ES2951808T3 - Método para la fabricación de pigmento de vanadato de bismuto que tiene una resistencia alcalina mejorada - Google Patents

Método para la fabricación de pigmento de vanadato de bismuto que tiene una resistencia alcalina mejorada Download PDF

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Abstract

La presente invención está dirigida a un método para fabricar un pigmento de vanadato de bismuto que tiene una resistencia alcalina mejorada, comprendiendo el método: i) obtener un pigmento de vanadato de bismuto seco; ii) encapsulación del pigmento vanadato de bismuto usando un silano funcionalizado de fórmula general R-Si(OR')3 en la que R es un grupo alquilo; y R' es un grupo metilo o etilo; iii) procesamiento final del pigmento encapsulado; y v) secado del pigmento. Además, la presente invención se dirige a un pigmento de vanadato de bismuto encapsulado con un silano funcionalizado de fórmula general R-Si(OR')3 en la que R es un grupo alquilo; y R' es un grupo metilo o etilo. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Método para la fabricación de pigmento de vanadato de bismuto que tiene una resistencia alcalina mejorada
Campo de la invención
La presente invención se refiere a un método para fabricar pigmentos de vanadato de bismuto, y más particularmente a un método para fabricar pigmentos de vanadato de bismuto que tienen una resistencia alcalina mejorada. Además, la invención se refiere a un pigmento de vanadato de bismuto que tiene una resistencia alcalina mejorada.
Antecedentes de la invención
La pintura es cualquier composición líquida, licuable o masilla que, al aplicarse a un sustrato en forma de una capa delgada, se convierte en una película sólida. Se usa más comúnmente para proteger, colorear y/o dar textura a los objetos. Esta se compone principalmente de pigmentos, aglutinantes y líquidos. Los pigmentos son partículas o polvos finamente molidos, dispersos en pinturas, que proporcionan propiedades colorísticas a la pintura.
Dependiendo del área de aplicación, especialmente para aplicaciones de fachadas que están expuestas a condiciones climáticas extremas tal como lluvia, luz solar, calor y frío, el pigmento que se utilizará en la pintura debe elegirse con cuidado y es de suma importancia. Las pinturas, que generalmente comprenden una alta concentración de volumen de pigmento, cuando se aplican a sustratos químicamente activos, tales como el hormigón, dan como resultado una película de pintura porosa sobre la superficie del sustrato. La naturaleza porosa de la película de pintura permite que el oxígeno y otros gases del aire o las sales solubles del hormigón penetren a través de ella, lo que junto con la radiación ultravioleta y la humedad provocan la degradación de los pigmentos provocando una descomposición prematura del pigmento.
Además, los sustratos, durante un período, se endurecen y producen hidratos como el hidróxido de calcio que hace que el ambiente sea alcalino con un valor de pH general de 12 a 13. Tales alcalinos atacan los pigmentos, especialmente los pigmentos inorgánicos. No obstante, se recomienda el uso de pigmentos inorgánicos para aplicaciones de fachada debido a su buen comportamiento a la intemperie y la luz.
Hoy en día, debido a la conciencia medioambiental, los pigmentos que contienen cadmio, plomo y cromo se consideran cada vez más nocivos desde el punto de vista ecológico y toxicológico. Por lo tanto, los pigmentos alternativos, generalmente libres de preocupaciones toxicológicas, tales como los pigmentos a base de bismuto en particular, han sido probados por sus propiedades colorísticas.
Estos pigmentos a base de bismuto, aunque no son tóxicos, no solo ofrecen las propiedades colorísticas deseadas, sino que también heredan una buena resistencia a los parámetros climáticos tales como la luz y el calor, junto con la resistencia a la mayoría de los productos químicos. Sin embargo, estos pigmentos a base de bismuto son particularmente inestables en medios alcalinos que tienen un rango de pH de alrededor de 8 a 13. Esta escasa resistencia de los pigmentos puede conducir a una decoloración parcial o incluso completa del pigmento y, por lo tanto, del recubrimiento. Esta pobre resistencia de los pigmentos a base de bismuto a los medios alcalinos limita el alcance de su uso en pinturas a base de agua o recubrimientos superficiales como recubrimientos de silicato y yesos. En consecuencia, existe la necesidad de mejorar la resistencia alcalina del pigmento basado en bismuto para que pueda usarse en la industria de la pintura.
