MX2008014881A - Particulas de trihidroxido de aluminio termicamente estables producidas mediante secado por atomizacion con molienda en seco subsecuente y su uso. - Google Patents

Particulas de trihidroxido de aluminio termicamente estables producidas mediante secado por atomizacion con molienda en seco subsecuente y su uso.

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Abstract

La presente invención se relaciona con un nuevo proceso para la producción de retardantes a las llamas de hidróxido de aluminio que tienen una estabilidad térmica mejorada, con partículas de hidróxido de aluminio producidas de los mismos, con el uso de las partículas de hidróxido de aluminio producidas de los mismos en las formulaciones poliméricas retardantes a las llamas y con artículos moldeados o extruidos elaborados de las formulaciones poliméricas retardantes a las llamas.

Description

PARTICULAS DE TRIHIDROXIDO DE ALUMINIO TERMICAMENTE ESTABLES PRODUCIDAS MEDIANTE SECADO POR ATOMIZACION CON MOLIENDA EN SECO SUBSECUENTE Y SU USO CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se relaciona con la producción de retardantes a las llamas minerales. Más particularmente la presente invención se relaciona con un nuevo proceso para la producción de retardantes a las llamas de hidróxido de aluminio que tienen estabilidad térmica mejorada.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN El hidróxido de aluminio tiene una variedad de nombres alternativos, tales como hidrato de aluminio, trihidrato de aluminio, etc., pero se conoce comúnmente como ATH. Las partículas de ATH tienen muchos usos como un rellenador en muchos materiales, tales como, por ejemplo, papeles, resinas, caucho, plásticos, etc. Estos productos encuentran uso en diversas aplicaciones comerciales, tales como recubrimientos para cables y alambres, bandas transportadoras, moldes termoplásticos , adhesivos, etc. ATH se usa a menudo para mejorar la capacidad de retardo a las llamas de tales materiales y también actúa como un supresor de humo. ATH también encuentra uso comúnmente como un retardante a las llamas en las resinas usadas para fabricar tableros de REF.: 197398 circuitos de alambres impresos. De esta manera, la estabilidad térmica del ATH es una cualidad estrechamente monitoreada por los usuarios finales. Por ejemplo, en las aplicaciones de tableros de circuitos impresos, la estabilidad térmica de los laminados usados en la construcción de tableros debe ser suficientemente alta para permitir la soldadura libre de plomo. Los métodos para la síntesis y producción de ATH son bien conocidos en la técnica. Sin embargo, la demanda para elaborar a la medida grados de ATH está en aumento, y los procesos actuales no son capaces de producir todos estos grados. De esta manera, conforme aumenta la demanda de elaborar a la medida grados de ATH, también está en aumento la demanda de procesos para producir estos grados.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Mientras que la evidencia empírica indica que la estabilidad térmica de un ATH se enlaza con el contenido de sosa total del ATH, los inventores en la presente han descubierto y creen, mientras que no se desea ser relacionado con la teoría, que la estabilidad térmica mejorada del ATH de la presente invención se enlaza con el contenido de sosa no soluble, que típicamente está en el intervalo de aproximadamente 70 a aproximadamente 99% en peso, basado en el peso total de la sosa total, del contenido de sosa total, siendo el resto de sosa soluble. Los inventores en la presente también creen, mientras que no se desea ser relacionado con la teoría, que la capacidad de humectación de las partículas de ATH con resinas depende de la morfología de las partículas de ATH, y los inventores en la presente han descubierto que usando el proceso de la presente invención, pueden producirse las partículas de ATH que tienen una capacidad de humectación mejorada con relación a las partículas de ATH actualmente producidas. Mientras que no se desea ser relacionado con la teoría, los inventores en la presente creen que esta capacidad de humectación mejorada se atribuye a un mejoramiento en la morfología de las partículas de ATH producidas mediante el proceso descrito en la presente. Los inventores en la presente además creen, mientras que no se desea ser relacionado con la teoría, que esta morfología mejorada es atribuida al volumen de poro específico total y/o el radio de poro de la mediana de las partículas de producto de ATH. Los inventores en la presente creen que, para una molécula polimérica dada, un producto de ATH que tiene un agregado estructurado