol%
insbesondere bevorzugt:especially preferred:
amphoter leicht anionisch a = 49 Mol-% b + c = 51 Mol-%amphoteric slightly anionic a = 49 mol% b + c = 51 mol%
Weiterhin vorteilhaft sind Mischungen aus amphoter leicht kationischen und amphoter kationischen Polyelektrolyten gemäß der oben angegebenen allgemeinen Formel, wobeiAlso advantageous are mixtures of amphoteric cationic and amphoteric cationic cationic polyelectrolytes according to the general formula given above, wherein
(Kat)+ = Alkali-und/oder Erdalkali- und/oder Erdmetallkationen und/oder Amine und/oder Alkanolamine und/oder quaternäre(Cat) + = alkali and / or alkaline earth and / or earth metal cations and / or amines and / or alkanolamines and / or quaternaries
Ammonium-Kationen (An)" = Chlorid, Bromid,Jodid, HSO4", CH3SO4" und oder NitritAmmonium cations (An) "= chloride, bromide, iodide, HSO 4 ", CH 3 SO 4 "and / or nitrite
und wobei in den erfindungsgemüßen Polyelektrolyten a und b und c in folgenden Verhältnissen vorliegen:and wherein in the polyelectrolytes according to the invention a and b and c are present in the following ratios:
amphoter kationisch a = 95 Mol-% 5Mol-%amphoteric cationic a = 95 mol% 5 mol%
amphoteramphoteric
kationischcationic
a = 80-97 Mol-%a = 80-97 mol%
b + c = 20-3 Mol-%b + c = 20-3 mol%
amphoteramphoteric
kationischcationic
a = 90-96 Mol-%a = 90-96 mol%
bh C= 10-4 Mol-%bra C = 10-4 mol%
amphoter leichtanionisch a = 51-53 Mol-% b + c = 49-^7 Mol-%amphoteric light anionic a = 51-53 mol% b + c = 49- ^ 7 mol%
bevorzugt:prefers:
amphoter leicht kationisch a = 51-52 Mol-% b + c = 49-48 Mol-%amphoteric slightly cationic a = 51-52 mol% b + c = 49-48 mol%
insbesondere bevorzugt:especially preferred:
amphoter amphoteramphoteric amphoteric
leicht kationisch kationischslightly cationic cationic
a = 51 Mol-% a = 95 Mol-%a = 51 mol% a = 95 mol%
b + c = 49Mol-% b + c=5Mol-%b + c = 49mol% b + c = 5mol%
Vorteilhafterweise ist der Neutralisationsgrad der anionischen Komponente im amphoteren kationischen und amphoteren schwach anionischen und amphoteren schwach kationischen und amphoteren Polyelektrolyten mit Erdalkalikationen, besonders mit Ca++ und/oder Mg++, 0,1-100Mol-%, besser 50-100Mol-% und bevorzugterweise 70~99Mol-%, am besten 98Mol-% oder die anionische Komponente ist nicht-neutralisiert.Advantageously, the degree of neutralization of the anionic component in the amphoteric cationic and amphoteric weakly anionic and amphoteric weakly cationic and amphoteric polyelectrolyte with alkaline earth cations, especially with Ca ++ and / or Mg ++ , 0.1-100mol%, better 50-100mol% and preferably 70 ~ 99 mol%, most preferably 98 mol%, or the anionic component is unneutralized.
Vorteilhafterweise ist der Neutralisationsgrad der anionischen Komponente im amphoteren kationischen und amphoteren schwach anionischen und amphoteren schwach kationischen und amphoteren Polyelektrolyten mit einwertigen Kationen 0,1-100Mol-%, besser 0,1-50Mol-% und bevorzugterweise 0,1-39Mol-% oder 0,1-30Mol-%, weiterhin bevorzugt 0,1-35Mol-% oder 0,1-25Mol-% oder 0,1-15Mol-%, am besten < 1 Mol-% oder die anionische Komponente ist nicht-neutralisiert. Wenn zweiwertige Kationen wie Ca++ und Mg++ verwandet werden, dann ist ein Neutralisationsgrad von >90% bevorzugt. Ein Neutralisationsgrad von >90% mit Ca++ ist dabei erfindungsgemäß besser als ein Neutralisationsgrad < 1 % mit Na+. Es ist vorteilhaft, daß der Polymerisationsgrad der erfindungsgemäßen Polyelektrolyten, gemessen über deren Viskosität in einerwäßrigen Lösung bei 32% Konzentration, im Bereich von 6mPa sbis 15OmPa · stiegt. Ganz besonders vorteilhaft ist die Viskosität im Bereich von 15mPa · sbis 10OmPa s, wobei ein Bereich von 25 mPa sbis 7OmPa s insbesondere bevorzugt wird. Weiterhin vorteilhaft ist bei der Mischung aus amphoteren kationischen Polyelektrolyten und amphoteren leicht kationischen Polyelektrolyten und/oder amphoteren Polyelektrolyten und/oder amphoteren leicht anionischen Polyelektrolyten, daß der Polymerisationsgrad der amphr'eren kationischen Polyelektrolyten, gemessen über die Grenzviskosität, im Bereich von 5ml/g bis 50ml/g, bevorzugt im Berc xn von 15ml/g bis 40ml/g, insbesondere bevorzugt von 25ml/g bis 35 ml/g, und der Polymerisationsgrad der amphoteren leicht kationischen Po'yelektrolyten und der amphoteren Polyelektrolyten und der amphoteren leicht anionischen Polyelektrolyten, gemessen über deren Viskosität in einer wäßrigen Lösung bei 32 Gew.-% Konz. im Bereich von 5 bis 150ml/g, bevorzugt von 15 bis 100ml/g, insbesondere bevorzugt von 25 bis 70ml/g liegen. Weiterhin vorteilhaft enthält das Dispergiermittel einen oder mehrere amphotere Polyelektrolyten, bei welchen die Anzahl derAdvantageously, the degree of neutralization of the anionic component in the amphoteric cationic and amphoteric weakly anionic and amphoteric weakly cationic and amphoteric polyelectrolytes with monovalent cations is 0.1-100 mol%, more preferably 0.1-50 mol% and preferably 0.1-39 mol% or 0.1-30 mol%, more preferably 0.1-35 mol% or 0.1-25 mol% or 0.1-15 mol%, most preferably <1 mol%, or the anionic component is not neutralized. When divalent cations such as Ca ++ and Mg ++ are used, a degree of neutralization of> 90% is preferred. A degree of neutralization of> 90% with Ca ++ is better according to the invention than a degree of neutralization <1% with Na + . It is advantageous that the degree of polymerization of the polyelectrolytes according to the invention, measured by their viscosity in an aqueous solution at 32% concentration, is in the range from 6 mPa s to 150 mPa · s. Very particularly advantageous is the viscosity in the range of 15 mPa · s to 10OmPa s, with a range of 25 mPa s to 7OmPa s is particularly preferred. Further advantageous in the case of the mixture of amphoteric cationic polyelectrolytes and amphoteric slightly cationic polyelectrolytes and / or amphoteric polyelectrolytes and / or amphoteric slightly anionic polyelectrolytes is that the degree of polymerization of the amorphous cationic polyelectrolytes, measured via the intrinsic viscosity, in the range from 5 ml / g to 50 ml / g, preferably in the range of 15 ml / g to 40 ml / g, particularly preferably from 25 ml / g to 35 ml / g, and the degree of polymerization of the amphoteric slightly cationic polyelectrolytes and the amphoteric polyelectrolytes and the amphoteric slightly anionic polyelectrolytes, measured in terms of their viscosity in an aqueous solution at 32 wt .-% Conc. In the range of 5 to 150ml / g, preferably from 15 to 100ml / g, more preferably from 25 to 70ml / g. Further advantageously, the dispersant contains one or more amphoteric polyelectrolytes in which the number of
negativen Ladungen in den anionischen Monomereinheiten gleich der Anzahl der positiven Ladungen in den kationischennegative charges in the anionic monomer units equal to the number of positive charges in the cationic
einem oder mehreren amphoteren kationischen Polyelektrolyten, bei weichen die nicht neutralen Monomereinheitenüberwiegend positive Ladungen tragen.one or more amphoteric cationic polyelectrolytes in which the non-neutral monomer units carry predominantly positive charges.
einem oder mehreren amphoteren, leicht kationischen Polyelektrolyten, bei welchen die nicht neutralen Monomereinheitenüberwiegend positive Ladungen tragen.one or more amphoteric, light cationic polyelectrolytes in which the non-neutral monomer units carry predominantly positive charges.
einem oder mehreren amphoteren kationischen Polyelektrolyten, bei welchen die nicht neutralen Monomereinheitenüberwiegend positive Ladungen tragen und einem oder mehreren amphoteren anionischen Polyelektrolyten, bei welchen dienicht neutralen Monomereinheiten überwiegend negative Ladungen tragen.one or more amphoteric cationic polyelectrolytes in which the non-neutral monomer units carry predominantly positive charges and one or more amphoteric anionic polyelectrolytes in which the non-neutral monomer units carry predominantly negative charges.
einem oder mehreren amphoteren, leicht kationischen Polyelektrolyten, bei welchen die nicht neutralen Monomereinheitenüberwiegend positive Ladungen tragen und einem oder mehreren amphoteren anionischen Polyelektrolyten, bei welchen dienicht neutralen Monomereinheiten überwiegend negative Ladungen tragen.one or more amphoteric, lightly cationic polyelectrolytes in which the non-neutral monomer units carry predominantly positive charges and one or more amphoteric anionic polyelectrolytes in which the non-neutral monomer units carry predominantly negative charges.
einem oder mehreren amphoteren Polyelektrolyten, bei welchen die nicht neutralen Monomereinheiten überwiegend positiveone or more amphoteric polyelectrolytes in which the non-neutral monomer units are predominantly positive
einem oder mehreren amphoteren, leicht kationischen Polyclektrolyten, bei welchen die nicht neutralen Monomereinheitenüberwiogend positive Ladungen tragen und einem oc' > mehreren amphoteren, leicht anionischen Polyelektrolyten, bei welchendie nicht neutralen Monomereinheiten überwiegend negative Ladungen tragen.one or more amphoteric, slightly cationic polyelectrolyte in which the non-neutral monomer units carry predominantly positive charges and one oc '> several amphoteric, slightly anionic polyelectrolytes in which the non-neutral monomer units carry predominantly negative charges.
nicht neutralen Monomereinheiten überwiegend positive Ladungen tragen.non-neutral monomer units carry predominantly positive charges.
mehrere amphotere, leicht kationische Polyelektrolyten, boi welchen die nicht neutralen Monomereinheiten überwiegendpositive Ladungen tragen.several amphoteric, slightly cationic polyelectrolytes, which the non-neutral monomer units carry predominantly positive charges.
welchen die nicht neutralen Monomereinheiten überwiegend positive Ladungen tragen.which the non-neutral monomer units carry predominantly positive charges.
mehreren amphoteren anionischen Polyelektrolyten, bei welchen die nicht neutralen Monomereinheiten überwiegend negativeseveral amphoteric anionic polyelectrolytes in which the non-neutral monomer units predominantly negative
mehreren amphoteren anionischen Polyelektrolyten, bei welchen die nicht neutralen Monomereinheiten überwiegend negativeseveral amphoteric anionic polyelectrolytes in which the non-neutral monomer units predominantly negative
mehreren amphoteren, leicht anionischen Polyelektrolyten, bei welchen die nicht neutralen Monomereinheiten überwiegendnegative Ladungen tragen.several amphoteric, slightly anionic polyelectrolytes in which the non-neutral monomer units carry predominantly negative charges.
mehreren amphoteren, leicht anionischen Polyelektrolyten, bei welchen die nicht neutralen Monomereinheiten überwiegendnegative Ladungen tragen.several amphoteric, slightly anionic polyelectrolytes in which the non-neutral monomer units carry predominantly negative charges.
mehreren amphoteren, leicht anionischen Polyelektrolyten, bei welchen die nicht neutralen Monomereinheiten überwiegendnegative Ladungen tragen.several amphoteric, slightly anionic polyelectrolytes in which the non-neutral monomer units carry predominantly negative charges.
einem oder mehreren amphoteren, leicht anionischen Polyelektrolyten, bei welchen die nicht neutralen Monomereinheitenüberwiegend negative Ladungen tragen.one or more amphoteric, slightly anionic polyelectrolytes in which the non-neutral monomer units carry predominantly negative charges.
die nicht neutralen Monomereinheiten überwiegend negative Ladungen tragen.the non-neutral monomer units carry predominantly negative charges.
wahrscheinlich daher, daß ein Teil der Carboxylgruppen durch Ca+-Ionen derart stark neutralisiert ist, daß diese nicht mehrdissoziiert vorliegen und deshalb gegen außen neutral wirken. Dadurch überwiegen die dissoziierten kationischen Gruppen, unddie Füllstoffteilchen weisen, trotz Carboxylgruppenüberschuß im eigentlichen Dispergiermittel, keine negative Ladung auf.probably because some of the carboxyl groups are so strongly neutralized by Ca + ions that they are not dissociated and therefore neutral to the outside. As a result, the dissociated cationic groups predominate, and the filler particles have no negative charge despite excess carboxyl group in the actual dispersant.
im Polymermolekül. Insbesondere bevorzugt ist ein Verhältnis von 51 Mol-% Carboxylgruppen zu 49 Mol-% quaternärenin the polymer molecule. Especially preferred is a ratio of 51 mole% carboxyl groups to 49 mole% quaternary
zweiten amphoteren Polyelektrolyten.second amphoteric polyelectrolyte.
10-50 Gew.-% bzw. 10-30 Gew.-% eines odar mehrerer amphoteren Polyelektrolyten und 0,1 bis50Gew.-%bzw.0,1 bis20Gew.-% bzw. 50-90Gew.-% bzw. 70-90Gew.-% eines oder mehrerer amphoterer kationischer Polyelektrolyten.10-50 wt.% Or 10-30 wt.% Of one odar of several amphoteric polyelectrolytes and 0.1 to 50 wt.% Or 0.1 to 20 wt.% And 50 to 90 wt. 90% by weight of one or more amphoteric cationic polyelectrolytes.
bis 0,1 Gew.-% eines oder mehrerer amphoterer leicht kationischer Polyelektrolyten.to 0.1% by weight of one or more amphoteric cationic polyelectrolytes.
eines oder mehrerer amphoterer anionischer Polyelektrolyten.one or more amphoteric anionic polyelectrolytes.
99,8Gew.-% eines oder mehrerer amphoterer leicht anionischer Polyelektrolyten.99.8% by weight of one or more amphoteric, slightly anionic polyelectrolytes.
bis 100Gew.-% eines zweiten amphoteren kanonischen Polyelektrolyten.to 100% by weight of a second amphoteric canonical polyelectrolyte.
kationischer Polyelektrolyten und 0,1 bis 50Gew.-% bzw. 0,1 bis 30Gew.-% eines oder mehrerer amphoterer anionischercationic polyelectrolyte and 0.1 to 50% by weight or 0.1 to 30% by weight of one or more amphoteric anionic
eines oder mehrerer amphoterer kationischer Polyelektrolyten und 0,1 bis 10Gew.-% bzw. 25 bis 10Gew.-% bzw. 20Gew.-%eines oder mehrerer amphoterer anionischer Polyelektrolyten enthält.of one or more amphoteric cationic polyelectrolytes and 0.1 to 10% by weight or 25 to 10% by weight or 20% by weight of one or more amphoteric anionic polyelectrolytes.
kationischer Polyelektrolyten und 0,1 bis 20Gew.-% eines oder mehrerer amphoterer anionischer Polyelektrolyten.cationic polyelectrolyte and from 0.1 to 20% by weight of one or more amphoteric anionic polyelectrolytes.
kationischer Polyelektrolyten und 99,9 bis 0,1 Gew.-% eines oder mehrerer amphoterer leicht anionischer Polyelektrolyten.cationic polyelectrolyte and 99.9 to 0.1% by weight of one or more amphoteric, slightly anionic polyelectrolytes.
amphoterer kationischer Polyelektrolyten und 0,1 bis 50Gew.-% bzw. 10 bis 30Gew.-% bzw. 25Gew.-% eines oder mehrereramphoterer leicht anionischer Polyelektrolyten enthält.amphoteric cationic polyelectrolyte and 0.1 to 50% by weight or 10 to 30% by weight or 25% by weight of one or more amphoteric light anionic polyelectrolytes.
mehrerer amphoterer Polyelektrolyten und 0,1 bis 99,9Gew.-% bzw. 0,1 bis 50Gew.-% eines oder mehrerer amphoterer leichtanionischer Polyelektrolyten.several amphoteric polyelectrolytes and 0.1 to 99.9 wt .-% and 0.1 to 50Gew .-% of one or more amphoteric light anionic polyelectrolyte.
leicht anionischen Polyelektrolyten.slightly anionic polyelectrolytes.
dritten Hauptgruppe und/oder aus der vierten Nebengruppe des Periodensystems der Elemente. Günstigerweise werdencalcium- und/oder siliziumhaltige und/oder aluminiumhaltige und/oder titanhaltige Mineralien und/oder Füllstoffe und/oderthird main group and / or from the fourth subgroup of the Periodic Table of the Elements. Conveniently, calcium and / or silicon-containing and / or aluminum-containing and / or titanium-containing minerals and / or fillers and / or
besonders bevorzugt sind natürliches Calciumcarbonat und/oder präzipitiertes Calciumcarbonat und/oder Marmor und/oderparticularly preferred are natural calcium carbonate and / or precipitated calcium carbonate and / or marble and / or
oder Pigmenten und Wasser und 0,05Gew.-% bis 1,5Gew.-% der erfindungsgemäßen amphoteren Polyelektrolyten bei einemor pigments and water and from 0.05% to 1.5% by weight of the amphoteric polyelectrolyte of the present invention
besteht.consists.
bzw. das trockene Pigment besteht.or the dry pigment exists.
99,6Gew.-% Mineralien und/oder Füllstoffen und/oder Pigmenten und Wasser undO,5Gew.-% bzw. 1,2Gew.-% bzw. 0,4Gew.-%eines amphoteren, gegen außen neutralen Polyelektrolyten mit einer Viskosität von 37mPa · s bei einem Feststoffgehalt von72Gew.-% bzw. 72Gew.-% bzw. 67Gew.-%, bezogen auf das trockene Mineral bzw. den trockenen Füllstoff bzw. das trockene99.6% by weight minerals and / or fillers and / or pigments and water and O, 5% by weight, 1.2% by weight and 0.4% by weight, respectively, of an amphoteric, externally neutral polyelectrolyte having a viscosity of 37mPa · s at a solids content of 72% by weight and 72% by weight and 67% by weight, respectively, based on the dry mineral or the dry filler or the dry one
99,65Gew.-% Mineralien und/oder Füllstoffen und/oder Pigmenten und Wasser und einer Dispergiermittelmischung aus99.65% by weight minerals and / or fillers and / or pigments and water and a dispersant mixture
amphoteren kationischen und amphoter leicht anionischen und/oder smphoteren und/oder amphoter leicht kationischenamphoteric cationic and amphoteric slightly anionic and / or smphoteren and / or amphoteric light cationic
auf einen Feststoffgehalt im Bereich von 60-80Gew.-% bevorzugt 62-75 Gew.-%, insbesondere 65-72 Gew.-% bezogen auf dastrockene Mineral bzw. den trockenen Füllstoff bzw. das trockene Pigment.to a solids content in the range of 60-80 wt .-%, preferably 62-75 wt .-%, in particular 65-72 wt .-% based on the dry mineral or the dry filler or the dry pigment.
und/oder Pigmenten und Wasser und 0,4Gew.-% der oben ausgeführten erfindungsgemäßen Dispergiermittelmischungbesteht.and / or pigments and water and 0.4% by weight of the dispersant mixture of the invention set forth above.
amphoteren kationischen Polyelektrolyten gemäß der allgemeinen Formel von Seite 17, wobei a = 95Mol-%undb = 5Mol-%und c = OMol-% bei einer Grenzviskosität von 27,3ml/g und 0,1 Gew.-% eines amphoteren Polyelektrolyten gemäß derallgemeinen Formel von Seite 17, bei welcher a = 50Mol-% und c = 0Mol-%, mit einer Viskosität, gemessen in einer wäßrigenamphoteric cationic polyelectrolyte according to the general formula of page 17, wherein a = 95 mol% and b = 5 mol% and c = OMol% at an intrinsic viscosity of 27.3 ml / g and 0.1 wt% of an amphoteric polyelectrolyte according to the general Formula of page 17, where a = 50 mol% and c = 0 mol%, with a viscosity measured in an aqueous
sphärischen Durchmesser < 2μπι aufweisen.have spherical diameter <2μπι.
und/oder Füllstoff- und/oder Pigment-Suspension durch Mahlen bei hohen Feststoffgehalten hergestellt werden kann, wobeiand / or filler and / or pigment suspension can be prepared by grinding at high solids contents, wherein
bereitgestellt wird, welches durch folgende Verfahrensschritte gekennzeichnet istis provided, which is characterized by the following method steps
a) eine wäßrige Suspension von Mineralien und/oder Füllstoffen und/oder Pigmenten wird zusammen mit der erfindungsgemäßen Dispergier- und Mahlhilfsmittelmischung naßvermahlen, wobeia) an aqueous suspension of minerals and / or fillers and / or pigments is wet-ground together with the dispersing and Mahlhilfsmittelmischung invention, wherein
b) die erfindungsgemäßen amphoteren Polyelektrolyten vollständig vor der Vermahlung oderb) the amphoteric polyelectrolytes according to the invention completely before the grinding or
c) ein Teil der erfindungsgemäßen amphoteren Polyelektrolyten vor der Vermahlung undc) a part of the amphoteric polyelectrolytes according to the invention before the grinding and
d) ein Teil der erfindungsgemäßen amphoteren Polyelektrolyten während der Vermahlung und/oderd) a part of the amphoteric polyelectrolyte according to the invention during the milling and / or
e) einen Teil der erfindungsgemäßen amphoteren Polyelektrolyten nach der Vermahlung hinzugegeben werden.e) a part of the amphoteric polyelectrolyte according to the invention are added after the grinding.
