專利名稱：：重質(zhì)碳酸鈣濕法研磨用分散劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種重質(zhì)碳酸鈣濕法研磨用分散劑及其制備方法。技術(shù)背景重質(zhì)碳酸鈣是一種應(yīng)用十分廣泛的無(wú)機(jī)原料，尤其在造紙領(lǐng)域，可用于涂料或填料。將重質(zhì)碳酸鈣用于造紙助劑時(shí)，通常需要進(jìn)行濕法研磨，并在濕法研磨是加入分散劑。目前，作為分散劑的有聚丙烯酸的堿金屬鹽(鈉、鋰鹽等)、堿土類金屬鹽、季銨鹽等(例如日本特開(kāi)昭54-82416號(hào)公報(bào)，日本特開(kāi)平7-308563號(hào)公報(bào)等)。但是，這些分散劑存在的問(wèn)題是，用這些分散劑所得到的無(wú)機(jī)顏料漿料的初始粘度高，以及無(wú)機(jī)顏料漿料的時(shí)效穩(wěn)定性也不能滿足要求，例如制成75%(重量)的碳酸鈣漿料時(shí)，初始粘度較低，隨著時(shí)間的推移，顯著增粘。另外的問(wèn)題是，在碳酸鈣進(jìn)行濕法粉碎時(shí)，很難得到高濃度及微細(xì)的粒子。另外，所謂濕法研磨，意指用水性分散介質(zhì)，邊粉碎碳酸鈣等顏料邊制造分散漿料的方法。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種碳酸鈣濕法研磨用分散劑及其制備方法，克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷。本發(fā)明的重質(zhì)碳酸鈣濕法研磨用分散劑的制備方法，包括如下步驟-將80-100重量份的a，(3-不飽和羧酸與0-20重量份的其它不飽和單體,在6010(TC下聚合反應(yīng)25小時(shí)，獲得所述的分散劑；分散劑的重均分子量為2000-10000;所說(shuō)的a，P-不飽和羧酸選自(甲基)丙烯酸、馬來(lái)酸、富馬酸、衣康酸中的一種以上；所說(shuō)的其它不飽和單體選自8-10個(gè)碳原子的芳香族乙烯基不飽和單體、2-18個(gè)碳原子的脂肪族乙烯基不飽和單體、含羥基的(甲基)丙烯酸酯不飽和單體、含酰胺基的乙烯基不飽和單體或含磺酸基的乙烯基不飽和單體；所說(shuō)的芳香族乙烯基不飽和單體優(yōu)選苯乙烯、a-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯或羥基苯乙烯；所述脂肪族乙烯基不飽和單體優(yōu)選乙烯、丙烯、丁烯、異丁烯、戊烯、異戊烯或辛烯；所述含羥基的(甲基)丙烯酸酯不飽和單體優(yōu)選(甲基)丙烯酸羥乙酯或(甲基)丙烯酸羥丙酯；所述含酰胺基的乙烯基不飽和單體優(yōu)選(甲基)丙烯酰胺或N-羥甲基(甲基)丙烯酰胺；所述含磺酸基的乙烯基不飽和單體優(yōu)選乙烯基磺酸、(甲基)烯丙基磺酸或a-甲基苯乙烯磺酸。優(yōu)選的，重質(zhì)碳酸鈣濕法研磨用分散劑的制備方法，包括如下步驟(1)將80-100重量份的a，p-不飽和羧酸、0-20重量份的其它不飽和單體和鏈轉(zhuǎn)移劑混合；(2)將引發(fā)劑溶解在水中；(3)在常壓、氮?dú)獗Ｗo(hù)下，反應(yīng)溫度升至60-10(TC，同時(shí)滴加步驟(l)和(2)的溶液，滴加時(shí)間為1.5-4個(gè)小時(shí)；(4)滴加完畢后，在同樣的溫度下，反應(yīng)l-2個(gè)小時(shí)；(5)反應(yīng)結(jié)束后，降溫至20-50°C，用堿溶液調(diào)節(jié)體系pH值至6.0-8.0，獲得碳酸鈣濕法研磨用分散劑；反應(yīng)溫度優(yōu)選70-100。C，特別優(yōu)選70-90。C;水的加水量使最終分散劑的質(zhì)量含固量為4050%。