ES2595409T3 - Carga de pigmento de pintura a base de caolín de nueva generación - Google Patents

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Abstract

Carga de pigmento de caolín que tiene una mediana del tamaño de partícula de 2 a 7 micrómetros, según se mide mediante un analizador del tamaño de partícula Sedigraph® 5120, y que comprende una arcilla de caolín completamente calcinado que tiene un índice de mullita de producto (I.M.) de al menos 25.

Description

DESCRIPCION
Carga de pigmento de pintura a base de caoiln de nueva generation Campo de ia invention
La presente invencion se refiere a productos de caoiln caicinado, a su production y a su uso. Mas especlficamente, 5 ia invencion se refiere a productos de carga de pigmento de caoiln caicinado que muestran una combination unica de propiedades flsicas y de apiicacion no vistas anteriormente juntas en cargas de pigmento a base de caoiln caicinado. Estos productos, segun ia invencion, ofrecen una resistencia mejorada ai raspado y puiido ai tiempo que se mantiene o mejora ia opacidad en pinturas y otras composiciones de recubrimiento. Mas generaimente, ios productos de ia invencion ampilan significativamente ia gama de uso de caoiln caicinado en pinturas y otras 10 composiciones de recubrimiento.
Antecedentes de ia invencion
Las pinturas se formuian normaimente con una combinacion de pigmentos y cargas para iograr un poder de cobertura, capacidad de tincion, briiio y iustre, coior, resistencia ai raspado, resistencia ai puiido y resistencia a ias manchas deseados. En aigunos casos, ias cargas seieccionadas pueden ampiiar economicamente ia funcionaiidad 15 de ios pigmentos en ia formuiacion. Los pigmentos usados en pintura pueden inciuir pigmentos organicos e inorganicos, copos de pigmento, tintes insoiubies y otra materia coiorante duradera. Aunque ia pigmentation de ia pintura puede proceder unicamente de pigmentos de imprimacion, esto no resuita economicamente practico dada ia aita concentration en voiumen de pigmento indicada. Ei dioxido de titanio se usa ampiiamente en pinturas y recubrimientos para mejorar ia iuminosidad y opacidad, pero es un pigmento de imprimacion caro. En ios uitimos 20 anos, se han reaiizado considerabies esfuerzos por desarroiiar sustitutos satisfactorios para ei dioxido de titanio. Las cargas de pigmento comunes inciuyen carbonato de caicio, baritas, siiicatos de magnesio, siiicatos de aiuminio inciuyendo caoiln caicinado e hidratado, tierra de diatomeas, sliice y mica. Para ia resistencia ai raspado, ai puiido y a ias manchas, se usan cargas como sienita nefeilnica, aibita y microesferas ceramicas.
Ei caoiln caicinado en pintura ha encontrado uso tradicionaimente en pinturas semimate y mate de PVC superior 25 para interior. Su funcionaiidad ha sido como opacificante para dar carga a pigmentos mas costosos y proporcionar aspecto mate para controiar ei desarroiio de briiio dei recubrimiento. Estas cargas de pigmento se producen caicinando parciai o compietamente una fraction de tamano de partlcuia fino de caoiln hidratado. Las cargas de pigmento opacificantes de arciiia de caoiln caicinado, taies como ios productos suministrados con ios nombres comerciaies Satintone™ 5 y Satintone™ 5HB por BASF Corporation, son a modo de ejempio y han demostrado ser 30 superiores a otras cargas de pigmento, por ejempio carbonato de caicio y caoiines hidratados.
A escaia comerciai, ia caicinacion de caoiln puede iievarse a cabo en un caicinador rotatorio con fiujo a contracorriente de aire caiiente o en un horno verticai de Nichois Herreshoff. En ei iaboratorio, habituaimente se apiica un horno de mufia. Ei caoiln que va a caicinarse es normaimente un poivo finamente dispersado con una fase de moiienda de Hegman de 4,5 o superior. Este grado de dispersion se iogra generaimente haciendo pasar ei poivo 35 de caoiln seco a traves de un procedimiento de puiverizacion disenado de manera apropiada.
