KR20110104025A - 리튬에 의해 중화된 아크릴 폴리머의 수성 매질에서 무기물질의 분산제 또는 분쇄 보조제로서 용도 - Google Patents
리튬에 의해 중화된 아크릴 폴리머의 수성 매질에서 무기물질의 분산제 또는 분쇄 보조제로서 용도 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20110104025A KR20110104025A KR1020117016029A KR20117016029A KR20110104025A KR 20110104025 A KR20110104025 A KR 20110104025A KR 1020117016029 A KR1020117016029 A KR 1020117016029A KR 20117016029 A KR20117016029 A KR 20117016029A KR 20110104025 A KR20110104025 A KR 20110104025A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- agent
- lithium
- turbidity
- grinding
- acrylic acid
- Prior art date
Links
- 238000000227 grinding Methods 0.000 title claims abstract description 29
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 title claims abstract description 24
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 title description 16
- 239000011707 mineral Substances 0.000 title description 16
- 229920000058 polyacrylate Polymers 0.000 title description 11
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 title description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 title description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 31
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 claims abstract description 25
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 claims abstract description 25
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 23
- SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxy-5-methylphenyl)ethanamine Chemical compound COC1=CC=C(C)C=C1CCN SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 20
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims abstract description 15
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 claims abstract description 14
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 claims abstract description 14
- 229920001519 homopolymer Polymers 0.000 claims abstract description 14
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims abstract description 12
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 11
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 claims abstract description 10
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 41
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 19
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims description 15
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 14
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 claims description 9
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 claims description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- WMFOQBRAJBCJND-UHFFFAOYSA-M Lithium hydroxide Chemical compound [Li+].[OH-] WMFOQBRAJBCJND-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 6
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 6
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 5
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 5
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N N-Butanol Chemical compound CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000010560 atom transfer radical polymerization reaction Methods 0.000 claims description 4
- 238000003801 milling Methods 0.000 claims description 4
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 claims description 4
- 239000005995 Aluminium silicate Substances 0.000 claims description 3
- 235000012211 aluminium silicate Nutrition 0.000 claims description 3
- ZOOODBUHSVUZEM-UHFFFAOYSA-N ethoxymethanedithioic acid Chemical compound CCOC(S)=S ZOOODBUHSVUZEM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N maleic anhydride Chemical compound O=C1OC(=O)C=C1 FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 230000003068 static effect Effects 0.000 claims description 3
- HIZCIEIDIFGZSS-UHFFFAOYSA-L trithiocarbonate Chemical compound [S-]C([S-])=S HIZCIEIDIFGZSS-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- 239000012989 trithiocarbonate Substances 0.000 claims description 3
- 239000012991 xanthate Substances 0.000 claims description 3
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- KXDHJXZQYSOELW-UHFFFAOYSA-M Carbamate Chemical compound NC([O-])=O KXDHJXZQYSOELW-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- 239000012988 Dithioester Substances 0.000 claims description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims description 2
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims description 2
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims description 2
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims description 2
- 239000012986 chain transfer agent Substances 0.000 claims description 2
- ZWWCURLKEXEFQT-UHFFFAOYSA-N dinitrogen pentaoxide Chemical compound [O-][N+](=O)O[N+]([O-])=O ZWWCURLKEXEFQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 claims description 2
- 125000005022 dithioester group Chemical group 0.000 claims description 2
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 claims description 2
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 claims description 2
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N ethylene glycol Natural products OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 125000001183 hydrocarbyl group Chemical group 0.000 claims description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 2
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 claims description 2
- WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N hydroxyacetaldehyde Natural products OCC=O WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 230000001404 mediated effect Effects 0.000 claims description 2
- 239000011591 potassium Substances 0.000 claims description 2
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N propan-1-ol Chemical compound CCCO BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 claims description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000000454 talc Substances 0.000 claims description 2
- 229910052623 talc Inorganic materials 0.000 claims description 2
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- BRXCDHOLJPJLLT-UHFFFAOYSA-N butane-2-sulfonic acid Chemical compound CCC(C)S(O)(=O)=O BRXCDHOLJPJLLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- BOOMOFPAGCSKKE-UHFFFAOYSA-N butane-2-sulfonic acid;prop-2-enamide Chemical compound NC(=O)C=C.CCC(C)S(O)(=O)=O BOOMOFPAGCSKKE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims 1
- 238000005486 sulfidation Methods 0.000 claims 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 19
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 18
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 15
- 235000010216 calcium carbonate Nutrition 0.000 description 14
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 14
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 4
- 239000010437 gem Substances 0.000 description 4
- 229910001751 gemstone Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000004579 marble Substances 0.000 description 4
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 229940088417 precipitated calcium carbonate Drugs 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N Methacrylic acid Chemical compound CC(=C)C(O)=O CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 description 2
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 238000004438 BET method Methods 0.000 description 1
- 229910021532 Calcite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920002125 Sokalan® Polymers 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 1
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 1
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 1
- 238000007334 copolymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 1
- 238000013467 fragmentation Methods 0.000 description 1
- 238000006062 fragmentation reaction Methods 0.000 description 1
- 150000002334 glycols Chemical class 0.000 description 1
- 230000002706 hydrostatic effect Effects 0.000 description 1
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 239000002798 polar solvent Substances 0.000 description 1
- 229920001495 poly(sodium acrylate) polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- -1 respectively Substances 0.000 description 1
- 238000012712 reversible addition−fragmentation chain-transfer polymerization Methods 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 150000004763 sulfides Chemical class 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 235000012222 talc Nutrition 0.000 description 1
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 description 1
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
- C08J3/02—Making solutions, dispersions, lattices or gels by other methods than by solution, emulsion or suspension polymerisation techniques
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F20/00—Homopolymers and copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride, ester, amide, imide or nitrile thereof
- C08F20/02—Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms, Derivatives thereof
- C08F20/10—Esters
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L33/00—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides or nitriles thereof; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L33/04—Homopolymers or copolymers of esters
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
- C09C1/00—Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
- C09C1/02—Compounds of alkaline earth metals or magnesium
- C09C1/021—Calcium carbonates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
- C09C1/00—Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
- C09C1/40—Compounds of aluminium
- C09C1/42—Clays
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K23/00—Use of substances as emulsifying, wetting, dispersing, or foam-producing agents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/60—Particles characterised by their size
- C01P2004/61—Micrometer sized, i.e. from 1-100 micrometer
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/60—Particles characterised by their size
- C01P2004/62—Submicrometer sized, i.e. from 0.1-1 micrometer
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
- C01P2006/12—Surface area
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
- C01P2006/22—Rheological behaviour as dispersion, e.g. viscosity, sedimentation stability
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Emulsifying, Dispersing, Foam-Producing Or Wetting Agents (AREA)
- Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
Abstract
본 발명은 무기 물질의 수성 혼탁액을 분산 또는 분쇄를 통해 제조하는 방법에서 분산제 또는 분쇄 보조제로서 아크릴산의 동종중합체 또는 수성 단량체와 공중합체의 용도에 관계하고, 여기서 이 작용제의 카복실 기가 리튬 이온에 의해 완전히 또는 부분적으로 중화되고, 혼탁액의 점성도 지수가 0.01 내지 0.08로 나타난다.