所說(shuō)的引發(fā)劑選自無(wú)機(jī)過(guò)氧化物、有機(jī)過(guò)氧化物、無(wú)機(jī)過(guò)氧化物與有機(jī)過(guò)氧化物的混合物或氧化-還原引發(fā)劑，引發(fā)劑用量為a，(3-不飽和羧酸和其它不飽和單體總重量的0.02-10%，優(yōu)選0.5-5%，更優(yōu)選0.8-2.0%;無(wú)機(jī)過(guò)氧化物選自過(guò)硫酸鉀、過(guò)硫酸鈉、過(guò)硫酸銨等過(guò)硫酸鹽或過(guò)氧化氫，從溶解性的觀點(diǎn)和引發(fā)溫度和效率出發(fā)，優(yōu)選無(wú)機(jī)過(guò)氧化物，最好選擇過(guò)硫酸鹽；有機(jī)過(guò)氧化物選自過(guò)氧化二苯甲酰、過(guò)氧化二異丙苯、過(guò)氧化苯甲?；蜻^(guò)琥珀酸；氧化-還原引發(fā)劑為過(guò)硫酸鹽或過(guò)氧化氫與還原劑的混合物；其中，所說(shuō)的過(guò)硫酸鹽選自過(guò)硫酸銨、過(guò)硫酸鈉或過(guò)硫酸鉀，所說(shuō)的還原劑選自次磷酸鈉、亞硫酸氫鈉、亞硫酸鈉或抗壞血酸鹽等；過(guò)硫酸鹽或過(guò)氧化氫與還原劑的重量比例為過(guò)硫酸鹽或過(guò)氧化氫還原劑=1:0.51;所述鏈轉(zhuǎn)移劑選自巰基乙醇、2-巰基丙酸、3-巰基丙酸、月桂基硫醇或硫代乙醇酸，鏈轉(zhuǎn)移劑用量為a,(3-不飽和羧酸和其它不飽和單體總重量的0.01-5%，優(yōu)選0.01-3%，更優(yōu)選0.05-1%;所述堿選自無(wú)機(jī)堿、有機(jī)胺或兩者的混合物，堿溶液的重量濃度為3050%;所說(shuō)的無(wú)機(jī)堿選自氫氧化銨、氫氧化鈉、氫氧化鉀或氫氧化鈣；所說(shuō)的有機(jī)胺選自二乙胺、三乙胺、二乙醇胺或三乙醇胺。本發(fā)明的分散劑可用于研磨高固含、低粘度、時(shí)效穩(wěn)定性好的碳酸鈣漿料，用于碳酸鈣濕法研磨，可使碳酸鈣漿料有良好的分散穩(wěn)定性，特別是配制高濃度(例如重量含固量為75%)的碳酸鈣漿料，其初始粘度低，而且隨著時(shí)間的推移粘度上升很小。具體實(shí)施方式實(shí)施例1在裝有攪拌、溫度計(jì)、冷凝器、氮?dú)膺M(jìn)氣管和單體進(jìn)料管的1升四口燒瓶中，加入去離子水247.24g，在充氮、攪拌條件下升溫至9(TC，將2.3g過(guò)硫酸銨溶解在40g去離子水中組成引發(fā)劑溶液和由288g(甲基)丙烯酸與2.88g分子量調(diào)節(jié)劑巰基乙醇組成的混合液同時(shí)線性滴加，滴加時(shí)間為2個(gè)小時(shí)。滴加完畢后，在90士2。C保溫反應(yīng)2個(gè)小時(shí)，而后冷卻至45'C滴加重量濃度50%氫氧化鈉溶液330g，使反應(yīng)液的pH值7.52，最后冷卻至30°C出料，測(cè)定重均分子量為2780。實(shí)施例2在裝有攪拌、溫度計(jì)、冷凝器、氮?dú)膺M(jìn)氣管和單體進(jìn)料管的1升四口燒瓶中，加入去離子水250g，在充氮、攪拌條件下升溫至85。C，將2.7g過(guò)硫酸銨溶解在40g去離子水中組成引發(fā)劑溶液和由216g丙烯酸、2.16g分子量調(diào)節(jié)劑3-巰基丙酸和54g丙烯酸羥丙酯組成的混合液同時(shí)滴加，滴加時(shí)間為3個(gè)小時(shí)。滴加完畢后，在85"C保溫反應(yīng)1.5個(gè)小時(shí)，而后冷卻至5(TC滴加重量濃度50。/。氫氧化鈉溶液240g，使反應(yīng)液的pH值7.10，最后冷卻至3(TC出料，測(cè)定重均分子量為3280。實(shí)施例3在裝有攪拌、溫度計(jì)、冷凝器、氮?dú)膺M(jìn)氣管和單體進(jìn)料管的1升四口燒瓶中，加入去離子水250g，在充氮、攪拌條件下升溫至8(TC，將4.2g過(guò)硫酸銨溶解在40g去離子水中組成引發(fā)劑溶液和由252g甲基丙烯酸、28g烯丙基磺酸鈉與1.4g分子量調(diào)節(jié)劑2-巰基丙酸組成的混合液同時(shí)滴加，滴加時(shí)間為4個(gè)小時(shí)。