MX2007016500A

MX2007016500A - Lechadas de silicatos laminares con elevado contenido de solidos.

Info

Publication number: MX2007016500A
Application number: MX2007016500A
Authority: MX
Inventors: Ulrich Sohling; Friedrich Ruf; Anna Held; Monika Faltermair
Original assignee: Sued Chemie Ag
Priority date: 2005-07-04
Filing date: 2006-07-04
Publication date: 2008-03-04
Also published as: EP1904588A1; KR20080031360A; CN101228238A; JP2009500279A; EP1904588B1; US20080269100A1; BRPI0612722A2; ES2525790T3; WO2007003402A1

Abstract

La invencion se refiere a una lechada o suspension que contiene a) al menos 10% en peso de al menos un silicato laminar con relacion al peso total de la lechada o suspension; b) un medio de suspension acuoso y, c) un auxiliar de dispersion que se selecciona de al menos un polietilenglicol que tiene un peso molecular medio inferior a 90,000 y/o al menos un acido poliacrilico en la forma de acido libre. La invencion tambien se refiere a un metodo para producir la lechada o suspension asi como tambien al uso preferido de esta.

Description

LECHADAS DE SILICATOS LAMINARES CON ELEVADO CONTENIDO DE SOLIDOS DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a una lechada o respectivamente suspensión de silicatoe laminaree con alto contenido de eólidoe, a un método para eu producción y a eu ueo. Para algunas aplicaciones técnicas los silicatos laminares como, por ejemplo la bentonita preferiblemente se dosifican en forma dispersa. Esto es el caso, por ejemplo, en la fabricación de papel con miras al enlace de sustanciae inútiles o en el uso en formulaciones de detergentes. Así, la bentonita se usa durante el proceso de producción de papel como lo que se llama un agente de retención. La adición de bentonita a las formulacionee de detergentes en forma de polvo sirve para aumentar la seneación de suavidad de la ropa. Este concepto se amplio también a los detergentes líquidos en los cuales se debe incrementar la sensación de suavidad de la ropa asimismo mediante una adición de bentonita. Para las aplicaciones técnicas precedentemente descritas es de interés poner a disposición la bentonita en forma dispersa de manera que en la suspensión acuosa o respectivamente las soluciones coloidales el contenido de sólidos de la bentonita sea particularmente elevado. Sin EEW „ ? 51.88717 embargo, una producción de lechadas de concentración tan elevada no es posible sin más, ya que, por ejemplo las bentonitas en solución coloidal acuosa típicamente forman geles. Este efecto también ee aprovecha técnicamente, entre otrae cosas, al usar las bentonitas en agentes espesantes. El mecanismo de la formación de gel en bentonita ee deecribe, entre otras, en la publicación de S. Abend y G. Lagaly, Applied Clay Science 16 (2000) páginas 201-227. El documento US 5,484,834 revela una lechada fluida de bentonita la cual contiene agua, un poliacrilato y una eal de sodio del ácido silícico. La lechada de bentonita contiene además un sulfonato en una cantidad de 10-30% en peso. Debido a la elevada concentración de agente dispereante, la cual ee encuentra entre 10 y 30%, así como a la presencia del silicato de sodio, mediante el cual la lechada se alcaliniza, estas no se pueden usar en formulaciones cuyos valores pH se encuentran en la gama neutral . El documento WO 93/22254 revela lechadas concentradas de bentonita y un método para su producción. La lechada acuosa concentrada de bentonita contiene al menos 8% en peso de bentonita dispersa. La baja viscosidad se ajusta mediante adición de sales. En el caso de la primera sal ee trata de compuestos de sodio y litio con aniones del grupo de cloruro, carbonato, nitrato, citrato, sulfato, acetato o fosfato, los cuales se adicionan en forma individual o en combinación. En el caso del segundo compon nte salino se trata de sales de potasio y aniones del grupo de cloruro, carbonato, nitrato, citrato, sulfato, acetato o fosfato o respectivamente silicato de sodio, pirofosfato de sodio o un poliacrilato de sodio con bajo peso molecular. Una formulación de este tipo tiene la desventaja de que no es compatible con formulaciones de detergentes líquidos en virtud de que la elevada tracción de electrolitos puede deetruir o influir en lae fases de gel. El documento EP 0 485 124 Al revela una arcilla esponjosa de bentonita que se usa como concentrado fluido con al menos 15% de bentonita para el proceso de, producción de papel. La alta concentración de la bentonita se obtiene mediante la adición de electrolito. Como electrolito se usan sales de iones monovalentes, en particular salee de sodio y amonio. En el caso de estas se trata de aquellas del grupo de los compuestos de cloruro, sulfato o carbonato. Es posible ajustar lechadas con una concentración de bentonita de 9-30% en peso. Estas lechadas se deben diluir posteriormente para un uso en el sector de la fabricación de papel. En los electrolitos de usan predominantemente saled de sodio o amonio del correspondiente compuesto de cloruro, sulfato o carbonato. El uso solamente es posible en el campo de la fabricación de papel, pero no en detergentee. El documento WO 95/09135 revela una lechada eeméctica estabilizada de alta concentración con baja viscosidad y un método para producirlo. Esta lechada contiene entre 10 y 47% en peso de una arcilla esméctica. Mediante la adición de aminae de bajo peso