BR112020016550B1 - Composição de pigmento de dióxido de titânio e métodos para formar uma composição e uma pasta fluida de composição de pigmento de dióxido de titânio misturada - Google Patents
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Abstract
Uma composição de pigmento de dióxido de titânio para o uso em uma formulação de tinta látex à base de água é fornecida. A composição de pigmento compreende uma pluralidade de partículas de dióxido de titânio e um pacote de dispersante depositado sobre as superfícies das referidas partículas de dióxido de titânio em uma quantidade de não mais do que cerca de 5 % em peso com base no peso combinado das partículas de dióxido de titânio e do pacote de dispersante. Uma pasta fluida de composição de pigmento de dióxido de titânio, um método de formar uma composição de pigmento de dióxido de titânio e um método de formar uma pasta fluida de composição de pigmento de dióxido de titânio, todos para o uso em uma formulação de tinta látex à base de água, são também fornecidos.
Description
[001]Dióxido de titânio é um pigmento inorgânico eficaz para o uso como um agente opacificante branco em tintas látex de base aquosa. Dióxido de titânio pode ser formado pelo processo de sulfato ou pelo processo de cloreto.
[002]Se produzido pelo processo de sulfato ou pelo processo de cloreto, as partículas de dióxido de titânio produzidas são tipicamente revestidas com um ou mais materiais inorgânicos para modificar ou realçar as propriedades e as características do pigmento para a aplicação particular. Por exemplo, as partículas de pigmento são frequentemente revestidas com compostos que funcionam para melhorar a opacidade, estabilidade à luz e durabilidade do pigmento. Exemplos de materiais inorgânicos usados para revestir os pigmentos de dióxido de titânio incluem alumina e sílica.
[003]Uma propriedade primária de que um pigmento de dióxido de titânio contribui para uma formulação de tinta látex é o poder de cobertura. O poder de cobertura de um pigmento de dióxido de titânio em uma formulação de tinta látex é fundamentado na capacidade do pigmento de dispersar a luz na formulação da tinta. A capacidade do pigmento de dispersar a luz na formulação da tinta (a eficiência de dispersão de luz do pigmento) depende de vários fatores, incluindo o tamanho de partícula do pigmento, a diferença no índice refrativo das partículas de pigmento e seus arredores e a proximidade das partículas de pigmento entre si. Por exemplo, uma grande diferença no índice refrativo das partículas de pigmento e na formulação da tinta resulta em uma alta eficiência de dispersão.
[004]Um pigmento de dióxido de titânio é adicionado a uma formulação de tinta látex de base aquosa durante o processo de fabricação de formulação da tinta. Infelizmente, este é um processo difícil que requer equipamento de alta energia e dispersantes. Antes que o pigmento de dióxido de titânio possa ser adicionado à formulação da tinta, ele geralmente deve ser triturado e disperso em água para formar uma pasta fluida de pigmento aquosa. O processo de trituração quebra os aglomerados do pigmento de modo que o pigmento possa ser mais facilmente disperso na água para formar a pasta fluida. Dispersantes e surfactantes são tipicamente adicionados à pasta fluida para umedecer a superfície do pigmento e estabilizar as partículas depois que elas são separadas. A pasta fluida pode ser depois adicionada à formulação da tinta.
[005]O processo de trituração é trabalhoso, requer equipamento de trituração de alta velocidade e consume bastante energia. Além disso, a necessidade de triturar primeiro o pigmento de dióxido de titânio e dispersá-lo em água também complica o processo de fabricação de tinta global. Por exemplo, depois que um lote da formulação de tinta látex é inicialmente produzido, o poder de cobertura e a intensidade da tonalidade da formulação pode ser baixa, significando que o lote está fora das especificações. Como um resultado, pode ser necessário adicionar mais pigmento de dióxido de titânio ao lote de modo a reforçar seu poder de cobertura e intensidade da tonalidade. Entretanto, de modo a fazer isto, o dióxido de titânio deve ser primeiro triturado e disperso em água para formar uma pasta fluida de pigmento. Isto requer tempo e trabalho extras e retarda o processo de produção global. A pasta fluida adicional também adiciona mais água à formulação da tinta o que pode ser problemático por si só.
[006]Em um aspecto, uma composição de pigmento de dióxido de titânio para o uso em uma formulação de tinta látex à base de água é fornecida. A composição de pigmento compreende uma pluralidade de partículas de dióxido de titânio e um pacote de dispersante depositado sobre as superfícies das partículas de dióxido de titânio em uma quantidade de não mais do que cerca de 5% em peso com base no peso combinado das partículas de dióxido de titânio e do pacote de dispersante. O pacote de dispersante inclui pelo menos um agente neutralizante não volátil selecionado a partir do grupo de compostos orgânicos tendo pelo menos um grupo funcional amina e pelo menos um grupo funcional hidróxi, sais alcalinos inorgânicos e combinações dos mesmos, pelo menos um componente dispersante selecionado a partir do grupo de dispersantes monoméricos de peso molecular baixo, dispersantes poliméricos e combinações dos mesmos e pelo menos um componente de álcool poli-hídrico.
[007]Em um outro aspecto, uma pasta fluida de composição de pigmento de dióxido de titânio para o uso em uma formulação de tinta látex à base de água é fornecida. A composição de pigmento compreende um meio aquoso, uma pluralidade de partículas de dióxido de titânio dispersas no meio aquoso e um pacote de dispersante depositado sobre as superfícies das partículas de dióxido de titânio em uma quantidade de não mais do que cerca de 5% em peso com base no peso combinado das partículas de dióxido de titânio e do pacote de dispersante. O pacote de dispersante inclui pelo menos um agente neutralizante não volátil selecionado a partir do grupo de compostos orgânicos tendo pelo menos um grupo funcional amina e pelo menos um grupo funcional hidróxi, sais alcalinos inorgânicos e combinações dos mesmos, pelo menos um componente dispersante selecionado a partir do grupo de dispersantes monoméricos de peso molecular baixo, dispersantes poliméricos e combinações dos mesmos e pelo menos um componente de álcool poli-hídrico.
[008]Em um outro aspecto, um método de formar uma composição de pigmento de dióxido de titânio para o uso em uma formulação de tinta látex à base de água é fornecido. O método compreende fornecer uma pluralidade de partículas de dióxido de titânio e fornecer um pacote de dispersante. O pacote de dispersante inclui pelo menos um agente neutralizante não volátil selecionado a partir do grupo de compostos orgânicos tendo pelo menos um grupo funcional amina e pelo menos um grupo funcional hidróxi, sais alcalinos inorgânicos e combinações dos mesmos, pelo menos um componente dispersante selecionado a partir do grupo de dispersantes monoméricos de peso molecular baixo, dispersantes poliméricos e combinações dos mesmos e pelo menos um componente de álcool poli-hídrico. O método compreende ainda depositar o pacote de dispersante sobre as superfícies das partículas de dióxido de titânio em uma quantidade de não mais do que cerca de 5% em peso com base no peso combinado das partículas de dióxido de titânio e do pacote de dispersante.
[009]Em um outro aspecto, um método de formar uma pasta fluida de composição de pigmento de dióxido de titânio para o uso em uma formulação de tinta látex à base de água é fornecido. O método compreende fornecer um meio aquoso, fornecer uma pluralidade de partículas de dióxido de titânio e fornecer um pacote de dispersante. O pacote de dispersante inclui pelo menos um agente neutralizante não volátil selecionado a partir do grupo de compostos orgânicos tendo pelo menos um grupo funcional amina e pelo menos um grupo funcional hidróxi, sais alcalinos inorgânicos e combinações dos mesmos, pelo menos um componente dispersante selecionado a partir do grupo de dispersantes monoméricos de peso molecular baixo, dispersantes poliméricos e combinações dos mesmos e pelo menos um componente de álcool poli-hídrico. O método compreende ainda depositar o pacote de dispersante sobre as superfícies das partículas de dióxido de titânio em uma quantidade de não mais do que cerca de 5% em peso com base no peso combinado das partículas de dióxido de titânio e do pacote de dispersante e dispersante a composição de pigmento de dióxido de titânio no meio aquoso.
