BR112019010836B1 - Métodos para preparar partículas de matéria mineral e para preparar uma suspensão aquosa de partículas de matéria mineral, composição aquosa, método para preparar um revestimento de papel, uso de uma matéria mineral e método de preparação de papel - Google Patents

Métodos para preparar partículas de matéria mineral e para preparar uma suspensão aquosa de partículas de matéria mineral, composição aquosa, método para preparar um revestimento de papel, uso de uma matéria mineral e método de preparação de papel Download PDF

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Abstract

A presente invenção refere-se a um método para a produção de partículas minerais por trituração de um material mineral na presença de um polímero aniônico específico. O polímero utilizado é obtido por polimerização na presença de hipofosfito de sódio, dipropionato-tritiocarbonato dissódico e pelo menos um composto gerador de radical. A invenção também se refere a uma composição aquosa compreendendo partículas de material mineral triturado e tal polímero, em particular uma composição de revestimento de papel.

Description

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO
[0001] A presente invenção refere-se a um método para preparar partículas minerais pela trituração de uma matéria mineral na presença de um polímero aniônico específico. O polímero utilizado é obtido por polimerização na presença de hipofosfito de sódio, dipropionato-tritiocarbonato dissódico e pelo menos um composto gerador de radical. A invenção também diz respeito a uma composição aquosa compreendendo partículas de matéria mineral triturada e tal polímero, em particular uma composição de um banho de revestimento/estucagem de papel.
[0002] Os documentos EP 2900708 e EP 3074436 descrevem métodos para a preparação de polímeros aniônicos com massas moleculares controladas e índices de polimolecularidade.
[0003] Os métodos de trituração de matéria mineral são conhecidos, especialmente para trituração de material mineral usado na indústria de papel. Em particular, existem métodos conhecidos para triturar matéria mineral que utilizam agentes auxiliares de trituração, especialmente polímeros derivados de monômeros insaturados compreendendo um ou mais grupos de ácido carboxílico. Estes agentes auxiliares de trituração controlam a reologia da suspensão durante a operação de trituração. Em geral, estes agentes auxiliares de trituração reduzem tanto quanto possível o limite de fluxo da suspensão de carga mineral para trituração enquanto mantém um nível de viscosidade suficiente durante a operação de trituração.
[0004] Em geral, os métodos de trituração de matéria mineral devem ser efetivos e possibilitar o controle da distribuição granulométrica das partículas obtidas.
[0005] Além disso, os métodos de trituração de matéria mineral devem ter uma alta eficácia em termos de tempo de trituração para uma determinada distribuição de tamanho de partícula e para uma quantidade definida de matéria mineral. De fato, para a preparação de uma quantidade definida de partículas minerais de distribuição de tamanho de partícula determinada, um tempo de utilização reduzido das instalações de trituração melhora o rendimento global do método de trituração.
[0006] Da mesma forma, é importante ter métodos de trituração de matéria mineral que possibilitem a preparação de suspensões aquosas de partículas de matéria mineral de baixa viscosidade que são estáveis logo após a trituração, mas também por diversas horas ou dias após a trituração. Os fenômenos de flutuação de viscosidade devem ser controlados, pois podem levar à gelificação das suspensões preparadas, o que dificultaria ou impossibilitaria o manuseio. Essas lacunas de viscosidade devem ser as mais baixas possíveis. Da mesma forma, os fenômenos de sedimentação das partículas devem ser evitados ou fortemente desacelerados.
[0007] Além de controlar a estabilidade, também é essencial controlar a viscosidade das suspensões aquosas de partículas de matéria mineral do solo. Em geral, controlar a viscosidade das suspensões aquosas de partículas de matéria mineral do solo deve possibilitar a obtenção de um baixo nível de viscosidade.
[0008] A possibilidade de preparar suspensões aquosas de partículas de matéria mineral com um alto teor de sólidos também é importante. Um elevado teor de sólidos destas suspensões aquosas de partículas de matéria mineral torna possível, em particular, aumenta a produtividade dos métodos para preparar estas suspensões.
[0009] Além disso, do ponto de vista ambiental, é importante poder utilizar agentes auxiliares de trituração que permitem a preparação de suspensões de partículas de matéria mineral compreendendo uma quantidade menor de água, mantendo ou reforçando as propriedades destas suspensões.
[0010] Além disso, ao fabricar papel couché (revestido) e laminado, composições aquosas de revestimento de papel são usadas para depositar uma camada de partículas de matéria mineral e ligante na superfície da folha de papel, a fim de alterar as condições de sua superfície para melhorar a capacidade de impressão, brilho ou opacidade. Como exemplo, para um papel revestido utilizado na impressão, o revestimento é obtido a partir de uma dispersão aquosa composta principalmente por ligantes e pigmentos que são referidos como “cargas minerais”. Os pigmentos mais utilizados no revestimento de papel são caulim, carbonato de cálcio, dióxido de titânio, talco e pigmentos orgânicos, em particular os pigmentos plásticos. Dentro destas composições, a carga mineral está na forma de partículas. A utilização de tais massas/banhos de revestimento/estucagem de papel torna possível melhorar as propriedades físicas do papel, melhorando em particular as suas propriedades óticas.
[0011] Também é possível melhorar a eficácia dos métodos de fabricação de papel pelo uso de tal revestimento/estucagem do papel.
[0012] Também deve-se buscar uma melhor compatibilidade dos diferentes compostos utilizados durante a preparação do papel.
[0013] Assim, embora existam métodos de trituração úmida para matéria mineral que utilizam polímeros como agentes auxiliares de trituração, os métodos do estado da técnica nem sempre fornecem uma solução satisfatória para os problemas encontrados. Existe, portanto, uma necessidade por métodos melhorados para a trituração de matéria mineral em água.
[0014] O método de acordo com a invenção fornece uma solução para todos ou parte dos problemas dos métodos conhecidos no estado da técnica.
[0015] Assim, a invenção provê um método para preparar partículas de matéria mineral compreendendo a trituração de pelo menos uma matéria mineral em água na presença de pelo menos um polímero com uma massa molecular ponderal MW (medida por SEC) inferior a 8.000 g/mol e um índice de polimolecularidade (PI) ou índice de polidispersão inferior a 3, obtido por reação de polimerização radicalar em água, a uma temperatura superior a 50°C, de pelo menos um monômero aniônico compreendendo pelo menos uma insaturação olefínica polimerizável e um grupo de ácido carboxílico, na presença: - de hipofosfito de sódio, - de dipropionato-tritiocarbonato dissódico (DPTTC); e - de pelo menos um composto gerador de radical escolhido dentre peróxido de hidrogênio, persulfato de amônio, persulfato de um metal de alcalino, peróxido de hidrogênio associado a um íon escolhido dentre FeII, FeIII, CuI, CuII e misturas dos mesmos.
[0016] Durante o processo de trituração de acordo com a invenção, a matéria mineral utilizada pode estar em diversas formas, especialmente na forma de grãos de tamanho grosseiro a partir de blocos ou pedaços de matéria mineral britada. Quando triturado de acordo com a invenção, o tamanho dos grãos, particularmente os grãos de tamanho grosseiro, de matéria mineral ou pedaços de matéria mineral usados, é reduzido até que sejam obtidas partículas. O método de acordo com a invenção é particularmente eficaz para controlar o tamanho das partículas preparadas durante a trituração da matéria mineral. De acordo com a invenção, o tamanho das partículas é medido por sedimentação.