Para un experto en ia tecnica de ia caicinacion de caoiln, ei caoiln, cuando se caiienta, experimental una serie de cambios de forma cristaiina que ofrecen atributos de propiedades qulmicas y flsicas significativamente diferentes. Ei primero de eiios se produce en ei intervaio de 840 a 120o°F (450°-650°C). Aqul, ei caoiln hidratado se deshidroxiia con ia formation de un materiai amorfo esenciaimente anhidro habituaimente denominado “metacaoiln”.
40 A medida que se apiica caior progresivamente a metacaoiln, su red cristaiina se reconfigurara para dar una fase de gamma-aiumina (espineia). Esto se produce normaimente a medida que ei materiai de aiimentacion aicanza un intervaio de temperatura de 1650 a 1750°F (de 900 a 955°C). Por encima de esta temperatura, ia gamma-aiumina se convierte progresivamente en muiiita. A 2300°F (1260°C), ia conversion en muiiita es esenciaimente compieta. A una temperatura superior, ia matriz de minerai sintetico se reconfigurara de nuevo para dar cristobaiita. La difractometrla 45 de rayos X (XRD) es una manera conveniente de evaiuar ei nivei de muiiita presente en ia red cristaiina de espineia. Ei Indice de muiiita (I.M.) es un metodo de difraccion de rayos X cuantitativo usado para cuantificar ia cantidad de muiiita en un materiai. La cuantificacion se reaiiza integrando ei area de un pico, o picos, y comparando ia intensidad de pico integrada de ia muestra desconocida con una curva de caiibracion. La curva de caiibracion se forma normaimente haciendo pasar muestras que consisten en incrementos dei 10% de muiiita de desde ei 0% hasta ei 50 100%. Por tanto, un Indice de muiiita de 35 indica que ia muestra contiene aproximadamente ei 35% de muiiita.
Dado que normaimente no se tienen en cuenta ia absorcion de masas o ia orientation preferida, ei vaior dei Indice de muiiita no puede denominarse exactamente como porcentaje, pero puede usarse en un sentido reiativo como un intervaio en porcentaje utii de muiiita en ia muestra. En generai, tras ia caicinacion, ia matriz inerte tiene normaimente desde ei 40-60% de SiO2 y ei 60-40% de Ai2O3.
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Se han usado cargas de pigmento de caoiln calcinado durante varias decadas en varias aplicaciones industriales tales como recubrimiento de papei, reiieno de papei, pinturas, plasticos, etc. En estas aplicaciones, las cargas de pigmento de caoiln confieren a ios productos acabados varias propiedades deseabies: carga de TiO2/opacidad, control del iustre/briiio, resistividad electrica, resistencia mecanica (en plasticos), friccion (en papei). Las aplicaciones de recubrimiento y reiieno de papei requieren casi exciusivamente pigmentos de caoiln compietamente calcinado finos tales como el pigmento ANSILEX®-93 con el 93% de iuminosidad fabricado por BASF Corporation. Vease, por ejempio, la patente estadounidense n.° 3.586.523, Fanseiow et al, que describe la produccion de tales pigmentos a partir de caoiines uitrafinos “duros” del Terciario uitrafinos. El termino “compietamente calcinado” es interesante porque define un intervalo bastante estrecho de estructuras de matriz de caoiln calcinado. La calcinacion ha avanzado a la fase de espineia y se ha detenido cuando solo se ha incorporado un pequeno grado de muiiita (el 10% en peso o menos).
La temperatura a la que se producen las transiciones cristaiinas anteriormente mencionadas puede reducirse mediante la adicion de un fundente a la alimentacion de caoiln hidratado antes de la calcinacion tai como se da a conocer en el documento U.S. 6.136.086 iegaimente cedida. Se hace referencia a la patente estadounidense n.° 2.307.239, Rowland, que es una patente pionera en el campo de pigmentos de caoiln calcinado. Esta patente da a conocer de manera ampiia la adicion de diversos compuestos aicaiinos y alcalinoterreos a arciiia antes de la calcinacion.
El documento WO 2006/014303 A1 se refiere a metodos de preparacion de caoiln calcinado que tiene un alto contenido en muiiita que impiican caientar hasta determinadas temperaturas. Tambien se dan a conocer sistemas para preparar el caoiln calcinado que tiene un alto contenido en muiiita y materiaies compuestos polimericos que contienen el caoiln calcinado que tiene un alto contenido en muiiita.