Description
본 발명은 수성 매질에서 무기 물질을 분산시키거나 분쇄를 돕는데 사용되는 작용제에 관한 것이다.
이 방법은 당업자의 작업에서 흔하게 사용되는, 아크릴산의 공중합체(copolymer)와 동종중합체(homopolymer)의 양을 최소화하는 것을 가능하게 해주면서도, 생산된 무기 물질 수성 혼탁액의 안정성과 고형 함량을 변화시키지 않는다.
본 발명은 이러한 폴리아크릴레이트의 특정한 중화제로 리튬을 사용하는 것에 기반하고 있다. 놀랍게도 그리고 유리하게도, 그 결과 선행 기술에서 상이하게 중화되는 폴리아크릴레이트를 통해 얻은 결과와 비교할 때 전술한 속성은 그대로 유지시키는 반면, 사용되는 분산제 또는 분쇄 보조제 양은 감소하였다.
무기 산업은 화학약품의 대표적인 소비자이다. 화학 약품들은 무기 물질에 가해지는 다양한 전환/변이/처리 단계에서 사용된다. 예를 들면, 천연 또는 합성된 탄산 칼슘(calcium carbonate)의 경우에, 건조된 또는 수성 매질에서의 다수의 소위“분쇄”작업(입자의 알갱이 크기를 감소시키는 것), 또는 소위“분산”작업(입자를 액체 내에서 혼탁 상태로 두는 것)이 진행된다.
이 두 작업은 각각 입자를 마찰시키고 분쇄하는 물리적인 작용을 촉진하는 역할을 하는 분쇄제와 무기 물질이 더했을 때 혼탁액의 점성을 허용하는 범위 내에 유지하는 기능을 하는 분산제의 사용으로 더욱 수월해진다.
선행 기술은 이러한 추가에 대해 자세히 상술되어 있다. 여러 해 동안, 아크릴 산의 동종중합체가 습성 매질에서 탄산 칼슘의 분산 또는 분쇄에 효과적인 작용제로 작용하는 것이 공지되어 있었다. 문헌으로는, 몇 가지 다양한 동종중합체를 이들의 분자량과 중화 방식에 따라 설명하는 내용이 FR 2,539,137, FR 2,683,536, FR 2,683,537, FR 2,683,538, FR 2,683,539 과 FR 2,802,830, FR 2,818,165에 나와있다.
같은 종류의 적용으로는, 아크릴산을 메타아크릴산(methacrylic acid) 또는 말레익 무수물(maleic anhydride)과 같은 다른 카복실 단량체와 공중합하거나 (이에 대해, EP 0850 685 과 FR 2,903,618을 참조), 및/또는 아크릴 에스테르와 같은, 카복실 기가 없는, 다른 에틸렌불포화(ethylenically unsaturated) 단량체와 공중합하는 것도 유익하다: 후자의 변형은 앞 문단에 언급된 문헌에서 설명하고 있다.
다시 말하면, 입법과 환경 요구사항의 관점에서, 사용되는 중합체의 양 저감이 현재까지 획득한 것과 동등한 수준의 성과에 부합하기 때문에 통상의 기술자에게 우선 순위로 남아있다. 이들 성과에서, 중요한 부분은 각각 다른 시점에서 브룩필드 점성 측정(Brookfield™ viscosity measurements)에 의해 결정되는 무기 물질의 수성 혼탁액의 안정성과, 그리고 혼탁액의 총 중량에 대한 무기 물질의 건조 중량을 %로 나타낸 최종 고형 함량이다(본 출원의 나머지 부분에서, 고형 함량은 항상 이 방식으로 표시된다).
이를 위해, 명세서 FR 2,894,846은 선행 기술의 폴리아크릴레이트와 함께 플루오르화 화합물의 적용법을 알려주고 있으며, 그로 인해 무기물질을 분산시키고 분쇄하는 방법에서 이들의 양을 저감하는 것을 가능하게 한다. 이 방법은 그러나 적용에 있어, 폴리아크릴레이트 이외에 당업자에 의해 저장과 사용이 관리되어야 하는 추가 생산물을 사용하는 단점을 드러낸다.
아크릴 중합체의 다중분자상 지수(polymolecularity index)의 감소가 중합체에 개선된 분산과 분쇄 능력을 준다는 것이 역시 공지되어 있다. 이것은 특별히 다음 문헌 “Dispersion of calcite by poly ( sodium acrylate ) prepared by reversible addition - fragmentation chain transfer ( RAFT ) polymerization " ( Polymer (2005), 46(19), pp . 8565-8572)과 " Synthesis and Characterization of Poly ( acrylic acid ) Produced by RAFT Polymerization . Application as a Very Efficient Dispersant of CaCO 3 , Kaolin , and TiO 2 ” ( Macromolecules (2003), 36(9), pp . 3066-3077)에서 설명하고 있다.
소정의 중합체에 대해, 다중분자상 지수를 감소시키는 방법은, 명세서 EP 0,499,26에 나와있듯이 용매의 존재 하에서 정적 및 동적 분리 기술을 통해 특정 분자량을 가진 사슬을 분리하는 것을 포함한다. 다른 방법은 소위 “조절되는(controlled)” 기 중합(CRP)이라 불리는 적용방법이다. 이것은 잔테이트(xanthate) 또는 트리티오카보네이트(trithiocarbonate) (EP 1,529,065, EP 1,377,615를 참조)와 같은 특정 사슬의 전이제를 사용함을 기초로 하는 합성 기술을 의미한다. 제조되는 아크릴 중합체의 다중분자상 지수를 감소시키는 것이 물에서 미세한 물질을 효과적으로 분산 또는 분쇄하는 성능을 증가시킨다.
그러나 이런 분리 또는 CRP 기술에 기반한 방법은 모든 산업 시설이 반드시 보유하고 있지 못하는 특별한 설비를 필요로 하기 때문에 종종 적용이 어렵다. 수성 매질에서 무기 물질의 분산과 분쇄 보조제로서 선행 기술의 폴리아크릴레이트의 성능을 개선하는 것을 가능하게 하는 방법, 다시 말하면 동등한 수준의 성능이지만 작용제의 양을 줄이는 간단한 방법을 제시하는 것이 현재에 있어서 풀리지 않는 숙제로 남아있다.
본 발명의 출원인은 이 분야에 대해 연구를 계속하면서, 무기 물질의 수성 혼탁액을 분산 및/또는 분쇄를 통해 제조하는 방법에서, 다음의 특징을 갖는 분산제 또는 분쇄 보조제로서의 아크릴산의 동종중합체, 또는 수성 단량체와 공중합체의 용도를 성공적으로 개발했다:
a) 상기 작용제의 카복실 기는 리튬 이온으로 인해 완전히 또는 부분적으로 중화됨;
b) 상기 혼탁액의 점성 지수는 0.01 내지 0.08로 나타냄
전혀 예상치 못하게, 상이한 방식으로 중화된 선행 기술의 동일한 아크릴 중합체와 비교할 때, 본 발명에서 제시하는 아크릴 폴리머는 수성 매질에서 무기 물질을 더욱 효과적으로 분산 및 분쇄시킬 수 있다. 이 목적을 달성하기 위해, 본 발명이 선행 기술과 비교하여 성능 수준은 적어도 유사하게 유지하면서(분당 100회전에서 측정된 브룩필드 점성도(Brookfield viscosity)의 안정성 그리고 고형 함량의 범주에서), 사용하는 중합체의 양을 성공적으로 저감시킴을 입증하고 있다.
