RU2520485C2 - Способ улучшения реологических свойств водной суспензии пигмента, диспергатора и его применение - Google Patents

Способ улучшения реологических свойств водной суспензии пигмента, диспергатора и его применение Download PDF

Info

Publication number
RU2520485C2
RU2520485C2 RU2011129634/05A RU2011129634A RU2520485C2 RU 2520485 C2 RU2520485 C2 RU 2520485C2 RU 2011129634/05 A RU2011129634/05 A RU 2011129634/05A RU 2011129634 A RU2011129634 A RU 2011129634A RU 2520485 C2 RU2520485 C2 RU 2520485C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
dispersant
styrene
pigment
suspension
acrylate copolymer
Prior art date
Application number
RU2011129634/05A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2011129634A (ru
Inventor
Эско ААРНИ
Пертту ХЕЙСКА
Киммо ХУХТАЛА
Original Assignee
Кемира Ойй
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Кемира Ойй filed Critical Кемира Ойй
Publication of RU2011129634A publication Critical patent/RU2011129634A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2520485C2 publication Critical patent/RU2520485C2/ru

Links

Classifications

    • 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
    • C09C3/00—Treatment in general of inorganic materials, other than fibrous fillers, to enhance their pigmenting or filling properties
    • C09C3/10—Treatment with macromolecular organic compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D17/00—Pigment pastes, e.g. for mixing in paints
    • C09D17/004—Pigment pastes, e.g. for mixing in paints containing an inorganic pigment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L3/00—Compositions of starch, amylose or amylopectin or of their derivatives or degradation products
    • C08L3/02—Starch; Degradation products thereof, e.g. dextrin
    • 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
    • C08L33/06—Homopolymers or copolymers of esters of esters containing only carbon, hydrogen and oxygen, which oxygen atoms are present only as part of the carboxyl radical
    • C08L33/08—Homopolymers or copolymers of acrylic acid esters
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D151/00—Coating compositions based on graft polymers in which the grafted component is obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D151/02—Coating compositions based on graft polymers in which the grafted component is obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Coating compositions based on derivatives of such polymers grafted on to polysaccharides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D17/00—Pigment pastes, e.g. for mixing in paints
    • C09D17/001—Pigment pastes, e.g. for mixing in paints in aqueous medium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40—Additives
    • C09D7/45—Anti-settling agents
    • 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
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H19/00—Coated paper; Coating material
    • D21H19/36—Coatings with pigments
    • D21H19/44—Coatings with pigments characterised by the other ingredients, e.g. the binder or dispersing agent
    • D21H19/56—Macromolecular organic compounds or oligomers thereof obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D21H19/58—Polymers or oligomers of diolefins, aromatic vinyl monomers or unsaturated acids or derivatives thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/24—Acids; Salts thereof
    • C08K3/26—Carbonates; Bicarbonates
    • C08K2003/265—Calcium, strontium or barium carbonate

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Paper (AREA)
  • Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)
  • Emulsifying, Dispersing, Foam-Producing Or Wetting Agents (AREA)

Abstract

Изобретение относится к способу улучшения реологических свойств водной суспензии пигмента в композициях для мелования бумаги. Способ включает добавление диспергатора к водной фазе суспензии, содержащей или пока не содержащей частицы пигмента. Диспергатор представляет водную дисперсию полимера с содержанием твердого вещества 10-50%. Полимером является стирол-акрилатный сополимер, полученный сополимеризацией стирола, замещенного стирола или их смеси и С1-С4 алкилакрилатов, С1-С4 алкилметакрилатов или их смеси в присутствии крахмала или декстрина. Изобретение также относится к диспергатору для суспензии пигмента, содержащему первый и второй компоненты. Первый компонент содержит указанный стирол-акрилатный сополимер. Второй компонент содержит обычный диспергатор, такой как полиакрилат с прямой цепью. Массовое соотношение между первым и вторым компонентами находится в диапазоне 50:50-99:1. Изобретение обеспечивает улучшение реологических свойств и высокосдвиговых характеристик водной суспензии пигмента в композициях для мелования бумаги. 3 н. и 7 з.п. ф-лы, 1 табл., 4 пр.

