ES2226197T3 - Particulas inorganicas tratadas con fosfonatosiloxano. - Google Patents

Abstract

Partículas inorgánicas recubiertas con al menos un compuesto organosilánico reactivo, habiendo establecido los compuestos organosilánicos, debido a su reactividad, uniones químicas entre sí y con la superficie de las partículas, y un polisiloxano orgánico está unido químicamente a la partícula, caracterizadas porque el compuesto organosilánico reactivo es un silano de la fórmula general en donde R4 es un radical no hidrolizable de alquilo, alquileno, ciclo-alquilo o arilo con 1 a 20 átomos de carbono, y R4 presenta en el caso de radicales alquileno al menos 2 átomos de carbono, en el caso de radicales arilo puros al menos 6 átomos de carbono (también son posibles mezclas con diferentes R4), y, además de esto, en R4 uno o varios átomos de hidrógeno pueden estar sustituidos con radicales con función nitrógeno y/o función oxígeno, tales como amino, epoxi o metacrilo, y R5, R6 y R7 pueden ser radicales iguales o distintos de alcoxi, acetoxi, halógeno o mezclas de ellos, y porque una parte de los compuestos organosilánicos reactivos está reemplazada por compuestos orgánicos de fosfonato, reactivos.

Description

Partículas inorgánicas tratadas con fosfonatosiloxano.

El invento se refiere a partículas inorgánicas recubiertas con al menos un compuesto organosilánico reactivo, a un procedimiento para la preparación de partículas inorgánicas tratadas con fosfonatosiloxanos, y a su utilización.

Para que partículas inorgánicas se puedan distribuir e incorporar uniformemente en una matriz (de material sintético), puede ser necesario modificar la superficie de las partículas. Una partícula inorgánica tal como, por ejemplo, un pigmento de dióxido de titanio tiene de por sí propiedades hidrófilas y, para que pueda ser distribuido óptimamente, por ejemplo, en polietileno, debería presentar un carácter hidrófugo. Una modificación de este tipo de las partículas se consigue habitualmente por un revestimiento con una sustancia orgánica ("tratamiento orgánico"). Para conseguir un recubrimiento estable al desprendimiento, la sustancia orgánica tiene que estar unida químicamente a las partículas, lo cual exige medidas especiales.

En una memoria de la razón social Hüls AG "Aplicaciones de silanos organofuncionales-DYNASILAN" (1989), páginas 10 y sig. se describe el tratamiento de partículas con silanos organofuncionales: partiendo de un silano sustituido con al menos un radical orgánico y con radicales con función silicio, a través de una hidrólisis se fija (unido químicamente) silicio sobre oxígeno a la superficie del pigmento, llegándose también a una oligomerización, es decir a la formación de una estructura reticular de polisiloxano y, por consiguiente, a un revestimiento eficaz de la superficie del pigmento. El sustituyente orgánico directamente en el átomo de silicio, por ejemplo un radical octilo, provoca que la partícula de pigmento presente propiedades hidrófugas y una buena capacidad de dispersión.

También un tratamiento posterior de una partícula orgánica con compuestos orgánicos de fósforo mejora, por lo regular, la capacidad de dispersión y modifica el comportamiento hidrófilo.

En el documento DE AS 12 34 234, para la mejora de la capacidad de dispersión se propone recubrir las partículas con un compuesto orgánico de fósforo de carácter ácido tal como, por ejemplo, un éster mono- o di-ortofosfórico. Así se pueden unir ciertamente radicales orgánicos a la superficie de una partícula, pero un revestimiento de tipo reticular no se puede conseguir con tales grupos organofosfóricos.

En el documento DE 30 15 766 A se recubren pigmentos con fósforopolisiloxanos; el grupo fósforo no porta sustituyentes orgánicos algunos, el procedimiento es complejo y no es posible control alguno sobre el carácter hidrófugo.