이 작용제가 완전히 또는 부분적으로 리튬에 의해 중화되었다는 사실은 상기 작용제의 카복실 기가 전부 또는 부분적으로 리튬에 의해 중화되었다는 의미이다. 리튬 중화가 부분적으로 일어난 경우에, 남아있는 카복실 기는 리튬이 아닌 다른 작용제에 의해 중화되어, 잠재적으로는 생성되는 중합체 전부가 중화될 수 있다.
리튬은 기존 방식에서도 사용가능한 중화제로 여겨지고는 있지만(앞에서 언급한 모든 문서를 참조), 이제까지 무기 물질을 물에서 분쇄하고 분산시키는데 사용되는 폴리아크릴레이트의 농도를 저감시키려는 목적으로 통상의 기술자에게 이 특별한 화합물을 적용시키게 하는 어떤 설명이나 지시사항도 없었다.
점성도 지수에 대한 특성은 탄산 칼슘과 같은 무기 물질을 분쇄하거나 분산시키는데 사용되는, 일반적인 분자량을 가진 중합체와 관련이 있다. 실례로서 청구된 범위는 아크릴산 동종중합체의 경우에 분자량 1,000g/mol 내지 15,000g/mol에 해당된다. 점성도 지수는 아크릴산의 동종중합체 및 공중합체를 위한 통상적인 실험실 장비로 용이하게 측정가능한 수준이 선호된다. 반면, 분자량을 측정하는 것은 더욱 정교한 탐지 장비를 필요로 하며, 특히 다른 단량체의 종류가 무엇이냐에 따라 일부 아크릴산의 공중합체의 경우에는 마스터 샘플을 상업적으로 구할 수 없는 경우도 있다.
따라서, 본 발명의 첫 번째 목적은 분쇄 및/또는 분산을 통한 무기 물질의 수성 혼탁액을 제조하기 위한 방법에서 다음을 특징으로 하는 분산제 또는 분쇄 보조제로 아크릴산 동종중합체 또는 수성 단량체와 아크릴산의 공중합체의 사용을 포함한다:
a) 상기 작용제의 카복실 기는 리튬 이온에 의해 전체 또는 부분적으로 중화됨,
b) 상기 혼탁액은 0.01 내지 0.08의 점성도 지수를 나타냄.
또한 이 용도는 리튬 이온에 의해 중화된 카복실 기의 몰 중량에 따른 백분율이 10% 내지 100%, 바람직하게는 50% 내지 100%, 더욱 바람직하게는 80% 내지 100%의 값이고, 가장 바람직하게는 100%의 백분율로 리튬 이온에 의해 중화된 것을 특징으로 한다.
또한 이 용도는 상기 작용제의 카복실 기를 전체 또는 부분적으로 중화하기 위해 사용된 리튬 이온이 리튬 하이드록사이드의 형태로 제공되는 것을 특징으로 한다. 물론, 리튬은 상기 이온을 보유하는 다른 화학적 화합물에 의해 제공될 수 있다.
또한 이 용도는 다른 단량체와 아크릴산의 공중합체에 대해, 이 다른 단량체가 메타아크릴산(methacrylic acid), 말레익 무수물(maleic anhydride), 아크릴아미드-메틸프로판 설포닉산(acrylamido-methylpropane sulfonic acid), 글라이콜 알킬렌(glycol alkylene)의 포스포릭 에스테르(phosphoric ester) 및 다음의 화학식(I)을 갖는 비이온성 단량체 중에서 선택되는 것을 특징으로 한다:
여기서 m, n, p 그리고 q는 정수이며, m, n, p는 150 미만의 정수이고, q는 0을 초과하는 정수이며, m, n, p중 적어도 하나는 0이 아니고, R는 중합 가능한 불포화된 기를 포함하는 기이고, R1과 R2는 동일하거나 상이하며, 수소 원자 또는 알킬기를 나타내며, R'는 1 내지 40개의 탄소 원자를 갖는 탄화수소기 또는 수소, 또는 이온 또는 이온화 가능한 기를 나타낸다.
또한 이 용도는 상기 작용제의 카복실 기 중에서 일부가 리튬이 아닌 다른 이온에 의해 중화된 경우마다, 이 다른 이온이 칼슘, 마그네슘, 나트륨, 칼륨, 암모니아 및 이들의 혼합물 중에서 선택됨을 특징으로 한다.
또한 이 용도는 상기 작용제가 전체 또는 부분적인 중화 반응의 전 또는 후에 정적 또는 동적인 과정에 따라 하나 이상의 극성 용매에 의해 처리되고 여러 상으로 분리될 수 있고, 이들 용매가 바람직하게는 물, 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올, 부탄올계, 아세톤, 테트라하이드로푸란 및 이들의 조합으로 구성된 군에 속하는 것을 특징으로 한다.
또한 이 용도는 상기 작용제가 용해, 다이렉트((direct) 또는 인버스 에멀젼( inverse emulsion), 용매에서 혼탁 또는 침전에서, 촉매 시스템과 연쇄 전이 작용제 하에서 이뤄지는 기 중합과정에 의해 얻어지거나, 또는 조절된 기 중합과정에 의해, 그리고 선호되게는 니트로옥사이드(nitroxide) 또는 코바록심 매개 중합(cobaloxime mediated polymerization)에 의해, 원자 전이 기 중합(atom transfer radical polymerization (ATRP))에 의해, 그리고 카바메이트(carbamate), 디티오에스테르(dithioester) 또는 트리티오카보네이트(trithiocarbonate, RAFT)) 또는 잔테이트(xanthate) 중에서 선택되는 황화 유도체로 조절되는 기 중합에 의해 얻어지는 것을 특징으로 한다.
또한 이 용도는 상기 수성 혼탁액이 분산 및/또는 분쇄 후에는 초기 브룩필드 점성도를 나타내며, 8일간 저장한 뒤 25℃에서 분당 100회전으로 1분간 교반한 후에 각각 4,000 mPa.s 미만, 더 바람직하게는 2,000 mPa.s 그리고 가장 바람직하게는 500 mPa.s로 나타내는 것을 특징으로 한다.
또한 이 용도는 상기 수성 혼탁액이 분산 및 분쇄 후에 총 중량에 대한 무기 물질의 건조중량 백분률로 10% 내지 82%로, 바람직하게는 50% 내지 81%, 그리고 더욱 바람직하게는 65% 내지 72%의 고형 함량을 나타내는 것을 특징으로 한다. 또한 이 용도는 상기 수성 혼탁액에서 상기 작용제의 함량이 무기 물질의 총 건조 중량에 대해 건조중량으로 0.001% 내지 5.000%, 바람직하게는 0.001% 내지 2.000%, 그리고 매우 바람직하게는 0.05% 내지 1.00%로 나타나는 것을 특징으로 한다.
