專利名稱：石膏的制備方法
石骨的制備方法
發(fā)明目的
本發(fā)明涉及石膏制品的制備方法，其中使硫酸鉤半水合物和/或硫
骨和水互相反應(yīng)并形成石骨制品。本發(fā)明還涉及通過該方法制備的制 p口 Q
背景技術(shù)：
石骨或硫酸鉤二水合物CaSOr2H20適合作為用于涂覆顏料和填充 顏料的材料，特別是在紙制品中。如果特定的石骨制品具有小、平、 寬(板狀)且尺寸相等的晶體，則獲得特別好的涂覆顏料和填充顏料。
石膏制品顆粒的晶體尺寸表示為其中含有的顆粒的加權(quán)平均直徑 D5。。更確切地說，Ds。是假定圓形的顆粒的直徑，小于該直徑的顆粒占 總顆粒重量的50%。 Ds?？梢杂煤线m的粒度分析器，例如Sedigraph 5100
晶體的平面度是指它具有兩個大于其它表面的平行表面。平坦晶 體的形成適合地利用形狀比SR表示。該SR是晶體長度(最長尺度)與 晶體厚度(最短的橫向尺度)的比例。所要求的石骨制品的SR是指其 獨立晶體的平均SR。
平板度適合地利用長徑比AR表示。AR是晶體長度(最長橫向尺度) 和晶體寬度(最長橫向尺度)間的比例，例如緊密包圍晶體的圓柱體 的長度和直徑之間的比例。所要求的石骨制品的AR是指其獨立晶體的 平均AR。
石青制品的SR和AR都可以通過檢查其掃描電子顯^:照片來評價。 適合的掃描電子顯微鏡是Philips FEI XL 30 FEG。
相等的晶體顆粒尺寸是指晶體顆粒尺寸分布窄。寬度表示為重量 分析的重量分布(D75-D25) /D5。，其中D"、 D"和D5。是假定圓形的顆粒的直徑，小于該直徑的顆粒分別占顆?？傊亓康?5、 25和50%。顆凈立分布 的寬度用適合的粒度分析器例如上述類型Sedigraph 5100獲得。
石骨作為天然礦物質(zhì)存在或它作為化工工藝的副產(chǎn)物，例如磷石 青或煙道氣石骨形成。為了通過將石骨結(jié)晶成涂覆顏料或填料而將它 進一步精煉，必須首先將它鍛燒成硫酸鈣半水合物(CaS04 1/2H20)， 此后，可以通過將該半水合物溶解在水中并沉淀使它重新水合而獲得 純石膏。硫酸鈣也可以呈無結(jié)晶水的脫水石膏形式(CaS04)存在。
取決于石骨原料的煅燒條件，硫酸鉀半水合物可以按兩種形式存 在；作為a-和p-半水合物。通過在常壓下熱處理石骨原料獲得p-形式，而通過在高于常壓的蒸汽壓力下處理石膏原料或在45"C下通過 化學(xué)潤濕煅燒由鹽或酸溶液獲得a -形式。
WO 88/ 054 2 3公開了通過使硫酸鉤半水合物在其水性漿料中水合 制備石骨的方法，該水性漿料的干物質(zhì)含量在20-25wty。之間。獲得了 最大尺度為100-450 u m且第二大尺度為10-40 y ra的石骨。
AU620857 ( EP0334292 Al )公開了由包含至多33. 33wt。/。磨碎半水 合物的漿料制備石膏的方法，從而產(chǎn)生具有2-200 jam的平均尺寸和 5-50的長徑比的針狀晶體。參見該文獻的第15頁5-11行，和實施例。
US 2004/0241082描述了由半水合物的干物質(zhì)含量為5-25w"/。的水 性漿料制備小針狀石膏晶體(長度5-35jum，寬度1-5)am)的方法。這 一US文獻中的構(gòu)思是利用添加劑降低石膏的水溶性以免晶體例如在造 紙期間溶解。
上述文件特意地針對制備適合作為增強材料的針狀晶體。在它們 中描述了石膏制品和它們的制備，但是當爭取高光澤和不透明性時， 它們的針狀形式是不令人滿意的。如上述，為了達到高白度和不透明 性，需要非常小的顆粒。此類顆粒到目前為止僅通過研磨石膏獲得。
現(xiàn)有技術(shù)的方法具有高的水含量，這使最終產(chǎn)品中干物質(zhì)含量的 調(diào)節(jié)變得麻煩。通常，在顏料的加工中要求脫水步驟。顆粒的尺寸和 形狀難以調(diào)節(jié)。為了達到期望的尺寸和形狀，必須使用某些起始材料 (例如硫酸釣半水合物，尤其是P-或a-形式)，使用起始材料的預(yù)處理例如研磨或在反應(yīng)中使用昂貴的結(jié)晶習(xí)性改進劑。為了制備期望
的最終產(chǎn)品，反應(yīng)條件，例如調(diào)節(jié)溫度和/或pH值是必需的，這提高由 于要求冷卻而產(chǎn)生的生產(chǎn)成本。在常規(guī)方法中，小顆粒的制備要求研 磨或壓碎步驟，這引起相當大的能量消耗，而能量消耗是顏料制造中 的主要成本因素。 本發(fā)明描述
本發(fā)明的目的是提供完整的、小的、平的和且尺寸盡可能相等的 石骨晶體的制備方法。本發(fā)明的目的還是提供簡單、可規(guī)模放大、對 反應(yīng)條件和原料適應(yīng)并因此比現(xiàn)有技術(shù)成本低得多的方法。
上述目的現(xiàn)已用本發(fā)明的新方法達到，其中讓硫酸鉀半水合物和/ 或硫酸鉤脫水石骨和水接觸以致它們互相反應(yīng)并形成石骨制品。該反 應(yīng)混合物具有34-84wtn/。的干物質(zhì)舍量以獲得由小的、平的和且尺寸盡 可能相等的晶體構(gòu)成的石骨制品。根據(jù)本發(fā)明，通過調(diào)節(jié)干物質(zhì)含量 可以獲得具有不同晶體尺寸和形狀因數(shù)的石骨晶體。因此可以制備適 于在例如造紙工業(yè)中例如用作填料或涂覆顏料的石膏制品。用本發(fā)明 方法制備的石膏制品具有優(yōu)異的性能，例如對涂覆應(yīng)用，其中具有光 滑表面的小晶體是高不透明性和光澤的前提。此外，所述制品可以用 作塑料填料，和用作玻璃工業(yè)、化妝品、印刷油墨、建筑材料和油漆 中的原料。
所述方法還具有以下優(yōu)點需要更少預(yù)處理和更便宜的結(jié)晶習(xí)性 改進劑或不需要結(jié)晶習(xí)性改進劑。制品無須壓碎或研磨。
在要求的方法中，優(yōu)選按滿足以下條件的量使用硫酸鈣半水合物 和/或硫酸鉤脫水石膏，即由它/它們和水形成的反應(yīng)混合物具有 40-84wt°/。，更優(yōu)選50-80%，最優(yōu)選57-80wt。/。的干物質(zhì)含量。
在這方面，術(shù)語"千物質(zhì)含量"基本上與"固體含量"意義相同，因 為形成"干物質(zhì)"的一部分的溶解的半水合物和/或脫水石膏與形成初 始"固體含量"的未溶解的半水合物和/或脫水石膏的量相比非常小。
根據(jù)本發(fā)明的方法，使水與以下物質(zhì)接觸
-硫酸鉤半水合物-硫酸釣脫水石膏
-硫酸鈣半水合物和硫酸鉀脫水石骨的混合物 -硫酸鈣半水合物和疏酸鉀二水合物的混合物 -硫酸鉀脫水石青和硫酸鉀二水合物的混合物，或
-硫酸鈣半水合物、硫酸鉀脫水石骨和硫酸鈣二水合物的混合物。 在根據(jù)本發(fā)明的方法中，通常使用P-硫酸鉤半水合物。它通過將
石骨原料加熱到140-300r，優(yōu)選150-200。C的溫度而制備。在更<氐的 溫度下，石青原料不足夠地脫水，在更高的溫度下，它過度脫水成脫 水石青。這種煅燒的硫酸鈣半水合物通常包含呈少量硫酸鈣二水合物 和/或硫酸釣脫水石骨形式的雜質(zhì)。優(yōu)選使用P-硫酸鉤半水合物，藉 此盡可能快地將石骨原料加熱到要求的溫度。
還可以使用硫酸釣脫水石骨作為本發(fā)明方法的起始材料。通過煅 燒石青原料獲得脫水石骨。存在三種形式的脫水石骨；第一種(所謂