Por otro iado, el documento WO 93/08133 A1 se refiere a pigmentos biancos compuestos, constituidos por dioxido de titanio (TiO2) y caoiln que se preparan sometiendo una suspension de caoiln a secado por pulverizacion con gas inyectado para fomentar ia descomposicion de gotitas y la fragmentacion. La suspension contiene un agente de suspension hidrocoioidai y un reactivo cationico para hacer que las partlcuias de caoiln sean cationicas.
Finaimente, el documento WO 2007/030364 A2 se refiere a composiciones que comprenden caoiines caicinados que tienen un tamano de partlcuia grande y bajos niveies de oxidos de metaies aicaiinos y alcalinoterreos. Tambien se describen metodos de preparacion del caoiln calcinado dado a conocer mediante calcinacion de caoiln hidratado.
Sumario de ia invencion
Ai ampiiar el intervalo de tratamiento termico de caoiln, pueden crearse redes cristaiinas de espineia/muiiita que aumentan ia dureza de ia red cristaiina del producto y confieren beneficios de opacidad crecientes en pintura y otras composiciones de recubrimiento. Ai convertir un gran porcentaje del caoiln calcinado en muiiita, ia dureza de Mohs del producto puede aumentarse hasta el intervalo de 6,0 a 6,5. Este nivei de dureza esta en ilnea con mineraies naturaies tales como sienita nefeilnica y microesferas ceramicas sinteticas que encuentran una aplicacion mas ampiia como cargas en aplicaciones de pinturas tanto de interior como de exterior. Este caoiln calcinado novedoso tambien ofrece un potenciai de opacidad mejorado.
Un caoiln calcinado tlpico usado en aplicaciones de pintura tiene un Indice de muiiita (I.M.) en el intervalo de 3,0 a 10,0, io cuai se reiaciona con una dureza de Mohs de 4,0 a 5,0. Las partlcuias de caoiln calcinado que tienen un I.M. de ai menos 25,0 pueden encontrar uso ventajoso en pinturas y otras aplicaciones de recubrimiento ya que proporcionan resistencia aumentada ai raspado y puiido y son un mejor opacificante que las cargas de pintura duras tlpicas sienita nefeilnica o microesferas ceramicas, por ejempio.
Description detaiiada de ia invention
La presente invencion se refiere a un nuevo tipo de carga de pigmento que puede usarse en combination con uno o mas pigmentos y se basa en caoiln. Las propiedades unicas de ia carga de pigmento se han modificado por ingenierla combinando seleccion/enriquecimiento de caoiln hidratado, adicion de fundente(s) y coccion a aita temperatura. Puede haber un impacto beneficioso sobre propiedades tales como resistencia ai raspado y resistencia ai puiido ai iograr un I.M. de producto de 25,0 o mas. Puede modificarse por ingenierla una red cristaiina de espineia/muiiita mas dura, mas duradera. Pueden usarse agentes fundentes para reducir ia temperatura de calcinacion necesaria para obtener estas ventajas de propiedades.
Por tanto, ia presente invencion se refiere a una carga de pigmento de caoiln que tiene una mediana del tamano de partlcuia de 2 a 7 micrometres, segun se mide mediante un anaiizador del tamano de partlcuia Sedigraph® 5120, y que comprende una arciiia de caoiln compietamente calcinado que tiene un Indice de muiiita de producto (I.M.) de ai menos 25. Ademas, ia presente invencion se refiere a un metodo de formation de una carga de pigmento de caoiln mejorada que comprende:
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formar una suspension acuosa de caoiln hidratado, secar por puiverizacion dicha suspension hasta obtener un producto de caolln secado,
caicinar dicho producto de caoiln a una temperatura de entre 1.050-1.300°C y un tiempo suficiente para convertir el caoiln hidratado en un caoiln compietamente caicinado que tiene un I.M. de producto de ai menos 25,0, y
puiverizar dicho caoiln caicinado hasta obtener partlcuias que tienen una mediana dei tamano de partlcuia de 2 a 7 micrometros segun se mide mediante un anaiizador dei tamano de partlcuia Sedigraph® 5120.
