[发明专利]具有低的沉积物积累的含碳酸钙材料的水性悬浮体

说明书

技术领域

本发明涉及含碳酸钙材料的水性悬浮体，且更特定地涉及如下含碳酸钙材料的水性悬浮体：当浆料与具有不同电极电位的导电表面接触或暴露于直流(DC)电场时，在导电表面上所形成沉积物的量减少。

背景技术

新研磨的非分散性碳酸钙具有带弱正电荷的表面及约8至9的pH值。然而，在含碳酸钙材料的水性悬浮体的制备中，本领域技术人员经常需要选择且引入添加剂以便调控这些悬浮体的一种或更多种特征。例如，如果添加相应分散剂，则仅可加工高固体含量悬浮体。在进行添加剂选择时，本领域技术人员必须记住：此添加剂应保持成本效率且不应在悬浮体的运输、加工及应用期间导致不需要的下游相互作用或效应。

添加诸如聚丙烯酸钠或聚磷酸钠的分散剂尤其影响悬浮体中碳酸钙颗粒的表面电荷，因为所述分散剂在所述颗粒上产生负电荷。如US5,171,409中所述，此效应可用于使固体颗粒与悬浮体分离。

然而，所述含分散碳酸钙的悬浮体可在其生产、储存及运输期间导致严重困难。与制备及储存含碳酸钙的悬浮体有关的生产设施或储存设施(例如研磨机或储存槽)通常由不同钢质或合金组成。例如，焊接接头常具有与所用主要钢质不同的合金。钢制棒磨机中的棒具有与磨机的壁不同的钢质。如果具有带负电荷的固体颗粒的此类含碳酸钙悬浮体与两种或更多种具有不同的标准电极电位的异种金属或合金接触，则可建立电偶，导致碳酸钙在阳极性更大的金属上形成沉积物。

此外，电位差不仅可由于不同金属质量而产生，而且可由于接地不佳的电驱动设备(例如用于槽搅拌器的电动马达)而产生。例如，当通过电驱动马达转动储存槽中的搅拌器时，漏电流或杂散电流可自马达经由悬浮体流向槽壁，形成电位差。通过改变钢质或替换电气设备通常不能避免所述电位差。然而，甚至更常见未观测到所述电位差或根本不知道存在所述电位差。

沉积物的形成反过来可促进阳极性更大的金属的腐蚀且可因铁金属受到腐蚀产生的铁氧化物而使悬浮体变色。此问题随着含碳酸钙的悬浮体的固体含量增加而变得更严重，且在具有高固体含量的含碳酸钙的悬浮体(即，以悬浮体的总重量计，具有超过45重量％的固体含量的悬浮体)中尤其显著。

本领域中已知的控制及克服此类电化学反应的一种可能方法为调节悬浮体的pH值。然而，含碳酸钙材料的悬浮体的pH调节可在悬浮体中引起不需要的效应，例如絮凝、粘度增加和/或酸敏感材料的部分溶解。因此，pH调节并非控制或防止由含碳酸钙的悬浮体在金属表面(例如生产设备的壁或管道、或储存槽壁)上形成沉积物的选择。

WO2004/041882及WO2004/041883公开了经研磨矿物质(例如碳酸钙)的弱离子型水性悬浮体。制备沉淀碳酸钙，从而获得低电荷含丙烯酸酯或顺丁烯二酸酯(maleinate)的梳形聚合物的方法描述于WO2010/018432中。

因此，需要控制、减少或防止含碳酸钙材料的浆料形成沉积物的添加剂。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种添加剂，其控制、减少或防止包含含碳酸钙材料的水性浆料在金属表面上形成沉积物，尤其在悬浮体与不同金属表面接触或暴露于可通过建立电偶、漏电流和/或杂散电流流动产生的电场的情况下。还期望提供一种添加剂，其减少或防止包含含碳酸钙材料的水性浆料腐蚀金属。此外，将需要提供一种添加剂，其没有以不可接受的方式影响悬浮体的其他物理性质(例如导电性)。还期望提供一种添加剂，其不仅控制、减少或防止沉积物形成和/或减少或防止金属腐蚀，而且改变包含含碳酸钙材料的水性浆料的粘度，且因此使分散剂添加变得无意义。

本发明的另一目的是提供一种包含含碳酸钙材料的水性悬浮体或浆料，其具有较少或不具有在金属表面上形成沉积物的倾向，尤其在所述悬浮体与不同金属表面接触和/或暴露于可通过建立电偶、漏电流和/或杂散电流流动产生的电场的情况下。还期望提供一种含碳酸钙材料的水性浆料，其为流体且因此可含有极高量的碳酸钙固体。

前述及其他目的通过在包含含碳酸钙材料的水性浆料中使用至少一种带阴离子电荷的梳形聚合物作为抗沉积剂来实现，其中至少一种带阴离子电荷的梳形聚合物在pH为8时具有-10C/g至-250C/g的荷质比，且其中包含所述至少一种带阴离子电荷的梳形聚合物的浆料的电导率在25℃下小于500μS/cm。