ES2617602T3 - Agente de hidrofobización y su uso para el tratamiento de la superficie de partículas de material inorgánico - Google Patents

Agente de hidrofobización y su uso para el tratamiento de la superficie de partículas de material inorgánico Download PDF

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Abstract

Procedimiento para preparar partículas de materia mineral con tratamiento superficial que comprende las etapas que consisten en: a) hacer asequible un agente hidrofobizante para las partículas de materia mineral que comprende una mezcla de los compuestos de fórmula (I) y (II):**Fórmula** en las que: R representa CnH2n+1 donde n es un número entero que varía entre 6 y 40, el grupo CnH2n+1 es ramificado, opcionalmente cíclico, no aromático, X representa H o M, y M representa un catión monovalente, divalente o trivalente, b) poder disponer de partículas de material inorgánico seleccionadas del grupo que consiste en talco, dióxido de titanio, yeso, mica, alúmina, caolín, magnesia, cal, y una mezcla de al menos dos de estos minerales, y c) poner en contacto las partículas de materialmineral de la etapa b) con el agente hidrofobizante de la etapa a).

Description

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DESCRIPCION
Agente de hidrofobizacion y su uso para el tratamiento de la superficie de particulas de material inorganico
La presente invencion se refiere a un nuevo agente hidrofobizante de particulas de material mineral y a sus diversos usos para el tratamiento superficial de las particulas de material inorganico.
En general, las particulas de material inorganico se utilizan como carga inorganica en una variedad de aplicaciones y en particular en composiciones para pelfculas o laminas termoplasticas.
Entre los diversos materiales de carga inorganicos utilizados, uno de los mas comunes es el carbonato de calcio (CaCO3), principalmente debido a su disponibilidad en una forma facilmente utilizable y de bajo costo.
Sin embargo, el carbonato de calcio tiene una superficie hidrofila, que hace que sea incompatible con polfmeros hidrofobos, por ejemplo, polietileno (PE) y polipropileno (PP). Para resolver este problema tecnico, la superficie del carbonato de calcio es hidrofobizada mediante el uso de varios modificadores de superficie. De estos, el acido estearico es el modificador de superficie (tambien llamado agente repelente de agua o agente antagonista) mas utilizado, sobre todo debido a su bajo coste y su origen. En particular, se conoce a partir del documento WO 95/17441 (de ECC International Inc.) para cubrir las particulas de relleno de carbonato con uno o mas acidos grasos que tienen 12 a 20 atomos de carbono con el fin de aumentar la proporcion de materiales de carga inorganicos en los granulos o pelets o bolitas termoplasticos.
En otros documentos de la tecnica anterior se propone el uso de acido estearico (o sus derivados) para tratar el carbonato de calcio con el fin de resolver el problema tecnico de la susceptibilidad de los materiales minerales de carga a la absorcion de humedad superficial.
El documento US 5,008,296 (de Hercules Inc.) da a conocer un procedmiento para reducir el contenido de humedad de una composicion de pelfcula transpirable que comprende de 0,1 a 3% en peso de estearato de calcio.
El documento EP 0 998 522 (de Imerys Minerals Limited) describe, en particular, el tratamiento de particulas de material inorganico con un agente hidrofobizante para tratamiento superficial, los materiales resultantes tienen un nivel de humedad reducida y una baja susceptibilidad de absorber la humedad superficial. Tales particulas se utilizan en artfculos termoplasticos de tipos de pelfcula transpirable. El agente hidrofobizante para el tratamiento superficial es el acido carboxflico alifatico que tiene de 10 a 24 atomos de carbono, tal como el acido estearico.
Aun en otros documentos, como por ejemplo, el US 4,698,372, se describe el uso de acido estearico como agente de hidrofugacion con el fin de, en particular, reducir la tension superficial de la carga inorganica.
Otros documentos, tales como el US 4,350,655 (de Biax Filmerfilm) describen procedimientos de preparaciones de pelfculas sinteticas de mezclas de un polfmero termoplastico con una carga inorganica en la que se ha depositado una capa de un ester de acido graso que comprende un atomo de titanio o sflice.
El documento EP 2 546 410 (de Omya Development AG) describe un procedimiento que comprende una etapa de hidrofobizacion de particulas de carbonato de calcio con el fin de reducir el tono (“pitch” en ingles) generado durante la preparacion de la pasta de papel. El agente hidrofobizante es preferiblemente acido estearico.
El artfculo de Supaphol et al., (Colloids and surfaces, A 275 (2006) 114-125) senala de manera muy general, que la superficie de la calcita puede hacerse "organofila" mediante el uso de modificadores de superficie, tales como silanos, titanatos, fosfatos y acido estearico. No se dan mas detalles acerca de estos modificadores de superficie.