Description

Настоящее изобретение относится к способу улучшения реологических свойств водной суспензии пигмента, соответствующему вводной части независимого пункта прилагаемой формулы изобретения. Изобретение также относится к диспергатору и к использованию стирол-акрилатного сополимера.
На бумагу и картон наносят покрытие из различных меловальных пигментов для улучшения, помимо прочего, их прочности, пригодности для печатания и внешнего вида бумаги, например гладкости и глянца. Во время процесса нанесения покрытия водный раствор композиции покрытия наносят на одну или обе стороны бумаги. Обычные композиции покрытий содержат, в основном, пигмент и связующее и, возможно, другие добавки, такие как вторичные связующие, консерванты, диспергаторы, пеногасители, смазки, отвердители и оптические отбеливатели. Основные ингредиенты меловального пигмента представляют собой частицы пигмента в форме водной суспензии и связующее.
Существует несколько различных пигментов. Обычно по своему происхождению они представляют собой различные минералы, при этом наиболее частыми являются каолиновая глина и карбонат кальция.
Некоторые из пигментов должны быть подвергнуты, так называемой, операции размалывания, когда размер частиц пигмента уменьшают благодаря подводу энергии для адаптирования распределения частиц по размерам у частиц к предполагаемой области применения. Например, перед использованием в композициях для мелования бумаги размалыванию подвергают карбонат кальция и гипс. Обычно размалывание проводят в виде мокрого размалывания, и в ходе данного процесса добавляют один или несколько абразивных материалов. В большинстве способов размалывания на последней стадии способа размер частиц пигмента по существу не изменяют, но для стабилизации суспензии пигмента к ней добавляют диспергатор.
Некоторые из пигментов не требуют размалывания, поскольку их легко получают при размере частиц, подходящем для использования в композициях для мелования бумаги. Примеры таких пигментов представляют собой осажденный карбонат кальция и каолин. Данные пигменты непосредственно суспендируют в воде, в которую обычно добавляют диспергатор.
Некоторые диспергаторы могут быть использованы в обоих способах. Диспергаторы могут оказывать воздействие на реологические свойства полученной суспензии. Реологические свойства суспензий пигментов и композиций покрытия важны с точки зрения их пригодности для использования. С точки зрения удобства обращения с суспензиями, например во время перекачивания и перемешивания, важны низкосдвиговые характеристики, в то время как высокосдвиговые характеристики композиций покрытия важны с точки зрения хорошей пригодности покрытия к обработке во время нанесения покрытия на бумагу. Высокосдвиговые характеристики композиции покрытия прямо соотносятся с высокосдвиговыми характеристиками суспензии пигмента, которую используют для ее получения. Было бы очень выгодно иметь возможность модифицировать реологические свойства суспензий пигментов для оптимизации реологических свойств композиций покрытий, использующихся в способах мелования бумаги и/или картона.
В случае использования обычных диспергаторов реологические свойства суспензий пигментов не улучшатся при увеличении дозировки диспергатора выше обычных уровней дозировки в дисперсии. Другими словами, увеличение дозировки обычного диспергатора выше количества, которое требуется для диспергирования частиц пигмента, не оказывает ощутимого воздействия на реологические свойства полученной суспензии.
Одна цель данного изобретения заключается в сведении к минимуму или, возможно, даже исключении недостатков, существующих на предшествующем уровне техники.
Цель заключается также в предложении способа улучшения реологических свойств суспензии пигмента.
Одна дополнительная цель данного изобретения также заключается в предложении диспергатора, при использовании которого могут быть улучшены реологические свойства суспензии пигмента.
Данные цели достигаются при использовании способа и компоновки, демонстрирующих характеристики, представленные ниже в описывающих частях независимых пунктов формулы изобретения.
В одном соответствующем настоящему изобретению обычном способе улучшения реологических свойств водной суспензии пигмента диспергатор добавляют к водной фазе суспензии, содержащей частицы пигмента, или к водной фазе, в которую частицы пигмента необходимо добавлять, при этом диспергатор содержит стирол-акрилатный сополимер.
Обычный диспергатор, соответствующий настоящему изобретению, для суспензии пигмента содержит
- первый компонент, содержащий стирол-акрилатный сополимер, и
- второй компонент, содержащий обычный диспергатор, такой как полиакрилат с прямой цепью.
Обычное использование стирол-акрилатного сополимера, соответствующего настоящему изобретению, относится к использованию в качестве диспергатора в суспензии пигмента для улучшения ее реологических свойств.