La carga de pigmento de esta invencion es una arciiia de caoiln caicinado. Normaimente, se producen cargas de pigmento de caoiln compietamente caicinado a partir de productos en bruto de caoiln dei Terciario de Georgia centrai duros, finos, taies como ios mencionados en ia patente estadounidense n.° 3586.523, que portan contaminacion por hierro y titanio de aproximadamente ei 0,90-1,1% de Fe2O3 y ei 1,0-1,8% de TiO2, respectivamente. Desde hace mucho tiempo ia practica ha consistido en eiiminar estas impurezas hasta diversos grados mediante medios flsicos o fisicoqulmicos, taies como fiotacion de espuma, fiocuiacion seiectiva, purification magnetica, bianqueo y combinaciones de ios mismos. En cuaiquier caso, ias arciiias pueden enriquecerse opcionaimente para potenciar ia iuminosidad. La arciiia tambien se fraccionara habituaimente para aicanzar una distribucion de tamano de partlcuia deseada. En cuaiquier caso, normaimente ia arciiia de caoiln empieada en ia preparation de ias cargas de pigmento de ia invencion ai menos se habra desarenado y ciasificado hasta un intervaio de tamano deseado mediante tecnicas convencionaies y opcionaimente puede enriquecerse para potenciar ia iuminosidad.
En ia presente invencion, se iieva a cabo ia caicinacion a una temperatura de entre 1050-1300°C y durante un periodo de tiempo suficiente para convertir caoiln hidratado en espineia y despues un porcentaje seieccionado como objetivo de ia espineia en muiiita. La temperatura de caicinacion y ei tiempo de residencia son una funcion de ia configuration de procedimiento usada. Ei ilmite de temperatura superior para ia etapa de caicinacion viene dictado por ia cantidad de muiiita deseada en ia red cristaiina acabada. Se conoce que ia caicinacion de caoiines a temperaturas de 1400°C a 1600°C convierte sustanciaimente todo ei caoiln en muiiita. En esta region de temperatura, ei controi dei tratamiento termico dei caoiln es probiematico y ia generation de cristobaiita no deseada es probabie. Por consiguiente, ia temperatura de caicinacion y ei tiempo para ia caicinacion se iimitan para obtener un I.M. de producto de ai menos 25,0, en particuiar de 25,0 a 62,0, inciuyendo de 35,0 a 62,0. Tambien se muestran a modo de ejempio condiciones de caicinacion para obtener un I.M. de producto de 40,0 a 54,0. Se indica que ia adicion de fundente tambien afectara a ambos de estos requisitos.
La aiimentacion de arciiia de caoiln hidratado ai caicinador se seca y puiveriza de modo que se presenta un poivo finamente dispersado para ei tratamiento termico. En ios siguientes ejempios, ia aiimentacion de caoiln hidratado para ia caicinacion se disperso anionicamente para ei enriquecimiento y se seco por puiverizacion. Esto es tan soio uno de ios numerosos enfoques disponibies para ei experto en ia tecnica de caicinacion de caoiln. Ei caientamiento de producto uniforme hasta ia temperatura requerida es ciave para minimizar ia generacion de agiomerados gruesos que pueden mitigar ei nivei de resistencia ai raspado/puiido de ia carga de pigmento y tener un impacto sobre ias caracterlsticas de formation de peilcuia de ia composition de recubrimiento. Por tanto, ios productos caicinados se puiverizan hasta obtener un poivo finamente dispersado tras ia caicinacion. Los criterios de aceptacion para esta etapa de atricion son dei 2,0% o menos en peso de partlcuias de +325 de maiia.