a) die amphoteran, leicht anionischen und/oder die amphoteren Polyelektrolyten vollständig vor der Vermahlung odera) the amphoteric, slightly anionic and / or amphoteric polyelectrolytes completely before grinding or
b) ein Teil der amphoteren, leicht anionischen und/oder der amphoteren Polyelektrolyten vor der Vermahlung undb) a part of the amphoteric, slightly anionic and / or amphoteric polyelectrolytes before grinding and
c) ein Teil der amphoteren, leicht anionischen und/oder der amphoteren Polyelektrolyten während der Vermahlung und/oderc) a part of the amphoteric, slightly anionic and / or amphoteric polyelectrolytes during the milling and / or
d) ein Teil der amphoteren, leicht anionischen und/oder der amphoteren Polyelektrolyten nach der Vermahlung hinzugegeben werden.d) a part of the amphoteric, slightly anionic and / or amphoteric polyelectrolytes are added after the grinding.
a) die amphoteren und/oder die amphoteren kationischen Polyelektrolyten vollständig vor der Vermahlung odera) the amphoteric and / or amphoteric cationic polyelectrolytes completely before grinding or
b) ein Teil der amphoteren und/oder der amphoteren kationischen Polyelektrolyten vor der Vermahlung undb) a part of the amphoteric and / or the amphoteric cationic polyelectrolytes before grinding and
c) ein Teil der amphoteren und/oder der amphoteren kationischen Polyelektrolyten während der Vermahlung und/oderc) a part of the amphoteric and / or the amphoteric cationic polyelectrolytes during the milling and / or
d) ein Teil der amphoteren und/oder der amphoteren kationischen Polyelektrolyten nach der Vermahlung hinzugegeben werden.d) a part of the amphoteric and / or the amphoteric cationic polyelectrolytes are added after the grinding.
a) 50-100Gew.-% der amphoteren, leicht anionischen und/oder der amphoteren Polyelektrolyten vor der Vermahlung unda) 50-100Gew .-% of amphoteric, slightly anionic and / or amphoteric polyelectrolytes before grinding and
b) 0-50Gew.-% der amphoteren, leicht anionischen und/oder der amphoteren Polyelektrolyten während der Vermahlung und/oderb) 0-50% by weight of the amphoteric, slightly anionic and / or amphoteric polyelectrolytes during the milling and / or
c) 0-50 Gew.-% der amphoteren, leicht anionischen und/oder der amphoteren Polyelektrolyten nach der Vermahlung hinzugegeben werden.c) 0-50 wt .-% of the amphoteric, slightly anionic and / or amphoteric polyelectrolytes are added after grinding.
e.) 50-100Gew.-% der amphoteren und/oder der amphoteren kationischen Polyelektrolyten vor der Vermahlung und e.) 50-100Gew .-% of amphoteric and / or amphoteric cationic polyelectrolytes before grinding and
b) 0-50 Gew.-% der amphoteren und/oder der amphoteren kationischen Polyelektrolyton während der Vermahlung und/oderb) 0-50% by weight of the amphoteric and / or amphoteric cationic polyelectrolytes during milling and / or
c) 0-50Gow.-% der amphoteren und/oder der amphoteren kationischen Polyelektrolyten nach der Vermahlung zugegeben werden.c) 0-50Gow .-% of amphoteric and / or amphoteric cationic polyelectrolytes are added after grinding.
a) 70-100Gew.-% der amphoteren, leicht anionischen und/oder der amphoteren Polyelektrolyten vor der Vermahlung und/ odera) 70-100Gew .-% of amphoteric, slightly anionic and / or amphoteric polyelectrolytes before grinding and / or
b) 0-30Gew.-% der amphoteren, leicht anionischen und/oder der amphoteren Polyelektrolyten während der Vermahlung und/oderb) 0-30% by weight of the amphoteric, slightly anionic and / or amphoteric polyelectrolytes during milling and / or
c) 0-30Gew.-% der amphoteren, leicht anionischen und/oder der amphoteren Polyelektrolyten nach der Vermahlung zugegeben werden.c) 0-30% by weight of the amphoteric, slightly anionic and / or amphoteric polyelectrolytes are added after the milling.
a) 70-100Gew.-% der amphoteren und/oder der amphoteren kationischen Polyelektrolyten vollständig vor der Vermahlung unda) 70-100Gew .-% of amphoteric and / or amphoteric cationic polyelectrolytes completely before grinding and
b) 0-30 Gew.-% der amphoteren und/oder der amphoteren kaiionischen Polyelektrolyten während der Vermahlung und/oderb) 0-30% by weight of the amphoteric and / or amphoteric cationic polyelectrolytes during the milling and / or
c) 0-30Gew.-%der amphoteren und/oder der amphoteren kationischsn Polyelektrolyten nach der Vermahlung zugegeben werden.c) 0-30% by weight of the amphoteric and / or the amphoteric cationic polyelectrolytes are added after the milling.
a) ein Teil der amphoteren, leicht kaiionischen und/oder der amphoteren, leicht anionischen Polyelektrolyten vor der Vermahlung unda) a part of the amphoteric, slightly kaiionischen and / or amphoteric, slightly anionic polyelectrolytes before grinding and
b) ein Teil der amphoteren, leicht kationischen und/oder der amphoteren und/oder der amphoteren, leicht anionischon Polyelektrolyten während der Vermahlung und/oderb) a part of amphoteric, slightly cationic and / or amphoteric and / or amphoteric, slightly anionic polyelectrolytes during milling and / or
c) ein Teil der amphoteren, leicht kationischen und/oder der amphoteren und/oder der amphoteren, leicht anionischen Polyelektrolyten nach der Vermahlungc) a portion of the amphoteric, light cationic and / or amphoteric and / or amphoteric, slightly anionic polyelectrolytes after milling
zugegeben werden.be added.
a) die amphoteren kationischen Polyelektrolyten vollständig vor der Vermahlung odera) the amphoteric cationic polyelectrolytes completely before grinding or
b) ein Teil der amphoteren kationischen Polyelektrolyten vor der Vermahlung undb) a part of the amphoteric cationic polyelectrolytes before grinding and
c) ein Teil der amphoteren kationischen Polyelektrolyten während der Vermahlung und/oderc) a part of the amphoteric cationic polyelectrolytes during the milling and / or
d) einen Teil der amphoteren kationischen Polyelektrolyten nach der Vermahlung zugegeben werden.d) adding a portion of the amphoteric cationic polyelectrolytes after milling.
a) 10-90Gew.-% bzw. 20-40Gew.-% bzw. 30Gew.-% der amphoteren, leicht katio hen und/oder amphoteren und/oder amphoteren, leicht anionischen Polyelektrolyten vor der Vermahlung unda) 10-90 wt .-% or 20-40Gew .-% or 30Gew .-% of the amphoteric, easily katio hen and / or amphoteric and / or amphoteric, slightly anionic polyelectrolytes before grinding and
b) 10-*90Gew.-% bzw. 60-60 Gow.-% bzw. 70Gew.-% der amphoteren, leicht kationischen und/oder der amphoteren und/oder amphoteren, leicht anionischen Polyelektrolyten während der Vermahlung und/oderb) 10-90% by weight or 60-60% by weight or 70% by weight of the amphoteric, slightly cationic and / or amphoteric and / or amphoteric, slightly anionic polyelectrolytes during the milling and / or
c) 0-80Gew.-% bzw. 0-20Gew.-% der amphoteren, leicht kationischen und/oder amphoteren und/oder amphoteren, leicht anionischen Polyelektrolyten nach der Vermahlungc) 0-80% by weight or 0-20% by weight of the amphoteric, slightly cationic and / or amphoteric and / or amphoteric, slightly anionic polyelectrolytes after the milling
zugegeben werden.be added.
a) 50-100Gew.-% bzw. 70-100Gew.-% der amphoteren kationischen Polyelektrolyten vor der Vermahlung unda) 50-100Gew .-% and 70-100Gew .-% of amphoteric cationic polyelectrolytes before grinding and
b) 0-50Gew.-% bzw. 0-30Gew.-% der amphoteren kationischen Polyelektrolyten während der Vermahlung und/oderb) 0-50 wt .-% and 0-30Gew .-% of the amphoteric cationic polyelectrolytes during the milling and / or
c) 0-50Gew.-% bzw. 0-30Gew.-% der amphoteren kationischen Polyelektrolyten nach der Vermahlung zugegeben werden.c) 0-50 wt .-% and 0-30Gew .-% of the amphoteric cationic polyelectrolytes are added after grinding.
anionischen und/oder der amphoteren Polyelektrolyten oder andererseits 100Gew.-% der amphoteren und/oder deramphoteren kationischen Polyelektrolyten vor der Vermahlung zugegeben werden, wenn die gewünschte Endfeinheit in einemanionic and / or amphoteric polyelectrolytes or else 100% by weight of the amphoteric and / or amphoteric cationic polyelectrolytes are added prior to milling when the desired final fineness in a
notwendige Dispergiermittelmenge entsprechend der erreichten Zwischenfeinheit aufgeteilt wird.necessary amount of dispersant is divided according to the achieved intermediate fineness.
bei der Papierherstellung bzw. in der Papiererzeugung. Weitere Verwendungen betreffen die Oberflächenbehandlung(Pigmentiorung) der Papieroberfläche in der Leimpresse der Papiermaschine, die Verwendung in der Papierstreicherei, imin papermaking or in papermaking. Further uses relate to the surface treatment (pigmentation) of the paper surface in the size press of the paper machine, the use in paper coating, in
und/oder Mineral- und/oder Füllstoff-Suspensionen in der Papiererzeugung bzw. zur Vorflockung (Immobilisierung) vonand / or mineral and / or filler suspensions in papermaking or for pre-flocculation (immobilization) of
vermutlich sowohl elektrostatisch positiv wie auch sterisch stabilisiert sind und die Suspension über Wochen genügendviskositätsstabil bleibt, über lange Strecken sehr gut transportfähig ist, nicht absetzt und z. B. die Retention bei derpresumably both electrostatically positive and sterically stabilized and the suspension remains stable enough viscosity over weeks, is very well transportable over long distances, does not settle and z. B. the retention in the
amphoteren Polyelektrolyten vor, und/oder während und/oder nach dem Mahlprozeß bei hohen Scherkräften undamphoteric polyelectrolytes before, and / or during and / or after the milling process at high shear forces and
außen neutral, d. h. bei den neutralen Füllstoff- und/oder Pigment- und/oder Mineralteilchen heben sich die Summe derpositiven und negativen Ladungen auf der Oberfläche der Teilchen gegen außen gegenseitig auf.neutral on the outside, d. H. in the case of the neutral filler and / or pigment and / or mineral particles, the sum of the positive and negative charges on the surface of the particles to each other cancel each other out.
und/oder Füllstoff- und/oder Pigment-Supension) sowie den Verbraucherort (z. B. Papierfabrik) frei zu wählen. Derand / or filler and / or pigment suspension) as well as the consumer location (eg paper mill). The
angepaßt werden, und es muß nicht aus logistischen Gründen der Standort des Kunden mitberücksichtigt werden. Man istdadurch auch völlig frei in der Wahl der Transportmittel und kann die ökologisch sinnvollste Variante wählen.be adapted and it must not be taken into account for logistical reasons, the location of the customer. It is therefore also completely free in the choice of means of transport and can choose the ecologically most sensible option.
bezogen auf die trockenen Mineralien und/oder Füllstoffe und/oder Pigmente, wird erfindungsgemäß durch Mahlen eines grobgebrochenen Rohgesteins hergestellt, wobei die erfindungsgemäßen amphoteren Polyelektrolyten zu Beginn der Vermahlungzugesetzt werden und/oder weitere Teile dererfindungsgemäßen amphoteren Polyelektrolyten während der Mahlung und/odernach der Mahlung je in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung zur Viskositätssenkung zugegeben werden.based on the dry minerals and / or fillers and / or pigments is prepared according to the invention by grinding a coarse crushed rock, wherein the amphoteric polyelectrolytes according to the invention are added at the beginning of grinding and / or other parts of the amphoteric polyelectrolyte according to the invention during grinding and / or after grinding be added in the composition according to the invention for reducing viscosity.
einem Arbeitsgang hergestellt werden, was einen enormen ökonomischen und qualitativen Fortschritt darstellt.a process, which represents a huge economic and qualitative progress.
- Vorzugsweise beträgt die Konzentration der wäßrigen Aufschlämmung 60-78Gew.-%, bezogen auf das trockene Mineral.Preferably, the concentration of the aqueous slurry is 60-78% by weight based on the dry mineral.
- Vorzugsweise hat das Rohmaterial vor dem Mahlprozeß erfindungsgemäß einen mittleren äquivalent sphärischen Teilchendurchmesser von 10-50Mm (gemessen auf dem Sedigraph 5100).Preferably, the raw material before the grinding process according to the invention has a mean equivalent spherical particle diameter of 10-50 μm (measured on the Sedigraph 5100).
a) Viskositätsmessung deramphotoren Polyelektrolytena) Viscosity measurement of amphoteric polyelectrolytes
Die Viskositätsmessung erfolgte auf einem Brookfield Viskosimeter Typ PVF-100 bei 100 U/min. Für die einzelnen Messungen wurde die Spindel 1 verwendet:The viscosity was measured on a Brookfield viscometer type PVF-100 at 100 rpm. Spindle 1 was used for the individual measurements:
Die Konzentration bttrug bei allen Proben 32 Gew.-% Polymer in Wasser. Der pH-Wort, bei welchem die Viskosität gemessen wurde, entspricht dem angegebenen Wert bei den entsprechenden Beispielen. Die anionischen Gruppen lagen nicht neutralisiertThe concentration for all samples was 32% by weight polymer in water. The pH word at which the viscosity was measured corresponds to the stated value in the corresponding examples. The anionic groups were not neutralized
Die Messung erfolgte in einem 400ml-Becherglas von niedriger Form.The measurement was carried out in a 400 ml beaker of low form.
Die Temperatur während der Messung betrug 20°C. Die Messung ei folgte nach 1 Min Rührzeit.The temperature during the measurement was 20 ° C. The measurement ei followed after 1 min stirring time.
Diese Art der Viskositätsmessung wurde für alle folgenden Beispiele verwendet, mit Ausnahme der amphoteren kationischen Polyelektrolyten in der Mischung mit den amphoteren, leicht kationischen und/oder amphoteren und/oder amphoteren, leicht anionischen Polyelektrolyten.This type of viscosity measurement was used for all of the following examples, except for the amphoteric cationic polyelectrolytes in admixture with the amphoteric, light cationic and / or amphoteric and / or amphoteric, slightly anionic polyelectrolytes.
b) Feinheit der Mineral- und/oder Füllstoff- und/oder Pigment-Suspension:b) Fineness of the mineral and / or filler and / or pigment suspension:
Die Feinheitsmerkmale der erfindungsgemäß hergestellten Suspensionen wurden durch Sedimentationsanalyse im Schwerefeld mit dem SEDIGRAPH 5100 der Firma Micromeritics, U. S.A., bestimmt.The fineness characteristics of the suspensions prepared according to the invention were determined by sedimentation analysis in the gravitational field using the SEDIGRAPH 5100 from Micromeritics, U.S.A.
Die Messung der kationisch stabilisierten Suspensionen erfolgte in destilliertem Wasser. Die Dispergierung der Proben wurde mittels Schnellrührer und Ultraschall vorgenommen.The measurement of the cationically stabilized suspensions was carried out in distilled water. The dispersion of the samples was carried out by means of a high-speed stirrer and ultrasound.
Die Messung der Pulver erfolgte in 0,1 % Na4P2O7-Lösung.The measurement of the powder was carried out in 0.1% Na 4 P 2 O 7 solution.
Die gemessene Teilchenverteilung wurde auf einem X-Y-Schreiber als Durchgangs-Summenkurve dargestellt (siehe z. B. Beiger P., Schweizerische Vereinigung der Lack- und Farben-Chemiker, XVII. FATIPEC-Kongreß, Lugano, 23. bis 28.September 1984), wobei auf der X-Achse der Teilchendurchmesser eines entsprechenden sphärischen Durchmessers und auf der Y-Achse der Anteil an Teilchen in Gew.-% aufgetragen wurde.The measured particle distribution was shown on a XY recorder as a transit cumulative curve (see, for example, Beiger P., Swiss Association of Varnish and Color Chemists, XVIIth FATIPEC Congress, Lugano, September 23-28, 1984) , wherein on the X-axis, the particle diameter of a corresponding spherical diameter and on the Y-axis, the proportion of particles in wt .-% was applied.
e) Viskositätsmessung der Mineral- und/oder Füllstoff· und/oder Pigment-Suspensionen:e) Viscosity measurement of the mineral and / or filler and / or pigment suspensions:
Die Viskositätsmessung erfolgte auf einen Brookfield Viskosimeter Typ PVF-100 bei 100U/min. Für die einzelnen Messungen wurden die folgenden Spindeln verwendet:The viscosity was measured on a Brookfield viscometer type PVF-100 at 100 rpm. The following spindles were used for the individual measurements:
Spindel RV2 40-320mPas RV3 320-800mPas RV4 800-1600mPas RV5 1600-3200mPas RV6 3200-8000mPasSpindle RV2 40-320mPas RV3 320-800mPas RV4 800-1600mPas RV5 1600-3200mPas RV6 3200-8000mPas
Die Messung erfolgte in einem 400ml-Bereich von niedriger Form.The measurement was carried out in a 400 ml area of low form.
Die Temperatur während der Messung betrug 20°C. Die Messung erfolgte nach 1 min Rührzeit.The temperature during the measurement was 20 ° C. The measurement was carried out after 1 min stirring time.
Vor den eigentlichen Messungen wurden alle Proben 2min intensiv gerührt (5000 U/min, Rührscheibendurchmesser 50 mm).Before the actual measurements, all samples were intensively stirred for 2 minutes (5000 rpm, stirring disc diameter 50 mm).
Diese Art der Viskositätsmessung wurde für alle folgenden Beispiele verwendet.This type of viscosity measurement was used for all the following examples.
d) Die spezifische Viskosität für die anionischen Dispergiermittel in den Anwendungsbeispielen, welche als Symbol den griechischen Buchstaben „Eta" hat, wurde wie folgt bestimmt:d) The specific viscosity for the anionic dispersants in the application examples, which has the Greek letter "Eta" as a symbol, was determined as follows:
Man stellt eine Lösung des Polymer/Copolymers, zur Messung 100% neutralisiert mit Natronlauge (pH 9), her, indem man 50g, bezogen auf trockenes Polymer/Copolymer, in 1160g NaCI enthaltendes, destilliertes Wasser auflöst.A solution of the polymer / copolymer, for the measurement 100% neutralized with sodium hydroxide solution (pH 9), is prepared by dissolving 50 g, based on dry polymer / copolymer, in 1160 g of NaCl-containing, distilled water.
Danach mißt man mit einem Kapillarviskosimeter mit einer Baumekonstante von 0,000105 in eifern auf 25°C thermostabilisierten Heizbad die Zeit, die ein genau definiertes Volumen der alkalischen Polymer/Copolymorlösung zum Durchströmen der Kapillare braucht und vergleicht mit der Zeit, die dasselbe Volumen der Blindlösung mit 60g NaCI/l zum Durchströmen der Kapillare braucht.Thereafter, the time required for a well-defined volume of the alkaline polymer / copolymer solution to flow through the capillary is measured with a capillary viscosimeter with a tree constant of 0.000105 in a 25 ° C thermostabilized bath, and compares over time to the same volume of blank solution with 60g NaCl / l to flow through the capillary needs.
Es ist somit möglich, die spezifische Viskosität „Eta" wie folgt zu definieren:It is thus possible to define the specific viscosity "Eta" as follows:
_ _ Zeit des Durchströmens der Polymerlösung - Zeit des Durchströmens der NaCI-Lösung _ Time of flow through the polymer solution - time of passage of the NaCl solution
Zeit des Durchströmens der NaCI-LösungTime of passage of the NaCl solution
Die besten Resultate werden erreicht, wenn der Kapillardurchmesser so gewählt wird, daß die Zeit, welche die Polymer/ Copolymer enthaltende NaCI-Lösung benötigt, zwischen 90 und 100see beträgt.The best results are achieved when the capillary diameter is chosen such that the time required for the polymer / copolymer-containing NaCl solution is between 90 and 100 seconds.
e) Die Grenzviskosität der amphoteren kationischen Polyelektrolyten in der Mischung mit den amphoteren, leicht kationischen und/oder amphoteren und/oder amphoter, leicht anionischen Polyelektrolyten sowie von PoIy-DADMAC der Beispiele 1 a) bis 1 c) wurde nach folgender Literatur bestimmt:e) The intrinsic viscosity of the amphoteric cationic polyelectrolytes in the mixture with the amphoteric, slightly cationic and / or amphoteric and / or amphoteric, slightly anionic polyelectrolytes and poly-DADMAC of Examples 1 a) to 1 c) was determined according to the following literature:
B.Vollmert „Grundriß der Makromolekularen Chemie" Band III E.Vollmert-Verlag, Karlsruhe 1985.B. Fullmüller "Grundriß der Makromolekularen Chemie" Volume III E.Vollmert-Verlag, Karlsruhe 1985.
f) Ladungsmessung der Pigment·, Füllstoff- und Mineralsuspension mit SCDf) Charge measurement of the pigment, filler and mineral suspension with SCD
Zur Bestimmung der Oberflächenladungen wurde der „Streaming Current Detector" der Fa. Mütek, Hersching b. München, verwendet. (Typ PCD-02)To determine the surface charges, the "Streaming Current Detector" from Mütek, Hersching b.Munich, was used (type PCD-02).
Die Titrationen erfolgten nach den Ausführungen in der Dissertation „Untersuchungen zur Anwendung der Polyelektrolyttitration auf dem Gebiet der Papierherstellung" von Pater Heß, Darmstadt, 1983, insbesondere gemäß den Seiten 33ff. dieser Dissertation.The titrations were carried out according to the statements in the dissertation "Investigations on the Application of Polyelectrolyte Titration in the Field of Paper Production" by Pater Hess, Darmstadt, 1983, in particular according to pages 33ff of this dissertation.