Se han realizado numerosos esfuerzos para mejorar la resistencia alcalina de los pigmentos a base de bismuto, y en particular de los pigmentos de vanadato de bismuto debido a sus excelentes propiedades colorísticas, excelente opacidad y alto poder cubriente.
El documento US 5123965 se refiere a un proceso para estabilizar pigmento BNa mediante el tratamiento de dicho pigmento con un fosfato metálico seleccionado del grupo que consiste en ortofosfatos de calcio, magnesio, aluminio, zirconio y titanio. El método, sin embargo, da como resultado una alteración de las propiedades colorísticas así como de las propiedades reológicas en el sistema basado en agua debido a los derivados de fosfato, lo que generalmente no se prefiere.
El documento US 5858080 divulga un método para mejorar propiedades tales como fuerza tintórea, croma así como brillo de coloración obtenida dentro de un pigmento de vanadato de bismuto recubriéndolo con alcohol polivinílico. El método, sin embargo, no ofrece la resistencia alcalina requerida para el sistema de recubrimientos de alto pH aplicado para los recubrimientos arquitectónicos.
El documento US 6423131 describe un recubrimiento para el vanadato de bismuto sobre fluoruro de calcio, oxifluoruro de bismuto o fluoruro de lantánido. Tal recubrimiento tiene como objetivo mejorar las propiedades de resistencia química del vanadato de bismuto. Sin embargo, este no aumenta sus propiedades de resistencia en medios alcalinos al nivel deseado.
Otras referencias divulgan diferentes clases de recubrimientos para pigmentos de vanadato de bismuto para mejorar sus propiedades. Por ejemplo: El documento US 4063956 por ejemplo, divulga el recubrimiento de un pigmento de vanadato de bismuto con una capa de hidrato de óxido metálico seguido de una segunda capa densa de dióxido de silicio amorfo. En otro ejemplo, el documento US 4115141 divulga un método para estabilizar el vanadato de bismuto recubriéndolo con dióxido de silicio o fosfato de aluminio. El documento US 4455174 describe el recubrimiento de un pigmento de vanadato de bismuto primero con dióxido de circonio y luego con dióxido de silicio. El documento EP271813 describe recubrimientos de óxido de metal fluorado a base de dióxido de silicio, silicato de magnesio y fluoruro de magnesio mezclados con una capa de cera. El documento US 4851049 A divulga un pigmento de vanadato de bismuto encapsulado por Y-aminopropiltrietoxisilano.
Aunque todos estos métodos divulgados ofrecieron una mayor resistencia química junto con otras mejoras en las propiedades de los pigmentos de vanadato de bismuto, ninguno de ellos fue muy efectivo para aumentar la resistencia de los pigmentos de vanadato de bismuto en medios alcalinos hasta el nivel deseado, particularmente dentro de los recubrimientos arquitectónicos altamente alcalinos.
En algunos otros esfuerzos reconocidos, varios pigmentos se mezclan junto con el vanadato de bismuto, con el objetivo de aprovechar las buenas propiedades colorísticas de los pigmentos de vanadato de bismuto y equilibrar la debilidad en la resistencia alcalina debido a pigmentos muy fuertes en medios alcalinos. Un ejemplo de este tipo se menciona en WO2014055555, que divulga un colorante que comprende una mezcla de pigmentos. Los pigmentos tienen una coloración similar pero diferente resistencia a la corrosión. La relación de mezcla se selecciona para optimizar la resistencia a la corrosión frente al brillo del color y/o la resistencia a la corrosión ácida frente a la resistencia a la corrosión alcalina del colorante. Sin embargo, este método tampoco es el preferido ya que reduce drásticamente las propiedades colorísticas del pigmento de vanadato de bismuto.
En consecuencia, existe la necesidad en la técnica de un método para mejorar las propiedades de resistencia química, particularmente la resistencia a los medios alcalinos, de los pigmentos de vanadato de bismuto mientras se conservan sus excelentes propiedades colorísticas.
Resumen de la invención
La presente invención se ha realizado teniendo en cuenta los problemas anteriores y divulga un método para fabricar pigmento de vanadato de bismuto que tiene una resistencia alcalina mejorada bloqueando la acción de los cationes presentes en una formulación de recubrimiento, manteniendo un muy buen nivel de fuerza de color. La invención se define en las reivindicaciones. Las realizaciones divulgadas que no caen bajo las reivindicaciones se consideran solo ilustrativas.