한 특정한 변형에 있어서, 또한 이 용도는 분쇄 및/또는 분산을 통해 무기 물질의 수성 혼탁액을 제조하는 방법이 첫 단계로서 무기 물질의 건조 중량이 혼탁액 총 중량의 10% 내지 35%인 농도일 때 분산제없이 분쇄하는 것과, 두 번째 단계로서 무기물질의 건조 중량이 혼탁액의 총 중량에 대해 65% 내지 72%인 농도일 때 상기 작용제의 존재 하에 분산하는 것을 포함하는 방법인 것을 특징으로 한다.
또한 이 용도는 무기 물질이 천연과 합성된 탄산 칼슘(calcium carbonate), 탈크(talc), 카올린(kaolin) 및 이들의 혼합물 중에서 선택되는 것으로 하며, 바람직하게는 천연과 합성된 탄산 칼슘 및 이것의 혼합물 중에서 선택되는 것을 특징으로 한다.
실시예
모든 실시예에서, 중합체 점성도 지수는 η로 나타내며, 아래에 기술된 방법에 의해 결정된다.
점성도 지수를 측정해야 하는 화합물의 산성 형태는 수산화 나트륨(sodium hydroxide)에 의해 100% 중화되고, 이후에 이중으로 치환된 물에서 50g/L로 희석된다.
기본 용액의 농도는 c0로 표기하며, 다음의 농도로 희석된다: 2/3 c0, 1/2 c0, 1/3 c0, 1/4 c0, 1/6 c0, 1/12 c0, 1/18 c0, 1/24 c0, 1/36 c0.
25℃, 대기압에서 각 용액의 고유점성도는 Ubbelohde 튜브, 부품번호 53010/I, 상수 0.01을 가지는 SCHOTT AVS/500 점도계를 이용하여 측정하였고, 농도의 함수로서 고유점성도의 그래프를 그렸다.
상기 곡선의 선형 부분은 점성도 지수를 획득하는데 이용된다: 농도가 0에 가깝다면 이는 고유점성도의 한계점이다.
모든 입자 크기의 분포와 표시된 직경은 MICROMERITICS™사의 Sedigraph™ 5100기기를 이용하여 측정되었다.
실시예 1
본 실시예는 나중에 선행 기술 또는 본 발명의 중합체와 함께 분쇄 또는 분산되는 무기 물질의 제조를 예시한다.
테스트
no
.1
본 테스트는 편삼각면체 결정으로 침전된, d50 값(value)이 2.3mm인 탄산 칼슘의 제조에 대한 것이다.
이를 위해 200kg의 산화칼슘(calcium oxide)을 1700 리터의 물과 섞고, 40℃에서 반응기로 30분간 섞는다. 이렇게 생성된 혼탁액은 건조 중량으로서의 수산화 칼슘의 고형 함량이 전체 중량의 13.3%로 나타난다; 이것을 이후에 공극이 100 μm인 체로 여과한다.
침전은 pH와 전도성을 조절할 수 있는 수단뿐만 아니라 교반기가 달린 1800L 원통형 스틸 반응기에서 일어난다. 전술한 1700리터의 혼탁액을 이 반응기에 첨가하고 온도를 50℃로 설정한다.
부피의 약 20 내지 30%를 CO2로 하는 기체가 반응기 상단에서 200 m3/h의 유율(flow rate)로 방출되어 거품을 일으키게 되는데, 이때 교반 속도는 분당 200 내지 300 회전이며, 기체의 초과 압력은 반응기 내 수산화 칼슘(calcium hydroxide)의 혼탁액의 정수압과 일치하는 150 내지 200mbar이다.
탄산화 반응 동안, 온도와 압력은 조절되지 않는데, 특별하게 침전 반응의 열 방출 성질에 의해 상승할 수도 있다.
전도성(conductivity)이 최소값에 다다르면 기체의 흐름은 4분간 유지되고 나서 중지된다.
생성되는 산물은 45μm의 필터로 걸러지고, 혼탁액의 형태로 회수되며, 이 혼탁액의 고형 함량은 침전된 탄산 칼슘의 건조 중량으로 전체 중량의 17.4%이다.
이 결과로 침전된 탄산 칼슘의 입자는 동질이상체(polymorphous)로 편삼각면체의 방해석(calcites)을 가지며, d50값(value)은 2.3μm와 같고, 또한 BET 방법으로 측정한 고유표면적은 6.3 m2/g와 같다.
이 혼탁액의 수분을 기화를 통해 날려보내면, 건조물 함량으로 총 중량의 99.5% 이상을 차지하는 고형물을 얻을 수 있다. 이 무기질은 미네랄 1이라 부른다.
테스트
no
.2
본 테스트는 원석이 노르웨이 대리석(marble of Norwegian)인, 직경이 10 내지 300mm인 덩어리에서부터 d50 값이 45 mm가 될 때까지 자가 분쇄하는 천연 탄산 칼슘을 제조하는 방법에 대한 것이다.
이렇게 얻은 무기 물질은 미네랄 2라 부른다.
테스트
no
.3
본 테스트는 원석이 노르웨이 대리석(marble of Norwegian)인, d50 값이 0.8 mm인 천연 탄산 칼슘의 제조에 관한 것이다.
미네랄 2는 수성 매질에서 다른 분산 또는 분쇄 보조제 없이, Dynomill 수직 마모 분쇄기의 재순환 모드에서, 건조 중량으로 탄산 칼슘의 농도가 혼탁액 총 중량의 20%로 분쇄된다. 분쇄는 중량으로 입자의 60%가 평균 1μm 미만의 직경을 갖는 입자 수준에 다다를 때까지 계속된다. 분쇄된 최종 입자는 0.8 mm의 d50값을 갖는다.
분쇄 후, 혼탁액은 튜브 압착기에 농축되어 여과 케익(filtration cake)을 형성하며, 이 케익의 고형 함량은 총 중량의 80 내지 83% 이다. 이렇게 얻은 무기 물질은 미네랄 3이라 부른다.
테스트
no
.4
본 테스트는 원석이 노르웨이 대리석(marble of Norwegian)인, d50 값이 0.6 mm인 두 개의 천연 탄산 칼슘의 제조에 관한 것이다.
미네랄 2는 수성 매질에서 다른 분산 또는 분쇄 보조제 없이, Dynomill 수직 마모 분쇄기의 재순환 모드에서, 건조 중량으로 탄산 칼슘의 농도가 혼탁액 총 중량의 15% 내지 25%로 분쇄된다. 분쇄는 중량으로 입자의 75%가 평균 1μm 미만의 직경을 갖는 세분된 수준에 다다를 때까지 계속된다. 분쇄된 최종 입자는 0.6 mm의 d50값을 갖는다.
분쇄 후, 혼탁액은 튜브 압착기에 농축되어 케익을 형성하며, 이 케익의 고형 함량은 총 중량의 69.5%와 같다. 이렇게 얻은 무기 물질은 미네랄 4라 부른다.