[0017] Para o método de acordo com a invenção, o tamanho de partícula pode ser definido pelo seu diâmetro mediano d50 para o qual pelo menos metade, em peso, de uma população de partícula é menor em tamanho do que um determinado valor. Assim, as partículas com menos de 50 μm são partículas pertencentes a uma população, das quais pelo menos metade, em peso, tem menos de 50 μm de diâmetro. De modo preferido, o método de acordo com a invenção refere-se a preparação de partículas com um tamanho inferior a 50 μm ou um tamanho que varia de 0,05 μm a 50 μm.
[0018] De modo mais preferido, o método de acordo com a invenção diz respeito a preparação de partículas de matéria mineral com um tamanho inferior a 10 μm ou inferior a 5 μm, ou inferior a 2 μm. De modo mais preferido, o tamanho de partículas de matéria mineral é inferior a 1 μm ou inferior a 0,5 μm. Também é preferido para o método de acordo com a invenção que pelo menos 50% em peso das partículas tenha um tamanho variando de 0,5 μm a 50 μm, ou um tamanho inferior a 10 μm. De modo específico, pelo menos 50% em peso das partículas tem um tamanho inferior a 5 μm ou 2 μm, ou mesmo inferior a 1 μm.
[0019] Vantajosamente para o método de acordo com a invenção, pelo menos 60% em peso das partículas tem um tamanho que varia de 0,5 μm a 50 μm, ou um tamanho inferior a 10 μm. De modo específico, pelo menos 60% em peso das partículas tem um tamanho inferior a 5 μm ou 2 μm, ou mesmo inferior a 1 μm. De maneira também vantajosa para o método de acordo com a invenção, pelo menos 75% em peso das partículas tem um tamanho que está compreendido no intervalo de 0,5 a 50 μm, ou um tamanho inferior a 10 μm. De modo específico, pelo menos 75% em peso das partículas tem um tamanho inferior a 5 μm ou 2 μm, ou mesmo inferior a 1 μm.
[0020] Também é preferido de maneira vantajosa para o método da invenção que pelo menos 90% em peso das partículas tenha um tamanho variando de 0,5 μm a 50 μm, ou um tamanho inferior a 10 μm. De modo específico, pelo menos 90% em peso das partículas tem um tamanho inferior a 5 μm ou 2 μm, ou mesmo inferior a 1 μm.
[0021] Para o método de acordo com a invenção, uma população de partículas minerais também pode ser definida por um diâmetro esférico equivalente (ESD). De preferência, de acordo com a invenção, o diâmetro esférico equivalente das partículas de tamanho inferior a 50 μm é igual a 50% em peso. Neste caso, 50% em peso das partículas têm um tamanho inferior a 50 μm. De modo também preferido de acordo com a invenção, o diâmetro esférico equivalente das partículas de um tamanho variando de 0,05 μm a 50 μm ou inferior a 50 μm é igual a 60% em peso ou igual a 70% em peso ou mesmo igual a 80% em peso ou igual a 90% em peso.
[0022] De modo mais preferido de acordo com a invenção, o diâmetro esférico equivalente das partículas de um tamanho inferior a 10 μm é igual a 60% em peso ou igual a 70% em peso ou ainda igual a 80% em peso ou igual a 90% em peso.
[0023] De modo mais preferido de acordo com a invenção, o diâmetro esférico equivalente das partículas de um tamanho inferior a 5 μm é igual a 60% em peso ou igual a 70% em peso ou ainda igual a 80% em peso ou igual a 90% em peso.
[0024] De modo ainda mais preferido de acordo com a invenção, o diâmetro esférico equivalente das partículas de um tamanho inferior a 2 μm é igual a 60% em peso ou igual a 70% em peso ou ainda igual a 80% em peso ou igual a 90% em peso.
[0025] De modo particularmente preferido de acordo com a invenção, o diâmetro esférico equivalente das partículas de um tamanho inferior a 1 μm é igual a 60% em peso ou igual a 70% em peso ou ainda igual a 80% em peso ou igual a 90% em peso.
[0026] Ainda de modo preferido de acordo com a invenção, o diâmetro esférico equivalente das partículas de um tamanho inferior a 0,5 μm é igual a 60% em peso ou igual a 70% em peso ou ainda igual a 80% em peso ou igual a 90% em peso.
[0027] De preferência, o método de acordo com a invenção utiliza pelo menos uma matéria mineral sintética ou de origem natural.
[0028] De modo também preferido, o método de acordo com a invenção utiliza pelo menos uma matéria mineral escolhida dentre carbonatos de metais alcalino-terrosos, preferencialmente carbonato de cálcio (carbonato de cálcio natural ou carbonato de cálcio precipitado), carbonato de estrôncio, carbonato de magnésio, carbonato de bário, dolomita, caulim, dióxido de titânio, talco, cal, sulfato de cálcio, sulfato de bário. De modo mais preferido, o método de acordo com a invenção utiliza pelo menos uma matéria mineral escolhida dentre carbonato de cálcio natural, carbonato de cálcio precipitado, dolomita, caulim, caulim calcinado, dióxido de titânio, talco, cal.
[0029] O método de acordo com a invenção pode usar uma única matéria mineral ou várias matérias minerais. Assim, o método de acordo com a invenção pode usar duas ou três matérias minerais. Em particular, o método de acordo com a invenção pode utilizar o carbonato de cálcio e pelo menos outra matéria mineral escolhida entre dolomita, caulim, caulim calcinado, dióxido de titânio, talco, cal, especialmente carbonato de cálcio e caulim ou carbonato de cálcio e cal. De maneira similar, o método de acordo com a invenção pode usar dióxido de titânio e pelo menos outra matéria mineral escolhida dentre carbonato de cálcio, dolomita, caulim, talco, cal, especialmente dióxido de titânio e caulim ou dióxido de titânio e cal. O método de acordo com a invenção também pode utilizar caulim ou caulim calcinado e pelo menos outra matéria mineral escolhida entre dolomita, talco e cal. O método de acordo com a invenção também pode usar talco e cal ou talco e dolomita.
[0030] Além de uma matéria mineral, o método de acordo com a invenção utiliza pelo menos um polímero particular obtido por reação de polimerização radicalar, na presença de hipofosfito de sódio, de dipropionato- tritiocarbonato dissódico (DPTTC) e de pelo menos um composto gerador de radical escolhido dentre peróxido de hidrogênio, persulfato de amônio, persulfato de um metal de alcalino, peróxido de hidrogênio associado com um íon escolhido entre FeII, FeIII, CuI, CuII e misturas dos mesmos.
[0031] De preferência, a reação de polimerização é realizada em água ou em um solvente misturado com água, especialmente um solvente alcoólico, em particular álcool isopropílico. De um modo particularmente preferido, a reação de polimerização é realizada apenas em água.
[0032] De acordo com a invenção, o hipofosfito de sódio (CAS No. 7681-53-0 ou 10039-56-2 para a forma mono-hidratada) é um sal de sódio do ácido hipofosforoso.
[0033] De acordo com a invenção, DPTTC é 2,2'-(tiocarbonil-bis- tio)dipropanoato dissódico (CAS No. 864970-33-2). Os seus sais de sódio são utilizados de acordo com a invenção.
[0034] De modo também preferido, a reação de polimerização utiliza um composto gerador de radicais escolhido dentre peróxido de hidrogênio, persulfato de sódio, persulfato de potássio, persulfato de amônio e misturas dos mesmos. De um modo particularmente preferido, a reação de polimerização utiliza um composto gerador de radical escolhido entre peróxido de hidrogênio e persulfato de sódio.