superior contiene más y mayores poros y parece que es más difícil de humectar, lo que conduce a dificultades (variaciones superiores de la potencia de tracción en el motor) durante la composición en amasadores como amasadores Boss Ko o extrusores de tornillo doble u otras máquinas conocidas en la técnica y usadas para este propósito. Por lo tanto, los inventores en la presente han descubierto que un rellenador de ATH caracterizado por tamaños de poro de mediana menores y/o volúmenes de poro totales menores se correlaciona con una humectación mejorada con materiales poliméricos y, de esta manera, resulta en un comportamiento de composición mejorada, es decir, menos variaciones de la potencia de tracción de las máquinas (motores) de las máquinas de combinado usadas para combinar una resina retardante a las llamas que contiene el rellenador de ATH. Los inventores en la presente han descubierto que el proceso de la presente invención es especialmente muy apropiado para producir un ATH que tiene estas características. De esta manera, en una modalidad, la presente invención produce partículas de ATH trituradas en seco que tienen un máxf es decir, volumen de poro específico máximo a aproximadamente 1,000 bar, en el intervalo de aproximadamente 300 a aproximadamente 700 mm3/g y/o un rso, es decir, un radio de poro a 50% del volumen de poro específico relativo, en el intervalo de aproximadamente 0.09 a aproximadamente 0.33 µ??, y una o más, de preferencia, dos o más, y más preferentemente tres o más, en algunas modalidades todas, las siguientes características: i) un d50 de aproximadamente 0.5 a aproximadamente 2.5 µ??; ii) un contenido de sosa total menor de aproximadamente 0.4% en peso, basado en el peso total de las partículas de ATH trituradas en seco; iii) una absorción de aceite menor de aproximadamente 50%, determinada por ISO 787-5:1980 y iv) un área superficial específica (BET) determinada por DIN-66132 de aproximadamente 1 a aproximadamente 15 m2/g, en donde la conductividad eléctrica de las partículas de ATH trituradas en seco es menor de aproximadamente 200 S/cm, medida en agua a 10% en peso del ATH en agua. En otra modalidad, la presente invención se relaciona con una formulación de resina retardante a las llamas que comprende las partículas de ATH trituradas en seco producidas mediante el proceso de la presente invención. En algunas modalidades, las partículas de ATH trituradas en seco de la presente invención se caracterizan además por tener un contenido de sosa soluble menor de aproximadamente 0.1% en peso. La presente invención también se relaciona con un proceso para producir ATH triturado seco. En general, el proceso comprende secar por atomizado una suspensión de hidróxido de aluminio o torta de filtrado para producir partículas de hidróxido de aluminio secadas por atomizado y triturar en seco las partículas de hidróxido de aluminio secadas por atomización, produciendo de esta manera las partículas de ATH trituradas en seco como se describe en la presente .
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Debería observarse que todas las medidas del diámetro de partícula, es decir, los valores d50, descritos en la presente se midieron por difracción láser usando un espectrómetro láser Cilas 1064 L de Quantachrome . En general, el procedimiento usado en la presente para medir el d5o, puede practicarse introduciendo primero una solución de agua-dispersante apropiada (ver a continuación la preparación) en el recipiente de preparación de la muestra del aparato. La medición estándar llamada "Partícula experta" después se selecciona, el modelo de medición "Intervalo 1" también se selecciona y después se eligen los parámetros internos del aparato, que aplican para la distribución de tamaño de partícula esperado. Debería observarse que durante las mediciones la muestra se expone típicamente a ultrasonido durante aproximadamente 60 segundos durante la dispersión y durante la medición. Después de que se ha llevado a cabo una medición antecedente, de aproximadamente 75 a aproximadamente 100 mg de la muestra a analizarse se coloca en el recipiente de la muestra con la solución de agua/dispersante y se inicia la medición. La solución de agua/dispersante puede realizarse preparando primero un concentrado de 500 g de Calgon, disponible en KMF Laborchemie, con 3 litros de CAL Polysalt, disponible en BASF. Esta solución se elabora hasta 10 litros con agua desionizada. Se toman 100 mL de estos 10 litros originales y se diluyen a 10 litros con agua desionizada, y esta solución final se usa como la solución de agua-dispersante descrita en la presente.