Как к удивлению было установлено в настоящее время, при добавлении к суспензии пигмента диспергатора, содержащего стирол-акрилатный сополимер, реологические свойства суспензии неожиданно улучшаются при одновременном сохранении других свойств суспензии по меньшей мере на обычном уровне. Это означает то, что добавление стирол-акрилатного сополимера к суспензии пигмента улучшает диспергирование частиц пигмента в суспензии. В особенности, добавление диспергатора, содержащего стирол-акрилатный сополимер, улучшает высокосдвиговые характеристики суспензии, что, соответственно, улучшает поведение суспензии в композициях для мелования бумаги. Как также было установлено, увеличенная дозировка такого диспергатора оказывает положительное воздействие на реологические свойства суспензии, то есть высокосдвиговая вязкость суспензии уменьшается при увеличении дозировки диспергатора в сопоставлении с тем, что имеет место для суспензий, характеризующихся подобным уровнем содержания твердого вещества без добавления диспергатора, содержащего стирол-акрилатный сополимер. Стирол-акрилатный сополимер, таким образом, может быть использован в качестве диспергатора для улучшения высокосдвиговых характеристик суспензии пигмента.
Типичные пигменты, которые могут быть использованы в настоящем изобретении для получения суспензии пигмента, представляют собой карбонат кальция, каолин, прокаленный каолин, тальк, диоксид титана, гипс, мел, сатинит, сульфат бария, силикат натрия-алюминия, гидроксид алюминия или любую их смесь. Карбонатом кальция могут быть тонкодисперсный карбонат кальция (ТКК) или осажденный карбонат кальция (ОКК) или их смесь. Предпочтительно пигмент представляет собой карбонат кальция.
Обычно диспергатор, который используют в настоящем изобретении, содержит в качестве первого компонента стирол-акрилатный сополимер, который получали в результате полимеризации стирольных и акрилатных мономеров в присутствии крахмала, как это описывается ниже в данной заявке. Диспергатор также может содержать небольшое количество других компонентов, таких как неполимеризованные мономеры или другие вещества. Количество других компонентов обычно является меньшим, чем 5% (масс.), более часто меньшим, чем 3% (масс.).
В соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения диспергатор, содержащий стирол-акрилатный сополимер, может быть добавлен во время последних стадий мокрого размалывания пигмента в случае уже получения частицами пигмента желательного размера частиц. Диспергатор добавляют к суспензии пигмента, поступающей с предшествующих технологических стадий. Суспензия пигмента может содержать абразивные материалы, которые добавляли на стадиях размалывания, предшествующих данной последней технологической стадии. Типичными примерами таких абразивных материалов являются полиакрилаты, такие как полиакрилат Na или К, полиакрилатные сополимеры или их смеси. Полиакрилатные сополимеры могут иметь разветвленную или прямую цепь. Данный способ является, в особенности, подходящим для использования при получении суспензий пигмента в виде тонкодисперсного карбоната кальция (ТКК), диоксида титана или гипса.
В соответствии с еще одним вариантом осуществления настоящего изобретения диспергатор, содержащий стирол-акрилатный сополимер, может быть добавлен к водной фазе, в которую при использовании подходящих средств, например шнекового транспортера, добавляют любой подходящий пигмент в порошкообразной, пастообразной или кусковой форме, такой как осажденный карбонат кальция или диоксид титана, и конечную суспензию пигмента получают в результате перемешивания водной фазы и порошкообразного пигмента. Данный способ используют, например, при получении суспензии пигмента из каолина, диоксида титана или пигментов, имеющих иглообразные частицы.
Диспергатор обычно добавляют в таком количестве, чтобы суспензия пигмента содержала бы по меньшей мере 0,1 части его в расчете на 100 частей пигмента. Обычно диспергатор добавляют в таком количестве, чтобы суспензия пигмента содержала бы 0,1-3,5, предпочтительно 0,25-3,0, более предпочтительно 0,05-2,5, наиболее предпочтительно 1,0-2,0, части диспергатора в расчете на 100 частей пигмента. Данные количества относятся к совокупному количеству диспергатора, при этом диспергатор содержит только сополимер или смесь сополимера с другими добавками.
К водной фазе также может быть добавлен обычный диспергатор, такой как полиакрилат с прямой цепью. В соответствии с одним предпочтительным вариантом осуществления изобретения диспергатор содержит второй компонент. Второй компонент может представлять собой обычный диспергатор, такой как полиакрилат, полиакрилатный сополимер или их смеси. Второй компонент диспергатора в своей основе может иметь прямоцепной полиакрилат, полиметакрилат, полиакрилатный сополимер, такой как сополимер метакриловой и акриловой кислот, или сополимер метакриловой и акриловой кислот или их смеси. Молекулярная масса второго компонента обычно составляет 5000-10000. Такие компоненты диспергатора как таковые специалисту в соответствующей области техники известны. Обычно второй компонент диспергатора имеет форму натриевой соли.
Таким образом, диспергатор содержит первый и второй компонент. В данных случаях диспергатор содержит первый компонент, содержащий стирол-акрилатный сополимер, и второй компонент, содержащий обычный, описанный выше диспергатор, и обычно первый и второй компоненты перемешивают друг с другом перед добавлением смеси к суспензии пигмента. Данным образом дисперсия частиц пигмента в суспензии может быть оптимизирована, и в то же самое время для суспензии могут быть получены улучшенные реологические свойства. Также можно обычный диспергатор в водную суспензию пигмента добавлять в виде отдельного подаваемого потока в дополнение к другому отдельному подаваемому потоку, содержащему стирол-акрилатный сополимер. Данный вариант осуществления является подходящим для способов, в которых диспергатор непосредственно добавляют к водной фазе, в которую пигмент добавляют в порошкообразной форме.