的脫水石骨I )不能通過與水反應(yīng)形成石骨，像不溶性的脫水石骨II-u 和II-E那樣。其它形式(所謂的脫水石青III)亦稱可溶性脫水石骨具 有三種形式p -脫水石骨III, p-脫水石膏in'和a-脫水石骨III
并且脫水石骨n-s在與水接觸時形成純石膏。
反應(yīng)混合物中的水的溫度可以是0-100'C之間的任何溫度并且它
甚至可以呈水蒸氣形式。
當硫酸釣半水合物和水接觸時，允許它們反應(yīng)成硫酸鈣二水合物 即石青。反應(yīng)例如通過將所述物質(zhì)混合在一起，優(yōu)選強烈混合在一起 足夠時間來進行，該時間可以容易地以試驗性方式確定。強烈混合是 必要的，因為在所要求的高千物質(zhì)含量下，漿料是稠密的并且反應(yīng)試
劑不容易彼此接觸。初始pH值通常在3. 5-9. 0，優(yōu)選4. 0-7.5之間。如 果有必要的話，利用NaOH和/或H2S04的水溶液，通常NaOH和/或H2S(^的 10。/。溶液調(diào)節(jié)pH值。
在本發(fā)明的一個實施方案中，使硫酸鈣半水合物和/或疏酸鈣脫水 石青、水和結(jié)晶習(xí)性改進劑接觸。該次序可以具有任何順序。然而，
優(yōu)選使結(jié)晶習(xí)性改進劑在與半水合物和/或脫水石青接觸之前與水接觸。
結(jié)晶習(xí)性改進劑優(yōu)選是分子中具有一個或數(shù)個羧酸基或磺酸基的 化合物，或此類化合物的鹽。根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案，結(jié)晶習(xí)性 改進劑是無機酸、氧化物、堿或鹽。有用的無機氧化物、堿和鹽的實
例是A1F3、 A12(S04)3、 CaCl2、 Ca,2、 H萬、NaCl、 Na2S04、 NaOH、 NH40H、 (NH4)2S04、 MgCl2、 MgS0刺g0。
根據(jù)本發(fā)明的另 一個實施方案，結(jié)晶習(xí)性改進劑是有機化合物， 它是醇、酸或鹽。適合的醇是曱醇、乙醇、l-丁醇、2-丁醇、l-己醇、 2-辛醇、甘油、異丙醇和烷基多聚葡糖苷基C廠d。-脂肪醇。
在有機酸當中，可以提及羧酸例如乙酸、丙酸、琥珀酸、檸檬酸、 酒石酸、乙二胺琥珀酸(EDDS)、亞氨基二琥珀酸(ISA)、乙二胺四 乙酸(EDTA) 、 二亞乙基三胺五乙酸(DTPA)、氮川三乙酸(NTA )、 N-雙-(2- ( 1，2-二羧基乙氧基)乙基天冬氨酸(AES)，和磺酸例如 氨基-l-萘酚-3， 6-二磺酸、8-氨基-l-萘酚-3， 6-二磺酸、2-氨基苯酚 -4-磺酸、anthrachinone-2， 6-二磺酸、2-巰基乙烷磺酸、聚(苯乙烯 磺酸)、聚(乙烯磺酸)以及二、四和六氨基二苯乙烯磺酸。
在有機鹽當中，可以提及羧酸鹽例如Mg甲酸鹽、Na和NH4乙酸鹽、 Na廣馬來酸鹽、NHr檸檬酸鹽、Na2-琥珀酸鹽、K-油酸鹽、K-硬脂酸鹽、 Na廣乙二胺四乙酸(Na廠EDTA) 、 Na廣天冬酰胺乙氧基琥珀酸鹽 (Na廣AES)和Na「氨基三乙氧基琥珀酸鹽(NarTCA )。
磺酸鹽也是有用的，例如Na-正(d。-C13)-烷基苯磺酸鹽、d。-C16-烷基苯磺酸鹽、Na-l-辛基磺酸鹽、Na-l-十二烷磺酸鹽、Na-l-十六烷 磺酸鹽、K-脂肪酸磺酸鹽、Na-drd6-烯烴磺酸鹽、含陰離子或非離 子表面活性劑的Na-烷基萘磺酸鹽、二-K-油酸磺酸鹽以及二、四和六 氨基二苯乙烯磺酸的鹽。在含硫的有機鹽當中，還應(yīng)提及硫酸鹽例如 C12-C14-脂肪醇醚硫酸鹽、Na-2-乙基己基硫酸鹽、Na-正十二烷基硫酸 鹽和Na-月桂基硫酸鹽，和磺基琥珀酸鹽例如Na-磺基琥珀酸鹽、Na-二辛基磺基琥珀酸鹽和Na-二烷基磺基琥珀酸鹽的一烷基聚二醇醚。
還可以使用磷酸鹽，例如Na-壬基苯基-和Na-二壬基苯基乙氧基化磷酸酯、K-芳基醚磷酸鹽，以及聚芳基聚醚磷酸鹽的三乙醇胺鹽。
作為結(jié)晶習(xí)性改進劑，還可以使用陽離子表面活性劑例如辛基胺、 三乙醇胺、二 (氫化動物脂肪烷基)二甲基氯化銨，和非離子表面活 性劑例如各種改性的脂肪醇乙氧基化物。有用的聚合物酸、鹽、酰胺 和醇當中，可以提及聚丙烯酸和聚丙烯酸鹽、丙烯酸鹽-馬來酸鹽共聚 物、聚丙烯酰胺、聚(2-乙基-2-"惡唑啉)、聚乙烯膦酸、丙烯酸和烯 丙基羥丙基磺酸鹽(AA-AHPS)的共聚物、聚-a-羥基丙烯酸(PHAS)、 聚乙烯醇和聚(甲基乙烯基醚-交替-馬來酸)。
特別優(yōu)選的結(jié)晶習(xí)性改進劑是乙二胺琥珀酸(EDDS)、亞氨基二 琥珀酸(ISA)、乙二胺四乙酸(EDTA) 、 二亞乙基三胺五乙酸(DTPA)、 氮川三乙酸(NTA) 、 N-雙-(2- (1，2-二羧基乙氧基)乙基天冬氨酸 (AES) 、 二、四和六氨基二苯乙烯磺酸和它們的鹽例如Na-氨基三乙 氧基琥珀酸鹽(Na6-TCA)以及烷基苯磺酸鹽。
在本發(fā)明的方法中，結(jié)晶習(xí)性改進劑優(yōu)選按O. 01-5.0%，最優(yōu)選 0. 02-1. 78%的量使用，基于硫酸鈣半水合物和/或硫酸鈣脫水石骨的重
添加到水或水與結(jié)晶習(xí)性改進劑的混合物中來進行。在本發(fā)明的一個 實施方案中，當使水與硫酸鈣半水合物和/或疏酸鈣脫水石膏接觸時， 可以不停頓地或順序地進行接觸。
在接觸中，使硫酸鈣半水合物和/或硫酸鈣脫水石膏、水和結(jié)晶習(xí) 性改進劑混雜，優(yōu)選劇烈混雜，直到硫酸鈣半水合物和/或硫酸鈣脫水 石骨、水已經(jīng)反應(yīng)形成石膏。
因為石膏在水中具有比半水合物和脫水石骨低的溶解性，所以通 過半水合物和/或脫水石青與水的反應(yīng)形成的石青往往立即從水介質(zhì) 結(jié)晶。回收的石青可以留在水介質(zhì)中作為漿料或可以以干燥形式回收 它。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案，用分散劑分散結(jié)晶和/或回收的石 骨。有用的分散劑是以下分散劑木質(zhì)素磺酸鹽例如Na木質(zhì)素磺酸鹽，芳族磺酸與曱醛的縮合產(chǎn)物例如縮合的萘磺酸鹽，分散性陰離子聚合 物，和由陰離子單體制成的或在聚合之后使之成為陰離子的共聚物， 含具有陰離子電荷的重復(fù)單元例如羧酸和磺酸、它們的鹽和它們的組 合的聚合物。還可以使用磷酸鹽、非離子型和陽離子型聚合物、多糖 和表面活性劑。
在上述陰離子聚合物當中的是例如聚(甲基)丙烯酸鹽、聚丙烯
酸鹽-馬來酸鹽、聚馬來酸鹽、聚-a-羥基丙烯酸、聚乙烯磺酸鹽、聚 苯乙烯磺酸鹽、聚-2-丙烯酰胺-2-曱基丙烷磺酸鹽和聚乙烯磺酸鹽。
可用作分散劑的典型的磷酸鹽是Na六甲基磷酸鹽。典型的非離子 型聚合物是聚乙烯醇、聚乙烯基吡咯烷酮、聚烷氧基硅烷和聚乙氧基 醇。帶陽離子電荷的分散性聚合物是例如，雙氰胺-甲醛聚合物。在多 糖當中，應(yīng)該提及天然和改性淀粉，或改性纖維素例如羧甲基纖維素， 和它們的衍生物。
有用的表面活性劑是陰離子型表面活性劑例如羧酸、磺酸、疏酸 酯、磷酸和多磷酸酯和它們的鹽，非離子型表面活性物質(zhì)例如乙氧基 化醇、乙氧基化烷基酚、乙氧基化羧酸酯和乙氧基化羧酸酰胺，和陽 離子型表面活性物質(zhì)例如不含酸的胺、含氧胺、含酰胺鍵的胺和季銨 鹽。
