ES2295908T3 - Agregados de polvo de oxido de cinc presentes en forma circular, elipsoidal, lineal y ramificada. - Google Patents
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Abstract
Polvo de óxido de cinc preparado pirogénicamente que tiene una superficie específica BET de 10 a 200 m2/g, caracterizado porque - se encuentra en forma de agregados, - los agregados se componen de partículas que tienen morfologías diferentes, y - 0-10% de los agregados se encuentran en forma circular, - 30-50% de los agregados se encuentran en forma elipsoidal, - 30-50% de los agregados se encuentran en forma lineal, - 20-30% de los agregados se encuentran en forma ramificada.
Description
Agregados de polvo de óxido de cinc presentes en
forma circular, elipsoidal, lineal y ramificada.
La invención se refiere a un polvo de óxido de
cinc, su preparación y uso.
Se utilizan polvos de óxido de cinc en tintas,
recubrimientos de superficies, en resinas y fibras. Un sector
importante es el uso de polvos de óxido de cinc en el campo
cosmético, especialmente como constituyente de formulaciones para
protección solar.
Existen en principio dos posibilidades para la
síntesis de polvos de óxido de cinc, procesos químicos de vía
húmeda y procesos en fase gaseosa. En general, los compuestos de
cinc utilizados como materia prima en los procesos químicos de vía
húmeda son aquéllos que pueden convertirse en óxido de cinc por
medio de calor, tales como, por ejemplo, hidróxido de cinc, oxalato
de cinc o carbonato de cinc. El método químico de vía húmeda tiene
usualmente la desventaja de que las partículas de óxido de cinc
producidas se aglomeran formando unidades mayores, que son
indeseables, especialmente en aplicaciones cosméticas.
Adicionalmente, las impurezas resultantes del proceso y de los
materiales de partida no pueden eliminarse del producto acabado o
pueden eliminarse sólo con gran dificultad.
El proceso, que se lleva a cabo usualmente como
un proceso discontinuo, comprende filtración, secado y,
opcionalmente, trituración de las partículas, y es relativamente
intensivo en costes.
Los procesos en fase gaseosa o procesos
pirogénicos permiten un proceso más económico. Los mismos incluyen
los procesos francés y americano, de acuerdo con los cuales puede
producirse óxido de cinc en gran escala.
En ambos procesos, se lleva a cabo la oxidación
de vapor de cinc. Desventajas de estos procesos son la formación de
grandes agregados de partículas primarias y una baja superficie
específica BET.
La técnica anterior describe diversas
posibilidades para la síntesis en fase gaseosa con la finalidad de
alcanzar una mayor superficie específica BET, mejor transparencia y
mayor protección UV.
Esencialmente, una característica común de todos
estos enfoques es la oxidación de vapor de cinc.
El documento JP 56-120518
describe la oxidación de vapor de cinc utilizando aire u oxígeno,
con formación de partículas de óxido de cinc no agregadas,
semejantes a agujas. Tales partículas pueden incorporarse a menudo
en formulaciones de protección solar sólo con dificultad.
El documento US 6.335.002 describe la oxidación
de vapor de cinc utilizando aire u oxígeno. Por variación de los
parámetros del proceso, deberían formarse partículas primarias de
óxido de cinc que son en gran parte de forma isótropa y tienen un
grado de agregación bajo. En los ejemplos de acuerdo con la
invención del documento US 6.335.002, los diámetros de los
agregados son de 0,47 a 0,55 \mum. El polvo de óxido de cinc tiene
una superficie específica BET de 10 a 200 m^{2}/g y una densidad
apisonada de 4 a 40 ml/g.
La oxidación del vapor de cinc se lleva a cabo
en una atmósfera de un gas oxidante que contiene oxígeno y vapor de
agua. Dicha atmósfera puede producirse también por combustión de un
gas que contiene oxígeno con hidrógeno o propano, utilizándose un
exceso de oxígeno. El vapor de cinc y la mixtura oxígeno/vapor de
agua se inyectan por separado mediante toberas en un reactor, en el
cual tiene lugar la oxidación.
Globalmente, la técnica anterior, con
indiferencia de la preparación, ofrece numerosos tipos de óxido de
cinc en forma de agujas, esferas, tetraedros, varillas y copos,
como se enumera, por ejemplo, en el documento US 5.441.226.