В случае содержания в диспергаторе второго компонента, содержащего обычный, описанный выше диспергатор, такой как полиакрилат, соотношение между количествами первого компонента и второго компонента обычно будет находиться в диапазоне 55:45 - 95:5, более часто 50:50 - 92,5:7,5, даже 70:30 - 90:10. В некоторых случаях соотношение между количествами первого компонента и второго компонента может составлять 99:1. В соответствии с одним вариантом осуществления, массовое соотношение первый компонент:второй компонент находится в диапазоне 50:50 - 99:1, предпочтительно в диапазоне 50:50 - 90:10.
В соответствии с одним вариантом осуществления изобретения стирол-акрилатный сополимер используют в качестве единственного диспергатора. Другими словами, для получения желательной стабильности суспензии пигмента нет необходимости использовать другие диспергаторы, за исключением стирол-акрилатного сополимера. В случае использования других диспергаторов их дозировка может быть уменьшена в сопоставлении с обычной, и стабильность суспензии все еще будет сохраняться на желательном уровне.
Стирол-акрилатный сополимер, который используют в качестве диспергатора в настоящем изобретении, может быть получен в результате сополимеризации этиленненасыщенных мономеров. Подходящие стирольные мономеры представляют собой стирол и замещенные стиролы, такие как α-метилстирол или винилтолуол или их смеси, а подходящие акрилатные мономеры представляют собой С1-С4 алкилакрилаты, С1-С4 алкилметакрилаты или их смеси, например н-бутил-, изобутил-, трет-бутил- или 2-бутилакрилат и соответствующие бутилметакрилаты; при этом предпочтительными являются метилакрилат, метилметакрилат, этилакрилат, этилметакрилат, пропилакрилат или пропилметакрилат, смесь по меньшей мере двух изомерных бутилакрилатов, смеси н-бутилакрилата и метилметакрилата являются в особенности предпочтительными. В соответствии с одним наиболее предпочтительным вариантом осуществления изобретения в полимеризации используют смеси н-бутилакрилата и трет-бутилакрилата. Для смесей двух мономеров соотношение количеств компонентов в смеси может находиться в диапазоне от 10:90 до 90:10.
В соответствии с одним предпочтительным вариантом осуществления изобретения стирол-акрилатный сополимер содержит крахмал. Предпочтительно стирол-акрилатный сополимер получают так, как это описывается в документе US 6426381, т.е. в результате свободно-радикальной эмульсионной сополимеризации этиленненасыщенных мономеров в присутствии крахмала. Крахмалом может быть любой подходящий нативный крахмал, такой как крахмал картофеля, риса, кукурузы, восковидной кукурузы, пшеницы, ячменя или маниока, при этом крахмал картофеля является предпочтительным. Выгодными являются крахмалы, характеризующиеся уровнем содержания амилопектина >80%, предпочтительно >95%. Крахмал также может быть модифицированным, например анионизованным, катионизованным или подвергнутым разложению. Анионизованный крахмал имеет анионные группы, такие как карбоксилатные или фосфатные группы, в то время как катионизованный крахмал имеет катионные группы, такие как кватернизованные аммониевые группы. Степень замещения (СЗ), указывающая на среднее количество анионных/катионных групп в крахмале в расчете на одно звено глюкозы, обычно составляет 0,01-0,20. При получении стирол-акрилатного сополимера также могут быть использованы и амфотерные крахмалы, имеющие как анионные, так и катионные группы. Подвергнутый разложению крахмал получают в результате обеспечения прохождения для крахмала окислительного, термического, кислотного или ферментативного разложения, при этом предпочтительным является окислительное разложение. В качестве окислителей могут быть использованы гипохлорит, пероксодисульфат, перекись водорода или их смеси. Подвергнутый разложению крахмал обычно имеет среднюю молекулярную массу (Mn) 500-10000, что может быть определено по известным методам гельпроникающей хроматографии. Характеристическая вязкость обычно находится в диапазоне от 0,05 до 0,12 дл/г согласно определению, например по известным вискозиметрическим методам.
В соответствии с одним вариантом осуществления изобретения для получения стирол-акрилатного сополимера, использующегося в настоящем изобретении, вместо крахмала может быть использован любой другой полисахарид, который имеет свободную гидроксильную группу, такой как амилоза, амилопектин, карраген, целлюлоза, хитозан, хитин, декстрины, гуаровая камедь (гуаран) и другие галактоманнаны, аравийская камедь, компоненты гемицеллюлозы и пуллулан. Более предпочтительным из перечисленных полисахаридов является декстрин, то есть, стирол-акрилатный сополимер содержит декстрин.
Диспергатор, содержащий стирол-акрилатный сополимер, может быть использован в форме водной полимерной дисперсии, характеризующейся уровнем содержания твердого вещества 10-50%, предпочтительно 20-50%, более предпочтительно 25-45%, наиболее предпочтительно 30-40%.