當將石膏分散時，所使用的分散劑的量優(yōu)選是O. 01-5. 0%，優(yōu)選 0.05-3.0%,基于石膏的重量。
如果需要的話，還用其它添加劑處理本發(fā)明的石骨制品。典型的 添加劑是當儲存和使用石青制品時阻止微生物活性的殺生物劑。
最后，可以篩分或sentrifuged所形成、回收、分散和/或添加劑
處理的石膏制品以獲得具有所需尺寸的石膏顆粒。也可以包括最后的 漂白步驟。
當以50-84。/。的干物質(zhì)含量在有或者沒有結(jié)晶習(xí)性改進劑的情況下 使用硫酸鈣半水合物和/或硫酸鈣脫水石骨和水時，獲得新型石骨制 品。這種新型石膏制品的特征在于它由平均尺寸(D5。)在0.1-2. 0|am 之間(0. 1<D5?！?. 0)的基本上完整的晶體構(gòu)成。用現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)晶技術(shù)獲得的晶體的尺寸通常大得多。
所謂的基本上完整的晶體是指不機械破裂，而且其晶體表面得到
保護的晶體顆粒。例如，圖33示出了通過研磨獲得的具有破裂顆粒的 石骨，而圖23-27和30示出了通過根據(jù)本發(fā)明實施方案的結(jié)晶制備的具 有完整晶體的石骨。優(yōu)選的晶體尺寸為O. 2至小于2. OjLim。
所要求的石骨制品的晶體的形狀比SR優(yōu)選是至少2. 0，更優(yōu)選 2.0-50,最優(yōu)選3. 0-40。所述晶體的長徑比AS優(yōu)選為l. 0-10，最優(yōu)選 1. 0到小于5. 0。
顆粒尺寸分布WPDS-(D75-D25) /Ds。的寬度越窄，石骨制品越均勻。 均勻的制品除了高散射之外還具有改進的不透明性。對于本發(fā)明的石 骨制品，顆粒尺寸分布的寬度優(yōu)選小于2. 0，更優(yōu)選小于1.25，最優(yōu)選 小于I.IO，這確保制品是均勻的。圖33示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的磨碎制 品具有非常不同尺寸的顆粒(寬的尺寸分布)。
當滿足上述標準時，獲得產(chǎn)生高不透明性和光澤的石青制品。 如之前所述，本發(fā)明的石青制品通常是涂料或填充顏料。在本發(fā) 明的一個實施方案中，石青制品是由平均尺寸為O. 1-1. Ojam，優(yōu)選平 均尺寸為O. 5-1. Oiam的晶體構(gòu)成的涂覆顏料。在另一個實施方案中， 石膏制品是由平均尺寸為l. 0-2. Ojam的晶體構(gòu)成的填充顏料。
以下提供了本發(fā)明方法的一些實施例以及通過使用本發(fā)明的方法 獲得的制品。這些實施例僅僅是用來闡明本發(fā)明。
盟


圖1-22提供了用掃描電子顯微鏡拍攝的實施例l-22的石膏制品的 電子顯微照片。圖2 3-27提供了用顯微鏡拍攝的實施例23-27的石骨制 品的照片。還請參見本文后面實施例的解釋。在圖28-32中示出了根據(jù) 本發(fā)明的板狀硫酸鈣顏料在紙的涂覆和填充應(yīng)用中的應(yīng)用結(jié)果。
在圖l-5中示出了實施例l-5中用流化床鍛燒的P -硫酸鈣半水合 物以不同的干物質(zhì)含量和溫度獲得的結(jié)晶石骨制品的電子顯微鏡顯微 照片。
在圖6和7中示出了實施例6和7中用旋轉(zhuǎn)窯鍛燒的p-硫酸鈣半水合物以不同干物質(zhì)含量和溫度獲得的結(jié)晶石骨制品的電子顯微鏡顯微 照片。
在圖8和9中示出了實施例8和9中用濕式鍛燒的oc-硫酸鉤半水合 物以不同干物質(zhì)含量和溫度獲得的結(jié)晶石青制品的電子顯微鏡顯微照 片。
在圖10-12中示出了實施例10-12中用流化床鍛燒的P-硫酸鋦半 水合物以不同的干物質(zhì)含量和反應(yīng)條件(溫度，pH值)獲得的結(jié)晶石 膏制品的電子顯微鏡顯微照片。
物質(zhì)含量和溫度獲得的結(jié)晶石骨制品的電子顯微鏡顯微照片。
在圖15和16中示出了實施例15和16中用鍛燒的P -疏酸鉤半水合 物和干硫酸鈣二水合物的混合物以不同千物質(zhì)含量獲得的結(jié)晶石骨制 品的電子顯微鏡顯微照片。
在圖17和18中示出了實施例17和18中用酸烘箱鍛燒的硫酸鈞脫水 石膏和硫酸4丐二水合物的混合物以不同干物質(zhì)含量和溫度獲得的結(jié)晶 石骨制品的電子顯微鏡顯微照片。
在圖19和20中示出了實施例19和20中用旋轉(zhuǎn)窯鍛燒的P -疏酸鈣 半水合物和疏酸鉤脫水石骨的混合物以不同干物質(zhì)含量獲得的結(jié)晶石 膏制品的電子顯微鏡顯微照片。
在圖21和22中示出了實施例21中用旋轉(zhuǎn)窯鍛燒的P -硫酸鈣半水 合物、硫酸鋦二水合物和硫酸鉤脫水石膏的混合物以不同干物質(zhì)含量 獲得的結(jié)晶石膏制品的電子顯微鏡顯微照片。
在圖23-27中示出了實施例23-27的硫酸鈣二水合物產(chǎn)物的電子顯 微鏡顯微照片。還參見實施例的概要。
在圖28-33中示出了根據(jù)本發(fā)明的板狀硫酸鈣顏料在紙的涂覆和 填充應(yīng)用中的應(yīng)用實施例。
在圖28中示出了用于無木高級紙的涂覆試驗的沉淀硫酸鈣顏料的 電子顯微鏡圖像。研究的性能是紙光澤。
在圖29中示出了連同沉淀碳酸鉤使用沉淀石克酸鈣二水合物并與基準樣品相比較的光澤結(jié)果?？梢钥闯觯?0g/ii^的涂覆重量下，硫酸 鈣二水合物和PCC的組合獲得與PCC基準樣品相當?shù)墓鉂伞Ｒ虼?，沉?br> 石青可以在光澤性涂料著色中用來替代碳酸鈣。
在圖30中示出了用于SC-紙?zhí)畛湓囼灥某恋砹蛩徕涱伭系碾娮语@ 微鏡圖像。研究的性能是紙的不透明性、孔隙性和拉伸強度。
在圖31中示出了在填料應(yīng)用中隨拉伸強度變化的不透明性。與二 氧化鈦一起使用沉淀石骨顏料。釆用石骨顏料時的更高拉伸強度能夠 實現(xiàn)增加的填料水平和與基準顏料類似的不透明性。
在圖32中示出了在填料應(yīng)用中隨拉伸強度變化的亮度。與二氧化 鈦一起使用沉淀石骨顏料。采用石青顏料時更高的拉伸強度能夠?qū)崿F(xiàn) 增加的填料水平。在更高的拉伸強度下可以獲得與PCC類似的亮度。
在圖33中示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的磨碎疏酸鈣二水合物顏料的電子 顯微鏡圖像。
實施例1-22 (沒有結(jié)晶習(xí)性改進劑) 合成
首先提供一般信息。進行涂覆顏料的方法優(yōu)化。參數(shù)是 .Tw (水溫)(。C) 12-100 .HH (半水合物)(w-%) 57-84
在體系pH值下進行反應(yīng)或通過添加少量的10y。 NaOH或10。/。 &304將 pH值調(diào)節(jié)到所需值。
在無夾套反應(yīng)器中進行反應(yīng)，水的溫度是u-ioo。c。將半水合物/
脫水石膏作為批料添加至水中，得到初始固體含量為5 7-8 4w-%的漿料。 使用Hobart混合器型號N50CE (大約250-500 rpm)攪拌該漿料。
分析