Por el documento WO 03/080515 se conoce un
proceso para la producción de polvo de óxido de cinc, en el cual se
convierte polvo de cinc en polvo de óxido de cinc en cuatro zonas de
reacción consecutivas. Estas cuatro zonas son: zona de
vaporización, zona de nucleación, zona de oxidación y zona de
extinción. En la zona de vaporización, el polvo de cinc se vaporiza
en una llama de aire y/u oxígeno y un gas combustible,
preferiblemente hidrógeno, durante la cual no tiene lugar oxidación
alguna del polvo de cinc. En la zona de nucleación, la mixtura de
reacción caliente procedente de la zona de vaporización se enfría a
temperaturas inferiores al punto de ebullición del cinc. En la zona
de oxidación, la mixtura procedente de la zona de nucleación se
oxida con aire y/u oxígeno. En la zona de extinción, la mixtura de
oxidación se enfría por adición de un gas refrigerante. Una
desventaja de este proceso es el enfriamiento del vapor de cinc, que
puede controlarse únicamente con un gasto considerable y no tiene
sentido en términos económicos.
La técnica anterior demuestra el vivo interés en
óxido de cinc, especialmente en su uso como protección UV en
formulaciones de protección solar.
El objeto de la invención es proporcionar un
polvo de óxido de cinc que evita las desventajas de la técnica
anterior. En particular, el mismo debería exhibir alta transparencia
proporcionando al mismo tiempo una protección UV satisfactoria.
Dicho polvo debería ser también fácilmente incorporable en
dispersiones. Un objeto adicional es proporcionar un proceso para
la preparación de polvo de óxido de cinc.
La invención proporciona un polvo de óxido de
cinc preparado pirogénicamente que tiene una superficie específica
BET de 10 a 200 m^{2}/g, caracterizado porque
- -
- se encuentra en forma de agregados,
- -
- los agregados se componen de partículas que tienen morfologías diferentes, y
- -
- 0-10% de los agregados se encuentran en forma circular,
- -
- 30-50% de los agregados se encuentran en forma elipsoidal,
- -
- 30-50% de los agregados se encuentran en forma lineal,
- -
- 20-30% de los agregados se encuentran en forma ramificada.
Dentro del alcance de la invención, debe
entenderse que el término partículas hace referencia a las
partículas formadas primeramente en el proceso de preparación
pirogénico. Dichas partículas se reúnen durante la reacción, con
formación de superficies de sinterización, para formar agregados. Es
importante que los agregados estén compuestos de partículas que
tengan morfologías diferentes. De acuerdo con la definición, un
agregado está compuesto de partículas que son iguales o
aproximadamente iguales, las partículas primarias (DIN 53206).
Por el contrario, el polvo de óxido de cinc de
acuerdo con la invención contiene agregados que están constituidos
por partículas que tienen morfologías diferentes, y por consiguiente
no se designan partículas primarias. La morfología debe entenderse
con el significado de partículas isótropas y anisótropas. Pueden
existir, por ejemplo, partículas esféricas o en gran parte
esféricas, partículas de forma bulbar, partículas en forma de
varillas o partículas en forma de agujas. Es importante que los
agregados estén constituidos por partículas diferentes, y que las
partículas estén unidas unas a otras por superficies de
sinterización.
La superficie específica BET del polvo de
acuerdo con la invención puede ser de 20 a 60 m^{2}/g.
Los agregados del polvo de óxido de cinc de
acuerdo con la invención son de forma circular, elipsoidal, lineal
y ramificada. Las Figuras 1a-c muestran formas
típicas de agregados elipsoidales, lineales y ramificados del polvo
de óxido de cinc de acuerdo con la invención.
Puede darse preferencia a polvos de óxido de
cinc que contengan una cantidad aproximadamente igual de 30 a 40%
de formas elipsoidales y lineales y una cantidad menor de formas
ramificadas de 20 a 25% y formas circulares de 2 a 6%. La Figura 2
muestra una imagen TEM del polvo de acuerdo con la invención, y las
Figuras 3a-d muestran un agregado lineal,
ramificado, elipsoidal y circular, respectivamente, de dicho
polvo.
