BRPI0413160B1 - Composições sólidas inorgânicas particuladas tratadas com compostos organofosfínicos , matrizes poliméricas e métodos para a preparação destas composições. - Google Patents

Composições sólidas inorgânicas particuladas tratadas com compostos organofosfínicos , matrizes poliméricas e métodos para a preparação destas composições. Download PDF

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inorganic solid
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organophosphine
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Modasser El-Shoubary
Robert Kostelnik
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Cristal Usa Inc
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K9/00Use of pretreated ingredients
    • C08K9/04Ingredients treated with organic substances

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Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "COMPOSIÇÕES SÓLIDAS INORGÂNICAS PARTICULADAS TRATADAS COM COMPOSTOS ORGANOFOSFÍNICOS, MATRIZES POLIMÉRICAS E MÉTODOS PARA A PREPARAÇÃO DESTAS COMPOSIÇÕES".
CAMPO DA INVENÇÃO
A presente invenção refere-se a sólidos inorgânicos particulados e, em particular, a sólidos inorgânicos particulados que foram tratados com certos compostos organofosfínicos, tais como ácidos organofosfínicos e seus sais, ANTECEDENTES DA INVENÇÃO A incorporação de sólidos inorgânicos particulados nas matrizes poliméricas foi realizada durante muitos anos e, ao longo dos anos, os sólidos inorgânicos particulados foram e continuam a ser incorporados nas matrizes poliméricas por muitas razões. Por exemplo, podem ser utilizados como preenchidos. Podem ainda ser utilizados para conferir melhores atributos físicos e químicos às matrizes poliméricas, incluindo menor atividade química e maior estabilidade térmica, especialmente resistência à formação de orifícios nas aplicações de filmes poliméricos extrusados. Com a finalidade de se obter benefícios diferentes, os sólidos inorgânicos particulados podem ser tratados de formas diferentes, incluindo através da adição de tratamentos de superfície.
Os sólidos inorgânicos particulados comumente utilizados para a incorporação nas matrizes poliméricas incluem o dióxido de titânio e o caulim. Os tratamentos de superfície conhecidos que foram aplicados a estes sólidos incluem silanos, alcanolaminas, polióis, ácidos organofosfóricos, ácidos organossulfônicos e polienos fosforilados. O tratamento ótimo dependerá em parte dos atributos que se deseja em um sólido tratado, que dependerá em parte da aplicação em que será utilizado. Freqüentemente é desejado fornecer um sólido particulado hidrofóbico que é estável, fácil de preparar, eficiente em relação ao custo, capaz de ser disperso em um alto grau nos polímeros e não reativo na presença de outros aditivos, tal como litopônio. Entretanto, apesar de vários tratamentos de superfície conhecidos, por várias razões, incluindo custo e propriedades desejadas, nenhum tratamento de superfície conhecido é ideal para todas as aplicações. Assim, há sempre uma necessidade de desenvolver novos e melhores tratamentos para sólidos particulados.
De forma surpreendente, foi descoberto que através do tratamento de um sólido particulado inorgânico com um composto organofosfíni-co, uma composição que possui boa capacidade de dispersão nas matrizes poliméricas podería ser produzida. A presente invenção se direciona a estes sólidos particulados inorgânicos tratados, aos métodos de produção dos mesmos e aos usos dos mesmos.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO A presente invenção fornece sólidos inorgânicos particulados tratados para uso nas matrizes poliméricas como pigmentos, preenchimentos, diluentes, absorventes de ultravioleta etc., assim como métodos para a produção destes sólidos inorgânicos particulados tratados. O sólido inorgânico particulado tratado da presente invenção compreende um sólido inorgânico particulado tratado que é tratado com um ou mais compostos organo-fosfínicos. Opcionalmente, o sólido inorgânico particulado tratado pode compreender ainda um óxido metálico. O sólido inorgânico particulado tratado da presente invenção pode ser formado através do tratamento de um sólido inorgânico particulado com um composto do ácido organofosfínico ou um sal de um composto organofosfínico que pode ser representado pela fórmula a seguir: em que Ri é um grupo orgânico que possui 2 até 22 átomos de carbono, R2 é hidrogênio ou um grupo orgânico que possui 2 até 22 átomos de carbono e M é hidrogênio, amônio, organoamônio ou um íon metálico.
De acordo com uma modalidade, a presente invenção fornece um sólido inorgânico particulado tratado que compreende: (a) um sólido inorgânico particulado; e (b) um composto organofosfínico que possui a fórmula: em que Ri é um grupo orgânico que possui 2 até 22 átomos de carbono, R2 é hidrogênio ou um grupo orgânico que possui 2 até 22 átomos de carbono e M é hidrogênio, amônio, organoamônio ou um íon metálico.
De acordo com uma segunda modalidade, a presente invenção fornece um método para a preparação de uma composição sólida inorgânica particulada tratada. O método compreende a filtração de uma suspensão, em que a dita suspensão compreende um sólido inorgânico particulado e a combinação do sólido inorgânico particulado filtrado com o composto orga-nofosfínico da primeira modalidade.
De acordo com uma terceira modalidade, a presente invenção fornece um outro método para a preparação de uma composição sólida inorgânica particulada tratada. Este método compreende a combinação de um sólido inorgânico particulado seco com o composto organofosfínico da primeira modalidade.
Os sólidos inorgânicos particulados tratados da presente invenção podem ser combinados com e facilmente dispersos nos polímeros para formar matrizes poliméricas após os sólidos inorgânicos particulados terem sido tratados com o composto organofosfínico. Os sólidos inorgânicos parti-culados da presente invenção possuem excelente dispersão, resistência à formação de orifícios e outras propriedades físicas quando incorporados nos artigos e filmes poliméricos.
Os sólidos inorgânicos particulados tratados da presente invenção podem ser ainda utilizados para preparar bateladas mestras de polímeros altamente carregadas. Os sólidos inorgânicos particulados tratados exibem especialmente excelentes qualidades de dispersão quando incorpora- dos nas bateladas mestras contendo até aproximadamente 85% dos sólidos inorgânicos particulados tratados. Estas bateladas mestras altamente carregadas são úteis nas aplicações em que a dispersão e a estabilidade térmica, especialmente a resistência à formação de orifícios, são críticas.
DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO A presente invenção se direciona a sólidos inorgânicos particulados para uso em associação com os polímeros e os métodos para a produção destes sólidos inorgânicos particulados. De acordo com a presente invenção, um sólido inorgânico particulado é tratado com um composto or-ganofosfínico. O sólido inorgânico particulado tratado resultante pode ser então combinado com um polímero para formar uma matriz polimérica. Não é pretendido que a presente divulgação seja um tratado nos sólidos inorgânicos particulados ou na produção de matrizes poliméricas e os leitores recebem referências a textos disponíveis apropriados e outros materiais no campo para fundamento adicional sobre a matéria de objetivo desta invenção.
Os sólidos inorgânicos particulados tratados produzidos de a-cordo com a presente invenção compreendem um sólido inorgânico particulado que é tratado com um composto organofosfínico. Preferencialmente, o sólido inorgânico particulado compreende ainda um óxido metálico, tal como o óxido de alumínio. Os sólidos inorgânicos particulados adequados para uso na presente invenção incluem, mas não estão limitados ao dióxido de titânio, ao caulim, ao talco, ao carbonato de cálcio, ao óxido de zinco e à mi-ca. A expressão "sólido inorgânico particulado" como utilizado aqui refere-se ao sólido inorgânico particulado que não foi tratado com um composto organofosfínico. Preferencialmente, o dióxido de titânio é o sólido inorgânico particulado escolhido. Quando o sólido inorgânico particulado é o dióxido de titânio, o dióxido de titânio pode ser rutílio, produzido através do processo de sulfato ou de cloreto ou anatásio, produzido através do processo de sulfato. Os processos para a produção de sólidos inorgânicos particulados rutílio e anatásio são bem conhecidos pelos versados na técnica.