[0035] De modo também preferido, a reação de polimerização usa, em relação à quantidade em peso de monômero: - de 2% em peso a 8% em peso, de preferência de 2,5% em peso a 7% em peso ou de 2,5% em peso a 6% em peso de hipofosfito de sódio; ou - de 0,01% em peso a 1,5% em peso, preferivelmente de 0,01% em peso a 1,2% em peso ou de 0,05% em peso a 1,5% em peso, mais preferencialmente de 0,05% em peso a 1,2% em peso ou de 0,1% em peso a 1% em peso de dipropionato-tritiocarbonato dissódico (DPTTC); ou - de 0,1% em peso a 5% em peso de composto gerador de radical ou, preferencialmente, de 0,5% em peso a 4,5% em peso de peróxido de hidrogênio, ou de 0,1% em peso a 4% em peso de persulfato de sódio, persulfato de potássio ou persulfato de amônio.
[0036] De modo também preferido, a reação de polimerização usa, em relação à quantidade em peso de monômero: - de 2% em peso a 8% em peso, de preferência de 2,5% em peso a 7% em peso ou de 2,5% em peso a 6% em peso de hipofosfito de sódio; ou - de 0,01% em peso a 1,5% em peso, preferivelmente de 0,01% em peso a 1,2% em peso ou de 0,05% em peso a 1,5% em peso, mais preferencialmente de 0,05% em peso a 1,2% em peso ou de 0,1% em peso a 1% em peso de dipropionato-tritiocarbonato dissódico (DPTTC); ou - de 0,5% em peso a 4,5% em peso de peróxido de hidrogênio; ou de 0,1% em peso a 4% em peso de persulfato de sódio, persulfato de potássio ou persulfato de amônio.
[0037] De modo mais preferido, a reação de polimerização usa, em relação à quantidade em peso de monômero: - de 2% em peso a 8% em peso, de preferência de 2,5% em peso a 7% em peso ou de 2,5% em peso a 6% em peso de hipofosfito de sódio; - de 0,01% em peso a 1,5% em peso, preferivelmente de 0,01% em peso a 1,2% em peso ou de 0,05% em peso a 1,5% em peso, mais preferencialmente de 0,05% em peso a 1,2% em peso ou de 0,1% em peso a 1% em peso de dipropionato-tritiocarbonato dissódico (DPTTC); e - de 0,1% em peso a 5% em peso de composto gerador de radical ou, preferencialmente, de 0,5% em peso a 4,5% em peso de peróxido de hidrogênio, ou de 0,1% em peso a 4% em peso de persulfato de sódio, persulfato de potássio ou persulfato de amônio.
[0038] De modo mais preferido, a reação de polimerização usa, em relação à quantidade em peso de monômero: - de 2% em peso a 8% em peso, de preferência de 2,5% em peso a 7% em peso ou de 2,5% em peso a 6% em peso de hipofosfito de sódio; - de 0,01% em peso a 1,5% em peso, preferivelmente de 0,01% em peso a 1,2% em peso ou de 0,05% em peso a 1,5% em peso, mais preferencialmente de 0,05% em peso a 1,2% em peso ou de 0,1% em peso a 1% em peso de dipropionato-tritiocarbonato dissódico (DPTTC); e - de 0,5% em peso a 4,5% em peso de peróxido de hidrogênio; ou de 0,1% em peso a 4% em peso de persulfato de sódio, persulfato de potássio ou persulfato de amônio.
[0039] Quando se utiliza peróxido de hidrogênio associado a um íon escolhido entre FeII, FeIII, CuI, CuII, esses íons podem ser introduzidos por meio de vários compostos químicos. Exemplos de compostos químicos que permitem a introdução de íons FeII, FeIII, CuI, CuII, incluem sulfato de ferro, sulfato de ferro hidratado, sulfato de ferro hemi-hidratado, sulfato de ferro hepta-hidratado, carbonato de ferro, carbonato de ferro hidratado, carbonato de ferro hemi- hidratado, carbonato de cobre, carbonato de cobre hidratado, carbonato de cobre hemi-hidratado, acetato de cobre, sulfato de cobre, sulfato de cobre penta- hidratado, hidróxido de cobre e haleto de cobre.
[0040] A massa molecular ponderal média MW (medida por SEC ou por Cromatografia de Exclusão por Tamanho) do polímero utilizado de acordo com a invenção é inferior a 8.000 g/mol e pode variar extensivamente. Também preferivelmente, o polímero de acordo com a invenção tem uma massa molecular ponderal média MW inferior a 7.500 g/mol, de preferência inferior a 6.500 g/mol, inferior a 6.000 g/mol, mais preferivelmente inferior a 5.500 g/mol.
[0041] Também preferivelmente, o polímero de acordo com a invenção tem uma massa molecular ponderal média MW superior a 1.000 g/mol ou superior a 1.200 g/mol ou superior a 1.500 g/mol.
[0042] Assim, o polímero de acordo com a invenção tem preferencialmente uma massa molecular ponderal média MW variando de 1.000 g/mol a 7.500 g/mol, 6.500 g/mol, 6.000 g/mol ou 5.500 g/mol. De modo mais preferido, o polímero de acordo com a invenção tem preferencialmente uma massa molecular ponderal média MW variando de 1.200 g/mol a 7.500 g/mol, 6.500 g/mol, 6.000 g/mol ou 5.500 g/mol. De modo ainda mais preferido, o polímero de acordo com a invenção tem preferencialmente uma massa molecular ponderal média MW variando de 1.500 g/mol a 7.500 g/mol, 6.500 g/mol, 6.000 g/mol ou 5.500 g/mol.
[0043] De um modo particularmente preferido, o polímero de acordo com a invenção tem uma massa molecular ponderal média MW que varia de 3.500 g/mol a 5.500 g/mol. De um modo anda mais preferido, o polímero de acordo com a invenção tem uma massa molecular ponderal média MW que varia de 4.500 g/mol a 5.500 g/mol.
[0044] De acordo com a invenção, o índice de polimolecularidade PI, ou índice de polidispersão, do polímero utilizado é inferior a 3. De preferência, o índice de polimolecularidade PI do polímero é inferior a 2,8. De modo também preferido, o índice de polimolecularidade PI do polímero varia de 1,5 a 3. De modo ainda mais preferido, o índice de polimolecularidade PI do polímero varia de 1,5 a 2,8 ou de 1,5 a 2,5.
[0045] Uma etapa essencial na preparação do polímero utilizado de acordo com a invenção é a reação de polimerização radicalar de pelo menos um monômero aniônico compreendendo pelo menos uma insaturação olefínica polimerizável e um grupo de ácido carboxílico. A reação de polimerização é conhecida per se. De preferência, ela pode ser realizada a uma temperatura acima de 80 °C ou acima de 95 °C. A reação pode ser realizada em um solvente escolhido dentre água, solventes orgânicos e misturas destes, de preferência em água.
[0046] De preferência, de acordo com a invenção, o monômero aniônico compreendendo pelo menos uma insaturação olefínica polimerizável e um grupo de ácido carboxílico é escolhido dentre ácido acrílico, ácido metacrílico, um sal de ácido acrílico, um sal de ácido metacrílico e misturas dos mesmos.