El polvo de óxido de cinc de acuerdo con la
invención puede tener también una densidad apisonada, determinada
de acuerdo con DIN ISO 787/11, de al menos 150 g/l. Una densidad
apisonada de 250 a 350 g/l puede ser particularmente preferida.
Es también posible que el polvo de óxido de cinc
de acuerdo con la invención esté constituido por agregados que
tienen una superficie específica de agregados media proyectada menor
que 10.000 nm^{2}, un diámetro circular equivalente (ECD) menor
que 100 nm y una circunferencia media menor que 600 nm. Estos
valores pueden obtenerse por análisis de imagen de aproximadamente
1000 a 2000 agregados a partir de imágenes TEM.
Puede darse preferencia particular a polvos de
óxido de cinc que tienen una superficie específica de agregados
media proyectada de 2000 a 8000 nm^{2}, un diámetro circular
equivalente (ECD) de 25 a 80 nm y una circunferencia media de 200 a
550 nm.
En particular, cuando se utiliza polvo de óxido
de cinc en preparaciones cosméticas y farmacéuticas, es importante
minimizar las impurezas perjudiciales. Éstas incluyen especialmente
plomo, cadmio, arsénico, hierro, antimonio y mercurio.
El polvo de óxido de cinc de acuerdo con la
invención puede contener no más de 20 ppm de plomo, no más de 3 ppm
de arsénico, no más de 15 ppm de cadmio, no más de 200 ppm de
hierro, no más de 1 ppm de antimonio y no más de 1 ppm de mercurio,
basado en cada caso en óxido de cinc.
La invención proporciona adicionalmente un
proceso para la preparación del polvo de óxido de cinc de acuerdo
con la invención, proceso que se caracteriza porque
- -
- una mixtura de partida que contiene vapor de cinc, un gas combustible y los productos de reacción de la oxidación del gas combustible con un gas que contiene oxígeno
- -
- se hace reaccionar en una llama con un gas que contiene oxígeno en una zona de oxidación,
\global\parskip0.950000\baselineskip
- -
- la mixtura de reacción caliente se enfría en una zona de extinción y el material sólido se separa de la corriente de gas
- -
- la cantidad de oxígeno en la zona de oxidación es mayor que la cantidad necesaria para la oxidación completa del gas combustible y el vapor de cinc.
La manera en la que se proporciona el vapor de
cinc no está limitada. Por ejemplo, polvo de cinc u otro compuesto
de cinc que produce cinc cuando se somete a tratamiento térmico
puede vaporizarse en un vaporizador y alimentarse por medio de una
corriente de gas inerte en el aparato que contiene la mixtura
inicial. La mixtura inicial contiene también un gas combustible,
que puede ser hidrógeno, metano, etano o propano o una mixtura de
los mismos, prefiriéndose hidrógeno. En la mixtura de partida están
presentes también vapor de agua y/o dióxido de carbono, los
productos de reacción de la combustión del gas combustible. La
mixtura de partida puede contener preferiblemente vapor de agua. La
mixtura de vapor de cinc, gas combustible y vapor de agua o vapor de
agua/dióxido de carbono, así como otros gases inertes, por ejemplo
nitrógeno, se transfiere a una zona de oxidación, en la cual
reacciona aquélla en una llama con un gas que contiene oxígeno en
una zona de oxidación. La cantidad de oxígeno en la zona de
oxidación es mayor que la cantidad necesaria para la oxidación
completa del gas combustible y el vapor de cinc. En la zona de
oxidación, la oxidación del gas combustible, por ejemplo hidrógeno,
de acuerdo con Eq. 1 y la oxidación del vapor de cinc de acuerdo
con Eq. 2 tienen lugar en paralelo:
Eq. 1H_{2} +
0,5 \ O_{2} \hskip0,3cm \rightarrow \hskip0,3cm
H_{2}O
Eq. 2Zn + 0,5
\ O_{2} \hskip0,3cm \rightarrow \hskip0,3cm
ZnO
La Figura 4 muestra la secuencia del proceso de
acuerdo con la invención en forma diagramática. En la Figura:
A = mixtura de partida; B = zona de oxidación; C = zona de extinción; D = separación de material sólido; 1 = vapor de cinc; 2 = gas combustible; 3 = agua o agua/dióxido de carbono; 4 = aire de oxidación; 5 = aire de extinción. Aunque se forma agua en la oxidación del gas combustible en la zona de oxidación, se ha encontrado que la presencia de agua y/o dióxido de carbono en la mixtura de partida es esencial para la formación de las partículas de óxido de cinc de acuerdo con la invención. Se prefiere agua. Agua y/o dióxido de carbono pueden resultar, por ejemplo, de la oxidación de un gas combustible utilizando oxígeno.
