СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ВОДНЫХ СУСПЕНЗИЙ МИНЕРАЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ ИЛИ ВЫСУШЕННЫХ МИНЕРАЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ, ПОЛУЧАЕМЫЕ ПРОДУКТЫ, А ТАКЖЕ ИХ ПРИМЕНЕНИЕ

1. Способ изготовления водных минеральных материалов, содержащий стадии, где:
a) обеспечивают, по меньшей мере, один минеральный материал в форме водной суспензии или в сухой форме,
b) обеспечивают, по меньшей мере, один частично или полностью литий-нейтрализованный водорастворимый органический полимер,
c) объединяют, по меньшей мере, один частично или полностью литий-нейтрализованный водорастворимый органический полимер из стадии b) с, по меньшей мере, одним минеральным материалом из стадии а).
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что, по меньшей мере, один минеральный материал измельчают (стадия d).
3. Способ по п.2, отличающийся тем, что стадию с) можно выполнять до, во время или после стадии d).
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что, по меньшей мере, один минеральный материал выбирают из группы, содержащей природный карбонат кальция (GCC), такой как мрамор, мел, известняк или кальцит, или осажденный карбонат кальция (РСС), как арагонит, ватерит и/или кальцит; и минералы, содержащие карбонат кальция, такие как доломит или наполнители на основе смешанных карбонатов, такие как кальций, связанный с магнием, такие как тальк, или с глиной, и их смеси, такие как смеси тальк-карбонат кальция или карбонат кальция-каолин, или смеси природного карбоната кальция с гидроксидом алюминия, слюдой или с синтетическими или натуральными волокнами, или со-структуры минералов, такие как со-структуры тальк-карбонат кальция или тальк-диоксид титана.
5. Способ по п.4,
отличающийся тем, что, по меньшей мере, один минеральный материал представляет собой природный карбонат кальция (GCC) или осажденный карбонат кальция (РСС), или смесь GCC и РСС, или смесь GCC и РСС и глины, или смесь GCC и РСС и талька.
6. Способ по п.5,
отличающийся тем, что, по меньшей мере, один минеральный материал представляет собой GCC, выбранный среди мрамора, мела, кальцита или известняка, или РСС, выбранный среди арагонитного РСС или кальцитного РСС, как ромбоэдрический РСС или скаленоэдрический РСС.
7. Способ по п.4,
отличающийся тем, что GCC подвергают стадии мокрого обогащения до стадии d).
8. Способ по п.2,
отличающийся тем, что объединенный и возможно измельченный материал отсеивают и/или концентрируют (стадия е).
9. Способ по п.8,
отличающийся тем, что данный материал диспергируют в водной среде после стадии е) отсеивания и/или концентрирования (стадия f).
10. Способ по п.9,
отличающийся тем, что объединенный и возможно измельченный материал сушат (стадия g).
11. Способ по п.10,
отличающийся тем, что объединенный и возможно измельченный минеральный материал из стадии а) диспергируют в водной среде, если его обеспечивают в сухой форме на стадии а) (стадия h).
12. Способ по п.11,
отличающийся тем, что водную суспензию, полученную из стадии h), измельчают (стадия i), предпочтительно в присутствии частично или полностью литий-нейтрализованного водорастворимого органического полимера.
13. Способ по п.12,
отличающийся тем, что, по меньшей мере, один частично или полностью литий-нейтрализованный водорастворимый органический полимер добавляют до и/или во время, и/или после стадии а), если, по меньшей мере, один минеральный материал представляет собой РСС.
14. Способ по п.4,
отличающийся тем, что, по меньшей мере, один частично или полностью литий-нейтрализованный водорастворимый органический полимер добавляют до и/или во время, и/или после стадии а), если, по меньшей мере, один минеральный материал представляет собой GCC.
15. Способ по п.8 или 9,
отличающийся тем, что, по меньшей мере, один частично или полностью литий-нейтрализованный водорастворимый органический полимер добавляют до и/или во время, и/или после стадии d), если стадии е) и f) не выполняют.