En los documentos DE 15 92 905 o EP 0 496 150, para mejorar la capacidad de dispersión en un medio orgánico o acuoso se tratan pigmentos de dióxido de titanio con ésteres del ácido fosfórico de la fórmula general

1

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En los documentos US 4 183 879, US 4 209 430 y EP 0 707 051 se describen fosfonatos (sales y ésteres de ácidos fosfónicos) los cuales aplicados como revestimiento sobre pigmentos mejoran las propiedades de éstos, debiendo evitar especialmente el "amarilleamiento".

En el documento EP 0 073 343 se modifican pigmentos de dióxido de titanio con un producto de adición de organofosfatos/alcanolamina y un poliol.

Una estructura reticulada, unida químicamente de forma estable a la superficie de las partículas inorgánicas, no se consigue con ninguna de estas sustancias.

En el documento WO 97/20001, en la parte superior de la página 2 se expone, en general, que compuestos orgánicos de fósforo no reactivos están unidos electrostáticamente a la superficie del pigmento, y durante la elaboración de un pigmento de este tipo estos radicales orgánicos se desorben del pigmento y representan un aditivo no deseado en la matriz. Particularmente en la industria elaboradora de materiales sintéticos, los efectos de desorción conducen a perturbaciones en la superficie de la pieza de material sintético y empeoran muy considerablemente, por ejemplo, la capacidad de impresión y de soldeo.

Hasta ahora, en todos los ensayos para fijar mejor a la superficie de las partículas compuestos orgánicos de fósforo con grupos reactivos, no se obtuvo revestimiento reticulado alguno. Con fosfonatos de tipo R_{1}P(O)OR_{2}OR_{3} es posible una reacción con la superficie del pigmento, sin embargo, en cualquier caso, dos grupos pueden formar una unión química entre sí, de manera que tampoco así es posible una formación de tipo reticular de una estructura de organofosfonato como en el caso de un polisiloxano.

El invento se refiere a partículas inorgánicas con un revestimiento orgánico reticulado por un organopolisiloxano, en el cual están incorporados compuestos orgánicos de fosfonato, y en el cual al menos los átomos de silicio (a través de oxígeno) están ampliamente unidos químicamente a la superficie de las partículas.

Objeto del invento es también un procedimiento para la producción de partículas inorgánicas que estén recubiertas con fosfonatosiloxano orgánico reticulado.

Objeto del invento es también la utilización de pigmentos tratados con organofosfonatosiloxanos en sistemas de materiales sintéticos y de barnices, así como en la pigmentación de papel y fibras.

En el caso de las partículas inorgánicas conformes al invento, el compuesto orgánico de fosfonato no está fijado a la superficie por adsorción sino que está ligado químicamente. Sin estar sujetos al exacto significado científico, se ha desarrollado la aprovechable idea de que en el polisiloxano reticulado, unido a la superficie, se han incorporado químicamente grupos orgánicos de fosfonato, y aunque por lo regular no se da una unión química directa del átomo de fósforo a la superficie de las partículas, el grupo fosfonato, debido a su unión a uno o dos grupos silicio ligados a la partícula, no puede ser liberado químicamente de manera fácil.

Por la "mezcladura" de los grupos fósforo y silicio en una red alrededor de la partícula inorgánica se consigue una cierta "elasticidad" del revestimiento. También puede ser que uno de los grupos reactivos del compuesto orgánico de fosfonato esté unido, una vez, directamente a la superficie de la partícula y sólo la segunda función esté ligada con un grupo orgánico de silicio, o que también dos compuestos orgánicos de fosfonato ligados directamente entre sí y con la superficie de la partícula puedan existir igualmente como una isla en una red de polisiloxano.

Las ventajas especiales de tal partícula inorgánica recubierta orgánicamente conforme al invento se han de ver en que la unión fósforo-carbono es muy estable y, por ello, los sustituyentes orgánicos emplazados en el fósforo, en la ulterior elaboración de la partícula, especialmente en el caso de su incorporación en matrices orgánicas, ya no se sueltan y, al mismo tiempo, la gran diversidad de posibles radicales orgánicos posibilitan una optimación de las propiedades del producto, por ejemplo del comportamiento hidrófugo/hidrófilo.

