[发明专利]包含伯链烷醇胺的添加剂在水性矿物悬浮液中的用途

说明书

本发明涉及用于矿物材料的水性高固体悬浮液的添加剂的技术领域。本发明的添加剂包含特定的伯胺，并且用于提高悬浮液的pH值和/或用于提高矿物材料的润湿性。

技术领域

本发明涉及用于矿物材料的水性高固体悬浮液的添加剂的技术领域。

背景技术

在制备矿物材料的水性悬浮液中，经常要求本领域技术人员选择和引入添加剂以调节这种悬浮液的一种或多种特性。这些特性包括矿物粒子的润湿性、悬浮液的pH和悬浮液的电导率。但是，对于含有这种添加剂的悬浮液的特定技术应用来说，添加剂本身的特性或性能也可能对其可适用性(applicability)和适合性(suitability)具有显著影响。最后，本领域技术人员必须记住，该添加剂应保持成本效益，并且在这种悬浮液的运输、加工和应用过程中不会导致下游的不良相互作用或影响。这些添加剂的相应特性和要求将在下文更详细地说明。

首先要考虑的是添加剂的适用性。通常期望以液体形式施加添加剂，因为这允许更好的计量和运输。由于悬浮液通常在室外用相应的添加剂进行处理，因此室外温度可能会影响添加剂的适用性。更具体地，添加剂向正容纳在例如罐车中的悬浮液中的添加常常不得不在低于10℃的温度下进行。对于像挪威这样拥有大量矿藏的北欧国家来说尤其如此。在这样的低温下，添加剂可能变成固体或高粘性，因此在将添加剂施加到悬浮液之前可能需要额外的设备和能量来加热添加剂。显然，这是一个缺点。

对于本领域已知的添加剂所观察到的另一个困难是低挥发性。矿物悬浮液通常被应用到纸涂布(表面施胶)应用中，包括单、双或三层纸和纸板表面涂料(用于包装材料)。特别是在食品领域中，可能与食品接触的包装材料及其涂料显然不应包含任何会影响食品质量或香味的物质。因此期望去除部分或全部来自例如涂料的由悬浮液引入的任何添加剂。对于具有低挥发性(高沸点)的添加剂，可观察到即使在用于施加涂料到例如纸或包装材料上的高温涂布过程中，不想要的添加剂仍完全或部分地保留在涂层中。相应的含添加剂的涂料具有污染包装食品或影响其质量的固有风险，这当然是不希望的。

选择添加剂的另一个标准涉及尤其取决于添加剂的分子量的所需的量(mg/kg)。该量通常应尽可能低。尤其被认为不太优选的是添加具有较高总有机碳含量的组分。由于已知的环境原因，这个含量应尽可能低，尤其是在水性体系中。

影响合适添加剂的选择的另一个考虑是含矿物材料的悬浮液的电导率变化(通常是增加)，这可能是由于添加添加剂而引起的。含矿物材料的悬浮液的电导率的显著变化是不利的，因为这种悬浮液的加工和运输方面通常借助于测量悬浮液的电导率来调节。例如，这种悬浮液通过给定通道或单元的流速可根据对悬浮液电导率进行的测量来控制。在Klausner F等人的题为“A Conductance Based Solids Concentration Sensor forLarge Diameter Slurry Pipelines”的出版物(J.Fluids Eng./Volume 122/Issue 4/Technical Papers)中，描述了一种基于电导率测量来测量通过给定直径的管道的浆料的固体浓度的仪器。基于这些电导率测量，可以获得显示浆料浓度从管道顶部到底部的变化以及面积平均浓度历史的图形显示。容器的填充程度同样可通过检测沿容器壁的给定高度处的电导率来管理。因此不希望添加剂的添加导致电导率值的显著变化，因为这会歪曲测量结果，并且因此歪曲从所述测量获得的信息。

另一个重要方面涉及悬浮液中所含矿物材料的润湿性。矿物粒子的润湿对于它们细致或均匀地分布在水中来说是必要的。对于高固体悬浮液来说尤其如此。润湿不足会导致粒子附聚，并明显影响粒子在流体中的分散。润湿是指附聚物中包围固体粒子的空气必须被除去或被液体取代。润湿固体所涉及的过程可用杨氏方程来描述：

其中

γ_s＝固体的自由表面能；

γ_sl＝固体/液体的界面能；