通過Knick Portamess 911 pH-電極監(jiān)測反應(yīng)器的pH值。通過使用 FEI XL 30 FEG掃描電子顯微鏡研究硫酸鈣二水合物的形態(tài)。使用 Mettler Toledo TGA/SDTA85 1/1100-熱重分析儀(TG )分析半水合 至二水合石骨的轉(zhuǎn)化。用Philips X'pert x-射線粉末衍射儀(XRD)測定晶體結(jié)構(gòu)。
^使用Sedigraph 5100顆粒分粒器研究顆粒尺寸和分布。在甲醇中 制備樣品。
樣品制備將2 g石骨(其干物質(zhì)含量大約為68%)稱量在潷析器 中，添加50 ml甲醇(例如J.T. Baker 8045 )。用^茲力攪拌器利用超聲 波攪拌該混合物1Q fflin。
基線的測定將IOOO g甲醇(例如J. T. Baker 8045 )和13. 4 g 水混合。液體的性能如下
T"C 密度g/cm3 粘度cp
30 0.7953 0.5300
35 0.7892 0.5040
40 0. 7831 0.4760
樣品的密度二水石青的密度，使用2. 3 g/cm
分析類型高速 通過顯微照片分析形態(tài)
從掃描電子顯微鏡照片對至少20個顆粒測量本描述中所限定的長 度/直徑和厚度。 實施例l
1. 將645 g水加入反應(yīng)器中。水溫是12。C。
2. 將流化床鍛燒的p-硫酸鈣半水合物均勻地添加到反應(yīng)器中， 將攪拌器的運轉(zhuǎn)速度設(shè)置到位置l。添加的半水合物的總量是855. 0 g。 在該添加之后，將攪拌器的運轉(zhuǎn)速度提高到位置2。
3. 等待硫酸鉀二水合物的形成。
4. 使用Diaf溶解器和Fennodispo A41聚丙烯酸鹽分散劑分散沉 淀的產(chǎn)物。
5. 添加其它化學(xué)物質(zhì)如殺生物劑(Fennosan IT 21 )。
6. 可能的增白處理、研磨以壓碎附聚物并篩選。 所獲得的二水石膏在圖l中示出。 平均顆粒尺寸(D5。)是O. 90jLiffl形狀比是9. 18 長徑比是3. 27
顆粒尺寸分布的寬度是O. 73 實施例2
1. 將480 g水添加在反應(yīng)器中。水的溫度是23。C。
2. 將流化床鍛燒的p-硫酸鈣半水合物均勻地添加到反應(yīng)器中， 將攪拌器的運轉(zhuǎn)速度設(shè)置到位置l。添加的半水合物的總量是720. 0 g。 在該添加之后，將攪拌器的運轉(zhuǎn)速度提高到位置2。
3. 等待硫酸鉀二水合物的形成。
4. 使用Diaf溶解器和Fennodispo A41聚丙烯酸鹽分散劑分散沉 淀的產(chǎn)物。
5. 添加其它化學(xué)物質(zhì)如殺生物劑(Fennosan IT 21 )。
6. 可能的增白處理、研磨以壓碎附聚物并篩選。 所獲得的二水石青在圖2中示出。 平均顆粒尺寸(D5。)是1.13pm 形狀比是7. 03
長徑比是2. 55
顆粒尺寸分布的寬度是O. 91 實施例3
1. 將360 g水添加在反應(yīng)器中。水的溫度是23。C。
2. 將流化床鍛燒的p-硫酸釣半水合物均勻地添加到反應(yīng)器中， 將攪拌器的運轉(zhuǎn)速度設(shè)置到位置l。添加的半水合物的總量是840. 0 g。 在該添加之后，將攪拌器的運轉(zhuǎn)速度提高到位置2。
3. 等待硫酸釣二水合物的形成。
4. 使用Diaf溶解器和Fennodispo A41聚丙烯酸鹽分散劑分散沉 淀的產(chǎn)物。
5. 添加其它化學(xué)物質(zhì)如殺生物劑(Fennosan IT 21 )。
6. 可能的增白處理、研磨以壓碎附聚物并篩選。 所獲得的二水石骨在圖3中示出。平均顆粒尺寸(D5。)是l. 13 jam 形狀比是6, 46 長徑比是3. 06
顆粒尺寸分布的寬度是l. 45 實施例4
1將30Q g水添加在反應(yīng)器中。水的溫度是20。C。
2將流化床鍛燒的p-硫酸鈣半水合物均勻地添加到反應(yīng)器中，將
攪拌器的運轉(zhuǎn)速度設(shè)置到位置l。添加的半水合物的總量是1200 g。在
該添加之后，將攪拌器的運轉(zhuǎn)速度提高到位置2。 3等待硫酸鉤二水合物的形成。
4使用Diaf溶解器和Fennodispo A41聚丙烯酸鹽分散劑分散沉淀 的產(chǎn)物。
5添加其它化學(xué)物質(zhì)如殺生物劑(Fennosan IT 21 )。
6可能的增白處理、研磨以壓碎附聚物并篩選。
所獲得的二水石膏在圖4中示出。
平均顆粒尺寸(D5。)是O. 81 ju m
形狀比是3. 18
長徑比是3. 18
顆粒尺寸分布的寬度是2. 54 實施例5
1. 將192 g水添加在反應(yīng)器中。水的溫度是20。C。
2. 將流化床鍛燒的P -硫酸4丐半水合物均勻地添加到反應(yīng)器中， 將攪拌器的運轉(zhuǎn)速度設(shè)置到位置l。添加的半水合物的總量是1008 g。 在該添加之后，將攪拌器的運轉(zhuǎn)速度提高到位置2。
3. 等待硫酸鈣二水合物的形成。
4. 使用Diaf溶解器和Fennodispo A41聚丙烯酸鹽分散劑分散沉 淀的產(chǎn)物。
5. 添加其它化學(xué)物質(zhì)如殺生物劑(Fennosan IT 21 )。
6. 可能的增白處理、研磨以壓碎附聚物并篩選。所獲得的二水石骨在圖5中示出。 平均顆粒尺寸(D5。)是O. 97jam 形狀比是4. 11 長徑比是4. 11
顆粒尺寸分布的寬度是3. 68 實施例6
1. 將645 g水加入反應(yīng)器中。水的溫度是15。C。
2. 將旋轉(zhuǎn)窯鍛燒的p-硫酸鈣半水合物均勻地添加到反應(yīng)器中， 將攪拌器的運轉(zhuǎn)速度設(shè)置到位置l。添加的半水合物的總量是855. 0 g。 在硫酸鹽半水合物的添加之后將攪拌器的轉(zhuǎn)速提高到位置2 。
3. 等待硫酸鉤二水合物的形成。
4. 使用Diaf溶解器和Fennodispo A41聚丙烯酸鹽分散劑分散沉 淀的產(chǎn)物。
5. 添加其它化學(xué)物質(zhì)如殺生物劑(Fennosan IT 21 )。
6. 可能的增白處理、研磨以壓碎附聚物并篩選。 所獲得的二水石骨在圖6中示出。 平均顆粒尺寸(D5。)是1.04nm 形狀比是IO. 48
長徑比是3. 30
顆粒尺寸分布的寬度是l. 09 實施例7
1. 將300 g水添加在反應(yīng)器中。水的溫度是20。C。
2. 將旋轉(zhuǎn)窯鍛燒的p-硫酸鈣半水合物均勻地添加到反應(yīng)器中， 將攪拌器的運轉(zhuǎn)速度設(shè)置到位置l。添加的半水合物的總量是1200. 0 g。在硫酸鹽半水合物的添加之后將攪拌器的轉(zhuǎn)速提高到位置2。
3. 等待硫酸4丐二水合物的形成。
4. 使用Diaf溶解器和Fennodispo A41聚丙烯酸鹽分散劑分散沉 淀的產(chǎn)物。
5. 添加其它化學(xué)物質(zhì)如殺生物劑(Fennosan IT 21 )。6.可能的增白處理、研磨以壓碎附聚物并篩選。 所獲得的二水石青在圖7中示出。 平均顆粒尺寸(D5。)是O. 91 jum 形狀比是6. 64 長徑比是4. 41
顆粒尺寸分布的寬度是2. 08 實施例8
1. 將528 g水添加在反應(yīng)器中。水溫是20r。
