Способ изготовления суспензии с высоким содержанием твердых пигментных частиц, включающей диспергирующее вещество на основе карбоксиметилцеллюлозы - RU2016121400A
Код документа: RU2016121400A
Формула
1. Способ изготовления водной суспензии, включающий следующие стадии:
a) подготовка минерального пигментного материала,
b) подготовка деполимеризованной карбоксиметилцеллюлозы, имеющей степень карбоксилирования в интервале от 0,2 до 2,2, молекулярную массу в интервале от 5000 до 40000 г/моль и индекс полидисперсности в интервале от 2 до 10,
причем деполимеризованная карбоксиметилцеллюлоза изготавливается посредством деполимеризации высокомолекулярной карбоксиметилцеллюлозы способом, включающим следующие стадии:
i) подготовка высокомолекулярной карбоксиметилцеллюлозы, имеющей молекулярную массу, составляющую более чем 40000 г/моль, и степень карбоксилирования в интервале от 0,2 до 2,0,
ii) подготовка пероксида, выбранного из пероксида водорода и/или пероксида щелочного металла,
iii) подготовка катализатора,
iv) смешивание, по меньшей мере, одной части высокомолекулярной карбоксиметилцеллюлозы со стадии (i), и/или, по меньшей мере, одной части пероксида со стадии (ii), и/или, по меньшей мере, одной части катализатора со стадии (iii), и воды в любой последовательности при температуре реакции от 50 до 85°C, и
v) добавление оставшейся части высокомолекулярной карбоксиметилцеллюлозы, и/или оставшейся части пероксида, и/или оставшейся части катализатора на одной или нескольких стадиях в смесь, полученную на стадии (iv), до тех пор, пока смесь, полученная на стадии (v), не будет содержать от 10 до 60 мас.% деполимеризованной карбоксиметилцеллюлозы по отношению к полной массе смеси, полученной на стадии (v), и до тех пор, пока смесь, полученная на стадии (v), при этом не будет иметь вязкость по Брукфильду от 30 до 10000 мПа⋅с при 20°C,
причем в ходе стадии (v) измеренная при температуре реакции вязкость смеси по Брукфильду поддерживается в интервале от 200 до 1500 мПа⋅с, и
c) смешивание деполимеризованной карбоксиметилцеллюлозы со стадии (b), минерального пигментного материала со стадии (a), и воды для изготовления водной суспензии,
где минеральный пигментный материал добавляется в количестве от 10 до 80 мас.% по отношению к полной массе суспензии, и
где деполимеризованная карбоксиметилцеллюлоза добавляется в количестве от 0,05 до 5,0 мас.% по отношению к полной массе минерального пигментного материала в суспензии, и таким образом, что вязкость водной суспензии по Брукфильду составляет от 40 до 2000 мПа⋅с при 20°C.
2. Способ по п. 1, в котором минеральный пигментный материал представляет собой содержащий карбонат кальция материал, в качестве которого предпочтительно выбираются карбонат кальция, содержащие карбонат кальция минералы, смешанные наполнители на основе карбонатов или их смеси.
3. Способ по п. 1, в котором минеральный пигментный материал представляет собой каолин, тальк, гипс, известь, оксид магния, диоксид титана, сатинит, оксид алюминия, гидроксид алюминия, диоксид кремния, слюду или их смеси.
4. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором минеральный пигментный материал присутствует в форме частиц, имеющих массовый медианный размер частиц d50 в интервале от 0,1 до 100 мкм, от 0,25 до 50 мкм или от 0,3 до 5 мкм, предпочтительно от 0,4 до 3,0 мкм.
5. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором степень карбоксилирования деполимеризованной карбоксиметилцеллюлозы находится в интервале от 0,5 до 1,8 и предпочтительно от 0,6 до 1,4.
6. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором деполимеризованная карбоксиметилцеллюлоза добавляется в количестве от 0,05 до 3,0 мас.%, предпочтительно от 0,1 до 2,0 мас.% и предпочтительнее от 0,2 до 1,0 мас.% по отношению к полной массе минерального пигментного материала суспензии.
7. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором деполимеризованная карбоксиметилцеллюлоза имеет индекс полидисперсности от 2 до 5, предпочтительно от 2,5 до 4,5 и предпочтительнее от 3 до 4.
8. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором деполимеризованная карбоксиметилцеллюлоза имеет молекулярную массу в интервале от 8000 до 35000 г/моль и наиболее предпочтительно в интервале от 10000 до 20000 г/моль.
9. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором содержание твердых частиц в суспензии, полученной на стадии (c), устанавливается таким образом, что оно составляет от 45 до 80 мас.%, предпочтительно от 50 до 78 мас.% и предпочтительнее от 60 до 75 мас.% по отношению к полной массе суспензии.
10. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором катализатор выбирается из группы, которую составляют сульфат железа, гипофосфит натрия, фталоцианин железа, вольфрамат натрия, или их смеси.
11. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором пероксид со стадии (ii) присутствует в количестве от 0,1 до 50 мас.%, предпочтительно от 0,2 до 40 мас.% и более предпочтительно от 1 до 30 мас.% по отношению к полному количеству высокомолекулярной КМЦ со стадии (i).
12. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором после стадии (iv) и до стадии (v) измеряемая при температуре реакции вязкость смеси, полученной на стадии (iv), доводится до величины вязкости по Брукфильду в интервале от 200 до 1500 мПа⋅с, предпочтительно посредством добавления следующей порции из оставшейся части высокомолекулярной карбоксиметилцеллюлозы, и/или следующей порции из оставшейся части пероксида, и/или следующей порции из оставшейся части катализатора на одной или нескольких стадиях в смесь, полученную на стадии (iv).
13. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором на стадии (v) оставшаяся часть высокомолекулярной карбоксиметилцеллюлозы, и/или оставшаяся часть пероксида, и/или оставшаяся часть катализатора добавляется/добавляются на одной или нескольких стадиях в смесь, полученную на стадии (iv), до тех пор, пока смесь, полученная на стадии (v), не будет содержать от 25 до 45 мас.% деполимеризованной карбоксиметилцеллюлозы, предпочтительно от 30 до 40 мас.% по отношению к полной массе смеси, полученной на стадии (v), и/или до тех пор, пока смесь, полученная на стадии (v), не будет иметь вязкость по Брукфильду от 50 до 5000 мПа⋅с при 20°C, предпочтительно от 1000 до 3000 мПа⋅с при 20°C и наиболее предпочтительно от 1500 до 2500 мПа⋅с при 20°C.
14. Водная суспензия пигментных частиц, получаемая способом по любому из пп.1-13.
15. Пигментные частицы, получаемые посредством высушивания водной суспензии пигментных частиц по п. 14 и необязательной поверхностной обработки высушенных частиц.
16. Применение водной суспензии пигментных частиц по п.14 в производстве бумаги, пластмасс, красок, продуктов питания, кормов, фармацевтических изделий, питьевой воды и/или в сельском хозяйстве.
17. Применение пигментных частиц по п.15 в производстве пластмасс, красок и/или герметизирующих материалов.