En algunas realizaciones, un silano funcionalizado de fórmula general R-Si(OR')3 en la que R es un grupo alquilo que tiene más de 10 átomos de carbono y R' es un grupo metilo o etilo, se introduce justo antes del secado por pulverización del pigmento. El secado por pulverización del pigmento es necesario para obtener homogeneidad de la encapsulación para asegurar la distribución del silano funcionalizado alrededor del pigmento.
En otras realizaciones, el método incluye volver a poner en suspensión el pigmento que se introduce utilizando un silano funcionalizado de fórmula general R-Si(OR')3 en la que R es un grupo alquilo que tiene más de 10 átomos de carbono y R' es un grupo metilo o etilo dentro de la suspensión del pigmento encapsulando así el pigmento de vanadato de bismuto. Posteriormente, el pigmento se seca y se procesa para obtener el pigmento de vanadato de bismuto que tiene las propiedades de resistencia alcalina deseadas.
El silano funcionalizado tiene la fórmula general R-Si(OR')3 en la que R es un grupo alquilo que tiene más de 10 átomos de carbono; y R' es un grupo metilo o etilo.
Preferiblemente, R es un grupo alquilo que tiene más de 10 átomos de carbono y que tiene una o más ramificaciones que comprenden un grupo arilo y, opcionalmente, uno o más átomos de flúor.
El silano funcionalizado puede ser una mezcla que comprende (i) un silano de fórmula general R-Si(OR')3 en la que R es un grupo alquilo que tiene más de 10 átomos de carbono; y R' es un grupo alquilo, y (ii) un silano funcional del grupo que comprende amino-3-propiltrietoxisilano, N-(2-aminoetil-3-aminopropil)-trimetoxisilano, feniltrietoxisilano, hexadeciltrimetoxisilano, propiltrimetoxisilano, metiltrietoxisilano, N-bencilo-N-aminoetil-3-aminopropiltrimetoxisilano, N-vinilbencil-N-aminoetil-3-aminopropilpolisiloxano, N-(n-butil)-3-aminopropiltrimetoxisilano, o cualquier combinación de dos o más de los mismos.
Generalmente, el pigmento seco se vuelve a suspender agregando una cantidad de solvente al pigmento seco en un rango de temperatura predeterminado y agitando la dispersión durante un período de tiempo predeterminado.
Preferiblemente, la nueva suspensión se prepara añadiendo agua RO y agitando en un rango de temperatura entre 30 °C y 40 °C durante un período de tiempo que oscila entre 80 minutos y 110 minutos.
Opcionalmente, el método comprende además la adición de un aditivo antiespumante y un derivado de sílice para mejorar las propiedades del polvo del pigmento seco, tal como su capacidad de fluir libremente, comportamiento antipolvo y no pegajosidad durante el proceso de secado.
En otra realización de la presente invención, un método para fabricar pigmento de vanadato de bismuto que tiene una resistencia alcalina mejorada puede comprender además la adición de un agente quelante. Opcionalmente, el pigmento se puede suspender utilizando una solución basada en un agente quelante en la que se añaden los silanos funcionalizados.
Los agentes quelantes preferidos pueden ser poliacrilato, poliglicosidos u organosilano modificado con cadena de poliacrilato.
En otro aspecto más, la presente invención divulga un vanadato de bismuto encapsulado con un silano funcionalizado de fórmula general R-Si(OR')3 en la que R es un grupo alquilo que tiene más de 10 átomos de carbono; y R' es un grupo metilo o etilo. Más preferiblemente, R puede tener una o más ramificaciones que comprenden un grupo arilo y puede contener uno o más átomos de flúor.
Este pigmento tiene una resistencia alcalina mejorada que ofrece un color vivo y una alta fuerza de color frente a los pigmentos de color inorgánicos complejos en un nivel nunca alcanzado con los pigmentos de vanadato de bismuto estables alcalinamente.
Otro aspecto del pigmento de la presente invención es su dispersabilidad. La mayoría de las veces, el vanadato de bismuto con resistencia alcalina mejorada tiene menor intensidad de color o es muy difícil de dispersar, lo que limita el campo de aplicaciones. Por el contrario, los pigmentos de la presente invención son fáciles de dispersar, tienen un nivel de fuerza de color similar al de la comparación y tienen una resistencia alcalina casi igual a la de los pigmentos orgánicos.