Estão incluídas na presente invenção composições em que o sólido inorgânico particulado é o dióxido de titânio em uma forma que é adequada para conferir a brancura e a opacidade. Esta forma de dióxido de titânio é comumente referida como dióxido de titânio pigmentar. Estão ainda incluídas na presente invenção as composições em que o sólido inorgânico particulado está na forma de dióxido de titânio que é comumente referido como dióxido de titânio "transparente". O dióxido de titânio transparente possui pouca propensão à difusão ou à absorção da luz visível, mas possui uma boa capacidade de absorver luz ultravioleta. Portanto, como os versados na técnica estão cientes, o dióxido de titânio transparente é adicionado a plásticos e outras composições para fornecer proteção da luz ultravioleta. A faixa de tamanho de partícula normal para os sólidos inorgânicos particulados é de aproximadamente 0,10 mícron até aproximadamente 20 mícrons. Quando o sólido inorgânico particulado é considerado um preenchimento ou um diluente, tal como o caulim, o carbonato de cálcio, o talco e a mica, a faixa de tamanho de partícula é normalmente de aproximadamente 0,5 mícron até aproximadamente 20 mícrons. Para os sólidos inorgânicos particulados geralmente considerados como sendo pigmentos, o tamanho médio de partícula varia de aproximadamente 0,1 mícron até aproximadamente 0,5 mícron. Geralmente, quando o sólido inorgânico particulado é o dióxido de titânio na forma pigmentar, o tamanho médio de partícula está na faixa de 0,2 - 0,35 mícron. Quando o sólido inorgânico particulado é dióxido de titânio transparente, o tamanho médio de partícula é de aproximadamente 0,01 até 0,15 mícron. Quando o formato do sólido inorgânico particulado for aproximadamente esférico, estas medidas representam o diâmetro. Quando o formato do sólido inorgânico particulado for acicular ou não esférico, então estas medidas representam a medida da dimensão mais longa.
Preferencialmente, os compostos organofosfínicos da presente invenção possuem pelo menos um grupo orgânico que contém de aproximadamente 2 até aproximadamente 22 átomos de carbono. A não ser que seja especificado de outra forma, estes grupos orgânicos podem ser substituídos ou não substituídos, lineares, ramificados ou cíclicos e saturados e insatura- dos. Os exemplos de grupos orgânicos úteis na presente invenção incluem, mas não estão limitados a etil-, propil-, butil-, isobutil-, butil- terciário, pentil-, hexil-, heptil-, octil-, isooctil-, 2-etihexil-, decil-, dodecil- e similares. Preferencialmente, o grupo orgânico é um hexil- linear, um octil- linear, um isooctil-ou um 2-etilhexik Adicionalmente, preferencialmente o grupo orgânico não é substituído. Ainda, preferencialmente Ri e R2 não são compostos arila.
Com a finalidade de preparar o sólido inorgânico particulado tratado da presente invenção, um sólido inorgânico particulado é tratado com um composto organofosfínico que pode em geral ser representado pela Fórmula I, que inclui não somente ácidos organofosfínicos, mas também seus sais. A expressão "composto organofosfínico" refere-se tanto aos ácidos organofosfínicos quanto aos sais dos ácidos organofosfínicos. Estes compostos organofosfínicos da Fórmula I podem ser sintetizados de novo ou obtidos de fontes comerciais, tai como a Fluka Chemical. Para os compostos que podem ser representados pela Fórmula I, preferencialmente Ri e R2 serão hexil-, octil-, isooctil- ou 2-etilhexil-. A Fórmula I é: em que Ri é um grupo orgânico que possui 2 até 22 átomos de carbono, R2 é hidrogênio ou um grupo orgânico que possui 2 até 22 átomos de carbono e M é hidrogênio, amônio, organoamônio ou um íon metálico.
Os compostos organofosfínicos descritos anteriormente, que são utilizados para formar o tratamento de superfície da presente invenção, serão utilizados para tratar o sólido inorgânico particulado com a finalidade de formar um sólido inorgânico particulado tratado. A expressão "sólido inorgânico particulado tratado" refere-se a qualquer sólido inorgânico particulado que teve sua superfície tratada ou modificada. A expressão "sólido inorgânico particulado tratado organofosfínico" refere-se a um sólido inorgânico particulado que foi tratado com qualquer substância que pode ser representada pela Fórmula I anterior. A quantidade preferível de composto organofosfínico dependerá da aplicação na qual será utilizado e da natureza do sólido inorgânico particulado. Em geral, haverá aproximadamente 0,1 por cento em peso até aproximadamente 30 por cento em peso dos compostos organofos-fínicos, com base no peso do sólido inorgânico particulado. A quantidade de composto organofosfinico para tratar sólidos inorgânicos particulados de tamanho pigmentar é preferencialmente de aproximadamente 0,1 por cento até aproximadamente 5 por cento em peso, com base no peso do sólido i-norgânico particulado; mais preferencialmente de aproximadamente 0,3 por cento até aproximadamente 2,0 por cento; e mais preferencialmente de a-proximadamente 0,7 por cento até aproximadamente 1,2 por cento. Para sólidos inorgânicos particulados de tamanho menor, a quantidade de compostos organofosfínicos é geralmente maior. Para o dióxido de titânio transparente, a quantidade de composto organofosfinico utilizada é preferencialmente de aproximadamente 3 até 30 por cento em peso, com base no peso do dióxido de titânio transparente; mais preferencialmente de aproximadamente 5 até aproximadamente 30 por cento; e mais preferencialmente de aproximadamente 10 até 20 por cento. O composto organofosfinico pode ser combinado com o sólido inorgânico particulado em qualquer um de um número de estágios de produção do sólido inorgânico particulado tratado. Quando se gera o dióxido de titânio tratado, uma das razões pela qual o composto organofosfinico pode ser incorporado em um de um número de etapas de produção dos processos de cloreto e/ou de sulfato é que nenhum subproduto da interação do composto organofosfinico e da superfície do sólido inorgânico particulado ou no máximo, a água ou um sal pode ser o subproduto, dos quais ambos são facilmente removidos.
Preferencialmente, a combinação do sólido inorgânico particulado e o tratamento de superfície da presente invenção ocorrerão a uma temperatura de aproximadamente 10°C até aproximadamente 270°C. A temperatura ótima em que o sólido inorgânico particulado e o tratamento de superfície são combinados é dependente da etapa no processo de produção do sólido inorgânico particulado em que o tratamento de superfície é adiciona- do.
Adicionalmente, preferencialmente, quaisquer metais que estiverem presentes, estarão presentes em suas formas de óxido e mais preferencialmente, o óxido de alumínio estará presente no momento que o composto organofosfínico estiver sendo adicionado. Mais preferencialmente, entre a-proximadamente 0,2% em peso e 1,2% em peso de alumina será utilizado, com base no peso do sólido inorgânico particulado. O uso de alumina na produção dos sólidos inorgânicos particulados, particularmente o dióxido de titânio, é bem conhecido pelos versados na técnica.