[0047] De um modo particularmente preferido, de acordo com a invenção, o monômero aniônico compreendendo pelo menos uma insaturação olefínica polimerizável e um grupo de ácido carboxílico é ácido acrílico. De modo mais preferido de acordo com a invenção, a reação de polimerização radicalar usa apenas ácido acrílico.
[0048] No entanto, além do monômero aniônico compreendendo pelo menos uma insaturação olefínica polimerizável e um grupo de ácido carboxílico, a reação de polimerização radicalar pode utilizar pelo menos outro monômero. De um modo preferido, a reação de polimerização pode utilizar também, pelo menos, um monômero escolhido entre: - outro monômero aniônico compreendendo pelo menos uma insaturação olefínica diferente, escolhido entre ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido itacônico, ácido maleico, os seus sais e misturas dos mesmos, - um monômero não iônico compreendendo pelo menos uma insaturação olefínica polimerizável, de preferência pelo menos uma insaturação etilênica polimerizável e nomeadamente um grupo vinila polimerizável, mais preferivelmente um monômero não iônico escolhido entre os ésteres de um ácido compreendendo pelo menos um grupo de ácido monocarboxílico, em particular um éster de um ácido escolhido entre ácido acrílico, ácido metacrílico e misturas dos mesmos, por exemplo, estireno, vinilcaprolactama, acrilato de alquila, particularmente acrilato de alquila-C1-C10, preferencialmente acrilato de alquila- C1-C4, mais preferencialmente acrilato de metila, acrilato de etila, acrilato de propila, acrilato de isobutila; acrilato de n-butila, metacrilato de alquila, em particular de metacrilato de alquila-C1-C10, preferencialmente metacrilato de alquila-C1-C4, de modo mais preferido metacrilato de metila, metacrilato de etila, metacrilato de propila, metacrilato de isobutila, metacrilato de n-butila, acrilato de arila, preferencialmente acrilato de fenila, acrilato de benzila, acrilato de fenoxietila, metacrilato de arila, preferencialmente metacrilato de fenila, metacrilato de benzila, metacrilato de fenoxietila, um composto de fórmula (I):
Figure img0001
em que: o R1 representa um grupo acrilato polimerizável ou um grupo metacrilato polimerizável, o R2 representa um grupo OH ou um grupo OCH3, o L1 e L2, idênticos ou diferentes, representam independentemente um grupo etilóxi ou grupo propilóxi; e o m e n, idênticos ou diferentes e dos quais pelo menos um é diferente de 0, representam um número menor ou igual a 150 e a soma m+n é menor que 150; e - ácido 2-acrilamida-2-metilpropanosulfônico, um sal de ácido 2- acrilamida-2-metilpropanosulfônico, ácido 2-(metacriloiloxi)etanossulfônico, um sal de ácido 2-(metacriloiloxi)etanossulfônico (CAS N° 010595-80-9), metalilsulfonato de sódio, sulfonato de estireno e misturas dos mesmos.
[0049] Durante a reação de polimerização, as quantidades de monômero aniônico compreendendo pelo menos uma insaturação olefínica polimerizável e um grupo de ácido carboxílico podem variar extensivamente. De preferência, a reação de polimerização utiliza 100% em peso deste monômero aniônico.
[0050] Da mesma forma, as quantidades dos outros monômeros também podem variar extensivamente. De preferência, a reação de polimerização pode utilizar desde 70% a 99,5% em peso de monômero aniônico compreendendo pelo menos uma insaturação olefínica polimerizável e um grupo de ácido carboxílico e de 0,5% a 30% em peso de pelo menos um monômero escolhido entre: - outro monômero aniônico diferente escolhido entre ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido itacônico, ácido maleico, os seus sais e misturas dos mesmos, - um monômero não iônico compreendendo pelo menos uma insaturação olefínica polimerizável, de preferência pelo menos uma insaturação etilênica polimerizável e nomeadamente um grupo vinila polimerizável, mais preferivelmente um monômero não iônico escolhido entre os ésteres de um ácido compreendendo pelo menos um grupo de ácido monocarboxílico, em particular um éster de um ácido escolhido entre ácido acrílico, ácido metacrílico e misturas dos mesmos, por exemplo, estireno, vinilcaprolactama, acrilato de alquila, particularmente acrilato de alquila-C1-C10, preferencialmente acrilato de alquila- C1-C4, mais preferencialmente acrilato de metila, acrilato de etila, acrilato de propila, acrilato de isobutila; acrilato de n-butila, metacrilato de alquila, em particular de metacrilato de alquila-C1-C10, preferencialmente metacrilato de alquila-C1-C4, de modo mais preferido metacrilato de metila, metacrilato de etila, metacrilato de propila, metacrilato de isobutila, metacrilato de n-butila, acrilato de arila, preferencialmente acrilato de fenila, acrilato de benzila, acrilato de fenoxietila, metacrilato de arila, preferencialmente metacrilato de fenila, metacrilato de benzila, metacrilato de fenoxietila, um composto de fórmula (I):
Figure img0002
em que: o R1 representa um grupo acrilato polimerizável ou um grupo metacrilato polimerizável, o R2 representa um grupo OH ou um grupo OCH3, o L1 e L2, idênticos ou diferentes, representam independentemente um grupo etilóxi ou grupo propilóxi; e o m e n, idênticos ou diferentes e dos quais pelo menos um é diferente de 0, representam um número menor ou igual a 150 e a soma m+n é menor que 150; e - ácido 2-acrilamida-2-metilpropanosulfônico, um sal de ácido 2- acrilamida-2-metilpropanosulfônico, ácido 2-(metacriloiloxi)etanossulfônico, um sal de ácido 2-(metacriloiloxi)etanossulfônico, metalilsulfonato de sódio, sulfonato de estireno e misturas dos mesmos.
[0051] De preferência, o método de trituração de acordo com a invenção utiliza um polímero totalmente ou parcialmente neutralizado. De acordo com a invenção, a neutralização do polímero utilizado é realizada neutralizando ou salificando a totalidade ou parte dos grupos ácido carboxílico presentes no polímero.
[0052] De um modo preferido, a neutralização é realizada utilizando uma base, por exemplo, um derivado de metal alcalino ou um derivado de metal alcalino-terroso. As bases preferidas são escolhidas dentre NaOH, KOH, NH4OH, Ca(OH)2, Mg(OH)2, monoisopropilamina, trietanolamina, tri-isopropilamina, 2-amino-2-metil-1-propanol (AMP), trietilamina, dietilamina, monoetilamina. De um modo particularmente preferido, a neutralização é realizada utilizando NaOH, Ca(OH)2, Mg(OH)2, sozinho ou em combinação.
[0053] Ao preparar o polímero de acordo com a invenção, também pode ser utilizada uma etapa de separação. De acordo com a invenção, a separação pode ser realizada após a neutralização total ou parcial do polímero utilizado de acordo com a invenção. Ela também pode ser utilizada antes de neutralizar o polímero.
[0054] A solução aquosa de polímero totalmente ou parcialmente neutralizada pode ser tratada de acordo com métodos de fracionamento estático ou dinâmico conhecidos. Para isso, pode-se utilizar um ou mais solventes polares especialmente pertencentes ao grupo constituído por metanol, etanol, n- propanol, isopropanol, butanóis, acetona, tetrahidrofurano, resultando assim em uma separação em duas fases. Durante a separação, a fase menos densa compreende a maior fração do solvente polar e a fração de polímeros de baixo peso molecular, e a fase mais densa compreende a fração de polímeros com o maior peso molecular. A temperatura na qual a seleção da fração de polímero é tratada pode influenciar o coeficiente de partição. Ela está tipicamente compreendida entre 10°C e 80°C, preferivelmente entre 20°C e 60°C. Durante a separação, é importante controlar a proporção das quantidades de água de diluição e solventes polares.