Los detalles de una o más implementaciones se exponen en los dibujos adjuntos y la descripción a continuación. Otros aspectos, características y ventajas de la materia objeto divulgada en este documento serán evidentes a partir de la descripción, los dibujos y las reivindicaciones.
Breve descripción de los dibujos
La Figura 1 ilustra un diagrama de flujo que representa un método para fabricar un pigmento de pigmento de vanadato de bismuto que tiene una resistencia mejorada a los álcalis, de acuerdo con una realización de la presente invención.
La Figura 2 ilustra un diagrama de flujo que representa un método para fabricar un pigmento de vanadato de bismuto que tiene una resistencia a los álcalis mejorada, de acuerdo con otra realización de la presente invención.
La Figura 3 ilustra un diagrama de flujo que representa un método para fabricar un pigmento de vanadato de bismuto que tiene una resistencia a los álcalis mejorada, de acuerdo con otra realización más de la presente invención.
Descripción detallada de las realizaciones preferidas
Ahora se hará referencia en detalle a la realización preferida de la presente invención, cuyos ejemplos se ilustran en los dibujos adjuntos. Aspectos, ventajas y/u otras características de la realización ejemplar de la divulgación se harán evidentes a la vista de la siguiente descripción detallada, que divulga varias realizaciones no limitativas de la invención.
En la siguiente descripción detallada, se exponen numerosos detalles específicos para proporcionar una comprensión completa de la invención. Sin embargo, los expertos en la materia entenderán que la invención se puede poner en práctica sin estos detalles específicos. En otros casos, los métodos, procedimientos y/o componentes bien conocidos no se han descrito en detalle para no oscurecer la invención.
Los pigmentos de vanadato de bismuto se utilizan ampliamente en la industria de los recubrimientos y ofrecen una buena resistencia y propiedades colorísticas. Sin embargo, una de las principales desventajas del uso de pigmentos de vanadato de bismuto es su baja resistencia alcalina, una característica necesaria en ciertas formulaciones de recubrimiento a base de agua, como los recubrimientos de silicato. Esta resistencia alcalina limitada de estos pigmentos conduce a una decoloración parcial o incluso completa del pigmento y, por lo tanto, de los recubrimientos. Esto ocurre porque la estructura química de los pigmentos a base de Bi (bismuto) se altera cuando se exponen a un ambiente altamente alcalino, debido a la presencia de una alta concentración de iones como Na+, K+, Ca+2, Zn2+, Ba2+, etc., lo que provoca el reemplazo de iones de bismuto para formar otras sales de vanadato, lo que lleva a la decoloración.
Esta limitación se puede ver realizando pruebas de resistencia alcalina de placas recubiertas sumergidas en soluciones acuosas alcalinas (NaOH - KOH) que conducen a una decoloración parcial de las placas, cuanto más decoloración, menos resistente es el pigmento a los medios alcalinos. Por consiguiente, existe la necesidad de mejorar la resistencia alcalina del pigmento para recubrimientos arquitectónicos.
La presente invención proporciona un método para fabricar pigmento de vanadato de bismuto que tiene una resistencia alcalina mejorada mediante el tratamiento de pigmentos de vanadato de bismuto obtenidos in situ con silano funcionalizado de fórmula general R-Si(OR')3 en la que R es un grupo alquilo que tiene más de 10 átomos de carbono; y R' es un grupo metilo o etilo. Más preferiblemente, R es un grupo alquilo que tiene más de 10 átomos de carbono y puede tener una o más ramificaciones que comprenden un grupo arilo y puede contener uno o más átomos de flúor. Opcionalmente, el pigmento a encapsular puede preencapsularse inicialmente mediante una sílice y añadir un silano funcionalizado del grupo que comprende amino-3-propiltrietoxisilano, N-(2-aminoetil-3-aminopropil)-trimetoxisilano, feniltrietoxisilano, hexadeciltrimetoxisilano, propiltrimetoxisilano, metiltrietoxisilano, N-bencil-N-aminoetil-3-aminopropiltrimetoxisilano, N-vinilbencil-N'-aminoetil-3-aminopropilpolisiloxano, N-(n-butil)-3-aminopropiltrimetoxisilano, o cualquier combinación de dos o más de los mismos. Esta preencapsulación puede tener lugar opcionalmente justo antes del tratamiento con el alquilsilano descrito en la presente invención.
Sin estar ligado a ninguna teoría, se encuentra que este silano funcionalizado bloquea la acción de los iones presentes en la formulación de recubrimiento mejorando así la estabilidad alcalina mientras evita la decoloración de los pigmentos basados en Bi.