[0010]A presente divulgação pode ser entendida mais facilmente a título de referência a esta descrição detalhada bem como aos exemplos incluídos aqui. Numerosos detalhes específicos são apresentados de modo a fornecer um entendimento completo dos exemplos descritos aqui. Entretanto, será entendido por aqueles técnicos no assunto que os exemplos descritos aqui podem ser praticados sem estes detalhes específicos. Em outros exemplos, métodos, procedimentos e componentes não foram descritos em detalhe de modo a evitar ocultar a característica relevante relacionada que é descrita. Também, a descrição não deve ser considerada como limitando o escopo dos exemplos.
[0011]Em um aspecto, uma composição de pigmento de dióxido de titânio para o uso em uma formulação de tinta látex à base de água é fornecida aqui. Em um outro aspecto, uma pasta fluida de composição de pigmento de dióxido de titânio para o uso em uma formulação de tinta látex à base de água é fornecida. Ainda em um outro aspecto, um método de formar uma composição de pigmento de dióxido de titânio para o uso em uma formulação de tinta látex à base de água é fornecido. Ainda em um outro aspecto, um método de formar uma pasta fluida de composição de pigmento de dióxido de titânio para o uso em uma formulação de tinta látex à base de água é fornecido.
[0012]Como usado aqui e nas reivindicações anexas, uma “formulação de tinta látex à base de água” significa uma formulação de tinta látex de base aquosa.
[0013]A composição de pigmento de dióxido de titânio para o uso em uma formulação de tinta látex à base de água divulgada aqui compreende uma pluralidade de partículas de dióxido de titânio e um pacote de dispersante depositado sobre as superfícies das partículas de dióxido de titânio em uma quantidade não maior do que cerca de 5% em peso com base no peso combinado das partículas de dióxido de titânio e do pacote de dispersante.
[0014]Por exemplo, as partículas de dióxido de titânio podem ter uma estrutura cristalina de rutilo ou uma combinação de uma estrutura cristalina de anatase e uma estrutura cristalina de rutilo. Por exemplo, as partículas de dióxido de titânio podem ter uma estrutura cristalina de rutilo. Por exemplo, o dióxido de titânio pode ser formado pelo processo de cloreto ou pelo processo de sulfato. Por exemplo, o dióxido de titânio pode ser formado pelo processo de cloreto. Por exemplo, o dióxido de titânio pode ser formado pelo processo de sulfato.
[0015]No processo de cloreto para fabricar dióxido de titânio, um minério de dióxido de titânio seco é alimentado em um aparelho de cloroformização junto com coque e cloro para produzir um haleto de titânio gasoso (tal como tetracloreto de titânio). O haleto de titânio produzido é purificado e oxidado em um reator especialmente designado em uma temperatura alta para produzir partículas de dióxido de titânio tendo um tamanho de partícula desejado. Cloreto de alumínio ou algum outro co-oxidante é tipicamente adicionado ao haleto de titânio no reator de oxidação para facilitar a formação de rutilo e controlar o tamanho de partícula. O dióxido de titânio e os produtos de reação gasosos são depois resfriados e as partículas de dióxido de titânio são recuperadas.
[0016]No processo de sulfato para fabricar dióxido de titânio, um minério de escória de titânio é dissolvido em ácido sulfúrico para formar sulfato de titanila. O sulfato de titanila é depois hidrolisado para formar dióxido de titânio hidratado. O dióxido de titânio hidratado é aquecido em um calcinador para cultivar cristais de dióxido de titânio até dimensões pigmentares.
[0017]Por exemplo, as partículas de dióxido de titânio podem ter pelo menos um revestimento inorgânico depositado sobre as superfícies das mesmas, em que o(s) revestimento(s) inorgânico(s) são selecionados a partir do grupo de revestimentos de óxido metálico, revestimentos de hidróxido metálico e combinações dos mesmos. Por exemplo, o(s) revestimento(s) inorgânico(s) podem ser selecionados a partir do grupo de revestimentos de sílica, revestimentos de alumina, revestimentos de fosfato de alumínio, revestimentos de zircônia, revestimentos de titânia e combinações dos mesmos. Por exemplo, o(s) revestimento(s) inorgânico(s) podem ser selecionados a partir do grupo de revestimentos de sílica, revestimentos de alumina, revestimentos de zircônia e combinações dos mesmos.
[0018]O(s) revestimento(s) inorgânico(s) podem ser usados para comunicar uma ou mais propriedades e/ou características às partículas de dióxido de titânio para tornar as partículas mais adequadas para a formulação de tinta látex à base de água específica à qual a composição de pigmento de dióxido de titânio será adicionada. Por exemplo, revestimentos de sílica e/ou alumina podem ser usados para ajudar a melhorar as propriedades umectantes e dispersantes das partículas de pigmento de dióxido de titânio. Por exemplo, um ou mais revestimentos inorgânicos podem ser depositados sobre as superfícies das partículas de dióxido de titânio antes que o pacote de dispersante seja depositado sobre as partículas de pigmento de dióxido de titânio ou de outro modo adicionados à composição de pigmento.
[0019]Por exemplo, o(s) revestimento(s) inorgânico(s) podem ser depositados sobre as superfícies das partículas de dióxido de titânio em uma quantidade na faixa de cerca de 0,5% em peso a cerca de 15% em peso, com base no peso combinado das partículas de dióxido de titânio e do(s) revestimento(s) inorgânico(s). Por exemplo, o(s) revestimento(s) inorgânico(s) podem ser depositados sobre as superfícies das partículas de dióxido de titânio em uma quantidade na faixa de cerca de 1% em peso a cerca de 10% em peso, com base no peso combinado das partículas de dióxido de titânio e do(s) revestimento(s) inorgânico(s).
[0020]Como usado aqui e nas reivindicações anexas, “depositado sobre as superfícies das partículas de dióxido de titânio” significa depositado diretamente ou indiretamente sobre as superfícies das partículas de dióxido de titânio, a menos que estabelecido de outro modo. Por exemplo, o pacote de dispersante pode ser depositado sobre as superfícies das partículas de dióxido de titânio em uma quantidade não maior do que cerca de 3% em peso com base no peso combinado das partículas de dióxido de titânio e do pacote de dispersante. Por exemplo, o pacote de dispersante pode ser depositado sobre as superfícies das partículas de dióxido de titânio em uma quantidade não maior do que cerca de 2% em peso com base no peso combinado das partículas de dióxido de titânio e do pacote de dispersante. Por exemplo, o pacote de dispersante pode ser depositado sobre as superfícies das partículas de dióxido de titânio em uma quantidade não maior do que cerca de 1,5% em peso com base no peso combinado das partículas de dióxido de titânio e do pacote de dispersante.
[0021]Por exemplo, o pacote de dispersante pode ser depositado sobre as superfícies das partículas de dióxido de titânio em uma quantidade na faixa de cerca de 0,1% em peso a cerca de 5% em peso com base no peso combinado das partículas de dióxido de titânio e do pacote de dispersante. Por exemplo, o pacote de dispersante pode ser depositado sobre as superfícies das partículas de dióxido de titânio em uma quantidade na faixa de cerca de 0,3% em peso a cerca de 3% em peso com base no peso combinado das partículas de dióxido de titânio e do pacote de dispersante. Por exemplo, o pacote de dispersante pode ser depositado sobre as superfícies das partículas de dióxido de titânio em uma quantidade na faixa de cerca de 0,2% em peso a cerca de 2% em peso com base no peso combinado das partículas de dióxido de titânio e do pacote de dispersante. Por exemplo, o pacote de dispersante pode ser depositado sobre as superfícies das partículas de dióxido de titânio em uma quantidade na faixa de cerca de 0,5% em peso a cerca de 1,5% em peso com base no peso combinado das partículas de dióxido de titânio e do pacote de dispersante. O pacote de dispersante inclui: a) pelo menos um agente neutralizante não volátil selecionado a partir do grupo de compostos orgânicos tendo pelo menos um grupo funcional amina (—NH2R, —NHR2, ou —NR3) e pelo menos um grupo funcional hidróxi (—OH), sais alcalinos inorgânicos e combinações dos mesmos; b) pelo menos um componente dispersante selecionado a partir do grupo de dispersantes monoméricos de peso molecular baixo, dispersantes poliméricos e combinações dos mesmos; e c) pelo menos um componente de álcool poli-hídrico.
