L’invention fournit une suspension aqueuse d’une matière minérale, par exemple du carbonate de calcium, qui est préparée par broyage humide puis concentration après broyage en présence d’au moins un agent rhéologique R comprenant de l’acide phosphorique et un polymère P a-sulfoné qui est totalement ou partiellement neutralisé au moyen d’un ion monovalent. L’invention concerne également l’agent rhéologique R ainsi que l’utilisation de cette suspension minérale pour la préparation d’une charge de masse de papier ou d’une sauce de couchage de papier ou encore pour la préparation d’une composition de revêtement, par exemple une composition de peinture.

On connaît des méthodes de préparation de suspension de matière minérale. En particulier, on connaît des méthodes qui mettent en œuvre des additifs lors des différentes étapes de ces méthodes, notamment des additifs pour contrôler la rhéologie de la suspension lors de sa préparation ou lors 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 et pour une quantité définie de matière minérale. En effet, pour la préparation d’une quantité définie de particules minérales, un temps d’utilisation réduit des installations de broyage permet une amélioration du rendement global de la méthode de préparation d’une suspension aqueuse de matière minérale.

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 ainsi que de limiter les coûts et les ressources pour le transport de ces suspensions.

Par ailleurs, les agents de contrôle rhéologique devraient pouvoir être préparés en l’absence de composé pouvant être considéré comme préjudiciable d’un point de vue environnemental ou bien en l’absence de composé 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 être limitée. Pouvoir préparer des suspensions de particules possédant une distribution de tailles étroite doit également être recherché pour améliorer la qualité du papier couché au moyen de ces suspensions. En particulier, limiter la fraction de particules très fines permet ensuite d’améliorer l’opacité du papier couché.

Améliorer la compatibilité des différents composés utilisés lors de la préparation du papier doit également être recherché.

Le document WO 02070571 décrit la préparation dans l’éthanol d’acide polyacrylique en présence de composés comprenant du soufre. Ces polymères sont utilisés pour disperser du carbonate de calcium broyé. Le document FR 2846972 divulgue une suspension aqueuse minérale préparée en présence d’un polymère acrylique comme agent d’aide au broyage. Le document JP 2014105224 concerne un procédé de production d'une suspension de particules minérales qui met en œuvre une solution aqueuse de polymère d'acide poly(méth)acrylique lors du broyage du minéral. Le document WO 2014021345 décrit un polymère d'acide (méth)acrylique préparé en présence d'un composé mercapto-carboxylique et utilisable comme dispersant de particules minérales. Le document EP 2583984 décrit la préparation d’une suspension minérale aqueuse en présence d’un polymère phosphino-carboxylique partiellement neutralisé et utilisé comme agent de broyage de particules minérales.

Ainsi, bien qu’il existe des méthodes de broyage humide de matière minérale, dont certaines qui peuvent mettre 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 d’au moins une matière minérale M préparée :

* par broyage dans l’eau à une concentration allant de 10 % en poids à 60 % en poids d’une suspension aqueuse Sd d’au moins une matière minérale particulaire M, puis

* par concentration à une concentration allant de 65 % en poids à 80 % en poids, par un traitement choisi parmi traitement mécanique, traitement thermique et leurs combinaisons, de la suspension Sd broyée, en présence d’au moins un agent rhéologique R comprenant de l’acide phosphorique et au moins un polymère P a-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’au moins un ion monovalent.

De manière préférée selon l’invention, la suspension S a une viscosité Brookfield à 25°C, à 100 tour/min, mesurée 1 heure après sa préparation, inférieure à l OOO mPa.s, de préférence inférieure à 800 mPa.s. Également de manière préférée selon l’invention, la suspension S a une viscosité Brookfield à 25°C, à 100 tour/min et après agitation, mesurée 24 heures après préparation et stockage à 60°C, inférieure à 800 mPa.s, de préférence inférieure à 600 mPa.s. Également de manière préférée selon l’invention, la suspension S a une viscosité Brookfield à 25°C, à 100 tour/min et avant agitation, mesurée 24 heures après préparation et stockage à 60°C, inférieure à 3 000 mPa.s, de préférence inférieure à 2 500 mPa.s, plus préférentiellement inférieure à 2 000 mPa.s ou à 1 900 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 et leurs combinaisons, dolomie, kaolin, dioxyde de titane, talc, chaux, sulfate de calcium, sulfate de baryum et leurs combinaisons. 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 bien plus préférée, la matière M est du carbonate de calcium.

Ainsi, de manière essentielle selon l’invention, la suspension aqueuse S et la suspension Sd comprennent des particules d’au moins une matière minérale M. Selon l’invention, la concentration de la suspension S ou de la suspension Sd est sa concentration en poids en matière sèche de particules de matière M. De manière préférée selon l’invention, la concentration de la suspension S est supérieure à 70 % en poids. De manière également préférée selon l’invention, la concentration de la suspension S est inférieure à 78 % en poids ou inférieure à 75 % en poids. De manière plus préférée selon l’invention, la concentration de la suspension S va de 70 % en poids à 78 % en poids ou de 70 % en poids à 75 % en poids.