Además, en algunas realizaciones, la adición de agentes quelantes puede incluso mejorar más la resistencia alcalina. En algunas realizaciones, estos agentes quelantes pueden prepararse in situ a través de una polimerización.
El proceso general para la preparación de pigmentos de vanadato de bismuto es el siguiente:
- Se utilizan soluciones altamente puras de materias primas a partir de las cuales se precipita el pigmento, seguido de tratamiento térmico y estabilización.
-Acontinuación, el pigmento se separa y purifica.
- El producto purificado se seca y opcionalmente se calcina para obtener pigmentos de vanadato de bismuto.
Diferentes realizaciones de la invención describen el recubrimiento de estos pigmentos de vanadato de bismuto con silano funcionalizado y, opcionalmente, agentes quelantes.
Realización 1:
En una realización de la presente invención se divulga un método 100 como se ilustra en la figura 1, para recubrir los pigmentos de vanadato de bismuto con silano funcionalizado de fórmula general R-Si(OR')3 en la que R es un grupo alquilo que tiene más de 10 átomos de carbono; y R' es un grupo metilo o etilo. El método 100 comienza en la etapa 102 y procede a la etapa 104, donde se obtiene un pigmento de vanadato de bismuto seco y opcionalmente calcinado a partir de un proceso de preparación de pigmento in situ. En la etapa 106, el pigmento seco obtenido se vuelve a suspender. La nueva suspensión del pigmento se prepara agregando una cantidad de solvente al pigmento seco a un rango de temperatura predeterminado y luego agitándolo para formar una dispersión acuosa homogénea. En un ejemplo, la suspensión se prepara agregando agua, preferiblemente agua RO seguida de agitación en un rango de temperatura entre 10 °C y 100 °C, preferiblemente entre 70 °C a 95 °C durante un período de tiempo que oscila entre 30 minutos y 140 minutos, que es preferiblemente de 80 minutos a 110 minutos. En otros ejemplos, el pigmento se puede volver a suspender en cualquier disolvente, incluidos, pero no limitados a, agua municipal, agua de río, agua RO, ésteres basados en glicol, etc. También puede tener lugar una etapa de preencapsulación al final de la etapa 106 con la adición de pequeñas cantidades de sílice u otros óxidos metálicos. Un experto en la materia podrá definir la composición del recubrimiento interior, que puede estar formado por una pluralidad de capas. Esta puede comprender una primera capa que comprende una o más sales, o uno o más óxidos, heteropoliácidos, ácidos orgánicos, sulfitos, sulfuros, sulfatos, fosfatos, pirofosfatos, polifosfatos, o una combinación de los mismos, seleccionados del grupo de los metales alcalinotérreos, metales, no metales, metales de transición o lantánidos, preferiblemente una o más sales u óxidos de calcio, una o más sales u óxidos de aluminio, o una combinación de los mismos, y una segunda capa de dióxido de silicio y silano funcionalizado u organomodificado. Además, el recubrimiento interno puede comprender una tercera capa que comprende un silano funcionalizado o un siloxano organomodificado o una combinación de los mismos. El método 100 luego procede a la etapa 108, donde el pigmento de vanadato de bismuto se encapsula agregando el silano funcionalizado dentro de la suspensión obtenida en la etapa 106. La etapa de encapsulación es generalmente responsable de mejorar la resistencia alcalina del pigmento. Una vez encapsulado el pigmento, el método 100 procede a la etapa 110 donde el pigmento encapsulado se separa y purifica nuevamente para su procesamiento final, al que sigue el secado y envasado del pigmento en la etapa 112.
Opcional y ventajosamente, se pueden agregar agentes quelantes en la etapa 106 tales como:
- Glucósidos y derivados poliglicósidos
- Copolímero de organosilano modificado con cadena de poliacrilato
- EDTA, sus correspondientes sales de metales alcalinos y derivados de EDTA
- HEDTAy sus correspondientes sales de metales alcalinos
- NTAy sus correspondientes sales de metales alcalinos
- Sorbitán y sus derivados
- (Co)polímeros de vinilsulfonato de sodio, estirilsulfonato de sodio, ácido (met)acrílico y sus correspondientes sales de metales alcalinos, preferiblemente en combinación con monómeros no iónicos
- Ácidos di a policarboxílicos como ácido cítrico, ácido sórbico, ácido oxálico, ácido succínico, ácido itacónico, ácido tartárico y sus correspondientes sales de metales alcalinos
- Trimercaptotriazina y sus correspondientes sales de metales alcalinos
Los agentes quelantes preferidos pueden ser poliglicosidos, poliacrilato u organsilano modificado con cadena de poliacrilato.
