FR3129299A1 - Suspension minérale stabilisée par broyage - Google Patents
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Abstract
L’invention fournit une suspension aqueuse d’une matière minérale, par exemple du carbonate de calcium, qui est préparée par broyage humide en présence d’une dispersion aqueuse de polymère (meth)acryliqe neutralisé au moyen d’une combinaison d’au moins un ion monovalent et d’au moins un ion divalent. L’invention concerne également un agent d’aide au broyage ainsi que l’utilisation de cette suspension minérale pour la préparation d’une charge de masse pour la préparation de papier ou pour son utilisation pour la préparation d’une sauce de couchage de papier ou pour la préparation d’une composition de revêtement.
Description
L’invention fournit une suspension aqueuse d’une matière minérale, par exemple du carbonate de calcium, qui est préparée par broyage humide en présence d’une dispersion aqueuse de polymère (meth)acryliqe neutralisé au moyen d’une combinaison d’au moins un ion monovalent et d’au moins un ion divalent. L’invention concerne également un agent d’aide au broyage ainsi que l’utilisation de cette suspension minérale pour la préparation d’une charge de masse pour la préparation de papier ou pour son utilisation pour la préparation d’une sauce de couchage de papier ou pour la préparation d’une composition de revêtement.
On connaît des méthodes de préparation de suspension de matières minérales. En particulier, on connaît des méthodes qui mettent en œuvre des agents d’aide au broyage, notamment pour contrôler la rhéologie de la suspension lors de sa préparation ou de son stockage.
De manière générale, les méthodes de broyage de matière minérale doivent être efficaces et permettre de contrôler la granulométrie des particules obtenues. De plus, les méthodes de broyage de matière minérale doivent avoir une efficacité élevée en termes de durée de broyage pour une granulométrie particulière pour une quantité définie de matière minérale. En effet, pour la préparation d’une quantité définie de particules minérales de granulométrie particulière, un temps d’utilisation réduit des installations de broyage permet une amélioration du rendement global de la méthode de broyage.
De même, il est important de disposer de méthodes de broyage de matière minérale qui permettent de préparer des suspensions aqueuses de particules de matière minérale qui soient stables peu après leur préparation mais également plusieurs heures ou plusieurs jours après. Les phénomènes de dérive de la viscosité doivent être contrôlés car ils peuvent conduire à une gélification des suspensions préparées qui en rendrait la manipulation difficile voire impossible. De même, les phénomènes de sédimentation des particules doivent être évités ou fortement ralentis.
Outre le contrôle de la stabilité, le contrôle de la viscosité des suspensions aqueuses de particules de matière minérale broyée est également essentiel.
Il est également important de pouvoir préparer des suspensions aqueuses de particules de matière minérale possédant un extrait sec élevé. Un extrait sec élevé de ces suspensions aqueuses de particules de matière minérale permet notamment d’augmenter la productivité des méthodes qui utilisent ces suspensions.
Par ailleurs, les agents d’aide au broyage devraient pouvoir être préparés en l’absence de composés pouvant être considérés comme préjudiciables d’un point de vue environnemental ou bien en l’absence de composés à l’emploi restreint par des dispositions réglementaires. En particulier, la préparation de ces agents en l’absence de composé comprenant du phosphore devrait être privilégiée, notamment l’absence de phosphore au degré d’oxydation I, III ou V.
Par ailleurs, lors de la fabrication du papier, des compositions aqueuses de charge minérale sont utilisées pour apporter une charge minérale au sein de la pulpe comprenant de l’eau et des fibres d’origine végétale, en particulier des fibres de matière cellulosique. Au sein de ces compositions, la charge minérale est sous la forme de particules. L’utilisation de telles charges minérales permet notamment d’améliorer les propriétés physiques du papier, en particulier d’améliorer ses propriétés optiques, ou bien de réduire la quantité relative de matière cellulosique par rapport à la quantité de charge minérale. L’amélioration de l’efficacité des méthodes de fabrication de papier est également permise grâce à l’utilisation de ces charges minérales. La formation de flocs de particules de charge minérale ou de fibres perturbant la qualité du papier doit également être limitée. Améliorer la compatibilité des différents composés utilisés lors de la préparation du papier doit également être recherché.
Ainsi, bien qu’il existe des méthodes de broyage humide de matière minérale qui mettent en œuvre des polymères comme agent d’aide au broyage, les méthodes de l’état de la technique ne permettent pas toujours d’apporter de solution satisfaisante aux problèmes rencontrés avec les suspensions minérales aqueuses obtenues. Il existe donc un besoin de disposer de suspensions aqueuses de matière minérale améliorées. L’invention permet d’apporter une solution à tout ou partie des problèmes des suspensions de l’état de la technique.
Ainsi, l’invention fournit une suspension aqueuse S de particules minérales préparée par broyage dans l’eau d’au moins une matière minérale M en présence d’une dispersion aqueuse comprenant :
- au moins un polymère P α-sulfoné préparé dans l’eau et en l’absence de composé phosphoré, par une réaction de polymérisation d’au moins un monomère A choisi parmi acide acrylique, acide méthacrylique, un sel d’acide acrylique, un sel d’acide méthacrylique et leurs combinaisons, en présence d’au moins un composé initiateur et d’au moins un composé soufré T comprenant du soufre au degré d’oxydation IV (soufre IV ou S IV), et totalement ou partiellement neutralisé uniquement au moyen d’une combinaison d’au moins un ion monovalent et d’au moins un ion divalent,
- au moins un composé B choisi parmi un acide sulfo-carboxylique, un sel d’acide sulfo-carboxylique et leurs combinaisons, présent en une quantité molaire inférieure à 25% par rapport à la quantité molaire de soufre IV.
De manière préférée pour la suspension S selon l’invention, les particules de matière M dispersée ont une taille inférieure à 50 µm ou bien une taille allant de 0,05 à 50 µm ou bien une taille inférieure à 10 µm, de préférence inférieure à 5 µm ou à 2 µm, plus préférentiellement inférieure à 1 µm ou inférieure à 0,5 µm. Egalement de manière préférée pour la suspension S selon l’invention, la matière M est broyée dans l’eau en présence de la dispersion aqueuse. De préférence, les particules de matière M broyée ont alors une taille inférieure à 50 µm ou bien une taille allant de 0,05 à 50 µm ou bien une taille inférieure à 10 µm, de préférence inférieure à 5 µm ou à 2 µm, plus préférentiellement inférieure à 1 µm ou inférieure à 0,5 µm.
De manière préférée selon l’invention, la suspension S a une viscosité Brookfield, mesurée après préparation et à 100 tour/min et à 25°C, inférieure à 1 000 mPa.s, de préférence inférieure à 800 mPa.s, plus préférentiellement inférieure à 600 mPa.s. Également de manière préférée selon l’invention, la suspension S a une viscosité Brookfield, mesurée à 100 tour/min à 25°C après repos de 8 jours à 25°C et agitation à 100 tour/min, inférieure à 1 000 mPa.s, de préférence inférieure à 800 mPa.s, plus préférentiellement inférieure à 500 mPa.s ou à 400 mPa.s.
