水溶性共聚物用于制备石灰的水悬浮液的用图
【专利说明】水溶性共聚物用于制备石灰的水悬浮液的用途
[0001] 本发明涉及氢氧化钙的水悬浮液的制备的技术领域。更具体地，本发明涉及水溶 性共聚物用于制备基于石灰的悬浮液的用途，以及包含这种聚合物的石灰的水悬浮液。这 种悬浮液在工业或家用方法中特别地被用作化学中和剂。
[0002] 被称作熟石灰或水合石灰的氢氧化钙Ca (OH) 2是通过使也被称作生石灰的氧化钙 CaO根据以下放热反应与水化合获得的：CaCHH2O - Ca (OH)2。
[0003] 在本发明的情况下，术语"氢氧化钙"用于指Ca(OH)2颗粒。
[0004] 基于氢氧化钙的产品呈现多种形式：粉末状物（干燥的、粉末状形式的产品）、塑 料糊状物、或水悬浮液分散体（石灰乳）。
[0005] 本发明更具体地涉及水悬浮液形式的基于氢氧化钙的产品。这种熟石灰的水悬浮 液可以在许多工业方法中被用作化学中和剂。实例包括工业废弃物处理，例如气态废弃物 如酸烟。实例还包括饮用水、废水或工业水的处理。
[0006] 熟石灰的水悬浮液的特征特别在于其干物质含量（重量％ )。主要由于经济原因， 本领域技术人员通常寻求在熟石灰的水悬浮液中增加干物质含量：通过增加熟石灰的水悬 浮液的干物质含量，降低了每吨产品的运输和处理的成本。另外，减少了由于操作粉末引起 的麻烦（卫生，处理），并且使实施更加简单。
[0007] 为了增加熟石灰的水悬浮液的干物质含量，可以特别地使用分散剂。
[0008] 表述"分散剂"是指具有改善Ca(OH)2颗粒在水悬浮液中的分散状态的能力的试 剂。具体地，当在矿物材料的水悬浮液中使用这些试剂时，它们引起黏度降低。因此，包含 分散剂的矿物材料的水悬浮液会具有比不含所述分散剂的矿物材料的相同水悬浮液的黏 度低的黏度。
[0009] 一定数量的现有技术文件描述了分散剂的用途。文件EP 0 061 354(Blue Circle)描述了阴离子低聚聚合电解质如甲基丙烯酸均聚物、羧甲基纤维素或磺酸盐/酯 用于制备熟石灰的水分散体的用途。
[0010] 文件FR 2 677 351 (Italcementi)描述了一种氢氧化妈的浓缩水悬浮液，所述氢 氧化钙的浓缩水悬浮液包含由粉末状水合石灰、熟石灰或生石灰获得的至少40%的固体水 合石灰和可以是碱金属或碱土金属的聚丙烯酸盐的水溶性聚合物。
[0011] 文件EP 0 594 332 (Rohm&Haas)描述了使用聚合物阴离子分散剂以获得生石灰 或熟石灰的水分散体。这些分散剂选自具有羧酸、磺酸或膦酸官能团的均聚物、共聚物和三 元共聚物。给予这种酸官能团的单体包括例如丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸、马来酸、马来酸 酐、衣康酸、中康酸、富马酸、柠康酸、乙烯基乙酸、丙烯酰氧基丙酸、乙烯基磺酸、苯乙烯磺 酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、烯丙基磺酸、烯丙基膦酸、乙烯基膦酸和乙烯基磺酸。
[0012] 文件US 2008/0011201 (Ultimate Nominees)描述了联合使用聚羧酸盐/酯分散 剂和碳水化合物分散剂来制备用于在食品和饮用水领域应用的石灰乳。特别地，根据该文 件，碳水化合物分散剂是糖，尤其选自醛糖、糖类、双糖和多糖。另外，聚羧酸盐/酯分散剂 的实例特别地是苯乙烯马来酸酐共聚物的盐或聚醚聚羧酸盐。该文件特别地描述了联合使 用梳状共聚物、尤其是EthacryI? G(来自Coatex公司的聚羧酸盐/酯分散剂）和葡萄糖 浆（碳水化合物分散剂）来制备50 %的水合石灰悬浮液/分散体。
[0013] 文件EP 0 848 647 (Chemical Lime公司）描述了使用阴离子聚电解质型分散剂 联合碱金属氢氧化物来制备可以是生石灰或熟石灰的石灰悬浮液。阴离子聚电解质选自聚 丙烯酸，聚羧酸，和聚磷酸，聚丙烯酸、聚羧酸和聚磷酸的共聚物，以及它们的碱金属盐。
[0014] 文件FR 6 687 396 (Lhoist)描述了在S03_、S042_或Cl _离子存在的情况下用于使 氧化钙或氧化镁熟化的方法，并且其中在反应的过程中或在反应结束时，添加聚合物或共 聚物，所述聚合物或共聚物包括选自丙烯酸和其盐、甲基丙烯酸和其盐、乙烯基苯甲磺酸和 其盐、丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和其盐、2-硫代乙基的甲基丙烯酸酯和其盐的单体。