Realización 2:
La Figura 2 ilustra un método 200 alternativo para recubrir los pigmentos de vanadato de bismuto con silano funcionalizado de fórmula general R-Si(OR')3 en la que R es un grupo alquilo que tiene preferiblemente más de 10 átomos de carbono; y R' es un grupo metilo o etilo, y además el recubrimiento con agentes quelantes en el que el agente quelante se prepara mediante una polimerización in situ. El método 200 comienza en la etapa 204 donde se obtiene un pigmento de vanadato de bismuto seco y se procede a la etapa 206 donde se agrega el silano funcionalizado y se polimeriza el agente quelante. La etapa de polimerización implica agregar una cantidad de un monómero iónico reactivo seguido de un iniciador de polimerización a la suspensión de pigmento y agitar la dispersión en un rango de temperatura entre 20 °C a 180 °C, durante un período de tiempo que oscila entre 30 minutos y 240 minutos, y preferiblemente entre 90 minutos y 120 minutos. Opcionalmente, la etapa del proceso de polimerización puede comprender la adición de un monómero no iónico reactivo a la dispersión, agitándola en un rango de temperatura entre 20 °C a 180 °C y acidificando la suspensión de pigmento a un pH que oscila entre 0.5 y 4.0, y preferiblemente entre 1.5 y 2.5.
En una realización, el monómero se puede seleccionar de uno o más del conjunto de monómeros que comprende [A] uno o más grupos funcionales polimerizables seleccionados de un grupo acrilato o un grupo sulfónico insaturado (tal como el vinilsulfonato de sodio o el estirilsulfonato de sodio), y [B] uno o más monómeros no iónicos tales como, pero no limitados a, un monómero de alcohol, un monómero de epóxido, un monómero de organosilano, un monómero de siloxano organomodificado, un monómero de tiol, un monómero de amina, un monómero de derivados de ácido carboxílico insaturado (tales como monómeros de metacrilato, acrilamida, anhídrido), un monómero de vinilo, un monómero de vinilamina o cualquier combinación de los mismos
El agente quelante preferido puede ser poliacrilato de poliglicosidos u organsilano modificado con cadena de poliacrilato.
Después de la polimerización, el método 200 procede a la etapa 208 donde se realiza el procesamiento final del pigmento encapsulado procediendo al secado en la etapa 210 para obtener un pigmento encapsulado deseado. El procesamiento final generalmente depende del tipo de método utilizado para la síntesis del pigmento. Por ejemplo, en algunas realizaciones, el procesamiento final incluye la dispersión y la molienda del pigmento encapsulado. Mientras que en algunas otras realizaciones, la etapa del procesamiento final simplemente incluye la separación y purificación de los pigmentos encapsulados. El pigmento encapsulado con resistencia alcalina mejorada así obtenido se seca y se envasa en la etapa 210.
Realización 3:
En algunos ejemplos, como se ilustra en la figura 3 una solución de silano funcionalizado de fórmula general R-Si(OR')3 en el que R es un grupo alquilo y R' es un grupo metilo o etilo se prepara primero en la etapa 304. A continuación, se añade un pigmento de vanadato de bismuto seco obtenido a la solución basada en silano funcionalizada que da como resultado una encapsulación de pigmentos de vanadato de bismuto en la etapa 306. Posteriormente, el procesamiento final del pigmento encapsulado se realiza en la etapa 308 seguido por el secado y envasado en la etapa 310 como se divulga en los métodos 100 y 200.
Además, se pueden agregar agentes quelantes en la etapa 304.
En algunas realizaciones, el silano funcionalizado se puede introducir justo antes del secado por pulverización del pigmento. El secado por pulverización del pigmento es necesario para obtener homogeneidad de la encapsulación para asegurar la distribución del agente quelante alrededor del pigmento. Opcionalmente, el pigmento puede suspenderse en una solución acuosa del silano funcionalizado.
Aplicación industrial
La presente divulgación se refiere a un pigmento de vanadato de bismuto que se encapsula utilizando un silano funcionalizado de fórmula general R-Si(OR')3 en la que R es un grupo alquilo que tiene más de 10 átomos de carbono; y R' es un grupo metilo o etilo.