滴加完畢后，在85'C保溫反應(yīng)1個(gè)小時(shí)，而后冷卻至4(TC滴加重量濃度50。/。氫氧化鈉溶液280g，使反應(yīng)液的pH值7.82，最后冷卻至3(TC出料，測(cè)試重均分子量為5910。實(shí)施例4在裝有攪拌、溫度計(jì)、冷凝器、氮?dú)膺M(jìn)氣管和單體進(jìn)料管的1升四口燒瓶中，加入去離子水215.4g，在充氮、攪拌條件下升溫至70°C，將4.2g過(guò)硫酸銨溶解在40g去離子水中組成引發(fā)劑溶液和由230.14g丙烯酸、50%的丙烯酰胺水溶液81.2g與1.4g分子量調(diào)節(jié)劑2-巰基丙酸組成的混合液同時(shí)滴加，滴加時(shí)間為3個(gè)小時(shí)。滴加完畢后，在7(TC保溫反應(yīng)2個(gè)小時(shí)，而后冷卻至40。C滴加重量濃度50%氫氧化鈉溶液280g，使反應(yīng)液的pH值7.82，最后冷卻至30"C出料，測(cè)試重均分子量為7560。應(yīng)用實(shí)施例在100升的攪拌槽中加入25kg水和0.655kg上述分散劑，攪拌均勻后，加入325目重質(zhì)碳酸鈣75kg，用混砂研磨機(jī)攪拌，分散30分鐘后，用泵送至兩臺(tái)串聯(lián)的研磨機(jī)中，研磨后用的漿料用粒徑儀進(jìn)行分析測(cè)試，測(cè)得粒度82%的小于2^1111，用泵送至另兩臺(tái)串聯(lián)的研磨機(jī)內(nèi)，然后再加入0.1kg上述分散劑，研磨1個(gè)小時(shí)，即獲得碳酸鈣漿料，用粒徑儀進(jìn)行分析測(cè)試，測(cè)得粒度90。/。的小于2pm，在剛制造結(jié)束后(漿料制造后IO分鐘以內(nèi))以及在25C靜置5天后測(cè)定所得到的75重量°/。碳酸鈣漿料的粘度。測(cè)定有DNJ-1粘度計(jì)、在25'C、2#轉(zhuǎn)子、60rpm條件下的粘度。測(cè)定的結(jié)果見(jiàn)下表(對(duì)比樣為美國(guó)專利US2002123558A1公開(kāi)的分散劑)制造剛結(jié)束時(shí)的粘度(cps)五天后的粘度(cps)實(shí)施例1130160實(shí)施例2<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>權(quán)利要求1.重質(zhì)碳酸鈣濕法研磨用分散劑的制備方法，其特征在于，包括如下步驟將80-100重量份的α，β-不飽和羧酸與0-20重量份的其它不飽和單體，聚合反應(yīng)，獲得所述的分散劑。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所說(shuō)的(x，P-不飽和羧酸選自(甲基)丙烯酸、馬來(lái)酸、富馬酸或衣康酸中的一種以上；所說(shuō)的其它不飽和單體選自8-10個(gè)碳原子的芳香族乙烯基不飽和單體、2-18個(gè)碳原子的脂肪族乙烯基不飽和單體、含羥基的(甲基)丙烯酸酯不飽和單體、含酰胺基的乙烯基不飽和單體或含磺酸基的乙烯基不飽和單體。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所說(shuō)的芳香族乙烯基不飽和單體為苯乙烯、a-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯或羥基苯乙烯；所述脂肪族乙烯基不飽和單體為乙烯、丙烯、丁烯、異丁烯、戊烯、異戊烯或辛烯；所述含羥基的(甲基)丙烯酸酯不飽和單體為(甲基)丙烯酸羥乙酯或(甲基)丙烯酸羥丙酯；所述含酰胺基的乙烯基不飽和單體為(甲基)丙烯酰胺或N-羥甲基(甲基)丙烯酰胺；所述含磺酸基的乙烯基不飽和單體為乙烯基磺酸、(甲基)烯丙基磺酸或a-甲基苯乙烯磺酸。4.