Se conoce de los documentos FR 2 582 310 y FR 2 602 236 (de Pluess Staufer AG) el uso de un agente fluidizante de polfmero de poliolefina como componente de agregados termoplasticos con alto contenido de material inorganico en polvo. Este agente plastificante es un fosfato de la formula:
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en la que (A) es oxido de etileno, (B) es oxido de propileno, con 0 < (m + n) < 24, R se selecciona del grupo que consiste en radicales alquilo lineales o no saturado o insaturados, radicales arilo, heterociclos saturados o no, que contienen de 5 a 28 atomos de carbono y preferiblemente de 8 a 24 atomos de carbono, esteroides, y R' se selecciona del grupo que consiste de hidrogeno, un cadena de carbono que contiene de 1 a 4 atomos de carbono y uno de los radicales que pertenecen al grupo definido para R.
Los documentos FR 2 671 555 y FR 2 671 556 (de COATEX) se refieren a un agente de dispersion de cargas minerales en resinas termoestables, de tipo organo-fosforico, con cadenas oxialquilados (oxido de etileno y/o oxido de propileno) sustituidos por un grupo arilo ramificado o no ramificado. Ademas, este agente no se utiliza en estas solicitudes de patentes como un polvo repelente del agua de partfculas de carga inorganica.
El documento EP 0401871 B1 describe el tratamiento de partfculas de un material inorganico, por ejemplo trihidrato de aluminio, titanato de bario o carbonato de calcio con un agente para mejorarla resistencia al impacto que comprende un ester fosfato de trialquilo.
Un objeto de la presente invencion es proporcionar un compuesto que hace hidrofobas las partfculas de material inorganico que deben ser formuladas con polfmeros hidrofobos, por ejemplo polietileno (PE) y polipropileno (PP).
Otro objeto de la presente invencion es proporcionar un compuesto tal que haga posible la preparacion de composiciones (por ejemplo termoplasticas) que tengan una alta concentracion de material mineral, que sean homogeneas y que tengan un mdice de fluidez mejorado sobre los agentes repelentes disponibles actualmente.
Estos objetivos se consiguen por medio del agente de hidrofobizacion de la presente invencion.
Cabe senalar que en el contexto de la presente invencion, las diversas realizaciones descritas se pueden combinar.
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Por lo tanto, un objeto de la presente invencion consiste en un agente de hidrofobizacion de partfculas de material inorganico, que comprende una mezcla de compuestos de las formulas (I) y (II):
en las cuales:
R representa CnH2n+1 donde n representa un numero entero entre 6 y 40, el grupo CnH2n+1 es ramificado, opcionalmente dclico, no aromatico,
X representa H o M, y
M representa un cation monovalente, divalente o trivalente.
Asp el grupo R representa una cadena de carbono ramificada que tiene incluso entre 6 y 40 atomos de carbono (los terminales, es decir, 6 atomos de carbono y 40 atomos de carbono estan comprendidos en el intervalo). Por "ramificada" se entiende en contraposicion a una cadena lineal, una cadena de carbono que tiene al menos un grupo sustituyente en el lado. Se dice que el grupo R tiene una cadena principal (el mayor numero de atomos de carbono) y al menos una ramificacion (la longitud de la cadena es menor que el de la cadena principal). En el contexto de la presente invencion, el grupo R puede tener una ramificacion, dos o mas ramificaciones.
Segun la invencion, el grupo R puede ser adclico o dclico.
Cuando es dclico, el grupo R comprende tambien, independientemente de los atomos de carbono constitutivos del anillo, una cadena de carbono ramificada.
Segun la invencion, el grupo R no esta oxialquilado. En particular, no contiene unidades de oxido de etileno (EO) o unidades de oxido de propileno (PO).
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[0022] De acuerdo con una realizacion de la invencion, el grupo R es ramificado, adclico, no aromatico, y del tipo 2-alquil-alquilo.
De acuerdo con otra realizacion de la invencion, el grupo R se selecciona del grupo que consiste en 2-butiloctanilo (n representa 12 atomos de carbono, R es ramificado, adclico y no aromatico), 2-hexildecanilo (n representa 16 atomos de carbono, R es ramificado, adclico y no aromatico), 2-octildodecanilo (n representa 20 atomos de carbono, R es ramificado, adclico y no aromatico), 2-deciltetradecanilo (n representa 24 atomos de carbono, R es ramificado, adclico y no aromatico), 2-dodecilhexadecanilo (n representa 28 atomos de carbono, R es ramificado, adclico y no aromatico) y 2-tetradeciloctadecanilo (n representa 32 atomos de carbono, R es ramificado, adclico y no aromatico).
De acuerdo con una realizacion, el agente de hidrofobizacion es tal que la relacion molar entre el compuesto de formula (I) y el compuesto de formula (II) vana entre 1:100 y 10:1, por ejemplo de 1:20 a 2: o de 1:10 a 1:1.