Suspensión y torta de filtrado En una modalidad de la presente invención, una suspensión o una torta de filtrado que contiene partículas de ATH se seca por atomización para producir partículas de ATH secadas por atomizado que después se trituran en seco, produciendo de esta manera partículas de ATH trituradas en seco. En una modalidad preferida, una suspensión se seca por atomización y en otra modalidad preferida, se seca por atomización una torta de filtrado. La suspensión o la torta de filtrado contiene típicamente en el intervalo de aproximadamente 1 a aproximadamente 85% en peso de partículas de ATH, con base en el peso total de la suspensión o la torta de filtrado. En algunas modalidades, la suspensión o la torta de filtrado contiene en el intervalo de aproximadamente 25 a aproximadamente 85% en peso de partículas de ATH, en otras modalidades en el intervalo de aproximadamente 40 a aproximadamente 70% en peso de partículas de ATH, a menudo en el intervalo de aproximadamente 55 a aproximadamente 65% en peso de partículas de ATH, todas sobre la misma base. En otras modalidades, la suspensión o la torta de filtrado contiene en el intervalo de aproximadamente 40 a aproximadamente 60% en peso de partículas de ATH, a menudo en el intervalo de aproximadamente 45 a aproximadamente 55% en peso de partículas de ATH, ambas sobre la misma base. En aún otras modalidades, la suspensión o la torta de filtrado contiene en el intervalo de aproximadamente 25 a aproximadamente 50% en peso de partículas de ATH, a menudo en el intervalo de aproximadamente 30 a aproximadamente 45% en peso de partículas de ATH, ambas sobre la misma base. La suspensión o la torta de filtrado usadas en la práctica de la presente invención pueden obtenerse de cualquier proceso usado para producir partículas de ATH. En algunas modalidades, la suspensión o la torta de filtrado se obtiene de un proceso que involucra producir partículas de ATH por medio de precipitación y filtración. En una modalidad ejemplar, la suspensión o la torta de filtrado se obtiene de un proceso que comprende disolver hidróxido de aluminio crudo en sosa cáustica, para formar un licor de aluminato de sodio, que se enfría y se filtra, formando de esta manera un licor de aluminato de sodio útil en esta modalidad ejemplar. El licor de aluminato de sodio producido de esta manera tiene típicamente una relación molar de Na20 a AI2O3 en el intervalo de aproximadamente 1.4:1 a aproximadamente 1.55:1. Para precipitar las partículas de ATH del licor de aluminato de sodio, se adicionan semillas de ATH al licor de aluminato de sodio en una cantidad en el intervalo de aproximadamente 1 g de partículas sembradas de ATH por litro de licor de aluminato de sodio a aproximadamente 3 g de partículas sembradas de ATH por litro de licor de aluminato de sodio, formando de esta manera una mezcla de proceso. Las partículas sembradas de ATH se adicionan al licor de aluminato de sodio cuando el licor de aluminato de sodio está a una temperatura del licor de aproximadamente 45 a aproximadamente 80°C. Después de la adición de las partículas sembradas de ATH, la mezcla de proceso se agita durante aproximadamente 100 h o alternativamente hasta la relación molar de Na20 a A1203 está en el intervalo de aproximadamente 2.2:1 a aproximadamente 3.5:1, formando de esta manera una suspensión de ATH. La suspensión de ATH obtenida comprende por lo regular de aproximadamente 80 a aproximadamente 160 g/1 de ATH, basado en la suspensión. Sin embargo, la concentración de ATH puede variarse para caer dentro de los intervalos descritos anteriormente. La suspensión de ATH obtenida después se filtra y se lava para remover impurezas de la misma, formando de esta manera una torta de filtrado. La torta de filtrado puede lavarse una, o en algunas modalidades más de una vez con agua, de preferencia con agua desalada. Esta torta de filtrado después puede secarse por atomización directamente.
Sin embargo, en algunas modalidades, la torta de filtrado puede re-suspenderse con agua para formar una suspensión, o en una modalidad preferida, por lo menos uno, de preferencia sólo uno, agente de dispersión se adiciona a la torta de filtrado para formar una suspensión que tiene una concentración de ATH en los intervalos descritos anteriormente. Debería observarse que están dentro del alcance de la presente invención re-suspender la torta de filtrado con una combinación de agua y agente de dispersión. Los ejemplos no limitantes de los agentes de dispersión apropiados para el uso en la presente incluyen poliacrilatos, ácidos orgánicos, condensado de naftalensulfonato/formaldehído, poliglicoléter de alcohol graso, polipropileno-óxido de etileno, poliglicoléster , poliamina-óxido de etileno, fosfato, alcohol polivinílico . Si la suspensión comprende un agente de dispersión, la suspensión puede contener hasta aproximadamente 80% en peso de ATH, basado en el peso total de la suspensión, debido a los efectos del agente de dispersión. En esta modalidad, el resto de la suspensión o la torta de filtrado (es decir, que no incluye las partículas de ATH y el o los agentes de dispersión) es típicamente agua, aunque algunos reactivos, contaminantes, etc., pueden estar presentes de la precipitación . Los inventores en la presente, mientras que no se desea estar atado a ninguna teoría, creen que la morfología mejorada de las partículas de ATH producidas por la presente invención es por lo menos atribuida parcialmente al proceso usado para precipitar el ATH. De esta manera, mientras que las técnicas de molienda en seco son conocidas en la técnica, los inventores en la presente han descubierto que usando los procesos de precipitación y filtración descritos en la presente, incluyendo las modalidades preferidas junto con el proceso de molienda en seco descrito en la presente, las partículas de ATH que tienen una morfología mejorada, como se describe a continuación, pueden producirse fácilmente.
