DE60023072T2 - Aqueous dispersions - Google Patents

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Dispersionen oder Aufschlämmungen von teilchenartigen Feststoffen in Wasser, insbesondere Dispersionen von mineralischen Feststoffen, welche normalerweise dazu neigen zu aggregieren, zu sedimentieren oder eine eigene Phase zu bilden, und ein Verfahren zum Unterdrücken solcher Phänomene in Aufschlämmungen, welche solche mineralischen Teilchen enthalten, um dadurch die Viskosität solcher Aufschlämmungen zu verbessern, was sie verarbeitungsfähiger macht.The The present invention relates to dispersions or slurries of particulate solids in water, especially dispersions of mineral solids that normally tend to aggregate, sediment or form a separate phase, and a method for suppressing such phenomena in slurries, which contain such mineral particles, thereby reducing the viscosity of such slurries to improve what makes them more workable.

Die vorliegende Erfindung ist zum Herstellen von Aufschlämmungen von verschiedenen teilchenförmigen Feststoffen geeignet, z.B. Calciumcarbonat für die Papierindustrie und Tone zur Verwendung in der Keramikindustrie, aber in der Tat kann die Erfindung zum Herstellen einer bearbeitbaren wäßrigen Dispersion oder Aufschlämmung von jedweden festen Teilchen in hohen Konzentrationen verwendet werden.The The present invention is for making slurries of different particulate Suitable for solids, e.g. Calcium carbonate for the paper industry and clays for use in the ceramics industry, but in fact the Invention for making a workable aqueous dispersion or slurry of any solid particles can be used in high concentrations.

Frühere Versuche zum Herstellen solcher wäßrigen Dispersionen sind beispielsweise in EP-B-0129329 beschrieben. Diese Druckschrift offenbart Pigmentaufschlämmungen, welche wasserlösliche Polymere mit einem Molekulargewicht von 1.500 bis 6.000 enthalten, welche aus einem oder mehreren ethylenisch ungesättigten Monomeren gebildet sind und Säuregruppen, ausgewählt aus Carboxyl- und Sulfongruppen, enthalten. Die vorliegende Erfindung zeigt ein verbessertes Leistungsverhalten gegenüber diesem Stand der Technik.Earlier experiments for preparing such aqueous dispersions are described for example in EP-B-0129329. This document discloses pigment slurries, which water-soluble polymers containing a molecular weight of 1,500 to 6,000, which formed from one or more ethylenically unsaturated monomers are and acid groups, selected from carboxyl and sulfone groups. The present invention shows improved performance over this prior art.

US-A-4,868,228 offenbart Mahlmittel in wäßrigen Suspensionen von mineralischen Materialien und insbesondere die Verwendung solcher Mahlmittel zum Herstellen wäßriger Suspensionen von mineralischen Feststoffen mit niedriger Viskosität. Es ist beschrieben, daß die Mahlmittel Acrylsäurepolymere und/oder Copolymere sind, welche durch mindestens ein Neutralisierungsreagens mit einer einwertigen Funktion und mindestens einem Neutralisierungsreagens mit einer mehrwertigen Funktion vollständig neutralisiert sind.US-A-4,868,228 discloses milling media in aqueous suspensions of mineral materials and in particular the use of such Milling agent for preparing aqueous suspensions of mineral solids with low viscosity. It is described that the Milling agent acrylic acid polymers and / or copolymers which are replaced by at least one neutralizing reagent with a monovalent function and at least one neutralizing reagent are completely neutralized with a multi-valued function.

EP-A2-0705892 zeigt Dispersionen oder Aufschlämmungen von festen Teilchen in Wasser, welche ebenfalls eine Phosphonocarbonsäure oder ein wasserlösliches Salz davon mit der folgenden Formel als eine Dispergierung enthalten: H[CHRCHR]n-PO3M2/v wobei mindestens eine Gruppe R in jeder Einheit eine COOM1/v-Gruppe und die andere Gruppe R Wasserstoff oder eine COOM1/v-, Hydroxyl-, Phosphono-, Sulfono-, Sulfato-, C1-7-Alkylgruppe oder eine Carboxylat-, Phosphono-, Sulfono-, Sulfato- und/oder Hydroxy-substituierte C1-7-Alkyl- oder C1-7-Alkenylgruppe ist, und jedes M ein Kation ist, sodaß das phosphonierte Carboxylat wasserlöslich ist und n (die Anzahl der Monomereinheiten in polymerisierter Form in der Polymerkette) von 1 bis 6 und vorzugsweise weniger als 5, z.B. 1 bis 3, ist. Die dispergierten festen Teilchen in diesem bekannten Stand der Technik haben vorzugsweise eine Teilchengröße von weniger als 1 mm, z.B. weniger als 0,5 mm, vorzugsweise 0,5 bis 100 μm, besonders 1 bis 50 μm.EP-A2-0705892 shows dispersions or slurries of solid particles in water which also contain a phosphonocarboxylic acid or a water-soluble salt thereof having the following formula as a dispersion: H [CHRCHR] n -PO 3 M 2 / v wherein at least one group R in each unit is a COOM 1 / v group and the other group R is hydrogen or a COOM 1 / v , hydroxyl, phosphono, sulfono, sulfato, C 1-7 alkyl group or a carboxylate -, phosphono, sulfono, sulfato and / or hydroxy substituted C 1-7 alkyl or C 1-7 alkenyl group, and each M is a cation such that the phosphonated carboxylate is water soluble and n (the number the monomer units in polymerized form in the polymer chain) is from 1 to 6, and preferably less than 5, eg 1 to 3. The dispersed solid particles in this prior art preferably have a particle size of less than 1 mm, for example less than 0.5 mm, preferably 0.5 to 100 μm, especially 1 to 50 μm.