-32- 297 920 Als Titrierlösung wurde 0,01 M Kaliumpolyvinylsulfatlösung (KPVS) der Fa. SERVA verwendet.-32- 297 920 The titration solution used was 0.01 M potassium polyvinyl sulfate solution (KPVS) from SERVA.
HerstellungsbelspleleHerstellungsbelsplele
I. Beispiele zum Stand der TechnikI. Examples of the prior art
Eine 60gew.-%ige wäßrige Aufschlämmung von natürlichem Marmor mit einer Kornverteilung, so daß 60Gew.-% der Teilchen einen äquivalenten sphärischen Durchmesser < 2 μιη aufweisen (gemessen auf dem Sedigraph 5100), wurden mit 0,1 Gew.-% eines Poly(diallyldimethylammoniumchlorid), Grenz-Viskosität 25 ml/g, und 0,02 Gew. -% einet. Natriumpolyacrylats (spez. Viskosität 0,35; 100% der Carboxylgruppen mit NaOH neutralisiert), je bezogen auf den trockenen Marmor, unter starken Scherkräften dispergiert (8 000 U/min, Rührscheiben 050mm).A 60% by weight aqueous slurry of natural marble having a grain distribution such that 60% by weight of the particles have an equivalent spherical diameter <2 μm (as measured on the Sedigraph 5100) was blended with 0.1% by weight of a poly (diallyldimethylammonium chloride), limiting viscosity 25 ml / g, and 0.02 wt .-% einet. Sodium polyacrylate (specific viscosity 0.35, 100% of the carboxyl groups neutralized with NaOH), based on the dry marble, with high shear forces dispersed (8 000 U / min, stirring discs 050mm).
Viskosität in mPas nachiStd. 2 Tage 6 Tage 12 TageViscosity in mPas after hours. 2 days 6 days 12 days
204 420 640 1560204 420 640 1560
Beispiel 1 a zeigt, daß die Viskosität beim Stand der Technik nicht stabil ist und daß die Suspension nach zwei Wochen bereits unbrauchbar ist.Example 1 a shows that the viscosity in the prior art is not stable and that the suspension is already useless after two weeks.
Es wurde versucht, eine 67gew.-%ige wäßrige Aufschlämmung von natürlichem Marmor mit einem äquivalent sphärischen mittleren Teilchendurchmesser von 12 pm (gemessen auf dem Sedigraph 5100) nach folgender Rezeptur auf einer Dynomill (0,6-l-Mahlbehälter) unter Verwendung von Mahlkörpern aus Glas (01mm) auf eine Kornverteilungskurve, so daß 60Gew.-% der Teilchen einen äquivalenten sphärischen Durchmesser < 2 pm (gemessen auf dem Sedigraph 5100) aufweisen, aufzumahlen.An attempt was made to obtain a 67% by weight aqueous slurry of natural marble having an equivalent spherical mean particle diameter of 12 pm (as measured on the Sedigraph 5100) according to the following recipe on a Dynomill (0.6 l milling container) using grinding media of glass (01mm) on a grain distribution curve so that 60% by weight of the particles have an equivalent spherical diameter <2μm (as measured on the Sedigraph 5100).
ReLaptur: 5000g MarmorReLaptur: 5000g marble
15g Poly(diallyldimethylammoniumchlorid) Grenz-Viskosität 25 ml/g15 g poly (diallyldimethylammonium chloride) limiting viscosity 25 ml / g
4,5g Natriumpolyacrylat (spez. Viskosität 0,35,100% der Carboxylgruppen mit NaOH neutralisiert) 2472g Wasser4.5 g of sodium polyacrylate (specific viscosity 0.35.100% of the carboxyl groups neutralized with NaOH) 2472 g of water
Die Mahlung mußte abgebrochen werden, da der Viskositätsanstieg derart hoch war, daß eine Weitervermahlung nicht mehr möglich war, weil die Mühle blockierte. Die gewünschte Endfeinheit konnte nicht erreicht werden.The grinding had to be stopped because the increase in viscosity was so high that a further milling was no longer possible because the mill blocked. The desired final fineness could not be achieved.
Eine 60gew.-%ige wäßrige Aufschlämmung von natürlichem Marmor mit einem äquivalent sphärischen mittleren Teilchendurchmesser von 12 pm (gemessen :uf dem Sedigraph 5100) wurde in der folgenden Rezeptur auf einer Dynomill (0,6-l-Mahlbehälter) unter Verwendung von Mahlkörpern aus Glas (01 mm) auf eine Kornverteilungskurve, so daß 60Gew.-% der Teilchen einen äquivalenten sphärischen Durchmesser <2μ<η (gemessen auf dem Sedigraph 5100) aufwiesen, aufgemahlen.A 60% by weight aqueous slurry of natural marble having an equivalent spherical mean particle diameter of 12 μm (measured on the Sedigraph 5100) was prepared in the following formulation on a Dynomill (0.6 liter grinding container) using grinding media Glass (01 mm) on a grain distribution curve so that 60% by weight of the particles had an equivalent spherical diameter <2μ <η (measured on the Sedigraph 5100).
Rezeptur 5000 g MarmorRecipe 5000 g of marble
15g Poly(diallyldimethylammoniumchlorid) Grenz-Viskosität 25 ml/g15 g poly (diallyldimethylammonium chloride) limiting viscosity 25 ml / g
4,5g Natriumpolyacrylat (spez. Viskosität 0,35; 100% der Carboxylgruppen mit NaOH neutralisiert) 3346 g Wasser4.5 g of sodium polyacrylate (specific viscosity 0.35, 100% of the carboxyl groups neutralized with NaOH) 3346 g of water
Auch bei einer Konzentration von 60Gew.-% ergab sich keine Verbesserung der Mahleigenschaften mit einem Poly(diallyldimethylammoniumchlorid) gegenüber dem Versuch 1 bEven at a concentration of 60% by weight, there was no improvement in the milling properties with a poly (diallyldimethylammonium chloride) compared with experiment 1 b
Eine Vermahlung auf die gewünschte Feinheit bei Viskositäten <2000mPas war mit dem Stand der Technik nicht möglich. Milling to the desired fineness at viscosities <2000 mPas was not possible with the prior art.
II. Erfindungsgemäße BeispieleII. Examples according to the invention
Eine 67gew.-%ige wäßrige Aufschlämmung von natürlichem Marmor mit einer Kornverteilung, so daß 60Gew.-% der Teilchen einen äquivalent sphärischen Durchmesser < 2 pm aufweisen (gemessen auf dem Sedigraph 5100), wurde mit unterschiedlichen Mengen, bezogen auf den trockenen Marmor, das folgenden Copolymers hergestellt,A 67% by weight aqueous slurry of natural marble having a grain distribution such that 60% by weight of the particles have an equivalent spherical diameter <2 μm (as measured on the Sedigraph 5100) was coated at different amounts relative to the dry marble. the following copolymer was prepared,
-C-C
C = OC = O
N-H iCH2I3 -S+-CHNH iCH 2 I 3 -S + -CH
CK3 CK 3
c:c:
j Cj C
C = O iC = O i
a = 5O Mol.: b=50 MoI.a = 50 mol .: b = 50 mol.
- ο- o
wobei das Copolymer zusätzlich im Molekulargewicht rosp. Eigenviskosität der 32gew.-%igen wäßrigen Lösung variiert wurde. Es wurde unter starkem Rühren dispergiert (8000U/min, Rührscheibendurchmesser 50mm). Das Ziel dieser Versuchsserie war es, die optimale Viskosität bzw. das Molekulargewicht der amphoteren Polyeiektroiyten sowie die optimale Dispergiermittelmenge festzustellen.wherein the copolymer in addition rosp in molecular weight. Intrinsic viscosity of the 32 wt .-% aqueous solution was varied. It was dispersed with vigorous stirring (8000 rpm, 50 mm stirring disc diameter). The aim of this series of experiments was to determine the optimum viscosity or molecular weight of the amphoteric polyelectrolytes and the optimum amount of dispersant.
Viskosität und pH-Wt. t des amphoteren Polyelektrolyten (32gew.-%ig in H2O)Viscosity and pH-Wt. t of the amphoteric polyelectrolyte (32% by weight in H 2 O)
Viskosität pH-WertViscosity pH
Die optimale Viskosität der amphoteren Polyelektrolyten liegt bei 30-50mPas.The optimum viscosity of the amphoteric polyelectrolytes is 30-50mPas.
Eine 67gew.-%ige wäßrige Aufschlämmung von natürlichem Marmor mit einer Kornverteilung, so daß 60Gew.-% der Teilchen einen äquivalent sphärischen Durchmesser < 2 pm aufweisen (gemessen auf dem Sedigraph 5100), wurden mit unterschiedlichen Mengen, bezogen auf den trockenen Marmor, des folgenden Copolymers hergestellt,A 67% by weight aqueous slurry of natural marble having a grain distribution such that 60% by weight of the particles have an equivalent spherical diameter <2μm (as measured on the Sedigraph 5100) was coated at different amounts relative to the dry marble. the following copolymer,
C-CC-C
ti V-Uti V-U
i S-Hi S-H
(CH2)3 (CH 2 ) 3
K3C-N"*-CH:K 3 CN "* - CH:
j CH3 j CH 3
ClCl
C-CC-C
H C:H C:
OHOH
-1D- 1 D
a= 70 MoI.% b= 30 MoI.%a = 70 MoI.% b = 30 MoI.%
wobei das Copolymer zusätzlich im Molekulargewicht resp. Eigenviskosität der 32gew.-%igen wäßrigen Lösung variiert wurde. Es wurde unter starkem Rühren dispergiert (8000U/min Rührscheibendurchmesser 50mm).wherein the copolymer additionally in the molecular weight resp. Intrinsic viscosity of the 32 wt .-% aqueous solution was varied. It was dispersed with vigorous stirring (8000 rpm beater diameter 50 mm).
Das Ziel dieser Versuchsserie war es, die optimale Viskosität bzw. das Molekulargewicht der amphoteren kationischen Polyelektrolyten festzustellen, sowie die optimale Dispergiermittelmenge festzustellen.The aim of this series of experiments was to determine the optimum viscosity or molecular weight of the amphoteric cationic polyelectrolytes and to determine the optimum amount of dispersant.
Viskosität und pH-Wert des amphoteren kationischen Polyelektrolyten (32gew.-%iginH2O)Viscosity and pH of the amphoteric cationic polyelectrolyte (32 wt% iginH 2 O)
Viskosität pH-WertViscosity pH
106mPas3,7106mPas3,7
44 m Pas 3,744 m pas 3.7
33mPas3,733mPas3,7
Eine 67gew.-%ige wäßrige Aufschlämm1 ,ng von natürlichem Marmor mit einer Kornverteilung, so daß 60Gew.-% der Teilchen einen äquivalent sphärischen Durchmesser < 2 pm aufweisen (gemessen auf dem Sedigraph 5100), wurde mit unterschiedlichen Mengen, bezogen auf den trockenen Marmor, des folgenden Copolymers hergestellt.A 67% by weight aqueous slurry 1 of natural marble having a grain distribution such that 60% by weight of the particles have an equivalent spherical diameter <2 μm (as measured on the Sedigraph 5100) was used in different amounts, based on the dry marble, of the following copolymer.
- C- C
π C = Oπ C = O
N' -H (CH2J3 H3C-N--CH3 N '-H (CH 2 J 3 H 3 CN - CH 3
CH3 CH 3
ClCl
C-CC-C
C = OC = O
OHOH
-' b- 'b
a= 47 Mol.% b= 53 Mol.%a = 47 mol% b = 53 mol%
wobei das Copolymer zusätzlich im Mo' kulargewicht resp. Eigenviskosität der 32gew.-%igen wäßrigen Lösung varriert wurde. Es wurde unter starkem Rühren dispergiert (8000U/min Rührscheibendurchmesser 50mm).wherein the copolymer additionally in Mo 'kulargewicht resp. Intrinsic viscosity of the 32 wt .-% aqueous solution was varriert. It was dispersed with vigorous stirring (8000 rpm beater diameter 50 mm).
Das Ziel dieser Versuchsserie war Θ3, die optimale Viskosität bzw. das Molekulargewicht der amphoteren, leicht anionischen Polyelektrolyten festzustellen, sowie die optimale Dispergiermittelmenge festzustellen.The aim of this series of experiments was Θ3 to determine the optimum viscosity or the molecular weight of the amphoteric, slightly anionic polyelectrolytes, and to determine the optimum amount of dispersant.
Viskosität und pH-Wert des amphoteren leicht anionischen Polyelektrolyten (32gew.-%iginH2O)Viscosity and pH of the amphoteric, slightly anionic polyelectrolyte (32% by weight of iginH 2 O)
Eine 72gew.-%ige wäßrige Aufschlämmung von natürlichem Marmor mit einem äquivalent sphärischen mittleren Teiichendurchmesser von 12 pm (gemessen auf dem Sedigraph 5100) wurde mit der folgenden Rezeptur in-einer Dynomill (0,6-l-Mahlbehälter) unter Verwendung von Mahlkörpern aus Glas (01mm) auf eine Kornverteilungskurve, so daß 70 Gew-% dor Teilchen einen äquivalenten sphärischen Durchmesser <2μηη (gemessen auf dem Sedigraph 5100) aufwiesen, aufgemahlen.A 72 weight percent aqueous slurry of natural marble having an equivalent spherical mean particle diameter of 12 microns (as measured on the Sedigraph 5100) was made with the following recipe in a Dynomill (0.6-liter mill container) using media Glass (01mm) on a grain distribution curve so that 70% by weight of the particles had an equivalent spherical diameter <2μηη (as measured on the Sedigraph 5100).
Rezeptur5000g MarmorRecipe 5000g marble
25g amphoteres Copolymer entsprechend der Formel des Beispiels 2 (Viskosität 37mPas) 1925g Wasser zugeben25 g of amphoteric copolymer according to the formula of Example 2 (viscosity 37mPas) 1925g of water
1Tag 2551 day 255
5Tagen 8Tagen 16Tagen 300 3655days 8days 16days 300 365
215nach 30 TagenAfter 30 days
515 mPas515 mPas
In Beispiel 5 ist deutlich zu erkennen, daß beim erfindungsgemäßen Einsatz der erfindungsgemäßen amphoteren Polyelektrolyten bei hohen Konzentrationen eine sehr tiefe und über Wochen ausreichend stabile Viskosität auch bei durch Mahlen erzeugten feinteiligen Mineral- und/oder Füllstoff- und/oder Pigment Suspensionen herzustellen ist.In Example 5 it can be clearly seen that when using the amphoteric polyelectrolytes according to the invention at high concentrations, a very deep and sufficiently stable viscosity over weeks is also to be produced in the case of finely divided mineral and / or filler and / or pigment suspensions produced by grinding.
(0,6-l-Mahlbehälter) unter Verwendung von Mahlkörpern aus Glas (01mm) auf eine Kornverteilungskurve, so daß 90Gew.-%der Teilchen einen äquivalenten sphärischen Durchmesser <2μιη (gemessen auf dem Sedigraph 5100) aufwiesen,aufgemahlen.(0.6 liter grinding container) using glass grinding media (01 mm) on a particle size distribution curve so that 90% by weight of the particles had an equivalent spherical diameter <2 μm (measured on the Sedigraph 5100).
Rezeptur5000g ChampagnekreideRecipe 5000g Champagne Crayon
60g amphoteres Copolymer aus Beispiel 2 (Viskosität 37mPas) 1715g Wasser zugeben60 g of amphoteric copolymer from Example 2 (viscosity 37 mPas) 1715 g of water
nachiStd. 1Tag 10Tagen 20Tagen 600 650 710nachiStd. 1 day 10days 20days 600 650 710
(0,6-l-Mahlbehälter) unter Vorwendung von Mahlkörpern aus Glas (01mm) auf eine Kornverteilungskurve, so daß 90Gew.-%der Teilchen einen äquivalenten sphärischen Durchmesser <2μιτι (gemessen auf dem Sedigraph 5100) aufwiesen,aufgemahlen.(0.6 liter grinding container) with milling glass bodies (01 mm) on a particle size distribution curve, so that 90% by weight of the particles had an equivalent spherical diameter <2 μm (measured on the Sedigraph 5100).
Rezeptur5000g MarmorRecipe 5000g marble
55g amphoteres Polymer aus Beispiel 2 1418g Wasser zugebenAdd 55 g amphoteric polymer from Example 2 1418 g of water
740 780 870740 780 870
-36- 297297
Im Pilct-plant-Maßstab wurde der im Beispiel 7 verwendete Marmor in einer vertikal angeordneten Permill (Süssmeier mit 180 Liter Inhalt) mit Mahlkörpern aus Glas (01-2 mm) auf eine Kornverteilungskurve, so daß 90Gew.-% der Teilchen einen äquivalent sphärischen Durchmesser < 2 μητι (gemessen auf dem Sedigraph 5100) aufwiesen, bei einer Konzentration von 74,5Gew.-% vermählen. Es wurden ca. 2 to dieser Slurry hergestellt.In the Pilct-plant scale, the marble used in Example 7 was placed in a vertically arranged permill (180 liters content) with glass frits (01-2 mm) on a grain distribution curve so that 90% by weight of the particles would be an equivalent spherical one Diameter <2 μητι (measured on the Sedigraph 5100) had, at a concentration of 74.5Gew .-% milled. About 2 tons of this slurry were produced.
Rezepturrecipe
1480kg Marmor1480kg of marble
10,4kg a lphoteres Polymer aus Beispiel 2 ö1Okg Wasser zugeben10.4 kg a lter polymer from Example 2 ö1Okg add water
Viskosität in mPas: nachiStd. 1Tag 10Tagen 20 TagenViscosity in mPas: after-hours. 1 day 10days 20 days
600 560 680600 560 680
Oberflächenladung nach 7 Tagen + 11,9 pVal/g FeststoffSurface charge after 7 days + 11.9 pVal / g solid
Beispiele 6 und 7 und 7a zeigen, daß auch sehr hohe Feinheiten, wie sie in Streichrezepturen Verwendung finden, problemlos durch Mahlen von grob gebrochenem Rohgestein bei hohen Konzentrationen herstellbar sind.Examples 6 and 7 and 7a show that even very high finenesses, such as those used in coating formulations, can be produced without problem by grinding coarsely crushed raw rock at high concentrations.
Eine G7gew.-%ige wäßrige Aufschlämmung von natürlichem Marmor mit einem äquivalent sphärischen mittleren Teilchendurchmesser von 12μπι (gemessen auf dem Sedigraph 5100) wurden mit der folgenden Rezeptur Γη einer Dynomill (0,6-l-Mahlbehälter) unter Verwendung von Mahlkörpern aus Glas (01 mm) auf eine Kornverteilungskurve, so daß 60Gew.-% der Teilchen einen äquivalenten sphärischen Durchmesser <2μιη (gemessen auf dem Sedigraph 5100) aufwiesen, aufgemahlen.A G7 wt .-% aqueous slurry of natural marble with an equivalent spherical average particle diameter of 12μπι (measured on the Sedigraph 5100) were with the following recipe Γη a Dynomill (0.6-liter grinding container) using grinding media made of glass ( 01 mm) on a particle size distribution curve, so that 60% by weight of the particles had an equivalent spherical diameter <2 μm (measured on the Sedigraph 5100).
Rezeptur 5000g MarmorRecipe 5000g marble
20g amphoteres Copolymer entsprechend der Formel des Beispiels 2 (Viskosität 37mPas) 2 472 g Wassor zugeben20 g of amphoteric copolymer according to the formula of Example 2 (viscosity 37mPas) 2 472 g Wassor
Viskosität in mPas: nach2S«d. 1Tag 5Tagen 8Tagen 16TagenViscosity in mPas: after 2S «d. 1day 5days 8days 16days
120 130 140 212 200120 130 140 212 200
nach30*>agenafter 30 *> agen
520 Oberflächenladung nach 7 Tagen + 4,8pVal/g Feststoff.520 surface charge after 7 days + 4.8 pVal / g solid.
In Beispiel 8 ist deutlich zu erkennen, daß beim erfindungsgemäßen Einsatz von amphoteren, gegen außen neutrale Poiyelektrolyten bei hohen Konzentrationen eine sehr tiefe und über Wochen ausreichend stabile Viskosität auch bei durch Mahlen erzeugten feinteiligen Mineral- und/oder Füllstoff· und/oder Pigmentsuspensionen herzustellen ist, wie sie als Füllstoff für die Papiererzeugung eingesetzt werden.In Example 8 it can be clearly seen that in the inventive use of amphoteric, against neutral neutral Poiyelektrolyten at high concentrations, a very deep and stable enough for weeks to produce viscosity even when produced by milling finely divided mineral and / or filler and / or pigment suspensions as used as filler for paper production.
Eine 72gew.-%ige wäßrige Aufschlämmung von natürlichem Marmor mit einem äquivalent sphärischen mittleren Teilchendurchmasser von 12 μσι (gemessen auf dem Sedigraph 5100) wurde mit der folgenden Rezeptur in einer Dynomill (0,6-l-Mahlbehälter) unter Vorwendung von Mahlkörpern aus Glas (01 mm) auf eine Kornverteilungskurve, so daß 60Gew.-% der Teilchen einen äquivalenten sphärischen Durchmesser < 2 pm (gemessen auf dem Sedigraph 5100) aufwiesen, aufgemahlen.A 72 wt% aqueous slurry of natural marble with an equivalent spherical mean particle diameter of 12 μσι (as measured on the Sedigraph 5100) was coated with the following formulation in a Dynomill (0.6 liter milling vessel) using glass frit (01 mm) on a particle size distribution curve so that 60% by weight of the particles had an equivalent spherical diameter <2 μm (measured on the Sedigraph 5100).
Rezepturrecipe
6000 g Marmor6000 g of marble
25g amphoteres Polymer aus Beispiel 5, wobei bei a) 95 Mol-% der Carboxylgruppen mit Ca(OH)2 neutralisiert und bei b)25 g of amphoteric polymer from Example 5, wherein in a) 95 mol% of the carboxyl groups are neutralized with Ca (OH) 2 and b)
95 Mol-% mit Mg(OH)2 neutralisiert wurden95 mol% were neutralized with Mg (OH) 2
2460g Wasser zugeben Add 2460g of water
Beispiel 9 zeigt, daß die erfindungsgemäße Calcium- und/oder Magnesiumneutralisation der Carboxylgruppen im amphoteren Poiyelektrolyten trotz erheblich höherem Feststoffgehalt und nur gering mehr Dispergiermittel gegenüber dem Beispiel 8 nochmals bessere Viskosität bringt als derselbe nicht neutralisierte amphotere Polyelektrolyt.Example 9 shows that the calcium and / or magnesium neutralization of the carboxyl groups according to the invention in the amphoteric polyelectrolyte, despite a significantly higher solids content and only slightly more dispersants, compared to Example 8 again brings better viscosity than the same non-neutralized amphoteric polyelectrolyte.