Preferibiemente se anaden agentes fundentes a ia suspension de caoiln hidratado antes dei secado y ia caicinacion. La dosificacion de agente fundente y ei tipo de agente fundente requerido dependen de ia morfoiogla de ia aiimentacion de caoiln hidratado y su distribution de tamano de partlcuia. Ei agente fundente puede mezciarse con caoiln en presencia de agua en diversos puntos durante ei enriquecimiento de caoiln hidratado. Por tanto, ei agente fundente puede anadirse durante o tras ia formacion de una suspension de caoiln. Si se anade durante ia formacion de ia suspension, ei agente fundente puede actuar como agente dispersante para mejorar ia dispersion de caoiln. Aunque no es esenciai, resuita preferibie anadir ei fundente a una suspension de caoiln hidratado dispersada de manera anionica justo antes de secar por puiverizacion. Una vez secada, ia aiimentacion dei caicinador se puiveriza y despues se caicina a temperaturas de entre 1050 y 1300°C. La temperatura de caicinacion viene dictada por ei nivei deseado de I.M. de producto y ei tiempo de residencia de procedimiento. Ei producto caicinado se puiveriza antes de su uso en ia formuiacion de pinturas, coiores de recubrimiento de papei, piasticos, caucho y otras apiicaciones.
Puede empiearse una ampiia gama de agentes fundentes en ia preparacion de cargas de pigmento usando ia presente invencion. Estos inciuyen saies de iones de metaies aicaiinos y aicaiinoterreos de oxidos de metaies, carbonatos o sus combinaciones. Los oxidos de metaies tlpicos son oxidos de boro, siiicatos, oxidos aicaiinos y aicaiinoterreos, germanatos, fosfatos, aiumina, oxido de antimonio, oxido de piomo, oxido de zinc, oxido de arsenico y zirconato. Tambien se inciuye ei acido borico. Los carbonatos tlpicos son carbonatos aicaiinos y aicaiinoterreos taies como carbonato de sodio, bicarbonato de sodio, carbonato de caicio y carbonato de magnesio. Esta iista no es de ningun modo exhaustiva. Tambien se inciuyen saies distintas de oxidos organicas e inorganicas de metaies aicaiinos o aicaiinoterreos que pueden formar oxidos de metaies tras ia exposition ai aire a temperaturas de
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calcinacion, incluyendo haluros, nitratos, acetatos, hidroxidos, sulfatos y polielectrolitos organicos tales como una sal de sodio de poli[acido acrllico]. Agentes fundentes preferidos son compuestos alcalinos y alcalinoterreos de oxidos de boro, silicatos, fosfatos, sales de metales alcalinos y alcalinoterreos de carbonatos y bicarbonatos, o sus combinaciones. Se prefieren especialmente borax [borato de sodio, Na2O.2B2O3 en forma o bien hidratada o bien anhidra], ceniza de soda [Na2CO3], y silicatos de sodio con una razon en peso de SiO2 con respecto a Na2O de 2,00 a 3,25. Los silicatos de sodio se prefieren especialmente por su facil disponibilidad, facilidad de mezclado con caolln hidratado en forma de suspension, bajo requisito de nivel de dosificacion y bajo coste. El producto de caolln calcinado contendra normalmente una pequena cantidad de cationes de fundente activo en una cantidad del 0,01 a menos del 2,0% en peso.
En general, el producto de caolln calcinado tendra una mediana del diametro de tamano de partlcula de 2 a 7 micrometros segun se mide mediante un analizador del tamano de partlcula Sedigraph® 5120, fabricado por Micromeritics, Atlanta, Ga. La fraccion en peso del producto de mas de 44 micrometros (+325) es preferiblemente del orden del 0,01 al 1,0 por ciento en peso. Ademas, se prefiere que la fraccion de tamano de partlcula de menos de 2 micrometros este en el intervalo del 25-50%.
La carga de pigmento de la presente invencion puede usarse de manera eficaz en una pintura. Tales pinturas pueden incluir, pero no se limitan a, pinturas de base acuosa, pinturas de base de disolvente, etc. En un ejemplo no limitativo, la carga de pigmento se incluye en una pintura de base acuosa. En un aspecto no limitativo de este ejemplo, el uno o mas pollmeros usados en pinturas de base acuosa pueden incluir, pero no se limitan a, pollmeros en emulsion de pollmeros de acetato de vinilo, estireno, estireno-butadieno, acetato de vinilo-cloruro de vinilo, acrilonitrilo-butadieno, isopreno, cloruro de vinilideno-acrilonitrilo, cloruro de vinilideno-acetato de vinilo, cloruro de vinilo-acrilonitrilo, ester de acido acrllico y ester de acido metacrllico y copollmeros de los mismos con otros monomeros vinllicos, cauchos naturales y sinteticos carboxilados, etcetera. Otras pinturas de base acuosa bien conocidas y utiles incluyen las resinas epoxldicas, resinas alquldicas, resinas alquldicas ftalicas, aceites secantes emulsionados, poliestireno, y similares. En un ejemplo especlfico no limitativo, la pintura de base acuosa es una pintura de latex. Un ejemplo no limitativo de la pintura de latex puede incluir latex acrllico; sin embargo, puede apreciarse que pueden usarse muchos otros tipos o tipos adicionales de pinturas de latex.