[0055] Quando se utiliza um método de separação dinâmica, por exemplo, centrifugação, as proporções das frações extraídas dependem tipicamente das condições de centrifugação. A seleção da fração dos polímeros também pode ser melhorada, tratando novamente a fase aquosa mais densa, usando uma nova quantidade de solvente polar, que pode ser diferente. Também pode ser uma mistura de solventes polares. Por fim, a fase líquida obtida após o tratamento pode ser destilada para eliminar o(s) solvente(s) usado(s) no tratamento.
[0056] Além de um método de trituração, a invenção também se refere a um método para preparar uma suspensão aquosa de partículas de matéria mineral que compreende a implementação do método de trituração de acordo com a invenção.
[0057] De um modo preferido, o método de preparação de acordo com a invenção torna possível preparar uma suspensão aquosa, cujo teor de sólidos em matéria mineral é superior a 60% em peso. De modo mais preferido, o método de preparação de acordo com a invenção torna possível preparar uma suspensão aquosa, cujo teor de sólidos em matéria mineral é superior a 70% em peso. De modo ainda mais preferido, o método de preparação de acordo com a invenção torna possível preparar uma suspensão aquosa, cujo teor de sólidos em matéria mineral é superior a 75% em peso ou superior a 80% em peso da suspensão.
[0058] As características particulares, vantajosas ou preferidas do método de trituração de acordo com a invenção definem métodos para preparar uma suspensão aquosa de acordo com a invenção que também são particulares, vantajosos ou preferidos.
[0059] A invenção também provê uma composição aquosa compreendendo partículas de matéria mineral triturada e pelo menos um polímero definido para o método de trituração de acordo com a invenção.
[0060] De maneira vantajosa, a composição de acordo com a invenção também pode compreender pelo menos uma mistura, em particular pelo menos uma mistura escolhida entre agentes dispersantes, agentes antiespumantes, biocidas, agentes corantes, agentes lubrificantes e agentes branqueadores óticos.
[0061] De maneira vantajosa, a composição de acordo com a invenção também pode compreender pelo menos um agente de ligação, em particular um agente de ligação natural tal como amido ou agente de ligação sintético, tal como um látex.
[0062] A invenção também proporciona um método para preparar um revestimento de papel compreendendo a trituração de pelo menos uma matéria mineral em água na presença de pelo menos um polímero obtido por reação de polimerização radicalar em água, a uma temperatura maior que 50°C, de pelo menos um monômero aniônico compreendendo pelo menos uma insaturação olefínica polimerizável e um grupo de ácido carboxílico, na presença de: - de hipofosfito de sódio, - de dipropionato-tritiocarbonato dissódico (DPTTC); e - de pelo menos um composto gerador de radical escolhido dentre peróxido de hidrogênio, persulfato de amônio, persulfato de um metal de alcalino, peróxido de hidrogênio associado a um íon escolhido dentre FeII, FeIII, CuI, CuII e misturas dos mesmos.
[0063] A invenção também se refere ao uso como agente auxiliar de trituração de pelo menos uma matéria mineral, de pelo menos um polímero obtido por reação de polimerização radicalar em água, a uma temperatura superior a 50°C, de pelo menos um monômero aniônico compreendendo pelo menos uma insaturação olefínica polimerizável e um grupo de ácido carboxílico, na presença de: - de hipofosfito de sódio, - de dipropionato-tritiocarbonato dissódico (DPTTC); e - de pelo menos um composto gerador de radical escolhido dentre peróxido de hidrogênio, persulfato de amônio, persulfato de um metal de alcalino, peróxido de hidrogênio associado a um íon escolhido dentre FeII, FeIII, CuI, CuII e misturas dos mesmos.
[0064] Preferencialmente, para uso como agente auxiliar de trituração de acordo com a invenção, o polímero utilizado é o polímero aniônico do método de trituração de acordo com a invenção.
[0065] A invenção também provê um método de preparação de papel compreendendo o uso de uma composição aquosa de acordo com a invenção.
[0066] As características particulares, vantajosas ou preferidas do método de trituração de acordo com a invenção definem composições aquosas, utilizações e métodos de preparação de acordo com a invenção que são também particulares, vantajosos ou preferidos.
[0067] Os exemplos a seguir ilustram os diversos aspectos da invenção. Os métodos ou técnicas utilizados são conhecidos ou descritos.
EXEMPLOS MASSA MOLECULAR POR CROMATOGRAFIA DE EXCLUSÃO POR TAMANHO (SEC)
[0068] Os pesos moleculares e os índices de polimolecularidade dos polímeros obtidos por uma reação de polimerização radicalar em água, a uma temperatura superior a 50°C, de pelo menos um monômero compreendendo pelo menos uma insaturação olefínica polimerizável e um grupo de ácido carboxílico, são medidos por Cromatografia de Exclusão por Tamanho (SEC).
[0069] Uma porção de teste da solução de polímero correspondente a 90 mg de matéria seca é colocada em um frasco de 10 mL. A fase móvel, suplementada com 0,04% de dimetilformamida (DMF), é adicionada a uma massa total de 10 g. A composição desta fase móvel é a seguinte: NaHCO3: 0,05 mol/L, NaNO3: 0,1 mol/L, trietanolamina: 0,02 mol/L, NaN3 a 0,03% em massa.
[0070] A cadeia SEC é composta por uma bomba isocrática 510 da Waters com velocidade de fluxo ajustada a 0,8 ml/min., trocador de amostras Waters 717+, estufa contendo uma pré-coluna do tipo Waters Ultrahydrogel Guard de 6 cm de comprimento e 40 mm de diâmetro interno, seguida de uma coluna linear Waters Ultrahydrogel de 30 cm de comprimento e 7,8 mm de diâmetro interno.
[0071] A detecção é fornecida por meio de um refratômetro diferencial Waters 410 RI. O forno é aquecido a 60°C e o refratômetro é aquecido a 45°C.
[0072] O dispositivo SEC é calibrado com uma série de padrões de poliacrilato de sódio fornecidos pela Polymer Standards Service com um peso molecular máximo compreendido entre 1.000 g/mol e 1x106 g/mol e um índice de polimolecularidade compreendido entre 1.4 e 1.7, bem como com um poliacrilato de sódio com um peso molecular de 5.600 g/mol e um índice de polimolecularidade igual a 2.4. A curva de calibração é do tipo linear e leva em consideração a correção obtida por meio do marcador de vazão: dimetilformamida (DMF).
[0073] A aquisição e o tratamento do cromatograma são realizados usando o programa PSS WinGPC Scientific v. 4.02. O cromatograma obtido é incorporado na zona correspondente a pesos moleculares superiores a 65 g/mol.