De acuerdo con una realizacion de la presente invencion, el numero n del grupo R en las formulas (I) y (II) vana entre 12 y 32 (los terminales, es decir, 12 atomos de carbono y 32 atomos de carbono, siendo incluidos en el intervalo).
El agente de hidrofugacion de acuerdo con la presente invencion puede permanecer en forma Kquida o solida a temperatura ambiente.
El repelente al agua se puede encontrar en forma disuelta en un disolvente (por ejemplo, alcohol, cetona, ester, eter). Puede estar, alternativamente, presente en forma insoluble, por ejemplo en forma de emulsion.
De acuerdo con una realizacion, el agente hidrofobizante esta en estado lfquido a temperatura ambiente.
De acuerdo con otra realizacion, el agente hidrofobizante esta en estado solido a temperatura ambiente. Por lo tanto, si es solido a temperatura ambiente, el agente hidrofobizante se calienta a una temperatura tal para efectuar el cambio de fase de lfquido-solido. El agente hidrofobizante se puede calentar a una temperatura de al menos 50°C, por ejemplo al menos 75°C, o entre 50 y 120°C o entre 70 y 100°C. Asf de esta forma se obtiene el agente hidrofobizante en forma fundida.
De acuerdo con una realizacion de la presente invencion, dicho agente hidrofobizante comprende una mezcla de compuestos de formulas (I) y (II) y el siguiente compuesto de formula (III):
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De acuerdo con otra realizacion de la presente invencion, el agente hidrofobizante comprende una mezcla de compuestos de formulas (I) y (II), pero no incluye el siguiente compuesto de formula (IV):
o
II
RO—Fj3—OR OR (IV)
En aun otra realizacion de la presente invencion, dicho agente hidrofobizante consiste en una mezcla de compuestos de formula (I), (II) y (III) como se describio anteriormente. Asf, segun esta forma de realizacion, dicho agente hidrofobizante no comprende compuestos de formula (IV) como se describio anteriormente.
Segun una realizacion, los compuestos (I), (II) y (III) estan en su forma acida.
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De acuerdo con esta realizacion, el grupo X en los compuestos de formula (I), (II) y (III) es H, y dichos compuestos tienen las siguientes formulas:
o
II
HO—fj*—OR OH
(D
O
II
RO—Fj>—OR OH (II’)
O
II
HO—fj5—OH OH
’) o acido fosfofico
Segun otra forma de realizacion, los compuestos (I), (II) y (III) estan en forma neutralizada, o en otras palabras, en forma de sales de fosfato.
Un cation es capaz de unirse a atomos de oxfgeno del compuesto (II), lo que conduce a un compuesto ionico R2PO4-, M+, que es insoluble en agua en condiciones estandar de temperatura y presion.
Dos cationes son capaces de unirse a atomos de oxfgeno del compuesto (I), lo que conduce a un compuesto ionico RPO42-, 2 M+, insoluble en agua en condiciones estandar de temperatura y presion.
Tres cationes son capaces de unirse a atomos de oxfgeno del compuesto (III), lo que conduce a un compuesto ionico PO43-, 3 M+.
Cuando los compuestos constituyentes del agente de hidrofobizacion segun la invencion estan en forma neutralizada, M representa un cation monovalente, divalente o trivalente. Por ejemplo, M se selecciona del grupo que consiste en el ion potasio, ion sodio, ion litio, ion calcio, ion magnesio o una mezcla de estos iones. M tambien puede ser una amina un primario, secundario o terciario.
De acuerdo con otra realizacion de la presente invencion, el agente hidrofobizante consiste en, en porcentaje % en peso con respecto al peso total del agente hidrofobizante:
de 10 a 50% en peso de los compuestos de formula (I) y de 50 a 90% en peso de los compuestos de formula (II).
De acuerdo con otra realizacion de la presente invencion, dicho agente hidrofobizante consiste en, porcentaje en peso con respecto al peso total del agente hidrofobizante:
de 10 a 50% en peso de los compuestos de formula (I), de 50 a 90% en peso de los compuestos de formula (II) y de 0,01 a 4% en peso de los compuestos de formula (III)
El agente de hidrofobizacion segun la invencion puede obtenerse con los procedimientos conocidos por los expertos en la tecnica.
De acuerdo con una realizacion de la presente invencion, el agente se obtiene por reaccion de anhfdrido fosforico (P2O5) con un alcohol de la formula (V):
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ROH (V)
en la que R representa CnH2n+i donde n representa un numero entero entre 6 y 40, el grupo CnH2n+i es ramificado, opcionalmente dclico, no aromatico.
De acuerdo con una realizacion de la invencion, el alcohol de formula (V) ROH se elige para que sea un alcohol primario lineal con ramificacion en la cadena de carbono. Este alcohol del tipo 2-alquil-1 -alcanol se conoce con el nombre de alcohol Guerbet.