[0022]Como usado aqui e nas reivindicações anexas, um “agente neutralizante não volátil” significa um agente neutralizante tendo um ponto de ebulição maior do que ou igual a 200 °C. A “não volatilidade” do agente neutralizante permite que o agente neutralizante permaneça estável quando incorporado na composição de pigmento de dióxido de titânio divulgada aqui. Um “sal alcalino inorgânico” significa um sal alcalino inorgânico que pode ser dissolvido em água e usado para neutralizar ácidos aquosos.
[0023]Por exemplo, os compostos orgânicos tendo pelo menos um grupo funcional amina e pelo menos um grupo funcional hidróxi usado como ou como parte do(s) agente(s) neutralizante(s) não volátil(eis) do pacote de dispersante podem ser selecionados a partir do grupo de alquil amina hidroxilas, amina hidroxilas aromáticas e combinações dos mesmos. Por exemplo, os compostos orgânicos tendo pelo menos um grupo funcional amina e pelo menos um grupo funcional hidróxi que podem ser usados como ou como parte do(s) agente(s) neutralizante(s) não volátil(eis) do pacote de dispersante do pigmento divulgado aqui podem ser selecionados a partir do grupo de 2-amino-2-metil-1,3-propanodiol, 2-amino-2-etil-1,3-propandiol,tris(hidroximetil)aminometano, trietanolamina, N-butil-dietanolamina, dimetilglucamina e combinações dos mesmos. Um exemplo de uma dimetilglucamina que é adequada para o uso como ou como parte do(s) agente(s) neutralizante(s) não volátil(eis) do pacote de dispersante é vendido pela Clariant Corporation em associação com a marca registrada Genamin® Gluco 50. Por exemplo, os compostos orgânicos tendo pelo menos um grupo funcional amina e pelo menos um grupo funcional hidróxi podem ser 2-amino-2-metil-1,3-propanodiol.
[0024]Por exemplo, os sais alcalinos inorgânicos que podem ser usados como ou como parte do(s) agente(s) neutralizante(s) não volátil(eis) do pacote de dispersante do pigmento divulgado aqui podem ser selecionados a partir do grupo de carbonatos de metal alcalino, bicarbonatos de metal alcalino e combinações dos mesmos. Exemplos de carbonatos de metal alcalino que podem ser usados incluem carbonato de lítio, carbonato de sódio e carbonato de potássio. Exemplos de bicarbonatos de metal alcalino que podem ser usados incluem bicarbonato de lítio, bicarbonato de sódio e bicarbonato de potássio. Por exemplo, os sais de metal alcalino usados como ou como parte do(s) agente(s) neutralizante(s) não volátil(eis) do pacote de dispersante podem ser um carbonato de metal alcalino selecionado a partir do grupo de carbonato de lítio, carbonato de sódio, carbonato de potássio e combinações dos mesmos. Por exemplo, os sais de metal alcalino podem ser carbonato de sódio.
[0025]Como usado aqui e nas reivindicações anexas, um “dispersante monomérico de peso molecular baixo” significa um composto que inclui uma molécula que pode ser ligada a outras moléculas idênticas para formar um polímero e que tem um peso molecular não maior do que 1000. O “peso molecular” de um composto significa o peso molecular médio numérico do composto. Um componente de álcool poli-hídrico significa um composto orgânico contendo dois ou mais grupos hidróxi (— OH).
[0026]Por exemplo, os dispersantes monoméricos de peso molecular baixo usados como ou como parte do(s) componente(s) dispersante(s) do pacote de dispersante podem ser selecionados a partir do grupo de fosfatos, ácido carboxílicos, ácidos di ou tricarboxílicos, fosfonatos, ácidos carboxílicos com base em fosfonato e combinações dos mesmos. Por exemplo, os dispersantes monoméricos de peso molecular baixo que podem ser usados como ou como parte do(s) componente(s) dispersante(s) do pacote de dispersante do pigmento divulgado aqui podem ser selecionados a partir do grupo de hexametafosfato de sódio, ácidos carboxílicos de fosfato, sais de ácidos carboxílicos de fosfato, ácidos carboxílicos de hidroxila, sais de ácidos carboxílicos de hidroxila e combinações dos mesmos. Exemplos de sais de ácidos carboxílicos de hidroxila que podem ser usados são ácido cítrico e ácido tartárico. Por exemplo, os dispersantes monoméricos de peso molecular baixo podem ser ácido 2-fosfonobutano-1,2,4-tricarboxílico. Por exemplo, os dispersantes monoméricos de peso molecular baixo podem ser ácido 2-fosfonobutano-1,2,4- tricarboxílico.
[0027]Por exemplo, os dispersantes poliméricos que podem ser usados como ou como parte do(s) componente(s) dispersante(s) do pacote de dispersante do pigmento divulgado aqui podem ser moléculas poliméricas que contêm um ou mais grupos funcionais de compostos selecionados a partir do grupo de aminas, ácidos carboxílicos, ácidos sulfônicos, ácidos fosfônicos, ácidos fosfóricos, sais de aminas e combinações dos mesmos. Como usado aqui e nas reivindicações anexas, “moléculas poliméricas” inclui tanto polímeros quanto copolímeros. Por exemplo, o dispersante polimérico usado como ou como parte do(s) componente(s) dispersante(s) do pacote de dispersante pode ser selecionado a partir do grupo de ácido poliacrílico, copolímeros de ácido poliacrílico, sais de ácido poliacrílico e copolímeros de ácido poliacrílico, copolímeros de ácido maleico, sais de copolímeros de ácido maleico e combinações dos mesmos. Por exemplo, o dispersante polimérico pode ser um copolímero de estireno sulfonado/anidrido maleico.
[0028]Por exemplo, os componentes de álcool poli-hídrico do pacote de dispersante podem ser selecionados a partir do grupo de polióis de cadeia linear de alquila, polióis de cadeia ramificada de alquila e combinações dos mesmos. Por exemplo, os componentes de álcool poli-hídrico que podem ser usados como parte do pacote de dispersante do pigmento divulgado aqui são selecionados a partir do grupo de trimetilolpropano, ditrimetilolpropano, glicerol, diglicerol, pentaeritritol, manitol e combinações dos mesmos. Por exemplo, os componentes de álcool poli-hídrico podem ser glicerol.
[0029]Por exemplo, o pigmento de dióxido de titânio está na forma seca, em pó ou grânulo.
[0030]Por exemplo, em uma modalidade, a composição de pigmento de dióxido de titânio compreende: uma pluralidade de partículas de dióxido de titânio presentes na composição de pigmento em uma quantidade de cerca de 95% em peso a cerca de 99,5% em peso, com base no peso combinado das partículas de dióxido de titânio e do pacote de dispersante; um pacote de dispersante presente na composição de pigmento em uma quantidade na faixa de cerca de 0,5% em peso a cerca de 5% em peso com base no peso combinado das partículas de dióxido de titânio e do pacote de dispersante, o pacote de dispersante incluindo: pelo menos um agente neutralizante não volátil selecionado a partir do grupo de compostos orgânicos tendo pelo menos um grupo funcional amina e pelo menos um grupo funcional hidróxi, sais alcalinos inorgânicos e combinações dos mesmos, o agente neutralizante estando presente na composição de pigmento em uma quantidade na faixa de cerca de 0,02% em peso a cerca de 4,86% em peso com base no peso combinado das partículas de dióxido de titânio e do pacote de dispersante; pelo menos um componente dispersante selecionado a partir do grupo de dispersantes monoméricos de peso molecular baixo, dispersantes poliméricos e combinações dos mesmos, o componente dispersante estando presente na composição de pigmento em uma quantidade na faixa de cerca de 0,02% em peso a cerca de 4,86% em peso com base no peso combinado das partículas de dióxido de titânio e do pacote de dispersante; e pelo menos um componente de álcool poli-hídrico, o componente de álcool poli-hídrico estando presente na composição de pigmento em uma quantidade na faixa de cerca de 0,10% em peso a cerca de 4,86% em peso com base no peso combinado das partículas de dióxido de titânio e do pacote de dispersante.