Selon l’invention, les particules de matière M broyée ont une taille médiane, mesurée par sédimentométrie, inférieure à 50 pm ou bien une taille médiane allant de 0,05 à 50 pm ou bien une taille médiane inférieure à 10 pm, de préférence inférieure à 5 pm ou à 2 pm, plus préférentiellement inférieure à 1 pm ou inférieure à 0,5 pm.

La sédimentométrie est une méthode consistant à mesurer la vitesse de chute de particules solides dans un liquide moins dense. À partir de la loi de Stokes, on détermine la taille des grains selon :

• v : vitesse de sédimentation (m/s)

• g : accélération de la pesanteur (m/s ² )

• Ay : différence de masse volumique entre les particules et le liquide suspendant (kg/m ³ )

• p : viscosité du liquide suspendant (Pa.s).

Le diamètre de la particule ou son diamètre de Stokes est alors déterminé selon la formule I :

18 p v d = ( Selon l’invention, la sédimentométrie est réalisée par rayonnement X qui mesure l’absorption du rayonnement par la suspension à une hauteur donnée et un temps donné dépendant de la concentration.

De manière préférée selon l’invention, la concentration de la suspension Sd est supérieure à 10 % en poids. Également de manière préférée selon l’invention, la concentration de la suspension Sd est inférieure à 60 % en poids. Plus préférentiellement la concentration de la suspension Sd va de 10 % en poids à 60 % en poids.

De manière essentielle selon l’invention, la concentration de la suspension Sd broyée est réalisée par un traitement choisi parmi traitement mécanique, traitement thermique et leurs combinaisons, en présence d’un agent rhéologique R comprenant de l’acide phosphorique et au moins un polymère P a-sulfoné.

L’acide phosphorique est un composé de formule H3PO4. Selon l’invention, la concentration de la suspension broyée Sd met en œuvre de 0,05 % en poids à 3 % en poids d’acide phosphorique par rapport à la quantité en poids de matière minérale M. De manière préférée, l’acide phosphorique est mis en œuvre de 0,1 % en poids à 3 % en poids ou de 0,1 % en poids à 2 % en poids d’acide phosphorique par rapport à la quantité en poids de matière minérale M.

De manière plus préférée, l’acide phosphorique est mis en œuvre de 0,1 % en poids à 1 % en poids ou de 0,1 % en poids à 0,6 % en poids d’acide phosphorique par rapport à la quantité en poids de matière minérale M.

De manière préférée selon l’invention, l’agent rhéologique R comprend au moins un polymère P choisi parmi un polymère PI a-co-disulfoné, un polymère P2 a-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. Le monomère A préféré est l’acide acrylique. Également de préférence, le monomère A peut être combiné à au moins un autre monomère choisi parmi acétate de vinyle, acrylate d’éthyle, acrylate de méthyle, hydroxy éthylméthacrylate, hydroxyéthylacrylate, hydroxypropylméthacrylate, hydroxypropylacrylate, acide 2-acrylamido-2-méthylpropane sulfonique (AMPS), acide maléique, anhydride maléique, acide itaconique, leurs sels et leurs combinaisons. Plus avantageusement, le monomère A est choisi parmi l’acide acrylique, un sel d’acide acrylique et leurs combinaisons, combiné à au moins un autre monomère choisi parmi acide 2-acrylamido-2-méthylpropane sulfonique, acide maléique, anhydride maléique, acide itaconique, leurs sels 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, soufre au degré d’oxydation IV (soufre IV, S ^IV ou S IV). De manière préférée, le composé soufré T est choisi parmi hydrogénosulfite de lithium, hydrogénosulfite de sodium, hydrogénosulfite de potassium, 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, le composé T est un dérivé minéral.

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 P 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 de /c/V-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 avantageuse, le polymère P peut être partiellement non -neutralisé, de préférence non-n eutralisé de 2 % molaire à 65 % molaire, plus préférentiellement non-neutralisé de 25 % molaire à 60 % molaire, par rapport au nombre de groupements carboxyliques. De manière essentielle selon l’invention, le polymère P est partiellement ou totalement neutralisé au moyen d’au moins un ion monovalent. Selon l’invention, les groupements carboxyliques du polymère P peuvent être partiellement neutralisés à un taux de 35 % molaire à 98 % molaire, de préférence à un taux de 40 % molaire à 75 % molaire. De préférence, le polymère P est partiellement neutralisé. 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, dérivés ammonium et 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 9 500 g/mol ou inférieure à 8 000 g/mol. Le polymère P a généralement une masse moléculaire moyenne en poids Mw, mesurée par CES, supérieure à 4 500 g/mol ou supérieure à 5 000 g/mol, de préférence supérieure à 5 500 g/mol ou supérieure à 6 000 g/mol. Selon l’invention, la masse moléculaire moyenne en poids Mw du polymère P va donc avantageusement de