Partículas de ATH en la suspensión y/o torta de filtrado En algunas modalidades, el BET de las partículas de ATH en la torta de filtrado y/o suspensión está en el intervalo de aproximadamente 1.0 a aproximadamente 4.0 m2/g. En estas modalidades, se prefiere que las partículas de ATH en la torta de filtrado y/o suspensión tengan un BET en el intervalo de aproximadamente 1.5 a aproximadamente 2.5 m2/g. En estas modalidades, las partículas de ATH en la torta de filtrado y/o suspensión también pueden ser, y de preferencia, se caracterizan por un dso en el intervalo de aproximadamente 1.8 a aproximadamente 3.5 µp?, de preferencia en el intervalo de aproximadamente 1.8 a aproximadamente 2.5 µp?, que es más gruesa que las partículas de ATH molidas en seco producidas en la presente. En otras modalidades, el BET de las partículas de ATH en la torta de filtrado y/o suspensión está en el intervalo de aproximadamente 4.0 a aproximadamente 8.0 m2/g, de preferencia en el intervalo de aproximadamente 5 a aproximadamente 7 m2/g. En estas modalidades, las partículas de ATH en la torta de filtrado y/o suspensión también pueden ser, y de preferencia, se caracterizan por un dso en el intervalo de aproximadamente 1.5 a aproximadamente 2.5 µ?t?, de preferencia en el intervalo de aproximadamente 1.6 a aproximadamente 2.0 µp?, que es más gruesa que las partículas de ATH molidas en seco producidas en la presente. En aún otras modalidades, el BET de las partículas de ATH en la torta de filtrado y/o suspensión está en intervalo de aproximadamente 8.0 a aproximadamente 14 m2/g, de preferencia en el intervalo de aproximadamente 9 a aproximadamente 12 m2/g. En estas modalidades, las partículas de ATH en la torta de filtrado y/o suspensión también pueden ser, y de preferencia, se caracterizan por un d50 en el intervalo de aproximadamente 1.5 a aproximadamente 2.0 µt?, de preferencia en el intervalo de aproximadamente 1.5 a aproximadamente 1.8 µp\, que es más gruesa que las partículas de ATH molidas en seco producidas en la presente. Por más gruesa que las partículas de ATH molidas en seco, se entiende que el límite superior del valor dso de las partículas de ATH en la torta de filtrado y/o suspensión es, en general, de por lo menos aproximadamente 0.2 µ?? mayor que el límite superior del d50 de las partículas de ATH molidas en seco producidas en la presente. Las partículas de ATH en la suspensión y/o torta de filtrado usadas en la presente invención también pueden caracterizarse, y de preferencia se caracterizan por un contenido de sosa total menor de aproximadamente 0.2% en peso, basado en las partículas de ATH en la suspensión o la torta de filtrado. En las modalidades preferidas, si el contenido de sosa soluble es un característica de las partículas de ATH, el contenido de sosa total es menor de 0.18% en peso, más preferentemente menor de 0.12% en peso, basado en el peso total de las partículas de ATH en la suspensión y/o torta de filtrado. El contenido de sosa total del ATH puede medirse usando un fotómetro de llamas M7DC de Dr. Bruno Lange GmbH, Düsseldorf/Alemania . En la presente invención, el contenido de sosa total de las partículas de ATH se midió adicionando primero 1 g de las partículas de ATH en un tazón de vidrio de cuarzo, agregando después 3 mL de ácido sulfúrico concentrado al tazón de vidrio de cuarzo y agitando cuidadosamente los contenidos del tazón de cuarzo con una barra de vidrio. La mezcla después se observa, y si los cristales de ATH no se disuelven completamente, se adicionan otros 3 mL de ácido sulfúrico concentrado y se mezclan nuevamente los contenidos. El tazón después se calienta en una placa de calentamiento hasta que el exceso de ácido sulfúrico se evapora completamente. Los contenidos del tazón de vidrio de cuarzo después se enfrian a 5 aproximadamente la temperatura ambiente y se adicionan aproximadamente 50 mL de agua desionizada para disolver cualesquiera sales en el tazón. Los contenidos del tazón después se mantienen a una temperatura elevada durante aproximadamente 20 minutos hasta que se disuelvan las sales.
