[发明专利]水分散体

说明书

本发明涉及粒状固体在水中的分散体或浆料；本发明尤其涉及通常易于聚集、沉降或异相的无机固体的分散体，和抑制含这样的无机颗粒的浆料中的上述现象以改善上述浆料的粘度使其成为更可使用的浆料的方法。

本发明适宜生产各种各样粒状固体的浆料，例如，用于造纸工业的碳酸钙和产在陶瓷工业中使用的粘土，但是，实际上，本发明可用于生产任何固体颗粒的高浓度的可加工的水分散体或浆料。

例如，在EP-B-0129329中描述了生产上述水分散体曾经做出的尝试。这篇文献公开了含水溶性聚合物和含选自羧基和磺基的酸基的颜料浆，所述水溶性聚合物的分子量为1,500-6,000，是由一种或多种烯键式不饱和单体形成的。该发明显示出增强了已有技术的性能。

US-A-4,868,228公开了无机材料的水悬浮体中的研磨剂，特别是使用这样的研磨剂生产无机固体的低粘度水悬浮体。所述研磨剂是被至少一种有一价功能的中和剂和至少一种有多价功能的中和剂完全中和的丙烯酸聚合物和/或共聚物。

EP-A2-0705892讲述了固体颗粒在水中的分散体或浆料还包含下式的膦酰基羧酸或其水溶性盐作为分散剂：

              H[CHRCHR]_n-PO₃M_2/v式中，每个单元中的至少一个R基是COOM_1/v基，另一个R基是氢或COOM_1/v、羟基、膦酰基、磺酰基(sulphono)、磺酸基(sulphato)、C_1-7烷基或羧酸基、膦酰基、磺酰基、磺酸基和/或羟基取代的C_1-7烷基或C_1-7链烯基，每个M是阳离子，以使膦酸化的羧酸酯(或盐)是水溶性的，n(在聚合物链中聚合形式的单体单元数)为1-6，优选小于5，例如1-3。在现有技术中，分散的固体颗粒的粒径优选为小于1毫米，例如小于0.5毫米，优选为0.5-100μm，特别是1-50μm。

本发明寻求提供固体颗粒在水中的改进的分散体或浆料。众所周知，例如参见PCT/US91/94539，获得细物料的稳定分散体特别困难；因此，制备细固体颗粒，例如大部分粒径小于2μm的细固体颗粒的稳定的分散体尤其有意义。

因此，本发明提供粒状固体在含水和至少一种分散剂的介质中的分散体，其特征在于所述分散剂包含水溶性聚合物，该水溶性聚合物包含：          其中，X是H、Na、K、Ca、Mg、NH⁴⁺或A；A是聚合物、共聚物或其水溶性盐，包含一种或多种聚合形式的下述单体：          其中，R₁是H、OH、C₁-C₉烷基或烷氧基或乙酸基或乙酸根

R₂是H、C₁-C₃烷基或烷氧基、COOR₃

R₃是H、Na、K或C₁-C₁₀烷基；丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸丙酯、2-丙烯酰胺-2-丙烷磺酸、苯乙烯磺酸钠、烯丙基磺酸钠、甲基磺酸钠、乙烯基磺酸、及其盐类；丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、叔丁基丙烯酰胺、(甲基)丙烯腈、苯乙烯、乙酸乙烯酯、磺酸烯丙氧基-2-羟丙酯和二烷基丙烯酰胺；而且，其中A含至少10个聚合形式的单体。

聚合形式的单体数可以从10到100以上，但是，优选为15-85，最优选为25-60。分散剂的重均分子量可以为1000-10000，特别优选重均分子量为2000-6000的分散剂。虽然可以用更高分子量的分散剂得到低粘度的稳定分散体，但是用分子量在6000以上的聚合物，形成凝胶的趋势增加，这在某些应用中可能是不利的。

本发明特别适合于形式极细颗粒的分散体，例如，其中70％或更多的颗粒在2μm以下的分散体，优选其中70％或更多的颗粒在1μm以下的分散体。本发明对其中95％或更多的颗粒在1μm以下的细颗粒分散体尤其适用。

水溶性分散剂优选膦酰基封端的丙烯酸均聚物或共聚物。如果分散剂是共聚物，另一单体可以是马来酸或马来酸酐、甲基丙烯酸、磺基不饱和单体或有COOH基的任何不饱和的可聚合单体。例如，根据US4，046，707、US5，376，731、US5，077，361和US5，294，686可以制备这样的聚合物。