Sob estas condições, o sólido inorgânico particulado pode ser referido como "um sólido inorgânico particulado inativado", com a finalidade de distinguir das circunstâncias em que um metal, tal como o alumínio está presente em sua forma iônica e ativa o sólido inorgânico particulado. Durante os processos de preparação, tal como a produção de T1O2, os valores de pH sob os quais ''os sólidos inorgânicos particulados inativados" existem podem, por exemplo, ser encontrados quando uma torta de filtro foi formada ou após 0 composto organofosfínico que foi adicionado ao sólido inorgânico particulado. As adições nestes pontos são particularmente benéficas porque sob 0 processamento padronizado nenhuma filtração subsequente é realizada; conseqüentemente, os compostos organofosfínicos não serão removidos e 0 processo pode ser realizado de forma econômica.
Os métodos para a adição do composto organofosfínico podem ser similares aos métodos para a adição de outros tratamentos de superfície que são incorporados de forma flexível e fácil nos processos de sólidos inorgânicos particulados. Assim, há muitos lugares durante a produção de um sólido inorgânico particulado em que 0 composto organofosfínico pode ser adicionado e não significa que os pontos de adições descritos aqui sejam exaustivos. O ponto ótimo durante 0 qual se deve adicionar 0 composto organofosfínico dependerá em parte do processo em que este é incorporado.
No mais simples dos métodos, 0 composto organofosfínico pode ser adicionado borrifando ou vertendo do mesmo em um sistema em que 0 sólido inorgânico particulado já está presente. Para maximizar a uniformida- de da distribuição do composto organofosfínico, pode ser desejado misturar ou agitar o composto organofosfínico e o sólido inorgânico particulado. Os métodos para misturar um tratamento ou um sólido inorgânico particulado são bem conhecidos pelos versados na técnica. Os dispositivos, tal como um equipamento para mistura V-shell com um bastão intensificador para a aplicação de um líquido em um pó ou outro dispositivo de mistura adequado conhecido agora ou que virá a ser conhecido pelos versados na técnica pode ser utilizado.
Alternativamente, o composto organofosfínico pode ser medido em um micronizador ou pulverizador em jato junto com o pó de sólido inorgânico particulado que será moído. As técnicas de micronização a ar ou a vapor podem ser utilizadas em temperaturas partindo da temperatura ambiente até 250°C ou maior como é conhecido ou pode ser facilmente conhecido pelos versados na técnica.
Em um processo de produção convencional, o composto organo-fosfíníco pode, através de um exemplo adicional, ser adicionado no alimen-tador de secagem por spray, em um dispositivo de moagem de alta intensidade ou a uma alimentação de micronizador, anterior ou concorrentemente com a micronização. Como descrito anteriormente, não é tão eficiente adicionar o composto organofosfínico a uma suspensão de sólido inorgânico particulado antes da filtração e da lavagem uma vez que uma parte do composto organofosfínico será perdida após a lavagem do sólido inorgânico particulado. Em contraste, a adição de compostos organofosfínicos da presente invenção à torta de filtro ou à alimentação de micronização minimiza a perda da parte orgânica, aumentando assim a eficiência de produção. Assim, é desejável adicionar o composto organofosfínico a uma torta de filtro lavada fluidizada com agitação com a finalidade de garantir a mistura uniforme do composto organofosfínico entre as partículas de sólido inorgânico particulado. Ainda, em algumas modalidades, é desejável adicionar o composto or-ganofosfínico após quaisquer estágios de filtração e de lavagem, mas antes de qualquer estágio de secagem.
Se o composto organofosfínico for adicionado a um sólido inor- gânico particulado seco, tal como um produto de secagem por spray ou uma alimentação de micronizador, deve-se tomar um cuidado particular de garantir a mistura uniforme do composto organofosfínico com o pó de sólido inorgânico particulado. Isto pode, por exemplo, ser realizado através da utilização de uma misturadora V-shell equipada com um bastão intensificador para a aplicação do produto orgânico na forma de um líquido puro ou solução ou através da utilização de outros dispositivos de mistura adequados. Se o composto organofosfínico for um material sólido, então a dissolução do mesmo em água, etanol, tetrahidrofurano ou qualquer solvente adequado auxiliará na aplicação uniforme do composto organofosfínico ao sólido inorgânico particulado.
Dissolvendo a substância sólida em um solvente, a mistura uniforme é mais facilmente obtida. Por exemplo, quando o composto organofosfínico for dissolvido em um solvente apropriado, pode ser adicionado após o sólido inorgânico particulado ser seco, antes de entrar em um micronizador ou no próprio micronizador ao mesmo tempo em que o sólido inorgânico par-ticulado é adicionado ao micronizador.
Após o composto organofosfínico ter sido combinado com o sólido inorgânico particulado, o sólido inorgânico particulado tratado pode ser moído com energia do fluido utilizando vapor ou ar para produzir um sólido inorgânico particulado acabado tratado que mantém altos níveis do composto organofosfínico. Quando um tratamento é adicionado após todas as etapas de filtração, a quantidade do tratamento que permanece associada com o sólido inorgânico particulado é muito maior do que se houvesse uma etapa de filtração após a adição do tratamento de superfície. Isto pode reduzir o custo global de produção do sólido inorgânico particulado tratado.
Quando, por exemplo, o sólido inorgânico particulado for dióxido de titânio, o composto organofosfínico pode ser adicionado ao dióxido de titânio não tratado diretamente obtido de um processo de produção, tal como os processos de cloreto ou de sulfato. Adicionalmente, o dióxido de titânio sólido inorgânico particulado pode ser adicionalmente tratado com óxidos metálicos, tais como o óxido de alumínio, o dióxido de silício, o óxido de zir- cônio e similares, utilizando qualquer processo conhecido pelos versados na técnica, antes do tratamento com o composto organofosfínico da presente invenção. Outros exemplos de tratamentos incluem fosfatos e estanho. Adicionalmente, o sólido inorgânico particulado não tratado ou o sólido inorgânico particulado tratado pode ser secundariamente tratado com poliálcoois, tais como trimetiloletano e trimetilolpropano ou alcanolaminas, tal como trie-tanolamina antes da adição do composto organofosfínico ou subseqüente à adição do composto organofosfínico. Pode ser ainda escolhido tratar com fosfatos inorgânicos ou combinações de fosfatos inorgânicos e óxidos metálicos. Ainda, pode ser escolhido tratar com combinações ou misturas dos compostos mencionados anteriormente. Quando o sólido inorgânico particulado for o dióxido de titânio, o sólido inorgânico particulado que foi tratado com um composto organofosfínico pode, por exemplo, ser moído com energia do fluido utilizando vapor ou ar para produzir um sólido inorgânico particulado acabado que mantém altos níveis do composto organofosfínico reduzindo assim o custo global da produção de Ti02 modificado.