De acuerdo con otra realizacion de la invencion, el alcohol de formula (V) ROH se selecciona del grupo que consiste en 2-tetradeciloctadecanol, 2-dodecilhexadecanol, 2-octildodecanol, 2-deciltetradecanol, 2-hexildecanol y 2-butiloctanol.
Un objeto de la presente invencion se refiere al procedimiento para preparar el agente hidrofobizante de la invencion como se describe anteriormente.
Mas espedficamente, la invencion se refiere al procedimiento de preparacion de un agente hidrofobizante como se define anteriormente, comprendiendo dicho procedimiento una etapa de reaccion de anddrido fosforico (P2O5) con un alcohol de formula (V):
ROH (V)
en la que R representa CnH2n+i donde n representa un numero entero entre 6 y 40, el grupo CnH2n+i es ramificado, opcionalmente dclico, no aromatico.
El procedimiento para la preparacion de un agente hidrofobizante de la invencion puede comprender ademas una etapa adicional de neutralizacion, es decir, la adicion de un agente neutralizante.
De acuerdo con una realizacion de la presente invencion, el procedimiento para preparar un agente hidrofobizante comprende una etapa de reaccion de anddrido fosforico (P2O5) con un alcohol de formula ROH (V) y otro alcohol de formula R'OH (VI) en la que R' representa un grupo CmH2m+i, lineal o ramificado, donde m vana de 6 a 60.
Segun esta realizacion, se obtiene un agente hidrofobizante que comprende una mezcla de:
- compuestos de formula (I) y (II) descritos anteriormente, X2PO4R, y, XPO4R2 en donde R representa CnH2n+i, donde n representa un numero entero entre 6 y 40, el grupo CnH2n+i es ramificado, opcionalmente dclico, no aromatico, y en el que X es H o M,
- compuestos X2PO4R' y HPO4R2, en donde R' es H o un grupo CmH2m+i, lineal o ramificado, donde m vana desde 6 hasta 60, y
- compuesto HPO4RR', en donde R y R' son tal como se han definido anteriormente.
Los compuestos anteriormente descritos a continuacion, pueden ser neutralizados y, por tanto, hallarse en forma de acido o (parcialmente o completamente) neutralizados.
Otro objeto de la presente invencion se refiere al proceso para preparar padculas de material inorganico con tratamiento superficial que comprende las etapas de:
a) hacer asequible un agente hidrofobizante para las padculas de material inorganico de acuerdo con la invencion,
b) poder disponer de padculas de material inorganico seleccionadas del grupo que consiste en talco, dioxido de titanio, mica, yeso, alumina, caolm, magnesia, cal, y una mezcla de al menos dos de estos minerales, y
c) poner en contacto las padculas de material mineral de la etapa b) con el agente hidrofobizante de la etapa a).
Tal procedimiento es ventajoso porque permite disponer de padculas de material inorganico tratadas, es decir que tienen una superficie hidrofoba, directamente utilizable en el formulador.
En efecto, para disponer de padculas de material inorganico compatibles con los polfmeros hidrofobos (por
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ejemplo PE o PP), el formulador debe anadir un agente hidrofobizante en su formulacion. Este agente esta, en algunos casos, en forma de cera a temperature ambiente y por lo tanto se debe fundir antes de su uso.
Disponer de partfculas tratadas de material mineral reduce el tiempo de preparacion del formulador.
Segun la etapa a) del procedimiento, el agente hidrofobizante de las partfculas de material inorganico se consigue de acuerdo con la invencion.
Segun la etapa b) del procedimiento las partfculas de material inorganico se consiguen seleccionadas del grupo que consiste en talco, dioxido de titanio, yeso, negro de carbon, mica, alumina, caolm, magnesia, cal y una mezcla de al menos dos de estos minerales.
Estas partfculas se pueden encontrar solas o mezcladas con otras partfculas de material inorganico.
De acuerdo con una realizacion de la presente invencion, dichas partfculas de material inorganico estan en forma seca o en polvo, es decir en forma de polvo.
Por "seco" se quiere decir que las partfculas de material inorganico tienen un contenido total de humedad superficial de menos de 0,5% en peso, por ejemplo menos de 0,2% en peso o menos de 0,1% en peso, con respecto al peso total de las partfculas de material inorganico.
El termino "polvo" tal como se utiliza en la presente invencion cubre los polvos minerales solidos de al menos 90% en peso de material mineral inorganico, basado en el peso total del polvo.
De acuerdo con otra realizacion de la presente invencion, dichas partfculas de material inorganico estan en forma de una suspension acuosa, tambien conocidos como lechadas o lodos (“slurry” en ingles).
Segun la presente invencion, el termino " suspension o lechada" significa una suspension acuosa que comprende solidos insolubles y opcionalmente al menos un aditivo.