molecular (como mínimo 0.3% en peso) se impide el esponjamiento de la arcilla y se incrementa el contenido de sólidos de la lechada. El uso de este tipo de aminas limita el uso de esta lechada en virtud de que las aminas pueden tener interacciones con el sistema tenso-activo aniónico. Por lo tanto, para una introducción de una lechada de bentonita en formulaciones de detergentes sería conveniente trabajar sin amina. En el documento WO 95/09135 se describen principalmente ueos con relación a la producción de papel y/o como espeeante. Sin embargo, lae lechadae que se describen en el estado de la técnica adolecen de desventajae, de manera que existe una continua necesidad de lechadas mejoradas con alto contenido de silicato laminar y buena estabilidad al almacenamiento . Por consiguiente, la invención se fundó en el problema de desarrollar conceptos de aditivos para la producción de lechadas altamente concentradas que son utilizables para una multitud de tipos de silicatos laminares como bentonitas, por ejemplo, bentonitas de calcio, bentonitas de magnesio y bentonitas de calcio y sodio mixtas y que son adecuadas para producir lechadas con prolongada estabilidad al almacenamiento. También es objeto de la invención producir una lechada o respectivamente una suepeneión de silicatos laminares con elevado contenido de sólidos que evita las desventajas del estado de la técnica. De conformidad con un primer aspecto de la invención, este problema se resuelve mediante una lechada o suspeneión que contiene a) al menos 10% en peso de al menos un silicato laminar con relación al peso total de la lechada o de la euepeneión; b) un medio de suspensión acuoso, c) un auxiliar de dispersión que se selecciona de al menos un polietilenglicol que tiene un peso molecular medio inferior a 90,000 y/o al menos un ácido poliacrílico en la forma de ácido libre. Se comprobó sorprendentemente que mediante los auxiliaree de dispersión precedentes en lechadas con elevado contenido (10% en peso o más) de silicato laminar se evitan los problemas de un aumento de la viscosidad o respectivamente formación de gel que se presentan en el estado de la técnica y se pueden proporcionar lechadas altamente concentradas estables al almacenamiento. Además de los componentes a) , b) y e), de manera particularmente preferida la lechada o suspensión no comprende algún componente que contiene cationes metálicos monovalentes. Así, un aspecco de la invención se funda entre otras cosas en el conocimiento de que el uso de salee para reducir la viscosidad, en particular de salee de litio y sodio es problemático en la dispereión de silicatos laminares como bentonitas, en particular en la forma de calcio y/o magnesio así como de silicatos laminares con elevado contenido de calcio y/o magneeio. Si en eetos casos se agregan iones monovalentes, entonces se presenta primero un aumento de la viscosidad, lo cual esta condicionado por el hecho de que los iones monovalentes activan la bentonita mediante un intercambio contra los cationes bivalentes de capas intermedias . El uso de las sales alcalinas de poliacrilatos como se describen, por ejemplo, en el documento WO 95/09135 tampoco conduce en un caso de estoe a la meta debido a que se produce una activación como con las sales inorgánicas sencillas. Es cierto que se puede comprobar primero que al usar sales alcalinas de poliacrilatos para la dispersión de bentonitas se generan lechadas de baja viscosidad, pero después de 1-3 días de almacenamiento estae espesaron ein embargo para formar un gel macroscópico . Dentro del marco de la presente invención es posible en general usar cualquier silicato laminar. El experto está familiarizado con estos silicatos laminares. El silicato laminar puede ser, por ejemplo, un silicato de dos capas o de tres capas, natural o sintético. Como silicato de tree capae es posible usar aquellos del grupo de las arcillas esmécticas (como montmorillonita, hectorita, antigorita, nontronita, beidelita o saponita), vermiculitas, ilitas o mica. Otros silicatos laminares usualee son sepiolita, atapulguita (paligorsquita) , estevensita o clorita. Entre loe mineralee que contienen montmorillonita ee mencionan en particular bentonita y tierra de Fuller, cuya composición puede ser diferente de acuerdo al lugar del hallazgo. El silicato laminar puede estar modificado química y/o térmicamente. Por una modificación química se entiende en particular una activación con ácidos inorgánicos y/u orgánicoe. En el caso de los ácidos inorgánicos se mencionan, por ejemplo, ácido clorhídrico, ácido fosfórico o ácido sulfúrico. El tratamiento térmico incluye el secado y opcionalmente una calcinación. Este tratamiento térmico se puede efectuar en condiciones oxidantes o reductoras . De conformidad con una modalidad preferida de conformidad con la invención, en el caso de los eilicatoe laminares se trata de al menos un silicato laminar esméctico. Se prefieren además silicatos laminares del grupo de bentonita, hectorita, saponita o beidelita. De conformidad con una modalidad particularmente preferida de conformidad con la invención, en el caso del silicato laminar utilizado se trata de un silicato laminar que contiene cationes bivalentee, en particular cationee alcalinotérreoe como ionee de calcio y/o magnesio. El experto está familiarizado con lo que se entiende por esto. La