De manière préférée, la suspension S met en œuvre une seule matière M ou deux ou trois matières M. Selon l’invention, la matière M est synthétique ou d’origine naturelle. De préférence, la matière M est choisie parmi carbonate de métal alcalino-terreux, plus préférentiellement du carbonate de calcium (carbonate de calcium naturel ou carbonate de calcium précipité), carbonate de strontium, carbonate de magnésium, carbonate de baryum, dolomie, kaolin, dioxyde de titane, talc, chaux, sulfate de calcium, sulfate de baryum. De manière toute préférée, la matière M est choisie parmi carbonate de calcium naturel, carbonate de calcium précipité, carbonate de magnésium, dolomie, kaolin, dioxyde de titane, talc, chaux.
De manière préférée selon l’invention, l’extrait sec de la suspension S est supérieur à 60% en poids, de préférence supérieur à 70% en poids ou supérieur à 75% en poids. De manière également préférée selon l’invention, l’extrait sec de la suspension S est compris entre 60% en poids et 80% en poids, de préférence entre 70% en poids et 80% en poids ou entre 75% en poids et 80% en poids. L’extrait sec de la suspension est mesuré par pesée d’une quantité de 100g de suspension dont l’eau et les substances volatiles à température ambiante sont séparées, par exemple par chauffage.
De manière essentielle selon l’invention, la suspension S est préparée en présence d’une dispersion aqueuse qui comprend le polymère α-sulfoné P. De manière préférée selon l’invention, le polymère P est choisi parmi un polymère P1 α-ω-disulfoné, un polymère P2 α-monosulfoné et leurs combinaisons.
Selon l’invention, le polymère P est préparé au moyen du monomère A. De préférence, le monomère A est choisi parmi l’acide acrylique, un sel d’acide acrylique et leurs combinaisons. Avantageusement, le monomère A peut être combiné à au moins un autre monomère choisi parmi acétate de vinyl, acrylate de methyl, acrylate d’ethyl, hydroxyethylmethacrylate, hydroxyethylacrylate, hydroxypropylmethacrylate, hydroxypropylacrylate, acide 2-acrylamido-2-methylpropane sulfonique (AMPS), acide maléique, anhydride maléique, acide itaconique et leurs combinaisons. Plus avantageusement, le monomère A est choisi parmi l’acide acrylique, un sel d’acide et leurs combinaisons, combiné à au moins un autre monomère choisi parmi acétate de vinyl, acrylate de methyl, acrylate d’ethyl, hydroxyethylmethacrylate, hydroxyethylacrylate, hydroxypropylmethacrylate, hydroxypropylacrylate, acide 2-acrylamido-2-methylpropane sulfonique (AMPS), acide maléique, anhydride maléique, acide itaconique et leurs combinaisons.
De manière essentielle selon l’invention, le polymère P est préparé en présence d’au moins un composé T comprenant du soufre IV. De manière préférée, le composé T est choisi parmi hydrogénosulfite de lithium, hydrogénosulfite de sodium, hydrogénosulfite de postassium, hydrogénosulfite d’ammonium, di(hydrogénosulfite) de calcium, di(hydrogénosulfite) de magnésium et leurs combinaisons. Préférentiellement selon l’invention, le composé T est un mono-hydrogénosulfite. L’hydrogénosulfite de sodium ou bisulfite de sodium est tout particulièrement préféré.
De manière préférée selon l’invention, la réaction de polymérisation est réalisée à une température supérieure à 30°C et inférieure à 100°C, de préférence inférieure à 90°C, plus préférentiellement inférieure à 80°C ou à 75°C.
Selon l’invention, le polymère A est préparé en présence d’au moins un composé initiateur. De préférence, le composé initiateur est choisi parmi un peroxyde (par exemple peroxyde d’hydrogène, hydroperoxyde detert-butyl), un persulfate (par exemple persulfate de sodium, persulfate d’ammonium, persulfate de potassium), leurs combinaisons et leurs associations avec un sel métallique, de préférence un sel métallique choisi parmi un sel de fer (par exemple Fe II ou Fe III), un sel de cuivre (par exemple Cu I ou Cu II) et leurs combinaisons.
De manière essentielle selon l’invention, le polymère P est partiellement ou totalement neutralisé au moyen d’une combinaison d’au moins un ion monovalent et d’au moins un ion divalent. Selon l’invention, les groupements carboxyliques du polymère P peuvent être partiellement neutralisés à un taux de 70 à 97 % molaire, de préférence à un taux de 90 à 95 % molaire. De préférence, le polymère P est totalement neutralisé.
Selon l’invention, la neutralisation totale ou partielle du polymère P peut être réalisée en des proportions molaires relatives variables des ions monovalent et divalent. De manière préférée selon l’invention les proportions molaires ion monovalent/ion divalent sont comprises entre 90/10 et 10/90 ou entre 80/20 et 20/80, de préférence entre 80/20 et 60/40, par exemple 70/30 ou 50/50.
De manière préférée selon l’invention, l’ion monovalent est choisi parmi K+, Na+, Li+, NH4 +et leurs combinaisons. L’ion particulièrement préféré est Na+. Selon l’invention, le polymère P peut être neutralisé au moyen d’au moins un composé choisi parmi NaOH, KOH, LiOH et dérivés ammonium. De manière également préférée selon l’invention, l’ion divalent est choisi parmi Ca2+, Mg2+et leurs combinaisons. L’ion particulièrement préféré est Ca2-. Selon l’invention, le polymère P peut être neutralisé au moyen d’au moins un composé choisi parmi CaO, Ca(OH)2, MgO, Mg(OH)2et leurs combinaisons.
De manière préférée, le polymère P a une masse moléculaire moyenne en poids Mw (mesurée par CES) inférieure à 20 000 g/mol, de préférence inférieure à 15 000 g/mol, inférieure à 10 000 g/mol, plus préférentiellement inférieure à 7 000 g/mol ou inférieure à 6 000 g/mol. Le polymère P a généralement une masse moléculaire moyenne en poids Mw (mesurée par CES) supérieure à 1 000 g/mol ou supérieure à 1 200 g/mol.
De manière préférée, le polymère P a un indice de polymolécularité IP (mesuré par CES) inférieur à 4 ou allant de 1,2 à 4 ou de 1,5 à 4 ; de 1,2 à 3 ou de 1,5 à 3 ; de 1,2 à 2,5 ou bien encore de 1,5 à 2,5.