[0015] 文件JP 09 122471 (Nippon Shokubai)描述了使用由羧酸单体和聚亚烷基二醇甲 基丙烯酸酯型单体构成的共聚物作为使得能够获得具有低黏度的熟石灰的水分散体的分 散剂。该文件举例说明了用于该目的的具有小于20000克/摩尔的分子量的共聚物的使用。
[0016] 文件WO 2010/106111 (Lhoist)涉及包含熟石灰和/或生石灰和被添加到熟石灰 的固相的有机聚合物的组合物。该文件中描述的聚合物可以是非离子的、阴离子的、阳离子 的或两性的，并具有十分不同的性质。它们可以由选自以下的单体获得：具有羧基官能团 或磺酸官能团的阴离子单体、非离子单体（丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N-乙烯基吡咯烷酮、 醋酸乙烯酯、乙烯醇、丙烯酸酯、烯丙醇、N-乙烯基乙酰胺、N-乙烯基甲酰胺）、阳离子单体 (季化或成盐的ADAME或MADAME、DADMAC、APTAC、MAPTAC)，所述单体任选地与优选选自烷 基链、芳基烷基和/或乙氧基化甲基丙烯酸的酯，烷基链、芳基烷基或二烷基甲基丙烯酰胺 的衍生物，烯丙基阳离子衍生物，阴离子或阳离子疏水甲基丙烯酰基的衍生物，或来源于具 有疏水链的甲基丙烯酰胺的阴离子和/或阳离子单体中的一种或更多种疏水单体结合。
[0017] 然而，在使用现有技术的聚合物时，当悬浮液在不搅拌的情况下保存超过3天的 时间时，特别是在其运输期间，本发明人观察到沉降的问题。然后在容纳悬浮液的桶底部形 成糊状物，这使得难以泵送它们，或者不能泵送。
[0018] 本发明人还注意到，这种沉降问题是由当前可用的悬浮液不适合的流变性和石灰 颗粒较差的解聚造成的。
[0019] 当前可用的分散剂不能够获得完全令人满意的石灰的水悬浮液，特别是在沉降和 流变性能方面。
[0020] 本发明的一个目的是当在没有搅拌的情况下保存石灰悬浮液时避免沉降的问题。
[0021] 本发明的另一个目的是提供尽可能浓缩的并具有与它们在工业方法中的用途相 适应的流变性的石灰的水悬浮液。
[0022] 出人意料地，本发明人已证明通过使用具有特定结构的聚合物，可以获得随时间 稳定的浓缩的水悬浮液。
[0023] 更具体地，本发明的第一目的涉及由以下单体构成的水溶性共聚物用于由粉末状 氢氧化钙制备氢氧化钙的水悬浮液的用途：
[0024] -甲基丙烯酸单体和/或其任意的盐，
[0025] -任选地，丙烯酸单体和/或其任意的盐，
[0026] -式（I)的单体：
[0027] R-X-Ri
[0028] (I)
[0029] 其中：
[0030] R表示可聚合的不饱和官能团，尤其是丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酰基氨 基甲酸酯、乙烯基或烯丙基，
[0031] R'指氢或具有1至4个碳原子的烷基基团，
[0032] X表示包括无规布置或规则布置的η个亚乙基氧EO单元和m个亚丙基氧PO单元 的结构，且
[0033] m和η是两个非零整数且为1至150。
[0034] 本发明还涉及一种包含由以下单体构成的至少一种共聚物的氢氧化钙的水悬浮 液：
[0035] -甲基丙烯酸单体和/或其任意的盐，
[0036] -任选地，丙烯酸单体和/或其任意的盐，
[0037] -式（I)的单体：
[0038] R-X-Ri
[0039] (I)
[0040] 其中：
[0041] R表示可聚合的不饱和官能团，尤其是丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酰基氨 基甲酸酯、乙烯基或烯丙基，
[0042] R'指氢或具有1至4个碳原子的烷基基团，
[0043] X表示包括无规布置或规则布置的η个亚乙基氧EO单元和m个亚丙基氧PO单元 的结构，
[0044] m和η是两个非零整数且为1至150。
[0045] 本发明人实际上认识到，对于具有期望的浓度和关于随时间的稳定性的性能的水 悬浮液而言，必须在具有特定结构的、具有甲基丙烯酸骨架和聚（亚烷基二醇）侧链的水溶 性梳状共聚物存在的情况下分散氢氧化钙颗粒。
[0046] 表述"粉末状氢氧化钙"是指熟石灰颗粒。熟石灰是由固体