Estos pigmentos heredan una resistencia alcalina mejorada, y en particular en los recubrimientos de cemento y cal, además de propiedades como una alta resistencia frente a condiciones climáticas extremas. Además, los pigmentos ofrecen alta resistencia al calor, resistencia a la intemperie, resistencia a los ácidos y resistencia al SO2 y son extraordinariamente estables en diversas condiciones de luz.
Si bien no contienen plomo ni cromato, estos pigmentos satisfacen en gran medida la demanda de un rendimiento óptimo en exteriores y son adecuados para la mayoría de las aplicaciones industriales. En consecuencia, estos pigmentos son ventajosos para su uso en diversas industrias tales como la Industria de pinturas y recubrimientos, industrias automotrices y de transporte, industrias cosméticas o similares. Estos pigmentos se recomiendan especialmente para recubrimientos y para diversas aplicaciones plásticas. Además, los pigmentos son ideales para aplicaciones tales como acabados automotrices (OEM y reacabado), pinturas industriales de alta calidad, fabricación de productos plásticos coloreados.
Los pigmentos de vanadato de bismuto de la presente invención se pueden usar en casi todas partes. En particular, la logística y también en empresas de la industria química, de pintura, cosmética, de embalaje, de películas, de cartón y automotriz, así como en la industria aeronáutica, que requieren un pigmento muy estable y una excelente resistencia a situaciones adversas.
Por lo general, los pigmentos de vanadato de bismuto son pigmentos de primera elección para usos en el campo de los recubrimientos debido a su opacidad y el brillo de su tono. Los recubrimientos arquitectónicos convencionales para los que se aplican recubrimientos a base de agua sobre sustratos altamente alcalinos como cemento y yeso, carecen de color brillante. Los pigmentos de la presente invención se pueden utilizar en particular en recubrimientos de cemento o cal con buenas propiedades de resistencia sin que se observe decoloración con el beneficio de su fuerza de color y tonalidad brillante. El pigmento también se puede utilizar en todos los demás recubrimientos debido a su nivel de fuerza de color no modificado. Esto hace que el pigmento de la presente invención sea un pigmento muy universal con una aplicabilidad muy amplia.
La presente divulgación proporciona además un método, generalmente denominado con el número 100, para fabricar pigmento de vanadato de bismuto que tiene una resistencia mejorada a los álcalis. El método es generalmente un método simple, rentable y que ahorra tiempo para formar pigmentos de bismuto de alta calidad.
Ejemplo:
Preparación de la muestra: La mezcla de cemento, arena y pigmento se prepara en una mezcladora automática de mortero L (EN-196-1) con una relación cemento 25/arena 75. La arena y el pigmento (3 % frente a la cantidad de cemento) se dispersan primero y se mezclan durante 20 segundos. Luego se agrega agua y se mezcla durante 20 seg. El cemento finalmente se agrega con una mezcla continua durante otros 30 a 60 segundos.
- Tipo de cemento - Portland Cement White - BL II / A-L 42.5R o (cemento blanco BL-I 52.5 R)
-Arena - CEN - NORMSAND DIN EN 196-1.
La mezcla anterior arena/mortero se coloca 24h en molde 5 días de curado en alta humedad (sin contacto con agua). La muestra de prueba es una barra de 4 cm * 4 cm * 16 cm.
Se preparan 2 muestras:
- Muestra de referencia “cemento 6616” : con BNa sin tratar (referencia comercial 6616B)
- Muestra cemento 282RDX : Biva preparada en nuestro laboratorio de acuerdo con el procedimiento del ejemplo X anterior
Resultados después del curado de la mezcla de cemento y Arena:
- Superficie exterior: el color permanece en ambos casos para ambos materiales (muestra de referencia “cemento 6616” y muestra “cemento 282RDX”).
- Superficie interna (una vez que hemos cortado una “rebanada”) :
° Referencia “cemento 6616” : pérdida de color
° Muestra “cemento 282RDX : el color sigue estando bien”
Resultados después de 80 días de interperie real Barcelona :
- Mismos resultados que después del curado
- Superficie exterior: el color permanece en ambos casos para ambos materiales (muestra de referencia “cemento 6616” y muestra “cemento 282RDX”).