Eine 67gow.-%ige wSßrige Aufschlämmung von natürlichem Marmor mit einem äquivalent sphärischen mittleren Teilchendurchmesser von 12μηι (gemessen auf dem Sedigraph 5100) wurde mit der folgenden Rezeptur in einer Dynomill (0,6-l-Mahlbehäiter) unter Verwendung von Mahlkörpern aus Glas (01mm) auf eine Kornverteilungskurve, so daß 60Gew.-% der Teilchen einen äquivalenten sphärischen Durchmesser < 2 pm (gemessen auf dem Sedigraph 5100) aufwiesen, aufgemahlen.A 67% by weight aqueous marble slurry having an equivalent spherical mean particle diameter of 12μηι (as measured on the Sedigraph 5100) was coated with the following formulation in a Dynomill (0.6 liter millbase) using glass frit media ( 01mm) to a grain distribution curve so that 60% by weight of the particles had an equivalent spherical diameter <2 μm (as measured on the Sedigraph 5100).
Rezepturrecipe
Marmormarble
aphoteres kationisches Copolymer der folgenden Verbindungaphoteres cationic copolymer of the following compound
C-CC-C
H-c-cH-c-c
C = O N-HC = O N-H
(CH2J3 (CH 2 J 3
CH3 CH 3
C=O ιC = O ι
OHOH
a= 9 5 Mol.% b = 5 Mol.%a = 9 5 mol% b = 5 mol%
Jbjb
cl Grenzviskosität 27,3 ml/g cl intrinsic viscosity 27.3 ml / g
Viskosität:Viscosity:
amphoteres Copolymer, wobei < * inionischen und kationischen Gruppen im Verhältnis 1:1 vorliegen analog Beispiel 2 mit einer Viskosität voi ι ^,. lPas vor der Mahlung zugegeben „wie die ersten 2,5g" während der Vermahlung zugegeben Wasseramphoteric copolymer, wherein <* inionischen and cationic groups in the ratio 1: 1 are analogous to Example 2 with a viscosity voi ι ^ ,. lPas added before grinding "like the first 2.5g" added during the grinding of water
nach2Stdnach2Std
45OcP 30 Tagen 83OcP 45OcP 30 days 83OcP
1 Tag 4Tagen 8 Tagen 16 Tagen 45OcP 52OcP 615cP 73OcP1 day 4 days 8 days 16 days 45OcP 52OcP 615cP 73OcP
Das Beispiel 10 zeigt, daß mit der erfindungsgemäßen Kombination von den erfindungsgemäßan amphoteren Polyelektrolyten eine transportfähige, nicht sedimentierende Aufschlämmung von Calciumcarbonat durch Mahlen von grob gebrochenem Stein möglich ist. Die Viskosität bei hoher Konzentration ist gut.Example 10 shows that with the combination according to the invention of the amphoteric polyelectrolytes according to the invention, a transportable, non-sedimenting slurry of calcium carbonate by grinding coarsely crushed stone is possible. The viscosity at high concentration is good.
Die in den Herstellungsbeispielen 5 + 8 hergestellten Marmorslurries wurden im Vergleich zu einem, heute üblicherweise mit anionischen Dispergiermitteln hergestellten Marmorslurry auf ihre Retention bei der Papierherstellung untersucht.The marble slurries prepared in Preparation Examples 5 + 8 were tested for their retention in papermaking compared to a marble slurry commonly prepared today with anionic dispersants.
Testbedingungentest conditions
Stoff: 80% Birkensulfat Mahlgrad 23°SRFabric: 80% birch sulphate freeness 23 ° SR
20% Kiefersulfat Retentionshilfsmittel: 0,05% Polyacrylamid (Grenzviskosität 700ml/g)20% pine sulfate retention aid: 0.05% polyacrylamide (intrinsic viscosity 700ml / g)
Durchführung der Retentionsuntersuchung nach Britt-Jar Firma Paper Research Material, SYRACUSE, U.S.A.:Carrying out retention test according to Britt-Jar Company Paper Research Material, SYRACUSE, U.S.A.
1. 275ml 2%ige Fasersuspension (atro 3,63g Fasern) sowie 275ml dest. Warser ins Britt-Jar-Gefäß geben;1. 275ml 2% fiber suspension (atro 3.63g fibers) and 275ml dist. Put the warrior in the Britt Jar jar;
2. Britt-Jar-Rühror auf 700 U/min;2. Britt-Jar stirrer at 700 rpm;
3. 25,4ml 5%ige Mineral- und/oder Füllstoff- und/oder Pigmentsuspension zugeben;3. Add 25.4 ml of 5% mineral and / or filler and / or pigment suspension;
4. nach 20sec die entsprechende Menge Retentlonsmittel zugeben;4. after 20 seconds, add the appropriate amount of retentilizing agent;
5. nach weiteren 25sec Ablaufhahn öffnen und 100ml Siebwasser ablaufen lassen.5. after another 25sec drain tap open and drain 100ml white water.
6. Im Siebwasser wird der CaCO3-AnIeH komplexometrisch nach aufschließen mit K Ί oder mit Flammen-AAS bestimmt. Bei anderen Minerallen und/oder Füllstoffen und/oder Pigmenten wird das Siebwass - über Membranfilter filtriert, verascht bei 6000C, über einen alkalischen Schmelzaufschluß, z. B. mit NaOH/KOH im Zirkontiec,al, in eine wasserlösliche Form gebracht und im angesäuerten Zustand mittels AAS bestimmt. Unter Berücksichtigung der entsprechenden Umrechnungsfaktoren kann auf die jeweiligen Minerallen und/oder Füllstoffe und/oder Pigmente geschlossen werden.6. In the white water the CaCO 3 -AnIeH is determined complexometrically after digestion with K Ί or with flame AAS. For other minerals and / or fillers and / or pigments, the white water - filtered through membrane filter, ashed at 600 0 C, via an alkaline melt digestion, z. B. with NaOH / KOH in Zirkontiec, al, brought into a water-soluble form and determined in the acidified state by means of AAS. Taking into account the corresponding conversion factors, it is possible to deduce the respective mineral ores and / or fillers and / or pigments.
7. Über den eingetragenen Anteil an Minerallen und/oder Füllstoffen und/oder Pigmenten pro 100ml und den im Siebwasser bestimmten Anteil an Mineralien und/oder Füllstoffen und/oder Pigmenten pro 100ml läßt sich die Füllstoffretention berechnen.7. The filler retention can be calculated via the registered proportion of mineral oils and / or fillers and / or pigments per 100 ml and the proportion of minerals and / or fillers and / or pigments per 100 ml determined in the white water.
Resultate:results:
Produkte:Products:
Füllstoff-First-Pass-RetentionFiller First Pass Retention
Anionisch stabilisierte CaCO3-Suspension 41,1%Anionically stabilized CaCO 3 suspension 41.1%
mit 60% < 2 pm (0,15% Natriumpolyacrylat spez.with 60% <2 pm (0.15% sodium polyacrylate spec.
Anionisch stabilisierte CaCO3-Suspension mit 70% 35,3%Anionically stabilized CaCO 3 suspension with 70% 35.3%
< 2 pm (0,3% Natriumpolyacry lat spez. Visk. 0,54)<2 pm (0.3% sodium polyacrylate lat. Visc. 0.54)
CaCO3-Suspension aus Herstellungsbeispiel 8 62,4%CaCO 3 suspension from Preparation Example 8 62.4%
CaCO3-Suspenslon aus Herstellungsbeispiel 5 65,8%CaCO 3 suspension of Preparation Example 5 65.8%
Durch den Einsatz einer mit dem erfindungsgemäßen, neuen Herstellungsverfahren produzierten Marmorsuspension ist eine Steigerung der Füllstoffretention möglich ohne die Papierformation und Papierfestigkeit negativ zu beeinträchtigen, was einen enormen Sprung in der Entwicklung darstellt.By using a marble suspension produced by the novel production process according to the invention, it is possible to increase the filler retention without adversely affecting paper formation and paper strength, which represents a huge leap in development.
Die erfindungsgemäßen wäßrigen Suspensionen sowie das erfindungsgemäße Verfahren zu ihrer Herstellung weisen u.a. folgende Vorteile auf:The aqueous suspensions according to the invention and the process according to the invention for their preparation have u.a. following advantages:
- Im Gegensatz zu den bis heute bekannten Verfahren ist es möglich, hochkonzentrierte (>60Gew.-%) Mineral- und/oder Füllstoff- und/oder Pigment-Suspension durch Naßvermahlung aus grob gebrochenem Rohstein herzustellen.In contrast to the processes known to date, it is possible to produce highly concentrated (> 60% by weight) mineral and / or filler and / or pigment suspension by wet milling from coarsely crushed rough stone.
- Eine Füllstofferhöhung ohne nennenswerten Abfall der Reißfestigkeit des Papiers ist möglich, wodurch sich ein enormer ökonomischer Vorteil in der Papierfabrikation ergibt. Weiterhin ergab sich mit der erfindungsgemäßen Zusammensetzung, daß eine Füllgraderhöhung von 15Gew.-% auf 17Gew.-% ohne nennenswerte Einbuße an Papierfestigkeit, speziell Reißfestigkeit, möglich ist.- An increase in Füllstoff without significant drop in the tensile strength of the paper is possible, resulting in a huge economic advantage in paper production. Furthermore, it was found with the composition of the invention that a Füllgraderhöhung of 15Gew .-% to 17Gew .-% without significant loss of paper strength, especially tensile strength, is possible.
Neueste Praxisversuche haben gezeigt, daß eine Füllstofferhöhung von 164 auf 26% erreichbar ist, ohne die Papieroigenschaften negativ zu beeinflussen.Recent field trials have shown that a filler increase from 164 to 26% can be achieved without negatively affecting the paper properties.
- Die Suspensionen weisen eine ausgezeichnete Lagerstabilität bei tiefen Viskositäten ohne Sedimentationsproblem auf.The suspensions have excellent storage stability at low viscosities without sedimentation problem.
- In der Anwendung ergeben sich z. B. große Vorteile bezüglich der Füllstoffretention in der Papiererzeugung.- In the application arise z. B. great advantages in terms of filler retention in paper production.
- Die Mahlung und Dispergierung ist unter hohen MahlkrHften und bei Siedetemperatur des Wassers möglich.- The grinding and dispersion is possible under high grinding and at boiling temperature of the water.
- Die ökologisch günstigste Transportmöglichkeit kann gewählt werden.- The most environmentally friendly transport option can be chosen.
Eine vorzugsweise Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß das Dispergiermittel eine Mischung aus einem oder mehreren kationischen Polyelektrolyten und/oder einem oder mehreren amphoteren kationischen Polyelektrolyten, bei welchen die nichtneutralen Monomereinheiten überwiegend positive Ladungen tragen, und einem oder mehreren teilneutralisierten anionischen Polyelektrolyten und/oder einem oder mehreren teilneutralisierten amphoteren anionischen Polyelektrolyten, b i welchen die nichtneutralen Monomereinheiten überwiegend negative Ladungen tragen, ist. Im folgenden werde ι iie teilneutralisierten anionischen bzw. kationischen Polyelektrolyte und die teilneutralisierten amphoteren anionischen bzw. kationischen Polyelektrolyte kurz als erfindjngsgemäße anionische bzw. erfindungsgemäße kationische Polyelektrolyte bezeichnet.A preferred embodiment of the invention is characterized in that the dispersant comprises a mixture of one or more cationic polyelectrolytes and / or one or more amphoteric cationic polyelectrolytes in which the non-neutral monomer units carry predominantly positive charges, and one or more partially neutralized anionic polyelectrolytes and / or one or more partially neutralized amphoteric anionic polyelectrolytes to which the non-neutral monomer units carry predominantly negative charges. In the following, the partially neutralized anionic or cationic polyelectrolytes and the partially neutralized amphoteric anionic or cationic polyelectrolytes are referred to briefly as anionic or novel cationic polyelectrolytes according to the invention.
Vorteilhafterweise ist das Dispergiermittel eine Mischung aus einem oder mehreren homopolymeren kationischen Polyelektrolyten und/oder einem oder mehreren copolymeren amphoteren kationischen Polyelektrolyten, bei welchen die nichtneutralen Monomereinheiten überwiegend positive Ladungen tragen, und einem oder mehreren homo- und/oder copolymeren teilneutralisierten anionischen Polyelektrolyten und/oder einem oder mehreren amphoteren anionischen teilneutralisierten Polyelektrolyten, bei welchen die nichtneutralen Monomereinheiten überwiegend negative Ladungen tragen. Vorteilhafterweise trägt der kationische Polyelektrolyt und/oder amphotere kationische Polyelektrolyt, bei welchen die nichtneutralen Monomereinheiten überwiegend positive Ladungen tragen, die die positive Ladung erzeugende funktionelle Gruppe in einem Substituenten der ethylenischen HauptketteAdvantageously, the dispersant is a mixture of one or more homopolymeric cationic polyelectrolytes and / or one or more copolymeric amphoteric cationic polyelectrolytes in which the nonneutral monomer units carry predominantly positive charges, and one or more homo- and / or copolymer partially neutralized anionic polyelectrolytes and / or one or more amphoteric anionic partially neutralized polyelectrolytes in which the non-neutral monomer units carry predominantly negative charges. Advantageously, the cationic polyelectrolyte and / or amphoteric cationic polyelectrolyte in which the non-neutral monomer units carry predominantly positive charges carry the positive charge-generating functional group in a substituent of the main ethylenic chain
Weiterhin vorteilhaft ist, daß der Substituent über It is further advantageous that the substituent on
O HO H
U IU I
-C-N--C-N-
oderor
O Il -C-O-O Il -CO-
an der Hauptkette gebunden ist.is bound to the main chain.
kationische Polyelektrolyt, bei welchem die nichtneutralen Monomereinheiten überwiegend positive Ladungen tragen,quaternäre Ammoniumgruppen und Carboxylgruppen und/oder Sulfonsäuregruppen und/oder saurephosphorsäureesterhaltige Gruppen enthält.cationic polyelectrolyte in which the non-neutral monomer units carry predominantly positive charges, quaternary ammonium groups and carboxyl groups and / or sulfonic acid groups and / or acid phosphoric acid ester-containing groups.
C-CC-C
Ro C = ORo C = O
! χ! χ
R:R:
(Ap.)-(Ap.) -
wobei Ri, R6 und R8 =where Ri, R 6 and R 8 =
- und/oder R) bis R8 - and / or R) to R 8
- Alkyl und/od6r -Aryl,Alkyl and / or aromatic aryl,
wobei Rs auchwhere Rs too
C=OC = O
R3 - S+-R 3 - S + -
Y = -CH2-Ws-C6H10-n = 20 bis 3 000Y = -CH 2 -Ws-C 6 H 10 -n = 20 to 3,000
und (An)- = Chlorid und/oder Bromid und/oder Jodid und/oder HSO4" und/oder CH3SO4" und/oder Nitrit sein kann.and (An) - = chloride and / or bromide and / or iodide and / or HSO 4 "and / or CH 3 SO 4 " and / or nitrite.
Ri = Hoder-CH3R2 = -CH3oder-C2H6R3 = -CH3OdOr-C2H5 Ri = Hoder-CH 3 R 2 = -CH 3 or-C 2 H 6 R 3 = -CH 3 OdOr-C 2 H 5
X = O oder N-HX = O or N-H
Y = -CH2-Ms-C6H10-R6 und R6 = H,insbesondere, wenn Y = -(CH2I3- und X = -NH ist.Y = -CH 2 -Ms-C 6 H 10 -R 6 and R 6 = H, especially when Y = - (CH 2 I 3 - and X = -NH.
Vorteilhafterweise ist der amphotere kationische Poiyelektroiyt, bei welchem die nichtneutralen Monomereinheiten überwiegend positive Ladungen tragen, eine oder mehrere Verbindungen aus der Gruppe der folgenden Verbindungen gemäß der folgenden allgemeinen FormelAdvantageously, the amphoteric cationic polyelectrolyte, in which the non-neutral monomer units carry predominantly positive charges, is one or more compounds from the group of the following compounds according to the following general formula
R5 R* C-C-Re C = AR 5 R * CC-Re C = A
Ra R7 Ra R 7
j Ij I
C-C-C-C-
ii
3,. •'S -1 3 ,. • 'S - 1
"2 "2
(An)(On)
wobei R1, R6, R6 und R7 = Hwherein R 1 , R 6 , R 6 and R 7 = H
- und/oder R1 bis R7 - and / or R 1 to R 7
- Alkyl und/oder- alkyl and / or
- Aryl, wobei Rs auch- Aryl, where Rs too
C =C =
ν 1 R-, - N + -ν 1 R-, - N + -
ΛΛ
sein kann, Re und Rg =can be, Re and Rg =
- Hund/oder- Dog / or
- Alkyl und/oder- alkyl and / or
- Aryl sein kann; Rg oder Re auch- Aryl can be; Rg or Re too
OHOH
sein kann, wenncan be, if
- C- C
.0.0
OHOH
Y =-CH2-bis-C6H10-Y = -CH 2 -to-C 6 H 10 -
Z = - CZ = - C
OHOH
und/oderand or
- C- C
OHOH
und/oderand or
- (CH2).,-- (CH 2 )., -
O ff O ff
S=OS = O
und/oderand or
und/oderand or
eine saure Phosphorsäureester-Gruppe sein kann, a = 70-99 Mol-% b = 1-30Mol-% η · = 1-18may be an acidic phosphoric acid ester group, a = 70-99 mole% b = 1-30 mole% η * = 1-18
und (An)- = Chlorid und/oder Bromid und/oder Jodid und/oder HSU4" und/oder CH3SO4 - und/oder Nitrit sein kann.and (An) - = chloride and / or bromide and / or iodide and / or HSU 4 "and / or CH 3 SO 4 - and / or nitrite.
ist, wobeiis, where
R, =Hoder-CH3R2 = -CH3OdOr-C2H6R3 = -CH3oder-C2H6 R, = Hoder-CH 3 R 2 = -CH 3 OdOr-C 2 H 6 R 3 = -CH 3 or-C 2 H 6
X = 0 oder N-HX = 0 or N-H
R6 und R8 = HR, = Hoder-CH3R8 und R3 = H.R 6 and R 8 = HR, = Hoder-CH 3 R 8 and R 3 = H.
Ganz besonders vorteilhaft ist, wenn (An)" = Cl" und Y = -(CHj)3- ist.It is particularly advantageous if (An) "= Cl" and Y = - (CHj) 3 -.
Weiterhin vorteilhaft ist, wenn der anionische teilneutralisierte Polyelektrolyt eine oder mehrere Verbindungen aus der Gruppe der folgenden Verbindungen gemäß der folgenden allgemeinen Formel istIt is furthermore advantageous if the anionic partially neutralized polyelectrolyte is one or more compounds from the group of the following compounds according to the following general formula
-i-i
C - C ! - |KaC - C! - | Ka
ft3 Zft 3 z
r jr j
oO
J1-.J 1 -.
z = - C oder - (CHJn - C^ z = - C or - (CHJ n - C ^
X 0H ^ OH X 0H ^ OH
und/oderand or
O 1-0O 1-0
und/oderand or
" \ ί1 O /— s=0 und/oder"\ ί 1 O / - s = 0 and / or
eine saure phosphorsäureester-Gruppe R1=-H oder-CH3 an acid phosphoric ester group R 1 = -H or -CH 3
R2 und R3 = -H und/oder Alkyl und/oder Aryl wobei R2 oder R3 auch Z sein kann, wennR 2 and R 3 = -H and / or alkyl and / or aryl wherein R 2 or R 3 may also be Z, if
N0H N 0H
u = +1 und/oder+11 und/oder+111u = +1 and / or +11 and / or +111
Ka - Alkali-und/oder Erdalkali und/oder ErdmetallionKa - alkali and / or alkaline earth and / or Erdmetallion
w = 59 bis 95 Mol-% pro Anzahl Z im Monomerw = 59 to 95 mol% per number Z in the monomer
ν = 5bis41 Mol-% geteilt durch uν = 5 to 41 mol% divided by u
η =·· 1-12.η = ·· 1-12.
Weiterhin ist vorteilhaft, daß der teilneutralisierte anionische Polyelektrolyt eine Mischung aus einem oder mehreren der Homo- und/oder Copolymerisate von Verbindungen gemäß dieser allgemeinen Formel ist.Furthermore, it is advantageous that the partially neutralized anionic polyelectrolyte is a mixture of one or more of the homopolymers and / or copolymers of compounds according to this general formula.
Weiterhin vorteilhaft ist, daß der amphotere anionische teilneutralisierte Polyelektrolyt, bei welchem die nicht neutralen Monomereinheiten überwiegend negative Ladungen tragen, e:ne oder mehrere Verbindungen aus der Gruppe der Verbindungen gemäß der folgenden allgemeinen Formel ist:It is also advantageous that the amphoteric anionic partially neutralized polyelectrolyte in which the non-neutral monomer units carry predominantly negative charges, e: is ne or more compounds from the group of compounds represented by the following general formula:
C-C-
S3 S 3
wobei R1, R6, R6 und R7 = Hwherein R 1 , R 6 , R 6 and R 7 = H
- und/oder Ri bis R7 - and / or Ri to R 7
- Alkyl und/oder- alkyl and / or
- Aryl, wobei R6 auch- Aryl, where R 6 also
C =C =
I ΛI Λ
R2 - Ä+- R.R 2 - A + - R.
sein kann, R8 und R9 =can be, R 8 and R 9 =
- H und/oder- H and / or
- Alkyl und/oder- alkyl and / or
- Aryl sein kann; R8 oder R9 auch- Aryl can be; R 8 or R 9 too
OHOH
sein kann, wenncan be, if
- C- C
OHOH
X = O und/oder N-H Y =-CHr-bis-C6H10-X = O and / or NH Y = -CHr-bis-C 6 H 10 -
Z = - CZ = - C
OHOH
R-R-
C-CC-C
und/oderand or
- (CH2Jn - C- (CH 2 J n -C
OHOH
und/oderand or
O // S = OO // S = O
OHOH
und/oderand or
und/oderand or
eine saure Phosphorsäureester-Gruppe sein kann.may be an acidic phosphoric ester group.
a = 1-30ΜοΙ-% b = 70-99 Mol-% η = 1-18a = 1-30ΜοΙ-% b = 70-99 mole% η = 1-18
und (An)" = Chlorid und/oder Bromid und/oder Jodid und/oder HSO4"and (on) "= chloride and / or bromide and / or iodide and / or HSO 4 "
und/oder CH3SO4" und/oder Nitrit sein kann.and / or CH 3 SO 4 "and / or nitrite.