En el contexto de la presente invencion, puede ser necesario someter el material mineral a un proceso de molienda antes de poner en contacto las partfculas con el agente de hidrofobizacion segun la etapa c) del procedimiento de la presente invencion, con el fin de obtener partfculas de material inorganico de un tamano deseado. Esta etapa de molienda puede realizarse por medio de cualquier dispositivo de molienda convencional conocido por los expertos en la materia.
Tambien puede ser necesario secar las partfculas de material inorganico antes de o durante el contacto de las partfculas con el agente de hidrofobizacion segun la etapa c) del procedimiento de la presente invencion, a fin de obtener partfculas en forma de polvo.
En el contexto de la presente invencion, puede ser necesario calentar el agente de hidrofugacion con el fin de obtener un agente hidrofobizante en estado fundido, esta etapa de calentamiento se produce antes de la etapa c) de contacto con las partfculas de material inorganico y a una temperatura en relacion con la temperatura de cambio de fase del agente hidrofobizante. El agente hidrofobizante se puede calentar a una temperatura de al menos 50°C, por ejemplo al menos 75°C, o entre 50 y 120°C o entre 70 y 100°C. De esta forma se obtiene el agente de hidrofobizacion en forma fundida.
Segun la etapa c) del procedimiento, las partfculas de material inorganico se ponen en contacto en la etapa b) con el agente hidrofobizante de la etapa a).
La puesta en contacto de las partfculas de material inorganico con el agente de hidrofugacion de acuerdo con la invencion conduce a que la superficie de las partfculas sea mas hidrofoba y asf obtener partfculas con tratamiento superficial. Las partfculas resultantes se pueden entonces utilizar como carga en una variedad de aplicaciones, por ejemplo en composiciones termoplasticas. Tal tratamiento de superficie de partfculas resuelve el problema de la incompatibilidad con polfmeros hidrofobos (por ejemplo PP y PE) que constituyen las composiciones termoplasticas.
En el procedimiento de la presente invencion, poner en contacto las partfculas de material inorganico con el agente de hidrofobizacion segun la etapa c), se hace por ejemplo mediante la mezcla de las partfculas con el agente hidrofobizante. Por "mezcla" tal como se define en la presente invencion se entiende cualquier procedimiento convencional de mezcla conocido en la tecnica. La mezcla se realiza preferiblemente por agitacion continua, de modo que todas las partfculas de material inorganico, de manera uniforme, entran en contacto con el agente hidrofobizante.
La puesta en contacto de las partfculas y el agente de hidrofobizacion de acuerdo con la etapa c) puede llevarse a cabo a temperatura ambiente o a una temperatura mas alta que la temperatura ambiente.
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Por ejemplo, la etapa c) puede tener lugar con una temperatura controlada, de modo que el agente hidrofobizante esta en forma sea Kquida o fundida. La temperatura de contacto las partfculas con el agente hidrofobizante de la invencion resulta del cizallamiento del dispositivo de mezcla utilizado o, alternativamente, de una fuente externa, o una combinacion de ambos.
Otro objeto de la presente invencion se refiere a las partfculas de materia mineral con tratamiento superficial obtenidas con el procedimiento de la invencion.
Otro objeto de la presente invencion consiste ademas de una composicion homogenea que comprende un agente hidrofobizante de las partfculas de material inorganico de acuerdo con la invencion, las partfculas de material inorganico se seleccionan entre el grupo que consiste en talco, dioxido de titanio, mica, alumina, yeso, caolm, magnesia, cal, y una mezcla de al menos dos de estas sustancias minerales y al menos otro componente, por ejemplo de resina polimerica.
Otro objeto de la presente invencion ademas consiste en una composicion homogenea que comprende partfculas de materia mineral con tratamiento superficial de acuerdo con la presente invencion, y al menos otro componente, por ejemplo resina polimerica.
De acuerdo con una realizacion de la invencion, la composicion homogenea de acuerdo con la invencion comprende:
- de 50 a 99%, por ejemplo 60 a 99% en peso de partfculas de material inorganico tratadas, y
- de 1 a 50%, por ejemplo 1 a 40% en peso de la resina polimerica.
Otro objeto de la presente invencion se refiere al uso de un agente de hidrofobizacion de partfculas de material inorganico de acuerdo con la invencion para el tratamiento de la superficie de las partfculas de material inorganico.
EJEMPLOS
Ejemplo 1
Este ejemplo esta destinado a ilustrar la preparacion de ocho agentes de hidrofobizacion por reaccion de anhndrido fosforico con un alcohol de la cadena alquilo de tipo lineal (fuera de la invencion) o de la cadena de alquilo de tipo ramificada (invencion), las cadenas de alquilo no son dclicos ni aromaticas.
La reaccion proporciona una mezcla de compuestos de fosfato mono-ester y di-ester.
Un ejemplo de la preparacion de un agente de hidrofobizacion segun la invencion, consiste en una mezcla de compuestos de formula (I) y (II) en la que R representa una cadena de alquilo 2-tetradeciloctadecanil.