En otro aspecto no limitativo de la presente invencion, un pigmento que puede usarse en combinacion con la carga de pigmento incluye pigmentos de cobertura blancos y/o pigmentos coloreados organicos y/o inorganicos. El pigmento se usa comunmente en pinturas o recubrimientos para proporcionar un mejor “poder de cobertura” y/o recubrimiento. Generalmente, el pigmento de imprimacion tiene un Indice de refraccion de al menos aproximadamente 1,8, y normalmente de al menos aproximadamente 2,0; sin embargo, puede apreciarse que el pigmento puede tener otros valores de Indice de refraccion. Los ejemplos no limitativos de pigmentos blancos pueden incluir, pero no se limitan a, dioxidos de titanio rutilo y/o anatasa, silicato de plomo basico, litopon, titanato de litopon, pigmento de titanio-bario, pigmento de titanio-calcio, pigmento de titanio-magnesio, sulfuro de zinc, titanato de plomo, oxido de antimonio, oxido de zirconio, sulfuro de bario, plomo blanco, oxido de zinc, oxido de zinc con plomo, y similares, y/o una o mas combinaciones de los mismos. En un ejemplo especlfico no limitativo, el pigmento blanco incluye al menos aproximadamente el 20% de dioxido de titanio. En otro ejemplo especlfico no limitativo, el pigmento blanco incluye al menos aproximadamente el 50% de dioxido de titanio. Cuando se incluye dioxido de titanio en el pigmento de cobertura, el tamano de partlcula promedio del dioxido de titanio es de aproximadamente 0,1-0,5 micrometros; sin embargo, puede apreciarse que pueden usarse tamanos de partlcula mayores o menores. Las proporciones relativas del pigmento y la carga de pigmento de esta invencion pueden variarse ampliamente, pero habitualmente el pigmento esta presente a una concentracion que proporciona la cobertura o el poder de recubrimiento de pintura deseado, y el pigmento de carga esta presente en una cantidad que le proporciona a la pintura la concentracion en volumen de pigmento total deseada. La razon en peso de carga de pigmento con respecto a pigmento en la pintura o el recubrimiento es generalmente de al menos aproximadamente 0,1, y normalmente de aproximadamente 0,1 -4:1; sin embargo, pueden usarse otras razones en peso.
En otro aspecto no limitativo de la presente invencion, el agente de pintura o de recubrimiento incluye un espesante. Muchos agentes de recubrimiento tales como pinturas incluyen espesantes para modificar las propiedades reologicas de la pintura para garantizar una buena aplicacion con brocha, manipulacion y/u otras caracterlsticas de aplicacion o caracterlsticas adicionales. En una realizacion no limitativa, el agente de recubrimiento en forma de pintura incluye un espesante tal como, pero sin limitarse a, espesantes carboxilados, espesante asociativo de uretano, espesantes de poli(acido acrllico), espesantes celulosicos, etc.; sin embargo, pueden usarse otros espesantes o espesantes adicionales en el agente de recubrimiento.
La pintura puede incluir uno o mas de otros componentes tales como disolventes coalescentes (por ejemplo, 2- fenoxietanol, butil eter de dietilenglicol, ftalato de dibutilo, dietilenglicol, monoisobutirato de 2,2,4-trimetil-1,1,3- pentanodiol, etc.), agentes mate (por ejemplo, sllice, etc.), plastificante, agente de ajuste del pH, color de tincion, agente anticongelante (por ejemplo, etilenglicol, etc.), tensioactivo, desespumante, dispersante, agentes antiespumantes, agua, disolvente, agentes de olor, conservante y/o biocida.