테스트
no
. 5
본 테스트는 원석이 노르웨이 대리석(marble of Norwegian)인, d50 값이 0.4 mm인 두 개의 천연 탄산 칼슘의 제조에 관한 것이다.
미네랄 2는 수성 매질에서 다른 분산 또는 분쇄 보조제 없이, Dynomill 수직 마모 분쇄기의 재순환 모드에서, 건조 중량으로 탄산 칼슘의 농도가 혼탁액 총 중량의 20%로 분쇄된다. 분쇄는 중량으로 입자의 85%가 평균 1μm 미만의 직경을 갖는 세분된 수준에 다다를 때까지 계속된다. 분쇄된 최종 입자는 0.4 mm의 d50값을 갖는다.
분쇄 후, 혼탁액은 튜브 압착기에 농축되어 케익을 형성하며, 이 케익의 고형 함량은 총 중량의 78% 내지 80%를 차지한다. 이렇게 얻은 무기 물질은 미네랄 5라 부른다.
실시예 2
본 테스트는 소정의 고형 함량을 얻는 관점에서, 미네랄 4로 이름 붙인 천연 탄산 칼슘을 분산시키기 위하여 선행 기술과 본 발명에 따라 아크릴산의 동종중합체와 공중합체를 적용한 방법에 대한 것이다(SC는 무기 물질의 건조 중량으로 혼탁액의 총 중량에 대한 %를 나타낸 것이다).
이를 위해, 탄산 칼슘과 중합체를 Pendraulik 믹서에 넣고 분당 약 3,000 회전의 속도로 5분 내지 10분 동안 작동시킨다.
여기에서 약어와 측정된 양은 전술한 실시예에서 설명된 것과 동일하다. 해당 결과가 표 1에 도시되었다.
| 테스트 번호 | η | 중화 방식 | SC (%) |
사용량 (%) | μ 100 t0 (mPa.s) |
μ 100 t8 (mPa.s) |
| 2-1 PA | 0.01 | Na / Mg (50 / 50) | 55.4 | 1.05 | 1130 | > 3000 |
| 2-2 PA | 0.04 | K (100) | 67.8 | 0.88 | > 4000 | > 4000 |
| 2-3 PA | 0.04 | Na (100) | 66.8 | 0.73 | > 4000 | > 4000 |
| 2-4 PA | 0.07 | Na (100) | 67.5 | 0.50 | > 4000 | > 4000 |
| 2-5 PA | 0.07 | Na (100) | 67.5 | 0.89 | > 4000 | > 4000 |
| 2-6 PA | 0.07 | Na (100) | 67.5 | 1.77 | > 4000 | > 4000 |
| 2-7* PA | 0.075 | Na (100) | 67.2 | 0.49 | 121 | < 500 |
| 2-8 IN | 0.01 | Li (100) | 61.6 | 0.40 | 64 | < 200 |
| 2-9 IN | 0.04 | Li (100) | 66.2 | 0.14 | 85 | < 200 |
| 2-10 IN | 0.04 | Li (100) | 66.2 | 0.16 | 56 | < 200 |
| 2-11 IN | 0.04 | Li (100) | 66.2 | 0.29 | 64 | < 200 |
| 2-12 IN | 0.04 | Li (100) | 69.5 | 0.13 | 570 | 850 |
| 2-13 IN | 0.04 | Li (100) | 69.5 | 0.17 | 69 | < 200 |
| 2-14 IN | 0.04 | Li (85) | 64.0 | 0.15 | 1400 | < 2000 |
| 2-15 IN | 0.04 | Li (85) | 64.0 | 0.23 | 74 | < 200 |
| 2-16 IN | 0.04 | Li / K (50 / 50) | 68.1 | 0.25 | 71 | < 200 |
| 2-17 IN | 0.04 | Li / Na (85 / 15) | 63.2 | 0.21 | 52 | < 200 |
| 2-18 IN | 0.04 | Li / Mg (50 / 50) | 69.3 | 0.77 | 410 | < 2000 |
| 2-19 IN | 0.04 | Li / Mg / K (25 / 50 / 25) | 66.1 | 0.80 | 1660 | < 4000 |
| 2-20 IN | 0.04 | Li / Na (93 / 7) | 64.6 | 0.16 | 60 | < 200 |
| 2-21* IN | 0.075 | Na / Li (50 / 50) | 67.2 | 0.25 | 70 | < 200 |
*아크릴 산의 말레익 무수물 공중합체(중량으로 50%/50%)
이 결과는 본 발명의 중합체를 통해 적어도 선행 기술에서 얻을 수 있었던 것과 같은 고형 함량과 점성도 안정성을 선행 기술에서 실시되던 것보다 낮은 수준에서도 얻을 수 있음을 입증한다.
실시예 3
본 테스트는 소정의 고형 함량을 얻는 관점에서, 미네랄 3으로 이름 붙인 천연 탄산 칼슘을 분산시키기 위하여 선행 기술과 본 발명에 따라 아크릴산의 동종중합체와 공중합체를 적용한 방법에 대한 것이다(SC는 무기 물질의 건조 중량으로 혼탁액의 총 중량에 대한 %를 나타낸 것이다).
이를 위해, 탄산 칼슘과 중합체를 Pendraulik 믹서에 넣고 분당 약 3,000 회전의 속도로 5분 내지 10분 동안 작동시킨다.
여기에서 약어와 측정된 양은 전술한 실시예에서 설명된 것과 동일하다. 해당 결과가 표 2에 도시되었다.
| 테스트 번호 | 분자량 | 중화 방식 | SC (%) |
사용량 (%) | μ 100 t0 (mPa.s) |
μ 100 t8 (mPa.s) |
| 3-1 PA | 0.04 | Na (100) | 72.1 | 2.00 | > 4000 | > 4000 |
| 3-2 IN | 0.07 | Li (100) | 72.1 | 0.24 | 81 | < 200 |
이 결과는 본 발명의 중합체를 통해 적어도 선행 기술에서 얻을 수 있었던 것과 같은 고형 함량과 점성도 안정성을 선행 기술에서 실시되던 것보다 낮은 수준에서도 얻을 수 있음을 입증한다.
실시예 4
본 테스트는 소정의 고형 함량을 얻는 관점에서, 미네랄 5로 이름 붙인 천연 탄산 칼슘을 분산시키기 위하여 선행 기술과 본 발명에 따라 아크릴산의 동종중합체와 공중합체를 적용한 방법에 대한 것이다(SC는 무기 물질의 건조 중량으로 혼탁액의 총 중량에 대한 %를 나타낸 것이다).
이를 위해, 탄산 칼슘과 중합체를 Pendraulik 믹서에 넣고 분당 약 3,000 회전의 속도로 5분 내지 10분 동안 작동시킨다.