[0031]Por exemplo, em uma outra modalidade, a composição de pigmento de dióxido de titânio compreende: uma pluralidade de partículas de dióxido de titânio presentes na composição de pigmento em uma quantidade de pelo menos cerca de 98% em peso, com base no peso combinado das partículas de dióxido de titânio e do pacote de dispersante, as partículas de dióxido de titânio tendo pelo menos um revestimento inorgânico depositado sobre as superfícies das mesmas, em que o(s) revestimento(s) inorgânico(s) são selecionados a partir do grupo de revestimentos de óxido metálico, revestimentos de hidróxido metálico e combinações dos mesmos; um pacote de dispersante presente na composição de pigmento em uma quantidade de não mais do que cerca de 2% em peso com base no peso combinado das partículas de dióxido de titânio e do pacote de dispersante, o pacote de dispersante incluindo: pelo menos um agente neutralizante não volátil selecionado a partir do grupo de compostos orgânicos tendo pelo menos um grupo funcional amina e pelo menos um grupo funcional hidróxi, sais alcalinos inorgânicos e combinações dos mesmos, o agente neutralizante estando presente na composição de pigmento em uma quantidade na faixa de cerca de 0,05% em peso a cerca de 1,0% em peso com base no peso combinado das partículas de dióxido de titânio e do pacote de dispersante; pelo menos um componente dispersante selecionado a partir do grupo de dispersantes monoméricos de peso molecular baixo, dispersantes poliméricos e combinações dos mesmos, o componente dispersante estando presente na composição de pigmento em uma quantidade na faixa de cerca de 0,05% em peso a cerca de 1,0% em peso com base no peso combinado das partículas de dióxido de titânio e do pacote de dispersante; e pelo menos um componente de álcool poli-hídrico, o componente de álcool poli-hídrico estando presente na composição de pigmento em uma quantidade na faixa de cerca de 0,05% em peso a cerca de 1,0% em peso com base no peso combinado das partículas de dióxido de titânio e do pacote de dispersante.
[0032]Por exemplo, a composição de pigmento de dióxido de titânio divulgada aqui pode ser considerada uma composição de pigmento de dióxido de titânio de “incorporação” em que ela pode ser facilmente misturada em uma solução aquosa para formar uma pasta fluida para o uso em uma formulação de tinta látex à base de água ou diretamente em uma formulação de tinta látex à base de água. Por exemplo, a composição de pigmento de dióxido de titânio divulgada aqui pode ser misturada em uma solução aquosa para formar uma pasta fluida para o uso em uma formulação de tinta látex à base de água ou diretamente em uma formulação de tinta látex à base de água sem primeiro triturar o pigmento usando equipamento de trituração de alta velocidade. Um exemplo de um triturador de alta velocidade que é comumente usado para triturar um pigmento de dióxido de titânio em um processo de fabricação de tinta é um dispensador de alta velocidade Dispermat® fabricado por VMA-Getzmann GmbH. Um tal dispensador pode ser usado com lâminas Cowles.
[0033]A pasta fluida de composição de pigmento de dióxido de titânio para o uso em uma formulação de tinta látex à base de água divulgada aqui compreende um meio aquoso, uma pluralidade de partículas de dióxido de titânio dispersas no meio aquoso e um pacote de dispersante presente no meio aquoso em uma quantidade de não mais do que cerca de 5% em peso com base no peso combinado das partículas de dióxido de titânio e do pacote de dispersante. Por exemplo, o meio aquoso é água. As partículas de dióxido de titânio e o pacote de dispersante são as partículas de dióxido de titânio e o pacote de dispersante debatidos acima em relação à composição de pigmento de dióxido de titânio divulgada aqui.
[0034]Como usado aqui e nas reivindicações anexas, um pacote de dispersante “presente no meio aquoso” significa que os componentes do pacote de dispersante são depositados sobre as superfícies das partículas de dióxido de titânio que são dispersas no meio aquoso ou de outro modo presentes no meio aquoso. Por exemplo, ainda que o pacote de dispersante possa ser inicialmente depositado sobre as superfícies das partículas de dióxido de titânio e adicionado ao meio aquoso com o mesmo, o álcool poli-hídrico pode se tornar separado das partículas de dióxido de titânio uma vez que a composição de pigmento é adicionada ao meio aquoso.
[0035]A pasta fluida de composição de pigmento de dióxido de titânio divulgada aqui pode ser considerada uma pasta fluida de composição de pigmento de dióxido de titânio de “incorporação” em que ela pode ser facilmente misturada diretamente em uma formulação de tinta látex à base de água. Por exemplo, a composição de pigmento de dióxido de titânio divulgada aqui pode ser misturada diretamente em uma formulação de tinta látex à base de água sem primeiro triturar a pasta fluida de pigmento usando equipamento de trituração de alta velocidade. Como mostrado pelos exemplos ilustrativos abaixo, a pasta fluida é estável por pelo menos 7 meses a 50 °C e as propriedades da tinta látex fabricada com a pasta fluida envelhecida são comparáveis com a amostra de controle.
[0036]O método de formar uma composição de pigmento de dióxido de titânio para o uso em uma formulação de tinta látex à base de água divulgada aqui compreende fornecer uma pluralidade de partículas de dióxido de titânio, fornecer um pacote de dispersante e depositar o pacote de dispersante sobre as superfícies das partículas de dióxido de titânio em uma quantidade de não mais do que cerca de 5% em peso com base no peso combinado das partículas de dióxido de titânio e do pacote de dispersante. As partículas de dióxido de titânio e o pacote de dispersante são as partículas de dióxido de titânio e o pacote de dispersante debatidos acima em relação à composição de pigmento de dióxido de titânio divulgada aqui. A composição de pigmento de dióxido de titânio formada pelo método é a mesma como a composição de pigmento de dióxido de titânio debatida acima.
[0037]O método de formar uma pasta fluida de composição de pigmento de dióxido de titânio para o uso em uma formulação de tinta látex à base de água divulgada aqui compreende fornecer um meio aquoso, fornecer uma pluralidade de partículas de dióxido de titânio, fornecer um pacote de dispersante, depositar o pacote de dispersante sobre as superfícies das partículas de dióxido de titânio em uma quantidade de não mais do que cerca de 5% em peso com base no peso combinado das partículas de dióxido de titânio e do pacote de dispersante para formar uma composição de pigmento de dióxido de titânio e dispersar a composição de pigmento de dióxido de titânio no meio aquoso. Por exemplo, o meio aquoso é água. As partículas de dióxido de titânio e o pacote de dispersante são as partículas de dióxido de titânio e o pacote de dispersante debatidos acima em relação à composição de pigmento de dióxido de titânio divulgada aqui. A composição de pigmento de dióxido de titânio formada pelo método é a mesma como a composição de pigmento de dióxido de titânio debatida acima.
[0038]Por exemplo, em uma modalidade tanto do método de formar uma composição de pigmento de dióxido de titânio quanto do método de formar uma pasta fluida de composição de pigmento de dióxido de titânio, o pacote de dispersante é depositado sobre as partículas de dióxido de titânio realizando-se o método em relação a um processo para fabricar as partículas de dióxido de titânio. Nestas modalidades dos métodos, as partículas de dióxido de titânio que são fornecidas são partículas de pigmento brutas, por exemplo, produzidas pelo processo de cloreto ou pelo processo de sulfato. Por exemplo, as partículas brutas podem ser produzidas pelo processo de cloreto.
[0039]Nestas modalidades, os métodos compreendem ainda: antes de depositar o pacote de dispersante sobre as superfícies das partículas brutas de dióxido de titânio, triturar as partículas brutas de dióxido de titânio a um tamanho de partícula desejado e filtrar e lavar as partículas de dióxido de titânio trituradas para formar uma torta de filtração de pigmento úmida; em que o pacote de dispersante é depositado sobre as superfícies das partículas de dióxido de titânio misturando-se o pacote de dispersante com a torta de filtração de pigmento úmida. Os métodos podem compreender ainda: secar a torta de filtração de pigmento úmida para formar uma torta de filtração de pigmento seca, triturar a torta de filtração de pigmento seca para formar uma torta de filtração de pigmento triturada e micronizar a vapor a torta de filtração de pigmento triturada para formar a composição de pigmento de dióxido de titânio.
[0040]Em o método para formar uma pasta fluida de composição de pigmento de dióxido de titânio, as etapas de secar a torta de filtração de pigmento úmida para formar uma torta de filtração de pigmento seca, triturar a torta de filtração de pigmento seca para formar uma torta de filtração de pigmento triturada e micronizar a vapor a torta de filtração de pigmento triturada para formar a composição de pigmento de dióxido de titânio são realizadas antes de dispersar a composição de pigmento de dióxido de titânio no meio aquoso.