Die vorliegende Erfindung strebt an, verbesserte Dispersionen oder Aufschlämmungen von festen Teilchen in Wasser bereitzustellen. Es ist wohl bekannt, vgl. z.B. WO-A-92/00347, daß es besonders schwierig ist, stabile Dispersionen von feinen Materialien zu erreichen; daher ist es von besonderem Interesse, stabile Dispersionen von feinen festen Teilchen herzustellen, wie solche, welche einen signifikanten Anteil mit einer Teilchengröße von weniger als 2 μm aufweisen.The The present invention seeks to improve dispersions or slurries of solid particles in water. It is well known see. e.g. WO-A-92/00347, that it especially difficult is stable dispersions of fine materials to reach; therefore, it is of particular interest to use stable dispersions of fine solid particles, such as those which produce a have significant fraction with a particle size of less than 2 microns.

Die vorliegende Erfindung stellt daher eine Dispersion eines teilchenförmigen Feststoffes in einem Medium, enthaltend Wasser und mindestens ein Dispersionsmittel bereit, dadurch gekennzeichnet, daß das Dispersionsmittel ein wasserlösliches Polymer umfaßt:

Figure 00030001
worin X H, Na, K, Ca, Mg, NH4 + oder A ist und
A ein Polymer, Copolymer oder wasserlösliches Salz davon ist, umfassend ein oder mehrere der folgenden Monomere in polymerisierter Form:
Figure 00030002
worin R1 H, OH, C1 bis C9-Alkyl oder -Alkoxy oder Acetoxy oder Acetat ist, R2 H, C1 bis C3-Alkyl oder -Alkoxy, COOR3 ist, R3 H, Na, K oder C1 bis C10-Alkyl ist;
Hydroxypropylacrylat, Propylmethacrylat, 2-Acrylamido-2-propansulfonsäure, Natriumstyrolsulfonat, Natriumallylsulfonat, Vinylsulfonsäure und Salze davon, Acrylamid, Methacrylamid, tert.-Butylacrylamid, (Meth)acrylnitril, Styrol, Vinylacetat, Allyloxy-2-hydroxypropylsulfonat und Dialkylacrylamid,
und weiter worin A mindestens 10 Monomere in polymerisierter Form enthält.The present invention therefore provides a dispersion of a particulate solid in a medium containing water and at least one dispersing agent, characterized in that the dispersing agent comprises a water-soluble polymer:
Figure 00030001
wherein X is H, Na, K, Ca, Mg, NH 4 + or A and
A is a polymer, copolymer or water-soluble salt thereof comprising one or more of the following monomers in polymerized form:
Figure 00030002
wherein R 1 is H, OH, C 1 to C 9 alkyl or alkoxy or acetoxy or acetate, R 2 is H, C 1 to C 3 alkyl or alkoxy, COOR 3 , R 3 is H, Na, K or C 1 to C 10 alkyl;
Hydroxypropyl acrylate, propyl methacrylate, 2-acrylamido-2-propanesulfonic acid, sodium styrenesulfonate, sodium allylsulfonate, vinylsulfonic acid and salts thereof, acrylamide, methacrylamide, tert-butylacrylamide, (meth) acrylonitrile, styrene, vinyl acetate, allyloxy-2-hydroxypropylsulfonate and dialkylacrylamide,
and further wherein A contains at least 10 monomers in polymerized form.

Die Anzahl der Monomere in polymerisierter Form kann von 10 bis mehr als 100 sein, aber vorzugsweise ist sie von 15 bis 85 und noch bevorzugter von 25 bis 60. Die Dispersionsmittel können ein Gewichtsmittel des Molekulargewichts von 1.000 bis 10.000 aufweisen, und Dispersionsmittel mit einem Gewichtsmittel des Molekulargewichts von 2.000 bis 6.000 sind besonders bevorzugt. Obwohl stabile Dispersionen mit geringer Viskosität mit Dispersionsmitteln mit einem höheren Molekulargewicht erhalten werden können, gibt es eine erhöhte Tendenz zur Gelbildung mit Polymeren mit einem Molekulargewicht über 6.000, was in einigen Anwendungen nachteilig sein kann.The Number of monomers in polymerized form may be from 10 to more being 100, but preferably 15 to 85 and more preferable from 25 to 60. The dispersants may be a weight average of Molecular weight of 1,000 to 10,000, and dispersant having a weight average molecular weight of 2,000 to 6,000 are particularly preferred. Although stable dispersions with lower viscosity obtained with dispersants having a higher molecular weight can be there is an increased Tendency to gel with polymers of molecular weight over 6,000, which can be disadvantageous in some applications.