여기에서 약어와 측정된 양은 전술한 실시예에서 설명된 것과 동일하다. 해당 결과가 표 3에 도시되었다.
| 테스트 번호 | 분자량 | 중화 방식 | SC (%) |
사용량 (%) |
μ 100 t0 (mPa.s) |
μ 100 t8 (mPa.s) |
| 4-1 PA | 0.04 | Na (100) | 65.0 | 2.00 | > 4000 | ** |
| 4-2 IN | 0.04 | Li (100) | 72.1 | 0.24 | 81 | < 200 |
** 측정하기 어려운 수준의 너무 진한 점성도
이 결과는 본 발명의 중합체를 통해 적어도 선행 기술에서 얻을 수 있었던 것과 같은 고형 함량과 점성도 안정성을 선행 기술에서 실시되던 것보다 낮은 수준에서도 얻을 수 있음을 입증한다.
실시예 5
본 테스트는, 미네랄 2로 이름 붙인 천연 탄산 칼슘을 분쇄시키기 위하여 선행 기술과 본 발명에 따라 아크릴산의 동종중합체를 적용한 방법에 대한 것이다.
이를 위해, 미네랄 1을 수직 Dynomill 분쇄기에 넣고 재순환 모드에서 분쇄하여, 평균 직경이 0.7 μm 미만인 입자가 중량의 50%로 얻어질 때까지 분쇄한다.
해당 결과가 표 4에 도시되었다.
또한 측정된 평균 직경이 0.2μm, 1μm, 그리고 2μm 미만인 입자의 중량%는, 각각 %<0.2μm, %<1μm, 그리고 %<2μm와 같이 나타내었다.
| 테스트 번호 | 분자량 | 중화 방법 | SC (%) |
사용량 (%) |
μ 100 t0 (mPa.s) |
μ 100 t8 (mPa.s) |
%<0.2μm %<1μm %<2μm |
| 5-1 PA | 0.04 | Na (100) | 78.0 | 0.7 | - | - | - |
| 5-2 IN | 0.04 | Li (100) | 78.1 | 0.58 | 149 | 200 | 16 64 92 |
** 측정하기 어려운 수준의 너무 진한 점성도
이 결과는 본 발명의 중합체를 통해 적어도 선행 기술에서 얻을 수 있었던 것과 같은 고형 함량과 점성도 안정성을 선행 기술에서 실시되던 것보다 낮은 수준에서도 얻을 수 있음을 입증한다.
실시예 6
본 실시예는 미네랄 1로 이름 붙인 침전 탄산 칼슘을 분쇄하고 분산시키기 위하여 선행 기술과 본 발명에 따라 아크릴산의 동종중합체를 적용한 방법을 예시한 것이다.
이를 위해, 상기 탄산 칼슘과 중합체를 Pendraulik 믹서에 넣고 분당 약 3,000 회전의 속도로 5분 내지 10분 동안 작동시킨다.
전과 같이 동일한 양을 측정하였다.
해당 결과가 표5에 도시되었다.
| 테스트 번호 | 분자량 | 중화 방식 | SC (%) |
사용량 (%) |
μ 100 t0 (mPa.s) |
μ 100 t8 (mPa.s) |
| 6-1 PA | 0.04 | Na / Mg (50 / 50) |
60.1 | 1.5 | > 4000 | > 4000 |
| 6-2 IN | 0.04 | Li (100) | 59.7 | 0.74 | 120 | < 200 |
이 결과는 본 발명에 따른 중합체의 우수성을 입증한다.
Claims (12)
- 다음을 특징으로 하는, 분산 및/또는 분쇄를 통한 무기 물질 수성 혼탁액을 제조하는 방법에서 분산제 또는 분쇄 보조제로서의 아크릴산 동종중합체(homopolymer), 또는 수용성 단량체와 아크릴산의 공중합체(copolymer)의 용도:
a) 상기 작용제의 카복실 기는 리튬 이온에 의해 전체 또는 부분적으로 중화됨
b) 상기 혼탁액의 점성 지수는 0.01 내지 0.08로 나타남. - 청구항 1에 있어서, 리튬 이온에 의해 중화된 카복실 기의 몰 중량에 따른 백분율이 10% 내지 100%, 바람직하게는 50% 내지 100%, 더욱 바람직하게는 80% 내지 100%이고, 가장 바람직하게는 100%의 백분율로 리튬 이온에 의해 중화된 것을 특징으로 하는 용도.
- 청구항 1 내지 2 중 어느 한 항에 있어서, 상기 작용제의 카복실 기를 전체 또는 부분적으로 중화하기 위해 사용된 리튬 이온이 리튬 하이드록사이드의 형태로 제공되는 것을 특징으로 하는 용도.
- 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서, 다른 단량체와 아크릴산의 공중합체에 대해, 이 다른 단량체는 메타아크릴산(methacrylic acid), 말레익 무수물(maleic anhydride), 아크릴아미드-메틸프로판 설포닉산(acrylamido-methylpropane sulfonic acid), 글라이콜 알킬렌(glycol alkylene)의 포스포릭 에스테르(phosphoric ester) 및 다음의 화학식(I)을 갖는 비이온성 단량체 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 용도:
여기서 m, n, p 그리고 q는 정수이며, m, n, p는 150 미만의 정수이고, q는 0을 초과하는 정수이며, m, n, p중 적어도 하나는 0이 아니고, R는 중합 가능한 불포화된 기를 포함하는 기이고, R1과 R2는 동일하거나 상이하며, 수소 원자 또는 알킬기를 나타내며, R'는 1 내지 40개의 탄소 원자를 갖는 탄화수소기 또는 수소, 또는 이온 또는 이온화 가능한 기를 나타냄. - 청구항 1 내지 4중 어느 한 항에 있어서, 상기 작용제의 카복실 기 중에서 일부가 리튬이 아닌 다른 이온에 의해 중화된 경우마다, 이 다른 이온이 칼슘, 마그네슘, 나트륨, 칼륨, 암모니아 및 이들의 혼합물 중에서 선택됨을 특징으로 하는 용도.
- 청구항 1 내지 5중 어느 한 항에 있어서, 상기 작용제는 전체 또는 부분적인 중화 반응의 전 또는 후에 정적 또는 동적인 과정에 따라 하나 이상의 용매에 의해 처리되고 여러 상으로 분리될 수 있고, 이 용매는 바람직하게는 물, 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올, 부탄올계, 아세톤, 테트라하이드로푸란 및 이들의 조합으로 구성된 군에 속하는 것을 특징으로 하는 용도.
- 청구항 1 내지 6중 어느 한 항에 있어서, 상기 작용제가 용해, 다이렉트 또는 인버스 에멀젼, 용매에서 혼탁 또는 침전에서, 촉매 시스템과 연쇄 전이 작용제 하에서 이뤄지는 기 중합과정에 의해 얻어지거나, 또는 조절된 기 중합과정에 의해, 그리고 선호되게는 니트로옥사이드(nitroxide) 또는 코바록심((cobaloxime) 매개 중합 mediated polymerization)에 의해, 원자 전이 기 중합(atom transfer radical polymerization, ATRP))에 의해, 그리고 카바메이트(carbamate), 디티오에스테르(dithioester) 또는 트리티오카보네이트(trithiocarbonate, RAFT)) 또는 잔테이트(xanthate) 중에서 선택되는 황화 유도체로 조절되는 기 중합에 의해 얻어지는 것을 특징으로 하는 용도.