[0041]Por exemplo, nestas modalidades, os métodos podem compreender também antes de triturar as partículas brutas de dióxido de titânio a um tamanho de partícula desejado, revestir as partículas de dióxido de titânio com pelo menos um revestimento inorgânico. Por exemplo, o(s) revestimento(s) inorgânico(s) podem ser os mesmos como o(s) revestimento(s) orgânico(s) debatidos acima em relação à composição de pigmento de dióxido de titânio divulgada aqui.
[0042]Por exemplo, nestas modalidades, a torta de filtração de pigmento úmida pode ser seca para formar uma torta de filtração de pigmento seca por vários métodos de secagem, incluindo métodos de secagem por forno, secagem por pulverização e secagem por rotação.
[0043]Por exemplo, nestas modalidades, a torta de filtração de pigmento seca triturada pode ser micronizada a vapor para formar a composição de pigmento de dióxido de titânio utilizando-se um vapor a uma razão em peso de pigmento de 1:2,5 com uma pressão do injetor de vapor ajustada para 160 psi e pressão do anel do micronizador ajustada para 118 psi.
[0044]Muitas vantagens são obtidas pela composição de pigmento de dióxido de titânio, pasta fluida de composição de pigmento de dióxido de titânio, método de formar uma composição de pigmento de dióxido de titânio e método de formar uma pasta fluida de composição de pigmento de dióxido de titânio para o uso em uma formulação de tinta látex à base de água são descritos aqui. Por exemplo, como referenciado acima, a composição de pigmento de dióxido de titânio divulgada aqui pode ser misturada em uma solução aquosa para formar uma pasta fluida para o uso em uma formulação de tinta látex à base de água ou diretamente em uma formulação de tinta látex à base de água sem primeiro triturar o pigmento usando equipamento de trituração de alta velocidade. Similarmente, a pasta fluida de composição de pigmento de dióxido de titânio divulgada aqui pode ser misturada diretamente em uma formulação de tinta látex à base de água sem primeiro triturar o pigmento usando equipamento de trituração de alta velocidade.
[0045]Como um resultado, muito menos energia é necessária para misturar a composição de pigmento de dióxido de titânio em uma formulação de tinta à base de água do que é necessária em relação à mistura de outras composições de pigmento de dióxido de titânio em formulações de tinta látex à base de água. Isto resulta em economias de custo significativas. Como mostrado abaixo, a composição de pigmento de dióxido de titânio, pasta fluida e métodos divulgados aqui podem economizar quase 90% de consumo de energia comparado ao equipamento de trituração convencional.
*Pá de hélice em 65 rpm é apenas 8% de 846 rpms em 11936 Watts.
[0046]A pasta fluida de pigmento de dióxido de titânio pode ser introduzida à água ou uma formulação de tinta látex apenas com agitação, por exemplo, usando uma pá de hélice simples, em oposição ao equipamento de trituração intensivo em energia. As propriedades do pigmento e as propriedades da formulação de tinta látex não são afetadas. Se um lote ficar fora das especificações e mais pigmento de dióxido de titânio for necessário, o pigmento de dióxido de titânio adicional pode ser meramente introduzido à água ou à formulação de tinta látex apenas com agitação. Um processo de trituração trabalhoso e caro não precisa ser envolvido.
[0047]O pacote de dispersante da composição de pigmento de dióxido de titânio constitui uma menor parte da composição de pigmento. Isto permite que a composição de pigmento seja usada na fabricação de tinta látex sem introduzir uma quantidade relativamente grande de produtos químicos indesejáveis à tinta. O fato de que a composição de pigmento de dióxido de titânio pode ser formada durante o processo de fabricação de pigmento economiza custos e obtém outras vantagens.
[0048]Os exemplos seguintes ilustram as modalidades específicas compatíveis com a presente divulgação mas não limitam o escopo da divulgação ou as reivindicações anexas. Concentrações e porcentagens são em peso a menos que de outro modo indicado.
[0049]Uma verificação rápida da propriedade de incorporação da composição de pigmento de dióxido de titânio divulgada aqui foi realizada vertendo-se 120,0 g da composição de pigmento em 37,0 g de água deionizada em um copo plástico e depois misturando-se manualmente os componentes no copo com uma espátula. Uma pasta fluida sólida a 76,5% foi obtida.
[0050]O pigmento de dióxido de titânio particulado formado pelo processo de cloreto e contendo alumina a 1,0% em sua treliça cristalina foi disperso em água na presença de 0,075% de dispersante de hexametafosfato de sódio, junto com uma quantidade suficiente de hidróxido de sódio para ajustar o pH da dispersão para 9,5 ou mais alto para obter uma dispersão aquosa com um teor de sólidos de 35%. A pasta fluida resultante foi submetida à moagem com lixamento (usando uma razão em peso de areia de zircão-para-pigmento de 4:1) até 94% das partículas tiveram um tamanho de partícula menor do que 0,63 mícron, como determinado por Analisador de Tamanho de Partícula Microtrac X 100.
[0051]A pasta fluida resultante, diluída a um teor de sólidos de 30%, foi aquecida até 75 °C e subsequentemente tratada com 3,0% de silicato de sódio (calculado como sílica em peso do pigmento final), que foi adicionado durante 20 minutos. Enquanto mantendo a temperatura a 75 °C, o pH da pasta fluida foi lentamente diminuído até o pH 5,5 durante um período de 55 minutos por intermédio da adição lenta de ácido sulfúrico concentrado. Depois de permitir a pasta fluida digerir por 15 minutos, 1,6% de aluminato de sódio (calculado como alumina em peso do pigmento final), foi adicionado durante 10 minutos. O pH da pasta fluida foi mantido entre 8,25 e 9,25 por intermédio da adição concomitante de ácido sulfúrico concentrado. A pasta fluida foi digerida por 15 minutos a 75 °C. O pH da pasta fluida depois foi ajustado para 6,2 com ácido sulfúrico concentrado. A pasta fluida foi filtrada enquanto quente. O filtrado resultante foi lavado com água, que foi pré-aquecido até 60 °C. Uma torta de filtração de dióxido de titânio úmida que tinha tratamento com sílica/alumina foi obtida.
[0052]A torta de filtração de dióxido de titânio úmida do Exemplo 2 (que iguala- se a 1000 g de pigmento seco) foi misturada com água deionizada para obter uma pasta fluida a 50%. Em seguida, 10,61 g de uma solução aquosa de trimetilolpropano (TMP) a 33% foi adicionado e completamente misturado na pasta fluida. A pasta fluida de dióxido de titânio tratada com TMP depois foi seca em forno a 115 °C a um teor de umidade de menos do que 1%. O pigmento seco foi triturado para produzir um pó de pigmento seco. O pó de pigmento seco depois foi micronizado a vapor utilizando uma razão em peso de vapor para pigmento de 1:2,5 com uma pressão do injetor de vapor ajustada para 160 psi e pressão do anel do micronizador ajustada para 118 psi. O pigmento resultante foi submetido a um teste de propriedade de incorporação, como descrito no Exemplo 1. Isto apenas formou uma pasta. Uma pasta fluida pode não ser obtida em um teor de sólidos padrão de 76%.
[0053]Em seguida, a torta de filtração de dióxido de titânio úmida do Exemplo 2 foi misturada com água deionizada para obter uma pasta fluida a 50%. Uma solução aquosa de TMP foi adicionada e completamente misturada na pasta fluida em uma quantidade de 0,35% em peso de TiO2. A pasta fluida de TMP foi dividida em várias partes, cada parte contendo 1000 g de dióxido de titânio. Cada parte depois foi tratada com vários dispersantes bem conhecidos, por exemplo, (i) Tamol 1124, (ii) Tamol 1254, (iii) Zephram PD7000, (iv) Zephram 3300B, (v) Supersperse 95, (vi) Nuosperse 2000, (vii) Borchi Gen 451, (viii) Borchi Gen 755 e (ix) sal de sódio do ácido fosfonobutano tricarboxílico. Todas estas amostras foram secas em forno a 115 °C a um teor de umidade de menos do que 1%. O pigmento seco depois foi triturado para produzir um pó de pigmento seco. O pó de pigmento seco depois foi micronizado a vapor utilizando uma razão em peso de vapor para pigmento de 1:2,5 com uma pressão do injetor de vapor ajustada para 160 psi e pressão do anel do micronizador ajustada para 118 psi. O pigmento resultante foi submetido a um teste de propriedade de incorporação como descrito no Exemplo 1. Todas estas amostras formaram pastas fluidas tendo um baixo teor de sólidos (< 60%) mas formaram apenas uma pasta em um teor de sólidos mais alto. Uma pasta fluida pode não ser obtida em um teor de sólidos padrão de 76% exceto em relação à amostra com sal de ácido fosfonobutano tricarboxílico. Nesta amostra, fomos capazes de formar a pasta fluida mas o teor de grão foi alto.