4 500 g/mol à 15 000 g/mol, de 4 500 g/mol à 10 000 g/mol, de 4 500 g/mol à 9 500 g/mol ou de 4 500 g/mol à 8 000 g/mol. Egalement avantageusement selon l’invention, la masse moléculaire moyenne en poids Mw du polymère P va de 5 000 g/mol à 15 000 g/mol, de

5 000 g/mol à 10 000 g/mol, de 5 000 g/mol à 9 500 g/mol ou de 5 000 g/mol à 8 000 g/mol. Plus avantageusement selon l’invention, la masse moléculaire moyenne en poids Mw du polymère P va de 5 500 g/mol à 15 000 g/mol, de 5 500 g/mol à 10 000 g/mol, de 5 500 g/mol à 9 500 g/mol ou de 5 500 g/mol à 8 000 g/mol.

De manière préférée, le polymère P a un indice de polymolécularité IP, mesuré par CES, inférieur à 4 ou allant de 1,9 à 4 ; de 1,9 à 3 ou de 1,5 à 3 ; de 1,2 à 2,5 ou bien encore de 1,9 à 2,9.

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, NaNi 0,03 % 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 900 g/mol et 2 250 000 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, de préférence de groupements éthyléniques insaturés, des monomères mis en œuvre.

Lors de la préparation de la suspension S, l’agent R selon l’invention peut être mis en œuvre de différentes manières.

De manière préférée selon l’invention, l’agent rhéologique R est introduit après le broyage. Il peut également être introduit durant la concentration de la suspension Sd. Il peut également être introduit de manière séquencée, une fraction étant introduite après le broyage et avant la concentration de la suspensions Sd, une autre fraction étant introduite durant la concentration de la suspension Sd.

Selon l’invention, l’agent R peut être introduit directement sous la forme d’une combinaison d’acide phosphorique et de polymère P. Selon l’invention, l’agent R peut également être mis en œuvre par introductions distinctes de l’acide phosphorique et du polymère P, par exemple par l’introduction préalable de l’un puis l’introduction de l’autre. L’acide phosphorique et le polymère P peuvent également être introduits distinctement et par séquence. Ainsi, l’introduction séparée de l’acide phosphorique et du polymère P peut être effectuée après le broyage pour l’un et lors de la concentration pour l’autre. L’acide phosphorique peut être introduit après le broyage et avant la concentration et le polymère P peut être introduit lors de la concentration ; l’introduction de l’acide phosphorique peut se poursuive lors de la concentration. Également, le polymère P peut être introduit après le broyage et avant la concentration et l’acide phosphorique peut être introduit lors de la concentration ; l’introduction du polymère P peut se poursuive lors de la concentration. Également de manière préférée selon l’invention, l’agent rhéologique R est mis en œuvre en une quantité en poids sec allant de 0,05 % en poids à 5 % en poids par rapport à la quantité en poids sec de matière minérale M.

Au sein de l’agent R selon l’invention, les quantités d’acide phosphorique et de polymère P peuvent varier. De manière préférée, l’agent rhéologique R comprend :

* de 5 % en poids à 95 % en poids d’acide phosphorique et

* de 5 % en poids à 95 % en poids de polymère P, par rapport à la quantité totale en poids sec d’agent R.

De manière plus préférée, l’agent rhéologique R comprend :

* de 15 % en poids à 45 % en poids d’acide phosphorique et

* de 55 % en poids à 85 % en poids de polymère P, par rapport à la quantité totale en poids sec d’agent R.

De manière avantageuse selon l’invention, l’agent rhéologique R peut également comprendre un composé B choisi parmi un acide sulfo-carboxylique, un sel d’acide sulfo-carboxylique et leurs combinaisons, de préférence présent en une quantité molaire inférieure à 25 % par rapport à la quantité molaire de soufre IV, de préférence un composé B choisi parmi les acides sulfo-arylcarboxyliques et les acides sulfo-alkylcarboxyliques. Plus préférentiellement, le composé B est choisi parmi l’acide 3-sulfopropionique, l’acide 3-sulfo-2-méthylpropionique, 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.

Également préférentiellement selon l’invention, 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 Sd est supérieure à 0,2 %, en particulier supérieure à 2 % ou à 5 %, 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.

La suspension S selon l’invention est préparée par broyage de la suspension Sd et par concentration de la suspension résultant du broyage. De manière préférée selon l’invention, l’étape de concentration est réalisée par concentration thermique, généralement par chauffage. La température de chauffage est généralement supérieure à 80°C. De manière préférée, la température de chauffage est généralement inférieure à 110°C.