Selon l’invention, le poids ou masse moléculaire du polymère P est déterminé par Chromatographie d'Exclusion Stérique (CES) ou en anglais « Size Exclusion Chromatography » (SEC). Une prise d'essai de la dispersion de polymère correspondant à 90 mg de matière sèche est introduite dans un flacon de 10 mL. On ajoute de la phase mobile, additionnée de 0,04 % de diméthylformamide (DMF), jusqu'à une masse totale de 10 g. La composition de cette phase mobile est la suivante : NaHCCU : 0,05 mol/L, NaNCU : 0,1 mol/L, triéthanolamine : 0,02 mol/L, NaN30,03 % massique. La chaîne de CES est composée d'une pompe isocratique de type Waters 510, dont le débit est réglé à 0,8 mL/min, d'un passeur d'échantillons Waters 717+, d'un four contenant une précolonne de type Guard Column Ultrahydrogel Waters de 6 cm de longueur et 40 mm de diamètre intérieur, suivie d’une colonne linéaire de type Ultrahydrogel Waters de 30 cm de longueur et de 7,8 mm de diamètre intérieur. La détection est assurée au moyen d’un réfractomètre différentiel de type RI Waters 410. Le four est porté à la température de 60°C et le réfractomètre est porté à la température de 45°C. Le dispositif de CES est étalonné avec une série d'étalons polyacrylate de sodium fournis par Polymer Standard Service de poids moléculaire au sommet de pic compris entre 1 000 g/mol et 1,106 g/mol et d’indice de polymolécularité compris entre 1,4 et 1,7. La courbe d'étalonnage est de type linéaire et prend en compte la correction obtenue grâce au marqueur de débit : le diméthylformamide (DMF). L'acquisition et le traitement du chromatogramme sont effectués par l'utilisation du logiciel PSS WinGPC Scientific v 4.02. Le chromatogramme obtenu est intégré dans la zone correspondant à des poids moléculaires supérieurs à 250 g/mol.
De manière préférée selon l’invention, la quantité molaire de composé soufré T présente au sein de la suspension S, de préférence la quantité molaire de soufre IV, est comprise entre 1% et 15%, de préférence entre 1,5% et 12%, par rapport à la quantité molaire totale de monomères mis en œuvre. De manière plus préférée selon l’invention, la quantité molaire de composé soufré T présente au sein de la suspension S, de préférence la quantité molaire de soufre IV, est comprise entre 1% et 15%, de préférence entre 1,5% et 12%, par rapport à la quantité molaire totale de groupements insaturés des monomères mis en œuvre.
Selon l’invention, la suspension S comprend au moins un composé B choisi parmi un acide sulfo-carboxylique, un sel d’acide sulfo-carboxylique et leurs combinaisons. Selon l’invention, le composé B est choisi parmi les acides sulfo-carboxy-aromatiques et les acides sulfo-carboxy-alkyliques, en particulier l’acide 3-sulfopropionique, l’acide 3-sulfo-2-methyl-propionique, l’acide sulfo-succinique, leurs sels et leurs combinaisons. Les sels du composé B sont généralement le sel de sodium, le sel de potassium, le sel de lithium, le sel de calcium, le sel de magnésium ou le sel d’ammonium.
De manière essentielle selon l’invention, la quantité molaire de composé B présent au sein de la suspension S est inférieure à 25% par rapport à la quantité molaire de soufre IV. De manière préférée, la quantité molaire de composé B est inférieure à 20% ou plus préférentiellement inférieure à 15% ou à 12% par rapport à la quantité molaire de soufre IV. Généralement selon l’invention, la quantité molaire de composé B présent au sein de la suspension S est supérieure à 0,2% par rapport à la quantité molaire de soufre IV. En particulier, la quantité molaire de composé B est supérieure à 2% ou à 5% par rapport à la quantité molaire de soufre IV. Selon l’invention, la quantité molaire de composé B présent au sein de la suspension S par rapport à la quantité molaire de soufre IV est donc généralement comprise dans les intervalles de 0,2% à 25%, de 2% à 25%, de 5% à 25%, de 0,2% à 20%, de 2% à 20%, de 5% à 20%, de 0,2% à 15%, de 2% à 15%, de 5% à 15%, de 0,2% à 12%, de 2% à 12%, de 5% à 12%.
Selon l’invention, le polymère P est préparé en l’absence de composé phosphoré. En particulier, le polymère P est préparé en l’absence de composé comprenant du phosphore au degré d’oxydation I, notamment en l’absence d’acide hypophosphoreux, d’hypophosphite de sodium, d’hypophosphite de potassium, d’hypophosphite de lithium, d’hypophosphite d’ammonium, d’hypophosphite de calcium et d’hypophosphite de magnésium ; ou bien en l’absence de composé comprenant du phosphore au degré d’oxydation III, notamment en l’absence d’acide phosphoreux et de sel d’acide phosphoreux.
L’invention concerne également la préparation de la suspension S. Ainsi, l’invention une méthode de préparation d’une suspension aqueuse S comprenant le broyage dans l’eau d’au moins une matière minérale M en présence d’une dispersion aqueuse comprenant :
- au moins un polymère P α-sulfoné préparé dans l’eau et en l’absence de composé phosphoré, par une réaction de polymérisation d’au moins un monomère A choisi parmi acide acrylique, acide méthacrylique, un sel d’acide acrylique, un sel d’acide méthacrylique et leurs combinaisons, en présence d’au moins un composé initiateur et d’au moins un composé soufré T comprenant du soufre au degré d’oxydation IV, et totalement ou partiellement neutralisé uniquement au moyen d’une combinaison d’au moins un ion monovalent et d’au moins un ion divalent,
- au moins un composé B choisi parmi un acide sulfo-carboxylique, un sel d’acide sulfo-carboxylique et leurs combinaisons, présent en une quantité molaire inférieure à 25% par rapport à la quantité molaire de soufre IV.
La préparation de la suspension S selon l’invention met en œuvre la dispersion aqueuse de polymère P α-sulfoné comme agent de broyage de la matière minérale M. L’invention concerne également cet agent. Ainsi, l’invention fournit un agent de broyage comprenant une dispersion aqueuse comprenant :
- au moins un polymère P α-sulfoné préparé dans l’eau et en l’absence de composé phosphoré, par une réaction de polymérisation d’au moins un monomère A choisi parmi acide acrylique, acide méthacrylique, un sel d’acide acrylique, un sel d’acide méthacrylique et leurs combinaisons, en présence d’au moins un composé initiateur et d’au moins un composé soufré T comprenant du soufre au degré d’oxydation IV, et totalement ou partiellement neutralisé uniquement au moyen d’une combinaison d’au moins un ion monovalent et d’au moins un ion divalent,
- au moins un composé B choisi parmi un acide sulfo-carboxylique, un sel d’acide sulfo-carboxylique et leurs combinaisons, présent en une quantité molaire inférieure à 25% par rapport à la quantité molaire de soufre IV.