- 청구항 1 내지 7중 어느 한 항에 있어서, 상기 수성 혼탁액은 분산 및/또는 분쇄 후에는 초기 브룩필드 점성도를 나타내며, 8일간 저장한 뒤 25℃에서 분당 100회전으로 1분간 교반한 후에 각각 4,000 mPa.s 미만, 더 바람직하게는 2,000 mPa.s 그리고 가장 바람직하게는 500 mPa.s로 나타내는 것을 특징으로 하는 용도.
- 청구항 1 내지 8중 어느 한 항에 있어서, 상기 수성 혼탁액이 분산 및 분쇄 후에 총 중량에 대한 무기 물질의 건조중량 백분율이 10% 내지 82%로, 바람직하게는 50% 내지 81%, 그리고 더욱 바람직하게는 65% 내지 72%인 고형 함량을 나타내는 것을 특징으로 하는 용도.
- 청구항 1 내지 9중 어느 한 항에 있어서, 상기 수성 혼탁액에서 상기 작용제의 함량이 무기 물질의 총 건조 중량에 대해 건조중량으로 0.001% 내지 5.000%, 바람직하게는 0.001% 내지 2.000%, 그리고 매우 바람직하게는 0.05% 내지 1.00%로 나타나는 것을 특징으로 하는 용도.
- 청구항 1 내지 10 중 어느 한 항에 있어서, 분쇄 및/또는 분산을 통해 무기 물질의 수성 혼탁액을 제조하는 방법은 첫 단계로서 무기 물질의 건조 중량이 혼탁액 총 중량의 10% 내지 35%인 농도일 때 분산제 없이 분쇄하는 것과, 두 번째 단계로서 무기물질의 건조 중량이 혼탁액의 총 중량에 대해 65% 내지 72%인 농도일 때 상기 작용제의 존재 하에 분산하는 것을 포함하는 방법인 것을 특징으로 하는 용도.
- 청구항 1 내지 11 중 어느 한 항에 있어서, 무기 물질은 천연과 합성된 탄산 칼슘(calcium carbonate), 탈크(talc), 카올린(kaolin) 및 이들의 혼합물 중에서 선택되는 것으로 하며, 바람직하게는 천연과 합성된 탄산 칼슘 및 이것의 혼합물 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 용도.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR08/58819 | 2008-12-19 | ||
| FR0858819A FR2940141B1 (fr) | 2008-12-19 | 2008-12-19 | Utilisation de polymeres acryliques neutralises par le lithium comme agents dispersants ou d'aide au broyage en milieu aqueux de matieres minerales |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20110104025A true KR20110104025A (ko) | 2011-09-21 |
Family
ID=40941305
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020117016029A KR20110104025A (ko) | 2008-12-19 | 2009-12-08 | 리튬에 의해 중화된 아크릴 폴리머의 수성 매질에서 무기물질의 분산제 또는 분쇄 보조제로서 용도 |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US8785536B2 (ko) |
| EP (1) | EP2373407B1 (ko) |
| KR (1) | KR20110104025A (ko) |
| CN (2) | CN105032280A (ko) |
| BR (1) | BRPI0923029A2 (ko) |
| CL (1) | CL2011001461A1 (ko) |
| ES (1) | ES2435268T3 (ko) |
| FR (1) | FR2940141B1 (ko) |
| WO (1) | WO2010070407A1 (ko) |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2194103A1 (en) * | 2008-12-04 | 2010-06-09 | Omya Development Ag | Process for manufacturing calcium carbonate materials having a particle surface with improved adsorption properties |
| CN101864014B (zh) * | 2010-06-29 | 2012-11-14 | 上海东升新材料有限公司 | 碳酸钙高效分散剂的制备方法 |
| CN101857657B (zh) * | 2010-06-29 | 2012-11-14 | 上海东升新材料有限公司 | 抗盐性碳酸钙分散剂及其制备方法 |
| CN102050903B (zh) * | 2010-09-29 | 2012-07-04 | 上海东升新材料有限公司 | 碳酸钙分散剂的制备方法及应用 |
| ES2435649T3 (es) | 2010-11-19 | 2013-12-20 | Omya International Ag | Procedimiento de preparación de suspensiones acuosas de materias minerales por medio de aminas en combinación con polímeros vinil-carboxílicos. |
| FR2967593B1 (fr) | 2010-11-19 | 2012-12-28 | Coatex Sas | Utilisation d'amines en combinaison avec des polymeres acryliques dans la fabrication de suspensions aqueuses de matieres minerales |
| WO2012092986A1 (en) | 2011-01-07 | 2012-07-12 | Omya Development Ag | Process for water based mineral material slurry surface whitening |
| ES2551603T3 (es) * | 2011-06-21 | 2015-11-20 | Omya International Ag | Proceso para la producción de carbonato de calcio precipitado |
| GB201116660D0 (en) * | 2011-09-28 | 2011-11-09 | Unilever Plc | Thickening vinyl copolymers |
| GB201116659D0 (en) * | 2011-09-28 | 2011-11-09 | Unilever Plc | Thickening vinyl copolymers |
| GB201116663D0 (en) * | 2011-09-28 | 2011-11-09 | Unilever Plc | Low viscosity suspending vinyl copolymers |
| DE102012009320A1 (de) * | 2012-05-05 | 2013-11-07 | Bk Giulini Gmbh | Verwendung von Lithiumpolyacrylat alsDispergiermittel |
| GB201505320D0 (en) | 2015-03-27 | 2015-05-13 | Imerys Minerals Ltd | Mineral slurries |
Family Cites Families (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2539137A1 (fr) | 1982-08-06 | 1984-07-13 | Coatex Sa | Agent de broyage a base de polymeres et/ou copolymeres acryliques neutralises pour suspension aqueuse de materiaux mineraux grossiers en vue d'applications pigmentaires |
| DE4104573A1 (de) | 1991-02-14 | 1992-08-20 | Pluss Stauffer Ag | Verfahren und vorrichtung zur technischen fraktionierung von polymeren |
| FR2683537B1 (fr) | 1991-11-12 | 1993-12-31 | Coatex Sa | Agent de broyage et/ou de dispersion a base de polymeres et/ou copolymeres neutralises en partie par du magnesium pour suspensions aqueuses de materiaux mineraux en vue d'applications pigmentaires. |
| FR2683538B1 (fr) | 1991-11-12 | 1993-12-31 | Coatex Sa | Procede de broyage en suspension aqueuse en presence d'un agent de broyage neutralise en partie par du magnesium. |
| FR2683536B1 (fr) | 1991-11-12 | 1993-12-31 | Coatex Sa | Agent de broyage et/ou de dispersion a base de polymeres et/ou copolymeres neutralises en partie par du magnesium pour suspensions aqueuses de materiaux mineraux en vue d'applications pigmentaires. |
| FR2683539B1 (fr) | 1991-11-12 | 1993-12-31 | Coatex Sa | Procede de broyage en suspension aqueuse en presence d'un agent de broyage neutralise en partie par du magnesium. |
| US5424259A (en) * | 1994-03-04 | 1995-06-13 | Thiele Kaolin Company | High solids slurries of structured kaolin clay materials having improved high shear rheology and process for the manufacture thereof |
| GB9627002D0 (en) | 1996-12-27 | 1997-02-12 | Ecc Int Ltd | Dispersed aqueous suspensions |