Selon l’invention, l’étape de concentration peut également être réalisée par concentration mécanique, notamment au moyen d’un dispositif choisi parmi un décanteur, une centrifugeuse, un cyclone, un filtre rotatif et leurs combinaisons. Selon l’invention, l’étape de concentration peut également être réalisée par combinaison d’une concentration thermique et d’une concentration mécanique.

De manière essentielle selon l’invention, la suspension S est préparée par broyage dans l’eau de la suspension Sd d’au moins une matière minérale particulaire M. Selon l’invention, le broyage peut être réalisé en l’absence d’agent d’aide au broyage ou bien en présence d’au moins un agent d’aide au broyage.

De manière préférée selon l’invention, le broyage est réalisé dans l’eau en l’absence d’agent d’aide au broyage et à une concentration allant de 10 % en poids à 40 % en poids, de préférence de 10 % en poids à 30 % en poids, de la suspension aqueuse Sd.

Également de manière préférée selon l’invention, le broyage est réalisé dans l’eau en présence d’une dispersion aqueuse D d’aide au broyage comprenant au moins un polymère Q et à une concentration allant de 30 % en poids à 60 % en poids, de préférence de 40 % en poids à 60 % en poids, de la suspension aqueuse Sd. Selon l’invention, la suspension S résulte alors du broyage dans l’eau en présence d’une dispersion aqueuse D d’aide au broyage comprenant au moins un polymère Q de masse moléculaire en poids (Mw), mesurée par CES, comprise entre 4 000 g/mol et 20 000 g/mol et préparé dans l’eau ou dans un solvant organique, éventuellement en l’absence de composé phosphoré, par une réaction de polymérisation d’au moins un monomère G 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 H de transfert de chaîne lors de la réaction de polymérisation, et totalement ou partiellement neutralisé au moyen d’au moins un ion choisi parmi un ion monovalent, un ion divalent et leurs combinaisons.

De manière préférée selon l’invention lors du broyage, la quantité de dispersion aqueuse D mise en œuvre va de 0,05 % en poids à 5 % en poids, de préférence de 0,2 % en poids à 1,5 % en poids ou de 0,2 % en poids à 1 % en poids, par rapport à la quantité de matière minérale M.

De manière avantageuse selon l’invention, le polymère Q peut être 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 Q peuvent être partiellement neutralisés à un taux de 50 % molaire à 97 % molaire, de préférence à un taux de 65 % molaire à 90 % molaire. De préférence, le polymère P est partiellement neutralisé.

Selon l’invention, la neutralisation totale ou partielle du polymère Q peut être réalisée en des proportions molaires relatives variables des ions monovalent et divalent. De manière préférée selon l’invention, les proportions molaires ion monoval ent/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 monovalent particulièrement préféré est Na ⁺ . Selon l’invention, le polymère Q peut être neutralisé au moyen d’au moins un composé choisi parmi NaOH, KOH, LiOH, dérivés ammonium et leurs combinaisons. De manière également préférée selon l’invention, l’ion divalent est choisi parmi Ca ²⁺ , Mg ²⁺ et leurs combinaisons. L’ion particulièrement préféré est Ca ²⁺ . Selon l’invention, le polymère Q peut être neutralisé au moyen d’au moins un composé choisi parmi CaO, Ca(OH)2, MgO, Mg(OH)2 et leurs combinaisons. De préférence, le polymère Q peut être totalement ou partiellement neutralisé au moyen d’une combinaison de Na ⁺ et de Ca ²⁺ ou d’une combinaison de Na ⁺ , de Ca ²⁺ et de Mg ²⁺ .

De préférence selon l’invention, la dispersion aqueuse D d’aide au broyage comprend au moins un polymère Q choisi parmi :

- un polymère Q1 a-sulfoné de masse moléculaire en poids (Mw), mesurée par CES, comprise entre 4 000 g/mol et 20 000 g/mol et préparé dans l’eau, éventuellement en l’absence de composé phosphoré, par une réaction de polymérisation d’au moins un monomère G 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 H1 comprenant du soufre au degré d’oxydation IV (soufre IV ou S ^IV ), et totalement ou partiellement neutralisé au moyen d’au moins un ion choisi parmi un ion monovalent, un ion divalent et leurs combinaisons,

- un polymère Q2 de masse moléculaire en poids (Mw), mesurée par CES, comprise entre 4 000 g/mol et 20 000 g/mol et préparé dans l’eau ou dans un solvant organique, éventuellement en l’absence de composé phosphoré, par une réaction de polymérisation d’au moins un monomère G 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’un composé H2 choisi parmi les alcools secondaires, et totalement ou partiellement neutralisé au moyen d’au moins un ion choisi parmi un ion monovalent, un ion divalent et leurs combinaisons,