16. Способ по п.9,
отличающийся тем, что, по меньшей мере, один частично или полностью литий-нейтрализованный водорастворимый органический полимер добавляют после стадии измельчения d) и до и/или во время, и/или после стадии е) отсеивания и/или концентрации, если стадия е) выполняют в одиночку.
17. Способ по п.9,
отличающийся тем, что, по меньшей мере, один частично или полностью литий-нейтрализованный водорастворимый органический полимер добавляют до и/или во время, и/или после стадии диспергирования f).
18. Способ по п.11,
отличающийся тем, что стадию а) выполняют в сухой форме со следующими последовательно стадиями d) и h), где добавление частично или полностью литий-нейтрализованного водорастворимого органического полимера выполняют в одно добавление до, во время или после стадии h) или делают за множество добавлений, каждое из них до, во время или после стадии h).
19. Способ по п.17,
отличающийся тем, что все или часть количества, по меньшей мере, одного частично или полностью литий-нейтрализованного водорастворимого органического полимера добавляют до стадии диспергирования f), по меньшей мере, один частично или полностью литий-нейтрализованный водорастворимый органический полимер добавляют до и/или во время и/или после стадии измельчения d).
20. Способ по п.2,
отличающийся тем, что, если нет стадий е), f) или g), все количество литий-нейтрализованного водорастворимого органического полимера используют до стадии d), или часть литий-нейтрализованного водорастворимого органического полимера используют до стадии d), тогда как оставшееся количество добавляют во время стадии d).
21. Способ по п.8 или 9,
отличающийся тем, что, если стадия f) диспергирования следует за стадией е), стадию f) выполняют в присутствии литий-нейтрализованного водорастворимого органического полимера, который может быть другим или таким же, как полимер, использованный на стадии d).
22. Способ по п.2,
отличающийся тем, что стадию измельчения d) выполняют при рН выше 7, предпочтительно выше 7,5, более предпочтительно, между 8,5 и 10,5 и наиболее предпочтительно, между 9 и 10, например, 9,5.
23. Способ по п.1,
отличающийся тем, что, по меньшей мере, один частично или полностью литий-нейтрализованный водорастворимый органический полимер выбирают из группы, содержащей гомополимеры акриловой или метакриловой кислоты и/или сополимеры акриловой и/или метакриловой кислоты с одним или несколькими акриловыми, виниловыми или аллиловыми мономерами, полностью или частично нейтрализованными основанием, содержащим ион лития или комбинацией основания, содержащего ион лития, с одним или несколькими нейтрализующими агентами, имеющими одновалентную нейтрализующую функцию или многовалентную нейтрализующую функцию, такими как, для одновалентной функции, агенты, выбранные из группы, состоящей из щелочных катионов, в частности, натрия, калия, аммония или первичных, вторичных или третичных алифатических и/или циклических аминов, таких как стеариламин, этаноламины (моно-, ди-, триэтаноламин), моно- и диэтиламин, циклогексиламин, метилциклогексиламин, аминометилпропанол, морфолин, или для многовалентной функции агенты, выбранные из группы, состоящей из двухвалентных катионов щелочноземельных металлов, в частности магния и кальция, или цинка или стронция, и трехвалентных катионов, как в частности алюминий, или определенных катионов более высокой валентности и их смесей.
24. Способ по п.23,
3
3
+
+
отличающийся тем, что основание, содержащее ион лития, выбирают среди основных компонентов, подобных гидроксиду лития, или его оксиду, в сухой форме или в растворе, и нейтрализацию выполняют с мономером, содержащим НО до полимеризации и/или с полимером, содержащим НО, после полимеризации мономера.
25. Способ по п.24,
отличающийся тем, что мольная доля не нейтрализованных кислотных групп находится в диапазоне от 0% до 75%, более предпочтительно от 0% до 50%, а мольная доля нейтрализованных не литием кислотных групп находится в диапазоне от 0% до 75%, более предпочтительно от 0% до 50%, наиболее предпочтительно от 0% до 10%.