Cet agent permet d’améliorer de manière particulièrement efficace le broyage de la matière minérale M. Ainsi, l’invention fournit également une méthode d’amélioration de l’efficacité du broyage dans l’eau d’au moins une matière minérale M comprenant la mise en œuvre, lors du broyage, d’une dispersion aqueuse comprenant au moins un polymère P α-sulfoné préparé dans l’eau et en l’absence de composé phosphoré, par une réaction de polymérisation d’au moins un monomère A choisi parmi acide acrylique, acide méthacrylique, un sel d’acide acrylique, un sel d’acide méthacrylique et leurs combinaisons, en présence d’au moins un composé initiateur et d’au moins un composé soufré T comprenant du soufre au degré d’oxydation IV, et totalement ou partiellement neutralisé uniquement au moyen d’une combinaison d’au moins un ion monovalent et d’au moins un ion divalent, ayant un taux réduit de composé B choisi parmi un acide sulfo-carboxylique, un sel d’acide sulfo-carboxylique et leurs combinaisons, de préférence comprenant du composé B en une quantité molaire inférieure à 25% par rapport à la quantité molaire de soufre IV.
La suspension aqueuse S obtenue grâce à l’invention possède des propriétés particulièrement avantageuses et elle peut être utilisée dans de nombreux domaines techniques, notamment pour la préparation du papier. Ainsi, l’invention fournit une méthode de préparation d’une composition de charge de masse papetière ou d’une composition de sauce de couchage papetière comprenant la préparation d’une suspension aqueuse S de particules minérales préparée par broyage dans l’eau d’au moins une matière minérale M en présence d’une dispersion aqueuse comprenant :
- au moins un polymère P α-sulfoné préparé dans l’eau et en l’absence de composé phosphoré, par une réaction de polymérisation d’au moins un monomère A choisi parmi acide acrylique, acide méthacrylique, un sel d’acide acrylique, un sel d’acide méthacrylique et leurs combinaisons, en présence d’au moins un composé initiateur et d’au moins un composé soufré T comprenant du soufre au degré d’oxydation IV, et totalement ou partiellement neutralisé uniquement au moyen d’une combinaison d’au moins un ion monovalent et d’au moins un ion divalent,
- au moins un composé B choisi parmi un acide sulfo-carboxylique, un sel d’acide sulfo-carboxylique et leurs combinaisons, présent en une quantité molaire inférieure à 25% par rapport à la quantité molaire de soufre IV.
Cette méthode de préparation de papier comprend l’utilisation d’une suspension S selon l’invention.
La suspension aqueuse S obtenue grâce à l’invention peut également être utilisée pour la préparation d’une composition de revêtements, notamment d’un vernis ou d’une peinture. Ainsi, l’invention fournit une méthode de préparation d’une composition de revêtement comprenant :
- la préparation d’une suspension aqueuse S de particules minérales préparée par broyage dans l’eau d’au moins une matière minérale M en présence d’une dispersion aqueuse comprenant :
- au moins un polymère P α-sulfoné préparé dans l’eau et en l’absence de composé phosphoré, par une réaction de polymérisation d’au moins un monomère A choisi parmi acide acrylique, acide méthacrylique, un sel d’acide acrylique, un sel d’acide méthacrylique et leurs combinaisons, en présence d’au moins un composé initiateur et d’au moins un composé soufré T comprenant du soufre au degré d’oxydation IV, et totalement ou partiellement neutralisé au moyen d’une combinaison d’au moins un ion monovalent et d’au moins un ion divalent,
- au moins un composé B choisi parmi un acide sulfo-carboxylique, un sel d’acide sulfo-carboxylique et leurs combinaisons, présent en une quantité molaire inférieure à 25% par rapport à la quantité molaire de soufre IV,
- le mélange de la suspension S avec au moins un composé liant, éventuellement avec au moins un composé modificateur de rhéologie et éventuellement avec au moins un pigment organique ou minéral.
La composition de revêtement selon l’invention comprend :
- une suspension aqueuse S de particules minérales préparée par broyage dans l’eau d’au moins une matière minérale M en présence d’une dispersion aqueuse comprenant :
- au moins un polymère P α-sulfoné préparé dans l’eau et en l’absence de composé phosphoré, par une réaction de polymérisation d’au moins un monomère A choisi parmi acide acrylique, acide méthacrylique, un sel d’acide acrylique, un sel d’acide méthacrylique et leurs combinaisons, en présence d’au moins un composé initiateur et d’au moins un composé soufré T comprenant du soufre au degré d’oxydation IV, et totalement ou partiellement neutralisé au moyen d’une combinaison d’au moins un ion monovalent et d’au moins un ion divalent,
- au moins un composé B choisi parmi un acide sulfo-carboxylique, un sel d’acide sulfo-carboxylique et leurs combinaisons, présent en une quantité molaire inférieure à 25% par rapport à la quantité molaire de soufre IV,
- au moins un composé liant, éventuellement avec au moins un composé modificateur de rhéologie et éventuellement au moins un pigment organique ou minéral.
L’invention fournit également une méthode de préparation d’un revêtement comprenant l’application sur un substrat d’une composition de revêtement selon l’invention.
Selon l’invention, les caractéristiques particulières, avantageuses ou préférées de la suspension S selon l’invention définissent des méthodes pour sa préparation, des méthodes qui l’utilisent ainsi que des agents de broyage qui sont également particuliers, avantageux ou préférés.
Les exemples qui suivent permettent d’illustrer les différents aspects de l’invention.
Préparation et caractérisation de polymères P selon l’invention :
Préparation du polymère P1 selon l’invention:
Dans un réacteur en verre de 1 litre équipé d’une agitation, d’un thermomètre et d’un système de refroidissement, on prépare à température ambiante une charge comprenant de 0,006 g de sulfate de fer heptahydraté et 380 g d’eau. Pendant la montée en température, on prépare 3 charges à introduire en parallèle pendant trois heures. On introduit dans un premier bécher 623,5 g d’acide acrylique, dans un deuxième bécher 5,086 g de persulfate de sodium et 46,6 g d’eau et dans un troisième bécher 122,86 g d’une solution aqueuse de bisulfite de sodium à 40% massique. Après trois heures d’ajout à 73°C, on obtient une dispersion limpide de polymère P1. Ce polymère est alors neutralisé par ajout de soude et de chaux dans un rapport molaire correspondant à une neutralisation de 50% des groupes acides par l’ion sodium et de 50% des groupes acides par l’ion calcium (pH = 8,3). La concentration en matière sèche est de 36,6 %. Le polymère P1 a une Mw de 4 430 g/mol et un Ip de 2,2.