Die Erfindung ist insbesondere zur Bildung von Dispersionen von sehr feinen Teilchen geeignet, z.B. solche, in welchen 70% oder mehr der Teilchen unter 2 μm sind, und vorzugsweise solche, in welchen 70% oder mehr unter 1 μm sind. Die Erfindung funktioniert besonders gut mit Dispersionen von feinen Teilchen, in welchen 95% oder mehr der Teilchen unter 1 μm sind.The This invention is particularly useful for forming dispersions fine particles, e.g. those in which 70% or more the particles below 2 microns and preferably those in which 70% or more are below 1 μm. The Invention works particularly well with dispersions of fine Particles in which 95% or more of the particles are below 1 μm.

Das wasserlösliche Dispersionsmittel ist vorzugsweise ein Phosphono-terminiertes Homo- oder Copolymer von Acrylsäure. Falls das Dispersionsmittel ein Copolymer ist, können das andere Monomer Maleinsäure oder Maleinsäureanhydrid, Methacrylsäure, sulfonisch ungesättigte Monomere oder jedwede ungesättigte polymerisierbare Monomere mit einer COOH-Gruppe sein. Solche Polymere können beispielsweise gemäß US 4,046,707, US 5,376,731, US 5,077,361 und US 5,294,686 hergestellt werden.The water-soluble Dispersing agent is preferably a phosphono-terminated homo- or copolymer of acrylic acid. If the dispersant is a copolymer, the other monomer may be maleic acid or maleic anhydride, methacrylic acid, sulfonic unsaturated Monomers or any unsaturated polymerizable Be monomers with a COOH group. Such polymers may be, for example according to US 4,046,707, US 5,376,731, US 5,077,361 and US 5,294,686.

Der dispergierte oder suspendierte Feststoff kann jedweder teilchenförmige Feststoff sein, welcher chemisch ausreichend inert ist, um in einem wäßrigen Medium dispergiert oder suspendiert zu werden. Die Teilchen sind vorzugsweise anorganisch und im wesentlichen in Wasser unlöslich. Beispiele schließen Calciumcarbonat, Tone, Kaolin, Talk und metallische Oxide ein.Of the dispersed or suspended solid may be any particulate solid which is chemically sufficiently inert to be in an aqueous medium to be dispersed or suspended. The particles are preferably inorganic and essentially insoluble in water. Examples include calcium carbonate, Clays, kaolin, talc and metallic oxides.

Das flüssige Medium kann Wasser oder eine Wasser enthaltende Lösung sein. Dieses Medium kann ebenfalls Alkohole, Glykole, grenzflächenaktive Mittel oder Benetzungsmittel enthalten.The liquid Medium may be water or a solution containing water. This medium may also contain alcohols, glycols, surfactants Contain agent or wetting agent.

Die Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung stellt mindestens zwei wichtige Vorteile bereit, nämlich eine Reduktion der Viskosität der Dispersion und eine Reduktion der Tendenz der Dispersion, ein Gel, besonders bei feinen Teilchendispersionen, zu bilden. Zusätzlich werden diese Vorteile für Systeme erhalten, in welchen der Gewichtsprozentanteil der festen Teilchen in der Dispersion hoch ist, z.B. größer als 60% und vorzugsweise größer als 75%.The Composition of the present invention provides at least two important benefits, namely a reduction in viscosity the dispersion and a reduction in the tendency of the dispersion, a Gel, especially with fine particle dispersions. In addition will be these benefits for Get systems in which the weight percentage of solid Particles in the dispersion is high, e.g. greater than 60% and preferably greater than 75%.

Schließlich stellt die Erfindung auch ein Verfahren zum Reduzieren der Viskosität einer Dispersion von festem Teilchenmaterial in einem wäßrigen Medium bereit, umfassend das Inkontaktbringen des wäßrigen Mediums, entweder vor oder nach Bilden der Dispersion des festen Teilchenmaterials, mit einer wirksamen Menge von mindestens einem Dispersionsmittel, wobei dieses Dispersionsmittel ein wasserlösliches Polymer umfaßt, umfassend:

Figure 00050001
worin X H, Na, K, Ca, Mg, NH4 + oder A ist und
A ein Polymer, Copolymer oder wasserlösliches Salz davon ist, umfassend ein oder mehrere der folgenden Monomere in polymerisierter Form:
Figure 00050002
worin R1 H, OH, C1 bis C9-Alkyl oder -Alkoxy oder Acetoxy oder Acetat ist, R2 H, C1 bis C3-Alkyl oder -Alkoxy, COOR3 ist, R3 H, Na, K oder C1 bis C10-Alkyl ist;
Hydroxypropylacrylat, Propylmethacrylat, 2-Acrylamido-2-propansulfonsäure, Natriumstyrolsulfonat, Natriumallylsulfonat, Vinylsulfonsäure und Salze davon, Acrylamid, Methacrylamid, tert.-Butylacrylamid, (Meth)acrylnitril, Styrol, Vinylacetat, Allyloxy-2-hydroxypropylsulfonat und Dialkylacrylamid,
und weiter worin A mindestens 10 Monomere in polymerisierter Form enthält.Finally, the invention also provides a method for reducing the viscosity of a dispersion of solid particulate material in an aqueous medium, comprising contacting the aqueous medium, either before or after forming the dispersion of solid particulate material, with an effective amount of at least one dispersant this dispersant comprises a water-soluble polymer comprising:
Figure 00050001
wherein X is H, Na, K, Ca, Mg, NH 4 + or A and
A is a polymer, copolymer or water-soluble salt thereof comprising one or more of the following monomers in polymerized form:
Figure 00050002
wherein R 1 is H, OH, C 1 to C 9 alkyl or alkoxy or acetoxy or acetate, R 2 is H, C 1 to C 3 alkyl or alkoxy, COOR 3 , R 3 is H, Na, K or C 1 to C 10 alkyl;
Hydroxypropyl acrylate, propyl methacrylate, 2-acrylamido-2-propanesulfonic acid, sodium styrenesulfonate, sodium allylsulfonate, vinylsulfonic acid and salts thereof, acrylamide, methacrylamide, tert-butylacrylamide, (meth) acrylonitrile, styrene, vinyl acetate, allyloxy-2-hydroxypropylsulfonate and dialkylacrylamide,
and further wherein A contains at least 10 monomers in polymerized form.

Es gibt drei allgemeine Verfahren zum Herstellen einer Dispersion von Calciumcarbonatfeingut:

  • 1) Kombinieren von natürlichem Calciumcarbonat (einschließlich Marmorstaub), Wasser und Dispersionsmittel miteinander und Mischen unter Bildung einer Aufschlämmung;
  • 2) Ausfällen von Calciumcarbonat aus einer wäßrigen Lösung von Natronkalk (Calciumhydroxid) und Kohlendioxid, Sammeln des ausgefallenen Materials und Mischen mit Wasser und einem Dispersionsmittel unter Bildung einer Aufschlämmung; und
  • 3) Zerkleinern von Calciumcarbonat zur gewünschten Teilchengröße und Mischen mit Wasser und Dispersionsmittel unter Bildung einer Aufschlämmung.
There are three general methods for preparing a dispersion of calcium carbonate fines:
  • 1) combining natural calcium carbonate (including marble dust), water and dispersant together and mixing to form a slurry;
  • 2) precipitating calcium carbonate from an aqueous solution of soda lime (calcium hydroxide) and carbon dioxide, collecting the precipitated material and mixing with water and a dispersant to form a slurry; and
  • 3) Crush calcium carbonate to the desired particle size and mix with water and dispersant to form a slurry.

Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die folgenden Beispiele beschrieben.The Invention will now be described with reference to the following examples described.

Allgemeines Verfahren (A) zum Herstellen von Dispersionen von entweder grob oder fein ausgefälltem Calciumcarbonat und Messung der Viskosität davon.General procedure (A) for preparing dispersions of either coarse or fine precipitated Calcium carbonate and measurement of the viscosity thereof.

  • a) Eine wäßrige Lösung wird durch Auflösung eines Dispersionsmittels in Wasser in einem Becherglas gebildet.a) An aqueous solution is through dissolution a dispersant formed in water in a beaker.
  • b) Die wäßrige Lösung wird dann gerührt und der zu dispergierende mineralische Feststoff zugegeben; um Agglomeration zu vermeiden, wird ein langsamer Zugabegrad benötigt.b) The aqueous solution is then stirred and the mineral solid to be dispersed added; around agglomeration To avoid this, a slow rate of addition is needed.
  • c) Rühren wird für etwa 10 Minuten nach Zugabe des mineralischen Feststoffes aufrechterhalten.c) stirring is for maintained about 10 minutes after addition of the mineral solid.
  • d) Schließlich wird sofort die Viskosität gemessen und dann nach 1 Stunde, 24 Stunden und 48 Stunden unter Verwendung von herkömmlichen Viskosimetern, wie Bookfield, Ford-Becher, etc.d) Finally Immediately the viscosity measured and then after 1 hour, 24 hours and 48 hours under Use of conventional Viscometers, such as Bookfield, Ford cups, etc.

Allgemeines Verfahren (B) zum Herstellen von Dispersionen von gemahlenem natürlichem Calciumcarbonat und Messung der Viskosität davon.General procedure (B) for preparing dispersions of ground natural Calcium carbonate and measurement of the viscosity thereof.