В соответствии с одним вариантом осуществления изобретения средний размер частиц стирол-акрилатного сополимера составит 20-300 нм, предпочтительно менее чем 150 нм в случае его использования в качестве диспергатора. В соответствии с одним вариантом осуществления изобретения средний размер частиц диспергатора в водной дисперсии находится в диапазоне 20-150 нм, предпочтительно 40-100 нм, более предпочтительно 50-90 нм. Размер частиц диспергатора может быть определен при использовании устройства Malvern Zetamaster. Как можно предположить без связывания себя теорией, небольшой размер частиц стирол-акрилатного сополимера может оказаться выгодным для достижения улучшенных значений высокосдвиговой вязкости.
Диспергатор является, в особенности, подходящим для использования в качестве диспергатора для суспензий пигментов, которые должны быть использованы при получении композиций покрытия. В данном контексте суспензия пигмента означает полужидкую композицию, включающую мелкие частицы одного или нескольких пигментов, характеризующихся размером частиц D50 в диапазоне <5 мкм. Вязкость Brookfield 100 суспензии пигмента обычно составляет <500 мПа·сек. Суспензия пигмента обычно содержит 50-80% (масс.) пигмента. Композицию покрытия в данном контексте используют для полужидких композиций, включающих в дополнение к частицам одного или нескольких пигментов также и связующие, такие как латекс и/или крахмал. Вязкость Brookfield 100 композиции покрытия обычно составляет <2500, обычно 1000-2000 мПа·сек.
В соответствии с одним вариантом осуществления изобретения стирол-акрилатный сополимер используют в качестве единственного диспергатора в суспензии пигмента. Это значит то, что каких-либо других диспергаторов для диспергирования частиц пигмента в суспензии пигмента не используют.
В данной заявке и в примерах состав суспензии пигмента, если только не будет указано другого, приводится, как это обычно на современном уровне техники, при отнесении к совокупному количеству пигментов значения 100 и вычислении количеств других компонентов по отношению к количеству совокупного пигмента. Доли всех компонентов приводятся в частях сухого вещества.
ПРИМЕР
100 частей высушенного недиспергированного ОКК (осажденный карбонат кальция, 95%< 1 мкм) добавляют в воду совместно с 0,55 ч./100 ч. (частей на 100 частей) обычного диспергатора на основе полиакрилата Na Colloid 220 (торговая марка) от компании Kemira до достижения уровня содержания твердого вещества суспензии 68%. Значение рН доводят до величины 9,9 или 9,5 (образец 4) при использовании 10%-ного гидроксида натрия. Суспензию перемешивают в течение 10 минут при температуре окружающей среды в смесителе Diaf при 3000 об./мин, после чего для рецептур от 2 до 4 добавляют 1 ч./100 ч. диспергатора, соответствующего настоящему изобретению. Перемешивание суспензии продолжают еще в течение 5 минут. Для полученных суспензий вязкости измеряют при использовании вискозиметра Брукфильда, типа DV-II, для скоростей 100 и 50 об./мин и с использованием шпинделя 3. Размер образца составлял 500 г сухого пигмента, уровень содержания твердого вещества в суспензии составляет приблизительно 68%. Высокосдвиговую вязкость при пределе прочности на сдвиг измеряют при использовании ротационного вискозиметра Hercules Hi-Shear DV-10. Методика испытания при оценке вязкости суспендированных пигментов представляет собой то, что излагается в документе TAPPI (Technical Association of the Pulp and Paper Industry) test method T-648 (valid in September 2008). Результаты продемонстрированы в таблице 1.
Диспергатор в образцах представляет собой нижеследующее.
Контрольный образец: суспензия пигмента, содержащая 0,55 ч./100 ч. полиакрилата Na.
Образец 2: суспензия пигмента, содержащая 0,55 ч./100 ч. полиакрилата Na + 1 ч./100 ч. стирол-акрилатного сополимера.
Образец 3: суспензия пигмента, содержащая 0,55 ч./100 ч. полиакрилата Na + 1 ч./100 ч. системы стирол-акрилатный сополимер/полиакрилат Na с составом 90/10.
Образец 4: суспензия пигмента, содержащая 0,55 ч./100 ч. полиакрилата Na + 1 ч./100 ч. полиакрилата Na.
Другими словами, образцы 2 и 3 соответствуют настоящему изобретению, в контрольном образце и образце 4 используют обычный диспергатор в различных количествах.
Таблица 1
Результаты по измерениям вязкости
Измеренное свойство Единица измере-ния Контро-льный образец Образец 2 Образец 3 Образец 4
Вязкость, по Брукфильду, 100 об./мин мПа·сек 115 103 124 131
Вязкость, по Брукфильду, 50 об./мин мПа·сек 132 141 164 173
Высокосдвиговая вязкость при пределе прочности на сдвиг мПа·сек 95 85 63 101
Уровень содержания твердого вещества % 68,2 68,1 68,1 68,3
рН   9,9 9,9 9,9 9,5
Температура °С 24 24 24 24
Плотность г/см3 1,84 1,84 1,84 1,84
Как можно видеть по результатам, в случае использования диспергатора, соответствующего настоящему изобретению и содержащего стирол-акрилатный сополимер, высокосдвиговая вязкость при пределе прочности на сдвиг уменьшится в сопоставлении с тем, что имеет место для суспензий, содержащих обычный диспергатор на основе полиакрилата Na.
Даже в случае описания изобретения при обращении к тому, что в настоящее время представляется наиболее практичными и предпочтительными вариантами осуществления, необходимо понимать, что изобретение не должно ограничиваться описанными выше вариантами осуществления, но что изобретение предполагает включение также и других модификаций и эквивалентных технических решений в объеме прилагаемой формулы изобретения.