Insbesondere vorteilhaft ist, daß der amphotere anionische teilneutraüsierte Polyelektrolyt eine oder mehrere VerbindungenIt is particularly advantageous that the amphoteric anionic teilneutraüsierte polyelectrolyte one or more compounds
gemäß dieser allgemeinen Formol ist, wobei R, = Hoder-CH3 R2 = -CH3 oder -C2H6 R3 =-CH3 oder-C2H6 R4 = -CH3 bis -C4K9 und Isomere X = O oder N-H Y = ^H2-Ws-C6H10-R6 und R6= H R7 = H oder-CH3 R8 und R9 = H,according to this general formol, wherein R, = Hoder-CH 3 R 2 = -CH 3 or -C 2 H 6 R 3 = -CH 3 or-C 2 H 6 R 4 = -CH 3 to -C 4 K 9 and isomers X = O or NH Y = ^ H 2 -Ws-C 6 H 10 -R 6 and R 6 = HR 7 = H or -CH 3 R 8 and R 9 = H,
Ganz besonders vorteilhaft ist, wenn (An)" = Cl" und Y = -(CH2);- ist.It is particularly advantageous if (An) "= Cl" and Y = - (CH 2 ); -.
Eine weitere günstige Ausführungsform der Erfindung ist es, daß der anionische teilneutralisierte Polyelektrolyt ein homound/oaer copolymerer, und daß der amphotere anionische teilneutralisierte Polyelektrolyt, bei welchem die nichtneutralen Monomereinheiten überwiegend negative Ladungen tragen, je ein Carboxylgruppen- und/oder Sulfonsäuregruppen- und/oder saure Phosphorsäureestergruppen-enthaltender teilneutralisierter anionischer Polyelektrolyt ist.A further favorable embodiment of the invention is that the anionic partially neutralized polyelectrolyte is a homopolymeric copolymer and that the amphoteric anionic partially neutralized polyelectrolyte in which the nonneutral monomer units carry predominantly negative charges has one carboxyl group and / or sulphonic acid group and / or acidic phosphoric acid ester group-containing partially neutralized anionic polyelectrolyte.
Insbesondere ist es günstig, daß der teilneutralisierte anionische Polyeiektrolyt eine teüneutralisierte Polyacrylsäure und/odor eine teilneutralisierte Polymethacrylsäure und/oder ein teilneutralisiertes Copolymer aus diesen ist.In particular, it is favorable that the partially neutralized anionic polyelectrolyte is a teueneutralized polyacrylic acid and / or a partially neutralized polymethacrylic acid and / or a partially neutralized copolymer thereof.
Vorteilhafterweise sind beim anionischen teilneutralisierten Polyelektrolyt und beim amphoteren anionischen teilneutralisierten Polyelektrolyt nur ein statistischer Teil der Säuregruppen mit einem ein- und/oder mehrwertigen Kation neutralisiert.Advantageously, in the anionic partially neutralized polyelectrolyte and the amphoteric anionic partially neutralized polyelectrolyte, only a statistical portion of the acid groups are neutralized with a monovalent and / or polyvalent cation.
Günstigerweise werden als Kationen Alkali- und/oder Erdalkali- und/oder Erdmetallkationen und/oder Amine und/oder Alkanolamine und/oder quaternäre Ammonium-Kationen verwendet, wobei insbesondere vorteilhaft als Kationen Na+ und/ oder K+ und/oder Li+ und/oder NH4 + und/oder Ca2+ und/cc'er Mg2+ und/oder Sr2+ verwendet werden. Ganz besonders gute Ergebnisse werden erhalten, wenn als Kationen Alkali- und/oder Erdalkalikationen verwendet werden, insbesondere Alkalikationen und hier insbesondere Na+. NH4 + ist insbesondere ungeeignet, da es zu starker Geruchsbelästigung undConveniently, as cations alkali and / or alkaline earth and / or Erdmetallkationen and / or amines and / or alkanolamines and / or quaternary ammonium cations are used, in particular advantageous as cations Na + and / or K + and / or Li + and or NH 4 + and / or Ca 2+ and / or Mg 2+ and / or Sr 2+ . Very particularly good results are obtained when alkali cations and / or alkaline earth cations are used as cations, in particular alkali cations and in particular Na + . NH 4 + is particularly unsuitable because it causes excessive odor nuisance and
Gesundheituschädigung führt.Health harm leads.
Dispergiermittel, die sich erfindungsgemäß besonders eignen, sind Mischungen gemäß den allgemeinen Formeln des Anspruchs 14 und/oder der amphoteren kationischen Polyelektrolyten des Anspruchs 15 und des Anspruchs 16 und/oder derDispersants which are particularly suitable according to the invention are mixtures according to the general formulas of claim 14 and / or the amphoteric cationic polyelectrolytes of claim 15 and of claim 16 and / or
amphoteren anionischen teilneutralisierten Polyelektrolyten des Anspruchs 15.amphoteric anionic partially neutralized polyelectrolytes of claim 15.
Besonders günstig ist eine Dispergiermittelmischung gemäß der folgenden allgemeinen FormelParticularly favorable is a dispersant mixture according to the following general formula
r - r -
C -C -
C :·C: ·
: ! j ill:! j ill
C-C i ρ C-C r-C-C i ρ C-C r-
! I ι ! ! i! I ι! ! i
H C=O j F. C = O ίH C = O j F. C = O ί
ι ιι ι
! ι Λ ·! ι Λ ·
ζ (Kat)ζ (cat)
(Kat)+ = Alkali-und/oder Erdalkali- und/oder Erdmetallkationen und/oder Amine und/oder Alkanolamine und/oder(Cat) + = alkali and / or alkaline earth and / or earth metal cations and / or amines and / or alkanolamines and / or
quaternäre Ammonium-Kationen (An)" = Chlorid, Bromid.Jodid, HSO4", CH3SO4" und/oder Nitritquaternary ammonium cations (An) "= chloride, bromide.iodide, HSO 4 ", CH 3 SO 4 "and / or nitrite
a = 60-99 Mol-%a = 60-99 mol%
b = 1-40 Mol-%b = 1-40 mol%
ζ = 1-70 Mol-%ζ = 1-70 mol%
w = 30-99 Mol-%.w = 30-99 mol%.
Besonders vorteilhaft sind Dispergiermittelmischungen gemäß dieser allgemeinen Formel, wobei (KaO+ = Alkali-und/oder Eidalkalikationen (An)" = Chlorid, Bromid.Jodid, HSO4", CH3SO4" und/oder NitritParticularly advantageous dispersant mixtures according to this general formula, wherein (KaO + = alkali and / or Eidalkalikationen (An) "= chloride, Bromid.Jodid, HSO 4 ", CH 3 SO 4 "and / or nitrite
a = 80-98 Mol-%a = 80-98 mol%
b = 2-20 Mol-%b = 2-20 mol%
ζ = 2-50 Mol-%ζ = 2-50 mol%
w = 50-98 Mol-%.w = 50-98 mole%.
Weiterhin vorteilhaft sind Dispergiermittelmischungen gemäß dieser allgemeinen Formel, wobei (Kat)+ = Na+, K+, Li+, Ca2+, Mg2+, und/oder Sr2+ (An)" = Chlorid, Bromid.Jodid, HSO4", CH3SO4" und/oder NitritAlso advantageous are dispersant mixtures according to this general formula, where (Kat) + = Na + , K + , Li + , Ca 2+ , Mg 2+ , and / or Sr 2+ (An) "= chloride, bromide, iodide, HSO 4 ", CH 3 SO 4 " and / or nitrite
a = 85-97 Mol-%a = 85-97 mol%
b = 3-15 Mol-%b = 3-15 mol%
ζ = 3-30 Mol-%ζ = 3-30 mol%
w = 70-97 Mol-%.w = 70-97 mol%.
Ganz besonders günstige Ergebnisse werden erzielt, wenn die Dispergiormittelmischung eine Mischung dieser allgemeinen Formel ist, wobeiVery particularly favorable results are achieved when the dispersant mixture is a mixture of this general formula, wherein
(KaD+ = Alkaliion (An)" = Halogenion(KaD + = alkali ion (An) "= halogen ion
a = 90-96 Mol-%a = 90-96 mol%
b = 4-10 Mol-%b = 4-10 mol%
ζ = 4-20 Mol-%ζ = 4-20 mol%
w = 80-96 Mol-%.w = 80-96 mol%.
Hervorragende Ergebnisse werden erzielt, wenn die Dispergiermittelmischung eine Mischung gemäß dieser allgemeinen Formel ist, wobeiExcellent results are achieved when the dispersant mixture is a mixture according to this general formula, wherein
(KaD+ = Na+ (An)" = Cl"(KaD + = Na + (An) "= Cl"
a = 95 Mol-%a = 95 mol%
b = 5 Mol-%b = 5 mol%
z = 5 Mol-%z = 5 mol%
w = 95 Mol-%.w = 95 mol%.
Vorteilhafterweise sind der anionische Polyelektrolyt und/oder der amphotere anionische Polyelektrolyt mit Alkali-, und/oder Erdalkali und/oder Erdmetall-Kationen und/oder Aminen und/oder Aikanolaminen und/oder quaternären Ammonium-Kationen teilneutralisiert, wobei insbesondere Alkali- und/oder Erdalkali-Kationen, ganz besonders Alkali-Kationen und hier insbesondere Na+-Kationen geeignet sind.Advantageously, the anionic polyelectrolyte and / or the amphoteric anionic polyelectrolyte with alkali, and / or alkaline earth and / or earth metal cations and / or amines and / or Aikanolaminen and / or quaternary ammonium cations are partially neutralized, in particular alkali and / or Alkaline earth cations, especially alkali cations and in particular Na + cations are suitable.
Günstigerweise sind beim anionischen Polyelektrolyten und/oder beim amphoteren anionischen Polyelektrolyten 1 bis 70 Mol-% der Säuregruppen neutralisiert. Besonders günstige Ergebnisse werden erzielt, wenn 2 bis 60 Mol-%, insbesondere wenn 3 bis 30 Mol-% der Säuregruppen neutralisiert sind, wobei ein Neutralisationsgrad von 5MoI-% bis 10 Mol-% beste Ergebnisse erzielt.Conveniently, the anionic polyelectrolyte and / or the amphoteric anionic polyelectrolyte 1 to 70 mol% of the acid groups are neutralized. Particularly favorable results are achieved when 2 to 60 mol%, especially when 3 to 30 mol% of the acid groups are neutralized, with a degree of neutralization of 5MoI-% to 10 mol% achieved best results.
Nichtneutralisierte Polyacrylsäure ist ungeeignet, da sie bei +2O0C bereits zu kristallisieren beginnt und somit nicht mehr dosierbar ist.Non-neutralized polyacrylic acid is unsuitable because it begins to crystallize at + 2O 0 C and thus is no longer dosed.
Wenn die Kristallisation einmal eingetreten ist, muß die Polymerlösung auf 1000C aufgeheizt werden, damit die Kristalle wieder aufgelöst werden.Once the crystallization has occurred, the polymer solution must be heated to 100 0 C, so that the crystals are redissolved.
Im Winter und in kälteren Regionen ist eine Produktion mit nichtneutralisierten Polyacrylsäuren undenkbar.In winter and in colder regions, production with non-neutralized polyacrylic acids is unthinkable.
Es ist vorteilhaft, daß die spezifische Viskosität „Eta" des teilneutralisierten anionischen Polyelektrolyten und/oder desIt is advantageous that the specific viscosity "Eta" of the partially neutralized anionic polyelectrolyte and / or the
amphoteren anionischen Polyelektrolyten in der Mischung mit dem kationischen und/oder dem amphoteren kationischenamphoteric anionic polyelectrolytes in the mixture with the cationic and / or the amphoteric cationic
Polyelektrolyten, gemessen in der vollen Salzform, zwischen 0,2 und 1,0 liegt. Insbesondere vorteilhaft ist, daß „Etd" zwischen 0,35 und 0,6 liegt und es ist ganz besonders günstig, wenn «Eta" 0,55 beträgt.Polyelectrolyte, measured in the full salt form, is between 0.2 and 1.0. It is particularly advantageous that "Etd" is between 0.35 and 0.6 and it is particularly favorable if "Eta" is 0.55.
Es ist vorteilhaft, daß der Polymerisationsgrad des kationischen Polyelektrolyten und/oder des amphoteren kationischenIt is advantageous that the degree of polymerization of the cationic polyelectrolyte and / or the amphoteric cationic
Poiyelektrolyten in der Mischung mit dem teilneutralisierten anionischen Polyelektrolyten und/oder dem amphoterenPoiyelektrolyten in the mixture with the partially neutralized anionic polyelectrolyte and / or the amphoteric
anionischen teilneutralisierten Polyelektrolyten, gemessen über die Grenzviskosität, im Bereich von 5 ml/g bis 50 ml/g liegt.anionic partially neutralized polyelectrolytes, measured over the intrinsic viscosity, in the range of 5 ml / g to 50 ml / g.
Ganz besonders vorteilhaft ist ein Polymerisationsgrad im Bereich von 15ml/g bis 40ml/g, wobei ein Bereich von i5ml/g bis 35ml/g insbesondere bevorzugt wird.Very particularly advantageous is a degree of polymerization in the range of 15 ml / g to 40 ml / g, with a range of i5 ml / g to 35 ml / g being particularly preferred.
Vorteilhafterweise besteht die Dispergiermittelmischung ausAdvantageously, the dispersant mixture consists of
70-98 Gew.-% kationischem Polyelektrolyt und/oder amphoterem kationischen Polyelektrolyt und 2-30 Gew.-% anionischem teilneutralisierten Polyelektrolyt und/oder amphoterem teilneutralisierten anionischen Polyelektrolyt.70-98% by weight of cationic polyelectrolyte and / or amphoteric cationic polyelectrolyte and 2-30% by weight of anionic partially neutralized polyelectrolyte and / or amphoteric partially neutralized anionic polyelectrolyte.
Weiterhin vorteilhaft kann eine Dispergiermittelmischung ausFurther advantageous may be a dispersant mixture
75-95 Gew.-% der erfindungsgemäßen kationischen Polyelektrolyten und 5-25 Gew.-% der erfindungsgemäßen anionischen Polyelektrolyten verwendet werden. Weiterhin günstig sind Dispergiermittelmischungen aus 80-90Gew.-% der erfindungsgemäßen kationiechen Polyelektrolyten und 10 bis 20% der erfindungsgemäßen anionischen Polyelektrolyten. Ganz besonders vorteilhaft geeignet sind Dispergiermittelmischungen aus 80 bzw. 90 Gew.-% der erfindungsgemäßen kationischen Polyelektrolyten und 20 bzw. 10 Gew.-% der erfindungsgemäßen anionischen Polyelektrolyten.75-95 wt .-% of the cationic polyelectrolyte according to the invention and 5-25 wt .-% of the anionic polyelectrolyte according to the invention can be used. Also suitable are dispersant mixtures comprising 80-90% by weight of the cationic polyelectrolytes according to the invention and 10% to 20% of the anionic polyelectrolytes according to the invention. Dispersing agent mixtures of 80 or 90% by weight of the cationic polyelectrolytes according to the invention and 20 or 10% by weight of the anionic polyelectrolytes according to the invention are very particularly advantageously suitable.
Vorteilhafterweise beträgt das Mischungsverhältnis von kationischem Polyelektrolyt zu amphoterem kationischen Polyelektrolyt in der Mischung mit dem teilneutralisierten anionischen und/oder dem teilneutralisierten amphoteren anionischen Polyelektrolyt 0-100Gew.-% kationischer Polyelektrolyt und 100-OG6w.-% amphoterer kationischer Polyelektrolyt. Weiterhin bevorzugt ist ein Mischungsverhältnis von 0 bis 30Gew.-% kationischem Polyelektrolyt und 70 bis 100Gew.-% amphoterer kationischer Polyelektrolyt, insbesondere ein Mischungsverhältnis von 0 bis 20Gew.-% kationischer Polyelektrolyt und 80 bis 100Gew.-% amphoterer kationischer Polyelektrolyt.Advantageously, the mixing ratio of cationic polyelectrolyte to amphoteric cationic polyelectrolyte in admixture with the partially neutralized anionic and / or partially neutralized amphoteric anionic polyelectrolyte is 0-100 wt% cationic polyelectrolyte and 100-0G6w% amphoteric cationic polyelectrolyte. Further preferred is a mixing ratio of 0 to 30% by weight of cationic polyelectrolyte and 70 to 100% by weight of amphoteric cationic polyelectrolyte, in particular a mixing ratio of 0 to 20% by weight of cationic polyelectrolyte and 80 to 100% by weight of amphoteric cationic polyelectrolyte.
Vorzugsweise beträgt die molare Zusammensetzung der einzelnen Komponenten im teilneutralisierten anionischen Polyelektrolyten in der Mischung mit dem kationischen und/oder amphoteren kationischen Polyelektrolyten zwischen OMol-% bis 100Mol-% Acrylsäure und 100Mol-% bis 0Mol-% anderer Monomere. Günstigerweise sind die anderen Monomere carboxylgruppenhaltig und/oder sulfonsäuregruppenhaltig und/oder saure phosphorsäureestergruppenhaltig.Preferably, the molar composition of the individual components in the partially neutralized anionic polyelectrolyte in the mixture with the cationic and / or amphoteric cationic polyelectrolyte is between 100% by mole acrylic acid and 100% by mole to 0% by mole of other monomers. The other monomers are advantageously carboxyl group-containing and / or containing sulfonic acid groups and / or acidic phosphoric ester groups.
Insbesondere günstig ist, daß die molare Zusammensetzung der einzelnen Komponenten im teilneutralisierten anionischen amphoteren Polyelektrolyten in der Mischung mit dem kationischen und/oder amphoteren kationischen Polyelektrolyien zwischen 0Mol-% bis 99 Mol-% Acrylsäure und 100% bis 1 Mol-% anderer Monomere liegt.It is particularly favorable that the molar composition of the individual components in the partially neutralized anionic amphoteric polyelectrolyte in the mixture with the cationic and / or amphoteric cationic polyelectrolytes is between 0 mol% to 99 mol% acrylic acid and 100% to 1 mol% of other monomers.
Ganz besonders günstige Ergebnisse werden erzielt, wenn die anderen Monomere carboxylgruppenhaltig und/oder sulfonsäuregruppenhaltig und/oder saure phosphorsäureestergruppenhaltig und/oder eine odor mehrere Verbindungen aus der Gruppe der Verbindungen gemäß der allgemeinen Formel des Anspruchs 6 sind.Very particularly favorable results are achieved if the other monomers contain carboxyl groups and / or containing sulfonic acid groups and / or acidic phosphoric ester groups and / or one or more compounds from the group of compounds according to the general formula of claim 6.
Ganz besonders vorteilhaft ist, daß der anionische Polyelektrolyt teilneutralisierte Acrylsäure ist. Vorteilhafterweise sind 2-80Mol-% der Säuregruppen des anionischen Pclyolektrolyten neutralisiert, insbesondere vorteilhaft 3 bis 70Mol-% und ganz besonders vorteilhaft 3 bis 10Mol-% der Säuregruppen.It is particularly advantageous that the anionic polyelectrolyte is partially neutralized acrylic acid. Advantageously, 2-80 mol% of the acid groups of the anionic glycolysis electrolyte are neutralized, more preferably 3 to 70 mol%, and most preferably 3 to 10 mol% of the acid groups.
Erfindungsgemäß enthalten die Mineralien bzw. Füllstoffe bzw. Pigmente insbesondere Elemente aus der zweiten und/oder dritten Hauptgruppe und/oder aus der vierten Nebengruppe des Periodensystems der Elemente enthalten. Günstigerweise werden calcium- und/oder siliziumhaltige und/oder alumjniumhaltige und/oder titanhaltige Mineralien und/oder Füllstoffe und/oder Pigmente verwendet, wobei calciumcarbonathaltiga Mineralien und/oder Füllstoffe und/oder Pigmente bevorzugt sind. Ganz besonders bevorzugt sind natürliches Calciumcarbonat und/oder präzipitiertes Calciumcarbonat und/oder Marmor und/oder Kreise und/oder Dolomit und/oder dolomithaltiges Calciumcarbonat.According to the invention, the minerals or fillers or pigments in particular contain elements from the second and / or third main group and / or from the fourth subgroup of the periodic table of the elements. Conveniently, calcium- and / or siliceous and / or alumium-containing and / or titanium-containing minerals and / or fillers and / or pigments are used, calcium carbonate salts and / or fillers and / or pigments being preferred. Very particular preference is given to natural calcium carbonate and / or precipitated calcium carbonate and / or marble and / or circles and / or dolomite and / or dolomite-containing calcium carbonate.
Die wäßrige Suspension besteht bevorzugt aus 97,0Gew.-% bis 93,89Gew.-% Mineralien und/oder Füllstoffen und/oder Pigmenten und Wasser und 0,11 Gew.-%-3,0Gew.-% einer Mischung aus kationischem und/oder amphoterem kationischen und teilneutralisiertem anionischen und/oder teilneutralisiertem amphoteren anionischen Polyelektrolyt, bei einem Feststoffgehalt von 60-80Gew.-%, bezogen auf das trockene Mineral bzw. den trockenen Füllstoff bzw. das trockene Pigment.The aqueous suspension preferably consists of 97.0 wt .-% to 93.89 wt .-% minerals and / or fillers and / or pigments and water and 0.11 wt .-% - 3.0Gew .-% of a mixture of cationic and or amphoteric cationic and partially neutralized anionic and / or partially neutralized amphoteric anionic polyelectrolyte, at a solids content of 60-80Gew .-%, based on the dry mineral or the dry filler or the dry pigment.