A = mixtura de partida; B = zona de oxidación; C = zona de extinción; D = separación de material sólido; 1 = vapor de cinc; 2 = gas combustible; 3 = agua o agua/dióxido de carbono; 4 = aire de oxidación; 5 = aire de extinción. Aunque se forma agua en la oxidación del gas combustible en la zona de oxidación, se ha encontrado que la presencia de agua y/o dióxido de carbono en la mixtura de partida es esencial para la formación de las partículas de óxido de cinc de acuerdo con la invención. Se prefiere agua. Agua y/o dióxido de carbono pueden resultar, por ejemplo, de la oxidación de un gas combustible utilizando oxígeno.
La relación molar de agua a vapor de cinc puede
ser preferiblemente desde 15:1 a 35:1 y de modo particularmente
preferible desde 20:1 a 30:1.
Es también ventajoso que la relación molar de
gas combustible a vapor de cinc en la mixtura de partida sea desde
5:1 a 25:1. Una relación de 10:1 a 20:1 es particularmente
ventajosa.
Cuando la mixtura de partida entra en la zona de
oxidación, puede ser ventajoso que la relación molar de oxígeno a
gas combustible sea de 3:1 a 20:1. Una relación de 6:1 a 15:1 puede
ser particularmente ventajosa.
Cuando la mixtura de partida entra en la zona de
oxidación, puede ser adicionalmente ventajoso que la relación molar
de oxígeno a vapor de cinc sea de 5:1 a 30:1. Una relación de 10:1 a
20:1 puede ser particularmente ventajosa.
La temperatura de la mixtura de partida puede
ser desde 920ºC a 1250ºC.
En una realización preferida del proceso de
acuerdo con la invención, puede obtenerse vapor de cinc en una zona
de vaporización reductora por vaporización de polvo de cinc mediante
una corriente de gas inerte en un tubo expuesto centralmente por
medio de una llama dispuesta alrededor del tubo dispuesto
centralmente, llama que es generada por reacción de un gas
combustible y un gas que contiene oxígeno, estando presente el gas
combustible en un exceso estequiométrico con relación al contenido
de oxígeno del gas que contiene oxígeno.
En una realización particularmente preferida del
proceso, el tubo dispuesto centralmente se ajusta de tal manera que
se evita el contacto con la llama. Una zona de vaporización
reductora dentro del alcance de la invención se entiende como una
zona en la cual prevalece una atmósfera que es deficiente en
oxígeno. Esto impide que el polvo de cinc se oxide incluso antes de
la vaporización.
La relación molar de gas combustible a contenido
de oxígeno del gas que contiene oxígeno en la zona de vaporización
reductora puede ser preferiblemente desde 1,5:1 a 3,5:1, y de modo
particularmente preferible desde 2:1 a 2,5:1.
La invención proporciona un proceso adicional
para la preparación del polvo de óxido de cinc de acuerdo con la
invención, proceso que se caracteriza porque
- -
- se vaporiza polvo de cinc dentro de un reactor y se oxida a óxido de cinc, en donde
- -
- en una zona de vaporización reductora, se dosifica polvo de cinc con ayuda de una corriente de gas inerte en un tubo dispuesto centralmente que se proyecta en la zona de vaporización del reactor,
\global\parskip1.000000\baselineskip
- -
- se vaporiza por medio de una llama dispuesta externamente que es generada por reacción de un gas combustible con un gas que contiene oxígeno,
- -
- suministrándose el gas combustible y el gas que contiene oxígeno en tubos dispuestos concéntricamente alrededor del tubo central, y
- -
- siendo el tubo dispuesto centralmente más largo que los tubos dispuestos concéntricamente a su alrededor, y
- -
- estando presente el gas combustible en un exceso estequiométrico con relación al contenido de oxígeno del gas que contiene oxígeno,
- -
- y alimentándose luego un exceso de oxígeno en forma de un gas que contiene oxígeno en la corriente de gas procedente de la zona de vaporización reductora, de tal manera que el exceso de gas combustible y el vapor de cinc procedente de la zona de vaporización se oxidan completamente en la zona de oxidación,
- -
- después de lo cual la mixtura de reacción caliente se enfría en una zona de extinción y el material sólido se separa de la corriente de gas.