La pintura o el recubrimiento puede prepararse usando tecnicas convencionales. En una realizacion no limitativa, los
componentes de la pintura pueden combinarse entre si con alta cizalladura para formar una mezcla comunmente denominada “la fase de molienda”. La consistencia de esta mezcla es comparable a la del barro como para dispersar eficazmente los componentes con un agitador de alta cizalladura. Durante la preparacion de la fase de molienda, se usa energla de alta cizalladura para descomponer las partlculas agregadas. Los componentes no incluidos en la 5 fase de molienda se denominan comunmente “la fase de dilucion”. La fase de dilucion es habitualmente mucho menos viscosa que la fase de molienda, y se usa habitualmente para diluir la fase de molienda para obtener una pintura o un recubrimiento final con la consistencia apropiada. El mezclado final de la fase de molienda con la fase de dilucion se lleva a cabo normalmente con mezclado con baja cizalladura; sin embargo, esto no se requiere.
Ejemplo 1
10 Se preparo una formulacion de una composicion de pintura tal como se muestra en la tabla 1 en la que se usaron sienita nefellnica y caolln calcinado con un I.M. de producto de 53,0 como cargas de pigmento.
TABLA 1
Formulacion de pintura mate de interior de primera calidad
PBW
TiO2
310,0
Agua
70,0
Etilenglicol
21,6
Agente dispersante
18,0
Tampon
0,5
Agente humectante
3,0
Desespumante
1,0
Carga de pigmento
245,0
Attagel® 50
3,0
Fase de molienda de Hegman de 3 a 4, despues anadir
Agua
85,4
Agentes espesantes
26,8
Emulsion acrllica
325,0
Coalescente
13,4
Pollmero opaco
41,3
Biocida
1,3
Fungicida
3,5
Desespumante
3,0
Total
1171,7
En la tabla 2 se muestran los resultados de pruebas de cobertura, brillo y lustre y propiedades de pellcula de la pintura.
15
TABLA 2
sienita nefellnica sienita nefellnica sienita nefellnica caolln calcinado con I.M. de 53,0
Propiedades Viscosidad UK (unidades Krebs)
2 micrometros 3,5 micrometros 11 micrometros 2,8 micrometros
102
102
100 99
Razon de contraste 3 mils
98,24 97,53 97,22 97,80
Reflectancia
90,49 90,71 91,13 89,32
Hunter L
96,78 96,88 96,99 96,64
Hunter a
-0,77 -0,80 -0,83 -0,94
Hunter b
1,53 1,51 1,47 2,16
Brillo a 20 grados
1,30 1,30 1,40 1,30
Brillo a 60 grados
3,00 3,40 3,90 2,40
Lustre a 85 grados Capacidad de tincion: frente a control comercial Viscosidad ICI, Poise
11,40 6,90 2,00 1,50
99,28
97,98 93,90 98,92
1,58
1,52 1,52 1,60
Resistencia al raspado, 7 dlas de curado (norma ASTM D2486-06)
Promedio de muestra
1216 1188 1513 1711
sienita nefellnica sienita nefellnica sienita nefellnica caolln calcinado con I.M. de 53,0
Promedio de control comercial
1338 1278 1280 1412
% de cambio en raspado
-8 7 18 21
Resistencia al pulido, 4 dlas de curado (norma ASTM D6736-08)
Brillo sin raspado 20°, 60°, 85°
1,3 2,9 11,9 1,3 3,2 7,3 1,4 3,6 1,9 1,3 2,3 1,4
Brillo con raspado 20°, 60°, 86°
1,4 3,9 17,0 1,4 3,9 10,5 1,4 3,8 2,7 1,3 2,8 3,2
Diferencia de brillo
0,1 1,0 5,1 0,1 0,7 3,2 0 0,2 0,8 0 0,5 1,9
La razon de contraste es una medida del poder de cobertura o la opacidad. Un valor de 0,98 o superior significa una cobertura completa. La capacidad de tincion es una medida de la capacidad de una pintura blanca para reducir la intensidad de una dispersion de color, tal como una dispersion de negro de carbono en este caso. Al control se le asigna un valor de 100 y los otros se comparan con el mismo. El control comercial es una pintura de alta calidad 5 adquirida de una ferreterla.