Como partículas inorgánicas con un recubrimiento orgánico conforme al invento entran especialmente en consideración pigmentos y sustancias de carga. Preferido de modo muy particular es el tratamiento orgánico en el caso de pigmentos de dióxido de titanio, producidos según el procedimiento del sulfato o del cloruro, y que pueden presentar la estructura de la anatasa o del rutilo.

De manera preferida, las partículas inorgánicas, antes de que sean tratadas orgánicamente, se vuelven a tratar inorgánicamente, es decir obtienen sobre la superficie de las partículas primero un recubrimiento de óxidos, hidróxidos o fosfatos metálicos. En el caso de pigmentos de dióxido de titanio es particularmente preferido un tratamiento de superficie con óxido de aluminio.

Las partículas inorgánicas revestidas (al menos en parte) con fosfonatosiloxano reticulado pueden presentar radicales orgánicos homogéneos y también diferentes en el átomo de fósforo y/o de silicio. En el átomo de silicio son posibles radicales alquilo, alquenilo, cicloalquilo y arilo, pudiendo estar también sustituidos estos, por su parte, con radicales con función oxígeno o nitrógeno tales como los radicales amino, epoxi o metacrilo. Del mismo modo, los compuestos orgánicos de fosfonato conformes al invento, unidos con el polisiloxano y/o ligados directamente a la superficie de las partículas, pueden presentar radicales organofuncionales unitarios o diferentes. Como radical orgánico en el átomo de fósforo entran también en consideración, junto a los mismos radicales que en el caso de los silanos, los radicales imino, carboxilo o hidroxilo. El número de átomos de carbono es preferentemente 1 a 16, en el caso de grupos ciclo-alquilo al menos 5 y, en el caso de grupos arilo puro, al menos 6.

En el caso del procedimiento conforme al invento para la producción de partículas inorgánicas con compuestos orgánicos de silicio y fósforo unidos químicamente a la superficie de las partículas, de modo que estos compuestos estén mayormente reticulados entre sí, se parte de compuestos organosilánicos y de compuestos orgánicos de fosfonato, que presentan en cada caso radicales reactivos, teniendo como consecuencia la separación hidrolítica de estos radicales la fijación química del compuesto a la superficie de la partícula o, respectivamente, a un grupo vecino (ligado).

Como radicales reactivos para el compuesto organosilánico son conocidos y adecuados alcoxi, hidroxi y también halógeno. Los radicales reactivos en el compuesto orgánico de fosfonato son esencialmente los mismos que en el caso del silano. Además de esto, los compuestos de fosfonato se pueden presentar como sales alcalinas o sales de amonio.

Especialmente ventajosa es la posibilidad de modificar y optimizar ampliamente, por el invento, la capa orgánica alrededor de la partícula inorgánica. No se trata en ningún modo de una relación estequiométrica de los compuestos orgánicos de silicio y de fósforo, es más, se pueden emplear productos con una diferente proporción de ingredientes, preferidas son proporciones en moles de 10:1 hasta 1:10 y de una cantidad diferente, preferidas son proporciones en peso de 0,05 a 5% referidas a la partícula inorgánica. De forma correspondiente, los ajustes finos se emprenderán por el experto en la materia, si conoce exactamente el objeto de la aplicación.

Por el tipo y la proporción del compuesto orgánico de fosfonato se puede ajustar el carácter hidrófilo/hidrófugo de una partícula inorgánica. Las propiedades técnicas de elaboración tales como capacidad de dispersión, tendencia al polvo, humectabilidad, procesabilidad y entrelazado se modifican de forma preestablecida reemplazando grupos orgánicos de silicio por grupos orgánicos de fósforo. Se consigue una mejor estabilidad (agrisamiento del PVC). También pueden resultar ventajas económicas.

El tratamiento general del material de base no se tiene que modificar por el procedimiento conforme al invento; por ejemplo, en el caso del óxido de titanio, en el marco de un tratamiento inorgánico de superficie se puede depositar primeramente, en fase acuosa, una capa de óxidos inorgánicos tales como, por ejemplo, Al_{2}O_{3}, MgO, SiO_{2}, ZrO_{2}, preferentemente Al_{2}O_{3}. Para ello, una suspensión de dióxido de titanio eventualmente molida con arena, la cual puede contener como agente de dispersión, por ejemplo polifosfatos, aminoalcoholes o acrilatos, se mezcla con sales de los óxidos inorgánicos, preferentemente con sales de aluminio, y por variación del valor del pH se hacen sobre-precipitar los correspondientes oxihidratos.