La Figura 5 muestra el aparato para realización
de este proceso en forma diagramática. En la figura: A = zona de
vaporización reductora; B = zona de oxidación; C = zona de
extinción; 1 = polvo de cinc + gas inerte; 2 = gas combustible,
preferiblemente hidrógeno; 3 = aire; 4 = aire de oxidación; 5 = aire
de extinción.
El proceso de acuerdo con la invención puede
llevarse a cabo preferiblemente de tal manera que la relación molar
de gas combustible al contenido de oxígeno del gas que contiene
oxígeno en la zona de vaporización reductora es de 1,5:1 a 3,5:1.
Esta relación puede ser, de modo particularmente preferible, desde
2:1 a 2,5:1.
Puede ser también preferible que la relación
molar de oxígeno a gas combustible a la entrada de la zona de
oxidación sea preferiblemente de 3:1 a 20:1, y de modo
particularmente preferible de 6:1 a 15:1.
Puede ser también ventajoso que la relación
molar de oxígeno a vapor de cinc a la entrada en la zona de
oxidación sea de 5:1 a 30:1. Puede ser particularmente ventajosa
una relación de 10:1 a 20:1.
Con objeto de conseguir una pureza elevada del
polvo de óxido de cinc, es ventajoso utilizar polvo de cinc de alta
pureza como materia prima.
La expresión alta pureza se entiende con el
significado de una pureza de al menos 99%, y en el caso de
requerimientos especiales una pureza de al menos 99,9%. En el caso
de un polvo de óxido de cinc para uso cosmético o farmacéutico en
particular, debe prestarse atención a las cantidades de plomo (no
más de 20 ppm), arsénico (no más de 3 ppm), cadmio (no más de 15
ppm), hierro (no más de 200 ppm), antimonio (no más de 1 ppm) y
mercurio (no más de 1 ppm).
En los procesos de acuerdo con la invención, la
temperatura de la mixtura a oxidar a la entrada de la zona de
oxidación es preferiblemente desde 920 a 1250ºC.
Puede ser también ventajoso limitar el tiempo de
residencia de la mixtura de reacción en la zona de oxidación a 5
milisegundos hasta 200 milisegundos, siendo particularmente
ventajoso un intervalo de 10 milisegundos a 30 milisegundos.
La temperatura en la zona de extinción
inmediatamente antes de la adición del aire de extinción puede ser
preferiblemente desde 600 a 850ºC, y la tasa de enfriamiento en la
zona de extinción puede ser desde 1000 Kelvin/segundo a 50.000
Kelvin/segundo.
La invención se refiere también al uso del polvo
de óxido de cinc de acuerdo con la invención como constituyente de
composiciones de protección solar para protección contra la
radiación UV, como adyuvante de vulcanización, en plásticos y
recubrimientos superficiales como absorbedor UV, como agente de
reticulación o catalizador en el curado o la polimerización de
plásticos o monómeros de plásticos, en resinas sintéticas, en
preparaciones farmacéuticas y cosméticas como aditivo
anti-fúngico o anti-bacteriano, en
la preparación de productos cerámicos, como catalizador o soporte
de catalizador.
\vskip1.000000\baselineskip
La superficie específica BET se determina de
acuerdo con DIN 66131. Las imágenes TEM se obtienen utilizando un
dispositivo Hitachi TEM, tipo
H-75000-2. Por medio de la cámara
CCD del dispositivo TEM y análisis de imágenes subsiguiente, se
evalúan aproximadamente desde 1000 a 2000 agregados. Los parámetros
se definen de acuerdo con ASTM 3849-89. El análisis
de los agregados en cuanto a forma circular, elipsoidal, lineal o
ramificada se lleva a cabo de acuerdo con Herd et al.,
Rubber, Chem. Technol. 66 (1993) 491. La densidad apisonada se
determina de acuerdo con DIN ISO 787/11.