TÉCNICA DE TRITURAÇÃO E MEDIÇÃO DA DISTRIBUIÇÃO DO TAMANHO DE PARTÍCULAS
[0074] Utilizando uma bomba peristáltica, as suspensões de grãos grossos de matéria mineral preparada na presença de um polímero de acordo com a invenção ou um polímero comparativo são introduzidas em um moinho de 1,4 L Dyno Mill KDL contendo 2 850 g de esferas de cerâmica ZirPro ER 120 S com um diâmetro de 0,6 mm a 1,0 mm. As condições de trituração são ajustadas de modo a obter uma suspensão de partículas de matéria mineral com distribuição de tamanho de partícula desejada. A quantidade necessária de polímero introduzida no sistema é ajustada para alcançar a distribuição de tamanho de partícula desejada. Esta suspensão é então caracterizada usando uma medição de tamanho de partícula, uma medição de viscosidade de Brookfield seguida por um teste de estabilidade. Este teste de estabilidade consiste em medir a viscosidade de Brookfield da suspensão triturada após um período de repouso de 8 dias a uma temperatura de 25°C ± 1°C.
[0075]As características de tamanho de partícula relativas à preparação de partículas de matéria mineral são determinadas usando um aparelho SediGraph III 5120 (Micrometrics, EUA). De uma maneira conhecida, este método e este instrumento de medição tornam possível medir a distribuição de tamanho de partícula das suspensões de partículas de matéria mineral. Eles permitem, em particular, determinar a percentagem de fração de massa de uma população de partículas minerais com um diâmetro esférico equivalente de menos de 1 μm ou 2 μm (ESD <1μm ou ESD < 2 μm, ambos expressos em%). Estas medições são realizadas a partir de uma suspensão de partículas de matéria mineral diluída a uma concentração de aproximadamente 33 g de matéria seca por litro de solução de poliacrilato de sódio com um peso molecular de 4.000 g/mol e concentração igual a 1,6 g de poliacrilato de sódio seco por litro de solução. Esta amostra é dispersa e sonicada antes da medição.
MEDIÇÃO DA VISCOSIDADE BROOKFIELD
[0076]As viscosidades de Brookfield (mPa.s) de suspensões de partículas de matéria mineral preparadas de acordo com o método da invenção são medidas após a operação de trituração (VB0) e após 8 dias em repouso (VB8) a 25°C ± 1°C e uma velocidade de rotação de 100 rpm utilizando um viscosímetro Brookfield DVIII equipado com um módulo adequado, por exemplo 2 a 5.
EXEMPLO 1 PREPARAÇÃO DE POLÍMEROS CONEUTRALIZADOS DE ACORDO COM A INVENÇÃO
[0077]Coloque uma mistura (R) de água e hipofosfito de sódio em um reator agitado. Em seguida, deve-se preparar a mistura 1 (M1),mistura 2 (M2) e mistura 3 (M3) a partir de água, ácido acrílico (AA), peróxido de hidrogênio ou persulfato de sódio, hipofosfito de sódio e DPTTC. O reator é então aquecido de modo a atingir a temperatura de polimerização (T em °C) e as misturas 1, 2 e 3 são simultaneamente introduzidas no reator. Por último, o reator é arrefecido e o polímero é neutralizado pela injeção da mistura de neutralização pré-preparada (MN). As quantidades de reagentes (em g), as condições de reação e as características dos polímeros preparados (teor de sólidos SC, massa molecular MW e índice de polimolecularidade PI) são mostradas nas Tabelas 1, 2 e 3.TABELA 1
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TABELA 2
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TABELA 3
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EXEMPLO 2 PREPARAÇÃO DE POLÍMEROS CONEUTRALIZADOS COMPARATIVOS
[0078] De um modo semelhante ao Exemplo 1, foram preparados polímeros comparativos. As quantidades de reagentes (em g), as condições de reação e as características dos polímeros preparados são mostradas na Tabela 4.TABELA 4
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EXEMPLO 3 TRITURAÇÃO DE CARBONATO DE CÁLCIO COM UM VALOR ESD INFERIOR A 1 μM IGUAL A 80% EM PESO
[0079] Os polímeros de acordo com a invenção e um polímero comparativo são utilizados como agente auxiliar de trituração para carbonato de cálcio natural. Os diferentes polímeros são utilizados nas mesmas doses e nas mesmas condições de operação.
[0080] São preparadas suspensões aquosas de carbonato de cálcio natural com um teor sólido em peso de 76% ± 1%. Elas são preparadas na presença de uma quantidade de 1,07% em peso seco de uma solução aquosa de polímero, como agente auxiliar de trituração, com relação ao teor de sólidos em carbonato de cálcio utilizado nesta operação de trituração, para obter a distribuição de tamanho de partículas desejada. As soluções de polímero têm uma concentração de 35% ± 1% em matéria ativa e um pH de 8,5 ± 0,5. A matéria-prima utilizada para preparar estas suspensões aquosas é uma suspensão aquosa de carbonato de cálcio de grão grosso com um teor de sólidos de 75% ± 1% em peso. O carbonato de cálcio é um mármore grosso (comercializado como Omyacarb 10 AV Omya) da região de Carrara, na Itália.As condições de trituração foram ajustadas de modo a obter uma suspensão de partículas minerais das quais 80,0% ± 0,5% em peso da sua população tem um diâmetro esférico equivalente (ESD) inferior a 1 μm (ESD < 1 μm = 80,0% ± 0,5%).
[0081] As suspensões de acordo com a invenção e a suspensão comparativa são analisadas e caracterizadas utilizando medições de viscosidade de Brookfield após a operação de trituração, e após 8 dias em repouso a 25 °C. Os resultados estão exibidos na Tabela 5.TABELA 5
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[0082] A utilização dos auxiliares de trituração de acordo com a invenção torna possível preparar suspensões de baixa densidade de carbonato de cálcio triturado. As viscosidades destas suspensões mudam de maneira menos significativa ao longo de um período de 8 dias do que a viscosidade da suspensão preparada na presença do polímero comparativo. As suspensões preparadas de acordo com a invenção têm, portanto, viscosidades inferiores às da suspensão de teste comparativa. Elas são mais estáveis.
EXEMPLO 4 TRITURAÇÃO DE CARBONATO DE CÁLCIO COM UM VALOR ESD INFERIOR A 1 μM IGUAL A 80% EM PESO
[0083] Os polímeros de acordo com a invenção e um polímero comparativo são utilizados como agente auxiliar de trituração para carbonato de cálcio natural. Os diferentes polímeros são utilizados nas mesmas doses e nas mesmas condições de operação. São preparadas suspensões aquosas de carbonato de cálcio natural com um teor sólido em peso de 76% ± 1%. Elas são preparadas na presença de uma quantidade eficaz (EA, expressa em % seco/seco), em peso seco, de uma solução aquosa de polímero, em relação a 100 g de carbonato de cálcio seco utilizado como agente auxiliar de trituração, para obter a distribuição de tamanho de partícula desejada. As soluções de polímero têm uma concentração de 35% ± 1% em matéria ativa e um pH de 8,5 ± 0,5. A matéria-prima utilizada para preparar estas suspensões aquosas é uma suspensão aquosa de carbonato de cálcio de grão grosso com um teor de sólidos de 75% ± 1% em peso. O carbonato de cálcio é uma calcita grossa (comercializada como BL 200 Omya) da região de Orgon na França. As condições de trituração foram ajustadas de modo a obter uma suspensão de partículas minerais das quais 80,0% ± 0,5% em peso da sua população tem um diâmetro esférico equivalente (ESD) inferior a 1 μm (ESD < 1 μm = 80,0% ± 0,5%).