Se colocan 200 g de Isofol® 32 (de SASOL) en un vaso de precipitados de 400 ml equipado con una barra magnetica de agitacion.
Se calienta el contenido a 70°C.
Con una espatula se anaden gradualmente durante 1 hora, 30,4 g de anhndrido fosforico (P2O5). La temperatura se mantiene entre 70 y 80°C durante esta etapa de adicion.
Los contenidos de cocinan bajo agitacion durante 4 horas a una temperatura de aproximadamente 65°C hasta que todos los granos de P2O5 hayan desaparecido.
Se obtiene un lfquido marron homogeneo.
El porcentaje en peso de monoesteres fosforicos, diesteres fosforicos, y acido fosforico, asf como la relacion molar monoester:diester fosforico del agente hidrofobizante obtenido de este modo, se determina mediante ensayo utilizando un potenciometro (DL20 de Mettler).
Primero se realiza la preparacion de la muestra.
Se anaden 3 g del agente hidrofobizante bajo agitacion magnetica a una mezcla calentada de disolventes (50°C <T <60°C) que consiste en 50 ml de metil etil cetona (MEC) y 70 ml de isopropanol. Durante el ensayo, se anaden 30 ml de agua doblemente des ionizada, calentada a 60°C.
5
10
15
20
25
30
El ensayo se realiza usando 0,1 N de hidroxido de sodio. Durante el ensayo, la muestra se agita en el potenciometro a una temperature de entre 50°C y 60°C utilizando una placa caliente.
Se obtienen dos puntos equivalentes correspondientes a dos volumenes V1 y V2*
A continuacion se anade una solucion de 0,1 N acido clorhndrico hasta alcanzar un pH de 10,6.
Por ultimo se anaden 15 ml de una solucion de CaCh al 10%.
Se realiza un ensayo utilizando 0,1 N de sosa. Se obtiene un punto equivalente correspondiente al volumen V3.
Los porcentajes en peso de monoesteres fosforicos, diesteres fosforicos y acido fosforico en el producto obtenido se pueden determinar usando las siguientes formulas:
%
, (V2 - V3 ) Mmono T
monoester = -5------------
1000 pe
%tester. (V1-V2)M*T 1000 pe
% h3po4 =
V3Mh T 1000 pe
En las que:
T: tttulo de solucion de hidroxido de sodio 0,1 N V1 y V3: propuestos para el ensayo V2 = V2 * (propuestos para el ensayo) -V
V: determinado por el ensayo de la mezcla de disolventes con 0,1 N de hidroxido de sodio
pe: muestra del ensayo en g
MMono: peso molecular de monoester
Mdi: peso molecular de diester
Mh: peso molecular de acido fosforico (98 g/mol)
Las caractensticas de los agentes de hidrofobizacion asf preparados se presentan a continuacion en la tabla 1:
Tabla 1
Ensayos
1-1 1-2 1-3 1-4
HI INV HI HI
n
12 12 16-18 16-18
Estructura CnH2n
lineal ramificado lineal lineal hidroxilizado
% monoester
13,2 19,4 23,2 24
% diester
86,6 80,4 76,2 74
% H3PO4
0,2 0,2 0,6 2
Proporcion mono molar: diester
1 : 4 1 : 4 1 : 2 1 : 2
Ensayos
1-5 1-6 1-7 1-8
5
10
15
20
25
30
35
40
INV HI INV INV
n
20 28 28 32
Estructura CnH2n
ramificado lineal ramificado ramificado
% monoester
18,2 37,3 19,7 19,5
% diester
81,8 61,1 80,3 80.6
% H3PO4
nd 1,6 nd nd
Proporcion mono molar: diester
1 : 2,4 1 : 14 1 : 14 1 : 2.3
nd: no detectable Ensayo 1-2: R representa 2-butiloctanilo Ensayo 1-5: R representa 2-octildodecanilo Ensayo 1-7: R representa 2-dodecilhexadecanilo Ensayo 1-8: R representa 2-tetradeciloctadecanilo
Ejemplo 2
Este ejemplo, que esta fuera del ambito de la invencion, se usa para ilustrar la preparacion de partfculas de CaCO3 con tratamiento en su superficie por medio de un agente hidrofobizante como se describe en los ensayos 1-1 y 1-2 del ejemplo 1 anterior.
Mas espedficamente, un mezclador comercial Guedu, de tipo 4,5NO se precalienta a 80°C.
Se anaden 1,000 g de CaCO3 (de Millicarb® Omya, dso = 3 pm) a la mezcladora. A continuacion, se ponen en contacto, agitando suavemente, 11,4 g del agente de hidrofobizacion segun el ensayo 1-1 (HI) o bien segun el ensayo 1-2 (INV) en la mezcladora con partfculas CaCO3. Si es necesario, el agente hidrofobizante se funde previamente a 70°C antes de ser anadido a la mezcladora.