  • a) Wasser, Dispersionsmittel und das zu mahlende natürliche Calcium werden in ein Gefäß eingefüllt, welches das Mahlmittel (Kugeln) enthält.a) water, dispersants and to be ground natural Calcium are poured into a jar, which contains the grinding agent (balls).
  • b) Die Lösung wird dann geschüttelt oder gerührt, bis die gewünschte Teilchengröße erhalten wird.b) The solution is then shaken or stirred, until the desired Particle size obtained becomes.
  • c) Die Viskosität der Lösung wird dann sofort gemessen und dann nach 1 Stunde, 24 Stunden und 48 Stunden. Die Viskosität kann unter Verwendung herkömmlicher Viskosimeter gemessen werden, wie Bookfield, Ford-Becher, etc. Die in den vorstehenden Tests verwendeten Dispersionsmittel werden nachstehend in Tabelle 1 beschrieben:c) The viscosity of the solution is then measured immediately and then after 1 hour, 24 hours and 48 hours. The viscosity can be measured using conventional viscometers, such as Bookfield, Ford cup, etc. The dispersants used in the above tests are described in Ta belle 1 described:

Tabelle 1: Dispersionsmittelzusammensetzungen

Figure 00080001
Table 1: Dispersant Compositions
Figure 00080001

Schlüssel:Key:

DISPEX N40, DISPEX DP 6 und DISPEX 2695 sind handelsübliche Dispersionsmittel, welche von Allied Colloids Limited erhältlich sind. DISPEX ist eine Handelsmarke, die Allied Colloids Limited gehört.

AA
= Acrylsäure
MALAC
= Maleinsäure
AMPS
= 2-Acrylamido-2-methylpropansulfonsäure
EA
= Ethylacrylat
HEA
= Hydroxyethylacrylat
HPA
= Hydroxypropylacrylat
DISPEX N40, DISPEX DP 6 and DISPEX 2695 are commercial dispersants available from Allied Colloids Limited. DISPEX is a trademark owned by Allied Colloids Limited.
AA
= Acrylic acid
MALAC
= Maleic acid
AMPS
= 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid
EA
= Ethyl acrylate
HEA
= Hydroxyethyl acrylate
HPA
= Hydroxypropyl acrylate

Die Dispersionsmittel 1, 10 und 11 wurden unter Verwendung eines Fachleuten bekannten Verfahrens hergestellt, wobei Isopropylalkohol (IPA) als Kettenübertragungsmittel verwendet wurde. Die Dispersionsmittel 2, 6 und 9 wurden unter Verwendung von Natriumhypophosphit (NaHP) als Kettenübertragungsmittel hergestellt. Die Dispersionsmittel 7 und 8 wurden unter Verwendung von Natriummetabisulfit (SMBS) hergestellt, und die Dispersionsmittel A–I sind Phosphonat enthaltende Polymere der vorliegenden Erfindung und wurden alle unter Verwendung von Phosphonsäure (H3PO3) als Kettenübertragungsmittel hergestellt.Dispersants 1, 10 and 11 were prepared using a method known to those skilled in the art using isopropyl alcohol (IPA) as the chain transfer agent. Dispersants 2, 6 and 9 were prepared using sodium hypophosphite (NaHP) as a chain transfer agent. The dispersants 7 and 8 were prepared using sodium metabisulfite (SMBS) and the dispersants A-I are phosphonate-containing polymers of the present invention and were all prepared using phosphonic acid (H 3 PO 3 ) as a chain transfer agent.

Beispiel 1: Messung der Viskosität und Geltendenz für Dispersionen von ausgefälltem Calciumcarbonat mit Teilchengröße 70% < 2 MikrometerExample 1: Measurement of viscosity and validity for Dispersions of precipitated Calcium carbonate with particle size 70% <2 microns

Wäßrige Dispersionen von ausgefälltem Calciumcarbonat mit Teilchengröße 70% < 2 Mikrometer wurden unter Verwendung des vorstehend beschriebenen allgemeinen Verfahrens (A) hergestellt. Die Viskositäts- und Geltendenzergebnisse sind nachstehend in Tabelle 2 angegeben.Aqueous dispersions from precipitated Calcium carbonate with particle size 70% <2 microns were using the general method described above (A) produced. The viscosity and Applicable results are given in Table 2 below.

Tabelle 2: Viskositäts- und Geltendenzergebnisse für Dispersionen von ausgefälltem Calciumcarbonat der Teilchengröße 70% < 2 Mikrometer

Figure 00100001
Table 2: Viscosity and Assay Results for Precipitated Calcium Carbonate Dispersions of 70% <2 microns particle size
Figure 00100001

Die vorstehenden Ergebnisse zeigen, daß die in der vorliegenden Erfindung verwendeten Dispersionsmittel, d.h. C, D und G, Dispersionen mit deutlich niedrigerer Viskosität als die Dispersionsmittel 1 und 2 bereitstellen. Ebenso ist mit den Dispersionsmitteln C und D insbesondere die Geltendenz deutlich geringer als die für ähnliche Dispersionen erhaltene, die nicht-Phosphonat-enthaltende Polymere als Dispersionsmittel verwenden.The The above results show that in the present invention used dispersants, i. C, D and G, dispersions with significantly lower viscosity as the dispersants 1 and 2 provide. Likewise is with the dispersants C and D in particular the validity clear less than those for similar ones Dispersions obtained, the non-phosphonate-containing polymers as a dispersing agent.