[0084] As suspensões de carbonato de cálcio são então analisadas e caracterizadas utilizando medições de viscosidade Brookfield após a operação de trituração, depois de 8 dias em repouso a 25°C. A quantidade eficaz (EA) de polímero seco para obter a distribuição de tamanho de partícula desejada também é mensurada. Os resultados estão exibidos na Tabela 6.TABELA 6
Figure img0010
[0085] A utilização dos polímeros de acordo com a invenção torna possível reduzir a quantidade eficaz do agente auxiliar de trituração. Novamente, o uso dos agentes auxiliares de trituração de acordo com a invenção torna possível preparar suspensões de carbonato de cálcio triturado de baixa viscosidade. As viscosidades destas suspensões mudam de maneira menos significativa ao longo de um período de 8 dias do que a viscosidade da suspensão preparada na presença do polímero comparativo. As suspensões preparadas de acordo com a invenção têm, portanto, viscosidades inferiores às da suspensão de teste comparativa. Elas são mais estáveis.
EXEMPLO 5 TRITURAÇÃO DE CARBONATO DE CÁLCIO COM UM VALOR ESD INFERIOR A 2 μM IGUAL A 60% EM PESO
[0086] Os polímeros de acordo com a invenção e um polímero comparativo são utilizados como agente auxiliar de trituração para carbonato de cálcio natural. Os diferentes polímeros são utilizados nas mesmas doses e nas mesmas condições de operação.
[0087] São preparadas suspensões aquosas de carbonato de cálcio natural com um teor sólido em peso de 74% ± 1%. Elas são preparadas na presença de uma quantidade de 0,26% em peso seco de uma solução aquosa de polímero, como agente auxiliar de trituração, com relação ao teor de sólidos em carbonato de cálcio utilizado nesta operação de trituração, para obter a distribuição de tamanho de partículas desejada. As soluções de polímero têm uma concentração de 35% ± 1% em matéria ativa e um pH de 8,5 ± 0,5. A matéria- prima utilizada para preparar estas suspensões aquosas é uma suspensão aquosa de carbonato de cálcio de grão grosso com um teor de sólidos de 75% ± 1% em peso. O carbonato de cálcio é um mármore grosso (comercializado como Omyacarb 10 AV Omya) da região de Carrara, na Itália. As condições de trituração são ajustadas de modo a obter uma suspensão de partículas minerais das quais 60,0% ± 0,5% em peso de sua população tem um diâmetro esférico equivalente (ESD) inferior a 2 μm (ESD < 2 μm = 60,0 % ± 0,5%).
[0088] As suspensões de carbonato de cálcio são então analisadas e caracterizadas utilizando medições de viscosidade Brookfield após a operação de trituração, depois de 8 dias em repouso a 25°C. Os resultados estão exibidos na Tabela 7.TABELA 7
Figure img0011
[0089] Novamente, o uso dos agentes auxiliares de trituração de acordo com a invenção torna possível preparar suspensões de carbonato de cálcio triturado de baixa viscosidade. As viscosidades destas suspensões mudam de maneira menos significativa ao longo de um período de 8 dias do que a viscosidade da suspensão preparada na presença do polímero comparativo. As suspensões preparadas de acordo com a invenção têm, portanto, viscosidades inferiores às da suspensão de teste comparativa. Elas são mais estáveis.

Claims (17)

1. MÉTODO PARA PREPARAR PARTÍCULAS DE MATÉRIA MINERAL, caracterizado por compreender a trituração, na presença de água, de pelo menos uma matéria mineral na presença de pelo menos um polímero com uma massa molecular ponderal MW (medida por SEC) inferior a 8.000 g/mol e um índice de polimolecularidade (PI) inferior a 3, obtido por reação de polimerização radicalar em água, a uma temperatura superior a 50°C, de pelo menos um monômero aniônico compreendendo pelo menos uma insaturação olefínica polimerizável e um grupo de ácido carboxílico, na presença de: - hipofosfito de sódio, - dipropionato-tritiocarbonato dissódico (DPTTC); e - pelo menos um composto gerador de radical escolhido dentre peróxido de hidrogênio, persulfato de amônio, persulfato de metal de alcalino, peróxido de hidrogênio associado a um íon escolhido dentre FeII, FeIII, CuI, CuII e misturas dos mesmos.
2. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por: - as partículas terem um tamanho inferior a 50 μm ou um tamanho variando entre 0,05 μm e 50 μm ou um tamanho inferior a 10 μm, de preferência inferior a 5 μm ou 2 μm, mais preferencialmente inferior a 1 μm ou inferior a 0,5 μm; ou - o diâmetro esférico equivalente das partículas ter uma dimensão que varia de 0,05 μm a 50 μm ou menor que 50 μm, preferivelmente com um tamanho menor que 10 μm, mais preferencialmente menor que 5 μm ou 2 μm, ainda mais preferencialmente menor que 1 μm ou menor que 0,5 μm, ser igual a 60% em peso; ou igual a 70% em peso; ou igual a 80% em peso; ou ainda igual a 90% em peso.
3. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 2, caracterizado por: - uma única matéria mineral, ou duas ou três matérias minerais serem utilizadas, ou em que: - a matéria mineral é sintética ou de origem natural, escolhida de preferência entre carbonatos de metais alcalino-terrosos, preferencialmente carbonato de cálcio (carbonato de cálcio natural ou carbonato de cálcio precipitado), carbonato de estrôncio, carbonato de magnésio, carbonato de bário, dolomita, caulim, dióxido de titânio, talco, cal, sulfato de cálcio, sulfato de bário.
4. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pela reação de polimerização ser realizada em água ou em um solvente misturado com água, preferivelmente um solvente alcoólico, em particular álcool isopropílico, e ser preferencialmente realizada apenas em água.
5. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo polímero ter: - uma massa molecular ponderal média MW inferior a 7.500 g/mol, de preferência inferior a 6.500 g/mol, inferior a 6.000 g/mol, mais preferivelmente inferior a 5.500 g/mol; ou - uma massa molecular ponderal média MW superior a 1.000 g/mol ou superior a 1.200 g/mol ou superior a 1.500 g/mol; ou - um índice de polimolecularidade (IP) inferior a 2,8, ou um índice de polimolecularidade (IP) variando de 1,5 a 3, de 1,5 a 2,8, ou compreendido entre 1,5 e 2,5.
6. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo monômero aniônico ser selecionado dentre ácido acrílico, ácido metacrílico, um sal de ácido acrílico, um sal de ácido metacrílico e misturas dos mesmos, preferivelmente ácido acrílico.
7. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pela reação de polimerização também utilizar pelo menos um monômero escolhido dentre: - outro monômero aniônico diferente do escolhido entre ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido itacônico, ácido maleico, os seus sais e misturas dos mesmos; - um monômero não iônico compreendendo pelo menos uma insaturação olefínica polimerizável, de preferência pelo menos uma insaturação etilênica polimerizável, e preferivelmente um grupo vinila polimerizável, mais preferivelmente um monômero não iônico escolhido entre os ésteres de um ácido compreendendo pelo menos um grupo de ácido monocarboxílico, em particular um éster de um ácido escolhido entre ácido acrílico, ácido metacrílico e misturas dos mesmos, por exemplo, estireno, vinilcaprolactama, acrilato de alquila, particularmente acrilato de alquila-C1-C10, preferencialmente acrilato de alquila- C1-C4, mais preferencialmente acrilato de metila, acrilato de etila, acrilato de propila, acrilato de isobutila; acrilato de n-butila, metacrilato de alquila, em particular de metacrilato de alquila-C1-C10, preferencialmente metacrilato de alquila-C1-C4, de modo mais preferido metacrilato de metila, metacrilato de etila, metacrilato de propila, metacrilato de isobutila, metacrilato de n-butila, acrilato de arila, preferencialmente acrilato de fenila, acrilato de benzila, acrilato de fenoxietila, metacrilato de arila, preferencialmente metacrilato de fenila, metacrilato de benzila, metacrilato de fenoxietila, um composto de fórmula (I):
Figure img0012
em que: o R1 representa um grupo acrilato polimerizável ou um grupo metacrilato polimerizável, o R2 representa um grupo OH ou um grupo OCH3, o L1 e L2 idênticos ou diferentes, representam independentemente um grupo etilóxi ou grupo propilóxi; e o m e n, idênticos ou diferentes e dos quais pelo menos um é diferente de 0, representam um número menor ou igual a 150 e a soma m+n é menor que 150; e - ácido 2-acrilamida-2-metilpropanosulfônico, um sal de ácido 2- acrilamida-2-metilpropanosulfônico, ácido 2-(metacriloiloxi)etanossulfônico, um sal de ácido 2-(metacriloiloxi)etanossulfônico, metalilsulfonato de sódio, sulfonato de estireno e misturas dos mesmos.
8. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pela reação de polimerização utilizar: - 100% em peso de monômero aniônico; ou - de 70% a 99,5% em peso de monômero aniônico; e de 0,5% a 30% em peso de pelo menos um monômero escolhido entre: - outro monômero aniônico diferente escolhido entre ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido itacônico, ácido maleico, os seus sais e misturas dos mesmos; - um monômero não iônico compreendendo pelo menos uma insaturação olefínica polimerizável, de preferência pelo menos uma insaturação etilênica polimerizável e preferivelmente um grupo vinila polimerizável, mais preferivelmente um monômero não iônico escolhido entre os ésteres de um ácido compreendendo pelo menos um grupo de ácido monocarboxílico, em particular um éster de um ácido escolhido entre ácido acrílico, ácido metacrílico e misturas dos mesmos, por exemplo, estireno, vinilcaprolactama, acrilato de alquila, particularmente acrilato de alquila-C1-C10, preferencialmente acrilato de alquila- C1-C4, mais preferencialmente acrilato de metila, acrilato de etila, acrilato de propila, acrilato de isobutila; acrilato de n-butila, metacrilato de alquila, em particular de metacrilato de alquila-C1-C10, preferencialmente metacrilato de alquila-C1-C4, de modo mais preferido metacrilato de metila, metacrilato de etila, metacrilato de propila, metacrilato de isobutila, metacrilato de n-butila, acrilato de arila, preferencialmente acrilato de fenila, acrilato de benzila, acrilato de fenoxietila, metacrilato de arila, preferencialmente metacrilato de fenila, metacrilato de benzila, metacrilato de fenoxietila, um composto de fórmula (I):
Figure img0013
em que: o R1 representa um grupo acrilato polimerizável ou um grupo metacrilato polimerizável; o R2 representa um grupo OH ou um grupo OCH3; o L1 e L2, idênticos ou diferentes, representam independentemente um grupo etilóxi ou grupo propilóxi; e o m e n, idênticos ou diferentes e dos quais pelo menos um é diferente de 0, representam um número menor ou igual a 150 e a soma m+n é menor que 150; e o ácido 2-acrilamida-2-metilpropanosulfônico, um sal de ácido 2- acrilamida-2-metilpropanosulfônico, ácido 2-(metacriloiloxi)etanossulfônico, um sal de ácido 2-(metacriloiloxi)etanossulfônico, metalilsulfonato de sódio, sulfonato de estireno e misturas dos mesmos.
9. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo composto gerador de radicais ser escolhido entre o peróxido de hidrogênio, persulfato de sódio, persulfato de potássio, persulfato de amônio e suas misturas.
10. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pela reação de polimerização utilizar, em relação à quantidade em peso de monômero: - de 2% em peso a 8% em peso, de preferência de 2,5% em peso a 7% em peso ou de 2,5% em peso a 6% em peso de hipofosfito de sódio; ou - de 0,01% em peso a 1,5% em peso, preferivelmente de 0,01% em peso a 1,2% em peso ou de 0,05% em peso a 1,5% em peso, mais preferencialmente de 0,05% em peso a 1,2% em peso ou de 0,1% em peso a 1% em peso de dipropionato-tritiocarbonato dissódico (DPTTC); ou - de 0,1% em peso a 5% em peso de composto gerador de radical ou, preferencialmente, de 0,5% em peso a 4,5% em peso de peróxido de hidrogênio, ou de 0,1% em peso a 4% em peso de persulfato de sódio, persulfato de potássio ou persulfato de amônio.
11. MÉTODO PARA PREPARAR UMA SUSPENSÃO AQUOSA DE PARTÍCULAS DE MATÉRIA MINERAL, caracterizado por compreender a implementação do método de trituração conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 10, preferencialmente uma suspensão aquosa com um teor de sólidos em matéria mineral superior a 60% em peso, de preferência superior a 70% em peso, mais preferivelmente superior a 75% em peso ou superior a 80% em peso da suspensão.
12. COMPOSIÇÃO AQUOSA, caracterizada por compreender partículas de matéria mineral triturada e pelo menos um polímero, conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 10.
13. COMPOSIÇÃO, de acordo com a reivindicação 12, caracterizada por compreender também uma mistura, em particular pelo menos uma mistura escolhida entre agentes dispersantes, agentes antiespumantes, biocidas, agentes corantes, agentes lubrificantes e agentes branqueadores óticos ou pelo menos um agente ligante, particularmente um agente de ligação natural tal como amido ou um agente de ligação sintético tal como um látex.
14. MÉTODO PARA PREPARAR UM REVESTIMENTO DE PAPEL, caracterizado por compreender a trituração de pelo menos uma matéria mineral em água na presença de pelo menos um polímero obtido por reação de polimerização radicalar em água, em uma temperatura maior que 50°C, de pelo menos um monômero aniônico compreendendo pelo menos uma insaturação olefínica polimerizável e um grupo de ácido carboxílico, na presença de: - hipofosfito de sódio, - dipropionato-tritiocarbonato dissódico (DPTTC); e - pelo menos um composto gerador de radical escolhido dentre peróxido de hidrogênio, persulfato de amônio, persulfato de metal de alcalino, peróxido de hidrogênio associado a um íon escolhido dentre FeII, FeIII, CuI, CuII e misturas dos mesmos.
15. USO DE UMA MATÉRIA MINERAL, caracterizado por ser como um agente auxiliar de trituração, de pelo menos um polímero obtido por reação de polimerização radicalar em água, a uma temperatura superior a 50°C, de pelo menos um monômero aniônico compreendendo pelo menos uma insaturação olefínica polimerizável e um grupo de ácido carboxílico, na presença de: - hipofosfito de sódio, - dipropionato-tritiocarbonato dissódico (DPTTC); e - pelo menos um composto gerador de radical escolhido dentre peróxido de hidrogênio, persulfato de amônio, persulfato de metal de alcalino, peróxido de hidrogênio associado a um íon escolhido dentre FeII, FeIII, CuI, CuII e misturas dos mesmos.
16. USO, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo polímero ser conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 10.
17. MÉTODO DE PREPARAÇÃO DE PAPEL, caracterizado por compreender o uso de uma composição aquosa, conforme definida em qualquer uma das reivindicações 12 a 13.
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