Se lleva a cabo una prueba de raspado mediante el metodo de la norma ASTM D2486-06 y se mide la resistencia al pulido mediante la norma ASTM D6736-08. En la prueba de raspado, se somete una pellcula de pintura que se ha secado al aire durante 7 dlas a pases de brocha repetidos usando unos medios abrasivos. El numero de ciclos para retirar la pellcula de pintura es el numero usado como ciclos de resistencia al raspado. La resistencia al pulido usa 10 un metodo similar pero en este caso se mide el brillo y lustre antes y despues de la prueba y se notifica el cambio como resistencia al pulido.
Tal como se observa a partir de la tabla 2, la carga de pigmento de caolln de esta invencion proporciona una combinacion de propiedades incluyendo lustre muy bajo, buena cobertura y capacidad de tincion, excelente resistencia al raspado y excelente resistencia al pulido. Esta combinacion es diflcil de obtener en un unico producto. 15 La comparacion de la pintura que contiene caolln calcinado con las pinturas que contienen diversos tamanos de partlcula de sienita nefellnica, muestra que la carga de pigmento de la presente invencion parece proporcionar las mejores propiedades de todas las calidades de sienita nefellnica en un unico producto. El producto de esta invencion puede lograr un lustre muy bajo y por tanto es muy adecuado para pinturas mate. Debido a su alto I.M. de producto, el caolln calcinado tiene una dureza muy alta que contribuye a la alta resistencia al raspado. La distribution de 20 tamano de partlcula unica proporciona una combinacion de buena cobertura, capacidad de tincion y bajo lustre.

Claims (10)

  1. 5
    10
    15
    20
    25
    REIVINDICACIONES
    1. Carga de pigmento de caoiln que tiene una mediana del tamano de partlcuia de 2 a 7 micrometros, segun se mide mediante un anaiizador del tamano de partlcuia Sedigraph® 5120, y que comprende una arciiia de caoiln compietamente caicinado que tiene un Indice de muiiita de producto (I.M.) de ai menos 25.
  2. 2. Carga de pigmento de caoiln segun ia reivindicacion 1, en ia que ei caoiln compietamente caicinado tiene un I.M. de producto de 40,0 a 54,0.
  3. 3. Carga de pigmento de caoiln segun ia reivindicacion 1, que contiene ademas cationes aicaiinos o aicaiinoterreos de un agente fundente.
  4. 4. Carga de pigmento de caoiln segun ia reivindicacion 3, que contiene dei 0,01 a menos dei 2,0% en peso de dichos cationes.
  5. 5. Composicion de pintura que comprende ia carga de pigmento segun ia reivindicacion 1.
  6. 6. Composicion de pintura segun ia reivindicacion 5, que inciuye ademas un pigmento de imprimacion distinto de dicho caoiln compietamente caicinado.
  7. 7. Composicion de pintura segun ia reivindicacion 5, que comprende una pintura de base acuosa.
  8. 8. Composicion de pintura segun ia reivindicacion 7, que inciuye una mezcia de dicho caoiln compietamente caicinado y un pigmento de imprimacion, distinto de dicho caoiln.
  9. 9. Metodo de formation de una carga de pigmento de caoiln mejorada que comprende:
    formar una suspension acuosa de caoiln hidratado, secar por puiverizacion dicha suspension hasta obtener un producto de caoiln secado,
    caicinar dicho producto de caoiln a una temperatura de entre 1.050-1.300°C y un tiempo suficiente para convertir ei caoiln hidratado en un caoiln compietamente caicinado que tiene un I.M. de producto de ai menos 25,0,
    puiverizar dicho caoiln caicinado hasta obtener partlcuias que tienen una mediana dei tamano de partlcuia de 2 a 7 micrometros segun se mide mediante un anaiizador dei tamano de partlcuia Sedigraph® 5120.
  10. 10. Metodo segun ia reivindicacion 9, en ei que se anade un agente fundente a dicho caoiln hidratado durante ia formacion de dicha suspension o tras ia formacion de dicha suspension, antes de secar por puiverizacion.
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