Uma vez que o sólido inorgânico particulado tratado com o ácido organofosfínico é formado, pode ser então combinado com um polímero para formar uma matriz polimérica. A expressão "matriz polimérica" refere-se à substância que compreende um polímero e o sólido inorgânico particulado tratado. Os polímeros que podem ser de uso na presente invenção incluem, mas não estão limitados aos polímeros para uso nas aplicações termoplásti-cas, tais como polímeros de monômeros de etileno não substituídos, incluindo polietileno, polipropileno, polibutileno e copolímeros de etileno com alfa-olefinas contendo 4 até 12 átomos de carbono ou acetato de vinila; homopo-límeros de vinila, homopolímeros acrílicos e copolímeros, poliamidas, poli-carbonatos, poliestireno, acrilonitrila-butadieno-estirenos e poíiéteres. Outros tipos de polímeros adequados incluem ainda polivinilcloreto, poliuretanas, polissulfonas, poliimidas, poliésteres e poliésteres clorados, polioxietilenos, fenólicos, alquidas, resinas de amino, resinas de epóxi, resinas de fenóxi e resinas de acetal. Os métodos para a combinação de sólidos inorgânicos particulados tratados com polímeros são bem conhecidos pelos versados na técnica. 0 sólido inorgânico particulado tratado pode ser combinado com o polímero e possuir uma carga de até aproximadamente 85% em peso, com base no peso da matriz polimérica. Preferencialmente, é utilizada uma carga de sólido inorgânico particulado tratado de aproximadamente 50% até aproximadamente 85% em peso com base no peso da matriz polimérica. Esta carga pode ser utilizada como a batelada mestra. Entende-se que "batelada mestra” se refira a uma mistura de duas ou mais substâncias que são mescladas juntas e então mescladas com um ou mais ingredientes que podem ser os mesmos ou diferentes a qualquer uma das duas primeiras substâncias. Os métodos para a criação de uma batelada mestra com o sólido inorgânico particulado tratado são conhecidos ou podem ser facilmente conhecidos pelos versados na técnica. Por exemplo, a batelada mestra pode ser criada através da combinação do sólido inorgânico particulado tratado e o polímero utilizando uma misturadora BR Banbury ou uma extrusora de rosca dupla.
Foi descoberto, de forma surpreendente e inesperada, que os sólidos inorgânicos particulados tratados desta invenção não geram gases potencialmente prejudiciais ou desagradáveis quando utilizados em combinação com o litopônio de preenchimento polimérico, que contém combinações de sulfeto de zinco e sulfato de bário. Em contraste, quando se utiliza polienos fosforilados em combinação com litopônio é emitido um gás potencialmente prejudicial.
Foi ainda descoberto, de forma surpreendente e inesperada, que os sólidos inorgânicos particulados tratados desta invenção conferem boa resistência à formação de orifícios aos polímeros termopiásticos nos quais foram incorporados. A formação de orifício, que se acredita ser uma medida da volatilidade em uma porcentagem em peso específica de cargas de sólido inorgânico particulado e temperaturas de processamento, pode ser manifestada como um espaço vazio ou um orifício em um filme plástico.
Devido ao fato de que os sólidos orgânicos particulados tratados são particularmente benéficos para uso nas aplicações termoplásticas, é preferível processá-los de forma que quando são utilizados com polímeros para estas aplicações, contêm uma ausência essencial de solventes orgânicos e água tanto antes de serem combinados com o polímero quanto após serem combinados com o polímero.
Ainda, foi descoberto de forma surpreendente e inesperada que os sólidos inorgânicos particulados produzidos de acordo com a presente invenção exibem excelente dispersão quando incorporados em artigos de filme polimérico termoplástico. Como é conhecido pelos versados na técnica, os filmes contêm tipicamente até aproximadamente 14% de sólidos inorgânicos tratados.
Exemplos Os exemplos a seguir apresentam modalidades preferidas da invenção. Estas modalidades são meramente ilustrativas e não é pretendido ou não devem ser interpretados como limitantes da invenção reivindicada de forma alguma.
Os compostos fosfínicos nos exemplos foram preparados de a-cordo com os métodos gerais conhecidos pelos versados na técnica como descrito, por exemplo, em J. Med. Chem., 1988, 32,204 e Zhurnal Obshcei Khimi, 1979,50,1744, submetidos a algumas modificações.
Exemplo 1 Neste exemplo, 0,90% de ácido diisooctilfosfínico é adicionado à base de Ti02 rutílio do processo de cloreto seco, que foi revestido com 0,20% de alumina. 26,8 mL de 386,4 gramas de A^cyiitro de solução de aluminato de sódio foram adicionados em 5,230 gramas de Ti02 do processo de cloreto em partículas finas em uma suspensão de 350 gramas/litro com mistura a 70°C. O pH da suspensão foi ajustado em 7,0 utilizando uma solução de hidróxido de sódio a 50% e foi permitido que a suspensão envelhecesse durante 30 minutos com agitação. A suspensão envelhecida foi filtrada e lavada duas vezes com alíquotas de 5000 mL de água deionizada a 80°C e então seca durante a noite a 115°C em um forno. A torta de filtro seca foi forçada através de uma peneira de 8 mesh na preparação do tratamento com ácido diisooctiisulfônico. 9.0 gramas de ácido diisooctilfosfínico (Fluka Chemical) foram gotejados em um movimento circular em 1000 gramas de TÍO2 revestido com alumina filtrado em 8 mesh seco preparado como descrito anteriormente, que foi espalhado em uma espessura de 1 cm sobre um filme de polieti-leno, O pigmento foi misturado com uma espátula grande e transferido para uma garrafa Nalgene de boca larga de 3,78 litros (um galão). A garrafa contendo 0 pigmento foi agitada durante 10 minutos em um moinho de rolo. O pigmento agitado foi micronizado sob vapor para produzir 0 pigmento acabado. O pigmento acabado foi incorporado em uma batelada mestra de polietileno de baixa densidade contendo 75% e 50% de Ti02 para as avaliações de dispersão e de formação de orifícios, respectivamente. Os resultados são fornecidos na Tabela 1.
Exemplo 2 Neste exemplo, 1,10% de ácido diisooctilfosfínico é adicionado na base de Ti02 rutílio do processo de cloreto seco, que foi revestido com 0,20% de alumina. 11.0 gramas de ácido diisooctilfosfínico (Fluka Chemical) foram adicionados em gotas em um movimento circular em 1000 gramas de Ti02 revestido com alumina filtrado em 8 mesh seco preparado como descrito no exemplo 1, que foi espalhado em uma espessura de 1 cm sobre um filme de polietileno. O pigmento foi misturado com uma espátula grande e transferido para uma garrafa Nalgene de boca larga de 3,78 litros (um galão). A garrafa contendo 0 pigmento foi agitada durante 10 minutos em um moinho de rolo. O pigmento agitado foi micronizado sob vapor para produzir 0 pigmento acabado. O pigmento acabado foi incorporado em uma batelada mestra de polietileno de baixa densidade contendo 75% e 50% de Ti02 para as avaliações de dispersão e de formação de orifícios, respectivamente. Os resultados são fornecidos na Tabela 1.