Los organofosfonatos y compuestos orgánicos de silicio se depositan de la siguiente manera: el valor del pH de una suspensión de dióxido de titanio se ajusta por adición de ácidos y álcalis habituales tales como HCl, H_{2}SO_{4}, NaOH, KOH a valores comprendidos entre 2 y 11, preferentemente entre 3 y 5. Pero también es posible, en el caso de un anterior tratamiento inorgánico de superficie, controlar el deseado valor del pH para los aditivos orgánicos por la elección de los productos químicos de tratamiento y la conducción del tratamiento. La temperatura se encuentra entre 20 y 80ºC cuando las sustancias orgánicas se añaden en la suspensión acuosa.

Si condicionados por la hidrólisis los compuestos organosilánicos y los compuestos orgánicos de fosfonato liberan de por sí sustancias tales como, por ejemplo, ácido clorhídrico en el caso de silanos, las cuales conducen a una modificación del valor del pH, puede ser necesaria otra corrección del pH por adición de los productos químicos antes citados. Los compuestos orgánicos de fósforo y de silicio no se mezclan previamente entre sí, sino que, simultánea o sucesivamente se añaden por separado a la suspensión de dióxido de titanio. Tal como es generalmente habitual en el caso del tratamiento posterior de pigmentos, hay que tener en cuenta ciertos tiempos de mantenimiento relacionados con la agitación.

Como compuestos orgánicos de fósforo entran en consideración los fosfonatos de la siguiente fórmula general

3

en donde

R_{1} es un radical no hidrolizable de alquilo, cicloalquilo o arilo con 1 a 16 átomos de carbono, presentando R_{1} en el caso de radicales cicloalquilo puros al menos 5 átomos de carbono, en el caso de radicales arilo puros al menos 6 átomos de carbono y, además R_{1}, en los radicales alquilo, cicloalquilo o arilo antes citados, puede portar aún uno o varios sustituyentes con función nitrógeno y/u oxígeno tales como los radicales amino, imino, carboxilo, hidroxilo o análogos (también son posibles mezclas con diferentes R_{1}), y

R_{2} y R_{3} pueden ser, bien sea los dos o individualmente, un radical alquilo, hidrógeno o un catión metálico monovalente tal como, por ejemplo, Na^{+}, K^{+} o NH_{4}^{+} (también son posibles las mezclas).

Como compuestos orgánicos de silicio se emplean silanos de la fórmula general

R_{7} ---

\melm{\delm{\para}{R _{6} }}{S}{\uelm{\para}{R _{4} }}

i --- R_{5}

en donde

R_{4} es un radical no hidrolizable de alquilo, alquileno, cicloalquilo o arilo con 1 a 20 átomos de carbono, y presentando R_{4} en el caso de radicales alquileno al menos 2 átomos de carbono, en los radicales cicloalquilo al menos 5 átomos de carbono, y en radicales arilo puros al menos 6 átomos de carbono y, además R_{4}, en los radicales alquilo, alquileno, cicloalquilo o arilo antes citados puede portar aún uno o varios sustituyentes tales como radicales amino, epoxi o metacrilato, R_{5}, R_{6} y R_{7} pueden ser radicales hidrolizables iguales o distintos de alcoxi, acetoxi, hidroxi, halógeno o mezclas de ellos.

El compuesto orgánico de silicio puede estar constituido también por hidrolizados de silanos, tales como se describen en la solicitud de patente europea 0 518 057.

Después del tratamiento inorgánico y orgánico las partículas inorgánicas se separan y se secan con ayuda de los procedimientos habituales.

También es posible conducir directamente una suspensión de dióxido de titanio, por ejemplo sin filtrar ni lavar, a un secado adecuado, por ejemplo a un secado por rociado.