Beispiel 2: Messung der Viskosität und Geltendenz für gemahlenes natürliches Calciumcarbonat der Teilchengröße 79–83% < 1 MikrometerExample 2: Measurement of viscosity and validity for ground natural Calcium carbonate of particle size 79-83% <1 micrometer

Wäßrige Dispersionen von gemahlenem natürlichem Calciumcarbonat mit Teilchengröße 79–83% < 1 Mikrometer wurden unter Verwendung des vorstehend beschriebenen allgemeinen Verfahrens (B) hergestellt. Die Viskositäts- und Geltendenzer gebnisse sind nachstehend in Tabelle 3 dargestellt.Aqueous dispersions of ground natural Calcium carbonate with particle size 79-83% <1 micrometer were using the general method described above (B) produced. The viscosity and actual results are shown in Table 3 below.

Tabelle 3: Viskositäts- und Geltendenzergebnisse für gemahlenes natürliches Calciumcarbonat der Teilchengröße 79–83% < 1 Mikrometer

Figure 00110001
Table 3: Viscosity and Assay Results for Ground Natural Calcium Carbonate of particle size 79-83% <1 micron
Figure 00110001

Wie die vorstehenden Ergebnisse zeigen, liefert das Dispersionsmittel A, welches Phosphonatgruppen enthält und gemäß der vorliegenden Erfindung ist, günstige Viskosität und Geltendenz im Vergleich zu den Vergleichsdispersionsmitteln 3, 4, 5 und 6.As show the above results, provides the dispersant A, which contains phosphonate groups and according to the present invention is, cheap viscosity and validity in comparison to the comparative dispersants 3, 4, 5 and 6.

Beispiel 3: Messung der Viskosität und Geltendenz für Dispersionen von gefälltem Calciumcarbonat der Teilchengröße 95% < 1 MikrometerExample 3: Measurement of viscosity and validity for Dispersions of precipitated Calcium carbonate of particle size 95% <1 micrometer

Wäßrige Dispersionen von gefälltem Calciumcarbonat mit Teilchengröße 95% < 1 Mikrometer wurden entsprechend des vorstehend beschriebenen allgemeinen Verfahrens (A) hergestellt. Die Viskositäts- und Geltendenzergebnisse sind nachstehend in Tabelle 4 dargestellt.Aqueous dispersions of like Calcium carbonate with particle size 95% <1 micrometer were accordingly of the general method (A) described above. The viscosity and valid results are shown in Table 4 below.

Tabelle 4: Messung der Viskosität und Geltendenzergebnisse, welche für Dispersionen von ausgefälltem Calciumcarbonat der Teilchengröße 95% < 1 Mikrometer erhalten wurden.

Figure 00120001
Table 4: Measurement of Viscosity and Applicability Results Obtained for Dispersions of Precipitated Calcium Carbonate of 95% <1 micron particle size.
Figure 00120001

Ausgehend von den Ergebnissen in Tabelle 4 sollte erwähnt werden, daß Phosphonopolycarbonsäuren eine deutliche Verbesserung in der Viskosität und Geltendenz von dispergiertem Calciumcarbonat, wobei 95% der Teilchen eine Größe von weniger als 1 Mikrometer aufweisen, liefern.outgoing From the results in Table 4 it should be mentioned that phosphonopolycarboxylic acids have a significant improvement in the viscosity and validity of dispersed Calcium carbonate, where 95% of the particles have a size of less than 1 micrometer have to deliver.

Beispiel 4: Vergleich der Viskosität von Dispersionsmittel C gegenüber der Viskosität von Dispersonsmittel 12 (dem bevorzugten phosphonatisierten Oligomaleat von EP-A-705892, welches gemäß Beispiel 1 von EP-A-0569731 hergestellt wurde).Example 4: Comparison the viscosity of dispersant C the viscosity of dispersant 12 (the preferred phosphonated oligomaleate of EP-A-705892, which according to example 1 of EP-A-0569731).

Eine 75% wäßrige Dispersion von ausgefälltem Calciumcarbonat mit Teilchengröße 90% < 1 Mikrometer wurde unter Verwendung des vorstehend beschriebenen allge meinen Verfahrens (A) hergestellt. 0,8% Dispersionsmittel wurden verwendet. Die Viskosität wurde unter Verwendung eines Brookfield Viskosimeters RV-Modell (Spindel 4) bei 10, 20, 50 und 100 Upm gemessen. Die Ergebnisse sind nachstehend in Tabelle 5 angegeben.A 75% aqueous dispersion from precipitated Calcium carbonate with particle size 90% <1 micrometer was using the general method described above (A) produced. 0.8% dispersant was used. The viscosity was using a Brookfield viscometer RV model (spindle 4) measured at 10, 20, 50 and 100 rpm. The results are below in Table 5.

Tabelle 5: Viskosität für Dispersionsmittel C gegenüber Dispersionsmittel 12

Figure 00130001
Table 5: Viscosity for Dispersant C versus Dispersant 12
Figure 00130001

Beispiel 5: Vergleich des %-Drehmomentes von Dispersionsmittel C gegenüber dem %-Drehmoment von Dispersionsmittel 12 (dem bevorzugten phosphonatisierten Oligomaleat von EP-A-705892, welches gemäß Beispiel 1 von EP-A-0569731 hergestellt wurde).Example 5: Comparison the% torque of dispersant C versus the% torque of dispersant 12 (the preferred phosphonated oligomaleate of EP-A-705892, which according to example 1 of EP-A-0569731).