2. 將濕鍛燒的oc-疏酸鈣半水合物均勻地添加到反應(yīng)器中，將攪 拌器的運轉(zhuǎn)速度設(shè)置到位置l。添加的半水合物的總量是700 g。在疏 酸鹽半水合物的添加之后將攪拌器的轉(zhuǎn)速提高到位置2。
3. 等待硫酸鉤二水合物的形成。
4. 使用Diaf溶解器和Fennodispo A41聚丙烯酸鹽分散劑分散沉 淀的產(chǎn)物。
5. 添加其它化學(xué)物質(zhì)如殺生物劑(Fennosan IT H )。
6. 可能的增白處理、研磨以壓碎附聚物并篩選。 所獲得的二水石膏在圖8中示出。 平均顆粒尺寸(D5。)是2.43ym
形狀比是6. 96 長徑比是3. 37
顆粒尺寸分布的寬度是O. 77 實施例9
1. 將128 g水加入反應(yīng)器中。水溫是WC。
2. 將濕鍛燒的ct-石克酸鈣半水合物均勻地添加到反應(yīng)器中，將攪 拌器的運轉(zhuǎn)速度設(shè)置到位置l。添加的半水合物的總量是512 g。在硫 酸鹽半水合物的添加之后將攪拌器的轉(zhuǎn)速提高到位置2。
3. 等待硫酸鈣二水合物的形成。
4. 使用Diaf溶解器和Fennodispo A41聚丙烯酸鹽分散劑分散沉 淀的產(chǎn)物。5. 添加其它化學(xué)物質(zhì)如殺生物劑(Fennosan IT 21 )。
6. 可能的增白處理、研磨以壓碎附聚物并篩選。 所獲得的二水石青在圖9中示出。 平均顆粒尺寸(D5。)是l. 09 in m
形狀比是5. 27 長徑比是5. 27
顆粒尺寸分布的寬度是O. 88 實施例IO
1將645 g水加入反應(yīng)器中。水溫是100r。
2將流化床鍛燒的p-硫酸铞半水合物均勻地添加到反應(yīng)器中，將 攪拌器的運轉(zhuǎn)速度設(shè)置到位置l。添加的半水合物的總量是855.0 g。 在該添加之后，將攪拌器的運轉(zhuǎn)速度提高到位置2。
3等待硫酸鉤二水合物的形成。
4使用Diaf溶解器和Fennodispo A41聚丙烯酸鹽分散劑分散沉淀 的產(chǎn)物。
5添加其它化學(xué)物質(zhì)如殺生物劑(Fennosan IT 21 )。 6可能的增白處理、研磨以壓碎附聚物并篩選。 所獲得的二水石骨在圖10中示出。 平均顆粒尺寸(D5。)是3. 18 um 形狀比是7. 89 長徑比是3. 69
顆粒尺寸分布的寬度是l. 17 實施例ll
1. 將300 g水加入反應(yīng)器中。水溫是100匸。
2. 將流化床鍛燒的p-硫酸鈣半水合物均勻地添加到反應(yīng)器中， 將攪拌器的運轉(zhuǎn)速度設(shè)置到位置l。添加的半水合物的總量是1200 g。 在該添加之后，將攪拌器的運轉(zhuǎn)速度提高到位置2。
3. 等待硫酸鉤二水合物的形成。
4. 使用Diaf溶解器和Fennodispo A41聚丙烯酸鹽分散劑分散沉淀的產(chǎn)物。
5. 添加其它化學(xué)物質(zhì)如殺生物劑(Fennosan IT 21 )。
6. 可能的增白處理、研磨以壓碎附聚物并篩選。 所獲得的二水石骨在圖11中示出。 平均顆粒尺寸(d5。)是l. 19 jj m
形狀比是5. 28 長徑比是2.95
顆粒尺寸分布的寬度是l. 98 實施例12
1. 將645 g水加入反應(yīng)器中。水溫是17。C并且pH值被調(diào)節(jié)到2。
2. 將流化床鍛燒的|3-硫酸釣半水合物均勻地添加到反應(yīng)器中， 將攪拌器的運轉(zhuǎn)速度設(shè)置到位置l。添加的半水合物的總量是855 g。 在該添加之后，將攪拌器的運轉(zhuǎn)速度提高到位置2。
3. 等待硫酸鈣二水合物的形成。
4. 使用Diaf溶解器和Fennodispo A41聚丙烯酸鹽分散劑分散沉 淀的產(chǎn)物。
5. 添加其它化學(xué)物質(zhì)如殺生物劑(Fennosan IT H )。
6. 可能的增白處理、研磨以壓碎附聚物并篩選。 所獲得的二水石骨在圖12中示出。 平均顆粒尺寸(D5。)是l. 06 jam 形狀比是14. 22
長徑比是4.40
顆粒尺寸分布的寬度是O. 99 實施例13
1. 將528 g水加入反應(yīng)器中。水溫是23。C。
2. 將形式II/III硫酸鉤脫水石骨均勻地添加到反應(yīng)器中，將攪拌 器的運轉(zhuǎn)速度設(shè)置到位置l。添加的脫水石骨的總量是700 g。在該添 加之后，將攪拌器的運轉(zhuǎn)速度提高到位置2。
3. 等待硫酸鉀二水合物的形成。4. 使用Diaf溶解器和Fennodispo A41聚丙烯酸鹽分散劑分散沉 淀的產(chǎn)物。
5. 添加其它化學(xué)物質(zhì)如殺生物劑(Fennosan IT 21)。
6. 可能的增白處理、研磨以壓碎附聚物并篩選。 所獲得的二水石骨在圖13中示出。 平均顆粒尺寸(D5。)是O. 89jam
形狀比是7. 82 長徑比是3. 61
顆粒尺寸分布的寬度是l. 34 實施例14
1. 將200 g水加入反應(yīng)器中。水溫是2ITC。
2. 將形態(tài)II/1II硫酸鉀脫水石骨均勻地添加到反應(yīng)器中，將攪拌 器的運轉(zhuǎn)速度設(shè)置到位置l。添加的脫水石骨的總量是800 g。在該添 加之后，將攪拌器的運轉(zhuǎn)速度提高到位置2。
3. 等待疏酸釣二水合物的形成。
4. 使用Diaf溶解器和Fennodispo A41聚丙烯酸鹽分散劑分散沉 淀的產(chǎn)物。
5. 添加其它化學(xué)物質(zhì)如殺生物劑(Fennosan IT 21 )。
6. 可能的增白處理、研磨以壓碎附聚物并篩選。 所獲得的二水石膏在圖14中示出。 平均顆粒尺寸(D5。)是O. 61pm
形狀比是5. 77 長徑比是2. 90
顆粒尺寸分布的寬度是l. 84 實施例15
1. 將513 g水加入反應(yīng)器中。水溫是20。C。
2. 將硫酸鈞半水合物和疏酸鈣二水合物的混合物(50:50 )均勻 地添加到反應(yīng)器中，將攪拌器的運轉(zhuǎn)速度設(shè)置到位置l。添加的半水合 物和二水合物的總量是800 g。在該添加之后，將攪拌器的運轉(zhuǎn)速度提高到位置2。
3.等待硫酸鉤二水合物的形成。 4.使用Diaf溶解器和Fennodispo A41聚丙烯酸鹽分散劑分散沉 淀的產(chǎn)物。
5. 添加其它化學(xué)物質(zhì)如殺生物劑(Fennosan IT 21 )。
6. 可能的增白處理、研磨以壓碎附聚物并篩選。 所獲得的二水石青在圖15中示出。 平均顆粒尺寸(D5。)是0.85pm 形狀比是15. 12
長徑比是4. 79
顆粒尺寸分布的寬度是7. 22 實施例16
1. 將250 g水加入反應(yīng)器中。水溫是20。C。
2. 將硫酸釣半水合物和硫酸鈣二水合物的混合物(50:50 )均勻 地添加到反應(yīng)器中，將攪拌器的運轉(zhuǎn)速度設(shè)置到位置l。添加的半水合 物和二水合物的總量是1000 g。在該添加之后，將攪拌器的運轉(zhuǎn)速度 提高到位置2。
3. 等待硫酸鈣二水合物的形成。
4. 使用Diaf溶解器和Fennodispo A"聚丙烯酸鹽分散劑分散沉淀 的產(chǎn)物。