[0054]A torta de filtração de dióxido de titânio úmida do Exemplo 2 (que iguala- se a 1000 g de pigmento seco) foi pesada em um pote de aço inoxidável. Uma mistura de produto químico foi preparada com 10,61 g de uma solução aquosa de TMP a 33%, 2,0 g de glicerol, 3,0 g de 2-amino-2-metil-1,3-propanodiol, 1,75 g de uma solução aquosa de sal de tetrassódio de ácido 2-fosfonobutano-1,2,4-tricarboxílico a 40% e 1,48 g de Pat-Add 603 (um dispersante polimérico da Patcham Ltd.). A mistura de produto químico foi misturada com a torta de filtração no pote. Após a mistura, a torta de filtração pode ser fluidizada para formar uma pasta fluida sem água extra. A pasta fluida de dióxido de titânio tratada depois foi seca em forno a 115 °C a um teor de umidade de menos do que 1%. O pigmento seco foi triturado para produzir um pó de pigmento seco. O pó de pigmento seco depois foi micronizado a vapor utilizando uma razão em peso de vapor para pigmento de 1:2,5 com uma pressão do injetor de vapor ajustada para 160 psi e pressão do anel do micronizador ajustada para 118 psi. O pigmento resultante foi submetido a um teste de propriedade de incorporação como descrito no Exemplo 1. Isto formou uma pasta fluida líquida em um teor de sólidos a 77% com baixo teor de grão.
[0055]A torta de filtração de dióxido de titânio úmida do Exemplo 2, que iguala- se a 1000 g de pigmento seco, foi pesada em um pote de aço inoxidável. Uma mistura de produto químico foi preparada com 10,61 g de uma solução aquosa de trimetilolpropano a 33%, 2,88 g de glicerol, 3,0 g de tris(hidroximetil)-aminometano, 1,75 g de uma solução aquosa de sal de tetrassódio de ácido 2-fosfonobutano-1,2,4- tricarboxílico a 40% e 1,48 g de Pat-Add 603 (um dispersante polimérico da Patcham Ltd.). A mistura de produto químico foi misturada com a torta de filtração no pote. Após a mistura, a torta de filtração pode ser fluidizada para formar uma pasta fluida sem água extra. A pasta fluida de dióxido de titânio tratada depois foi seca em forno a 115 °C a um teor de umidade de menos do que 1%. O pigmento seco foi triturado para produzir um pó de pigmento seco. O pó de pigmento seco depois foi micronizado a vapor utilizando uma razão em peso de vapor para pigmento de 1:2,5 com uma pressão do injetor de vapor ajustada para 160 psi e pressão do anel do micronizador ajustada para 118 psi. O pigmento resultante foi submetido a um teste de propriedade de incorporação, como descrito no Exemplo 1. Isto formou uma pasta fluida líquida em 77% de sólidos com baixo teor de grão.
[0056]A torta de filtração de dióxido de titânio úmida do Exemplo 2, que iguala- se a 1000 g de pigmento seco foi pesada em um pote de aço inoxidável. Uma mistura de produto químico foi preparada com 10,61 g de uma solução aquosa de trimetilolpropano a 33%, 2,0 g de glicerol, 10,0 g de Genamin Gluco 50, 1,75 g de uma solução aquosa de sal de tetrassódio de ácido 2-fosfonobutano-1,2,4-tricarboxílico a 40% e 1,48 g de Pat-Add 603 (um dispersante polimérico da Patcham Ltd.). A mistura de produto químico foi misturada com a torta de filtração no pote. Após a mistura, a torta de filtração pode ser fluidizada para formar uma pasta fluida sem água extra. A pasta fluida de dióxido de titânio tratada depois foi seca em forno a 115 °C a um teor de umidade de menos do que 1%. O pigmento seco depois foi triturado para produzir um pó de pigmento seco. O pó de pigmento seco depois foi micronizado a vapor utilizando uma razão em peso de vapor para pigmento de 1:2,5 com uma pressão do injetor de vapor ajustada para 160 psi e pressão do anel do micronizador ajustada para 118 psi. O pigmento resultante foi submetido a um teste de propriedade de incorporação, como descrito no Exemplo 1. Isto formou uma pasta fluida líquida a 77% de sólidos com baixo teor de grão.
[0057]A torta de filtração de dióxido de titânio úmida do Exemplo 2, que iguala- se a 1000 g de pigmento seco, foi pesada em um pote de aço inoxidável. Uma mistura de produto químico foi preparada com 10,61 g de uma solução aquosa de trimetilolpropano a 33%, 2,0 g de glicerol, 2,0 g de carbonato de sódio, 1,75 g de uma solução aquosa de sal de tetrassódio de ácido 2-fosfonobutano-1,2,4-tricarboxílico a 40% e 1,48 g de Pat-Add 603 (um dispersante polimérico da Patcham Ltd.). A mistura de produto químico foi misturada com a torta de filtração no pote. Após a mistura, a torta de filtração pode ser fluidizada para formar uma pasta fluida sem adicionar água extra. A pasta fluida de dióxido de titânio tratada depois foi seca em forno a 115 °C a um teor de umidade de menos do que 1%. O pigmento seco foi triturado para produzir um pó de pigmento seco. O pó de pigmento seco depois foi micronizado a vapor utilizando uma razão em peso de vapor para pigmento de 1:2,5 com uma pressão do injetor de vapor ajustada para 160 psi e pressão do anel do micronizador ajustada para 118 psi. O pigmento resultante foi submetido a um teste de propriedade de incorporação, como descrito no Exemplo 1. Isto formou a pasta fluida líquida a 77% de sólidos com baixo teor de grão.
[0058]O pigmento padrão do Exemplo 3 foi umedecido em água deionizada com um dispersante com base em ácido acrílico hidrofílico e um co-dispersante com base em hidroxil amina e depois triturado em alta velocidade com uma lâmina Cowles por 10 minutos. As propriedades da pasta fluida são apresentadas na Tabela 1.
[0059]Os pigmentos de incorporação dos Exemplos 4 a 7 foram adicionados à água deionizada e agitados com uma pá de hélice. As propriedades da pasta fluida são apresentadas na Tabela 1.
[0060]A natureza de incorporação da composição de pigmento de dióxido de titânio divulgada aqui vem da combinação de todos os três dos componentes do pacote de dispersante, do agente neutralizante, do componente dispersante e do componente de álcool poli-hídrico. Nenhum destes componentes é individualmente eficaz. Para confirmar isto, os experimentos seguintes foram conduzidos.
[0061]A torta de filtração de dióxido de titânio úmida do Exemplo 2 foi tomada e dividida em duas partes iguais, cada uma contendo 1000 g de pigmento seco. Cada parte foi pesada em um pote de aço inoxidável nomeadamente: (i) ao primeiro pote, uma mistura de produto químico de 10,61 g de uma solução aquosa de trimetilolpropano a 33% e 1,48 g de Pat-Add 603 (um dispersante polimérico da Patcham Ltd.) foi adicionada; e (ii) ao segundo pote uma mistura de produto químico de 10,61 g de uma solução aquosa de trimetilolpropano a 33% e 3,0 g de 2-amino-2- metil-1,3-propanodiol foi adicionada. A mistura de produto químico foi misturada com a torta de filtração nos potes. A torta de filtração de dióxido de titânio tratada depois foi seca em forno a 115 °C a um teor de umidade de menos do que 1%. O pigmento seco foi triturado para produzir um pó de pigmento seco. O pó de pigmento seco depois foi micronizado a vapor utilizando uma razão em peso de vapor para pigmento de 1:2,5 com uma pressão do injetor de vapor ajustada para 160 psi e pressão do anel do micronizador ajustada para 118 psi. As amostras de pigmento resultante foram submetidas a um teste de propriedade de incorporação como descrito no Exemplo 1 e os resultados são apresentados na Tabela 1. Outros produtos químicos únicos, Tamol 1124 (sal de amônio do copolímero de ácido acrílico hidrofílico), Pat-Add 603 (dispersante polimérico) e Cublen 8514 GR (ácido 1-hidroxietilidenodifosfônico, forma de sal de sódio), foram também usados separadamente com TMP para fabricar o pigmento de incorporação e testados quanto às propriedades de incorporação. Os resultados são apresentados na Tabela 1.Tabela 1: Propriedades de pastas fluidas de pigmento de incorporação fabricadas com vários pacotes.