Los contenidos del tazón de vidrio después se enfrian a 20°C, se transfieren a un matraz de medición de 500 mL, que después se llena con agua desionizada y se homogeneiza por agitación. La solución en el matraz de medición de 500 mL después se analiza con el fotómetro de llamas para un contenido de sosa total de las partículas de ATH. Las partículas de ATH en la suspensión y/o torta de ; filtrado usadas en la presente invención también pueden caracterizarse, y de preferencia se caracterizan por, un 1 contenido de sosa soluble menor de aproximadamente 0.1% en peso, basado en las partículas de ATH en la suspensión y/o torta de filtrado. En otras modalidades, las partículas de j ATH en la torta de filtrado y/o suspensión pueden . caracterizarse adicionalmente por tener un contenido de sosa soluble en el intervalo mayor de aproximadamente 0.001 a ¡ 25 aproximadamente 0.1% en peso, en algunas modalidades en el intervalo de aproximadamente 0.02 a aproximadamente 0.1% en peso, ambos basados en las partículas de ATH en la torta de filtrado y/o suspensión. Mientras que en otras modalidades, las partículas de ATH en la torta de filtrado y/o suspensión pueden caracterizarse adicionalmente por tener un contenido de sosa soluble en el intervalo de aproximadamente 0.001 a menos de 0.04% en peso, en algunas modalidades en el intervalo de aproximadamente 0.001 a menos de 0.03% en peso, en otras modalidades en el intervalo de aproximadamente 0.001 a menos de 0.02% en peso, sobre la misma base. El contenido de sosa soluble se mide por medio de fotometría de llama. Para medir el contenido de sosa soluble, se preparó una solución de la muestra como sigue: 20 g de la muestra se transfieren en un matraz de medición de 1000 mL y se lixivian con aproximadamente 250 mL de agua desionizada durante aproximadamente 45 minutos en un baño de agua a aproximadamente 95°C. El matraz después se enfría a 20°C, se llena hasta la marca de calibración con agua desionizada y se homogeneiza por agitación. Después de la sedimentación de la muestra, se forma una solución clara en el cuello del matraz, con la ayuda de una jeringa de filtración o usando una centrífuga, tanto de la solución como sea necesario para la medición en el fotómetro de llama que puede removerse del matraz . Las partículas de ATH en la suspensión y/o torta de filtrado usadas en la práctica de la presente invención también pueden describirse por tener un contenido de sosa no soluble, como se describe en la presente, en el intervalo de aproximadamente 70 a aproximadamente 99.8% del contenido de sosa total, siendo el resto de sosa soluble. Mientras que la evidencia empírica indica que la estabilidad térmica se enlaza con el contenido de sosa total del ATH, los inventores en la presente, mientras que no se desea ser enlazado por la teoría, creen que la estabilidad térmica mejorada de las partículas de ATH molidas en seco producidas por el proceso de la presente invención se enlaza con el contenido de sosa no soluble, que está típicamente en el intervalo de aproximadamente 70 a aproximadamente 99.8% en peso del contenido de sosa total, siendo el resto de sosa soluble. En algunas modalidades de la presente invención, el contenido de sosa total de las partículas de ATH en la suspensión y/o torta de filtrado usadas en a práctica de la presente invención está típicamente en el intervalo menor de aproximadamente 0.20% en peso, basado en las partículas de ATH en la suspensión y/o torta de filtrado, de preferencia en el intervalo menor de aproximadamente 0.18% en peso, basado en las partículas de ATH en la suspensión y/o torta de filtrado, más preferentemente en el intervalo menor de aproximadamente 0.12% en peso sobre la misma base. En otras modalidades de la presente invención, el contenido de sosa total de las partículas de ATH en la suspensión y/o torta de filtrado usadas en la práctica de la presente invención está típicamente en el intervalo menor de aproximadamente 0.30% en peso, basado en las partículas de ATH en la suspensión y/o torta de filtrado, de preferencia en el intervalo menor de aproximadamente 0.25% en peso, basado en las partículas de ATH en la suspensión y/o torta de filtrado, más preferentemente en el intervalo menor de aproximadamente 0.20% en peso sobre la misma base. En aún otras modalidades de la presente invención, el contenido de sosa total de las partículas de ATH en la suspensión y/o torta de filtrado usadas en la práctica de la presente invención está típicamente en el intervalo menor de aproximadamente 0.40% en peso, basado en las partículas de ATH en la suspensión y/o torta de filtrado, de preferencia en el intervalo menor de aproximadamente 0.30% en peso basado en las partículas de ATH en la suspensión y/o torta de filtrado, más preferentemente en el intervalo menor de aproximadamente 0.25% en peso sobre la misma base.