preeencia de cationes bivalentes en el sindicato laminar se puede determinar, por ejemplo, mediante análisis elemental. De conformidad con una modalidad particularmente preferida se trata de un silicato laminar que contiene calcio. De conformidad con otra modalidad preferida, una parte de la capacidad de intercambio de cationes (Catión Exchange Capacity, CEC por sus siglas en inglés) está constituida por cationes bivalentes o polivalentes, en particular cationes alcalinotérreos como iones de calcio y/o magneeio, en particular iones de calcio. Los métodos para determinar la CEC así como las fracciones individuales de ionee se indican a continuación. Así, se comprobó sorprendentemente que con estoe eilicatos laminares se evitan los problemas de un incremento de la viscosidad o formación de gel que se presentan en el estado de la técnica, y que es posible proporcionar lechadas de alta concentración estables al almacenamiento. De conformidad con otra modalidad preferida de conformidad con la invención, en el caso del mínimo de un silicato laminar se trata de un silicato laminar capaz de esponjar. La capacidad de espon amiento del mínimo de un silicato laminar se encuentra preferiblemente en al menoe 4 ml/2g. La capacidad de esponjamiento ee puede determinar como ee indica en la parte del método que eigue a continuación. En este aepecto se debe obeervar que también son capaces de eeponjar, por ejemplo, los silicatos laminares (puros) que contienen calcio o magnesio. Mediante el intercambio de los cationes bivalentes de capa intermedia contra cationes monovalentee el silicato laminar se esponja en suspensiones acuosas para dar suspensiones o lechadas acuosas. También, es posible usar dos o más silicatoe laminaree para la lechada o euepeneión. Lae expresiones "lechada" y "suspensión" se entiende de manera amplia y concordante dentro del marco de la presente invención, y ambas deben abarcar cualquier diepereión o euepensión de al menos un silicato laminar en un medio fluido. Dentro del marco de la invención se comprobó, de acuerdo a un primer aspecto, que mediante el uso de al menoe un polietilenglicol con peso molecular verdaderamente bajo es posible obtener una suspensión o lechada altamente concentrada altamente estable al almacenamiento del mínimo de un silicato laminar como se describe en este documento. De acuerdo con un segundo aspecto de la presente invención se comprobó además que también mediante el uso de al menos un ácido poliacrílico en la forma de ácido (forma protónica) es posible obtener lechadas altamente concentradas con excelente estabilidad al almacenamiento. Como se mencionó en lo precedente, preferiblemente a los componentes a) , b) y e) no se le adicionan componentes que contienen cationes metálicos monovalentes (o iones de amonio) durante la producción de la lechada (concentrada) . Preferiblemente tampoco el medio de suspensión acuoso (componente b) contiene cationes metálicos monovalentes (o iones de amonio) . Lo mismo es válido preferiblemente para el auxiliar de dispereión mismo (componente c) ) . Se comprobó inesperadamente que mediante ello es posible evitar un fuerte esponjamiento y gelado del mínimo de un eilicato laminar. Convenientemente con la lechada o euepeneión de conformidad con la invención se proporcionan silicatos laminares como bentonitae eetables al almacenamiento en dispereión acuosa altamente concentrada, siendo que las dispereiones todavía se pueden bombear y el comportamiento de viscosidad se mantiene estable al almacenamiento por un periodo de días y eemanas . Dentro del marco de la invención se comprobó también que las lechadas tienen viscosidades particularmente favorables (bajas) y una gran estabilidad al almacenamiento si el valor pH de la lechada se encuentra entre aproximadamente 4 y 10, en particular entre aproximadamente 5.5 y 9, de manera más preferida entre aproximadamente 6 y 9, de manera muy particularmente preferida entre aproximadamente 6.5 y 8.5. En cuanto es^e valor pH no resulta sin más mediante la suspensión del mínimo de un silicato laminar en el medio de suspensión acuoso, opcionalmente tras la adición del auxiliar de dispersión (componente c) ) , es posible efectuar el ajuste de los intervalos de pH preferidos en lo precedente mediante la adición de al menos un ácido. Para eeto ee posible usar, en principio, cualesquiera ácidos inorgánicos u orgánicos. En particular es poeible el uso, sin por esto limitarlo a ellos, de ácidoe minerales como, por ejemplo, ácido clorhídrico, ácido sulfúrico, ácido fosfórico o ácido nítrico. Entre los ácidos orgánicos se puede mencionar, por ejemplo, ácido cítrico, ácido oxálico, ácido fórmico, ácido acético y similares. Se usa de manera particularmente preferida ácido clorhídrico. De conformidad con una modalidad particularmente preferida de la invención se usan aquellos ácidos cuya actividad aniónica de complexión sobre Ca2+ ó Mg2+ es mala o nula. Mediante ello es posible minimizar aún más un desprendimiento de Ca+ ó Mg2+ del silicato laminar y, por consiguiente una activación o espesamiento en la lechada. De conformidad con la invención se prefiere además que, en cuanto tenga lugar una adición de ácido, el ácido se prepare en el medio de suspensión acuoso para ajustar el valor pH previsto y a continuación se efectúe la adición del mínimo de un silicato laminar.