[0062]Em cada teste, uma amostra e um padrão foram preparados em formulações idênticas como mostrado na tabela. A quantidade real da pasta fluida usada foi ajustada com base na porcentagem de sólidos. Água também foi ajustada. Ambas as tintas foram depois tiradas lado a lado em um cartão Leneta. O brilho das películas secas foi medido a partir da luz refletida em um ângulo de sessenta graus usando um medidor de brilho. Os valores de CIE L* e b* da tinta seca foram medidos usando um espectrofotômetro de esfera integradora e estes valores foram usados para calcular a intensidade da tonalidade e o tom da tonalidade.
[0063]A intensidade da tonalidade foi calculada usando a equação de Kubelka Munk onde:
onde: K = Absorbância de pigmento de negro de carbon S = Dispersão de pigmento de dióxido de titânio
[0064]O tom da tonalidade foi calculado como segue:Tom da tonalidade = b(jmoslra — b'l)a(jrão + Valor Atribuído Tabela 2. Propriedades da tinta feitas com pigmentos de incorporação
[0065]Os dados acima indicam que os pigmentos de incorporação não têm nenhum impacto adverso sobre as propriedades do pigmento. Apenas melhorias nas propriedades ópticas foram observadas.
[0066]Durante a fabricação da tinta, a intensidade da tonalidade (TS) baixa é um dos principais fatores que fazem com que o lote esteja fora das especificações. Pigmento de dióxido de titânio tem que ser pós-adicionado para reforçar a intensidade da tonalidade. Entretanto, o pigmento de dióxido de titânio tradicional tem que ser triturado para fazer a dispersão do pigmento antes da pós-adição. Este exemplo demonstrará a vantagem da composição de pigmento de dióxido de titânio divulgada aqui no pedido para ajuste de TS.
[0067]O controle 1 foi uma formulação de tinta látex de alto brilho de 100 galões (378,54 L). O controle 2 foi o mesmo como o controle 1 exceto que ele tinha 3 galões (11,36 L) de água em excesso com base em 100 galões (378,54 L) da formulação de controle 1 para simular a tinta TS fora da especificação causada pela água em excesso. A composição de pigmento divulgadas aqui na forma seca foi mistura manualmente para formar uma pasta fluida que foi diretamente adicionada na tinta de controle 2 separadamente para aumentar a TS. O peso do pigmento de dióxido de titânio pós-adicionado foi 7% com base no peso total do dióxido de titânio na fórmula. Quando misturando-se manualmente a pasta fluida de incorporação, a composição de pigmento seca foi agitada em água com uma espátula manualmente para obter um teor de sólido de 72%. Os resultados são mostrados na tabela abaixo. Os dados indicam que a pós-adição da composição de pigmento de dióxido de titânio divulgada aqui pode facilmente ajustar a intensidade da tonalidade sem um impacto adverso sobre as propriedades ópticas da tinta. Com a composição de pigmento divulgada aqui, o processo de trituração do pigmento de dióxido de titânio foi evitado em fazer o ajuste de TS.Controle 1: Formulação de tinta acrílica brilhante de 100 galões (378,54 L).
Controle 2: mesmo como o controle 1 exceto que teve 3 galões (11,36 L) de água em excesso na formulação de 100 galões (378,54 L) de Controle 1 para similar a tinta TS por água em excesso.
[0068]O ajuste de TS do controle 2 por pós-adição de mistura manual de pasta fluida de incorporação ou pós-adição direta de composição de pigmento seca na tinta.Tabela 3. Propriedades da tinta usando pigmento de incorporação ilustrando o ajuste da intensidade da tonalidade por pós-adição de pigmento de incorporação
* A mistura manual da pasta fluida foi feita misturando-se manualmente o pigmento de TiO2 de incorporação em água com uma espátula.
[0069]Portanto, os pigmentos, composições e métodos são bem adaptados para atingir as finalidades e as vantagens mencionadas, bem como aquelas que são inerentes nesta. Os exemplos particulares divulgados acima são ilustrativos apenas, visto que os presentes pigmentos, composições e métodos podem ser modificados e praticados em maneiras diferentes mas equivalentes evidentes àqueles técnicos no assunto tendo o benefício dos ensinamentos aqui. Portanto é evidente que os exemplos ilustrativos particulares divulgados acima podem ser alterados ou modificados e todas as tais variações são consideradas dentro do escopo e espírito dos presentes pigmentos, composições e métodos. Embora os pigmentos, composições e métodos sejam descritos em termos de “compreendendo”, “contendo”, “tendo”, ou “incluindo” vários componentes ou etapas, os pigmentos, composições e métodos podem também, em alguns exemplos, “consistir essencialmente” ou “consistir” nos vários componentes e etapas. Sempre que uma faixa numérica com um limite inferior e um limite superior for divulgada, qualquer número e qualquer faixa incluída que caia dentro da faixa são especificamente divulgados. Em particular, a cada faixa de valores (da forma, “de cerca de a cerca de b”, ou, equivalentemente, “de aproximadamente a a b”, ou, equivalentemente, “de aproximadamente a-b”) divulgados aqui deve ser entendida para estabelecer cada número e faixa abrangidos dentro da faixa mais ampla de valores. Também, os termos nas reivindicações têm seu significado simples e habitual a menos que de outro modo explicitamente e claramente definido pelo titular da patente.
Claims (21)
1. Composição de pigmento de dióxido de titânio CARACTERIZADA pelo fato de que é para o uso em uma formulação de tinta látex à base de água, que compreende: uma pluralidade de partículas de dióxido de titânio; e um pacote de dispersante depositado sobre as superfícies das referidas partículas de dióxido de titânio em uma quantidade de não mais do que 5% em peso com base no peso combinado das referidas partículas de dióxido de titânio e do referido pacote de dispersante, o referido pacote de dispersante incluindo: pelo menos um agente neutralizante não volátil selecionado dentre o grupo consistindo em compostos orgânicos tendo pelo menos um grupo funcional amina e pelo menos um grupo funcional hidróxi, sais alcalinos inorgânicos e combinações dos mesmos; pelo menos um componente dispersante selecionado dentre o grupo consistindo em dispersantes monoméricos de peso molecular baixo, dispersantes poliméricos e combinações dos mesmos; e pelo menos um componente de álcool poli-hídrico, em que a referida composição de pigmento de dióxido de titânio está na forma seca.
2. Composição de pigmento de dióxido de titânio, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que as referidas partículas de dióxido de titânio são formadas pelo processo de cloreto.
3. Composição de pigmento de dióxido de titânio, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que as referidas partículas de dióxido de titânio têm pelo menos um revestimento inorgânico depositado sobre as superfícies das mesmas, em que o(s) referido(s) revestimento(s) inorgânico(s) é(são) selecionado(s) dentre o grupo consistindo em revestimentos de óxido metálico, revestimentos de hidróxido metálico e combinações dos mesmos.
4. Composição de pigmento de dióxido de titânio, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que o referido pacote de dispersante está presente na referida composição de pigmento em uma quantidade de não mais do que 2% em peso com base no peso combinado das referidas partículas de dióxido de titânio e do referido pacote de dispersante.
5. Composição de pigmento de dióxido de titânio, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que os referidos compostos orgânicos tendo pelo menos um grupo funcional amina e pelo menos um grupo funcional hidróxi são selecionados dentre o grupo consistindo em hidroxilas alquil amina, hidroxilas amina aromáticas e combinações dos mesmos.