Después del secado, por lo regular se efectúa una molienda, por ejemplo una molienda por chorro de vapor. En esta molienda puede tener lugar eventualmente la adición de otras sustancias orgánicas tales como polialcoholes, sustancias orgánicas de silicio, por ejemplo aceites de silicona o hidrolizados de silanos.

Las partículas inorgánicas conformes al invento, preferentemente pigmentos de dióxido de titanio, se pueden aplicar en sistemas de materiales sintéticos y de barnices, por ejemplo en polietileno, polipropileno, polibutileno y copolímeros de polietileno, acetato de vinilo, policloruro de vinilo, poliésteres de vinilo, poliestireno, poliamidas, poliésteres, poliuretanos, policarbonatos, poliimidas, alquidas, epóxidos.

Particularmente preferido es el empleo en polietileno, polipropileno, poliestireno y policloruro de vinilo, especialmente en la producción de lotes patrón (masterbatches) de PE para la extrusión de láminas y el recubrimiento de papel.

Otros sectores de utilización se encuentran en el ámbito de la pigmentación de papel y fibras.

A continuación, con ayuda de los ejemplos se explica con más detalle el invento.

El enjuiciamiento de los productos tiene lugar según la capacidad de dispersión, de desprendimiento y de humectación, las cuales se describen brevemente a continuación.

Capacidad de dispersión

En el ensayo de la capacidad de dispersión en polietileno (PE) se prepara un concentrado al 50% (masterbatch, MB) en PE-LD. Para determinar la capacidad de dispersión se calcula el incremento de presión que, bajo condiciones especiales de ensayo, se establece en la extrusión a través de un tamiz de 25 \mum con una extrusora de medición Brabender:

Al comienzo de cada ensayo se extruyen a través del tamiz 400 g de PE-LD, MFI (190º/2,16 kg)=20 g/10 min, con un número de revoluciones del tornillo sin fin de 120 min^{-1}, hasta que se establece una presión P_{1} constante. A continuación, sin interrupción de la extrusión, con el mismo número de revoluciones del sin fin se extruye a través del paquete del tamiz 1 kg del correpondiente concentrado de dióxido de titanio al 50%.

Cuando se ha extuido a través del tamiz la cantidad total de concentrado, se hace funcionar la extrusora brevemente en vacío, de manera que la presión decaiga de repente y, por consiguiente, se pueda tomar una marcada presión final P_{2}.

Como medida del incremento de la presión de 1 kg de MB (50% de dióxido de titanio) vale:

\Delta P = P_{2} - P_{1}

Después de cada ensayo, la extrusora y el paquete del tamiz se aclaran seguidamente con PE-LD sin pigmentar y se limpian. Después de desmontar el tamiz se inserta un nuevo paquete de tamizado para el siguiente ensayo, y se continúa procediendo tal como se ha descrito al principio.

Pigmentos de dióxido de titanio notablemente destacados presentan valores de \DeltaP < 50 bar/kg.

Ensayo de la capacidad de desprendimiento

10 g del pigmento a ensayar se mezclan con 50 ml de metanol p.a. (para anñalisis) y se digiere a 60ºC durante 4 horas. A continuación se deja enfriar hasta la temperatura ambiente y se centrifuga. La fase orgánica se pesa después de su concentración por evaporación y, en el caso de un residuo medible, se examina con ayuda de métodos analíticos (por ejemplo FT-IR). El pigmento desprendido se seca a 110ºC, se homogeneiza y, con los métodos habituales, se determina el contenido en carbono y en fósforo.

Para el enjuiciamiento de la capacidad de desprendimiento sirve, por una parte, la diferencia del contenido en carbono o, respectivamente, el contenido en fósforo antes (C_{ant}. o respec. P_{ant}.) y después (C_{desp}. o respec. P_{desp}.) de la extracción. En el caso de diferencias de C_{ant}. - C_{desp}. < 10% o, respectivamente P_{ant}. - P_{desp}. < 10% se parte de un compuesto orgánico no desprendible. Por otro lado, para determinar la capacidad de desprendimiento se acude a la cantidad de residuo y a su correspondencia analítica con el compuesto orgánico utilizado.