De conformidad con una modalidad preferida de conformidad con la invención, la lechada o suepeneión tiene un contenido de cationes metálicos monovalentee (e ionee de amonio) inferior a aproximadamente 0.5% en peeo, en particular inferior a 0.1% en peso preferiblemente inferior a 0.05% en peso, de manera más preferida inferior a 0.01% en peso, siendo que aquí no entra en el cálculo el contenido de iones del mínimo de un silicato laminar. Se comprobó eorprendentemente que mediante un contenido tan (bajo) de cationes metálicos monovalentes (e iones de amonio) resultan posibles una baja viecosidad a altas concentraciones de silicato laminar y una estabilidad al almacenamiento particularmente bueno. De conformidad con una modalidad particularmente preferida, la lechada o suspeneión de conformidad con la invención no contiene, además del componente a) , un componente que contiene cationes metálicos monovalentes (e iones de amonio) , siendo que no se tienen en cuenta las impurezas usualee con loe cationes precedentes, en particular iones de sodio en productos comerciales que de conformidad con la invención se usan como auxiliar de dispersión (componente c) ) . De conformidad con otra modalidad preferida de la presente invención se comprobó que los auxiliares de dispersión que se usan de conformidad con la invención rinden resultados particularmente favorables si la fracción de cationes bivalentes en la CEC del mínimo de un silicato laminar se encuentra en al menos 35%, en particular en al menos 40%. De conformidad con la invención se prefiere además que en el caso de los cationes bivalentes del mínimo de un silicato laminar se trate de iones de calcio y/o magnesio. Se prefiere además que la fracción de cationes metálicos monovalentes (e iones de aluminio) , en particular de iones de sodio sea inferior a aproximadamente 65% en la CEC del mínimo de un silicato laminar. De conformidad con una modalidad todavía máe preferida de conformidad con la invención, la CEC del mínimo de un eilicato laminar se encuentra en más de 70 meq/100 g, preferiblemente en al menos 75 meq/100 g. Un método para determinar la CEC se indica a continuación. De conformidad con la invención es posible producir lechadas altamente concentradas del mínimo de un silicato laminar. El contenido del mínimo de un eilicato laminar en la lechada ee euperior a 10% en peeo, en particular superior a 15% en peso, de manera más preferida superior a 20% en peso, de manera todavía más preferida superior a 30% en peso, idealmente superior a 40% en peso. Como medio de suspensión acuoso, de conformidad con la invención se prefiere particularmente usar agua. Sin embargo, también son imaginables otros medios de suspensión acuosos como, por ejemplo, solución alcohólica acuosa o una solución acuosa que contiene glicol. De conformidad con un aspecto de la presente invención se usa al menos un polietilenglicol (poliglicol) con peso molecular medio relativamente bajo como auxiliar de dispersión. Se comprobó inesperadamente que con el uso de estoe polietilenglicoles con peso molecular medio relativamente bajo es posible obtener lechadas con alto contenido (10% en peso o más) de silicato laminar que evitan los problemas de un incremento de la viecosidad y de la formación de gel y permite lechadas de alta concentración estables al almacenamiento. Esto no es posible con polietilenglicoles con peso molecular medio sustancialmente más alto, por ejemplo, superior a 100,000 que se usan en el estado de la técnica como agentes de floculación (y no precisamente como agentes de dispersión) . Estos agentes de floculación se usan para unir partículas individuales de silicato laminar mediante una llamada "floculación puente", y por consiguiente incrementan la viscosidad. Por lo tanto, de conformidad con una modalidad particularmente preferida de conformidad con la invención se usa al menos un polietilenglicol con un peso molecular medio inferior a aproximadamente 80,000, en particular inferior a aproximadamente 70,000, en particular entre aproximadamente 200 y aproximadamente 50,000, preferiblemente entre aproximadamente 2,000 y 20,000, de manera más preferida entre aproximadamente 4,000 y 15,000, de manera aún más preferida entre aproximadamente 4,000 y 12,000. De acuerdo con otro aspecto de la presente invención se usa al menos un poliacrilato como auxiliar de dispersión se trata de manera particularmente preferida de al menos un poliacrilato con un peso molecular medio entre aproximadamente 100 y 100,000, de manera más preferida entre aproximadamente 200 y aproximadamente 70,000, en particular entre aproximadamente 200 y 50,000. De conformidad con una modalidad particularmente preferida de conformidad con la invención, el mínimo de un polietilenglicol se usa en una cantidad entre aproximadamente 0.1 a 10% en peso, en particular aproximadamente 2 a 8% en peso, en cada caso con relación al mínimo de un silicato laminar. Sin embargo, en casos individuales también pueden ser razonables cantidades menores o mayores. De conformidad con otra modalidad preferida, el mínimo de un ácido poliacrílico (en la forma de ácido) se usa en una cantidad entre aproximadamente 0.1 a 10% en peso, preferiblemente entre aproximadamente 1 a 6% en peso, en cada caso con relación al mínimo de un silicato laminar. Sin embargo, también aquí es posible que en casos individuales sean razonables también cantidades menores o mayores de al menos un ácido poliacrílico. Como ya se expuso en lo precedente, dentro del marco de la presente invención se comprobó sorprendentemente que contrariamente a los auxiliares de dispereión (electrolíticos) y composiciones que contienen cationes metálicos monovalentes que se describen en el estado de la técnica, los auxiliares de dispersión de conformidad con la invención se pueden usar de manera particularmente favorable para la producción de lechadas altamente concentradas y estables al almacenamiento. Otro aspecto de la presente invención se refiere a un método para producir una lechada o suepensión como se describe en este documento. Primero se proporciona un silicato laminar, preferiblemente en forma dé partículas o polvo. Se proporciona además un medio de suspensión acuoso como se describió en lo precedente, y un auxiliar de dispersión como se describió en lo precedente. Luego la lechada de conformidad con la invención se produce mediante mezcla de los componentes (componentes a)-c)) precedentes. Se descubrió sorprendentemente que es posible producir lechadas y suspensiones particularmente estables al almacenamiento si primero se prepara el mínimo de un auxiliar de dispersión en el medio de suspensión acuoso y a continuación se adiciona el mínimo de un silicato laminar. Además, para obtener lechadas particularmente estables al almacenamiento se prefiere que, en cuanto se use un ácido para ajustar la gama de pH preferida precedentemente descrita, esta se prepare previamente en el medio de suspensión acuoso antes de que se adicione el mínimo de un silicato laminar. Un aspecto adicional de la presente invención se refiere al uso de al menos un polietilenglicol como se describe en este documento y/o al menos un ácido poliacrílico en la forma de ácido (forma protónica) como se describe en este documento como auxiliar de dispersión para al menos un eilicato laminar, en particular al menoe un eilicato laminar que contiene calcio y/o magnesio. Otro objeto de la presente invención es el uso de lechadas y suspensiones, en particular con un contenido de silicato laminar de al menos 10% en peso. Eetae ee uean en particular para detergentee y productoe de limpieza, en eete aepecto en particular en los campos de la represión de eustancias inútiles y de los medios de retención. Sin embargo, también son imaginables y se encuentran dentro del alcance de la invención otras aplicaciones de las lechadae de conformidad con la invención en otroe campoe en loe que ee favorable el uso de lechadas de silicato laminar altamente concentradas. En un uso adicional de conformidad con la invención se sustituyen las lechadas y suspensiones en todos los campos en los que se usan silicatos laminares como bentonitas como agente de adsorción o espesante. La invención se explicará ahora con más detalle mediante los siguientes ejemplos no limitativos.