| FR2798132B1 (fr) * | 1999-09-03 | 2001-10-12 | Ceca Sa | Procede pour l'obtention de resines polyamidoamine- epichlorhydrine propres a la fabrication de papiers resistants humides a faible teneur en monochloro-3- propanediol-1,2 |
| FR2802830B1 (fr) | 1999-12-27 | 2002-06-07 | Coatex Sa | Utilisation de polymeres hydrosolubles comme agent de dispersion de suspension aqueuse de carbonate de calcium suspensions aqueuses obtenues et leurs utilisations |
| FR2818165B1 (fr) | 2000-12-20 | 2003-10-31 | Coatex Sas | Agent d'aide au broyage de materiaux mineraux en suspension aqueuse. suspensions aqueuses obtenues et leurs utilisations |
| FR2821620B1 (fr) | 2001-03-02 | 2003-06-27 | Coatex Sas | Procede de polymerisation radicalaire controlee de l'acide acrylique et de ses sels, les polymeres de faible polydispersite obtenus, et leurs applications |
| FR2842814B1 (fr) | 2002-07-26 | 2004-10-22 | Coatex Sas | Procede de polymerisation radicalaire controlee de l'acide acrylique et de ses sels, les polymeres obtenus, et leurs applications. |
| FR2885906A1 (fr) * | 2005-05-20 | 2006-11-24 | Coatex Soc Par Actions Simplif | Utilisation de polymeres hydrosolubles obtenus par polymerisation radicalaire controlee comme agent ameliorant l'opacite et/ou la brillance de produits secs les contenant |
| FR2894846B1 (fr) | 2005-12-20 | 2008-02-01 | Coatex Sas | Utilisation de dispersants pour concentrer des matieres minerales dans l'eau, dispersions obtenues et leurs utilisations. |
| FR2903618B1 (fr) * | 2006-07-12 | 2008-10-31 | Coatex Sas | Agent de dispersion et/ou d'aide au broyage pour dispersion et suspension aqueuse de matieres minerales, dispersion et suspension obtenues et leurs utilisations. |
| US8980804B2 (en) * | 2006-07-28 | 2015-03-17 | Afton Chemical Corporation | Alkyl acrylate copolymer dispersants and uses thereof |
-
2008
- 2008-12-19 FR FR0858819A patent/FR2940141B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
2009
- 2009-12-08 ES ES09774727T patent/ES2435268T3/es active Active
- 2009-12-08 US US13/140,226 patent/US8785536B2/en active Active
- 2009-12-08 CN CN201510379329.8A patent/CN105032280A/zh active Pending
- 2009-12-08 BR BRPI0923029A patent/BRPI0923029A2/pt not_active IP Right Cessation
- 2009-12-08 EP EP09774727.3A patent/EP2373407B1/fr active Active
- 2009-12-08 CN CN200980150972.6A patent/CN102256692B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2009-12-08 KR KR1020117016029A patent/KR20110104025A/ko active IP Right Grant
- 2009-12-08 WO PCT/IB2009/007671 patent/WO2010070407A1/fr active Application Filing
-
2011
- 2011-06-16 CL CL2011001461A patent/CL2011001461A1/es unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US8785536B2 (en) | 2014-07-22 |
| FR2940141A1 (fr) | 2010-06-25 |
| CN102256692A (zh) | 2011-11-23 |
| CL2011001461A1 (es) | 2011-11-25 |
| CN102256692B (zh) | 2015-08-05 |
| ES2435268T3 (es) | 2013-12-17 |
| FR2940141B1 (fr) | 2010-12-17 |
| BRPI0923029A2 (pt) | 2015-12-15 |
| WO2010070407A1 (fr) | 2010-06-24 |
| US20110263774A1 (en) | 2011-10-27 |
| EP2373407B1 (fr) | 2013-08-28 |
| CN105032280A (zh) | 2015-11-11 |
| EP2373407A1 (fr) | 2011-10-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR20110104025A (ko) | 리튬에 의해 중화된 아크릴 폴리머의 수성 매질에서 무기물질의 분산제 또는 분쇄 보조제로서 용도 | |
| CA2427476C (fr) | Agent d'aide au broyage et/ou de dispersion de materiaux en suspension aqueuse, suspensions aqueuses obtenues et leurs utilisations | |
| Liu et al. | Synthesis of a novel tunable lignin-based star copolymer and its flocculation performance in the treatment of kaolin suspension | |
| KR101881615B1 (ko) | 비닐-카르복실산 중합체와 조합하여 아민을 사용하는 광물질의 수성 현탁액의 제조 방법 | |
| US6132617A (en) | Method of producing milling adjuvants and/or dispersive agents, by physicochemical separation; adjuvants and agents thus obtained; and uses of the same | |
| US7875213B2 (en) | Mineral dispersants and methods for preparing mineral slurries using the same | |
| TW201434923A (zh) | 包含具有降低之揮發性有機化合物（ｖｏｃ）含量的有機聚合物之流變穩定水性礦物材料懸浮液 | |
| Gumfekar et al. | Polymer reaction engineering tools to design multifunctional polymer flocculants | |
| KR101664509B1 (ko) | 탄산칼슘 수성 현탁액 제조 방법에 있어서 (메트)아크릴 중합체의 용도 | |
| JP6257079B2 (ja) | 凝集処理剤及びそれを用いた汚泥の脱水方法 | |
| EP0750653A1 (en) | Aqueous suspensions of inorganic materials | |
| JP4199084B2 (ja) | 両性水溶性重合体粒子、その製造方法および処理剤 | |
| JP5967705B2 (ja) | 凝集処理剤およびそれを用いた汚泥脱水方法 | |
| US20120142842A1 (en) | Use of alkaline carbonate salts to reduce the dose of acrylic polymer in a method of grinding calcium carbonate in water | |
| KR102065806B1 (ko) | 탄산칼슘을 함유하고 감소된 온도 민감성을 가지는 현탁액 제조를 위한 빗형 고분자의 용도 | |
| EP3206996A1 (de) | Verwendung von in wasser redispergierbaren polymerpulver-zusammensetzungen mit kationischer funktionalität als flockungshilfsmittel | |
| AS | Mongoin et al. | |
| KR20140031214A (ko) | 아크릴 중합체 용액의 존재 하에 물에서 탄산칼슘을 분쇄하기 위한 방법 및 상기 용액에서 인시추로 제조된 탄산 알칼리 염 | |
| CN109328099B (zh) | 高分子凝集剂粉末的制造方法和污泥的脱水方法 | |
| Bahadır | SYNTHESIS AND CHARACTERIZATION OF ACRYLIC ACID-MALEIC ANHYDRIDE COPOLYMERS AND THEIR USE IN WATER BORNE PAINTS | |
| WATER | i, Patent Application Publication to, Pub. No.: US 2012/0142842 A1 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right |