- un polymère Q3 de masse moléculaire en poids (Mw), mesurée par CES, comprise entre 4 000 g/mol et 20 000 g/mol et préparé dans l’eau, par une réaction de polymérisation d’au moins un monomère G 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 H3 comprenant du phosphore et choisi parmi un composé comprenant du phosphore au degré d’oxydation I, un composé comprenant du phosphore au degré d’oxydation III et leurs combinaisons, et totalement ou partiellement neutralisé au moyen d’au moins un ion choisi parmi un ion monovalent, un ion divalent et leurs combinaisons et

- un polymère Q4 de masse moléculaire en poids (Mw), mesurée par CES, comprise entre 4 000 g/mol et 20 000 g/mol et préparé dans l’eau, par une réaction de polymérisation d’au moins un monomère G 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 H4 de formule II : coox

II dans laquelle X représente Na, K ou H et R représente un groupement Ci-Cs-alkyl, de préférence un groupement méthyl ; et totalement ou partiellement neutralisé au moyen d’au moins un ion choisi parmi un ion monovalent, un ion divalent et leurs combinaisons.

Selon l’invention, le composé H de transfert de chaîne est utilisé lors de la réaction de polymérisation permettant d’obtenir le polymère Q. De manière préférée selon l’invention, le composé H est choisi parmi un composé Hl, un composé H2, un composé H3 et un composé H4.

De manière préférée, le composé Hl est choisi parmi hydrogénosulfite de lithium, hydrogénosulfite de sodium, hydrogénosulfite de potassium, hydrogénosulfite d’ammonium, di (hydrogénosulfite) de calcium, di (hydrogénosulfite) de magnésium et leurs combinaisons. Préférentiellement selon l’invention, le composé Hl est un mono-hydrogénosulfite. L’ hydrogénosulfite de sodium ou bisulfite de sodium est tout particulièrement préféré.

De manière préférée, le composé H2 est l’alcool isopropylique.

De manière préférée, le composé H3 est choisi parmi acide hypophosphoreux, hypophosphite de sodium, hypophosphite de potassium, hypophosphite de lithium, hypophosphite d’ammonium, hypophosphite de calcium, hypophosphite de magnésium, acide phosphoreux, un sel d’acide phosphoreux et leurs combinaisons. Préférentiellement selon l’invention, le composé H3 est 1’ hypophosphite de sodium.

De manière préférée, le composé H4 est le dipropyl trithiocarbonate (n° CAS 6332-91-8) ou l’un de ses sels, par exemple son sel disodique, le trithiocarbonate de dipropionate de sodium (n° CAS 86470-33-2).

Selon l’invention, le polymère Q est préparé au moyen du monomère G. De préférence, le monomère G est choisi parmi acide acrylique, acide méthacrylique, un sel d’acide acrylique, un sel d’acide méthacrylique et leurs combinaisons. Avantageusement, le monomère G peut être combiné à au moins un autre monomère choisi parmi acétate de vinyle, acrylate de méthyle, acrylate d’éthyle, hydroxy éthylméthacrylate, hydroxyéthylacrylate, hydroxypropylméthacrylate, hydroxypropylacrylate, acide 2-acrylamido-2-méthylpropane sulfonique (AMPS), acide maléique, anhydride maléique, acide itaconique et leurs combinaisons. Plus avantageusement, le monomère G est choisi parmi acide acrylique, acide méthacrylique, un sel d’acide acrylique, un sel d’acide méthacrylique et leurs combinaisons, combiné à au moins un autre monomère choisi parmi acétate de vinyle, acrylate de méthyle, acrylate d’éthyle, hydroxy éthylméthacrylate, hydroxyéthylacrylate, hydroxypropylméthacrylate, hydroxypropylacrylate, acide 2-acrylamido-2-méthylpropane sulfonique (AMPS), acide maléique, anhydride maléique, acide itaconique et leurs combinaisons.

De manière préférée, le polymère Q 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 Q a généralement une masse moléculaire moyenne en poids Mw (mesurée par CES) supérieure à 4 500 g/mol ou supérieure à 5 000 g/mol. De manière préférée, le polymère Q 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 3,5 ou de 1,5 à 3,5 ; de 1,2 à 3 ou bien encore de 1,5 à 3.

Selon l’invention, température et composé initiateur mis en œuvre lors de la réaction de polymérisation pour préparer le polymère Q sont similaires aux température et composé initiateur de préparation du polymère P.

L’invention concerne également la préparation de la suspension S selon l’invention. Ainsi, l’invention fournit une méthode de préparation d’une suspension aqueuse S comprenant :

* le broyage dans l’eau à une concentration allant de 10 % en poids à 60 % en poids d’une suspension aqueuse Sd d’au moins une matière minérale particulaire M, puis

* la concentration à une concentration allant de 65 % en poids à 80 % en poids, par un traitement choisi parmi traitement mécanique, traitement thermique et leurs combinaisons, de la suspension Sd broyée, en présence d’au moins un agent rhéologique R comprenant de l’acide phosphorique et au moins un polymère P a-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’au moins un ion monovalent.