Ejemplos/metodoe de medición Determinación de la capacidad de intercambio de cationee (CEC) Principio: la arcilla se trata con un gran excedente de solución acuosa de NH4-C1, se lava, y la cantidad de NH4+ remanente sobre la arcilla se determina mediante análisis elemental.

Me+ (arcilla)"" + NH4+ NH4+ (arcilla) " + Me+ (Me+ = H+, K+, Na+, 1/2 Ca2+, 1/2 Mg2+ ...) Aparatos: tamiz, 63 µm; matraz esmerilado Erlenmeyer, 300 ml ; balanza de análisis; embudo de filtro de membrana (filtro de succión), 400 ml ; filtro de nitrato de celulosa, 0.15 µm (Cía. Sartorius); armario de secado; enfriador de reflujo; plancha de calentamiento; unidad de destilación, VAPODEST-5 (Cía. Gerhardt, No. 6550); matraz graduado, 250 ml ; AAS de llama.

Productos químicos: solución de reactivo de Nessler NHC1 2N (Cía. Merck, Art. No. 9028); eolución de ácido bórico al 2%; hidróxido sódico, al 32%; ácido clorhídrico 0.1 N; solución de NaCl, al 0.1%; solución de KCl, al 0.1%.

Ejecución: 5 g de arcilla se cribaron a través de un tamiz de 63 µm y se secaron a 110 SC. Tras esto se pesan precisamente 2 g en el matraz esmerilado Erlenmeyer mediante pesaje diferencial con la balanza de análisie, y se mezclan con 100 ml de la solución de NHC1. La suspensión se mantiene a ebullición durante 1 hora a reflujo. En el caso de bentonitas que contienen mucho CaCo3 puede ocurrir un deearrollo de amoniaco. En esos casos es necesario adicionar durante tanto tiempo solución de NH4C1 hasta que ya no es posible detectar olor a amoniaco. Un control adicional se puede llevar a cabo con un papel indicador húmedo. Después de un tiempo de reposo de aproximadamente 16 h lá bentonita NH4+ se filtra sobre un embudo de filtro de membrana (filtro de succión) y se lava hasta la considerable ausencia de iones con agua VE (aproximadamente 800 ml) . La comprobación de la libertad de iones del agua de lavado se lleva a cabo sobre iones NH4+ con el reactivo de Nessler sensible a esto. El número de lavado puede variar en función del tipo de arcilla entre 30 minutos y 3 días. La bentonita NH4+ lavada se retira del filtro, se seca durante 2 h a 110aC, se muele, se criba (tamiz de 63 µm) y se seca nuevamente durante 2 h a 1102C.

Después de esto se determina el contenido de NH+ de la bentonita mediante análisis elemental.

Cálculo de la CEC: la CEC de la arcilla se determinó de manera convencional mediante el contenido de NH4+ de la bentonita NH+ determinado mediante análisis elemental del contenido de N. Para este propósito se utilizó el aparato Vario EL 3 de la Cía. Elementar-Heraeus, Hanau, DE de acuerdo a las indicaciones del fabricante. Las indicaciones se efectúan en mval/100 g de arcilla (meg/100 g) .