Préparation du polymère P2 selon l’invention:
Dans un réacteur en verre de 1 litre équipé d’une agitation, d’un thermomètre et d’un système de refroidissement, on prépare à température ambiante une charge comprenant de 0,006 g de sulfate de fer heptahydraté et 380 g d’eau. Pendant la montée en température, on prépare 3 charges à introduire en parallèle pendant trois heures. On introduit dans un premier bécher 623,5 g d’acide acrylique, dans un deuxième bécher 5,086 g de persulfate de sodium et 46,6 g d’eau et dans un troisième bécher 135,15 g d’une solution aqueuse de bisulfite de sodium à 40% massique. Après trois heures d’ajout à 73°C, on obtient une dispersion limpide de polymère P2. Ce polymère est alors neutralisé par ajout de soude et de chaux dans un rapport molaire correspondant à une neutralisation de 50% des groupes acides par l’ion sodium et de 50% des groupes acides par l’ion calcium (pH = 8,1). La concentration en matière sèche est de 39,9 %. Le polymère P2 a une Mw de 4 135 g/mol et un Ip de 2,2.
Préparation du polymère P3 selon l’invention:
Dans un réacteur en verre de 1 litre équipé d’une agitation, d’un thermomètre et d’un système de refroidissement, on prépare à température ambiante une charge comprenant de 0,006 g de sulfate de fer heptahydraté et 380 g d’eau. Pendant la montée en température, on prépare 3 charges à introduire en parallèle pendant trois heures. On introduit dans un premier bécher 623,5 g d’acide acrylique, dans un deuxième bécher 5,34 g de persulfate de sodium et 46,6 g d’eau et dans un troisième bécher 129 g d’une solution aqueuse de bisulfite de sodium à 40% massique. Après trois heures d’ajout à 73°C, on obtient une dispersion limpide de polymère P3. Ce polymère est alors neutralisé par ajout de soude et de chaux dans un rapport molaire correspondant à une neutralisation de 50% des groupes acides par l’ion sodium et de 50% des groupes acides par l’ion calcium (pH = 8,8). La concentration en matière sèche est de 39,2 %. Le polymère P3 a une Mw de 4 405 g/mol et un Ip de 2,2.
Préparation du polymère P4 selon l’invention:
Dans un réacteur en verre de 1 litre équipé d’une agitation, d’un thermomètre et d’un système de refroidissement, on prépare à température ambiante une charge comprenant de 0,006 g de sulfate de fer heptahydraté et 380 g d’eau. Pendant la montée en température, on prépare 3 charges à introduire en parallèle pendant trois heures. On introduit dans un premier bécher 623,5 g d’acide acrylique, dans un deuxième bécher 5,595 g de persulfate de sodium et 46,6 g d’eau et dans un troisième bécher 135,15 g d’une solution aqueuse de bisulfite de sodium à 40% massique. Après trois heures d’ajout à 73°C, on obtient une dispersion limpide de polymère P4. Ce polymère est alors neutralisé par ajout de soude et de chaux dans un rapport molaire correspondant à une neutralisation de 50% des groupes acides par l’ion sodium et de 50% des groupes acides par l’ion calcium (pH = 8,6). La concentration en matière sèche est de 39,2 %. Le polymère P4 a une Mw de 4 220 g/mol et un Ip de 2,2.
Préparation du polymère P5 selon l’invention:
Dans un réacteur en verre de 1 litre équipé d’une agitation, d’un thermomètre et d’un système de refroidissement, on prépare à température ambiante une charge comprenant de 0,006 g de sulfate de fer heptahydraté et 380 g d’eau. Pendant la montée en température, on prépare 3 charges à introduire en parallèle pendant trois heures. On introduit dans un premier bécher 623,5 g d’acide acrylique, dans un deuxième bécher 6,434 g de persulfate de sodium et 46,6 g d’eau et dans un troisième bécher 155,43 g d’une solution aqueuse de bisulfite de sodium à 40% massique. Après trois heures d’ajout à 73°C, on obtient une dispersion limpide de polymère P5. Ce polymère est alors neutralisé par ajout de soude et de chaux dans un rapport molaire correspondant à une neutralisation de 50% des groupes acides par l’ion sodium et de 50% des groupes acides par l’ion calcium (pH = 8,6). La concentration en matière sèche est de 39,0 %. Le polymère P5 a une Mw de 3 720 g/mol et un Ip de 2,1.
Préparation du polymère P6 selon l’invention:
Dans un réacteur en verre de 1 litre équipé d’une agitation, d’un thermomètre et d’un système de refroidissement, on prépare à température ambiante une charge comprenant de 0,006 g de sulfate de fer heptahydraté et 380 g d’eau. Pendant la montée en température, on prépare 3 charges à introduire en parallèle pendant trois heures. On introduit dans un premier bécher 623,5 g d’acide acrylique, dans un deuxième bécher 7,02 g de persulfate de sodium et 46,6 g d’eau et dans un troisième bécher 169,56 g d’une solution aqueuse de bisulfite de sodium à 40% massique. Après trois heures d’ajout à 73°C, on obtient une dispersion limpide de polymère P6. Ce polymère est alors neutralisé par ajout de soude et de chaux dans un rapport molaire correspondant à une neutralisation de 50% des groupes acides par l’ion sodium et de 50% des groupes acides par l’ion calcium (pH = 8,0). La concentration en matière sèche est de 40,2 %. Le polymère P6 a une Mw de 3 370 g/mol et un Ip de 2,1.
Préparation du polymère P7 selon l’invention:
Dans un réacteur en verre de 1 litre équipé d’une agitation, d’un thermomètre et d’un système de refroidissement, on prépare à température ambiante une charge comprenant de 0,006 g de sulfate de fer heptahydraté et 380 g d’eau. Pendant la montée en température, on prépare 3 charges à introduire en parallèle pendant trois heures. On introduit dans un premier bécher 623,5 g d’acide acrylique, dans un deuxième bécher 6,01 g de persulfate de sodium et 46,6 g d’eau et dans un troisième bécher 145,3 g d’une solution aqueuse de bisulfite de sodium à 40% massique. Après trois heures d’ajout à 73°C, on obtient une dispersion limpide de polymère P7. Ce polymère est alors neutralisé par ajout de soude et de chaux dans un rapport molaire correspondant à une neutralisation de 50% des groupes acides par l’ion sodium et de 50% des groupes acides par l’ion calcium (pH = 8,2). La concentration en matière sèche est de 38,6 %. Le polymère P7 a une Mw de 3 820 g/mol et un Ip de 2,1.
Préparation du polymère P8 selon l’invention:
Dans un réacteur en verre de 1 litre équipé d’une agitation, d’un thermomètre et d’un système de refroidissement, on prépare à température ambiante une charge comprenant de 0,006 g de sulfate de fer heptahydraté et 380 g d’eau. Pendant la montée en température, on prépare 3 charges à introduire en parallèle pendant trois heures. On introduit dans un premier bécher 623,5 g d’acide acrylique, dans un deuxième bécher 6,01 g de persulfate de sodium et 46,6 g d’eau et dans un troisième bécher 145,3 g d’une solution aqueuse de bisulfite de sodium à 40% massique. Après trois heures d’ajout à 73°C, on obtient une dispersion limpide de polymère P8. Ce polymère est alors neutralisé par ajout de soude et de magnésie dans un rapport molaire correspondant à une neutralisation de 50% des groupes acides par l’ion sodium et de 50% des groupes acides par l’ion magnésium (pH = 8,2). La concentration en matière sèche est de 41,2 %. Le polymère P8 a une Mw de 3 820 g/mol et un Ip de 2,1.