La mezcla se realiza durante 15 minutos con agitacion al irnnimo.
Se obtienen partfculas de CaCO3 con tratamiento de superficie.
Ejemplo 3
Este ejemplo, que esta fuera del ambito de la invencion, es usa para ilustrar la preparacion de granulos de una composicion termoplastica, a partir de partfculas de carbonato de calcio y en presencia de agentes hidrofobizantes de acuerdo a las ensayos 1-de 1-1 al 1-8 del ejemplo 1 anterior.
Se introduce la siguiente mezcla en un recipiente de un mezclador de tipo Guedu 4,5NO precalentado a 140°C.
- 875 g de partfculas de CaCO3 (de Millicarb® Omya, dso = 3 pm)
- 10 g del agente de hidrofobizacion de acuerdo con los ensayos del 1-1 al 1-8 y
- 115 g de una resina polimerica compuesta de 49,5% en peso de Vestoplast™ 508 (de HULS), 49,5% en peso Vestoplast™ 408 (de HULS), 0,5% en peso de Irganox™ (estabilizador de calor de Ciba) y 0,5% en peso de Tinuvin.
La mezcla se lleva a cabo a una temperatura de 140°C y a velocidad maxima (se ajusta la velocidad en la posicion H, en nivel oscila de A a H con siendo H el maximo). La mezcla se mantiene durante 18 minutos.
En una segunda etapa, la mezcla, ajustada a baja velocidad (en posicion A) se mantiene durante 2 minutos.
El tiempo total de mezcla es de 20 minutos.
La pasta asf obtenida se extiende sobre una placa caliente.
5
10
15
20
25
30
35
A continuacion se transforma en forma de granulos (o agregados o bolitas) por medio de un cuchillo y se deja reposar durante 15 horas antes de medir el mdice de fusion (MFI por sus siglas en ingles de Melt Flow Index).
El mdice de fusion de los granulos de la composicion termoplastica se mide segun el estandar ASTM D 1238 mediante la introduccion de los granulos en el sifon un plastometro de tipo comercial ZWICK 4105. Se corresponde con la cantidad de la composicion termoplastica en forma de granulos, expresada en gramos por 10 minutos, que fluye a una temperatura de 150°C (incluida en el intervalo limitado por las temperaturas de reblandecimiento y transformacion) bajo una carga estandarizada (5 kg en este caso) a traves de un troquel de diametro determinado (alrededor de 2,1 mm) durante 10 minutos.
Tabla 2
Ensayos
3-1 3-2 3-3 3-4
HI INV HI HI
n
12 12 16-18 16-18
Estructura CnH2n
lineal ramificado lineal lineal hidroxilizado
MFI (150°C -5 kg)
2,08 6,9 2,13 3,19
Ensayos
3-5 3-6 3-7 3-8
INV HI INV INV
n
20 28 28 32
Estructura CnH2n
ramificado lineal ramificado ramificado
MFI (150°C -5 kg)
9,64 8,68 9.49 11,37
Ejemplo 4
Este ejemplo, el cual queda fuera del ambito de la invencion, se utiliza para ilustrar la preparacion de granulos de una composicion termoplastica, a partir de partmulas de carbonato de calcio con tratamiento superficial por medio de un agente hidrofobizante obtenidos de acuerdo con el ejemplo 2.
Se introduce la siguiente mezcla en un recipiente de un mezclador de tipo Guedu 4,5NO precalentado a 140°C.
885 g de partmulas de CaCO3 (de Millicarb® Omya, dso = 3 pm) con tratamiento superficial segun el ejemplo 2 y
115 g de una resina polimerica compuesta de 49,5% en peso de Vestoplast™ 508 (de HULS), 49,5% en peso de Vestoplast™ 408 (de HULS), 0,5% en peso de Irganox™ (estabilizador de calor de Ciba) y 0,5% en peso de Tinuvin.
El IMF se mide aqrn bajo 5 kg a 150°C.
Tabla 3
Ensayos
4-1 4-2 4-3
HI INV INV
5
10
15
20
25
30
35
40
n
12 12 20
Estructura CnH2n
lineal ramificado ramificado
Ejemplo 5
Este ejemplo esta destinado a ilustrar la preparacion, de acuerdo con la invencion, de partfculas de dioxido de titanio con tratamiento de superficie por medio de un agente hidrofobizante, como el que se describe en los ensayos de 1-6 y 1-7 del ejemplo 1 anterior.
Mas espedficamente, un mezclador de tipo Vorwerk se precalienta a 100°C. Se anaden 500 g de TiO2 (Kronos® 2220) a la mezcladora. A continuacion, se ponen en contacto, agitando suavemente, 7,14 g del agente de hidrofobizacion de acuerdo con el ensayo 1-6 (HI) o el ensayo 1-7 (INV) en el mezclador con partfculas TiO2. Si es necesario, el agente hidrofobizante se funde previamente a 70°C antes de anadirlo a la mezcladora.