Ejemplo: contenido de nitrógeno = 0.93%; Peeo molecular: N = 14.0067 g/mol 0.93 x 1000 CEC = = 66.4 mval/100 g 14.0067 CEC = 66.4 meg/100 g de bentonita NH4+ Determinación del volumen de esponjamiento El volumen de esponjamiento se determina como sigue: Un cilindro de medición graduado de 100 ml se llena con 100 ml de agua destilada. 2 g de la sustancia a ser medida se adiciona lentamente y en porciones de 0.1 a 0.2 g sobre la superficie del agua. Después de hundirse una porción adicionada se agrega la siguiente porción. Después de terminada la adición se espera 1 hora y luego se lee el volumen de la sustancia esponjada en ml/2g. Mediciones de viscosidad Las mediciones de viscosidad efectuadas a continuación se llevaron a cabo con un viscosímetro digital Brookfield modelo DV II (Brookfield, Stoughton, MA 02072, EUA) . Las indicaciones (por ejemplo en mPas) con respecto a los husillos y las revoluciones por minuto utilizadas se indican en cada caso en los ejemplos. Preparaci 5n de la lechada Para este propósito se usó un agitador PENDRAULIK (FH Pendraulik Springe, D) . En cada caso los aditivos primero se introdujeron y mezclaron agitando en agua. Luego la bentonita se introdujo y mezcló hasta por 5 minutos con el agitador Pendraulik en la poeición 1 (930 rpm) . Lae lechadas se prepararon normalmente en copas de vidrio de 800 ml . En las preparaciones de 500 ml se usaron como herramienta de agitación pequeños discos dentados (diámetro 40 mn) . En las preparaciones de 5 1 se usó un disco Dissolver con 55 mm de diámetro como herramienta de agitación. Se utilizó una cubeta de 10 1. Aditivos de conformidad con la invención Los polietilenglicoles 1500, 4000, 6000, 20000 se adquirieron de la Cía. CLARIANT, Frankfurt con el nombre comercial de Poliglicol. Alternativamente también se usaron polietilenglicoles de la Cía. BASF, los cuales se comercializan con el nombre comercial de Pluriol . Los fabricantes de los polietilenglicoles individuales se indican en cada caso en los ejemplos. Como acriiato protónico adecuado típico se usó Sokalan CP IOS de la Cía. BASF AG Ludwigshafen. Este se encuentra presente como solución al 40% en peso. Otros aditivos y productos químicos Acido clorhídrico 0.5 m, Riedel del Haen o Merck Dispex® N40, A40: Agente auxiliar de diepersión de la Cía. Ciba, Grenzach (las solucionee acuoeas se usan como se adquirieron del fabricante) . Ejemplo 1 Para la producción de la lechada se usó una bentonita (bentonita 1) con las siguientes características : Se uearon dos variantes diferentes de la bentonita Tabla A: Residuos al cernido De las bentonitas precedentemente mencionadas se produjeron en cada caso lechadas con 25% en peso de eólidoe con relación a la bentonita seca (determinado mediante determinación del contenido de agua despuée de secar hasta peso constante a 130aC) , y se caracterizaron con respecto a su viscoeidad. La variante 2 (finura de partículae diferentes) no mostró grandes diferencias en las viecosidades obtenidae. Tabla 1: 25% en peso de bentonita 1, variante 1, con 5% de poliglicol 4000 Como muestra la tabla 1, el poliglicol 4000 es adecuado para producir lechadas concentradas . Por lo tanto, en una prueba adicional se ajusta el valor pH de la lechada en 7 con ácido clorhídrico. El ácido se preparó después de la disolución del polietilenglicol, previamente a la adición de la bentonita.

Tabla 2a: 25% en peeo de bentonita 1, variante 1, con 5% en peeo de poliglicol 4000, valor pH ajustado en 7 con ácido clorhídrico Para obtener una capacidad de almacenamiento particularmente buena de las lechadas fue mejor preparar el ácido clorhídrico previamente, y no adicionarlo después. Para el comparativo se llevaron a cabo mediciones con 2 agentes de dispersión comerciales de la Cía. CIBA (Grenzach), los productos Dispex® N40 y A40.

Tabla 3 : 25% en peso de bentonita 1, variante 1, con 5% de Dispex® N40 y 5% de A40 como aditivo n.m. = imposible de medir En estos aditivos la concentración se varió entre 0.2 y 5%. En todos los casos se obtuvieron primero lechadas de baja viscosidad, las que sin embargo gelaron después de 1 día. La tabla 3 muestra ejemplarmente los valores para las lechadas con 5% de aditivo. Ejemplo 3 Con la bentonita 1 de acuerdo con la variante 1 del ejemplo 1 se investigó a un valor pH de 7 la influencia del peso molecular del polietilenglicol sobre la viscosidad. En el peso molecular se varío entre 600 y 20000 g/mol.