\vskip1.000000\baselineskip
El Ejemplo 1 se realiza en un reactor de acuerdo
con la Figura 4.
Se transporta polvo de cinc (510 g/h) por medio
de una corriente de nitrógeno (4,2 Nm^{3}/h) a una zona de
vaporización reductora en la cual arde una llama hidrógeno/aire
(hidrógeno: 4,0 Nm^{3}/h, aire: 8,0 Nm^{3}/h). De este modo se
vaporiza el polvo de cinc.
La mixtura de reacción que comprende vapor de
cinc, hidrógeno, nitrógeno y agua fluye a la zona de oxidación, en
la cual se añaden 20 Nm^{3}/h de aire.
La temperatura T1 antes de la adición del aire
de oxidación es 956ºC. A continuación se añaden 10 Nm^{3}/h de
aire de extinción. La temperatura T2 antes de la adición del aire de
extinción es 648ºC. El polvo de óxido de cinc resultante se separa
de la corriente de gas por filtración.
Los Ejemplos 2 a 4 se llevan a cabo análogamente
al Ejemplo 1. Los parámetros de proceso pueden verse en la Tabla
1.
\vskip1.000000\baselineskip
(Ejemplo
Comparativo)
Se transporta polvo de cinc (250 g/h) por medio
de una corriente de nitrógeno (1,5 Nm^{3}/h) a una zona de
vaporización en la cual arde una llama hidrógeno/aire (hidrógeno:
4,25 Nm^{3}/h, aire: 8,40 Nm^{3}/h). De este modo se vaporiza
el polvo de óxido de cinc. La mixtura de reacción que comprende
vapor de cinc, hidrógeno, nitrógeno y agua se enfría luego a una
temperatura de 850ºC en una zona de nucleación por la adición
dosificada de 1 Nm^{3}/h de nitrógeno. Se añaden luego 5
Nm^{3}/h de aire de oxidación y 34 Nm^{3}/h de aire de
extinción, cayendo la temperatura de reacción hasta valores
inferiores a 400ºC. El polvo de óxido de cinc resultante se separa
de la corriente de gas por filtración. El Ejemplo 5 puede
encontrarse en la solicitud de patente que tiene el número de
solicitud DE 10212680 de fecha 22.03.2002.
\vskip1.000000\baselineskip
(Ejemplo
Comparativo)
Es un polvo de óxido de cinc disponible
comercialmente de Nanophase, Óxido de Cinc NanoTek 99+%.
Los parámetros de proceso para la preparación de
los polvos de óxido de cinc de los Ejemplos 1 a 4 pueden verse en
la Tabla 1. Los datos físico-químicos de los polvos
de óxido de cinc de los Ejemplos 1 a 6 pueden verse en la
Tabla 2.
Tabla 2.
La Tabla 2 muestra que los polvos de los
Ejemplos 1 a 4 de acuerdo con la invención exhiben la distribución
reivindicada de las formas de agregado en formas circular, lineal,
ramificada y elipsoidal. Los polvos de los Ejemplos Comparativos 5
y 6 no exhiben esta distribución.
El diámetro circular equivalente (ECD) de los
polvos de acuerdo con la invención de los Ejemplos 1 a 4 es menor
que 100 nm, la circunferencia media de los agregados es menor que
600 nm y la superficie específica media de los agregados es menor
que 7500 nm^{2}.
Las Figuras 3a-d muestran un
agregado lineal, ramificado, elipsoidal y circular, respectivamente,
del polvo del Ejemplo 3.
El polvo de acuerdo con la invención puede
incorporarse fácilmente en formulaciones de protección solar. El
mismo exhibe alta transparencia y alta protección UV.