Eine 75% wäßrige Dispersion von ausgefälltem Calciumcarbonat mit Teilchengröße 90% < 1 Mikrometer wurde unter Verwendung des vorstehend beschriebenen allgemeinen Verfahrens (A) hergestellt. 0,8% Dispersionspolymere wurden verwendet. Dieses Mal wurde das %-Drehmoment bei der Zeit = Null gemessen, und nach 1, 2 und 7 Tagen unter Verwendung eines Brookfield Viskosimeters RV III-Models und einer Helipathspindel (1 Upm/25 s – Spindel C). Die Ergebnisse sind nachstehend in Tabelle 6 angegeben. Das Drehmoment ist mit dem Gelierungsverhalten von Calciumcarbonataufschlämmungen verknüpft.A 75% aqueous dispersion from precipitated Calcium carbonate with particle size 90% <1 micrometer was using the general method described above (A) produced. 0.8% dispersion polymers were used. This Sometimes the% torque was measured at time = zero, and after 1, 2 and 7 days using a Brookfield viscometer RV III models and a helipath spindle (1 rpm / 25 s - spindle C). The results are shown below in Table 6. The Torque is related to the gelling behavior of calcium carbonate slurries connected.

Tabelle 6: Vergleich der Geltendenzergebnisse, welche für Dispersionsmittel C im Vergleich zu Dispersionsmittel 12 erhalten wurden.

Figure 00140001
Table 6: Comparison of the Applicability Results Obtained for Dispersant C versus Dispersant 12.
Figure 00140001

Wie die Ergebnisse der vorstehenden Tabellen 5 und 6 zeigen, liefern die phosphonatisierten Dispersionsmittel der vorliegenden Erfindung ein deutlich verbessertes Leistungsverhalten gegenüber den Dispersionsmitteln der Druckschrift EP-A-0705892, welche stabile Dispersionen mit einer niedrigeren Viskosität liefern, selbst beim Stehenlassen für mehrere Tage.As show the results of Tables 5 and 6 above the phosphonated dispersants of the present invention a significantly improved performance compared to the Dispersants of document EP-A-0705892, which stable dispersions with a lower viscosity deliver even when left for several days.

Claims (9)