Exemolo 3 Preparação de ácido di-n-octiifosfínico. A uma mistura agitada de 46,5 g (0,261 mol) de ácido n-octilfosfínico em 250 mL de etanol a 95%, 1-octeno (58,6 g, 0,5218 mol) foi adicionado seguido por 9,042 g (0,026 mol) de peróxido de benzoíla a 70%. A mistura resultando foi submetida ao reflu-xo durante 8 h e então mais 6,758 g (0,0196 mol) de peróxido de benzoíla foram adicionados e a reação continuou em refluxo durante mais 8 h. Uma terceira parte de 4,244 g de peróxido de benzoíla foi adicionada (0,01305 mol) e submetida ao refluxo mantido durante mais 8 h. A mistura resultante foi resfriada no refrigerador, filtrada e 11,8 g de ácido di-n-octilfosfínico foram recuperados utilizando um evaporador giratório. O sólido foi lavado com 100 mL de etanol a 95% gelado e o filtrado foi concentrado em vácuo rotatório e recolocado no refrigerador. Mais 24,9 g de ácido di-n-octilfosfínico foram obtidos em resfriamento para atingir um total de 36,7 g (rendimento de 48,4%). Exemplo 4 Neste exemplo, 0,90% de ácido di-n-octilfosfínico é adicionado na base de T1O2 rutílio do processo de cloreto seco, que foi revestido com 0,20% de alumina. 9,0 gramas de ácido di-n-octilfosfínico preparado de acordo com 0 método do exemplo 3 foram adicionados em gotas em um movimento circular em 1000 gramas de HO2 revestido com alumina filtrado em 8 mesh seco preparado como descrito no exemplo 1, que foi espalhado em uma espessura de 1 cm sobre um filme de polietileno. O pigmento foi misturado com uma espátula grande e transferido para uma garrafa Nalgene de boca larga de 3,78 litros (um galão). A garrafa contendo 0 pigmento foi agitada durante 10 minutos em um moinho de rolo. O pigmento agitado foi microni-zado sob vapor para produzir 0 pigmento acabado. O pigmento acabado foi incorporado em uma batelada mestra de polietileno de baixa densidade contendo 75% de T1O2 para as avaliações de dispersão. Os resultados são fornecidos na Tabela 1.
Exemplo 5 Neste exemplo, 1,10% de ácido di-n-octilfosfínico é adicionado na base de T1O2 rutílio do processo de cloreto seco, que foi revestido com 0,20% de alumina. 11,0 gramas de ácido di-n-octilfosfínico preparado de acordo com o método do exemplo 3 foram adicionados em gotas em um movimento circular em 1000 gramas de Ti02 revestido com alumina filtrado em 8 mesh seco preparado como descrito no exemplo 1, que foi espalhado em uma espessura de 1 cm sobre um filme de polietileno. O pigmento foi misturado com uma espátula grande e transferido para uma garrafa Nalgene de boca larga de 3,78 litros (um galão). A garrafa contendo o pigmento foi agitada durante 10 minutos em um moinho de rolo. O pigmento agitado foi microni-zado sob vapor para produzir o pigmento acabado. O pigmento acabado foi incorporado em uma batelada mestra de polietileno de baixa densidade contendo 75% de Ti02 para as avaliações de dispersão. Os resultados são fornecidos na Tabela 1.
Exemplo 6 Preparação do ácido n-octiIfosfínico. A uma mistura de 95,1 g (0,897 mol) de hidrato de hipofosfito de sódio em 600 ml_ de etanol a 95%, foram adicionados 23,8 mL de ácido sulfúrico concentrado. O 1-octeno (33,6 g, 0,299 mol) foi adicionado na mistura agitada seguido por 1,69 g (0,0149 mol) de peróxido de hidrogênio a 30%. A mistura resultante foi submetida ao refluxo durante 8 h e então mais 1,15 g (0,010 mol) de peróxido de hidrogênio foi adicionado e a mistura de reação foi mantida em refluxo durante mais 8 h. A mistura resultante foi resfriada, filtrada e então o etanol foi removido utilizando um evaporador giratório. Ao resíduo resultante, 200 mL de água foram adicionados e então uma solução de hidróxido de sódio a 50% foi adicionada até a solução ficar alcalina. A mistura foi extraída duas vezes com 200 mL de éter dietílico e a fase aquosa foi então acidificada com ácido sulfúrico concentrado. A camada aquosa foi extraída com 200 mL de acetato de etila e a camada orgânica foi lavada com cloreto de sódio saturado e então seca em sulfato de magnésio anidro. A camada orgânica foi decantada e o agente de secagem foi lavado com mais 50 mL de acetato de etila. As camadas orgânicas combinadas foram evaporadas em um evaporador giratório. Foram obtidos 45,2 g de ácido n-octilfosfínico (rendimento de 84,8%).
Exemplo 7 Neste exemplo, 0,90% de ácido n-octilfosfínico é adicionado na base de T1O2 rutílio do processo de cloreto seco, que foi revestido com 0,20% de alumina. 11,9 gramas de ácido n-octilfosfínico preparado de acordo com 0 método do exemplo 3 foram adicionados em gotas em um movimento circular em 1200 gramas de Ti02 revestido com alumina filtrado em 8 mesh seco preparado como descrito no exemplo 1, que foi espalhado em uma espessura de 1 cm sobre um filme de polietileno. O pigmento foi misturado com uma espátula grande e transferido para uma garrafa Nalgene de boca larga de 3.78 litros (um galão). A garrafa contendo 0 pigmento foi agitada durante 10 minutos em um moinho de rolo. O pigmento agitado foi micronizado sob vapor para produzir 0 pigmento acabado. O pigmento acabado foi incorporado em uma batelada mestra de polietileno de baixa densidade contendo 75% e 50% de Ti02 para as avaliações de dispersão e de formação de orifícios, respectivamente. Os resultados são fornecidos na Tabela 1.
Exemplo 8 Neste exemplo, 1,2% de ácido n-octilfosfínico é adicionado na base de T1O2 rutílio do processo de cloreto seco, que foi revestido com 0,20% de alumina. 14,6 gramas de ácido n-octilfosfínico preparado de acordo com 0 método do exemplo 6 foram adicionados em gotas em um movimento circular em 1200 gramas de Ti02 revestido com alumina filtrado em 8 mesh seco preparado como descrito no exemplo 1, que foi espalhado em uma espessura de 1 cm sobre um filme de polietileno. O pigmento foi misturado com uma espátula grande e transferido para uma garrafa Nalgene de boca larga de 3.78 litros (um galão). A garrafa contendo 0 pigmento foi agitada durante 10 minutos em um moinho de rolo. O pigmento agitado foi micronizado sob vapor para produzir 0 pigmento acabado. O pigmento acabado foi incorporado em uma batelada mestra de polietileno de baixa densidade contendo 75% e 50% de Ti02 para as avalia- ções de dispersão e de formação de orifícios, respectivamente. Os resultados são fornecidos na Tabela 1.
Exemplo 9 Preparação do sal de sódio do ácido n-octilfosfínico. 35,0 g de ácido n-octilfosfínico preparado de acordo com o exemplo 6 foram dissolvidos em 100 mL de etanol a 95% e a solução resultante foi neutralizada com hidróxido de sódio a 5M (50/50% de EtOH/H20) utilizando fenolftaleína como um indicador. O solvente foi evaporado e o sal de sódio correspondente foi recuperado.
Exemplo 10 Neste exemplo, 0,90% de sal de sódio do ácido n-octilfosfínico é adicionado na base de Ti02 rutílio do processo de cloreto seco, que foi revestido com 0,20% de alumina. 9.0 gramas de sal de sódio do ácido n-octilfosfínico preparado de acordo com o exemplo 9 foram dissolvidos em 80,0 gramas de água dei-onizada. Esta solução foi adicionada em gotas em um movimento circular em 1000 gramas de TÍO2 revestido com alumina filtrado em 8 mesh seco preparado como descrito no exemplo 1, que foi espalhado em uma espessura de 1 cm sobre um filme de polietileno. O pigmento foi misturado com uma espátula grande e transferido para uma garrafa Nalgene de boca larga de 3,78 litros (um galão). A garrafa contendo 0 pigmento foi agitada durante 10 minutos em um moinho de rolo. O pigmento agitado foi micronizado sob vapor para produzir 0 pigmento acabado. O pigmento acabado foi incorporado em uma batelada mestra de polietileno de baixa densidade contendo 75% de T1O2 para as avaliações de dispersão. Os resultados são fornecidos na Tabela 1.