Secado por atomización El secado por atomización es una técnica que se usa comúnmente en la producción de hidróxido de aluminio. Esta técnica involucra en general la atomización de una alimentación de ATH, en la presente la suspensión de ATH molido o la torta de filtrado, por medio del uso de boquillas y/o atomizadores rotatorios. La alimentación atomizada después se pone en contacto con un gas caliente, por lo regular aire, y el ??? secado por atomización después se recupera de la corriente de gas caliente. El contacto de la alimentación atomizada puede realizarse de una manera contraria o co-corriente y la temperatura del gas, la atomización, el contacto y las velocidades de alimentación del gas y/o alimentación atomizada pueden controlarse para producir partículas de ATH que tienen las propiedades del producto deseadas. La recuperación del ATH secado por atomización puede lograrse por medio del uso de las técnicas de recuperación, tales como filtración o sólo permitir que las partículas secadas por atomización caigan para colectarse en el secador por atomización, en donde pueden removerse, pero puede usarse cualquier técnica de recuperación apropiada. En las modalidades preferidas, el ATH secado por atomización se recupera del secador de atomización permitiendo que se sedimente, y los transportadores de tornillo lo recuperan del secador de atomización y lo transportan subsecuentemente a través de tuberías en un silo por medio de aire comprimido. Las condiciones del secado por atomización son convencionales y se seleccionan fácilmente por un experimentado ordinario en la técnica con el conocimiento de las calidades del producto de partícula de ATH deseada, descritas anteriormente. En general, estas condiciones incluyen temperaturas del aire de entrada típicamente entre 250 y 550°C y temperaturas del aire de salida típicamente entre 105 y 150°C. El ATH secado por atomización después se somete a molienda en seco.
MOLIENDA EN SECO Por molienda en seco, se entiende que el ATH secado por atomización se somete a un tratamiento adicional, en donde el ATH se des-aglomera con una pequeña reducción en el tamaño de partícula del ATH secado por atomización. Por "reducción de tamaño de partículas pequeñas" se entiende que el d50 del ATH molido en seco está en el intervalo de aproximadamente 40% a aproximadamente 90% del ATH en la suspensión o la torta de filtrado antes del secado por atomización. En las modalidades preferidas, el d50 de ATH molido en seco está en el intervalo de aproximadamente 60% a aproximadamente 80% del ATH en la suspensión o la torta de filtrado antes del secado por atomización, más preferentemente dentro del intervalo de aproximadamente 70% a aproximadamente 75% del ATH en la suspensión o la torta de filtrado antes del secado por atomización . El molino usado en la molienda en seco, el ATH secado por atomización puede seleccionarse de cualesquiera molinos en seco conocidos en la técnica. Ejemplos no limitantes de los molinos en seco apropiados incluyen molinos de bolas o medio, trituradores de cono y giratorios, molinos de trituración de disco, molinos de coloide y rodillo, molinos de tamices y granuladores , molinos de martillo y caja, molinos de pasador y universal, molinos y trituradores de impacto, trituradores de mandíbula, molinos de energía a chorro y fluida, trituradores de rodillo, molinos de disco y molinos vibradores de rodillos verticales y bandeja seca. El ATH molido en seco recuperado de la molienda en seco del ATH secado por atomización puede clasificarse por medio de cualesquiera técnicas de clasificación conocidas, porque durante la molienda en seco, pueden producirse aglomerados, dependiendo del molino usado. Los ejemplos no limitantes de las técnicas de clasificación apropiadas incluyen la clasificación aérea. Debería observarse que algunos molinos tienen un clasificador elaborado en aire, si este no es el caso, puede usarse un clasificador de aire separado. Si no se usa un molino de pasador en la molienda en seco, el ATH molido en seco puede someterse a un tratamiento adicional en uno o más molinos de pasador. La molienda en seco del ATH secado por atomización se realiza bajo condiciones efectivas para producir partículas de ATH molidas en seco que tienen las propiedades descritas en la presente.