Dispersion von teilchenförmigem Feststoff in einem Medium, enthaltend Wasser und mindestens ein Dispersionsmittel, dadurch gekennzeichnet, daß das Dispersionsmittel umfaßt: ein wasserlösliches Polymer, umfassend:
Figure 00150001
worin X H, Na, K, Ca, Mg, NH4 + oder A ist und A ein Polymer, Copolymer oder wasserlösliches Salz davon ist, umfassend ein oder mehrere der folgenden Monomere in polymerisierter Form:
Figure 00150002
worin R1 H, OH, C1 bis C9-Alkyl oder -Alkoxy oder Acetoxy oder Acetat ist, R2 H, C1 bis C3-Alkyl oder -Alkoxy, COOR3 ist, R3 H, Na, K oder C1 bis C10-Alkyl ist; Hydroxypropylacrylat, Propylmethacrylat, 2-Acrylamido-2-propansulfonsäure, Natriumstyrolsulfonat, Natriumallylsulfonat, Vinylsulfonsäure und Salze davon, Acrylamid, Methacrylamid, tert.-Butylacrylamid, (Meth)acrylnitril, Styrol, Vinylacetat, Allyloxy-2-hydroxypropylsulfonat und Dialkylacrylamid, und weiter worin A mindestens 10 Monomere in polymerisierter Form enthält.
A dispersion of particulate solid in a medium containing water and at least one dispersing agent, characterized in that the dispersing agent comprises: a water-soluble polymer comprising:
Figure 00150001
wherein X is H, Na, K, Ca, Mg, NH 4 + or A and A is a polymer, copolymer or water-soluble salt thereof comprising one or more of the following monomers in polymerized form:
Figure 00150002
wherein R 1 is H, OH, C 1 to C 9 alkyl or alkoxy or acetoxy or acetate, R 2 is H, C 1 to C 3 alkyl or alkoxy, COOR 3 , R 3 is H, Na, K or C 1 to C 10 alkyl; Hydroxypropyl acrylate, propyl methacrylate, 2-acrylamido-2-propanesulfonic acid, sodium styrenesulfonate, sodium allylsulfonate, vinylsulfonic acid and salts thereof, acrylamide, methacrylamide, tert-butylacrylamide, (meth) acrylonitrile, styrene, vinyl acetate, allyloxy-2-hydroxypropylsulfonate and dialkylacrylamide, and further wherein A contains at least 10 monomers in polymerized form.
Dispersion nach Anspruch 1, umfassend mindestens 60 Gew.-% der Dispersion des teilchenförmigen Feststoffs.A dispersion according to claim 1, comprising at least 60% by weight of the particulate solid dispersion. Dispersion nach Anspruch 1, wobei das Gewichtsmittel des Molekulargewichts des Dispersionsmittels von 1.000 bis 10.000 beträgt.A dispersion according to claim 1 wherein the weight average the molecular weight of the dispersing agent of 1,000 to 10,000 is. Dispersion nach Anspruch 1, wobei das Gewichtsmittel des Molekulargewichts des Dispersionsmittels von 2.000 bis 6.000 beträgt.A dispersion according to claim 1 wherein the weight average the molecular weight of the dispersant from 2,000 to 6,000 is. Dispersion nach Anspruch 1, wobei 70% oder mehr des teilchenförmigen Feststoffs eine Teilchengröße von weniger als 2 μm aufweisen.A dispersion according to claim 1, wherein 70% or more of the particulate Solid a particle size of less than 2 μm exhibit. Dispersion nach Anspruch 1, wobei das Dispersionsmittel aus der Gruppe, bestehend aus einem Phosphonat-terminierten Homopolymer von Acrylsäure mit einem Gewichtsmittel des Molekulargewichts von 2.000 bis 5.800 und einem Phosphonat-terminierten Copolymer von Acrylsäure und Maleinsäureanhydrid mit einem Gewichtsmittel des Molekulargewichts von 2.000 bis 5.800, ausgewählt ist.A dispersion according to claim 1, wherein the dispersing agent from the group consisting of a phosphonate-terminated homopolymer of acrylic acid having a weight average molecular weight of 2,000 to 5,800 and a phosphonate-terminated copolymer of acrylic acid and maleic anhydride having a weight average molecular weight of 2,000 to 5,800, selected is. Dispersion nach Anspruch 1, wobei der teilchenförmige Feststoff aus der Gruppe, bestehend aus einem oder mehreren von Calciumcarbonat, Kaolin, Ton, Talk und Metalloxiden, ausgewählt ist.The dispersion of claim 1, wherein the particulate solid from the group consisting of one or more of calcium carbonate, Kaolin, clay, talc and metal oxides. Verfahren zur Verminderung der Viskosität einer Dispersion eines teilchenförmigen Feststoffmaterials in einem wäßrigen Medium, umfassend das Inkontaktbringen des wäßrigen Mediums entweder vor oder nach dem Bilden der Dispersion des teilchenförmigen Feststoffmaterials mit einer wirksamen Menge von mindestens einem Dispersionsmittel, wobei das Dispersionsmittel μmfaßt: ein wasserlösliches Polymer, umfassend:
Figure 00170001
worin X H, Na, K, Ca, Mg, NH4 + oder A ist und A ein Polymer, Copolymer oder wasserlösliches Salz davon ist, umfassend ein oder mehrere der folgenden Monomere in polymerisierter Form:
Figure 00170002
worin R1 H, OH, C1 bis C9-Alkyl oder -Alkoxy oder Acetoxy oder Acetat ist, R2 H, C1 bis C3-Alkyl oder -Alkoxy, COOR3 ist, R3 H, Na, K oder C1 bis C10-Alkyl ist; Hydroxypropylacrylat, Propylmethacrylat, 2-Acrylamido-2-propansulfonsäure, Natriumstyrolsulfonat, Natriumallylsulfonat, Vinylsulfonsäure und Salze davon, Acrylamid, Methacrylamid, tert.-Butylacrylamid, (Meth)acrylnitril, Styrol, Vinylacetat, Allyloxy-2-hydroxypropylsulfonat und Dialkylacrylamid, und weiter worin A mindestens 10 Monomere in polymerisierter Form enthält.
A process for reducing the viscosity of a dispersion of a particulate solid material in an aqueous medium, comprising contacting the aqueous medium either before or after forming the dispersion of the particulate solid material with an effective amount of at least one dispersant, the dispersant comprising: a water-soluble polymer, full:
Figure 00170001
wherein X is H, Na, K, Ca, Mg, NH 4 + or A and A is a polymer, copolymer or water-soluble salt thereof comprising one or more of the following monomers in polymerized form:
Figure 00170002
wherein R 1 is H, OH, C 1 to C 9 alkyl or alkoxy or acetoxy or acetate, R 2 is H, C 1 to C 3 alkyl or alkoxy, COOR 3 , R 3 is H, Na, K or C 1 to C 10 alkyl; Hydroxypropyl acrylate, propyl methacrylate, 2-acrylamido-2-propanesulfonic acid, sodium styrenesulfonate, sodium allylsulfonate, vinylsulfonic acid and salts thereof, acrylamide, methacrylamide, tert-butylacrylamide, (meth) acrylonitrile, styrene, vinyl acetate, allyloxy-2-hydroxypropylsulfonate and dialkylacrylamide, and further wherein A contains at least 10 monomers in polymerized form.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Dispersion mindestens 60 Gew.-% des teilchenförmigen Feststoffs umfaßt.The method of claim 8, wherein the dispersion is at least 60% by weight of the particulate Solid includes.
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