[发明专利]2-氨基-2-甲基-1-丙醇作为含碳酸钙材料的水性悬浮液中的添加剂的用途

说明书

本发明涉及含碳酸钙材料的水性悬浮液及向其中所加添加剂的技术领域。

在含碳酸钙材料的水性悬浮液之制备中，本领域技术人员经常需选择并引入添加剂以调节此悬浮液之一项或多项特征。

进行此添加剂之选择时，本领域技术人员需考虑此添加剂应保持成本效益且不应在运送、处理及施用此悬浮液期间对下游产生不需要的交互作用及效应。

在很少被本领域技术人员考虑但申请者已意识到其重要性之考虑中，选择不使含碳酸钙材料的悬浮液的电导率产生显著变化(即增加)的添加剂。

实际上，可有利地基于此悬浮液电导率的测量来调节该悬浮液的处理及运送方面。

例如，可根据对此悬浮液电导率所做之测量控制该悬浮液通过给定通道或单元的流量。Klausner F等人之标题为“A conductance Based Solids Concentration Sensor for Large Diameter Slurry Pipelines”之出版品(J.Fluids Eng./第122卷/第4期/技术论文)描述一种基于电导性测量用于测量通过给定直径之管路的浆料之固体浓度的仪器。基于这些电导性测量，有可能获得显示浆料浓度由该管顶部至底部之变化以及面积平均浓度演变之图形显示图。

容器之填充度同样可通过检测给定高度下沿容器器壁之电导率来控制。

然而，为利用此等基于电导率之测量的调节系统并利用其优势，本领域技术人员将面对下列挑战：选择提供一项或多项功能所需且不使电导率值产生显著变化的添加剂。

在含碳酸钙材料悬浮液中所用添加剂之功能中，调整悬浮液pH，无论通过酸化、中和或碱化此悬浮液来进行。

为配合欲引入悬浮液的施用环境的pH或为添加pH敏感添加剂作准备，特别需要碱化悬浮液。提高pH的步骤亦可用于消毒或协助消毒悬浮液。为避免碳酸钙在处理期间与酸性环境接触时的不需要的溶解，可能须调整pH。

此等含碳酸钙材料悬浮液的水性悬浮液中所用且为本领域技术人员可取得的pH调整添加剂有很多种。

第一组可用于提高含碳酸钙材料的水性悬浮液的pH的添加剂是含氢氧化物的添加剂且特别碱金属氢氧化物和碱土金属氢氧化物。

例如，US 6,991,705涉及通过碱金属氢氧化物进料如氢氧化钠进料与二氧化碳进料之组合增加可包含碳酸钙的浆料悬浮液的碱性。

如参照EP 1795502所述，氢氧化钾、氢氧化镁和氢氧化铵是用于将PCC悬浮液的pH控制在10至13范围内的其他此类添加剂。

第二组可用于提高含碳酸钙材料的水性悬浮液的pH的添加剂是不含氢氧根离子但与水反应时可产生氢氧根离子的添加剂。

此等添加剂可为弱酸的盐，如钠盐。此类添加剂之实例将包括乙酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾和碱金属磷酸盐(如三聚磷酸盐、正磷酸钠和/或正磷酸钾)。

另一可能性是使用氮基添加剂，包括例如氨、胺和酰胺，以增加含碳酸钙材料悬浮液的pH。

特别地，这些可包括伯胺、仲胺或叔胺。用以增加悬浮液pH之烷醇胺包括例如单乙醇胺(MEA)、二乙醇胺(DEA)和甲基氨基乙醇(MAE)。

上述添加剂皆根据常见机制提高该水性悬浮液的pH，其中该常见机制在与水反应后于该悬浮液中提供或产生氢氧根离子。

由文献已知，在碱性条件下增加氢氧根离子浓度同时可使电导率增加(“Analytikum”，第5版，1981，VEB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie，Leipzig，第185-186页，参阅“Konduktometrische Titration”)。

给定上述文献中所记载的一般知识，连同碱金属和碱土金属氢氧化物以及胺如三乙醇胺导致电导率显著增加并提高含碳酸钙材料的水性悬浮液的pH的支持证据，如下文实例部分所示，本领域技术人员没有预期到根据与这些添加剂相同的机制(即导致在悬浮液中引入氢氧根离子)而提高悬浮液pH的特定pH调整剂将使电导率仅极小量增加。

因此完全出乎意料并与基于用于增加pH的常用添加剂的预期相反的是，申请人发现2-氨基-2-甲基-1-丙醇(AMP)可用作水性悬浮液中的添加剂以将该悬浮液pH增加至少约0.3pH单位并使该悬浮液的电导率变化保持在100μS/cm/pH单位内，其中该水性悬浮液具有在8.5与11间的pH并包含25-62体积％的至少一种含碳酸钙材料。