Exemplo 11 Neste exemplo, 1,10% de sal de sódio do ácido n-octilfosfínico é adicionado na base de Ti02 rutílio do processo de cloreto seco, que foi revestido com 0,20% de alumina. 11.0 gramas de sal de sódio do ácido n-octilfosfínico preparado de acordo com 0 exemplo 9 foram dissolvidos em 84,1 gramas de água dei- onizada. Esta solução foi adicionada em gotas em um movimento circular em 1000 gramas de Ti02 revestido com alumina filtrado em 8 mesh seco preparado como descrito no exemplo 1, que foi espalhado em uma espessura de 1 cm sobre um filme de polietileno. O pigmento foi misturado com uma espátula grande e transferido para uma garrafa Nalgene de boca larga de 3,78 litros (um galão). A garrafa contendo o pigmento foi agitada durante 10 minutos em um moinho de rolo. O pigmento agitado foi micronizado sob vapor para produzir o pigmento acabado. O pigmento acabado foi incorporado em uma batelada mestra de polietileno de baixa densidade contendo 75% de TÍO2 para as avaliações de dispersão. Os resultados são fornecidos na Tabela 1.
Exemplo 12 Preparação de ácido n-hexilfosfínico e seu sal de sódio. A uma mistura de 95,2 g (0,898 mol) de hidrato de hipofosfito de sódio em 600 mL de etanol a 95%, foram adicionados 23,8 mL de ácido sulfurico concentrado. O 1-hexeno (25,2 g, 0,30 mol) foi adicionado à mistura agitada seguido por 1,76 g (0,0155 mol) de peróxido de hidrogênio a 30%. A mistura resultante foi submetida ao refluxo durante 8 h e então mais 1,14 g (0,0101 mol) de peróxido de hidrogênio foi adicionado e a mistura de reação foi mantida em refluxo durante mais 8 h. A mistura resultante foi resfriada, filtrada e então 0 etanol foi removido utilizando um evaporador giratório. Ao resíduo resultante, 200 mL de água foram adicionados e então 50% de solução de hidróxido de sódio foram adicionados até a solução ficar alcalina. A mistura foi extraída duas vezes com 200 mL de éter dietílico e a fase aquosa foi acidificada com ácido sulfurico concentrado. A camada aquosa foi extraída com 200 mL de acetato de etila e a camada orgânica foi lavada com cloreto de sódio saturado e então seca em sulfato de magnésio anidro. A camada orgânica foi decantada e 0 agente de secagem foi lavado com mais 50 mL de acetato de etila. As camadas orgânicas combinadas foram evaporadas em um evaporador giratório. Foram obtidos 37,0 g de ácido n-hexilfosfínico (rendimento de 82,4%). 35,0 g de ácido n-hexilfosfínico foram então dissolvidos em 100 mL de etanol a 95% e a solução resultante foi neutralizada com hidróxido de sódio a 5 M (50/50% de Et0H/H20) utilizando fenolftaleína como um indicador. O solvente foi então evaporado e o sal de sódio correspondente foi recuperado.
Exemplo 13 Neste exemplo, 0,90% de sal de sódio do ácido n-hexilfosfínico é adicionado na base de Ti02 rutílio do processo de cloreto seco, que foi revestido com 0,20% de alumina. 9.0 gramas de saí de sódio do ácido n-hexilfosfínico preparado de acordo com o exemplo 12 foram dissolvidos em 78,2 gramas de água deionizada. Esta solução foi adicionada em gotas em um movimento circular em 1000 gramas de T1O2 revestido com alumina filtrado em 8 mesh seco preparado como descrito no exemplo 1, que foi espalhado em uma espessura de 1 cm sobre um filme de polietileno. O pigmento foi misturado com uma espátula grande e transferido para uma garrafa Nalgene de boca larga de 3,78 litros (um galão). A garrafa contendo 0 pigmento foi agitada durante 10 minutos em um moinho de rolo. O pigmento agitado foi micronizado sob vapor para produzir 0 pigmento acabado. O pigmento acabado foi incorporado em uma batelada mestra de polietileno de baixa densidade contendo 75% de T1O2 para as avaliações de dispersão. Os resultados são fornecidos na Tabela 1.
Exemplo 14 Neste exemplo, 1,10% de sal de sódio do ácido n-hexilfosfínico é adicionado na base de Ti02 rutílio do processo de cloreto seco, que foi revestido com 0,20% de alumina. 11.0 gramas de sal de sódio do ácido n-hexilfosfínico preparado de acordo com 0 exemplo 12 foram dissolvidos em 86,2 gramas de água deionizada. Esta solução foi adicionada em gotas em um movimento circular em 1000 gramas de TÍO2 revestido com alumina filtrado em 8 mesh seco preparado como descrito no exemplo 1, que foi espalhado em uma espessura de 1 cm sobre um filme de polietileno. O pigmento foi misturado com uma espátula grande e transferido para uma garrafa Nalgene de boca larga de 3,78 litros (um galão). A garrafa contendo o pigmento foi agitada durante 10 minutos em um moinho de rolo. O pigmento agitado foi micronizado sob vapor para produzir o pigmento acabado. O pigmento acabado foi incorporado em uma batelada mestra de polietileno de baixa densidade contendo 75% de Ti02 para as avaliações de dispersão. Os resultados são fornecidos na Tabela 1.
Exemplo 15 Neste exemplo, 1,0% de ácido diisooctilfosfínico é adicionado na base de Ti02 rutílio do processo de sulfato seco, que foi revestido com 0,40% de alumina. 52,4 mL de uma solução de AI203/litro de 381,6 gramas de alu-minato de sódio foram adicionados em 5000 gramas de Ti02 do processo de sulfato em partículas finas, comumente conhecido como TiONA® RUF disponível na Millenium Chemicals, em uma suspensão de 350 gramas/litro com mistura a 70°C. O pH da suspensão foi ajustado em 7,0 utilizando uma solução de hidróxido de sódio a 50% e foi permitido que a suspensão envelhecesse durante 30 minutos com agitação. A suspensão envelhecida foi filtrada e lavada três vezes com alíquotas de 5000 mL de água deionizada a 80°C e então seca durante a noite a 115°C em um forno. A torta de filtro seca foi forçada através de uma peneira de 8 mesh na preparação para o tratamento com o ácido diisooctilfosfínico. 10,0 gramas de ácido diisooctiIfosfínico (Fluka Chemical) foram adicionados em gotas em um movimento circular em 1000 gramas de Ti02 revestido com alumina filtrado em 8 mesh seco preparado como descrito anteriormente, que foi espalhado em uma espessura de 1 cm sobre um filme de polietileno. O pigmento foi misturado com uma espátula grande e transferido para uma garrafa Nalgene de boca larga de 3,78 litros (um galão). A garrafa contendo o pigmento foi agitada durante 10 minutos em um moinho de rolo. O pigmento agitado foi micronizado sob vapor para produzir o pigmento acabado, O pigmento acabado foi incorporado em uma batelada mestra de polietileno de baixa densidade contendo 75% e 50% de Ti02 para as avalia- ções de dispersão e de formação de orifícios, respectivamente. Os resultados são fornecidos na Tabela 1.