La mezcla se prepara durante 15 minutos con una agitacion minima.
Se obtienen partfculas de TO2 con tratamiento superficial.
Ejemplo 6
Este ejemplo esta destinado a ilustrar la preparacion de acuerdo con la invencion de granulos de una composicion termoplastica de partfculas de TO2 con tratamiento en superficie por medio de un agente hidrofobizante obtenidos de acuerdo con el ejemplo 5.
La siguiente mezcla se introduce en un mezclador RMC Guittard precalentado a 170°C:
- 284 g de partfculas de TO2 con tratamiento superficial de acuerdo con el ejemplo 5 y
- 116 g de una resina polimerica que consiste en 110,4 g de un polietileno de baja densidad (de Repsol),
- 3,2 g de estearato de zinc y 2,4 g de un antioxidante.
La mezcla se mantiene durante 20 minutos a 160°C (con agitacion lenta durante 5 minutos y luego con agitacion rapida durante 15 minutos).
El IMF se mide aqrn bajo 5 kg a 190°C.
Tabla 4
Ensayos
6-1 6-2
HI INV
n
28 28
Estructura CnH2n
lineal ramificado
MFI (150°C -5 kg)
16,0 17,0

Claims (10)

  1. 5
    10
    15
    20
    25
    30
    35
    40
    REIVINDICACIONES
    1. Procedimiento para preparar partfculas de materia mineral con tratamiento superficial que comprende las etapas que consisten en:
    a) hacer asequible un agente hidrofobizante para las partfculas de materia mineral que comprende una mezcla de los compuestos de formula (I) y (II):
    imagen1
    en las que:
    R representa CnH2n+i donde n es un numero entero que vana entre 6 y 40, el grupo CnH2n+i es ramificado, opcionalmente dclico, no aromatico,
    X representa H o M, y
    M representa un cation monovalente, divalente o trivalente,
    b) poder disponer de partfculas de material inorganico seleccionadas del grupo que consiste en talco, dioxido de titanio, yeso, mica, alumina, caolm, magnesia, cal, y una mezcla de al menos dos de estos minerales, y
    c) poner en contacto las partfculas de material mineral de la etapa b) con el agente hidrofobizante de la etapa a).
  2. 2. Procedimiento segun la reivindicacion 1, en el que el agente de hidrofobizacion es tal que la relacion molar entre el compuesto de formula (I) y el compuesto de formula (II) vana entre 1:100 y 10:1.
  3. 3. Procedimiento segun la reivindicacion 1 o 2, en el que el agente de hidrofobizacion es tal que el numero n del
    grupo R en las formulas (I) y (II) vana desde 12 hasta 32.
  4. 4. Proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el agente de
    hidrofobizacion es tal que R se selecciona del grupo que consiste en 2-butiloctanilo, 2-hexildecanilo, 2-
    octildodecanilo, 2-deciltetradecanilo, 2-dodecilhexadecanilo y 2-tetradeciloctadecanilo.
  5. 5. Proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el agente de hidrofobizacion comprende ademas un compuesto de formula (III):
    0
    II
    XO-P-OX
    1
    ox
    (III)
  6. 6. Proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el agente de
    hidrofobizacion no comprende un compuesto de formula (IV):
    5
    10
    15
    20
    25
    o
    II
    RO-^-OR
    OR
    (IV)
  7. 7. Partfculas de materia mineral con tratamiento superficial obtenidas por medio del procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones de la 1 a la 6, las partfculas de materia mineral se seleccionan del grupo que consiste en talco, dioxido de titanio, yeso, mica, alumina, caolm, magnesia, cal y una mezcla de al menos dos de estos minerales.
  8. 8. Uso de un agente de hidrofobizacion para partfculas de materia mineral que comprende una mezcla de los compuestos de formulas (I) y (II):
    en las que:
    imagen2
    R representa CnH2n+i donde n es un numero entero que vana entre 6 y 40, el grupo CnH2n+i es ramificado, opcionalmente dclico, no aromatico,
    X representa H o M, y
    M representa un cation monovalente, divalente o trivalente, para el tratamiento superficial de las partfculas de materia mineral.
  9. 9. Uso de acuerdo con la reivindicacion 8, en el que el agente de hidrofobizacion es tal que el numero n del grupo R en las formulas (I) y (II) vana desde 12 hasta 32.
  10. 10. El uso segun una cualquiera de las reivindicaciones 8 a 9, en el que el agente de hidrofobizacion es tal que R se selecciona en el grupo que consiste en 2-butiloctanilo, 2-hexildecanilo, 2-octildodecanilo, 2-deciltetradecanilo, 2- dodecilhexadecanilo y 2-tetradeciloctadecanilo.
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