Claims (10)

1. Способ улучшения высокосдвиговых характеристик водной суспензии пигмента и ее поведения в композициях для мелования бумаги, где
диспергатор добавляют в форме водной полимерной дисперсии, характеризующейся уровнем содержания твердого вещества 10-50%, к водной фазе суспензии, содержащей частицы пигмента, или к водной фазе, в которую частицы пигмента необходимо добавлять в таком количестве, что суспензия пигмента содержит 0,1-3,5 частей диспергатора на 100 частей пигмента, при этом диспергатор содержит стирол-акрилатный сополимер, который получают в результате сополимеризации стирола, замещенного стирола или их смесей и С1-С4 алкилакрилатов, С1-С4 алкилметакрилатов или их смесей в присутствии крахмала или декстрина.
2. Способ по п.1, отличающийся добавлением в водную фазу также и обычного диспергатора, такого как полиакрилат с прямой цепью.
3. Способ по п.1 или 2, отличающийся добавлением диспергатора во время последних стадий мокрого размалывания пигмента в случае уже получения частицами пигмента желательного размера частиц.
4. Диспергатор для суспензии пигмента, содержащий
первый компонент, содержащий стирол-акрилатный сополимер, в форме водной полимерной дисперсии, характеризующейся уровнем содержания твердого вещества 10-50%, при этом указанный полимер получают сополимеризацией стирола, замещенного стирола или их смесей и С1-С4 алкилакрилатов, С1-С4 алкилметакрилатов или их смесей в присутствии крахмала или декстрина, и
второй компонент, содержащий обычный диспергатор, такой как полиакрилат с прямой цепью,
при этом соотношение между количествами первый компонент : второй компонент находится в диапазоне 50:50-99:1.
5. Диспергатор по п.4, отличающийся тем, что второй компонент представляет собой прямоцепной полиакрилат, полиметакрилат, полиакрилатный сополимер, такой как сополимер метакриловой и акриловой кислот, или сополимер метакриловой и акриловой кислот или их смеси.
6. Диспергатор по п.4, отличающийся тем, что соотношение между количествами первый компонент: второй компонент находится в диапазоне 50:50-90:10.
7. Диспергатор по п.4, отличающийся тем, что средний размер частиц стирол-акрилатного сополимера составляет 20-300 нм, предпочтительно менее чем 150 нм.
8. Применение стирол-акрилатного сополимера, полученного в результате сополимеризации стирола, замещенного стирола или их смесей и С1-С4 алкилакрилатов, С1-С4 алкилметакрилатов или их смесей в присутствии крахмала или декстрина, в качестве диспергатора в суспензии пигмента для улучшения высокосдвиговых характеристик суспензии пигмента и ее поведения в композициях для мелования бумаги.
9. Применение по п.8, отличающееся тем, что стирол-акрилатный сополимер используют в форме водной полимерной дисперсии, характеризующейся уровнем содержания твердого вещества 10-50%.
10. Применение по п.8, отличающееся тем, что стирол-акрилатный сополимер используют в качестве единственного диспергатора в суспензии пигмента.
RU2011129634/05A 2008-12-18 2009-12-18 Способ улучшения реологических свойств водной суспензии пигмента, диспергатора и его применение RU2520485C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20086214A FI122694B (fi) 2008-12-18 2008-12-18 Menetelmä vesipitoisen pigmenttilietteen reologisten ominaisuuksien parantamiseksi ja dispergointiaine
FI20086214 2008-12-18
PCT/FI2009/051013 WO2010070206A1 (en) 2008-12-18 2009-12-18 Method for improving rheological properties of an aqueous pigment slurry, dispersion agent and its use