Retención del carbono o, respectivamente, del fósforo

Por retención del carbono o, respectivamente, del fósforo se ha de entender la tasa de recuperación del compuesto orgánico que se empleó para el tratamiento, expresada como contenido en carbono o, respectivamente, en fósforo.

Humectabilidad con agua

Sobre la superficie de agua totalmente desalinizada se añadió (temperatura ambiente) una pequeña cantidad de pigmento. Los productos hidrófugos no se humedecen ni siquiera después de agitar y permanecen sobre la superficie del agua. Los productos hidrófilos se hunden enseguida. Productos parcialmente hidrófugos se humedecen con la adición gota a gota de metanol.

La evaluación se efectúa: hidrófugo-parcialmente hidrófugo-parcialmente hidrófilo-hidrófilo.

En todos los ejemplos siguientes se utiliza un material de base de dióxido de titanio preparado según el procedimiento del cloruro. De manera conocida, empleando hexametafosfato como agente de dispersión se prepara una suspensión alcalina, y se muele en un molino de arena. Los pigmentos de la suspensión se proveen, de manera conocida, de una capa de Al_{2}O_{3} (0,2% en peso referido al dióxido de titanio).

Ejemplo 1

(Ejemplo comparativo)

Una suspensión de dióxido de titanio molido en un molino de arena se mezcla bajo agitación a pH 7,25 \pm 0,25 con 0,2 % en peso de un fosfonato alcalino con el nombre comercial LOPON WN® de BK Giulini Chemie y, después de un tiempo de retención de 60 minutos, se filtra, se lava con agua y se seca. A continuación tiene lugar una molienda por chorro de vapor, habitual en la industria del dióxido de titanio. El pigmento así obtenido se somete a los ensayos anteriormente indicados. Para los resultados, véase la Tabla 1.

Ejemplo 2

(Ejemplo comparativo)

Una suspensión de dióxido de titanio molido en un molino de arena se mezcla bajo agitación a pH 7,25 \pm 0,25 con 0,4% de octiltriclorosilano y, para mantener constante el valor del pH, sobre el nivel antes indicado se añade NaOH al 10%. Después de un tiempo de retención de 60 minutos el dióxido de titanio se separa por filtración, se lava y se seca. Va seguido de una molienda por chorro de vapor, habitual en la industria del dióxido de titanio. El pigmento así obtenido se somete a los ensayos anteriormente indicados. Para los resultados, véase la Tabla
1.

Ejemplo 3

A una suspensión de dióxido de titanio molido en un molino de arena se añaden bajo agitación a pH 7,25 \pm 0,25, al mismo tiempo pero por separado, 0,4% de octiltriclorosilano y 0,2% de fosfonato alcalino LOPON WN®. Para mantener constante el valor del pH en el intervalo antes indicado tiene lugar una adición de NaOH al 10%. Después de un tiempo de retención de 60 minutos, el dióxido de titanio se separa por filtración, se lava y se seca. Va seguido de una molienda por chorro de vapor. El pigmento así obtenido se somete a los ensayos anteriormente indicados. Para los resultados, véase la Tabla 1.

Ejemplo 4

Realización según el Ejemplo 3, pero con la diferencia de que se emplean 0,5% de octiltriclorosilano y 0,1% de fosfonato alcalino LOPON WN®.

Como se deduce de los Ejemplos 3 y 4 en comparación con los Ejemplos 1 y 2, por el revestimiento orgánico, mixto, de tipo reticular de los pigmentos se puede conseguir una capacidad de dispersión muy buena. En este caso, la humectabilidad con agua se puede ajustar individualmente. La retención en los dos casos es superior al 90%, lo cual está condicionado por la unión química del grupo orgánico de fósforo al pigmento, bien sea directamente o a través del silicio.