Exemplo 16 Neste exemplo, 1,36% de ácido diisooctilfosfínico é adicionado na base de T1O2 rutílio do processo de sulfato seco, que foi revestido com 0,40% de alumina. 13,6 gramas de ácido diisooctilfosfínico (Fluka Chemical) foram adicionados em gotas em um movimento circular em 1000 gramas de TÍO2 revestido com alumina filtrado em 8 mesh seco preparado como descrito no exemplo 15, que foi espalhado em uma espessura de 1 cm sobre um filme de polletileno. O pigmento foi misturado com uma espátula grande e transferido para uma garrafa Nalgene de boca larga de 3,78 litros (um galão). A garrafa contendo 0 pigmento foi agitada durante 10 minutos em um moinho de rolo. O pigmento agitado foi micronizado sob vapor para produzir 0 pigmento acabado. O pigmento acabado foi incorporado em uma batelada mestra de polietileno de baixa densidade contendo 75% e 50% de Ti02 para as avaliações de dispersão e de formação de orifícios, respectivamente. Os resultados são fornecidos na Tabela 1.
Exemplo Comparativo 1 O Ti02 rutílio, preparado através do processo de cloreto, revestido com alumina hidratada como descrito no Exemplo 1 foi tratado com 0,60% em peso de trietanolamina com base no peso do pigmento seco. O pigmento acabado foi incorporado em uma batelada mestra de polietileno de baixa densidade contendo 75% e 50% de Ti02 para as avaliações de dispersão e de formação de orifícios, respectivamente. Os resultados são fornecidos na Tabela 1. TABELA 1 Dispersão (Contagens Formação de orifícios de TiCVSegundo) Exemplo 1 430 1,2 Exemplo 2 890 1,2 Exemplo 4 1,210 não medido Exemplo 5 790 não medido Exemplo 7 990 1,1 Exemplo 8 1,000 1,2 Exemplo 10 1,650 não medido ExemploH 480 não medido Exemplo 13 2,640 não medido Exemplo 14 1,290 não medido Exemplo 15 420 1,0 Exemplo 16 780 1,1 Exemplo Comparativo 13,700 1,4 DETERMINAÇÃO DO DESEMPENHO DE DISPERSÃO E DE FORMAÇÃO DE ORIFÍCIOS
Avaliações de Formação de Orifícios A estabilidade em alta temperatura dos polímeros contendo sólidos inorgânicos particulados é uma propriedade importante dos filmes poli-méricos comerciais, especialmente aplicações de filme de polietileno. A formação de espaços vazios ou a "formação de orifícios" acompanha a falha dos filmes. Acredita-se que a formação de orifícios seja uma medida de volatilidade em cargas de sólidos inorgânicos particulados em porcentagens de peso específicas e temperaturas de processamento.
Para a presente invenção, os testes de formação de orifícios foram realizados em amostras concentradas de T1O2 a 50% preparadas utilizando um Haake Record 9000 Computer Controlled Torque Rheometer. Assim, 125 g de Ti02 e 125 g de LDPE 722 produzidos pela Dow Chemical Company foram misturados secos e adicionados à câmara preaquecida a 75°C com motores rodando a 50 rpm. Um minuto após a adição da mistura de TiCVLDPE, a temperatura da câmara foi aumentada para 105°C. Foi permitido que o calor de fricção gerado pelo processo de mistura controlasse a taxa de incorporação do T1O2 no LDPE até que uma mistura no estado estacionário fosse obtida. O concentrado foi removido da câmara de mistura e colocado em um Moinho Cumberland para a obtenção de amostras concentradas a 50% finamente granuladas. Os concentrados granulados foram condicionados durante 48 horas a 23°C e umidade relativa de 50%. Estes concentrados foram então deixados no Dow Chemical 722 LDPE para atingir uma carga de 20% de T1O2 no filme final.
As avaliações de formação de orifícios foram corridas em uma extrusora equipada com uma matriz com fenda para filme moldado de 2,54 cm (Γ). Foi utilizando um perfil de temperatura de 329,4°C (625°F) de matriz, 268,3°C (515°F) grampo, 212,7 (415°F) de zona 3,176,6 (350°F) de zona 2 e 148,8°C (300°F) de zona 1. A velocidade da rosca foi ajustada em aproximadamente 90 rpm. Um rolo de refrigeração de cromo polido de 25,4 cm, ajustado em associação com a extrusora foi utilizado para manter uma espessura de filme de 75 μηη e para resfriar e transportar os filmes. A distância do rolo de refrigeração desde as bordas da matriz era de aproximadamente 22 mm e a temperatura era de aproximadamente 27°C.
Após a mistura de TÍO2/LDPE ser colocada no depósito, foi permitido que 0 material fosse purgado até que 0 aparecimento de uma tinta branca fosse primeiramente observado. Para garantir que a concentração do Ti02 no filme fosse estabilizada, um intervalo de tempo de dois minutos foi permitido antes das observações de formação de orifícios serem registradas e uma amostra de filme fosse obtida. A extrusora foi então purgada com LDPE até que 0 filme ficasse translúcido. O desempenho de formação de orifícios foi determinado através da contagem do tamanho relativo e do número de orifícios gerados em uma amostra de filme deixada em uma superfície escura. Um sistema de avaliação de 1,0 - 3,0 foi utilizado. Uma avaliação de 1 foi fornecida aos filmes sem formação de orifícios, 2 foi fornecida aos filmes exibindo 0 inicio de formação de orifícios e 3 foi fornecida aos filmes com formação de orifícios extremo. Incrementos de 0,1 foram utilizados para fornecer uma indicação do desempenho relativo entre as amostras.
Teste de Dispersão Utilizando um aparato de extrusão de laboratório em pequena escala, uma medida da dispersão dos sólidos inorgânicos particulados nos polímeros orgânicos foi obtida através da medida da quantidade relativa de sólido inorgânico particulado aprisionado nas telas dos pacotes de telas da extrusora. Os testes foram feitos utilizando concentrados de Ti02 a 75% em polietileno de baixa densidade preparado utilizando uma misturadora Haake 3000 Rheomix. A misturadora era controlada e monitorada com um Haake 9000 Rheocord Torque Rheometer. 337,7 gramas de Τί02 micronizado e 112.6 gramas de NA209 LDPE produzido pela Equistar foram misturados secos e adicionados na câmara de mistura a 75°C com rotores operando a 50 rpm. A temperatura da misturadora foi programada para aumentar até 120°C um minuto após a mescla seca ter sido introduzida na câmara de mistura. Após uma mistura no estado estacionário ter sido conseguida, 0 composto foi misturado durante mais 3 minutos. O composto foi removido da câmara e granulado utilizando um moinho Cumberland.