Weiterhin günstig ist es, daß die wäßrige Suspension aus 98,5 Gew.-% bis 99,8Gew.-% Mineralien und/oder Füllstoffen und/oder Pigmenten und Wasser und 0,2Gew.-%-1,üGow.-% einer Mischung aus kationischem und/oder amphoterem kationischen und teilneutralisiertem und/oder amphoterem kationischen und teilneutralisiertem amphoteren anionischen Pclyelektrolyt, bei einem Feststoffgehali von 60-75Gew.-%, bezogen auf daß trockene Mineral bzw. den trockenen Füllstoff bzw. das trockene Pigment, besteht.It is further favorable that the aqueous suspension of 98.5 wt .-% to 99.8Gew .-% minerals and / or fillers and / or pigments and water and 0.2Gew .-% - 1, üGow .-% of a Mixture of cationic and / or amphoteric cationic and partially neutralized and / or amphoteric cationic and partially neutralized amphoteric anionic Pclyelektrolyt, at a Feststoffgehali of 60-75Gew .-%, based on dry mineral or the dry filler or the dry pigment exists.
Weiterhin gute Ergebnisse werden erzielt, wann die wäßrige Suspension aus 99,2Gew.-% bis 99,65 Gew.-% Mineralien jnd/oder Füllstoffen und/oder Pigmenten und Wasser und 0,35Gew.-%-O,8Gew.-% einer Mischung aus kationischem und/odar amphoterem kationischen und teilneutralisiertem anionischen und/oder teilneutralisiertem amphoteren anionischen Polyelektrolyt, bei einem Feststoffgehalt von 60-70Gew.-%, bezogen auf daß trockene Mineral bzw. den trockenen Füllstoff bzw.Furthermore, good results are achieved when the aqueous suspension of 99.2% by weight to 99.65% by weight of minerals and / or fillers and / or pigments and water and 0.35% by weight of O, 8% by weight a mixture of cationic and / or amphoteric cationic and partially neutralized anionic and / or partially neutralized amphoteric anionic polyelectrolyte, at a solids content of 60-70 wt .-%, based on that dry mineral or the dry filler or
das trockene Pigment besteht.the dry pigment exists.
Hervorragende Ergebnisse werden erzielt, wenn die wäßrige Suspension besteht aus 99,6Gew.-% bzw. 99,05Gew.-% bzw.Excellent results are obtained when the aqueous suspension consists of 99.6Gew .-% and 99.05Gew .-% or
99,1 Gew.-% Mineralien und/oder Füllstoffen und/oder Pigmenten und Wasser und 0,4 Gew.-% bzw. 0,95 Gew.-% bzw. 0,9Gew.-% einer Mischung aus kationischem und/oder amphoterem kationischen und teilneutralisiertem anionischen und/oder teilneutralisiertem amphoteren anionischen Polyelektrolyt, bei einem Feststoffgehalt von 67Gew.-% bzw. 67Gew.-% bzw.99.1 wt .-% minerals and / or fillers and / or pigments and water and 0.4 wt .-% or 0.95 wt .-% or 0.9Gew .-% of a mixture of cationic and / or amphoteric cationic and partially neutralized anionic and / or partially neutralized amphoteric anionic polyelectrolyte, at a solids content of 67% by weight and 67% by weight, respectively
-46- ?97 920-46-? 97 920
60Gew.-%, bezogen auf daß trockene Mineral bzw. den trockenen Füllstoff bzw. das trockene Pigment, bei einer Koniveriöilung, so daß 60Gew.-% bzw. 70Gew.-% bzw. 90Gew.-% der Teilchen einen äquivalent sphärischen Durchmesser <2pm aufweisen. Vorteilhafterweise ist der anionische Polyelektrolyt und/oder amphotere anionische Polyelektrolyt in der Mischung mit dem kationischen und/oder amphoteren kationischen Polyelektrolyten mit einem ein- und/oder mehrwertigen Kation teilneutralisiert. Besonders gute Ergebnisse werden erzielt, wenn der anionische Polyelektrolyt und/oder amphotere anionische Polyelektrolyt in der Mischung mit dem kationischen und/oder amphoteren kationischen Polyelektrolyten mit Alkalimetall-Kationen und/oder Aminen und/oder Alkanol-aminen und/oder quaternären Ammoniumverbindungen, insbesondere abar mit Na+ und/oder Ca2+ und/oder Mg2+ teilneutralisiert ist.60 wt .-%, based on that dry mineral or the dry filler or the dry pigment, in a Koniveriöilung, so that 60 wt .-% or 70 wt .-% and 90 wt .-% of the particles an equivalent spherical diameter 2pm. Advantageously, the anionic polyelectrolyte and / or amphoteric anionic polyelectrolyte is partially neutralized in the mixture with the cationic and / or amphoteric cationic polyelectrolyte with a mono- and / or polyvalent cation. Particularly good results are achieved when the anionic polyelectrolyte and / or amphoteric anionic polyelectrolyte in the mixture with the cationic and / or amphoteric cationic polyelectrolyte with alkali metal cations and / or amines and / or alkanolamines and / or quaternary ammonium compounds, in particular abar is partially neutralized with Na + and / or Ca 2+ and / or Mg 2+ .
Die Grenzviskosität der in der wäßrigen Suspension verwendeten kationischen und/oder amphoteren kationischen Polyelektrolyten liegt vorzugsweise im Bereich zwischen 9,2ml/g und 48,5rH/g, insbesondere bevorzugt aber im Bereich zwischen 16,2ml/g und 31,2ml/g.The intrinsic viscosity of the cationic and / or amphoteric cationic polyelectrolytes used in the aqueous suspension is preferably in the range between 9.2 ml / g and 48.5 rH / g, but more preferably in the range between 16.2 ml / g and 31.2 ml / g.
Eine weitere vorzugsweise Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist durch folgende Verfahrensschritte gekennzeichnet:Another preferred embodiment of the method according to the invention is characterized by the following method steps:
a) eine wäßrige Suspension von Mineralien und/oder Füllstoffen und/oder Pigmenten wird zusammen mit der erfindungsgemäßen Dispergier- und Mahlhilfsmittelmischung naßvermahlen, wobeia) an aqueous suspension of minerals and / or fillers and / or pigments is wet-ground together with the dispersing and Mahlhilfsmittelmischung invention, wherein
b) ein Teil des teilneutralisierten anionischen und/oder teilneutralisierten amphoteren anionischen Polyelektrolyts vor der Vermahlung undb) a part of the partially neutralized anionic and / or partially neutralized amphoteric anionic polyelectrolyte before grinding and
c) ein Teil des teilneutralisierten anionischen und/oder teilneutralisierten amphoteren anionischen Polyelektrolyts während der Vermahlung und/oderc) a part of the partially neutralized anionic and / or partially neutralized amphoteric anionic polyelectrolyte during the milling and / or
d) ein Teil des teilneutralisierten anionischen und/oder toilneutraüsierten amphoteren anionischen Polyelektrolyts nach der Vermahlung,d) a part of the partially neutralized anionic and / or toileutraüsierten amphoteric anionic polyelectrolyte after milling,
e) und der kationische und/oder amphotere kationische Polyelektrolyt vollständig vor der Vermahlung oder nure) and the cationic and / or amphoteric cationic polyelectrolyte completely before grinding or only
f) ein Teil des kanonischen und/oder amphoteren kationischen Polyelektrolyts vor der Vermahlung undf) a part of the cationic and / or amphoteric cationic polyelectrolyte before grinding and
g) ein Teil des kationischen und/oder amphoteren kationischen Polyelektrolyts während der Vermahlung und/oder h) ein Teil des kationischen und/oder amphoteren kationischen Polyelektrolyts nach der Vermahlung hinzugegeben werden.g) adding a portion of the cationic and / or amphoteric cationic polyelectrolyte during milling and / or h) a portion of the cationic and / or amphoteric cationic polyelectrolyte after milling.
a) 10-90Gew.-% des teilneutralisierten anionischen und/oder teilneutralisierten amphoteren anionischen Polyelektrolyts vor der Vermahlung unda) 10-90% by weight of the partially neutralized anionic and / or partially neutralized amphoteric anionic polyelectrolyte before milling and
b) 10-90Gew.-% des teilneutralisierten anionischen und/oder teilne itralisierten amphoteren anionischen Polyelektrolyts während der Vermahlung und/oderb) 10-90% by weight of the partially neutralized anionic and / or partially amitrified amphoteric anionic polyelectrolyte during milling and / or
c) 0-80Gew.-% des teilneutralisierten anionischen und/oder teilneutralisierten amphoteren anionischen Polyelektrolyts nach der Vermahlung,c) 0-80% by weight of the partially neutralized anionic and / or partially neutralized amphoteric anionic polyelectrolyte after milling,
d) 50-100Gew.-% des kationischen und/oder kationischen amphoteren Polyelektrolyts vor der Vermahlung undd) 50-100Gew .-% of the cationic and / or cationic amphoteric polyelectrolyte before grinding and
e) 0-50Gew.-% des kationischen und/oder kationischen amphoteren Polyelektrolyts während der Vermahlung und/odere) 0-50% by weight of the cationic and / or cationic amphoteric polyelectrolyte during milling and / or
f) 0-50 Gew.-% des kationischen und/oder amphoteren kationischen Polyelektrolyts nach der Vermahlung zugegeben werden.f) 0-50 wt .-% of the cationic and / or amphoteric cationic polyelectrolyte are added after grinding.
a) 20-40Gew.-% des teilneutralisierten anionischen und/oder teilneutralisierten amphoteren anionischen Polyelektrolyts vor der Vermahlung unda) 20-40Gew .-% of the partially neutralized anionic and / or partially neutralized amphoteric anionic polyelectrolyte before grinding and
b) 60-80Gew.-% des teilneutralisierten anionischen und/oder teilneutralisierten amphoteren anionischen Polyelektrolyts während der Vermahlung und/oderb) 60-80 wt .-% of the partially neutralized anionic and / or partially neutralized amphoteric anionic polyelectrolyte during the milling and / or
c) 0-20Gew.-% des teilneutralisierten anionischen und/oder teilneutralisierten amphoteren anionischen Polyelektrolyts nach der Vermahlung,c) 0-20% by weight of the partially neutralized anionic and / or partially neutralized amphoteric anionic polyelectrolyte after milling,
d) 50-100Gew.-% des kationischen und/oder kationischen amphoteren Polyelektrolyts vor der Vermahlung undd) 50-100Gew .-% of the cationic and / or cationic amphoteric polyelectrolyte before grinding and
e) 0-50Gew.-% des kationischen und/oder kationischen amphoteren Polyelektrolyts während der Vermahlung und/odere) 0-50% by weight of the cationic and / or cationic amphoteric polyelectrolyte during milling and / or
f) 0-50Gew.-% des kationischen und/oder amphoteren kationischen Polyelektrolyts nach der Vermahlung zugegeben werden.f) 0-50% by weight of the cationic and / or amphoteric cationic polyelectrolyte are added after the milling.
a) 25-35Gew.-% des teilneutrdlisierten anionischen und/oder teilneutralisierten amphoteren anionischen Polyelektrolyts vor der Vermahlung unda) 25-35 wt .-% of teilneutrdlisierten anionic and / or partially neutralized amphoteric anionic polyelectrolyte before grinding and
b) 65-75Gew.-% des teilneutralisierten anionischen und/oder teilneutralisierten amphoteren anionischen Polyelektrolyts während der Vermahlung und/oderb) 65-75% by weight of the partially neutralized anionic and / or partially neutralized amphoteric anionic polyelectrolyte during milling and / or
c) 0-10Gew.-% des teilneutralisierten anionischen und/oder teilneutralisierten amphoteren anionischen Polyelektrolyts nach der Vermahlung, undc) 0-10 wt .-% of the partially neutralized anionic and / or partially neutralized amphoteric anionic polyelectrolyte after milling, and
d) 70-100Gew.-% des kationischen und/oder kationischen amphoteren Polyelektrolyts vor der Vermahlung undd) 70-100Gew .-% of the cationic and / or cationic amphoteric polyelectrolyte before grinding and
e) 0-30Gew.-% des kationischen und/oder kationischen amphoteren Polyelektrolyts während der Vermahlung und/odere) 0-30% by weight of the cationic and / or cationic amphoteric polyelectrolyte during milling and / or
f) 0-30Gew.-% des kationischen und/oder amphoteren kationischen Polyelektrolyts nach der Vermahlung zugegeben werden.f) 0-30% by weight of the cationic and / or amphoteric cationic polyelectrolyte are added after the milling.
a) 30 Gew.-% des teilneutralisierten anionischen und/oder teilneutralisierten amphoteren anionischen Polyelektrolyts vor der Vermahlung unda) 30 wt .-% of the partially neutralized anionic and / or partially neutralized amphoteric anionic polyelectrolyte before grinding and
b) 70 Gew.-% des teilneutralisierten anionischen und/odtirteilneutralisierten amphoteren anionischen Polyelektrolyts während derVermahlung undb) 70% by weight of the partially neutralized anionic and / or partially neutralized amphoteric anionic polyelectrolyte during milling and
c) 100Gew.-% des kationischen und/oder kationischen amphoteren Polyelektrolyts vor der Vormahlung zugegeben werden.c) 100% by weight of the cationic and / or cationic amphoteric polyelectrolyte are added before the premilling.
Erfindungsgemäß erfolgt die Verwendung der wäßrigen Suspension von Mineralien und/oder Füllstoffen und/oder Pigmenten bei der Papierherstellung bzw. in der Papiererzeugung. Weitere Verwendungen betreffen die Oberflächenbehandlung (Pigmentierung der Papieroberfläche in der Leimpresse der Papiermaschine, die Verwendung in der Papierstreicherei, im Vorstrich bzw. im Deckstrich bei der Papierstreicherei, im Holzschliff zur Störstoffbekämpfung, im Streichereiausschuß zur Störstoffbekämpfung (Pitchkontrolle), im Kreislaufwasser der Papiermaschine zur CSB-Erniedrigung (chemische Sauerstoffbedarf-Erniedrigung), in der Kläranlage zur Abwasserbehandlung, zur Vorflockung anionisch stabilisierter Pigment- und/oder Mineral- und/oder Füllstoff-Suspen3ionen in der Papiererzeugung bzw. zur Vorflockung (Immobilisierung) von Streichfarben in der Streicherei.According to the invention, the use of the aqueous suspension of minerals and / or fillers and / or pigments in papermaking or in paper production. Further uses relate to the surface treatment (pigmentation of the paper surface in the size press of the paper machine, the use in the Papierstreicherei, in the pre-coat or top coat in Papierstreicherei, in groundwood for Störstoffbekämpfung, in the Streichereiausschuß for Störstoffbekämpfung (pitch control), in the circulation water of the paper machine for COD -Reduction (reduction of chemical oxygen demand), in the sewage treatment plant for wastewater treatment, for pre-flocculation of anionically stabilized pigment and / or mineral and / or filler suspensions in paper production or for preflocculation (immobilization) of coating colors in the coating.
Es ist erfindungsgemäß gelungen, eine Mineral- und/oder Füllstoff- und/oder Pigment-Suspension durch Mahlen bei hohen Feststoffgehalten von &60Gew.-% herzustellen, bei welcher die Mineral- und/oder Füllstoff- und/oder Pigmentteilchen sowohl elektrostatisch positiv wie wahrscheinlich auch sterisch stabilisiert sind und die Suspension über Wochen viskosüätsstabil bleibt und z. B. die Retention bei der Papierherstellung vorzüglich ist.According to the invention, it has been possible to produce a mineral and / or filler and / or pigment suspension by grinding at high solids contents of 60% by weight, at which the mineral and / or filler and / or pigment particles are both electrostatically positive and likely are sterically stabilized and the suspension remains viscous stable for weeks and z. B. the retention in papermaking is excellent.
Überraschenderweise und nicht voraussehbar ist die Tatsache, daß bei der geeigneten Kombination eines oder mehrerer kationischer Polyelektrolyte und/oder eines oder mehrerer amphoterer kationischer Polyelektrolyte und eines oder mehrerer teilneutralisierter anionischer Polyelektrolyte und/oder eines oder mehrerer amphoterer anionischer teilneutralisierter Polyelektrolyte sowie der geeigneten Zugabestelle der Polyelektrolyte vor, während und/oder nach dem Mahlprozeß, bei den hohen Scherkräften und Temperaturen, wie sie beim Naßvermahlen auftreten, keine gegenseitige Neutralisation der entgegengesetzt geladenen Polymere und somit Koagulation der Polymere eintritt. Im Gegensatz dazu wird eine optimale Mahlung und Stabilisierung der Suspension dadurch bewirkt, daß die erfindungsgemäßen anionischen PolyelektrolyteSurprisingly and not foreseeable is the fact that in the appropriate combination of one or more cationic polyelectrolytes and / or one or more amphoteric cationic polyelectrolytes and one or more partially neutralized anionic polyelectrolytes and / or one or more amphoteric anionic partially neutralized polyelectrolytes and the appropriate addition site of the polyelectrolytes before, during and / or after the grinding process, at the high shear forces and temperatures, as they occur in wet milling, no mutual neutralization of the oppositely charged polymers and thus coagulation of the polymers occurs. In contrast, optimal grinding and stabilization of the suspension is effected by the anionic polyelectrolytes of the invention
a) vermutlich als Brückenbildner zwischen den Mineral- und/oder Füllstoff- und/oder Pigmentteilchen und den erfindungsgemäßen kationischen und/oder amphoteren kationischen Polyelektrolyten wirken, wobei der so auf der Mineral- und/oder Füllstoff- und/oder Pigmentoberfläche fixierte kationische und/oder amphotere kationische Polyelektrolyt dem Mineral- und/oder Füllstoff- und/oder Pigmentteilchen eine positive Ladung gibt und dadurch zu einer elektrostatisch positiven Stabilisierung des Systems führt, unda) presumably act as a bridging agent between the mineral and / or filler and / or pigment particles and the cationic and / or amphoteric cationic polyelectrolytes according to the invention, the cationic and / or pigmentary surface thus fixed on the mineral and / or filler surface and / or or amphoteric cationic polyelectrolyte gives a positive charge to the mineral and / or filler and / or pigment particles and thereby leads to an electrostatically positive stabilization of the system, and
b) erfindungsgemäß durch weitere Zugaben der erfindungsgemäßen anionischen Polyelektrolyte während und/oder nach der Mahlung diese vermutlich als Brückenbildner zwischen den kationischen Polymerketten des kationischen und/oder amphoteren kationischen Polyelektrolyts wirken, wobei vermutlich eine Überstruktur entsteht, welche die Mineral- und/oder Füllstoff- und/oder Pigmentteilchen sterisch stabilisiert, was zu einer wesentlich tieferen, stabilen Viskosität bei hc her Konzentration führt, als wenn die gesamte Menge an erfindungsgemäßem anionischem Polyelektrolyt zu Beginn der Mahlung zugegeben wird.b) According to the invention, by further additions of the anionic polyelectrolytes according to the invention during and / or after milling, these presumably act as bridging agents between the cationic polymer chains of the cationic and / or amphoteric cationic polyelectrolyte, presumably resulting in a superstructure containing the mineral and / or filler and / or pigment particles sterically stabilized, which leads to a much lower, stable viscosity at hc concentration, as if the entire amount of inventive anionic polyelectrolyte is added at the beginning of grinding.
anionischen Polyelektrolyte mit ein- und/oder mehrwertigen Kationen einen ausschlaggebenden Einfluß auf die Lagerstabilitätder Mineral- und/oder Füllstoff- und/oder Pigment-Suspension hat, d. h. auf die Viskositätskonstanz der Suspension über dieanionic polyelectrolytes with mono- and / or polyvalent cations has a decisive influence on the storage stability of the mineral and / or filler and / or pigment suspension, d. H. on the viscosity constant of the suspension over the
proportional zum Neutralisationsgrad über Tage bis Wochen stabil. Je tiefer der Neutralisationsgrad mit einwertigen Kationen,desto besser die Lagerstabilität. Am besten geeignet sind Neutralisationsgrade von 5-10 Mol-%. Mehrwertige Kationen, wiestable for days to weeks in proportion to the degree of neutralization. The lower the degree of neutralization with monovalent cations, the better the storage stability. Most suitable are degrees of neutralization of 5-10 mol%. Multi-valued cations, like
üblicherweise 40gew.-%ige wäßrige Polymerlösung sehr hochviskos ist sowie normalerweise eine Kristallisationstemperaturüber 0°C aufweist. Polyacrylsäure kristallisiert bereits bei 20°C. Dies führt zu Problemen bei der Dosierung, vor allem in kaltenusually 40 wt .-% aqueous polymer solution is very highly viscous and normally has a crystallization temperature above 0 ° C. Polyacrylic acid already crystallizes at 20 ° C. This leads to problems with the dosage, especially in cold
und/oder Füllstoff- und/oder Pigment-Suspension) sowie den Verbraucherort (z. B. Papierfabrik) frei zu wählen. Derand / or filler and / or pigment suspension) as well as the consumer location (eg paper mill). The
angepaßt werden, und es muß nicht aus rein logistischen Gründen der Standort des Kunden mitberücksichtigt werden.be adapted, and it must not be included for purely logistical reasons, the location of the customer.
bezogen auf die trockenen Mineralien und/oder Füllstoffe und/oder Pigmente, wird erfindungsgemäß durch Mahlen eines grobgebrochenen Rohgesteins hergestellt, wobei eine Kombination aus einem teilneutralistarten anionischen und/oderteilneutralisierten amphoteren anionischen Polyelektrolyten und einem kationischen und/oder amphoteren kationischenbased on the dry minerals and / or fillers and / or pigments, is prepared according to the invention by grinding a coarse crushed rock, wherein a combination of a teilneutralistarten anionic and / or teilneutralisierten amphoteric anionic polyelectrolyte and a cationic and / or amphoteric cationic
kationischen Polyelektrolyten und nur ein Teil des teilneutralisierten anionischon Polyelektrolyten und/oder desteilneutralisierten amphoteren anionischen Polyelektrolyten zu Beginn der Mahlung zugesetzt wird und weitere Teile dererfindungsgemäßen anionischen Polyelektrolyten während der Mahlung und/oder nach der Mahlung zur Viskositätssenkungzugegeben werden.cationic polyelectrolytes and only part of the partially neutralized anionic polyelectrolyte and / or neutral-neutralized amphoteric anionic polyelectrolyte are added at the beginning of the grinding and further parts of the anionic polyelectrolytes according to the invention are added during the grinding and / or after the grinding to reduce the viscosity.
positive Ladung auf den Mineral- und/oder Füllstoff- und/oder Pigmentteilchen befindet, bewirkt eine weitere Zugabe deserfindungsgemäßen anionischen und/oder amphoteren anionischen Polyelektrolyten während dem Mahlen und/oder nachdem Mahlen βίηε nicht voraussehbare enorme Viskositätsabsenkung.positive charge on the mineral and / or filler and / or pigment particles, further addition of the anionic and / or amphoteric anionic polyelectrolyte of the present invention during grinding and / or after milling causes an unforeseen tremendous viscosity reduction.
und/oder mehrwertigen Kationen ergibt sich zu 'am eine sehr stabile Viskosität über mehrere Wochen. Dieser Effekt konnte mitkeinem, dem Stand der Technik entsprechenden System erreicht.and / or polyvalent cations results in 'a very stable viscosity over several weeks. This effect could be achieved with no prior art system.
zustande.conditions.
anionischen Polyelektroiyten unter Ρλί: ; ^-ig miteinander reagieren und sich gegenseitig neutralisieren und ausfallen. Bei dererfindungsgemäßen Po!yelek:rHv-iko,,i::.in»'!'..i und den erfindungsgemäßen Zugabestellen tritt dies überraschenderweisenicht ein, vielmehr tritt eine nicht .' -..„ jug erklärbare starke Viskositätserniedrigung ein. Der während der Mahlung und/oderη ichträglich zugegebene erfindungsgemäße anionische und/oder amphotere anionische Polyelektrolyt wirkt auf denkationischen und/oder amphoteren kationischen Polyeloktrolyten nicht ladungsneutralisierend, wie dies eigentlich zu erwartenanionic polyelectrolytes under Ρλί:; ^ -ig react with each other and neutralize each other and fail. ! In of the inventive Po yelek. '!'. R H v -iko ,, i :: in ".. i and the addition points invention this occurs surprisingly not, but one does not occur ' - .. "Jug explainable strong viscosity reduction. The anionic and / or amphoteric anionic polyelectrolyte according to the invention, which has been added without difficulty during the grinding and / or η, does not have a charge-neutralizing effect on cationic and / or amphoteric cationic polyelectrolytes, as might actually be expected
und/oder Füllstoff- und/oder Pigment-Suspensionen können nach dem erfindungsgemäßen Verfahren in einem Arbeitsganghergestellt werden, was einen enormen ökonomischen und qualitativen Fortschritt darstellt.and / or filler and / or pigment suspensions can be prepared by the process of the invention in one operation, which represents tremendous economic and qualitative progress.