Le composé B et la quantité de composé B (% molaire par rapport à la quantité molaire de soufre IV du composé T mise en œuvre) compris dans chaque dispersion de polymère sont déterminés par dosage des ions sulfate et par analyse RMN1H et RMN13C des groupements sulfonés du polymère P et du composé B.
Les taux d’ion sulfate dans les dispersions de polymères sont déterminés par chromatographie ionique. Une prise d’essai de la dispersion de polymère d’environ 80 mg est introduite dans un flacon de 15 mL. Il est ajouté de la phase mobile, jusqu’à une masse totale de 15 g. La composition de la phase mobile est la suivante : carbonate de sodium : 0,009 mol/L. La chaine de chromatographie ionique pour dosage des anions est composée d’un système de chromatographie ionique de type Dionex Aquion avec dégazeur intégré, dont le débit est réglé à 1 mL/min, contenant un suppresseur chimique, une précolonne AG9-HC, une précolonne piège à métaux CG3, une précolonne NG1 et une colonne AG9-HC. La détection est assurée au moyen d’un détecteur conductimétrique. Le dispositif de chromatographie ionique est étalonné avec une série d’étalons de solutions de sulfate de sodium. La gamme d’étalonnage est comprise entre 0,5 et 100 ppm. La courbe d’étalonnage est de type linéaire. Une dilution automatique des échantillons par l’appareil permet d’être dans la gamme d’étalonnage. L'acquisition et le traitement du chromatogramme sont effectués par l'utilisation du logiciel Chromeleon 7.2.10.
Les analyses RMN1H et RMN13C sont réalisées au moyen d’un spectromètre Bruker AV III HD 500 équipé d’une sonde BBI 5 mm. Les échantillons de polymère ont été mis en solution dans de l’eau deutérée et examinés en RMN1H et en RMN13C via les expériences 2D : corrélations1H /13C à simple distance et à longue distance.
Les dispersions de polymère P1 à P7 selon l’invention comprennent de l’acide 3-sulfopropionique comme composé B. Les résultats sont présentés dans le tableau 1.
| Polymère | P1 | P2 | P3 | P4 | P5 | P6 | P7 | P8 | |
| Composé B (%) | 10,2 | 10,0 | 10,5 | 9,0 | 10,4 | 10,1 | 10,3 | 10,5 |
Préparation et caractérisation de suspensions aqueuses S selon l’invention
À l’aide d’une pompe péristaltique, une suspension minérale (carbonate de calcium OM 10 AV - Omya) est préparée en présence d’un polymère P selon l’invention au moyen d’un broyeur (Dyno Mill de type KDL pilote 1,4 L) contenant 2 750 g de billes en céramiques (ER 120 S de 0,6 mm à 1,0 mm de diamètre - Saint Gobain).
Les conditions de broyage sont ajustées afin d’obtenir une suspension de particules de matière minérale de granulométrie souhaitée. La concentration de la suspension a broyé est de 76% +/- 1 %. La quantité de polymère introduite dans le système est 1,02 % en poids (polymère sec / carbonate de calcium sec) afin d’atteindre la granulométrie souhaitée (80% +/- 2 % des particules < 1 µm). Cette suspension est ensuite caractérisée par une mesure granulométrique, par une mesure de viscosité Brookfield (10 tour/min et 100 tour/min) et par un test de stabilité. Le test de stabilité consiste à mesurer la viscosité Brookfield de la suspension broyée après un temps de repos de 8 jours à une température de 25°C +/- 1 °C, avant agitation (à 100 tour/min) et après agitation (à 10 tour/min et 100 tour/min). Les caractéristiques granulométriques sont déterminées au moyen d’un appareil SediGraph III5120 (Micromeritics, USA).
On mesure la répartition granulométrique des suspensions de particules de matière minérale en déterminant la fraction massique en pourcentage d’une population de particules dont la diamètre sphérique équivalent est inférieur à 1 µm ou bien inférieur à 2 µm (esd < l µm ou bien esd < 2 µm, exprimés en %). Ces mesures sont réalisées pour une suspension aqueuse de particules de matière minérale diluée à une concentration d’environ 33 g de matière sèche par litre de solution et comprenant une dispersion aqueuse de polymère P à une concentration de 1,6 g de polymère sec. Chaque échantillon est dispersé et soniqué avant la mesure.
Les viscosités Brookfield à 10 tour/min et à 100 tour/min (mPa.s) des suspensions aqueuses de particules de matière minérale sont mesurées à 25°C +/- 2°C après broyage (VB0) et après 8 jours de repos (à 25°C +/- 2°C) (VB8) puis après 8 jours et après agitation (VB8a), à 25°C +/- 1°C au moyen d’un viscosimètre Brookfield DVIII équipé d’un module 2 à 5 adapté. Les polymères employés et les résultats obtenus sont présentés dans le tableau 2.
| Polymère | P1 | P2 | P3 | P4 | P5 | P6 | P7 | P8 |
| esd < l µm (%) | 80 | 80 | 80 | 80 | 80 | 80 | 80 | 80 |
| esd < 2 µm (%) | 98 | 98 | 98 | 98 | 98 | 98 | 98 | 98 |
| VB0 10 tour/min | 1 630 | 1 380 | 1 300 | 1 570 | 800 | 1 200 | 950 | 900 |
| VB0 100 tour/min | 483 | 416 | 398 | 475 | 235 | 360 | 286 | 266 |
| VB8 100 tour/min | 2 000 | 2 080 | 1 369 | 1 876 | 960 | 2 140 | 1 024 | 1 060 |
| VB8a 10 tour/min | 1 190 | 1 160 | 930 | 1 080 | 760 | 1 230 | 964 | 840 |
| VB8a 100 tour/min | 369 | 358 | 280 | 335 | 240 | 358 | 300 | 260 |
L’utilisation d’un polymère P selon l’invention comprenant une quantité contrôlée de composé B permet de contrôler efficacement la taille des particules de la suspension ainsi que sa viscosité et sa stabilité.
Claims (16)
- Suspension aqueuse S de particules minérales préparée par broyage dans l’eau d’au moins une matière minérale M en présence d’une dispersion aqueuse comprenant
- au moins un polymère P α-sulfoné préparé dans l’eau et en l’absence de composé phosphoré, par une réaction de polymérisation d’au moins un monomère A choisi parmi acide acrylique, acide méthacrylique, un sel d’acide acrylique, un sel d’acide méthacrylique et leurs combinaisons, en présence d’au moins un composé initiateur et d’au moins un composé soufré T comprenant du soufre au degré d’oxydation IV (soufre IV ou S IV), et totalement ou partiellement neutralisé au moyen d’une combinaison d’au moins un ion monovalent et d’au moins un ion divalent,
- un composé B choisi parmi un acide sulfo-carboxylique, un sel d’acide sulfo-carboxylique et leurs combinaisons, présent en une quantité molaire inférieure à 25% par rapport à la quantité molaire de soufre IV.