Partículas de ATH molidas en seco de acuerdo con la presente invención En general, la molienda en seco de las partículas de ATH secadas por atomización produce partículas de ATH secadas por atomización que en general se caracterizan por tener un volumen de poro específico total específico y/o radio de poro mediano ("r50") además de una o más, de preferencia dos o más y más preferentemente tres o más, en algunas modalidades todas, las siguientes características: i) un d50 de aproximadamente 0.5 a aproximadamente 2.5 µp?; ii) un contenido de sosa total menor de aproximadamente 0.4% en peso basado en el peso total de las partículas de ATH molidas en seco, iii) una absorción de aceite menor de aproximadamente 50%, determinada por ISO 787-5:1980 y iv) un área superficial específica (BET) determinada por DIN-66132 de aproximadamente 1 a aproximadamente 15 m2/g, en donde la conductividad eléctrica de las partículas de ATH molidas en seco es menor de aproximadamente 200 µ?/???, medida en agua a 10% en peso del ATH en agua. Como se estableció anteriormente, los inventores en la presente creen que, para una molécula polimérica dada, las partículas de ATH que tienen un agregado estructurado superior contienen más y mayores poros y parece que es más difícil de humectar, lo que conduce a dificultades (mayores variaciones de la potencia de tracción en el motor) durante la composición en amasadores como amasadores Buss Ko o extrusores de doble tornillo u otras máquinas conocidas en la técnica y usadas para este propósito. Los inventores en la presente han descubierto que las partículas de ATH molidas en seco de la presente invención se caracterizan por tamaños de poro mediano más pequeños y/o volúmenes de poro total menores, que correlaciona con una humectación mejorada con materiales poliméricos y, de esta manera, resulta en el comportamiento de combinación mejorado, es decir, menos variaciones de la potencia de tracción de las máquinas (motores) de las máquinas de combinado usadas para combinar una resina retardante a las llamas que contiene el rellenador de ATH. El r50 y el volumen de poro específico a aproximadamente 1,000 bar ("Vmáx") de las partículas de ATH secadas por atomización puede derivarse de porosimetría de mercurio. La teoría de porosimetría de mercurio se basa en el principio físico de que un líquido no reactivo, no humectante no penetrará los poros hasta que se aplique una presión suficiente para forzar su entrada. De esta manera, a mayor presión necesaria para que el líquido entre a los poros, menor el tamaño de poro. Un tamaño de poro menor y/o un volumen de poro específico total menor se encontrón que se correlacionan con una mejor capacidad de humectación de las partículas de ATH molidas en seco. El tamaño de poro de las partículas de ATH molidas en seco puede calcularse de los datos derivados de la porosimetría de mercurio usando un ' 5 Porosimeter 2000 de Cario Erba Strumentazione, Italia. De ; acuerdo con el manual del Porosimeter 2000, se usa la ; siguiente ecuación para calcular el radio de poro r de la presión medida p: r = -2ycos (T) /p; en donde T es el ángulo de humectación y ? es la tensión superficial. Las mediciones 10 tomadas en la presente usaron un valor de 141.3° para T y ? se estableció a 480 dina/cm. Para mejorar la capacidad de repetición de las mediciones, el tamaño de poro de las partículas de ATH molidas en seco se calculó de la segundo corrida de prueba de 15 intrusión de ATH, como se describe en el manual del ' Porosimeter 2000. La segunda corrida de prueba se usó porque los inventores observaron que una cantidad de mercurio que ' tiene el volumen Vo permanece en la muestra de las partículas ¡ de ATH molidas en seco después de la extrusión, es decir, ', 20 después de la liberación de la presión a la presión ambiental. De esta manera, el r50 puede derivarse de estos datos como se explica a continuación. En la primera corrida de prueba, se preparó una muestra de las partículas de ATH molidas en seco como se describe en 25 el manual del Porosimeter 2000, y el volumen de poro se midió con una función de la presión de intrusión aplicada p usando una presión máxima de 1, 000 bar. La presión se liberó y se dejó alcanzar la presión ambiental una vez que se completó la primera corrida de prueba. Se realizó una segunda corrida de prueba de intrusión (de acuerdo con el manual del Porosimeter 2000) que usa la misma muestra de ATH molida en seco, sin adulterar, de la primera corrida de prueba, en donde la medición del volumen de poro especifico V(p) de la segunda corrida de prueba toma el volumen V0 como un nuevo volumen de inicio, que después se establece a cero para la segunda corrida de prueba. En la segunda corrida de prueba de intrusión, la medición del volumen de poro especifico