5. 添加其它化學(xué)物質(zhì)如殺生物劑(Fennosan IT 21 )。
6. 可能的增白處理、研磨以壓碎附聚物并篩選。 所獲得的二水石骨在圖16中示出。 平均顆粒尺寸(D5。)是2. 02 " m 形狀比是3. 36
長徑比是3. 36
顆粒尺寸分布的寬度是6. 95 實施例17
1.將630 g水加入反應(yīng)器中。水溫是n。c。2. 將硫酸鈣脫水石骨和硫酸鉤二水合物的混合物(50:50 )均勻 地添加到反應(yīng)器中，將攪拌器的運轉(zhuǎn)速度設(shè)置到位置l。添加的脫水石 骨和二水合物的總量是870 g。在該添加之后，將攪拌器的運轉(zhuǎn)速度提 高到位置2。
3. 等待硫酸鉀二水合物的形成。
4. 使用Diaf溶解器和Fennodispo A41聚丙烯酸鹽分散劑分散沉 淀的產(chǎn)物。
5. 添加其它化學(xué)物質(zhì)如殺生物劑(Fennosan IT 21 )。
6. 可能的增白處理、研磨以壓碎附聚物并篩選。 所獲得的二水石骨在圖17中示出。 平均顆粒尺寸(D5。)是5. 14 Mm 形狀比是12. 50
長徑比是3. 84
顆粒尺寸分布的寬度是l. 52 實施例18
1. 將185 g水加入反應(yīng)器中。水溫是23。C。
2. 將硫酸鈣脫水石青和石充酸鈣二水合物的混合物(50:50 )均勻 地添加到反應(yīng)器中，將攪拌器的運轉(zhuǎn)速度設(shè)置到位置l。添加的脫水石 骨和二水合物的總量是737 g。在該添加之后，將攪拌器的運轉(zhuǎn)速度提 高到位置2。
3. 等待硫酸鉤二水合物的形成。
4. 使用Diaf溶解器和Fennodispo A41聚丙烯酸鹽分散劑分散沉 淀的產(chǎn)物。
5. 添加其它化學(xué)物質(zhì)如殺生物劑(Fennosan IT n )。
6. 可能的增白處理、研磨以壓碎附聚物并篩選。 所獲得的二水石骨在圖18中示出。 平均顆粒尺寸(D5。)是5. 17|am 形狀比是7.48
長徑比是2. 23顆粒尺寸分布的寬度是5. 43 實施例19
1. 將513 g水加入反應(yīng)器中。水溫是20。C。
2. 將旋轉(zhuǎn)窯煅燒的P -硫酸鈣半水合物和硫酸釣脫水石骨的混合 物(50: 50 )均勻地添加到反應(yīng)器中，將攪拌器的運轉(zhuǎn)速度設(shè)置到位置 1。添加的半水合物和脫水石膏的總量是680 g。在該添加之后，將攪 拌器的運轉(zhuǎn)速度提高到位置2。
3. 等待硫酸鉤二水合物的形成。
4. 使用Diaf溶解器和Fennodispo A41聚丙烯酸鹽分散劑分散沉 淀的產(chǎn)物。
5. 添加其它化學(xué)物質(zhì)如殺生物劑(Fennosan IT 21 )。
6. 可能的增白處理、研磨以壓碎附聚物并篩選。 所獲得的二水石青在圖19中示出。 平均顆粒尺寸(D5。)是1.51pm 形狀比是16. 27
長徑比是4. 08
顆粒尺寸分布的寬度是2. 04 實施例20
1. 將178 g水加入反應(yīng)器中。水溫是20。C。
2. 將旋轉(zhuǎn)窯煅燒的p-硫酸鈣半水合物和硫酸鈣脫水石骨的混合 物(50:50 )均勻地添加到反應(yīng)器中，將攪拌器的運轉(zhuǎn)速度設(shè)置到位置 1。添加的半水合物和脫水石青的總量是712 g。在該添加之后，將攪 拌器的運轉(zhuǎn)速度提高到位置2。
3. 等待硫酸鈣二水合物的形成。
4d吏用Maf溶解器和Fennodispo A41聚丙烯酸鹽分散劑分散沉淀 的產(chǎn)物。
5. 添加其它化學(xué)物質(zhì)如殺生物劑(Fennosan IT n )。
6. 可能的增白處理、研磨以壓碎附聚物并篩選。 所獲得的二水石膏在圖20中示出。2. 38|am 形狀比是3. 51 長徑比是3. 51
顆粒尺寸分布的寬度是2. 45 實施例21
1. 將513 g水加入反應(yīng)器中。水溫是20。C。
2. 將旋轉(zhuǎn)窯煅燒的0-硫酸釣半水合物、硫酸鉀二水合物和硫酸 鈣脫水石膏的混合物(1:1 :1)均勻地添加到反應(yīng)器中，將攪拌器的 運轉(zhuǎn)速度設(shè)置到位置l。添加的半水合物、二水合物和脫水石青的總量 是680 g。在該添加之后，將攪拌器的運轉(zhuǎn)速度提高到位置2。
3. 等待硫酸鈣二水合物的形成。
4. 使用Diaf溶解器和Fennodispo A41聚丙烯酸鹽分散劑分散沉 淀的產(chǎn)物。
5. 添加其它化學(xué)物質(zhì)如殺生物劑(Fennosan IT 21 )。
6. 可能的增白處理、研磨以壓碎附聚物并篩選。 所獲得的二水石骨在圖21中示出。 平均顆粒尺寸(D5。)是27. 09 m m 形狀比是12. 19
長徑比是2. 38
顆粒尺寸分布的寬度是l. 04 實施例22
1. 將250 g水加入反應(yīng)器中。水溫是20。C。
2. 將旋轉(zhuǎn)窯煅燒的P-硫酸鈣半水合物、疏酸鈣二水合物和硫酸 鈣脫水石膏的混合物(1:1 :1)均勻地添加到反應(yīng)器中，將攪拌器的 運轉(zhuǎn)速度設(shè)置到位置l。添加的半水合物、二水合物和脫水石骨的總量 是IOOO g。在該添加之后，將攪拌器的運轉(zhuǎn)速度提高到位置2。
3. 等待疏酸鉤二水合物的形成。
4. 使用Diaf溶解器和Fennodispo A41聚丙烯酸鹽分散劑分散沉 淀的產(chǎn)物。5. 添加其它化學(xué)物質(zhì)如殺生物劑(Fennosan IT 21 )。
6. 可能的增白處理、研磨以壓碎附聚物并篩選。 所獲得的二水石膏在圖22中示出。 平均顆粒尺寸(D5Q)是23. 54 ji m 形狀比是8. 06
長徑比是l. 78
顆粒尺寸分布的寬度是l. 40 實施例23-28 (有結(jié)晶習(xí)性改進劑)和產(chǎn)品應(yīng)用
首先，公開關(guān)于合成和產(chǎn)品分析的一般信息。然后，標識附圖， 此后，提供關(guān)于每一實施例的數(shù)據(jù)。最后，示出顯示原料、反應(yīng)條件 和產(chǎn)物性能的表。 合成
首先提供一般信息。進行紙顏料的方法優(yōu)化。參數(shù)是 .習(xí)性改進劑(w」/。/二水合DH) 0. 100-0. 543 .Tj (夾套溫度)(。C) 2-100 .pH 3. 7-7
HH (半水合物)(w-%) 50-80
在體系pH值下進行反應(yīng)或通過添加少量的10。/。 NaOH或108/。 H2S(Mf pH值調(diào)節(jié)到所需值。習(xí)性改進劑化學(xué)物質(zhì)的量計算為沉淀硫酸鈣二水 合物的百分率(％/DH)。所有實施例中的原料是通過流化床急驟加熱 獲得的P-半水合物。所有實施例中的分散劑是Fennodispo A"。
用以下設(shè)備進行實驗。
1. 向具有殼冷卻器(Tj 12-20°C )的反應(yīng)器中將半水合物作為批 料添加到含結(jié)晶習(xí)性改進劑和其它可能的化學(xué)物質(zhì)的水中。使用 Heidolph混合器(大約250-500 rpm)攪拌該含57-60%干物質(zhì)的漿料。 在時間t-l min時測量漿料的初始pH值。