De manière essentielle, la préparation de la suspension S selon l’invention met en œuvre l’agent rhéologique R. L’invention concerne également cet agent. Ainsi, l’invention fournit un agent rhéologique R comprenant de l’acide phosphorique et au moins un polymère P a-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’au moins un ion monovalent, et éventuellement un composé B choisi parmi un acide sulfo-carboxylique, un sel d’acide sulfo-carboxylique et leurs combinaisons, de préférence présent en une quantité molaire inférieure à 25 % par rapport à la quantité molaire de soufre IV.

L’agent rhéologique R selon l’invention est particulièrement efficace lorsqu’il est mis en œuvre au sein d’une suspension aqueuse S de particules selon l’invention. L’invention fournit donc également une méthode de contrôle de la rhéologie d’une suspension aqueuse S de particules d’au moins une matière minérale M préparée :

* par broyage dans l’eau à une concentration allant de 10 % en poids à 60 % en poids d’une suspension aqueuse Sd d’au moins une matière minérale particulaire M, puis

* par concentration à une concentration allant de 65 % en poids à 80 % en poids, par un traitement choisi parmi traitement mécanique, traitement thermique et leurs combinaisons, de la suspension Sd broyée, comprenant la mise en œuvre lors de la concentration d’au moins un agent rhéologique R comprenant de l’acide phosphorique et au moins un polymère P a-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’au moins un ion monovalent.

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 selon l’invention comprenant :

- le broyage dans l’eau à une concentration allant de 10 % en poids à 60 % en poids d’une suspension aqueuse Sd d’au moins une matière minérale particulaire M, puis

- la concentration à une concentration allant de 65 % en poids à 80 % en poids, par un traitement choisi parmi traitement mécanique, traitement thermique et leurs combinaisons, de la suspension Sd broyée, en présence d’au moins un agent rhéologique R comprenant de l’acide phosphorique et au moins un polymère P a-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’au moins un ion monovalent, puis

* le mélange de la suspension aqueuse S avec au moins un composé liant, et éventuellement avec au moins un composé choisi parmi un composé modificateur de rhéologie, un agent rétenteur d’eau, un agent azurant optique, un pigment organique, un pigment minéral et leurs combinaisons.

Cette méthode de préparation de papier comprend l’utilisation d’une suspension S selon l’invention, notamment lors de l’application d’une sauce de couchage papetière ou lors de l’addition d’une composition de charge.

La suspension aqueuse S obtenue grâce à l’invention peut également être utilisée pour la préparation d’une composition de revêtement, 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 selon l’invention comprenant :

- le broyage dans l’eau à une concentration allant de 10 % en poids à 60 % en poids d’une suspension aqueuse Sd d’au moins une matière minérale particulaire M, puis

- la concentration à une concentration allant de 65 % en poids à 80 % en poids, par un traitement choisi parmi traitement mécanique, traitement thermique et leurs combinaisons, de la suspension Sd broyée, en présence d’au moins un agent rhéologique R comprenant de l’acide phosphorique et au moins un polymère P a-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’au moins un ion monovalent, puis

* le mélange de la suspension aqueuse S avec au moins un composé liant, et éventuellement avec au moins un composé choisi parmi un composé modificateur de rhéologie, un pigment organique, un pigment minéral et leurs combinaisons.

La composition de revêtement selon l’invention comprend :

* au moins une suspension aqueuse S selon l’invention préparée :

- par broyage dans l’eau à une concentration allant de 10 % en poids à 60 % en poids d’une suspension aqueuse Sd d’au moins une matière minérale particulaire M, puis

- par concentration à une concentration allant de 65 % en poids à 80 % en poids, par un traitement choisi parmi traitement mécanique, traitement thermique et leurs combinaisons, de la suspension Sd broyée, en présence d’au moins un agent rhéologique R comprenant de l’acide phosphorique et au moins un polymère P a-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’au moins un ion monovalent, et

* au moins un composé liant, et éventuellement au moins un composé choisi parmi un composé modificateur de rhéologie, un pigment minéral, un pigment organique et leurs combinaisons.

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 rhéologiques R qui sont également particuliers, avantageux ou préférés.

Les exemples qui suivent permettent d’illustrer les différents aspects de l’invention. EXEMPLES

Préparation et caractérisation d’une dispersion du polymère Pla selon l’invention

Dans un réacteur en verre de 1 L équipé d’une agitation, d’un thermomètre, d’un réfrigérant en verre et d’un système de chauffage, on prépare à température ambiante une charge comprenant 0,003 g de sulfate de fer heptahydraté et 226,7 g d’eau. Puis, on prépare 3 charges à introduire séparément et en parallèle pendant 3 heures. On introduit dans un premier bêcher 254 g d’acide acrylique (monomère A), dans un deuxième bêcher 1,54 g de persulfate de sodium et 40,8 g d’eau et dans un troisième bêcher 36,84 g d’une solution aqueuse de bisulfite de sodium (composé T) à 40 % massique. Après 3 heures d’ajout à 73°C, on obtient une dispersion limpide de polymère. La concentration en matière sèche de la dispersion de polymère est de 50,9 %. Le polymère Pla obtenu a une Mw de 6 485 g/mol et un IP de 2,5.