- Superficie interna (una vez que hemos cortado una “rebanada”) :
° Referencia “cemento 6616” : pérdida de color
° Muestra “cemento 282RDX : el color sigue estando bien”

Claims (13)

REIVINDICACIONES
1. Método para fabricar un pigmento de vanadato de bismuto que tiene una resistencia alcalina mejorada, comprendiendo el método:
i) obtener un pigmento de vanadato de bismuto seco;
ii) encapsulación del pigmento de vanadato de bismuto utilizando un silano funcionalizado de fórmula general R-Si(OR')3 en la que R es un grupo alquilo; y R' es un grupo metilo o etilo;
iii) procesamiento final del pigmento encapsulado;
iv) secado del pigmento, y
caracterizado en que R es un grupo alquilo que tiene más de 10 átomos de carbono.
2. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el silano funcionalizado es una mezcla de (i) un silano funcionalizado de fórmula general R-Si(OR')3 en la que R es un grupo alquilo que tiene más de 10 átomos de carbono; y R' es un grupo metilo o etilo, y (ii) un silano funcional del grupo que comprende amino-3-propiltrietoxisilano, N-(2-aminoetil-3-aminopropil)-trimetoxisilano, feniltrietoxisilano, hexadeciltrimetoxisilano, propiltrimetoxisilano, metiltrietoxisilano, N-bencil-N-aminoetil-3-aminopropiltrimetoxisilano, N-vinilbencil-N-aminoetil-3-aminopropilpolisiloxano, N-(n-butil)-3-aminopropiltrimetoxisilano, o cualquier combinación de dos o más de los mismos.
3. El método de la reivindicación 1, en el que el método comprende la etapa de volver a poner en suspensión el pigmento añadiendo una cantidad de agua, preferiblemente agua RO; agitando dicha dispersión en un rango de temperatura comprendido entre 10 °C y 100 °C, preferiblemente entre 70 °C a 95 °C durante un rango de período de tiempo comprendido entre 30 minutos y 140 minutos, preferiblemente entre 80 minutos a 110 minutos.
4. El método de la reivindicación 1, en el que la encapsulación comprende agregar el silano funcionalizado en un rango entre 0.1 % y 10 %, y preferiblemente entre 1 % y 3 % en peso con respecto al pigmento.
5. El método de la reivindicación 1, en el que el método comprende además añadir un agente quelante.
6. El método de la reivindicación 5, en el que el agente quelante es un poliacrilato de poliglucósido u organsilano modificado con cadena de poliacrilato.
7. El método de la reivindicación 5 o 6, en el que la encapsulación comprende agregar el agente quelante en un rango entre 0.1 % y 10 %, y preferiblemente entre 2 % y 4 % en peso de materia activa con respecto al pigmento.
8. El método de la reivindicación 1, en el que la encapsulación comprende suspender el pigmento en una solución acuosa del silano funcionalizado y, opcionalmente, un agente quelante.
9. Un pigmento de vanadato de bismuto encapsulado con un silano funcionalizado de fórmula general R-Si(OR')3 en la que R es un grupo alquilo; y R' es un grupo metilo o etilo, y caracterizado porque R es un grupo alquilo que tiene más de 10 átomos de carbono.
10. Un pigmento de vanadato de bismuto de acuerdo con la reivindicación 9, en el que el silano funcionalizado es una mezcla de (i) un silano funcionalizado de fórmula general R-Si(OR')3 en la que R es un grupo alquilo; y R' es un grupo metilo o etilo, y (ii) un silano funcionalizado del grupo que comprende amino-3-propiltrietoxisilano, N-(2-aminoetil-3-aminopropil)-trimetoxisilano, feniltrietoxisilano, hexadeciltrimetoxisilano, propiltrimetoxisilano, metiltrietoxisilano, N-bencil-N-aminoetil-3-aminopropiltrimetoxisilano, N-vinilbencil-N'-aminoetil-3-aminopropilpolisiloxano, N-(n-butil)-3-aminopropiltrimetoxisilano, o cualquier combinación de dos o más de los mismos.
11. El pigmento de vanadato de bismuto de la reivindicación 9, en el que el peso de silano funcionalizado es de 0.1 % a 10 % y preferiblemente entre 1 y 3 % en peso del pigmento.
12. Un pigmento de vanadato de bismuto de acuerdo con la reivindicación 9, además encapsulado por una capa de agente quelante.
13. El pigmento de vanadato de bismuto de la reivindicación 12, en el que el agente quelante es un poliglicosido, poliacrilato u organsilano modificado con cadena de poliacrilato.
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