Ejemplo 5

A una suspensión de dióxido de titanio molido en un molino de arena se añade bajo agitación una solución de aluminato de sodio, cuya cantidad es equivalente a 0,2% de Al_{2}O_{3}. El valor del pH durante la adición no debe soprepasar de 8 a 9. Después de la adición y de un tiempo de retención de 10 minutos tiene lugar un ajuste del valor del pH a 7,5 \pm 0,25 con HCl al 10%. Con este valor del pH se añaden simultáneamente y, además, bajo agitación 0,5% de octiltriclorosilano y 0,2% de LOPON WN®. Para mantener constante el valor del pH en el intervalo antes indicado tiene lugar una adición de NaOH al 10%. Después de un tiempo de retención de 60 minutos, el dióxido de titanio se separa por filtración, se lava y se seca. Sigue una molienda por chorro de vapor. El pigmento así obtenido se somete a los ensayos anteriormente indicados. Para los resultados, véase la Tabla 2.

Ejemplo 6

Análogamente al Ejemplo 5 tiene lugar un tratamiento inorgánico con 0,2% de Al_{2}O_{3}. Después de un tiempo de retención de 10 minutos se añade primeramente octiltriclorosilano hasta que el valor del pH haya caído al intervalo de 4,25 \pm 0,25. Después, durante la adición del octiltriclorosilano restante, este intervalo de pH se mantiene constante por adición de NaOH al 10%. La cantidad total de octiltriclorosilano es 0,5%. Después, en el intervalo de pH citado se añade 0,1% de fosfonato alcalino LOPON WN®. Después de un tiempo de retención de 60 minutos se sigue procediendo como se describe en el Ejemplo 5. Para los resultados, véase la Tabla 2. El tratamiento orgánico con un valor del pH en el intervalo de 3 a 5 presenta ventajas en la retención de los compuestos.

Ejemplo 7

Análogamente al Ejemplo 5 tiene lugar un tratamiento con 0,2% de Al_{2}O_{3}. Después de un tiempo de retención de 10 minutos, el valor del pH se ajusta a 7,25 \pm 0,25 por adición de HCl al 10%. A continuación tiene lugar la adición simultánea, no previamente mezclada, de 0,5% de octiltrietoxisilano y 0,2% de ácido 1-hidroxietano-1,1-difosfónico. Durante la adición, el valor del pH se ajusta en el intervalo anteriormente citado por adición de NaOH al 10%. Después del tiempo de retención de 60 minutos, el dióxido de titanio se separa por filtración, se lava, se seca y se muele en un molino de laboratorio. Para la retención del C/P, humectabilidad con agua y capacidad de desprendimiento véase la Tabla 2.

Ejemplo 8

Se procede como en el Ejemplo 7. A pH 7,5 \pm 0,25 tiene lugar la adición simultánea de 0,5% de octiltrietoxisilano y 0,2% de N-octilamina-N,N-bis(metilenfosfonato) de sodio. El valor del pH durante la adición se ajusta al intervalo anteriormente citado por adición de HCl al 10%. Se sigue procediendo como se describe en el Ejemplo 7.

Los Ejemplos 7 y 8 muestran que las propiedades hidrófilas/hidrófugas se pueden influir a través de la elección de determinados fosfonatos funcionales. Una desventaja la representa la escasa retención de los compuestos orgánicos.

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(Tabla pasa a página siguiente)

4

5

Claims (15)

1. Partículas inorgánicas recubiertas con al menos un compuesto organosilánico reactivo, habiendo establecido los compuestos organosilánicos, debido a su reactividad, uniones químicas entre sí y con la superficie de las partículas, y un polisiloxano orgánico está unido químicamente a la partícula, caracterizadas

porque el compuesto organosilánico reactivo es un silano de la fórmula general

R_{7} ---

\melm{\delm{\para}{R _{6} }}{S}{\uelm{\para}{R _{4} }}

i --- R_{5}

en donde

R_{4} es un radical no hidrolizable de alquilo, alquileno, ciclo-alquilo o arilo con 1 a 20 átomos de carbono, y R_{4} presenta en el caso de radicales alquileno al menos 2 átomos de carbono, en el caso de radicales arilo puros al menos 6 átomos de carbono (también son posibles mezclas con diferentes R_{4}), y, además de esto, en R_{4} uno o varios átomos de hidrógeno pueden estar sustituidos con radicales con función nitrógeno y/o función oxígeno, tales como amino, epoxi o metacrilo, y R_{5}, R_{6} y R_{7} pueden ser radicales iguales o distintos de alcoxi, acetoxi, halógeno o mezclas de ellos,

y porque una parte de los compuestos organosilánicos reactivos está reemplazada por compuestos orgánicos de fosfonato, reactivos.