使用混合器扭矩測量和溫度計跟蹤反應(yīng)進程。
2. 反應(yīng)器具有Hobart類型N50CE,保持反應(yīng)溫度在10-IO(TC之
間。將所述半水合物和化學(xué)物質(zhì)分批添加到水性液相中并獲得初始固體為57-80w-。/。的半水合物漿料?；旌纤俣仁谴蠹s250-500 rpm。在體系 pH值下進行反應(yīng)。
3. MLH 12 MAP型實驗室混合器。將所述半水合物分批添加到反應(yīng) 器中并在沒有混合的情況下將水與化學(xué)物質(zhì)添加到半水合物中。然后 啟動混合(大約200 rpm)并且該漿料的起始固體含量是57-80w-y。。在 體系pH值下進行反應(yīng)。 分析
通過Knick Portamess 911 pH-電極監(jiān)測反應(yīng)器的pH值和溫度。通 過使用FEI XL 30 FEG掃描電子顯微鏡研究硫酸鈞二水合物的形態(tài)。使 用Mettler Toledo TGA/SDTA85 1/1100-熱重分析4義(TG )分析半水 合至二水合物的轉(zhuǎn)化。用Phi 1 ips X'pert X射線粉末^f射儀(XRD)測 定晶體結(jié)構(gòu)。使用Sedigraph 5100顆粒分粒器研究顆粒尺寸和分布。 在甲醇中制備樣品。通過檢查電子顯微鏡顯微照片中找到的至少十個 顆粒測量形狀比和長徑比。
實施例23
1. 當冷卻器浴溫度已經(jīng)達到2。C時，將235.82 g去離子水加入冷 卻的反應(yīng)器中。
2. 將Na-正烷基(d。-13)苯磺酸鹽(NABS)習(xí)性改進劑化學(xué)物質(zhì) 0.6761 g ( 55%純度獲得0. 3719 g， HH重量的O. 12%)添加到反應(yīng)器中。
3. 當冷卻器浴已經(jīng)達到2。C的溫度時，開始添加流化床鍛燒的P-半水合物。在添加期間偶爾提高攪拌器的轉(zhuǎn)速。添加的半水合物(HH) 的總量是313. 5 g (總計549.9 g，獲得57wt9/。冊)。攪拌器的運轉(zhuǎn)速 度設(shè)置到40Q rpm。
4. 使用10% NaOH溶液將半水合物漿料的pH值調(diào)節(jié)到7-7. 3。
5. 等待硫酸鉀二水合物的形成。
6. 使用Diaf溶解器和Fennodispo A41聚丙烯酸鹽分散劑分散沉 淀的產(chǎn)物。
7. 添加其它化學(xué)物質(zhì)如殺生物劑(Fennosan IT n )。8.可能的增白處理和篩選 所獲得的二水石骨在圖23中示出。 平均顆粒尺寸是O. 57jiim 形狀比是大約27. 8 長徑比是大約3. 46 顆粒尺寸分布的寬度是O. 775 實施例24
1. 當冷卻器浴溫度已經(jīng)達到2t:時，將208. 02 g去離子水加入冷 卻的反應(yīng)器中。
2. 將1.0599 g EDDS (亞乙基二胺二琥珀酸鹽)和O. 9591 g Na廣EDTA ( Na-亞乙基二胺四乙酸)連同2. 019 g作為活性物質(zhì)的習(xí)性 改進劑化學(xué)物質(zhì)添加到反應(yīng)器中。
3. 當冷卻器浴已經(jīng)達到21C的溫度時，開始添加流化床鍛燒的P-半水合物。在添加期間偶爾提高攪拌器的轉(zhuǎn)速。添加的半水合物的總 量是313. 5 g (總重量523. 54 g，獲得59. 9wt%HH)。攪拌器的運轉(zhuǎn)速 度設(shè)置到250 rpm。
4. 使用10% NaOH溶液將半水合物漿料的pH值調(diào)節(jié)到7-7. 3。
5. 等待硫酸鉤二水合物的形成。
6. 使用Diaf溶解器和Fennodispo A41聚丙烯酸鹽分散劑分散沉 淀的產(chǎn)物。
7. 添加其它化學(xué)物質(zhì)如殺生物劑(Fennosan IT 21 )。
8. 可能的增白處理和篩選 所獲得的二水石青在圖24中示出。 平均顆粒尺寸是O. 838 Mm 形狀比是大約6. 2 長徑比是大約l. 73 顆粒尺寸分布的寬度是O. 838
實施例25
1.當冷卻器浴溫度已經(jīng)達到2。C時，將208. 02 g去離子水加入反應(yīng)器中。
2. 將1.0599 g EDDS (亞乙基二胺二琥珀酸鹽)和0.9591 g Na廣EDTA ( Na-亞乙基二胺四乙酸)連同2.019 g作為活性物質(zhì)的習(xí)性 改進劑化學(xué)物質(zhì)添加到反應(yīng)器中。
3. 當冷卻器浴已經(jīng)達到2"C的溫度時，開始添加流化床鍛燒的P-半水合物。在添加期間偶爾提高攪拌器的轉(zhuǎn)速。添加的半水合物的總 量是313. 5 g (總重量523. 54 g，獲得59. 9% HH )。攪拌器的運轉(zhuǎn)速度 設(shè)置到500 rpm。
4. 使用10% NaOH溶液將半水合物漿料的pH值調(diào)節(jié)到7-7. 3。
5. 等待硫酸鈣二水合物的形成。
6. 使用Diaf溶解器和Fennodispo A41聚丙烯酸鹽分散劑分散沉淀 的產(chǎn)物。
7. 添加其它化學(xué)物質(zhì)如殺生物劑(Fennosan IT 21 )。
8. 可能的增白處理和篩選 所獲得的二水石青在圖25中示出。 平均顆粒尺寸O. 78 jam 形狀比是大約6. 3 長徑比是大約l. 73 顆粒尺寸分布的寬度是O. 658
實施例26
1. 將5625 g流化床鍛燒的P-硫酸鈣半水合物加入MLH12 MAP實 驗室混合器中。
2. 將12.4 g習(xí)性改進劑Na-正烷基(C關(guān))苯磺酸鹽(Paste A55 純度-% : 55，產(chǎn)生6. 82 g活性改進劑)與1875 g自來水混合(總共"12. 4 g，獲得74. 8wt% HH)。
3. 將水-習(xí)性改進劑混合物添加到半水合物中并開始混合并將速 度逐漸地提高到225 rpm。在體系pH值下運行反應(yīng)。
4. 等待硫酸釣二水合物的形成。
5. 使用MLH12 MAP實驗室混合器和Fennodispo A"聚丙烯酸鹽分散劑分散沉淀的產(chǎn)物。
6. 添加其它化學(xué)物質(zhì)如殺生物劑(Fennosan IT 21 )。
7. 可能的增白處理和篩選 所獲得的二水石骨在圖26中示出。 平均顆凈立尺寸是O. 88jum 形狀比是大約6. 19 長徑比是大約2. 90 顆粒尺寸分布的寬度是l. 06
實施例27
1. 將720 g旋轉(zhuǎn)窯鍛燒的p-石克酸鈣半水合物加入Hobart N50 CE 實驗室混合器中。
2. 將l. 57 g Na-正烷基(d?！?3 )苯磺酸鹽(純度-%: 55，產(chǎn)生O. 8635 g活性改進劑)添加到387. 69 g自來水中(總共1109. 26 g,產(chǎn)生64. 9wt% HH)。
3. 在1的混合水平下開始混合并將水-習(xí)性改進劑混合物添加到 半水合物中。在體系pH值下運行反應(yīng)。
4. 等待硫酸鉤二水合物的形成。
5. 使用Diaf溶解器和Fennodispo A41聚丙烯酸鹽分散劑分散沉 淀的產(chǎn)物。