Os testes de dispersão foram realizados utilizando uma extrusora com uma única rosca Killion, modelo KL-100 equipada com uma rosca de comprimento para diâmetro de 20:1. A extrusora foi preaquecida a 165,5, 176.6 e 193,3°C (330,350 e 380°F) da zona 1 até a matriz, respectivamente e operada a 70 rpm. Uma purga de 1000 gramas de NA952 LDPE produzido pela Equistar foi corrida através do sistema e um novo pacote de tela foi instalado. O pacote de telas consistia em telas com 40/500/200/100 mesh da matriz para a garganta da extrusora. Após a estabilização da temperatura, 133,33 gramas de concentrado de T1O2 a 75% foram alimentados na extrusora. Isto foi seguido por 1500 gramas de purga de NA952 à medida que 0 depósito de alimentação esvaziava. Após a purga de LDPE ter sido extrusa-da, as roscas foram removidas, separadas e testadas utilizando uma técnica de contagem relativa das medidas de um espectrômetro de fluorescência por raios X. O número de contagens de Ti02 por segundo foi obtido para as telas com mescla 100,200 e 500 mesh no pacote e totalizado para a obtenção do resultado de dispersão. As contagens de Ti02 inferiores por segundo são desejadas. Um resultado de contagem de menos de 5000 é considerado como representando uma dispersão excelente. REATIVIDADE COM O SULFATO DE ZINCO (COMPONENTE REATIVO NO LITOPÕNIO) O litopônio, uma composição que contém sulfeto de zinco é utilizada como um recheio e um diluente em várias composições poliméricas. Quando um pigmento de TÍO2 tratado com um polieno fosforilado, tal como Sylfat K® disponível na Arizona Chemical Company, é colocado em contato com 0 sulfeto de zinco a temperaturas maiores que aproximadamente 20 até 25 graus Centígrados, são gerados odores desagradáveis. Em contraste, nenhum odor é gerado quando os pigmentos da presente invenção são colocados em contato com 0 sulfeto de zinco sob as mesmas condições. Reatividade do Sulfeto de Zinco Exemplo 17 5 gramas de Millennium Chemicals RCL-4, um produto de pigmento que compreende dióxido de titânio e um polieno fosforilado, foram colocados em um frasco selado com 1 grama de sulfeto de zinco. O frasco foi aquecido até 200°C durante 10 minutos e uma alíquota da fase gasosa foi então analisada através de cromatografia a gás combinada e a espectrosco-pia de massa (GC/MS). O sulfeto de dimetila foi detectado, Um odor desagradável foi detectado quando 0 frasco de teste não estava selado.
Exemplo 18 O teste de GC/MS utilizado no Exemplo 17 foi repetido utilizando 0 sal de sódio do ácido n-octilfosfínico tratado com 0 pigmento de TÍO2 do exemplo 11. Nenhum odor desagradável foi detectado e nenhum componente organossulfuroso foi detectado através de GC/MS.
Exemplo 19 O teste de GC/MS utilizado no Exemplo 17 foi repetido utilizando 0 pigmento de Ti02 tratado com 0 ácido diisooctilfosfínico do exemplo 16. Nenhum odor desagradável foi detectado e nenhum componente organossulfuroso foi detectado através de GC/MS.
Tendo assim descrito e exemplificado a invenção com um certo grau de particularidade, deve ser considerado que as reivindicações a seguir não devem ser então limitadas, mas devem fornecer um âmbito proporcional com a confirmação de cada elemento da reivindicação e de equivalentes do mesmo.

Claims (20)

1. Composição sólida inorgânica particulada tratada, caracterizada pelo fato de que compreende: (a) um sólido inorgânico particulado selecionado a partir de um grupo consistindo de dióxido de titânio e óxido de zinco; e (b) um composto organofosfínico que possui a fórmula: em que Ri é um grupo orgânico que possui de 2 até 22 átomos de carbono e R2 é hidrogênio ou um grupo orgânico que possui de 2 até 22 átomos de carbono e M é hidrogênio, amônio, organoamônio ou um íon metálico.
2. Composição sólida inorgânica particulada tratada de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o sólido inorgânico particulado é o dióxido de titânio.
3. Composição sólida inorgânica particulada tratada de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o sólido inorgânico particulado é tratado com um composto selecionado do grupo que consiste em poliálcoois, alcanolaminas, fosfatos inorgânicos e misturas dos mesmos antes da adição do composto organofosfínico, ou a composição sólida inorgânica particulada tratada é adicionalmente tratada com um composto selecionado do grupo que consiste em poliálcoois, alcanolaminas, fosfatos inorgânicos e misturas dos mesmos subseqüentemente à adição do composto organofosfínico.
4. Composição sólida inorgânica particulada tratada de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a dita composição compreende ainda um óxido inorgânico.
5. Composição sólida inorgânica particulada tratada de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de que o dito oxido inorgânico é selecionado do grupo que consiste em dióxido de silício, óxido de zircônio e óxido de alumínio.
6. Composição sólida inorgânica particulada tratada de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que Ri é hexil-, octil-, iso-octil- ou 2-etilhexik
7. Composição sólida inorgânica particulada tratada de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o composto organofos-fínico está presente na quantidade de 0,1 por cento a 5 por cento em peso do sólido inorgânico particulado, com base no peso do sólido inorgânico par-ticulado antes do tratamento do sólido inorgânico particulado com o composto organofosfínico.
8. Composição sólida inorgânica particulada tratada de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o composto organofosfínico está presente na quantidade de 5 por cento a 30 por cento em peso do sólido inorgânico particulado, com base no peso do sólido inorgânico particulado antes do tratamento com o sólido inorgânico particulado com o composto organofosfínico.
9. Matriz polimérica, caracterizada pelo fato de que compreende um polímero e a composição sólida inorgânica particulada tratada como definida na reivindicação 1.
10. Matriz polimérica de acordo com a reivindicação 9, caracterizada pelo fato de que o polímero é polietileno.
11. Matriz polimérica de acordo com a reivindicação 10, caracterizada pelo fato de que a quantidade da composição sólida inorgânica particulada tratada é de 50 por cento a 85 por cento em peso da matriz polimérica, com base no peso da matriz polimérica.
12. Matriz polimérica de acordo com a reivindicação 11, caracterizada pelo fato de que o sólido inorgânico particulado é dióxido de titânio.
13. Método para a preparação de uma composição sólida inorgânica particulada tratada, caracterizado pelo fato de que o dito método compreende as etapas de: (i) filtração de uma suspensão, a dita suspensão compreendendo um sólido inorgânico particulado selecionado a partir de um grupo consistindo de dióxido de titânio e óxido de zinco; e (ii) combinação do dito sólido inorgânico particulado após a dita filtração com um composto or-ganofosfínico, em que o dito composto organofosfínico possui uma fórmula de: em que Ri é um grupo orgânico que possui de 2 até 22 átomos de carbono e R2 é hidrogênio ou um grupo orgânico que possui de 2 até 22 átomos de carbono e M é hidrogênio, amônio, organoamônio ou um íon metálico.
14. Método de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que o sólido inorgânico particulado foi tratado com o composto organofosfínico antes de um estágio de secagem.
15. Método de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que o sólido inorgânico particulado foi tratado com o composto organofosfínico durante um estágio de moagem.
16. Método de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que o sólido inorgânico particulado foi tratado com o composto organofosfínico quando o sólido inorgânico particulado está na forma de uma torta de filtro.
17. Método para a preparação de um sólido inorgânico particulado tratado, caracterizado pelo fato de que compreende a combinação de um sólido inorgânico particulado seco selecionado a partir de um grupo consistindo de dióxido de titânio e óxido de zinco e um composto organofosfínico, em que o dito composto organofosfínico possui uma fórmula de: em que Ri é um grupo orgânico que possui de 2 até 22 átomos de carbono e R2 é hidrogênio ou um grupo orgânico que possui de 2 até 22 átomos de carbono e M é hidrogênio, amônio, organoamônio ou um íon metálico.
18. Método de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que o sólido inorgânico particulado seco foi tratado com o composto organofosfínico durante um estágio de micronização.
19. Método de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que o sólido inorgânico particulado é dióxido de titânio.
20. Método de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que o sólido inorgânico particulado é dióxido de titânio e Ri é hexil-, octil-, isooctil- ou 2-etilhexil-.
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