Tabla : Lechadas con 25% en peso de bentonita 1, variante 1, con Pluriol 600 (BASF) como ¡aditivo Tabla 5 : miemo sistema que en la tabla 4: con 5% de Poliglicol 1500 (Ciariant) como aditivo Tabla 6: mismo sistema que en la tabla 4: con 5% de Poliglicol 6000 (Ciariant) como aditivo Tabla 7 : mismo sistema que en la tabla 4: con 5% de Poliglicol 20000 (Ciariant) como aditivo Como lo muestran las tablas 4 a 7 precedentes fue posible usar todos los polietilenglicoles (PEGs) en toda la gama de peeo molecular que se analizó precedentemente para estabilizar la bentonita analizada. La comparación de las viscoeidades como función del peso molecular demostró que los pesoe moleculares más altos llevan a viscoeidadee bajae inclueo deepués de almacenar las lechadas. Las moléculas más largas con el peso molecular promedio más altó probablemente se ligaron con mayor fuerza a la superficie e intercalaron con menos intensidad entre las capas al pasar el tiempo. Ejemplo 3 Se usó la bentonita de acuerdo al ejemplo 1 que se produjo mediante una activación con 4.3% de sosa (bentonita 2). Mediante esto se suetituyeron de conformidad con la invención todos los iones Mg+ y Ca2+ de la bentonita 1 por iones de sodio. Se comprobó que de acuerdo al método de conformidad con la invención también esta bentonita 2 se pudo dispersar con polietilenglicoles. Sin embargo la cantidad de adición necesaria aumentó a aproximadamente 10% a consecuencia de la mayor superficie específica disponible en la dispereión. Los resultados de las mediciones de viscosidad en las lechadas acabadas de preparar se representan en la tabla 8, siendo que después de algunos días se observó un fuerte incremento de la viscosidad.

Tabla 8: Datos de viscosidades característica de lechadas de bentonita 2, (25% en peso) con 10% de poliglicol 4000 Ejemplo 4 La bentonita producida de acuerdo al ejemplo 1, variante 1 se dispersó con un poliacrilato ácido, Sokalan® CP 10 S de la Cía. BASF en una formulación adicional de conformidad con la invención. También con este aditivo fue poeible producir lechadas estables al almacenamiento con una concentración de bentonita de 25% en peso mediante adiciones en el intervalo porcentual de, por ejemplo, 0.5 a 5%. A continuación se representan ejemplarmente las viscosidades Brookfield con husillo 5 a 100 rpm así como los datos de viscosidad completos con 1% de aditivo. (Las indicaciones de los aditivos son con relación a la solución acuosa de Sokalan CP IOS como se obtiene en el comercio] Tabla 9 : Viscoeidades con 25% de bentonita 1, y 1 y 2% de Sokalan CP10S Tabla 10: Datos completos de la viscosidad de la lechada con 1% en peso de Sokalan CP IOS Para la comparación se probó como aditivo la sal de Na (Sokalan® CP 10) correspondiente. Es cierto que en este caso directamente después de la preparación se pudieron determinar viscosidades sir.ilarmente bajas como para el uso de Sokalan® CP IOS, pero s _n embargo la lechada geló después de un día para dar un gel incapaz de fluir. Tabla 11 : Datos de viscosidad con respecto a una preparación análoga a las tablas 9 y 10, siendo que sin embargo se utilizó Sokalan® CP 10 (sal de Na) en lugar de Sokalan® CP IOS Estos datos mostraron que los polia,crilatos en la forma acida (forma protónica) utilizados de conformidad con la invención tienen considerables ventajas. El uso de una forma de sodio conduce a un espesamiento a través de una activación Na de la bentonita. Este efecto sorprendentemente no se produjo con la forma acida. Ejemplo 5 Se usaron dos bentonitas más cuyas diferentes propiedadee ee listan a continuación: Tabla 12 : Propiedades de las bentonitas utilizadas Ejemplo 6 Se analizó la bentonita 3 del ejemplo 5 con respecto a la producción de lechadas de alta concentración: Tabla 13: Datos de viscosidad de la bentonita 3 con diferentes contenidos de aditivos (Poliglicoles (PEG) y SOkalan® CP IOS Los datos de la tabla 13 demuestran que con los aditivos de conformidad con la invención fue posible formular la bentonita 3 como lechada o suspensión de alta concentración. No obstante las diferentes proporciones porcentuales de polietilenglicol y del poliacrilato, las pruebas demostraron una estabilidad al almacenamiento continuamente existente y ningún gelado de las suspensiones. Ejemplo 7 Como variante adicional se analizó la producción de lechada con bentonita 4 del ejemplo 5. Eeta ee ueó igualmente en una concentración de 25% en peeo con relación a la sustancia seca. Tabla 14: Datos de viscosidad de la bentonita 4 con diferentes contenidos de aditivos (Poliglicoles (PEG) y Sokalan® CP IOS Los datos de la tabla 14 demuestran que las suspeneionee de conformidad con la invención coneervan eue propiedades positivas incluso con el uso de una bentonita adicional (bentonita 4). Para obtener viscosidades buenas y estables el valor pH se ajustó preferiblemente a valores < 8.

Ejemplo 8 Como variante adicional se intentó producir, de acuerdo al ejemplo 1 (ver también tabla 1) , una lechada siendo que sin embargo se usaron polietilenglicoles con un peso molecular medio superior a 100,000. Por ejemplo, se uearon PEGe con un peeo molecular medio de 400,000 (Polyox® WSR N 3000 y Polyox® WSR 301, Dow Chemical Company) . Con esto no se pudo obtener una lechada capaz de ser vertida, sino que únicamente una masa sólida. Esto se puede explicar por el hecho de que el PEG de alto peso molecular une las partículas de bentonita individuales mediante floculación en puente y por consiguiente no puede actuar reduciendo la viscosidad mediante estabilización estérica. Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims

REIVINDICACIONES Habiéndose descri o la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones :

1. Lechada o suspensión caracterizada porque contiene a) al menos 10% en peso de al menos un silicato laminar con relación al peso total de la lechada o suepeneión; b) un medio de suspensión acuoso, c) un auxiliar de dispersión que se selecciona de al menoe un polietilenglicol que tiene un peso molecular medio inferior a 90,000 y/o al menos un ácido poliacrílico e? la forma de ácido libre.