6. 添加其它化學(xué)物質(zhì)如殺生物劑(Fennosan IT 21 )。
7. 可能的增白處理和篩選 所獲得的二水石膏在圖27中示出。 平均顆粒尺寸l. 06 jam 形狀比是大約11.4 長徑比是大約2. 43 顆粒尺寸分布的寬度是l. 0權(quán)利要求
1.石膏制品的制備方法，其中使硫酸鈣半水合物和/或硫酸鈣脫水石膏和水接觸以致所述硫酸鈣半水合物和/或硫酸鈣脫水石膏和水互相反應(yīng)并形成結(jié)晶石膏制品，其特征在于所形成的反應(yīng)混合物具有34-84wt％的干物質(zhì)含量。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于按滿足以下條件的量使用所 述疏酸釣半水合物和/或疏酸鉤脫水石骨，以便由它/它們和水形成的反 應(yīng)混合物具有50-84wt。/n，優(yōu)選57-80wt。/。的千物質(zhì)含量。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其特征在于使水與以下物質(zhì)之一接觸-硫酸鋦半水合物 -硫酸鍋脫水石骨-硫酸鉀半水合物和疏酸釣脫水石骨的混合物， -疏酸鏑半水合物和硫酸鋦二水合物的混合物， -疏酸釣脫水石青和石克酸鉤二水合物的混合物，或 -疏酸釣半水合物、硫酸釣脫水石膏和硫酸鈣二水合物的混合物。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1、 2或3的方法，其特征在于所述硫酸鈣半水合物 是P-硫酸釣半水合物。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l-4中任一項的方法，其特征在于使所述硫酸鈣半 水合物和/或疏酸鈣脫水石骨、水和結(jié)晶習(xí)性改進劑相互接觸以致所述 水和疏酸釣半水合物和/或硫酸鉀脫水石骨在結(jié)晶習(xí)性改進劑存在下互 相反應(yīng)并形成石骨。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中在所述硫酸鈣半水合物和/或疏酸鈣 脫水石膏之前將結(jié)晶習(xí)性改進劑添加到水中。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5或6的方法，其特征在于所述結(jié)晶習(xí)性改進劑是其 分子具有一個或數(shù)個羧基或磺基的化合物或其鹽。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其特征在于所述結(jié)晶習(xí)性改進劑選自乙 二胺琥珀酸(EDDS)、亞氨基二琥珀酸(ISA)、乙二胺四乙酸(EDTA)、二亞乙基三胺五乙酸(DTPA )、氮川三乙酸(NTA ) 、 N-雙-(2- ( 1, 2-二羧基乙氧基)乙基天冬氨酸(AES) 、 二、四和六氨基二苯乙烯磺酸 和它們的鹽例如Na-氨基三乙氧基琥珀酸鹽(Na6-TCA)以及烷基苯磺酸 鹽。
9. 根據(jù)權(quán)利要求5-8中任一項的方法，其特征在于按O. 01-5. 0%的量 使用結(jié)晶習(xí)性改進劑，基于所述硫酸鈣半水合物和/或硫酸鉤脫水石骨 的重量。
10. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項的方法，其特征在于所使用的水處 于0-IOO'C的溫度。
11. 根據(jù)權(quán)利要求l-9中任一項的方法，其特征在于所使用的水是水 蒸氣。
12. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任 一 項的方法，其中將所述硫酸鉤半水合 物和/或疏酸鈞脫水石骨添加到水或水與結(jié)晶習(xí)性改進劑的混合物中。
13. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項的方法，其中使水一齊或順序地與 所述硫酸鉤半水合物和/或硫酸鉤脫水石骨接觸。
14. 根據(jù)權(quán)利要求5-13中任一項的方法，其特征在于使所述硫酸鈣 半水合物和/或硫酸鉤脫水石青、水和結(jié)晶習(xí)性改進劑混雜，優(yōu)選劇烈 地混雜，直到所述硫酸鈣半水合物和/或硫酸鈣脫水石骨和水已經(jīng)反應(yīng) 成石膏。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14的方法，其特征在于進行該混合直到所形成的 石骨結(jié)晶，此后回收石骨。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15的方法，其特征在于用分散劑分散結(jié)晶或回收的石青。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16的方法，其特征在于以0. 01-5. 0%，優(yōu)選 0. 05-3. 0°/。的量使用分散劑，基于石骨的重量。
18. 根據(jù)權(quán)利要求14-17中任一項的方法，其特征在于用添加劑例如 殺生物劑處理所形成、回收或分散的石骨。
19. 根據(jù)權(quán)利要求14-18中任一項的方法，其特征在于將所形成、回 收、分散和任選添加劑處理的石骨篩分以獲得具有所需尺寸的石青顆粒。
20. 根據(jù)權(quán)利要求14-19中任一項的方法，其特征在于將所形成、回 收、分散和任選添加劑處理或篩分的石骨漂白。
21. 通過根據(jù)權(quán)利要求2-20的方法中任一項制備的石骨制品，其特 征在于它由尺寸在O. l至小于2. Oum之間的基本上完整的晶體構(gòu)成。
22. 根據(jù)權(quán)利要求21的石骨制品，其特征在于所迷晶體的形狀比是 至少2. 0，優(yōu)選2. 0-50,最優(yōu)選5. 0-40。
23. 根據(jù)權(quán)利要求21或22的石骨制品，其特征在于所迷晶體的長徑 比為I.O-IO,優(yōu)選1.0至小于5. 0
24. 根據(jù)權(quán)利要求21-23中任一項的石青制品，其特征在于顆粒尺寸 分布的寬度小于2. 0,優(yōu)選小于1.25，最優(yōu)選小于I.IO。
全文摘要
本發(fā)明涉及石膏制品的制備方法，其中使硫酸鈣半水合物和/或硫酸鈣脫水石膏和水接觸以致所述硫酸鈣半水合物和/或硫酸鈣脫水石膏和水互相反應(yīng)并形成石膏制品。該反應(yīng)混合物具有34-84wt％的干物質(zhì)含量以獲得由小、平和且尺寸盡可能相等的晶體構(gòu)成的石膏制品。本發(fā)明還涉及通過該方法制備的制品。形成了由尺寸在0.1且小于2.0μm之間的基本上完整的晶體構(gòu)成的石膏制品。該制品適于在例如造紙工業(yè)中例如用作填料或涂覆顏料。
文檔編號C01F11/46GK101622197SQ200880003698
公開日2010年1月6日 申請日期2008年2月1日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月2日
發(fā)明者P·哈格爾比爾格, P·海斯卡, T·圖爾基, V·拉克索 申請人:凱米羅總公司