根據(jù)權(quán)利要求l、2或3所述的方法，其特征在于，包括如下步驟:(1)將80-100重量份的a，(3-不飽和羧酸、0-20重量份的其它不飽和單體和鏈轉(zhuǎn)移劑混合；(2)將引發(fā)劑溶解在水中；(3)在常壓、氮?dú)獗Ｗo(hù)下，反應(yīng)溫度升至60-10(TC，同時(shí)滴加步驟(l)和(2)的溶液，滴加時(shí)間為1.5-4個(gè)小時(shí)；(4)滴加完畢后，在同樣的溫度下，反應(yīng)l-2個(gè)小時(shí)；(5)反應(yīng)結(jié)束后，降溫至20-5(TC，用堿溶液調(diào)節(jié)體系pH值至6.0-8.0，獲得碳酸鈣濕法研磨用分散劑；水的加水量使最終分散劑的質(zhì)量含固量為4050%。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所說(shuō)的引發(fā)劑選自無(wú)機(jī)過(guò)氧化物、有機(jī)過(guò)氧化物、無(wú)機(jī)過(guò)氧化物與有機(jī)過(guò)氧化物的混合物或氧化-還原引發(fā)劑，引發(fā)劑用量為(x，P-不飽和羧酸和其它不飽和單體總重量的0.02-10%。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，無(wú)機(jī)過(guò)氧化物選自過(guò)硫酸鉀、過(guò)硫酸鈉、過(guò)硫酸銨或過(guò)氧化氫；有機(jī)過(guò)氧化物選自過(guò)氧化二苯甲酰、過(guò)氧化二異丙苯、過(guò)氧化苯甲?；蜻^(guò)琥珀酸；氧化-還原引發(fā)劑為過(guò)硫酸鹽或過(guò)氧化氫與還原劑的混合物過(guò)硫酸鹽或過(guò)氧化氫與還原劑的重量比例為過(guò)硫酸鹽或過(guò)氧化氫還原劑=1:0.5-1。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，氧化-還原引發(fā)劑中的過(guò)硫酸鹽選自過(guò)硫酸銨、過(guò)硫酸鈉或過(guò)硫酸鉀，所說(shuō)的還原劑選自次磷酸鈉、亞硫酸氫鈉、亞硫酸鈉或硫酸亞鐵。8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述鏈轉(zhuǎn)移劑選自巰基乙醇、2-巰基丙酸、3-巰基丙酸、月桂基硫醇或硫代乙醇酸，鏈轉(zhuǎn)移劑用量為oc，(3-不飽和羧酸和其它不飽和單體總重量的0.01-5%。9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述堿選自無(wú)機(jī)堿、有機(jī)胺或兩者的混合物，堿溶液的重量濃度為3050%;所說(shuō)的無(wú)機(jī)堿選自氫氧化銨、氫氧化鈉、氫氧化鉀或氫氧化鈣；所說(shuō)的有機(jī)胺選自二乙胺、三乙胺、二乙醇胺或三乙醇胺。10.根據(jù)權(quán)利要求19任一項(xiàng)方法制備的重質(zhì)碳酸鈣濕法研磨用分散劑，分散劑的重均分子量為2,000-10,000。全文摘要本發(fā)明提供了一種重質(zhì)碳酸鈣濕法研磨用分散劑及其制備方法，該分散劑由80-100重量份的α，β-不飽和羧酸與0-20重量份的其它單體聚合，該聚合物的中和劑選自無(wú)機(jī)堿氫氧化銨、氫氧化鈉、氫氧化鉀和氫氧化鈣等或有機(jī)堿二乙胺、三乙胺、單乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺等的一種或兩種。本發(fā)明的分散劑用于研磨高固含、低粘度、時(shí)效穩(wěn)定性好的碳酸鈣漿料。文檔編號(hào)C09C1/02GK101230209SQ20071017285公開(kāi)日2008年7月30日申請(qǐng)日期2007年12月24日優(yōu)先權(quán)日2007年12月24日發(fā)明者施曉旦,李改霞,王養(yǎng)臣申請(qǐng)人:上海東升新材料有限公司