- Suspension S selon la revendication 1
- pour laquelle les particules de matière M broyée ont une taille inférieure à 50 µm ou bien une taille allant de 0,05 à 50 µm ou bien une taille inférieure à 10 µm, de préférence inférieure à 5 µm ou à 2 µm, plus préférentiellement inférieure à 1 µm ou inférieure à 0,5 µm, ou
- dont la viscosité Brookfield, mesurée après préparation et à 100 tour/min et à 25°C, est inférieure à 1 000 mPa.s, de préférence inférieure à 800 mPa.s, plus préférentiellement inférieure à 600 mPa.s, ou
- dont la viscosité Brookfield, mesurée à 100 tour/min à 25°C après repos de 8 jours à 25°C et agitation à 100 tour/min, est inférieure à 1 000 mPa.s, de préférence inférieure à 800 mPa.s, plus préférentiellement inférieure à 500 mPa.s ou à 400 mPa.s.
- Suspension S selon l’une des revendications 1 et 2 pour laquelle :
- une seule matière M ou deux ou trois matières M sont mises en œuvre ; ou pour laquelle
- la matière M est synthétique ou d’origine naturelle, de préférence choisie parmi carbonate de métal alcalino-terreux, de préférence carbonate de calcium (carbonate de calcium naturel ou carbonate de calcium précipité), carbonate de strontium, carbonate de magnésium, carbonate de baryum, dolomie, kaolin, dioxyde de titane, talc, chaux, sulfate de calcium, sulfate de baryum; ou dont
- l’extrait sec est supérieur à 60% en poids, de préférence supérieur à 70% en poids ou supérieur à 75% en poids ou bien dont l’extrait sec est compris entre 60% en poids et 80% en poids, de préférence entre 70% en poids et 80% en poids ou entre 75% en poids et 80% en poids.
- Suspension S selon l’une des revendications 1 à 3 pour laquelle le polymère P est choisi parmi un polymère P1 α-ω-disulfoné, un polymère P2 α-monosulfoné et leurs combinaisons.
- Suspension S selon l’une des revendications 1 à 4 pour laquelle :
- le monomère A est choisi parmi l’acide acrylique, un sel d’acide acrylique et leurs combinaisons, ou
- le monomère A est combiné à au moins un autre monomère choisi parmi acétate de vinyl, acrylate d’ethyl, acrylate de methyl, hydroxyethylmethacrylate, hydroxyethylacrylate, hydroxypropylmethacrylate, hydroxypropylacrylate, acide 2-acrylamido-2-methylpropane sulfonique (AMPS), acide maléique, anhydride maléique, acide itaconique et leurs combinaisons, ou
- le monomère A est choisi parmi l’acide acrylique, un sel d’acide et leurs combinaisons, combiné à au moins un autre monomère choisi parmi acide 2-acrylamido-2-methylpropane sulfonique (AMPS), acide maléique, anhydride maléique, acide itaconique et leurs combinaisons, ou
- le composé soufré T est choisi parmi hydrogénosulfite de lithium, hydrogénosulfite de sodium, hydrogénosulfite de postassium, hydrogénosulfite d’ammonium, di(hydrogénosulfite) de calcium, di(hydrogénosulfite) de magnésium et leurs combinaisons, ou
- la réaction de polymérisation est réalisée à une température supérieure à 30°C et inférieure à 100°C, de préférence inférieure à 90°C, plus préférentiellement inférieure à 80°C ou à 75°C, ou pour laquelle
- le polymère A est préparé en présence d’au moins un composé initiateur choisi parmi un peroxyde (par exemple peroxyde d’hydrogène, hydroperoxyde detert-butyl), un persulfate (par exemple persulfate de sodium, persulfate d’ammonium, persulfate de potassium), leurs combinaisons et leurs associations avec un sel métallique, de préférence un sel métallique choisi parmi un sel de fer (par exemple Fe II ou Fe III), un sel de cuivre (par exemple Cu I ou Cu II) et leurs combinaisons, ou
- le polymère P est partiellement non-neutralisé ou le polymère P est totalement neutralisé, ou
- le polymère P est totalement ou partiellement neutralisé au moyen d’une combinaison d’un ion monovalent choisi parmi K+, Na+, Li+, NH4 +et leurs combinaisons et d’un ion divalent choisi parmi Mg2+, Ca2+et leurs combinaisons, ou
- le polymère P a une masse moléculaire moyenne en poids Mw (mesurée par CES) inférieure à 20 000 g/mol, de préférence inférieure à 15 000 g/mol, inférieure à 10 000 g/mol, plus préférentiellement inférieure à 7 000 g/mol ou inférieure à 6 000 g/mol ; ou
- le polymère P a une masse moléculaire moyenne en poids Mw (mesurée par CES) supérieure à 1 000 g/mol ou supérieure à 1 200 g/mol ; ou
- le polymère P a un indice de polymolécularité IP (mesuré par CES) inférieur à 4 ou allant de 1,2 à 4 ou de 1,5 à 4 ; de 1,2 à 3 ou de 1,5 à 3 ; de 1,2 à 2,5 ou bien encore de 1,5 à 2,5.
- Suspension S selon l’une des revendications 1 à 5 pour laquelle :
- la quantité molaire de composé soufré T, de préférence la quantité molaire de soufre IV, est comprise entre 1% et 15%, de préférence entre 1,5% et 12%, par rapport à la quantité molaire totale de monomères mis en œuvre, de préférence
- la quantité molaire de composé soufré T, de préférence la quantité molaire de soufre IV, est comprise entre 1% et 15%, de préférence entre 1,5% et 12%, par rapport à la quantité molaire totale de groupements insaturés des monomères mis en œuvre.
- Suspension S selon l’une des revendications 1 à 6 pour laquelle le composé B est choisi parmi les acides sulfo-carboxy-aromatiques et les acides sulfo-carboxy-alkyliques, de préférence l’acide 3-sulfopropionique, l’acide 3-sulfo-2-methyl-propionique, l’acide sulfo-succinique, leurs sels et leurs combinaisons.
- Suspension S selon l’une des revendications 1 à 7 pour laquelle :
- la quantité molaire de composé B est inférieure à 20%, de préférence inférieure à 15% ou à 12%, par rapport à la quantité molaire de soufre IV, ou
- la quantité molaire de composé B présent au sein de la suspension S est supérieure à 0,2%, en particulier supérieure à 2% ou à 5%, par rapport à la quantité molaire de soufre IV.