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 la dispersion de polymère Pla sont déterminés par dosage des ions sulfate par chromatographie ionique, des ions 3-sulfopropioniques, par analyse RMN ³ H et RMN ¹³ C des groupements sulfonés du polymère Pla et du composé B.

Le taux d’ion sulfate dans la dispersion de polymère Pla est déterminé 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 RMN ³ H et RMN ¹³ C 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 RMN 'H et en RMN ¹³ C via les expériences 2D : corrélations 'H / ¹³ C à simple distance et à longue distance.

La dispersion de polymère Pla selon l’invention comprend de l’acide 3-sulfopropionique comme composé B en une quantité de 15 % molaire par rapport à la quantité molaire de bisulfite de sodium engagé (composé T).

Préparation et caractérisation d’une dispersion aqueuse D2 du polymère O2a selon l’invention

Dans un réacteur en verre de 1 L équipé d’une agitation, d’un thermomètre, d’un réfrigérant en verre et d’un système de chauffage, on prépare à température ambiante une charge comprenant 0,19 g de sulfate de fer heptahydraté, 0,58 g de sulfate d’ hydroxylamine, 121 g d’alcool isopropylique (composé H2) et 110 g d’eau. Puis, on prépare 3 charges à introduire séparément et en parallèle en 2 heures. On introduit dans un premier bêcher 276,52 g d’acide acrylique (monomère A), dans un deuxième bêcher 3,6 g de peroxyde de dihydrogène 130 volume et 100 g d’eau et dans un troisième bêcher 0,63 g de sulfate d’hydroxylamine et 100 g d’eau.

Après 2 heures d’ajout à reflux, l’alcool isopropylique (composé H2) est séparé par distillation et le polymère est dilué à l’aide d’eau. Après rinçage des systèmes d’injection, le produit de la réaction de polymérisation est neutralisé. Pour cela, on prépare deux charges à introduire successivement. On introduit dans un premier bêcher 21 ,96 g de chaux hydratée et 82.5 g d’eau, dans un deuxième bêcher 17,06 g d’hydroxyde de magnésium et 31,10 g d’eau. Après rinçage des systèmes d’injection, 138,26 g de soude à 50 % sont ajoutés dans le réacteur. On laisse réagir le mélange à une température comprise entre 80°C et 85°C pendant 45 minutes. On obtient une dispersion aqueuse D2 limpide comprenant au moins un polymère Q2a dont les groupements carboxyliques sont partiellement neutralisés à un taux de 45 % molaire avec l’ion sodium, 15 % molaire avec l’ion calcium et 15 % molaire avec l’ion magnésium

La concentration en matière sèche de la dispersion aqueuse D2 est de 37 %. Le polymère Q2a obtenu a une Mw de 9 760 g/mol et un IP de 3.

Préparation et caractérisation d’un agent rhéologique RI selon l’invention

On mélange, sous agitation en maintenant la température à température ambiante, 85,5 g d’une solution aqueuse de soude (50 % en poids), 109,5 g d’une solution aqueuse à 85 % en poids d’acide phosphorique et 344,7 g de la dispersion de polymère Pla obtenue précédemment et 109,8 g d’eau. On obtient l’agent rhéologique RI selon l’invention (ES = 46,4 %). Préparation et caractérisation d’une suspension SI selon l’invention

Sous agitation mécanique au moyen d’un moteur de type « Rayneri », on disperse 1 425 g de carbonate de calcium (BL 200 « Omya ») dans 4 275 g d’eau. L’agitation est maintenue durant 20 minutes.

Puis, on réalise le broyage au moyen d’un broyeur (« Wab Dyno Mill » de type KDL pilote 1,4 L) contenant 2 850 g de billes en céramique (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 Sdl à broyer est de 25 % ± 1 %. On poursuit le broyage pour atteindre la granulométrie souhaitée (75 % ± 1 % en poids des particules de diamètre équivalent sphérique < à 1 pm). Les caractéristiques granulométriques sont déterminées au moyen d’un sédimentomètre (« SediGraph » III 5120 « Micromeritics », USA).

On mesure la répartition granulométrique des suspensions de particules de matière minérale. Elle permet de déterminer la fraction massique en pourcentage d’une population de particules dont le diamètre sphérique équivalent est inférieur à 1 pm (esd < 1 pm, exprimé en %). Ces mesures sont réalisées pour une suspension aqueuse de particules de matière minérale diluée à une concentration d’environ 37 g de matière sèche par litre de solution et comprenant un polyacrylate de sodium standard de Mw 4 000 g/mol à une concentration de 2,25 g sec/L. Chaque échantillon est dispersé et soniqué avant la mesure granulométrique.