- Vorzugsweise beträgt die Konzentration der wäßrigen Aufschlämmung 60-70Gew.-%, bezogen auf das trockene Mineral.Preferably, the concentration of the aqueous slurry is 60-70% by weight, based on the dry mineral.
- Vorzugsweise hat das Rohmaterial vor dem Mahlprozeß erfindungsgemäß einen mittleren äquivaient sphärischen Teilchendurchmesser von 10-50um (gemessen auf dem Sedigraph 5100).Preferably, the raw material before the grinding process according to the invention has a mean equi-talient spherical particle diameter of 10-50 μm (measured on the Sedigraph 5100).
Bei der Mahlung dient also vermutlich der erfindungsgemäße anionische und/oder amphotere anionische Polyelektrolyt, welcher von seinen chemischen Eigenschaften her auf die beim Mahlen neu gebildete Oberfläche des Minerals und/oder Füllstoffs und/oder Pigments aufzieht, als Brückenbildner zwischen dem Mineral und/oder Füllstoff und/oder Pign int und dem kationischen und/oder amphoteren kationischen Polyelektrolyten. Der dadurch in genügendem Maße fixierte kationische und/oder amphotere kationische Polyelektrolyt gibt dem Mineral- und/oder Füllstoff- und/oder PigmeiitteUchen eine positive Ladung. Zudem wirkt vermutlich der in weiteren Schritten zur Mineral- und/oder Füllstoff- und/oder Pigment-Suspension zugegebene erfindungsgemäße anionisch·) und/oder amphotere anionische Polyelektrolyt mit der erfindungsgemäßen Kettenlänge als Brückenbildner zwischen den Polymerketten des kationischen und/oder amphoteren kationischen Polyelektrolyten, was zu größeren Polymerkettenverbänden führt, welche die Mineralteilchen vermutlich zusätzlich sterisch stabilisieren.During grinding, therefore, it is believed that the anionic and / or amphoteric anionic polyelectrolyte of the present invention, which has a chemical property to the newly formed surface of the mineral and / or filler and / or pigment during milling, serves as a bridging agent between the mineral and / or filler and / or Pign int and the cationic and / or amphoteric cationic polyelectrolyte. The cationic and / or amphoteric cationic polyelectrolyte thus sufficiently fixed gives the mineral and / or filler and / or pigment a positive charge. In addition, the anionic and / or amphoteric anionic polyelectrolyte according to the invention having the chain length according to the invention which is added in further steps to the mineral and / or filler and / or pigment suspension probably acts as a bridging agent between the polymer chains of the cationic and / or amphoteric cationic polyelectrolyte. which leads to larger polymer chain assemblies, which presumably additionally sterically stabilize the mineral particles.
Bei der Mahlung dient der kationische und/oder amphotere kationische Polyelektrolyt, welcher, unterstützt durch den erfindungsgemäßen anionischen und/oder amphoteren anio Tischen Polyelektrolyten, vermutlich auf die Mineral- und/oder Füllstoff- und/oder Pigmentoberfläche aufzieht, als positiver Ladungsträger und stabilisiert so die Mineral- und/oder Füllstoff- und/oder Pigmentteilchen positiv.During the grinding serves the cationic and / or amphoteric cationic polyelectrolyte, which, supported by the anionic and / or amphoteric anio tables according to the invention polyelectrolytes, presumably raises to the mineral and / or filler and / or pigment surface, as a positive charge carrier and stabilized so the mineral and / or filler and / or pigment particles positive.
Durchtiie vermutete Brückenbildung zwischen dem 9rfindungsgemäßen anionischen und/oder amphoteren gnionischen Polyelektrolyten und dem kationischen und/oder amphoteren kationischen Polyelektrolyteu wird zudem vermutlich eine sterische Stabilisierung der Mineral- und/oder Füllstoff- und/oder Pigmentteilchon bewirkt.By suspected bridge formation between the anionic and / or amphoteric gnionic polyelectrolyte according to the invention and the cationic and / or amphoteric cationic polyelectrolyte, steric stabilization of the mineral and / or filler and / or pigment partchain is presumably effected.
Geeignete Mischungen des erfindungsgemäßen anionischen und/oder amphoteren anionischen Polyelektroiyten und des kationischen und/oder amphoteren kationischen Polyelektrolyten vor dem Mahlen sind erfindungsgemäß: teilneutralisierter anionischer und/oder teilneutralisierter amphoterer anionischer Polyelektrolyt zu kationischer und/oder amphoterer kationischer Polyelektrolyt = 1:10 bis 1:40Suitable mixtures of the anionic and / or amphoteric anionic polyelectrolyte according to the invention and the cationic and / or amphoteric cationic polyelectrolyte before milling are according to the invention: partially neutralized anionic and / or partially neutralized amphoteric anionic polyelectrolyte to cationic and / or amphoteric cationic polyelectrolyte = 1:10 to 1: 40
vorzugsweise für Marmor 1:12preferably for marble 1:12
für Champagnerkrjide 1:30.for Champagnerkrjide 1:30.
Während und/oder nach dem Mahlen wird je nach Konzentration und gewünschter Endviskosität nochmals teilneutralisierter anionischer und/oder teilneutralisiertor amphoterer anionischer Polyelektrolyt zugegeben. Vorzugsweise ca. doppelt so viel wie vor der Mahlung.During and / or after grinding, depending on the concentration and the desired final viscosity, partially neutralized anionic and / or partially neutralized amphoteric anionic polyelectrolyte are added again. Preferably about twice as much as before the grinding.
Viskosität in mPas nachiStd. 1Tag 16 TageViscosity in mPas after hours. 1 day 16 days
144 152 280144 152 280
Das Beispiel 11 zeigt deutlich, daß im Gegensatz zum Beispiel 1 a (Stand der Technik) mit einer teilneutralisierten Polyacrylsäure eine wesentlich bessere Lagerstabilität über mehrere Wochen erreicht wird.Example 11 clearly shows that, in contrast to example 1a (prior art), a substantially better storage stability over several weeks is achieved with a partially neutralized polyacrylic acid.
Eine 70gew.-%ige wäßrige Aufschlämmung von natürlichem Marmor mit einer Kornverteilung, so daß 60Gew.-% der Teilchen einen äquivalent sphärischen Durchmesser < 2 pm aufweisen (gemessen auf dem Sedigraph 5100), wurden mit 0,33 Gew.-%, bezogen auf den trockenen Marmor, des folgenden Copolymers (amphoteres, kationisches Polymer),A 70% by weight aqueous slurry of natural marble having a grain distribution such that 60% by weight of the particles have an equivalent spherical diameter <2 μm (measured on the Sedigraph 5100) was 0.33% by weight on the dry marble, the following copolymer (amphoteric, cationic polymer),
i !i!
CHCH
'- = :· '.\zl~k Grenz-Vis:-:csität (27.3 -],'c '- = : · '. \ Zl ~ k Limit Vis: -: csität (27.3 -], 'c
sowie mit 0,06Gew.-%, bez. auf den trockenen Marmor, mit Natronlauge teilneutralisierter Polyacrylsäure (10 Mol, der Carboxylgruppen neutralisiert) verschiedener spezifischer Viskositäten resp. Molekulargewichten unter starkem Rühren dispergiert (8000 U/min, Rührscheibendurchmosser 50 mm).and with 0.06Gew .-%, rel. on the dry marble, with sodium hydroxide partially neutralized polyacrylic acid (10 mol, the carboxyl groups neutralized) of various specific viscosities resp. Dispersed molecular weights with vigorous stirring (8000 U / min, Rührscheibedurchmosser 50 mm).
Das Ziel dieser Versuchsserie war es, die optimale spezifische Viskosität bzw. das Molekulargewicht des teilneuiralisiefien anionischen Polyelektrolyten festzustellen.The aim of this series of experiments was to determine the optimum specific viscosity or the molecular weight of the teilneuiralisiefien anionic polyelectrolyte.
Die optimale spez. Viskosität des teilneutralisierten Polyacrylate liegt bei 0,35-0,54.The optimal spec. Viscosity of the partially neutralized polyacrylates is 0.35-0.54.
Eine 67gew.-%ige wäßrig Aufschlämmung von natürlichem Marmor mit einer Kornverteilung, so daß 60Gew.-% der Teilchen einen äquivalent sphärischen Durchmesser < 2 pm aufweisen (gemessen auf dem Sedigraph 5100), wurden mit 0,33 Gew.-%, bez. auf den trockenen Marmor des Copolymers aus Beispiel 12, jedoch mit unterschiedlichen Grenzviskositäten resp. Molekulargewichten, und 0,06Gew.-%, bez. auf den trockenen Marmor, des teilneutralisierten Polyacrylats aus Beispiel 12 mit der spez. Viskosität von 0,35 unter starkem Rühren dispergiert (8000U/min, Rührscheibendurchmesser 50mm).A 67% by weight aqueous slurry of natural marble with a grain distribution such that 60% by weight of the particles have an equivalent spherical diameter <2 μm (as measured on the Sedigraph 5100) was 0.33% by weight, reported , on the dry marble of the copolymer of Example 12, but with different intrinsic viscosities resp. Molecular weights, and 0.06Gew .-%, rel. on the dry marble, the partially neutralized polyacrylate of Example 12 with the spec. Viscosity of 0.35 with vigorous stirring dispersed (8000U / min, stirrer diameter 50mm).
Grenzviskosität des Viskosität der SuspensionIntrinsic viscosity of the viscosity of the suspension
kationischen Copolymers 1 Std. nach dem Dispergierencationic copolymer 1 hour after dispersing
9,2 ml/g 730mPas9.2 ml / g 730mPas
12,8 ml/g 500mPas12.8 ml / g 500mPas
15,5 ml/g 350mPas15.5 ml / g 350mPas
16,2 ml/g 156mPas16.2 ml / g 156mPas
31,2ml/g 112mPas31.2ml / g 112mPas
48,5 ml/g 840mPas48.5 ml / g 840mPas
Die optimale Grenzviskosität des verwendeten kationischen Copolymers liegt zwischen 15ml/g und 40 ml/g.The optimum intrinsic viscosity of the cationic copolymer used is between 15 ml / g and 40 ml / g.
Eine 70gew.-%ige wäßrige Aufschlämmung von natürlichem Marmor mit einer Kornverteilung, so daß 60Gew.-% der Teilchen einen äquivalent sphärischen Durchmesser < 2μηι aufweisen (gemessen auf dem Sedigraph 5100), wurden mit 0,33Gew.-%, bez. auf den trockenen Marmor, des Copolymers aus Beispiel 12 und 0,06Gew.-%, bez. auf den trockenen Marmor, Polyacrylsäure (spez. Viskosität 0,35) mit einem verschiedenem Neutralisationsgrad der Carboxylgruppen mit Natronlauge, unter starkem Rühren dispergiert (8000 U/min, Rührscheibendurchmesser 50mm).A 70 wt .-% aqueous slurry of natural marble with a particle size distribution, so that 60Gew .-% of the particles have an equivalent spherical diameter <2μηι (measured on the Sedigraph 5100), were with 0.33Gew .-%, rel. on the dry marble, the copolymer of Example 12 and 0.06Gew .-%, rel. on the dry marble, polyacrylic acid (specific viscosity 0.35) with a different degree of neutralization of the carboxyl groups with sodium hydroxide, with vigorous stirring dispersed (8000 U / min, 50 mm stirring disc diameter).
Die beste Langzeitstabilität wird mit einer Polyacrylsäure, bei weichet 5-10 Moi-% der Carboxylgruppen neutralisiert sind, erreicht.The best long-term stability is achieved with a polyacrylic acid in which 5-10% by mole of the carboxyl groups are neutralized.
-50- 297 92D-50- 297 92D
Betspiel 15Bet game 15
Eine 70gew.-%!ge wäßrige Aufschlämmung von natürlichem Marmor mit einer Kornverteilung, so daß 60Gew.-% der Teilchen einen äquivalent sphärischen Durchmesser < 2 μσι aufweisen (gemessen auf dem Sedigraph 5100), wurde mit 0,33Gew.-%, bez. auf den trockenen Marmor, verschiedener prozentualer molarer Zusammensetzungen df«! Copolymers aus Beispiel 12 und 0,06Gew.-%, bez. auf den trockenen Marmor, des teilneutralisierten Polyacrylate (spez. Viskosität 0,35, aus Beispiel 12) unter starkem Rühren dispergiert (8000U/min, Rührscheibendurchmesser 50mm).A 70% by weight aqueous slurry of natural marble having a grain distribution such that 60% by weight of the particles have an equivalent spherical diameter <2μσι (as measured on the Sedigraph 5100) was 0.33% by weight, reported , on dry marble, various percent molar compositions df «! Copolymers of Example 12 and 0.06Gew .-%, rel. on the dry marble, the partially neutralized polyacrylates (specific viscosity 0.35, from Example 12) with vigorous stirring dispersed (8000U / min, stirrer diameter 50mm).
Die optimale Monomerzusammensetzung des kationischen Polyelektrolyten liegt bei 95Mol-% kationischer Verbindung und 5 Mol-% anionischer Verbindung.The optimum monomer composition of the cationic polyelectrolyte is 95 mole percent cationic compound and 5 mole percent anionic compound.
Eine 67gew.-%ige wäßrige Aufschlämmung von natürlichem Marmor mit einem äquivalent sphärischen mittleren Teilchendurchmesser von 12μπι (gemessen auf dem Sedigraph 510C) wurde mit der folgenden Rezeptur in einer Dynomill (0,61 Mahlbehälter) unter Verwendung von Mahlkörparn aus Glas (ö 1 mm) auf eine Kornverteilungskurve, so daß 60Gew.-% der Teilchen einen äquivalenten sphärischen Durchmesser < 2 pm (gemessen auf dem Sedigraph 5100) aufwiesen, aufgemahlen.A 67 wt% aqueous slurry of natural marble having an equivalent spherical mean particle diameter of 12μπι (as measured on the Sedigraph 510C) was made with the following formulation in a Dynomill (0.61 grind container) using glass grindings (δ 1 mm ) to a grain distribution curve so that 60% by weight of the particles had an equivalent spherical diameter <2 μm (as measured on the Sedigraph 5100).
Rezeptur 5000g MarmorRecipe 5000g marble
15g amphoteres, kationisches Polymer entsprechend der Formel des Beispiels 1215 g amphoteric, cationic polymer according to the formula of Example 12
1,35g Polyacrylsäure (spez. Viskosität 0,54), 5 Mol-% der Carboxylgruppen neutr. mit NaOH, vor der Mahlung zugegeben 3,15g Polyacrylsäure (spez. Viskosität 0,54), 5 Mol-% der Carboxylgruppen neutr. mit NaOH, während dor Mahlung zugegeben 2472g Wasser1.35 g polyacrylic acid (specific viscosity 0.54), 5 mol% of the carboxyl groups neutral with NaOH, before the grinding added 3.15 g polyacrylic acid (specific viscosity 0.54), 5 mol% of the carboxyl groups neutral with NaOH while grinding added 2472g of water
In Beispiel 16 ist deutlich zu erkennen, daß bei der erfindungsgemäßen Art und Kombination von anionischen und kationischen Polyelektrolyten eine sehr1 tiefe und über Wochen stabile Viskosität auch bei durch Mahlen erzeugten !einteiligen Mineral- und/oder Füllstoff- und/oder Pigment Suspensionen herzustellen ist.In Example 16, can be clearly seen that produced in the inventive type and combination of anionic and cationic polyelectrolyte a very deep one and stable for weeks viscosity even at by grinding! One-piece mineral and / or filler and / or produce pigment suspensions ,
Eine 67gew.-%ige wäßrige Aufschlämmung von Champagnekreide mit einem äquivalent sphärischen mittleren Teilchendurchmesser von 12μιη (gemessen auf dem Sedigraph 5100) wurde mit der folgenden Rezeptur in einer Dynomill (0,6! Mahlbehälter) unter Verwendung von Mahlkörpern aus Glas (01mm) auf eine Kornverteilungskurve, so daß 67Gew.-% der Teilchen einen äquivalenten sphärischen Durchmesser <2pm (gemessen auf dem Sedigraph 5100) aufwiesen, aufgemahlen.A 67% by weight aqueous slurry of champagne chalk having an equivalent spherical mean particle diameter of 12μιη (as measured on the Sedigraph 5100) was coated with the following formulation in a Dynomill (0.6 ℓ grinding bowl) using glass (01mm) grinding media a grain distribution curve so that 67% by weight of the particles had an equivalent spherical diameter <2 μm (as measured on the Sedigraph 5100).
Rezepturrecipe
5000g Champagnekreide5000g champagne chalk
25g amphoteres, kationisches Polymer aus Beispiel 1225 g amphoteric, cationic polymer from Example 12
0,5g Polyacrylsäure (spez. Viskosität 0,64} 5 Mol-% der Carboxylgruppen neutr. mit NaOH, vor der Mahlung zugegeben 2472 g Wasser0.5 g of polyacrylic acid (specific viscosity 0.64) 5 mol% of the carboxyl groups neutral with NaOH, before the grinding added 2472 g of water
Viskosität in mPasViscosity in mPas
nach 1 Std. 1Tag 5Tage 10Tage 20 Tageafter 1 hour 1 day 5 days 10 days 20 days
2400 3900 >50002400 3900> 5000
2,5g Polyacrylsäure (spez. Viskosität 0,54), 5 Mol-% der Carboxylgruppen neutr. mit NaOH, 5min nach der Mahlung unter intensivem Rühren zugegeben (8000U/min, Rührscheibendurchmesser 50mm)2.5 g polyacrylic acid (specific viscosity 0.54), 5 mol% of the carboxyl groups neutral with NaOH, 5 min after grinding with intensive stirring added (8000U / min, stirring disc diameter 50 mm)
Viskosität in mPasViscosity in mPas
nach 1 Std. ITag 5Tage 10Tage 20 Tageafter 1 hour ITag 5days 10days 20 days
235 230 200 200 210235 230 200 200 210
Im Beispiel 17 ist deutlich zu erkennen, daß auch eine nachträgliche Zugabe des erfindungsgemäßen anionischen Polyelektrolyten eine enorme Viskositätssenkung zur Folge hat und die Viskosität über Wochen stabil bleibt.In Example 17 it can be clearly seen that a subsequent addition of the anionic polyelectrolyte according to the invention results in an enormous reduction in viscosity and that the viscosity remains stable for weeks.
Eine 60gew.-%ige wäßrige Aufschlämmung von natürlichem Marmor mit einem äquivalent sphärischen mittleren Teilchendurchmesser von 12 μηη (gemessen auf dem Sedigraph 5100) wurde mit der folgenden Rezeptur in einer Dynomill (0,61 Mahlbehälter) unter Verwendung von Mahlkörpern aus Glas (01 mm) auf eine Kornverteilur.gskurve, so daß 88Gew.-% der Teilchen einen äquivalent sphärischen Durchmesser <2pm (gemessen auf dem Sedigraph 5100) aufwiesen, aufgemahlen.A 60 wt% aqueous slurry of natural marble having an equivalent spherical mean particle diameter of 12 μm (measured on the Sedigraph 5100) was coated with the following formulation in a Dynomill (0.61 grind container) using glass grindstones (01 mm ) to a grain distribution curve so that 88% by weight of the particles had an equivalent spherical diameter <2 μm (as measured on the Sedigraph 5100).