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2011129634A RU2011129634A (ru) 2013-01-27
RU2520485C2 true RU2520485C2 (ru) 2014-06-27

Family

ID=40240610

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011129634/05A RU2520485C2 (ru) 2008-12-18 2009-12-18 Способ улучшения реологических свойств водной суспензии пигмента, диспергатора и его применение

Country Status (11)

Country Link
US (4) US8785550B2 (ru)
EP (1) EP2370528B1 (ru)
JP (1) JP5749175B2 (ru)
KR (1) KR20110100204A (ru)
CN (1) CN102257078B (ru)
CA (1) CA2670399C (ru)
FI (1) FI122694B (ru)
PL (1) PL2370528T3 (ru)
RU (1) RU2520485C2 (ru)
WO (1) WO2010070206A1 (ru)
ZA (1) ZA201103277B (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2658409C1 (ru) * 2014-09-30 2018-06-21 Омиа Интернэшнл Аг Способ улучшения гранулометрического состава частиц содержащего карбонат кальция материала

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI122694B (fi) * 2008-12-18 2012-05-31 Kemira Oyj Menetelmä vesipitoisen pigmenttilietteen reologisten ominaisuuksien parantamiseksi ja dispergointiaine
PL2447328T3 (pl) * 2010-10-29 2015-05-29 Omya Int Ag Sposób polepszania właściwości materiałów zawierających węglan wapnia związanych z manipulowaniem
KR101710572B1 (ko) * 2014-12-30 2017-02-27 주식회사 케이씨텍 연마 슬러리 조성물
WO2016175749A1 (en) * 2015-04-27 2016-11-03 Hewlett-Packard Development Company, L.P. White inks
CN105086633A (zh) * 2015-08-14 2015-11-25 湖州市云巢染料化工厂 环保无机颜料色浆的制备方法
FI20165235A (fi) * 2016-03-22 2017-09-23 Kemira Oyj Koostumus päällystyspastan reologian modifioimiseksi, sen käyttö ja päällystyspasta
FI126948B (en) 2016-03-22 2017-08-31 Kemira Oyj Aqueous polymer dispersion, its use and a process for preparing an aqueous polymer dispersion
WO2018229343A1 (en) * 2017-06-15 2018-12-20 Kemira Oyj Barrier coating composition, sheet-like product and its use
CN116376314A (zh) * 2023-04-13 2023-07-04 宇虹颜料股份有限公司 一种在水性应用中具有高着色力、高透明度的颜料制备方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU943364A1 (ru) * 1980-12-29 1982-07-15 Центральный научно-исследовательский институт бумаги Мелованный материал
RU2156775C2 (ru) * 1994-11-03 2000-09-27 Геркулес Инкорпорейтед Латексная система и способ ее приготовления (варианты)
RU2230085C2 (ru) * 1998-05-12 2004-06-10 Геркулес Инкорпорейтед Водная композиция, включающая ионогенный полимер и промотирующую вязкость добавку, способ нанесения на бумагу покрытия на основе водной композиции и бумага с покрытием
WO2004078807A2 (en) * 2003-02-28 2004-09-16 Dow Global Technologies Inc. Starch-based polymers
RU2245952C2 (ru) * 1999-04-29 2005-02-10 Геркулес Инкорпорейтед Композиция для мелования бумаги с усовершенствованными носителями для оптических отбеливателей
RU2006142765A (ru) * 2004-05-24 2008-06-27 Интернэшнл Пэйпа Кампани (Us) Универсальная мелованная бумага для печати

Family Cites Families (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4877104A (ru) * 1972-01-25 1973-10-17
DE2905765A1 (de) 1979-02-15 1980-09-04 Basf Ag Papierstreichmassen
US4474860A (en) 1983-05-16 1984-10-02 The Dow Chemical Company High solids latexes for paper coatings
JPS63120184A (ja) 1986-11-07 1988-05-24 株式会社　中島染工場 靴下などの編地にプリント柄を捺染する方法とプリント柄を捺染した靴下、ストツキング、及びパンテイストツキング
JP2552841B2 (ja) 1986-11-08 1996-11-13 住友化学工業株式会社 紙用塗工組成物
FR2650594B1 (fr) * 1989-08-04 1992-04-03 Coatex Sa Application aux suspensions aqueuses pigmentaires de carbonate de calcium d'un agent polycarboxylique a fonction phosphatee ou phosphonee inhibant l'effet de choc provoque par l'introduction d'un electrolyte sous forme concentree
US5139614A (en) 1991-02-06 1992-08-18 American Cyanamid Company Styrene/acrylic-type polymers for use as surface sizing agents
JPH07237357A (ja) 1994-02-28 1995-09-12 New Oji Paper Co Ltd 感熱記録体
FI98943C (fi) 1996-01-10 1997-09-10 Raisio Chem Oy Menetelmä paperin tai kartongin ominaisuuksien parantamiseksi
WO1998021350A1 (en) 1996-11-13 1998-05-22 Board Of Regents, The University Of Texas System Diminishing viral gene expression by promoter replacement
DE19806745A1 (de) * 1998-02-18 1999-08-19 Bayer Ag Feinteilige Polymerdispersionen zur Papierleimung
US6114417A (en) 1998-10-16 2000-09-05 Cytec Technology Corp. Paper sizing agents and methods
US6801560B2 (en) 1999-05-10 2004-10-05 Cymer, Inc. Line selected F2 two chamber laser system
FR2818166B1 (fr) 2000-12-20 2003-10-31 Coatex Sas Agent d'aide au broyage et/ou de dispersion de materiaux mineraux en suspension aqueuse. suspensions aqueuses obtenues et leurs utilisations
US7279071B2 (en) 2001-04-11 2007-10-09 International Paper Company Paper articles exhibiting water resistance and method for making same
FI116536B (fi) 2001-04-12 2005-12-15 Ciba Sc Holding Ag Uusi päällystyspastakoostumus
FI118091B (fi) 2001-10-03 2007-06-29 Ciba Sc Holding Ag Uusi päällystyspastakoostumus
US6818054B2 (en) 2002-02-27 2004-11-16 Seiko Epson Corporation Processes for producing pigment dispersion and ink composition
US6734232B2 (en) 2002-03-15 2004-05-11 Georgia-Pacific Resins, Inc. Styrene-acrylate copolymer composition suitable for surface size
DE10246625A1 (de) 2002-10-07 2004-04-15 Basf Ag Verfahren zum Abtöten von Mikroorganismen
JP2004003118A (ja) 2003-09-01 2004-01-08 Oji Paper Co Ltd 防湿性紙
US7732525B2 (en) 2004-05-20 2010-06-08 Ciba Specialty Chemicals Water Treatments Limited Polymers for paper and paperboard coatings
FR2873047B1 (fr) 2004-07-13 2007-10-05 Coatex Soc Par Actions Simplif Procede de broyage de matieres minerales en presence de liants, suspensions aqueuses obtenues et leurs utilisations
JP4486861B2 (ja) 2004-07-30 2010-06-23 王子コーンスターチ株式会社 塗工紙用塗被組成物及びそれを用いた塗工紙
JP2006091203A (ja) 2004-09-22 2006-04-06 Kishu Paper Co Ltd 電子写真用塗工紙及びその製造方法
JP2006265748A (ja) 2005-03-22 2006-10-05 Chuetsu Pulp Kogyo Kk 塗被紙
DE102005025374A1 (de) 2005-05-31 2006-12-07 Basf Ag Polymer-Pigment-Hybride für die Papierherstellung
EP1943313A1 (de) 2005-11-04 2008-07-16 Alpha Calcit Füllstoff Gesellschaft mbH Oberflächenmodifizierte anorganische füllstoffe und pigmente (ii)
AU2007209377B2 (en) * 2006-01-26 2011-02-24 Basf Se A composition for surface colouration of paper
JP5207097B2 (ja) 2006-06-16 2013-06-12 星光Ｐｍｃ株式会社 填料改質剤、填料スラリー及び製紙方法
CN101410469B (zh) 2006-06-30 2012-05-30 Dic株式会社 水性颜料分散液和喷墨记录用油墨以及水性颜料分散液的制造方法
EP2048206B1 (en) * 2006-07-31 2013-11-20 DIC Corporation Process for producing aqueous pigment dispersion and ink for ink-jet recording
FI122694B (fi) * 2008-12-18 2012-05-31 Kemira Oyj Menetelmä vesipitoisen pigmenttilietteen reologisten ominaisuuksien parantamiseksi ja dispergointiaine