Claims (8)
1. Polvo de óxido de cinc preparado
pirogénicamente que tiene una superficie específica BET de 10 a 200
m^{2}/g, caracterizado porque
- -
- se encuentra en forma de agregados,
- -
- los agregados se componen de partículas que tienen morfologías diferentes, y
- -
- 0-10% de los agregados se encuentran en forma circular,
- -
- 30-50% de los agregados se encuentran en forma elipsoidal,
- -
- 30-50% de los agregados se encuentran en forma lineal,
- -
- 20-30% de los agregados se encuentran en forma ramificada.
2. Polvo de óxido de cinc preparado
pirogénicamente de acuerdo con la reivindicación 1,
caracterizado porque la densidad apisonada, determinada de
acuerdo con DIN ISO 787/11, es al menos 150 g/l.
3. Polvo de óxido de cinc preparado
pirogénicamente de acuerdo con las reivindicaciones 1 ó 2,
caracterizado porque los agregados tienen
- -
- una superficie específica agregada proyectada media menor que 10.000 nm^{2}
- -
- un diámetro circular equivalente (ECD) menor que 100 nm y
- -
- una circunferencia media menor que 600 nm.
4. Polvo de óxido de cinc preparado
pirogénicamente de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 3,
caracterizado porque la cantidad de plomo no es mayor que 20
ppm, la cantidad de arsénico no es mayor que 3 ppm, la cantidad de
cadmio no es mayor que 15 ppm, la cantidad de hierro no es mayor que
200 ppm, la cantidad de antimonio no es mayor que 1 ppm y la
cantidad de mercurio no es mayor que 1 ppm.
5. Proceso para la preparación del polvo de
óxido de cinc de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 4,
caracterizado porque
- -
- una mixtura de partida que contiene vapor de cinc, un gas combustible y vapor de agua o una mixtura de vapor de agua y dióxido de carbono
- -
- se hace reaccionar en una llama con un gas que contiene oxígeno en una zona de oxidación,
- -
- la mixtura de reacción caliente se enfría en una zona de extinción y el material sólido se separa de la corriente de gas
- -
- siendo la cantidad de oxígeno en la zona de oxidación mayor que la cantidad necesaria para la oxidación completa del gas combustible y el vapor de cinc.
6. Proceso de acuerdo con la reivindicación 5,
caracterizado porque el vapor de cinc se obtiene en una zona
de vaporización reductora por vaporización de polvo de cinc mediante
una corriente de gas inerte en un tubo dispuesto centralmente por
medio de una llama dispuesta externamente que es generada por
reacción de un gas combustible y un gas que contiene oxígeno,
estando presente el gas combustible en un exceso estequiométrico
con relación al contenido de oxígeno del gas que contiene
oxígeno.
7. Proceso para la preparación del polvo de
óxido de cinc de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 4,
caracterizado porque la vaporización del polvo de cinc y la
oxidación a óxido de cinc se realizan en un reactor, en el cual
- -
- en una zona de vaporización reductora, se dosifica polvo de cinc en un tubo dispuesto centralmente por medio de una llama dispuesta alrededor del tubo dispuesto centralmente en el que la llama es generada por reacción de un gas combustible con un gas que contiene oxígeno,
- -
- suministrándose el gas combustible y el gas que contiene oxígeno en tubos separados dispuestos concéntricamente alrededor del tubo central, y
- -
- estando presente el gas combustible en un exceso estequiométrico con relación al contenido de oxígeno del gas que contiene oxígeno,
- -
- alimentándose luego un exceso de oxígeno en forma de un gas que contiene oxígeno en la corriente de gas procedente de la zona de vaporización reductora, de tal manera que el exceso de gas combustible y el vapor de cinc procedente de la zona de vaporización se oxidan completamente en la zona de oxidación,
- -
- después de lo cual la mixtura de reacción caliente se enfría en una zona de extinción y el material sólido se separa de la corriente de gas.
8. Uso del polvo de óxido de cinc preparado
pirogénicamente de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 4 como
constituyente de composiciones de protección solar para protección
contra la radiación UV, como adyuvante de vulcanización, en
plásticos y recubrimientos de superficies como absorbedor UV, como
agente de reticulación o catalizador en el curado o la
polimerización de plásticos o monómeros de plásticos, en resinas
sintéticas, en preparaciones farmacéuticas y cosméticas como
aditivo antifúngico o antibacteriano, en la preparación de
productos cerámicos, como catalizador o soporte de catalizador.
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