Rezoptur5000g Marmor40g amphoteres, kationisches Polymer aus Beispiel1,35g Polyacrylsäure (spez. Viskosität 0,54), 5 Mol-% der Carboxylgruppen neutr. mit NaOH, vor der Mahlung zugegeben.Rezoptur5000g marble 40g amphoteric, cationic polymer from example 1.35g polyacrylic acid (specific viscosity 0.54), 5 mol% of the carboxyl groups neutral with NaOH, added before the grinding.
2,65 g Polyacrylsäure (spez. Viskosität 0,54), 5 Mol-% der Carboxylgruppen neutr. mit NaOH, während der Mahlung zugegeben 3363g Wasser2.65 g of polyacrylic acid (specific viscosity 0.54), 5 mol% of the carboxyl groups neutral with NaOH, during the grinding added 3363 g of water
Auch sehr hohe Feinheiten, wie sie in Streichrezepturen Verwendung finden, sind problemlos durch Mahlen von grob gebrochenem Rohgestein bei hohen Konzentrationen herstellbar.Even very high finenesses, such as those used in coating formulations, can easily be produced by grinding coarsely crushed raw rock at high concentrations.
Eine 67gew.-%ige wäßrige Aufschlämmung von natürlicher Campagnekreide mit einem äquivalent sphärischen mittleren Teilchondurchmesser von Ιδμιη (gemessen auf dem Sedigraph 5100) wurde mit der folgenden Rezeptur in einer Dynomill (0,61 Mahlbehälter) unter Verwendung von Mahlkörpern aus Glas (01mm) auf eine Kornverteilungskurve, so daß 67 Gew.-% der Teilchen einen äquivalent sphärischen Durchmesser <2μιη (gemessen auf dem Sedigraph 5100) aufweisen, gemahlen.A 67% by weight aqueous campaign of natural Campagnekreide having an equivalent spherical mean particle diameter of Ιδμιη (measured on the Sedigraph 5100) was made with the following formulation in a Dynomill (0.61 grinding container) using glass (01mm) grinding media a grain distribution curve, so that 67 wt .-% of the particles have an equivalent spherical diameter <2μιη (measured on the Sedigraph 5100) ground.
Rezepturrecipe
5000g Chempagnekreide37,5g amphotares, kationisches Polymer aus Beispiel1,35g Polyacrylsäure (spez. Viskosität 0,54), 5Mol-% der Carboxylgruppen neutr. mit NaOH, vor der Mahlung zugegeben 7,65g Polyacrylsäure (spez. Viskosität 0,54), 5 Mol-% der Carboxylgruppen neutr. mit NaOH, während der Mahlung5000 g chempagn chalk37.5 g amphoteric, cationic polymer from example 1.35 g polyacrylic acid (specific viscosity 0.54), 5 mol% of the carboxyl groups neutral with NaOH, before the grinding added 7.65 g polyacrylic acid (specific viscosity 0.54), 5 Mol% of the carboxyl groups neutral with NaOH during milling
zugegeben2486g Wasseradded2486g of water
212 170 132 124mPas212 170 132 124mPas
Belsplol 20Belsplol 20
(Süßmeier mit 1801 Inhalt) mit Mahlkörpern aus Glas (0 1-2 mm) auf eine Kornverteilungskurve, so daß 63 Gew.-% der Teilcheneinen äquivalent sphärischen Durchmesser <2pm (gemessen auf dem Sedigraph 5100) bei einer Konzentration von 67,6Gew.-%(Süßmeier with 1801 content) with grinding media of glass (0 1-2 mm) on a particle size distribution curve, so that 63 wt .-% of the particles an equivalent spherical diameter <2pm (measured on the Sedigraph 5100) at a concentration of 67.6Gew. -%
Rezeptur400 kg Marmor1,4kg amphoteres, kationisches Polymer aus Beispiel0,12 kg Polyacrylsäure (spez. Viskosität 0,54) 5 Mol-% der Carboxylgruppen neutr. mit NaOH, vor der Mahlung zugegeben 0,24kg Polyacrylsäure (spez. Viskosität 0,54) 5 Mol-% der Carboxylgruppen neutr. mit NaOH, während der Mahlung zugegebenRecipe400 kg marble 1.4 kg amphoteric cationic polymer from example 0.12 kg polyacrylic acid (specific viscosity 0.54) 5 mol% of the carboxyl groups neutral with NaOH, before grinding added 0.24 kg polyacrylic acid (specific viscosity 0.54) 5 mol% of the carboxyl groups neutral with NaOH, added during the milling
197 kg Wasser197 kg of water
Im Pilot-plant-Maßstab wurde der im Beispiel 16 verwendete Marmor in einer vertikal angeordneten Perlmill (Süssmeier mit 1801 Inhalt) mit Mahlkörpern aus Glas (01-2 mm) auf eine Kornverteilungskurve, so daß 70Gew.-% der Teilchen einen äquivalent sphärischen Durchmesser <2pm (gemessen auf dem Sedigraph 5100) aufwiesen, bei einer Konzentration von 70,6Gew.-% vermählen. In Betches von ca. 600kg wurden 4to dieser Slurry hergestellt.On the pilot plant scale, the marble used in Example 16 was placed in a vertically arranged bead mill (1801 content sweetener) with glass frits (01-2 mm) on a grain distribution curve such that 70 wt% of the particles had an equivalent spherical diameter <2pm (measured on the Sedigraph 5100), milled at a concentration of 70.6 wt%. In Betches of about 600kg 4to this slurry were produced.
Rezeptur400 kg Marmor2,0kg amphoteres, kationisches Polymer aus Beispiel0,12kg Polyacrylsäure (spez. Viskosität 0,54), 5 Mol-% der Carboxylgruppen neutr. mit NaOH, vor der Mahlung zugegeben 0,36kg Polyacrylsäure (spez. Viskosität 0,54), 5 Mol-% der Carboxylgruppen neutr. mit NaOH, während der Mahlung zugegebenRecipe 400 kg marble 2.0 kg amphoteric cationic polymer from Example 0.12 kg polyacrylic acid (specific viscosity 0.54), 5 mol% of the carboxyl groups neutral with NaOH, before grinding added 0.36 kg polyacrylic acid (specific viscosity 0.54) , 5 mol% of the carboxyl groups neutral with NaOH, added during the milling
168kg Wasser168kg of water
450 420 400 400450 420 400 400
Eine 70gew.-%ige wäßrige Aufschlämmung von Titandioxyd mit einer Kornverteilung, so daß 94Gew.-% der Teilchen einen äquivalent sphärischen Durchmesser <2μηι aufweisen (gemessen auf dem Sedigraph 5100), wurden unter starken Scherkräften dispergiert (8000U/min, Rührscheiben 0 50mm).A 70 wt .-% aqueous slurry of titanium dioxide with a particle size distribution, so that 94Gew .-% of the particles have an equivalent spherical diameter <2μηι (measured on the Sedigraph 5100) were dispersed under strong shear forces (8000U / min, stirring discs 0 50mm ).
Rezeptur 150Og TiO2 Recipe 150Og TiO 2
7g amphoteres, kationisches Polymer aus Beispiel 12 640g Wasser zugeben7g amphoteric, cationic polymer from Example 12 add 640g of water
Viskosität in mPasViscosity in mPas
nachiStd. 1Tag 10Tage 20 TagenachiStd. 1 day 10days 20 days
275 - 300 290275 - 300 290
Eine 65gew.-%ige wäßrige Aufschlämmung von Titandioxyd mit einer Kornverteilung, so daß 94 Gew.-% der Teilchen einen äquivaleot sphärischen Durchmesser < 2 Mm aufweisen (gemessen auf dem Sedigraph 5100), wurden unter starken Scherkräften dispergiert (8000U/min, Rührscheiben 0 50mm).A 65% by weight aqueous slurry of titanium dioxide having a grain distribution such that 94% by weight of the particles have an equivalent spherical diameter <2 μm (as measured on the Sedigraph 5100) was dispersed under high shear forces (8000 rpm, stirrer discs 0 50mm).
Rezeptur 125OgTiO,Recipe 125OgTiO,
2g amphoteres, kationisches Polymer aus Baispiel 2 675g Wasser zugeben2g amphoteric cationic polymer from Example 2 add 675g of water
Viskosität in mPasViscosity in mPas
nachiStd. 1Tag 10Tage 20TagenachiStd. 1 day 10days 20days
350 370 400 420350 370 400 420
Eine 60gew.-%ige wäßrige Aufschlämmung von natürlichem CaSO4 mit einer Kornverteilung, so daß 23Gew.-% der Teilchen einen äquivalenten sphärischen Durchmesser <2um aufweisen (gemessen auf dem Sedigraph 5100 anionisch), wurden unter starken Scherkränun dispergiert (8000U/min, Rührscheiben 0 50mm).A 60% by weight aqueous slurry of natural CaSO 4 with a grain distribution such that 23% by weight of the particles have an equivalent spherical diameter <2 μm (measured on the Sedigraph 5100 anionic) was dispersed under high shear rate (8000 rpm). Stirring discs 0 50mm).
Rezeptur 100OgCaSO4 Recipe 100OgCaSO 4
3,6g amphoteres, kationisches Polymer aus Beispiel 12 670g Wasser zugebenAdd 3.6 g of amphoteric cationic polymer from Example 12 to 670 g of water
Viskosität in mPasViscosity in mPas
nachiStd. 1Tag 10Tage 20TagenachiStd. 1 day 10days 20days
350 390 400350 390 400
Eine 63gew.-%ige wäßrige Aufschlämmung von CaCO3 (74,5%iger Slurry aus Beispiel 7 A) und trockenem TaIc, wovon 47 Gew.-% der Teilchen einen äquivalent sphärischen Durchmesser <2 pm aufweisen (gemessen auf dem Sedigraph 5100), wurden unter starken Scherkräften dispergiert (8000U/min, Rührscheiben 0 50mm), so daß eine 1:1 Mischung Talc/CaCO3 entsteht.A 63% by weight aqueous slurry of CaCO 3 (74.5% slurry from Example 7A) and dry TaCl, of which 47% by weight of the particles have an equivalent spherical diameter <2 μm (measured on the Sedigraph 5100) were dispersed under strong shearing forces (8000 rpm, stirring disks 0 50 mm), so that a 1: 1 mixture of Talc / CaCO 3 is formed.
Rezepturrecipe
670g Slurry 74,5%ig aus Beispiel 7 A670 g of slurry 74.5% from Example 7 A
549g TaIc trocken 91%ig549g TaIc dry 91%
2,8g amphoteres, kationisches Polymer aus Beispiel 12 594 g Wasser zugeben2.8 g of amphoteric cationic polymer from Example 12 add 594 g of water
Viskosität in mPasViscosity in mPas
nachiStd. 1 Tag 2 TagennachiStd. 1 day 2 days
450 500450 500
DieindenHerstellungsbeispielen 20 + 21 hergestellten Marmorslurries wurden im Vergleich zu einem, heute üblicherweise mit anionischen Dispergiermitteln hergestellten Marmorslurry auf ihre Retention bei der Papierherstellung untersucht.The marble slurries prepared in Preparation Examples 20 + 21 were tested for their retention in papermaking compared to a marble slurry commonly prepared today with anionic dispersants.
Testbedingungen:Test conditions:
Stoff: 80% BirkensuJfat Mahlgrad 23° SRFabric: 80% birch suede Milled to 23 ° SR
20% Kiefernsulfat Retentionshilfsmittel: 0,05% Polyacrylamid (Grenzviskosität 700ml/g)20% pine sulfate retention aid: 0.05% polyacrylamide (intrinsic viscosity 700ml / g)
Durchführung der Retentionsuntersuchung nach Britt-Jar Firma Paper Research Material, SYRACUSE, U.S.A.:Carrying out retention test according to Britt-Jar Company Paper Research Material, SYRACUSE, U.S.A.
1. 275ml 2%ige Fasersuspension (atro 3,63g Fasern sowie 275ml des. Wasser ins Britt-Jar Gefäß geben;1. Add 275ml of 2% fiber suspension (atro 3.63g of fiber and 275ml of water to Britt-Jar jar;
2. Britt-Jar Rührer auf 700U/män;2. Britt-Jar stirrer on 700U / m;
3. 25,4m? 5%icje Mineral- und/oder Füllstoff- und/oder Pigmentsuspension zugeben;3. 25.4m? Add 5% of mineral and / or filler and / or pigment suspension;
4. nach 20see. die entsprechende Menge Retentionsmittei zugeben;4th to 20see. add the appropriate amount of retention agent;
5. nach weiteren 25ssc. Ablaufbahn öffnen und 100ml Siebwasser ablaufen lassen.5. after another 25ssc. Open the drainage path and drain 100 ml of white water.
6. Im Siebwa?ser wird der CaCOa-Anteil komplexometrisch nach Aufschließen mit HCI oder mit Flammen-AAS bestimmt. Bei anderer Mineralien und/oder Füllstoffen und/oder Pigmenten wird das Siebwasser über Membranfilter filtriert, vergeht bei 600"-, über einen alkalischen Schmelzaufschluß, z. B. mit NaOH/KOH im Zirkontiegel, in eine wasserlösliche Form gebracht u; id im angesäuerten Zustand mittels AAS bestimmt. Unter Berücksichtigung der entsprechenden Umrechnngsfaktoren kann iuf die jeweiligen Mineralien und/odor Füllstoffe und/oder Pigmente geschlossen werden.6. In the screen water, the CaCOa content is determined complexometrically after digestion with HCl or with flame AAS. For other minerals and / or fillers and / or pigments, the white water is filtered through membrane filters, passes through an alkaline melt digestion, eg with NaOH / KOH in the zirconium crucible, into a water-soluble form and in the acidified form Condition determined by AAS Taking into account the respective conversion factors, it is possible to infer the respective minerals and / or fillers and / or pigments.
7. Über den eingetragenen Anteil an Mineralien und/oder Füllstoffen und/oder Pigmenten pro 100ml und den im Siebwasser bestimmten Anteil an Mineralien und/oder Füllstoffen und/oder Pigmenten pro 100ml läßt sich die Füllstoff retention berechnen.7. On the registered portion of minerals and / or fillers and / or pigments per 100ml and the determined in the white water content of minerals and / or fillers and / or pigments per 100ml, the filler retention can be calculated.
Resultate:results:
Produkte: Füllstoff-Products: Filler
First-Pass-RetentionFirst Pass Retention
Anionisch stabilisierte Slurry mit 60% < 2 pm 41,1 %Anionically stabilized slurry with 60% <2 pm 41.1%
(0,1 B % Natriumpolyacrylat(0.1 B% sodium polyacrylate
spez.Visk.0,35)spez.Visk.0,35)
Anionisch stabilisierte Slurry mit 70% < 2 \im 35,3 %Anionically stabilized slurry with 70% <2 \ in 35.3%
(0,3 % Natriumpolyacrylat(0.3% sodium polyacrylate
spez. Visk. 0,54)spec. Visc. 0.54)
Slurry aus Herstellungsbeispiel 19 61,9%Slurry from Production Example 19 61.9%
Slurry aus Herstellungsbeispiel 20 67,8%Slurry from Production Example 20 67.8%
Durch den Einsatz eines mit dem erfindungsgemäßen, neuen Herstellungsverfahren produzierten Marmorslurry ist eine starke Steigerung der Füllstoffretsntion möglich ohne die Papierformation negativ zu beeinträchtigen, was einen enormen Sprung in der Entwicklung darstallt.By using a marble slurry produced by the novel production method according to the invention, a large increase in the filler content is possible without negatively affecting the paper formation, which represents a huge leap in development.
Die erfindungsgemäßen wäßrigen Suspensionen sowie das erfindungsgemäße Verfahren zu ihrer Herstellung weisen u. a. folgende Vorteile auf:The aqueous suspensions according to the invention and the process according to the invention for their preparation have u. a. following advantages:
- Im Gegensatz zu den bis heute bekannten Verfahren ist es möglich, hochkonzentrierte (> 60 Gew.-%) Mineral- und/oder Füllstoff- und/oder Pigment-Suspension durch Naßvermahlung aus grob gebrochenem Rohstein herzustellen.In contrast to the processes known to date, it is possible to produce highly concentrated (> 60% by weight) mineral and / or filler and / or pigment suspension by wet milling from coarsely crushed rough stone.
- Die Suspensionen weisen eine ausgezeichnete Lagerstabilität bei tiefen Viskositäten auf.- The suspensions have excellent storage stability at low viscosities.
- In der Anwendung ergeben sich z. B. große Vorteile bezüg'xh der Füllstoffretention in der Papiererzeugung.- In the application arise z. B. great advantages bezüg'xh the filler retention in paper production.
- Die Mahlung und Dispergierung ist unter hohen Mahlkräften und bei Siedetemperatur des Wassers möglich.- The grinding and dispersion is possible under high grinding forces and boiling temperature of the water.
Claims (23)
_ (CH2)n S=O und/oderO
_ (CH 2 ) n S = O and / or
(An)" = Chlorid, Bromid,Jodid, HSO^CHaSOr und/oder Nitrit, bevorzugt dieNa + , K + , Li +
(An) "= chloride, bromide, iodide, HSO ^ CHaSOr and / or nitrite, preferably the
leicht anionisch a = 49-47 Mol-% b + c = 51-53Mol-%amphoteric
slightly anionic a = 49-47 mol% b + c = 51-53 mol%
leicht anionisch a = 49-48 Mol-% b + c = 51-52Mol-%amphoteric
slightly anionic a = 49-48 mol% b + c = 51-52 mol%
leichtanionisch a 49-47 Mol-%amphoteric
light anionic a 49-47 mol%
leicht anionisch
a = 49-48 Mol-%amphoteric
slightly anionic
a = 49-48 mol%
oder:b + c = 51-52 mol%
or:
leicht anionisch
a = 49-48,5 Mol-%
b +c = 51-51,5MoIamphoteric
slightly anionic
a = 49-48.5 mol%
b + c = 51-51.5 MoI
leicht anionisch
a = 49 Mol-%
b « 51 Mol-%amphoteric
slightly anionic
a = 49 mol%
b «51 mol%
leichtanionisch
a = 49 Mol-%
b = 51 Mol-%
c = < 1 Mol-%amphoteric
leichtanionisch
a = 49 mol%
b = 51 mol%
c = <1 mol%
leichtanionisch
a = 49 Mol-%
b = 2Mol-%
c = 49 Mol-%amphoteric
leichtanionisch
a = 49 mol%
b = 2mol%
c = 49 mol%
leicht anionisch
a = 47~49Mol-%
= 51-53Mol-%amphoteric
slightly anionic
a = 47 ~ 49mol%
= 51-53mol%
leicht anionisch
a = 48-40 Mol-%
b+ c = 51-52 Mol-%amphoteric
slightly anionic
a = 48-40 mol%
b + c = 51-52 mol%
leichtanionisch
a = 48,5-49 Mol-%amphoteric
leichtanionisch
a = 48.5-49 mol%
leichtanionisch
a = 49 Mol-%
b +c =51 Mol-%amphoteric
leichtanionisch
a = 49 mol%
b + c = 51 mol%
leicht kationisch
a = 51-53 Mol-%
b + c = 49-47 Mol-%amphoteric
slightly cationic
a = 51-53 mol%
b + c = 49-47 mol%
leicht kationisch
a = 51-52 Mol-%
= 49-48 Mol-%amphoteric
slightly cationic
a = 51-52 mol%
= 49-48 mol%
leicht kationisch
a = 51 Mol-%
b + c = 49 Mol-%amphoteric
slightly cationic
a = 51 mol%
b + c = 49 mol%
sein kann.and (on) chloride and / or bromide and / or iodide and / or HSO4 and / or CH3SO4 and / or nitrite, preferably chloride, preferably R 1 = Hoder-CHa R 2 = -CH 3 or-C 2 H 5 R 3 = -CH 3 or-C 2 H 5 R 4 = -CH 3 Ws-C 4 H 9 and isomers X = O or NH Y = -CH r preferably bis-C 5 H 10 -, preferably-( CH 2 ) 3 -, R 5 and R 6 = H
can be.
wobei R5 auchwhere R 1 , R 6 , R 8 and R 7 = H and / or R 1 to R 7 = alkyl and / or - aryl,
wherein R 5 and
R8 und R9 =
-H und/oder
-Alkyl und/oder -Aryl sein kann; R8 und R9 auchcan be,
R 8 and R 9 =
-H and / or
Alkyl and / or aryl; R 8 and R 9 also
wenncan be,
if
b = 70-99 Mol-%
sind.Monomer units carry predominantly negative charges, one or more of the compounds from the group of compounds according to the above general formula, wherein a = 1-30 mol% and
b = 70-99 mol%
are.
\C
\
BI
B
(KaO+ in which
(KaO +
(An)" = Halogeniden(KaO + = alkali ion
(An) "= halides
(An)" = Cr(KaI) + = Na +
(An) "= Cr
2-30Gew.-% anionischem teilneutralisierten Polyelektrolyt und/oder amphoteremand
2-30% by weight anionic partially neutralized polyelectrolyte and / or amphoteric
5-25 Gew.-% anionischem teilneutraiisierten Polyelektrolyt und/oder amphoteremand
5-25% by weight anionic partially neutralized polyelectrolyte and / or amphoteric
10-20 Gew.-%anionischem teilneutralisierten Polyelektrolyt und/oder amphoteremand
10-20 wt .-% anionic partially neutralized polyelectrolyte and / or amphoteric
20Gew.-% anionischem teilneutralisierten Polyelektrolyt und/oder amphoteremand
20% by weight anionic partially neutralized polyelectrolyte and / or amphoteric
10Gew.-% anionischem teilneutralisierten Polyelektrolyt und/oder amphoterem teilneutralisierten anionischen Polyelektrolyt besteht, wobeiand
10 wt .-% anionic partially neutralized polyelectrolyte and / or amphoteric partially neutralized anionic polyelectrolyte, wherein
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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---|---|
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Family Applications (1)
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DD (1) | DD297920A5 (en) |
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