2. Lechada de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el mínimo de un polietilenglicol tiene un peso molecular medio inferior a aproximadamente 80,000, en particular inferior a aproximadamente 70,000, en particular entre aproximadamente 200 y aproximadamente 50,000, preferiblemente entre aproximadamente 2,000 y 20,000, de manera más preferida entre aproximadamente 4,000 y 15,000.

3. Lechada de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el mínimo de un ácido poliacrílico tiene un peso molecular medio entre aproximadamente 100 y 100,000, de manera más preferida entre aproximadamente 200 y aproximadamente 70,000.

4. Lechada de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque la proporción de cationes bivalentes en la capacidad de intercambio de cationes del mínimo de un silicato laminar se encuentra en al menos 30%, en particular en al menos 40%.

5. Lechada de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque, además de los componentes a) , b) y e), la lechada o suspensión no contiene ningún componente que incluye cationes de metal monovalentes.

6. Lechada de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el valor pH de la lechada se encuentra entre aproximadamente 5 y 10, en particular entre aproximadamente 6 y 9, de manera más preferida entre aproximadamente 6.5 y 8.5.

7. Lechada de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el valor pH de conformidad con la reivindicación 6 se ajusta mediante la adición de al menos un ácido.

8. Lechada de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque en el caso del mínimo de un silicato laminar se trata de un silicato laminar capaz de esponjar.

9. Lechada de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque en el caso del mínimo de un silicato laminar se trata de un silicato laminar que contiene calcio.

10. Lechada de conformidad con cualquiera de las reivindicacionee precedentes, caracterizada porque en el caso del mínimo de un silicato laminar se trata de un silicato laminar esméctico.

11. Lechada de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el contenido de iones metálicos monovalentes y de iones de amonio, en particular el contenido de sodio de la lechada es inferior a aproximadamente 0.5% en peso, en particular inferior a 0.1% en peso, preferiblemente inferior a 0.05% en peso, de manera más preferida inferior a 0.01% en peso, siendo que no entra en el calculo el contenido de iones metálicos monovalentes e iones de amonio, en particular iones de sodio en el mínimo de un silicato laminar.

12. Lechada de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentee, caracterizada porque en el caeo del mínimo de un silicato laminar se trata de un bentonita, hectorita, saponita o beidelita.

13. Lechada de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque en el caso de los cationes bivalentes en el mínimo de un silicato laminar se trata de iones de calcio y/o magnesio.

14. Lechada de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque la proporción de cationes monovalentes, en particular de los iones de sodio en la capacidad de intercambio de cationes del mínimo de un silicato laminar ee inferior a 65%.

15. Lechada de conformidad con cualquiera de lae reivindicaciones precedentes, caracterizada porque la capacidad de intercambio de cationes del mínimo de un silicato laminar se encuentra en más de 70 meq/100 g, preferiblemente en más igual 75 meq/100 g.

16. Lechada de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el contenido en la lechada del mínimo de un silicato laminar se encuentra en más de 15% en peso, en particular en más de 20% en peso, de manera más preferida en más de 30% en peso, de manera particularmente preferida en más de 40% en peso.

17. Lechada de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque en el caso del medio de euspensión acuoso se trata de agua, una solución acuosa-alcohólica o una solución acuosa que contiene glicol.

18. Lechada de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el mínimo de un polietilenglicol se usa en una cantidad entre 0.1 a 10% en peso, en particular de aproximadamente 2 a 8,% en peso con relación al mínimo de un silicato laminar.

19. Lechada de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el mínimo de un ácido poliacrílico se usa en una cantidad de entre aproximadamente 0.1 y 10% en peso, preferiblemente entra aproximadamente 1 y 6% en peso con relación al mínimo de un silicato laminar.

20. Método para producir una lechada o suspensión de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque primero Se prepara el mínimo de un auxiliar de dispersión en un medio de suepeneión acuoeo, opcionalmente con la adición de un ácido para ajuetar el valor pH, y a continuación se agrega el mínimo de un silicato laminar.

21. Uso de al menos un polietilenglicol el cual tiene un peso molecular medio inferior a 90,000 y/o al menos un ácido poliacrílico en la forma de ácido libre como auxiliar de dispersión para al menos un silicato laminar al producir la lechada o suspensión que contiene al menos 10% en peso de un silicato laminar.

22. Uso de conformidad con la reivindicación 21, en donde la proporción de cationes bivalentes en la capacidad de intercambio de cationes del mínimo de un silicato laminar se encuentra en al menos 30%, en particular en al menos 40%.

23. Uso de conformidad con la reivindicación 21 ó 22, en donde el caso del mínimo de un silicato laminar se trata de un silicato laminar capaz de esponjar.

24. Uso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 21 a 23, caracterizado porque en el caso del mínimo de un silicato laminar se trata de un silicato laminar que contiene calcio.

25. Uso de la lechada o suspensión de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 19 en composicionee líquidas de detergentes o productos de limpieza, en particular composiciones líquidas de detergentes y suavizantes .

26. Uso de la lechada o suspensión de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 19 en el campo de la industria del papel, en particular para combatir suetancias inútiles o en agentes de retención, o como espeeante o agente de adeorción.