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU943364A1 (ru) * 1980-12-29 1982-07-15 Центральный научно-исследовательский институт бумаги Мелованный материал
RU2156775C2 (ru) * 1994-11-03 2000-09-27 Геркулес Инкорпорейтед Латексная система и способ ее приготовления (варианты)
RU2230085C2 (ru) * 1998-05-12 2004-06-10 Геркулес Инкорпорейтед Водная композиция, включающая ионогенный полимер и промотирующую вязкость добавку, способ нанесения на бумагу покрытия на основе водной композиции и бумага с покрытием
RU2245952C2 (ru) * 1999-04-29 2005-02-10 Геркулес Инкорпорейтед Композиция для мелования бумаги с усовершенствованными носителями для оптических отбеливателей
WO2004078807A2 (en) * 2003-02-28 2004-09-16 Dow Global Technologies Inc. Starch-based polymers
RU2006142765A (ru) * 2004-05-24 2008-06-27 Интернэшнл Пэйпа Кампани (Us) Универсальная мелованная бумага для печати

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
2253711 С2, 10.06.2005. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2658409C1 (ru) * 2014-09-30 2018-06-21 Омиа Интернэшнл Аг Способ улучшения гранулометрического состава частиц содержащего карбонат кальция материала

Also Published As

Publication number Publication date
JP2012512927A (ja) 2012-06-07
KR20110100204A (ko) 2011-09-09
CA2670399C (en) 2016-04-05
FI122694B (fi) 2012-05-31
US8785550B2 (en) 2014-07-22
FI20086214A (fi) 2010-06-19
US9145504B2 (en) 2015-09-29
EP2370528A1 (en) 2011-10-05
CN102257078B (zh) 2015-03-04
RU2011129634A (ru) 2013-01-27
US20140288216A1 (en) 2014-09-25
EP2370528B1 (en) 2018-08-22
JP5749175B2 (ja) 2015-07-15
CN102257078A (zh) 2011-11-23
US20100160498A1 (en) 2010-06-24
ZA201103277B (en) 2012-07-25
PL2370528T3 (pl) 2019-02-28
USRE46640E1 (en) 2017-12-19
CA2670399A1 (en) 2010-06-18
WO2010070206A1 (en) 2010-06-24
USRE46649E1 (en) 2017-12-26
FI20086214A0 (fi) 2008-12-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2520485C2 (ru) Способ улучшения реологических свойств водной суспензии пигмента, диспергатора и его применение
JP5677976B2 (ja) コーティングカラー組成物及びそれを塗布した紙又は板紙
TW201441448A (zh) 製紙用表面上漿劑及塗佈此上漿劑而得之紙
EP1991736A2 (en) Paper coatings containing hydroxyethylcellulose rheology modifier and high levels of calcium carbonate pigment
TWI776046B (zh) 製紙用表面上膠劑及紙
CN1318120A (zh) 纸张和纸板表面整饰的含水制剂
EP1381735A1 (en) Novel coating color composition
CA2194803A1 (en) Method for improving the properties of paper or cardboard