2. Partículas inorgánicas según la reivindicación 1, caracterizadas porque entre la partícula y el compuesto orgánico existe al menos otra capa de un óxido metálico o fosfato metálico u oxihidrato metálico.

3. Partículas inorgánicas según la reivindicación 1 ó 2, caracterizadas porque el compuesto orgánico de fosfonato, reactivo, es un fosfonato de la fórmula general

6

en donde R_{1} es un radical no hidrolizable de alquilo, cicloalquilo o arilo con 1 a 16 átomos de carbono, presentando R_{1} en el caso de radicales cicloalquilo puros al menos 5 átomos de carbono y, en el caso de radicales arilo puros, al menos 6 átomos de carbono (también son posibles mezclas con diferentes R_{1}), y R_{2} y R_{3} pueden ser, bien sea los dos o individualmente, un radical alquilo, hidrógeno o un catión metálico monovalente o amonio (también son posibles las mezclas entre ellos).

4. Partículas inorgánicas según la reivindicación 3, caracterizadas porque en el caso del radical R_{1} uno o varios átomos de hidrógeno están sustituidos con radicales con función nitrógeno y/o función oxígeno, tales como amino, imino o hidroxilo.

5. Partículas inorgánicas según una o varias de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizadas porque las partículas están revestidas con compuestos organosilánicos unitarios y compuestos orgánicos de fosfato unitarios.

6. Partículas inorgánicas según una o varias de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizadas porque las partículas están revestidas con mezclas de diferentes compuestos organosilánicos y/o de compuestos orgánicos de fosfato.

7. Partículas inorgánicas según una o varias de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizadas porque la relación en moles de los compuestos organosilánicos a compuestos orgánicos de fosfato varía entre 10:1 y 1:10.

8. Partículas inorgánicas según una o varias de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizadas porque la cantidad de recubrimiento de las partículas inorgánicas con compuestos organosilánicos y compuestos orgánicos de fosfato es 0,05 hasta 5% (referido al peso de la partícula inorgánica).

9. Procedimiento para la preparación de partículas inorgánicas conforme a una o varias de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado por las siguientes etapas:

a)

dispersión de las partículas inorgánicas en una solución acuosa;

b)

ajuste a un valor del pH en el intervalo de 2 a 11, preferentemente 3 a 6;

c)

adición por separado de los compuestos organosilánicos reactivos y los compuestos orgánicos de fosfonato reactivos;

d)

ajuste posterior del valor del pH;

e)

agitación de la suspensión;

f)

filtración, lavado, secado y molienda de las partículas inorgánicas.

10. Procedimiento según la reivindicación 9, caracterizado porque se parte de pigmentos de dióxido de titanio, los cuales fueron preparados según el procedimiento del sulfato o del cloruro, y los cuales presentan una estructura de anatasa o de rutilo.

11. Procedimiento según la reivindicación 9 ó 10, caracterizado porque las partículas inorgánicas se someten a una molienda en mojado, por ejemplo a una molienda con arena.

12. Procedimiento según la reivindicación 9, 10 ó 11, caracterizado porque las partículas inorgánicas, antes del recubrimiento con organosilanos reactivos y compuestos orgánicos de fosfonato, reactivos, se tratan con óxidos o fosfatos, preferentemente con Al_{2}O_{3} en cantidad de 0,1 a 0,5% en peso referido a las partículas inorgánicas.

13. Procedimiento según la reivindicación 9, 10, 11 ó 12 caracterizado porque las partículas inorgánicas, después del secado, se muelen por vapor.

14. Utilización de las partículas inorgánicas según una o varias de las reivindicaciones 1 a 8 en sistemas de materiales sintéticos o sistemas de barnices.

15. Utilización de las partículas inorgánicas según una o varias de las reivindicaciones 1 a 8 en el sector de la pigmentación de papel y fibras.