Cette suspension Sdl est ensuite concentrée thermiquement à une concentration de 71 % ± 1 % par évaporation d’eau à l’aide d’un appareil « Vorwerk » en présence de 0,8 % poids sec par rapport au poids sec de carbonate de calcium sec d’agent rhéologique RI selon l’invention ajouté en 3 portions égales durant la concentration thermique.

La suspension SI obtenue est ensuite caractérisée par un contrôle de son pH à 25°C, de son extrait sec (ES, % en poids) mesuré au moyen d’une balance « Précisa ». Sa viscosité Brookfield à 100 tour/min notée VB0 (en mPa.s) est mesurée à 25 °C au moyen d’un rhéomètre « Brookfield » DV3T équipé d’un module 3. Une étude de stabilité est menée après 24 heures de stockage de la suspension SI dans une enceinte climatique à 60°C. La viscosité Brookfield de cette suspension SI notée VB24 (en mPa.s) est mesurée à 25°C et avant agitation à 100 tour/min à l’aide du rhéomètre « Brookfield » DV3T équipé d’un module 5. La suspension SI est agitée au moyen d’un moteur mécanique type « Rayneri » durant 1 minute à 2 000 tour/min avant de mesurer à 25°C sa viscosité Brookfield notée VB24a (en mPa. s) à 100 tour/min au moyen du rhéomètre Brookfield équipé d’un module 3. Les résultats obtenus sont présentés dans le tableau 1.

Tableau 1

L’utilisation d’un polymère Pla selon l’invention permet de préparer une suspension minérale hautement concentrée et de contrôler efficacement sa viscosité et sa stabilité.

Préparation et caractérisation d’une suspension S2 selon l’invention

Sous agitation mécanique au moyen d’un moteur de type « Rayneri », on disperse 4 000 g de carbonate de calcium (« Omyacarb » 10 AV « Omya ») dans 4 000 g d’eau en présence de 0,45 % en poids sec par rapport au poids sec de carbonate de calcium sec de dispersion aqueuse D2. L’agitation est maintenue durant 20 minutes.

Puis, on réalise le broyage au moyen d’un broyeur (« Wab Dyno Mill » de type KDL pilote 1,4 L) contenant 2 800 g de billes en céramique (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 Sd2 à broyer est de 50 % ± 1 %. On poursuit le broyage pour atteindre la granulométrie souhaitée (75 % ± 1 % en poids des particules de diamètre équivalent sphérique < à 1 pm). Les caractéristiques granulométriques sont déterminées au moyen d’un sédimentomètre « SediGraph » III 5120 « Micromeritics », USA).

On mesure la répartition granulométrique des suspensions de particules de matière minérale. Elle permet de déterminer la fraction massique en pourcentage d’une population de particules dont le diamètre sphérique équivalent est inférieur à 1 pm (esd < 1 pm, exprimé en %). Ces mesures sont réalisées pour une suspension aqueuse de particules de matière minérale diluée à une concentration d’environ 37 g de matière sèche par litre de solution et comprenant un polyacrylate de sodium standard de Mw 4 000 g/mol à une concentration de 2,25 g sec/L. Chaque échantillon est dispersé et soniqué avant la mesure granulométrique.

Cette suspension Sd2 est ensuite concentrée thermiquement à une concentration de 71 % ± 1 % par évaporation d’eau à l’aide d’un appareil « Vorwerk » en présence de 0,25 % poids sec par rapport au poids sec de carbonate de calcium sec d’agent rhéologique RI selon l’invention. La suspension S2 obtenue est ensuite caractérisée par un contrôle de son pH à 25°C, de son extrait sec (ES, % en poids) mesuré au moyen d’une balance « Précisa ». Sa viscosité Brookfield à 100 tour/min notée VBO (en mPa.s) est mesurée à 25 °C au moyen d’un rhéomètre « Brookfield » DV3T équipé d’un module 3. Une étude de stabilité est menée après 24 heures de stockage de la suspension S2 dans une enceinte climatique à 60°C. La viscosité Brookfield de cette suspension S2 notée VB24 (en mPa.s) est mesurée à 25°C et avant agitation à 100 tour/min à l’aide du rhéomètre « Brookfield » DV3T équipé d’un module 5. La suspension S2 est agitée au moyen d’un moteur mécanique type « Rayneri » durant 1 minute à 2 000 tour/min avant de mesurer à 25°C sa viscosité Brookfield notée VB24a (en mPa.s) à 100 tour/min au moyen du rhéomètre Brookfield DV3T équipé d’un module 3. Les résultats obtenus sont présentés dans le tableau 2.

Tableau 2

L’utilisation d’un polymère Pla après broyage en présence d’une dispersion aqueuse D2 du polymère Q2a selon l’invention permet de préparer une suspension minérale hautement concentrée et de contrôler efficacement sa viscosité et sa stabilité.