26. Способ по п.1,
отличающийся тем, что, по меньшей мере, один частично или полностью литий-нейтрализованный водорастворимый органический полимер присутствует в количестве от 0,001 мас.% до 5 мас.%, предпочтительно от 0,01 мас.% до 2 мас.% и наиболее предпочтительно от 0,05 мас.% до 1 мас.% относительно всего сухого минерального материала.
27. Способ по п.4,
отличающийся тем, что, по меньшей мере, один минеральный материал содержит GCC и РСС, где РСС присутствует в количестве от 10 до 90 мас.%, предпочтительно от 20 до 80 мас.%, и наиболее предпочтительно от 30 до 70 мас.% в расчете на полную массу РСС и GCC.
28. Способ по п.2,
отличающийся тем, что стадию d) измельчения выполняют при температуре выше 20°С, более предпочтительно от 50°С до 120°С, особенно выше 60°С, например, от 80°С до 105°С.
29. Способ по п.2,
отличающийся тем, что концентрация твердых веществ минерального материала в форме водной суспензии, измельчаемой на стадии d) измельчения, составляет от 10 до 82% (на сухую массу минерального материала), предпочтительно от 40 до 81%, наиболее предпочтительно от 60 до 80% и особенно предпочтительно от 65% до 72%.
30. Способ по п.29,
отличающийся тем, что стадию измельчения d) выполняют при содержании твердых веществ от 10 мас.% до 35 мас.% в расчете на полную массу суспензии в отсутствии каких-либо диспергаторов или вспомогательных агентов измельчения и выполняют при содержании твердых веществ от 60 мас.% до 82 мас.% в расчете на полную массу суспензии в присутствии диспергаторов и/или вспомогательных агентов измельчения.
31. Способ по п.30,
отличающийся тем, что содержание твердых веществ конечной суспензии минерального материала составляет от 45 мас.% до 82 мас.%, и предпочтительно составляет от 60 мас.% до 75 мас.%, более предпочтительно от 68 мас.% до 73 мас.%, если стадию d) измельчения выполняют без какого-либо диспергатора или вспомогательного агента измельчения, и составляет от 65 мас.% до 82 мас.%, предпочтительно от 72 мас.% до 78 мас.%, если стадию d) измельчения выполняют в присутствии диспергаторов или вспомогательных агентов измельчения.
32. Способ по п.1,
отличающийся тем, что используют комбинацию другого обычного полимера с данным литий-нейтрализованным водорастворимым органическим полимером, или что используют комбинацию разных литий-нейтрализованных водорастворимых органических полимеров.
33. Минеральный материал, полученный с помощью способа по любому из пп.1-32.
34. Минеральный материал по п.33,
отличающийся тем, что он находится в форме водной суспензии, имеющей содержание твердых веществ от 80 до 82% на сухую массу минерального материала, например, 80,5% на сухую массу минерального материала.
35. Минеральный материал по п.33,
отличающийся тем, что он содержит, по меньшей мере, один частично или полностью литий-нейтрализованный водорастворимый органический полимер в количестве от 0,001 мас.% до 5 мас.%, предпочтительно от 0,01 мас.% до 2 мас.% и наиболее предпочтительно от 0,05 мас.% до 1 мас.% относительно всего сухого минерала.
36. Минеральный материал по п.33,
50
50
отличающийся тем, что он имеет d приблизительно от 0,2 до 2 мкм, предпочтительно от 0,2 до 0,8 мкм, наиболее предпочтительно от 0,25 до 0,45 мкм, где величину d определяют, используя Sedigraph 5100™.
37. Минеральный материал по п.33,
отличающийся тем, что он содержит фракцию частиц, более тонких чем 2 мкм, от 57 до 63 мас.% в расчете на полную массу материала, используя Sedigraph™ 5100.