- Méthode de préparation d’une suspension aqueuse S selon l’une des revendications 1 à 8 comprenant le broyage dans l’eau d’au moins une matière minérale M en présence d’une dispersion aqueuse comprenant :
- au moins un polymère P α-sulfoné préparé dans l’eau et en l’absence de composé phosphoré, par une réaction de polymérisation d’au moins un monomère A choisi parmi acide acrylique, acide méthacrylique, un sel d’acide acrylique, un sel d’acide méthacrylique et leurs combinaisons, en présence d’au moins un composé initiateur et d’au moins un composé soufré T comprenant du soufre au degré d’oxydation IV, et totalement ou partiellement neutralisé au moyen d’une combinaison d’au moins un ion monovalent et d’au moins un ion divalent,
- au moins un composé B choisi parmi un acide sulfo-carboxylique, un sel d’acide sulfo-carboxylique et leurs combinaisons, présent en une quantité molaire inférieure à 25% par rapport à la quantité molaire de soufre IV..
- Agent de broyage comprenant une dispersion aqueuse comprenant :
- au moins un polymère P α-sulfoné préparé dans l’eau et en l’absence de composé phosphoré, par une réaction de polymérisation d’au moins un monomère A choisi parmi acide acrylique, acide méthacrylique, un sel d’acide acrylique, un sel d’acide méthacrylique et leurs combinaisons, en présence d’au moins un composé initiateur et d’au moins un composé soufré T comprenant du soufre au degré d’oxydation IV, et totalement ou partiellement neutralisé au moyen d’une combinaison d’au moins un ion monovalent et d’au moins un ion divalent,
- au moins un composé B choisi parmi un acide sulfo-carboxylique, un sel d’acide sulfo-carboxylique et leurs combinaisons, présent en une quantité molaire inférieure à 25% par rapport à la quantité molaire de soufre IV.
- Méthode d’amélioration de l’efficacité du broyage dans l’eau d’au moins une matière minérale M comprenant la mise en œuvre, lors du broyage, d’une dispersion aqueuse comprenant au moins un polymère P α-sulfoné préparé dans l’eau et en l’absence de composé phosphoré, par une réaction de polymérisation d’au moins un monomère A choisi parmi acide acrylique, acide méthacrylique, un sel d’acide acrylique, un sel d’acide méthacrylique et leurs combinaisons, en présence d’au moins un composé initiateur et d’au moins un composé soufré T comprenant du soufre au degré d’oxydation IV, et totalement ou partiellement neutralisé au moyen d’une combinaison d’au moins un ion monovalent et d’au moins un ion divalent, ayant un taux réduit de composé B choisi parmi un acide sulfo-carboxylique, un sel d’acide sulfo-carboxylique et leurs combinaisons, de préférence comprenant du composé B en une quantité molaire inférieure à 25% par rapport à la quantité molaire de soufre IV.
- Méthode de préparation d’une composition de charge de masse papetière ou d’une composition de sauce de couchage papetière comprenant la préparation d’une suspension aqueuse S de particules minérales préparée par broyage dans l’eau d’au moins une matière minérale M en présence d’une dispersion aqueuse comprenant :
- au moins un polymère P α-sulfoné préparé dans l’eau et en l’absence de composé phosphoré, par une réaction de polymérisation d’au moins un monomère A choisi parmi acide acrylique, acide méthacrylique, un sel d’acide acrylique, un sel d’acide méthacrylique et leurs combinaisons, en présence d’au moins un composé initiateur et d’au moins un composé soufré T comprenant du soufre au degré d’oxydation IV, et totalement ou partiellement neutralisé au moyen d’une combinaison d’au moins un ion monovalent et d’au moins un ion divalent,
- au moins un composé B choisi parmi un acide sulfo-carboxylique, un sel d’acide sulfo-carboxylique et leurs combinaisons, présent en une quantité molaire inférieure à 25% par rapport à la quantité molaire de soufre IV.
- Méthode de préparation de papier comprenant l’utilisation d’une suspension S selon l’une des revendications 1 à 8.
- Méthode de préparation d’une composition de revêtement comprenant :
- la préparation d’une suspension aqueuse S de particules minérales préparée par broyage dans l’eau d’au moins une matière minérale M en présence d’une dispersion aqueuse comprenant
- au moins un polymère P α-sulfoné préparé dans l’eau et en l’absence de composé phosphoré, par une réaction de polymérisation d’au moins un monomère A choisi parmi acide acrylique, acide méthacrylique, un sel d’acide acrylique, un sel d’acide méthacrylique et leurs combinaisons, en présence d’au moins un composé initiateur et d’au moins un composé soufré T comprenant du soufre au degré d’oxydation IV, et totalement ou partiellement neutralisé au moyen d’une combinaison d’au moins un ion monovalent et d’au moins un ion divalent,
- au moins un composé B choisi parmi un acide sulfo-carboxylique, un sel d’acide sulfo-carboxylique et leurs combinaisons, présent en une quantité molaire inférieure à 25% par rapport à la quantité molaire de soufre IV,
- le mélange de la suspension S avec au moins un composé liant, éventuellement avec au moins un composé modificateur de rhéologie et éventuellement avec au moins un pigment organique ou minéral.
- Composition de revêtement comprenant :
- une suspension aqueuse S de particules minérales préparée par broyage dans l’eau d’au moins une matière minérale M en présence d’une dispersion aqueuse comprenant :
- au moins un polymère P α-sulfoné préparé dans l’eau et en l’absence de composé phosphoré, par une réaction de polymérisation d’au moins un monomère A choisi parmi acide acrylique, acide méthacrylique, un sel d’acide acrylique, un sel d’acide méthacrylique et leurs combinaisons, en présence d’au moins un composé initiateur et d’au moins un composé soufré T comprenant du soufre au degré d’oxydation IV, et totalement ou partiellement neutralisé au moyen d’une combinaison d’au moins un ion monovalent et d’au moins un ion divalent,
- au moins un composé B choisi parmi un acide sulfo-carboxylique, un sel d’acide sulfo-carboxylique et leurs combinaisons, présent en une quantité molaire inférieure à 25% par rapport à la quantité molaire de soufre IV,
- au moins un composé liant, éventuellement au moins un composé modificateur de rhéologie et éventuellement au moins un pigment organique ou minéral.
- Méthode de préparation d’un revêtement comprenant l’application sur un substrat d’une composition de revêtement selon la revendication 15.
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Patent Citations (2)
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| US20120302689A1 (en) * | 2005-12-30 | 2012-11-29 | Christian Jacquemet | Use of co-grinding agents in a process to manufacture co-ground natural and precipitated calcium carbonates, suspensions and dry pigments obtained and their uses |
| US20090209692A1 (en) * | 2006-07-12 | 2009-08-20 | Coatex S.A.S. | Dispersing and/ or grinding aid agent for dispersion and aqueous suspension of mineral materials, dispersion and suspension obtained and use thereof |
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