6. Composição de pigmento de dióxido de titânio, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que os referidos sais alcalinos inorgânicos são selecionados dentre o grupo consistindo em carbonatos de metal alcalino, bicarbonatos de metal alcalino e combinações dos mesmos.
7. Composição de pigmento de dióxido de titânio, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que os referidos dispersantes monoméricos de peso molecular baixo são selecionados dentre o grupo consistindo em fosfatos, ácidos carboxílicos, ácidos di ou tricarboxílicos, fosfonatos, ácidos carboxílicos com base em fosfonato e combinações dos mesmos.
8. Composição de pigmento de dióxido de titânio, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que os referidos dispersantes poliméricos são moléculas poliméricas que contêm um ou mais grupos funcionais de compostos selecionados dentre o grupo de aminas, ácidos carboxílicos, ácidos sulfônicos, ácidos fosfônicos, ácidos fosfóricos, sais de aminas, sais de ácidos carboxílicos, sais de ácidos sulfônicos, sais de ácidos fosfônicos, sais de ácidos fosfóricos e combinações dos mesmos.
9. Composição de pigmento de dióxido de titânio, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que os referidos componentes de álcool poli-hídrico são selecionados dentre o grupo consistindo em polióis de cadeia linear de alquila, polióis de cadeia ramificada de alquila e combinações dos mesmos.
10. Composição de pigmento de dióxido de titânio, de acordo com a reivindicação 5, CARACTERIZADA pelo fato de que os referidos compostos orgânicos tendo pelo menos um grupo funcional amina e pelo menos um grupo funcional hidróxi são selecionados dentre o grupo de 2-amino-2-metil-1,3-propanodiol, 2-amino-2-etil-1,3-propanodiol, tris(hidroximetil)aminometano, trietanolamina, N-butil- dietanolamina, dimetilglucamina e combinações dos mesmos.
11. Composição de pigmento de dióxido de titânio, de acordo com a reivindicação 7, CARACTERIZADA pelo fato de que os referidos dispersantes monoméricos de peso molecular baixo são selecionados dentre o grupo de hexametafosfato de sódio, ácidos carboxílicos de fosfato, sais de ácidos carboxílicos de fosfato, ácidos carboxílicos de hidroxila, sais de ácidos carboxílicos de hidroxila e combinações dos mesmos.
12. Composição de pigmento de dióxido de titânio, de acordo com a reivindicação 8, CARACTERIZADA pelo fato de que os referidos dispersantes poliméricos são selecionados dentre o grupo de ácido poliacrílico, copolímeros de ácido poliacrílico, sais de ácido poliacrílico e copolímeros de ácido poliacrílico, copolímeros de ácido maleico, sais de copolímeros de ácido maleico e combinações dos mesmos.
13. Composição de pigmento de dióxido de titânio, de acordo com a reivindicação 9, CARACTERIZADA pelo fato de que os referidos componentes de álcool poli-hídrico são selecionados dentre o grupo de trimetilolpropano, ditrimetilolpropano, glicerol, diglicerol, pentaeritritol, manitol e combinações dos mesmos.
14. Método para formar a composição de pigmento de dióxido de titânio misturada conforme definida na reivindicação 1 CARACTERIZADO pelo fato de que é para o uso em uma formulação de tinta látex à base de água, que compreende: fornecer uma pluralidade de partículas de dióxido de titânio; fornecer um pacote de dispersante, o referido pacote de dispersante incluindo: pelo menos um agente neutralizante não volátil selecionado dentre o grupo consistindo em compostos orgânicos tendo pelo menos um grupo funcional amina e pelo menos um grupo funcional hidróxi, sais alcalinos inorgânicos e combinações dos mesmos; pelo menos um componente dispersante selecionado dentre o grupo consistindo em dispersantes monoméricos de peso molecular baixo, dispersantes poliméricos e combinações dos mesmos; e pelo menos um componente de álcool poli-hídrico; depositar o referido pacote de dispersante sobre as superfícies das referidas partículas de dióxido de titânio em uma quantidade de não mais do que 5% em peso com base no peso combinado das referidas partículas de dióxido de titânio e do referido pacote de dispersante; e após depositar o referido pacote de dispersante sobre as superfícies das referidas partículas de dióxido de titânio, secar as referidas partículas de dióxido de titânio.
15. Método, de acordo com a reivindicação 14, CARACTERIZADO pelo fato de que as referidas partículas de dióxido de titânio são partículas brutas de dióxido de titânio e o referido método compreende ainda: antes de depositar o referido pacote de dispersante sobre as referidas superfícies das referidas partículas brutas de dióxido de titânio, triturar as referidas partículas de dióxido de titânio a um tamanho de partícula desejado e filtrar e lavar as referidas partículas de dióxido de titânio trituradas para formar uma torta de filtração de pigmento úmida; em que o referido pacote de dispersante é depositado sobre as referidas superfícies das referidas partículas de dióxido de titânio misturando o referido pacote de dispersante com a referida torta de filtração de pigmento úmida.
16. Método, de acordo com a reivindicação 15, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda: secar a referida torta de filtração de pigmento úmida para formar uma torta de filtração de pigmento seca; triturar a referida torta de filtração de pigmento seca para formar uma torta de filtração de pigmento triturada; e micronizar a vapor a referida torta de filtração triturada para formar a referida composição de pigmento de dióxido de titânio.
17. Método para formar uma pasta fluida contendo a composição de pigmento de dióxido de titânio conforme definida na reivindicação 1 CARACTERIZADO pelo fato de que é para o uso em uma formulação de tinta látex à base de água, que compreende: fornecer um meio aquoso; fornecer uma pluralidade de partículas de dióxido de titânio; fornecer um pacote de dispersante, o referido pacote de dispersante incluindo: pelo menos um agente neutralizante não volátil selecionado dentre o grupo consistindo em compostos orgânicos tendo pelo menos um grupo funcional amina e pelo menos um grupo funcional hidróxi, sais alcalinos inorgânicos e combinações dos mesmos; pelo menos um componente dispersante selecionado dentre o grupo consistindo em dispersantes monoméricos de peso molecular baixo, dispersantes poliméricos e combinações dos mesmos; e pelo menos um componente de álcool poli-hídrico; e depositar o referido pacote de dispersante sobre as superfícies das referidas partículas de dióxido de titânio em uma quantidade de não mais do que 5% em peso com base no peso combinado das referidas partículas de dióxido de titânio e do referido pacote de dispersante para formar uma composição de pigmento de dióxido de titânio; e dispersar a referida composição de pigmento de dióxido de titânio no referido meio aquoso para formar uma pasta fluida de composição de pigmento de dióxido de titânio misturada, em que antes de ser dispersa no referido meio aquoso, a referida composição de pigmento de dióxido de titânio está na forma seca.
18. Método, de acordo com a reivindicação 17, CARACTERIZADO pelo fato de que as referidas partículas de dióxido de titânio são partículas brutas de dióxido de titânio e o referido método compreende ainda: antes de depositar o referido pacote de dispersante sobre as referidas superfícies das referidas partículas brutas de dióxido de titânio, triturar as referidas partículas de dióxido de titânio a um tamanho de partícula desejado e filtrar e lavar as referidas partículas de dióxido de titânio trituradas para formar uma torta de filtração de pigmento úmida; em que o referido pacote de dispersante é depositado sobre as referidas superfícies das referidas partículas de dióxido de titânio misturando o referido pacote de dispersante com a referida torta de filtração de pigmento úmida.
19. Método, de acordo com a reivindicação 18, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda antes de dispersar a referida composição de pigmento de dióxido de titânio no referido meio aquoso, secar a referida torta de filtração de pigmento úmida para formar uma torta de filtração de pigmento seca; triturar a referida torta de filtração de pigmento seca para formar uma torta de filtração de pigmento triturada; e micronizar a vapor a referida torta de filtração triturada para formar a referida composição de pigmento de dióxido de titânio.
20. Método, de acordo com a reivindicação 17, CARACTERIZADO pelo fato de que as referidas partículas de dióxido de titânio são formadas pelo processo de cloreto.
21. Método, de acordo com a reivindicação 17, CARACTERIZADO pelo fato de que o referido pacote de dispersante está presente na referida composição de pigmento em uma quantidade de não mais do que 2% em peso com base no peso combinado das referidas partículas de dióxido de titânio e do referido pacote de dispersante.
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