38. Минеральный материал по п.33,
отличающийся тем, что он содержит фракцию частиц, более тонких чем 2 мкм, больше чем 50 мас.%, предпочтительно больше чем 80 мас.%, более предпочтительно больше чем 85 мас.%, еще более предпочтительно больше чем 98 мас.%, и/или фракцию частиц, более тонких чем 1 мкм, больше чем 20 мас.%, предпочтительно 75 мас.%, более предпочтительно больше чем 85 мас.%, больше чем 95 мас.% в расчете на полную массу материала, используя Sedigraph™ 5100.
39. Минеральный материал по п.35,
2
2
2
2
отличающийся тем, что он имеет содержание от 0,02 до 0,2 мг/м литий-нейтрализованного водорастворимого органического полимера, например, от 0,036 до 0,038 мг/м для GCC, 0,063 мг/мдля ромбоэдрического РСС и 0,12 мг/м для скаленоэдрического РСС на единицу удельной площади поверхности, измеренной с помощью способа БЭТ согласно стандарту ISO 4652.
40. Минеральный материал по п.34,
отличающийся тем, что вязкость по Брукфильду конечной суспензии минерального материала стабильна во времени, где начальная вязкость по Брукфильду данной водной суспензии минерального материала после 1 часа от получения составляет ниже 4000 мПа·с, предпочтительно ниже 2000 мПа·с, более предпочтительно ниже 500 мПа·с, например, от 50 до 500 мПа·с, измеренная при 100 об/мин, вязкость по Брукфильду водной суспензии минерального материала после 8 дней хранения без перемешивания составляет ниже 4000 мПа·с, предпочтительно ниже 2000 мПа·с, более предпочтительно ниже 1000 мПа·с, особенно 500 мПа·с, например, от 50 до 500 мПа·с, измеренная при 100 об/мин.
41. Водная суспензия минерального материала,
отличающаяся тем, что
- она имеет содержание твердых веществ от 80 до 82% на сухую массу минерального материала, например, 80,5% на сухую массу минерального материала;
- она имеет вязкость по Брукфильду от 50 до 500 мПа·с, измеренную при 100 об/мин; и
- она содержит предпочтительно от 0,25 до 0,5 масс.%, более предпочтительно от 0,3 до 0,4 мас.%, относительно сухой массы минерала, по меньшей мере, одного водорастворимого органического полимера, предпочтительно имеющего средневзвешенную молекулярную массу от 3000 до 12000 г/моль, и в котором, по меньшей мере, 90% карбоксильных групп нейтрализованы ионами лития.
42. Водная суспензия минерального материала по п.41, отличающаяся тем, что минеральный материал содержит карбонат кальция, выбранный из мрамора, мела, известняка или их смесей.
43. Водная суспензия по п.41 минерального материала, определенного по любому из пп.33-40.
44. Применение минеральных материалов по любому из пп.33-40 или их водных суспензий по любому из пп.41-43 в бумаге, покрывающих бумагу красителях, красках и пластиках.
45. Покрывающий бумагу краситель, содержащий минеральный материал по любому из пп.33-40 или его водную суспензию по п.41 или 43.
46. Покрывающий бумагу краситель по п.45,
отличающийся тем, что он имеет содержание твердых веществ от 75 до 78% на сухую массу минерального материала, например, 77% на сухую массу минерального материала, и предпочтительно имеет вязкость по Брукфильду при 100 об/мин <2000 мПа·с и более предпочтительно <1000 мПа·с, например, 500 мПа·с.
47. Покрывающий бумагу краситель по п.45 или 46, отличающийся тем, что он содержит синтетическое связующее, имеющее частицы с диаметром от 0,08 до 0,12 мкм.
48. Бумага, содержащая минеральные материалы по любому из пп.33-40 или их водную суспензию по п.41-43.
49. Пластики, содержащие минеральные материалы по любому из пп.33-40 или их водную суспензию по п.41 или 43.
50. Краски, содержащие минеральные материалы по любому из пп.33-40 или их водную суспензию по п.41 или 42.