V(p) de la muestra se realizó nuevamente como una función de la presión de intrusión aplicada usando una presión máxima de 1,000 bar. El volumen de poro a aproximadamente 1,000 bar, es decir, la presión máxima usada en la medición, se refiere como Vmáx en la presente. De la segunda corrida de la prueba de intrusión de ATH molido en seco, el radio de poro r se calculó mediante el Porosimeter 2000 de acuerdo con la fórmula r = -2YCOS (T) /p; en donde T es el ángulo de humectación, ? es la tensión superficial y p la presión de intrusión. Para todas las mediciones de r tomadas en la presente, se usó un valor de 141.3° para T y ? se estableció a 480 dina/cm. Si se desea, el volumen de poro específico puede graficarse contra el radio de poro r para una representación gráfica de los resultados generados. El radio de poro a 50% del volumen de poro específico relativo, por definición, se llama radio de poro mediano r¾o en la presente. Para una representación gráfica de r50 y Vm¿x, por favor ver las Solicitudes de patente provisionales de los Estados Unidos 60/818,632; 60/818,633; 60/818,670; 60/815,515 y 60/818,426, que se incorporan en la presente por referencia en su totalidad. El procedimiento descrito anteriormente se repitió usando las muestras de las partículas de ATH molidas en seco de acuerdo con la presente invención, y las partículas de ATH molidas en seco se encontró que tenían un r50, es decir, un radio de poro a 50% del volumen de poro específico relativo, en el intervalo de aproximadamente 0.09 a aproximadamente 0.33 µ??. En algunas modalidades de la presente invención, el r50 de las partículas de ATH molidas en seco está en el intervalo de aproximadamente 0.20 a aproximadamente 0.33 µ?t?, de preferencia en el intervalo de aproximadamente 0.2 a aproximadamente 0.3 µ?a. En otras modalidades, el rso está en el intervalo de aproximadamente 0.185 a aproximadamente 0.325 µ?t?, de preferencia en el intervalo de aproximadamente 0.185 a aproximadamente 0.25 µp?. En otras modalidades preferidas, el r50 está en el intervalo de aproximadamente 0.09 a aproximadamente 0.21 µ??, más preferentemente en el intervalo de aproximadamente 0.09 a aproximadamente 0.165 µp. Las partículas de ATH molidas en seco también pueden caracterizarse por tener un Vmáx, es decir, un volumen de poro específico máximo a aproximadamente 1,000 bar, en el intervalo de aproximadamente 300 a aproximadamente 700 mm3/g. En algunas modalidades de la presente invención, el Vm^x de las partículas de ATH molidas en seco está en el intervalo de aproximadamente 390 a aproximadamente 480 mm3/g, de preferencia en el intervalo de aproximadamente 410 a aproximadamente 450 mm3/g. En otras modalidades, el Vmáx está en el intervalo de aproximadamente 400 a aproximadamente 600 mm3/g, de preferencia en el intervalo de aproximadamente 450 a aproximadamente 550 mm3/g. En aún otras modalidades, el Vmáx está en el intervalo de aproximadamente 300 a aproximadamente 700 mm3/g, de preferencia en el intervalo de aproximadamente 350 a aproximadamente 550 mm3/g. Las partículas de ATH molidas en seco también pueden caracterizarse por tener una absorción de aceite, como se determina por ISO 787-5:1980, menor de aproximadamente 50%, a menudo en el intervalo de aproximadamente 1 a aproximadamente 50%. En algunas modalidades, las partículas de ATH molidas en seco se caracterizan por tener una absorción de aceite en el intervalo de aproximadamente 23 a aproximadamente 30%, de preferencia en el intervalo de aproximadamente 24% a aproximadamente 29%, más preferentemente en el intervalo de aproximadamente 25% a aproximadamente 28%. En otras modalidades, las partículas de ATH molidas en seco se caracterizan por tener una absorción de aceite en el intervalo de aproximadamente 25% a aproximadamente 40%, de preferencia en el intervalo de aproximadamente 25% a aproximadamente 35%, más preferentemente en el intervalo de aproximadamente 26% a aproximadamente 30%. En aún otras modalidades, las partículas de ATH molidas en seco se caracterizan por tener una absorción de aceite en el intervalo de aproximadamente 25 a aproximadamente 50%, de preferencia en el intervalo de aproximadamente 26% a aproximadamente 40%, más preferentemente en el intervalo de aproximadamente 27% a aproximadamente 32%. En otras modalidades, la absorción de las partículas de ATH molidas en seco está en el intervalo de aproximadamente 19% a aproximadamente 23%, y en aún otras modalidades, la absorción de aceite de las partículas de ATH molidas en seco producidas está en el intervalo de aproximadamente 21% a aproximadamente 25%. Las partículas de ATH molidas en seco también pueden caracterizarse por tener un área superficial específica BET, como se determina por DIN-66132, en el intervalo de aproximadamente 1 a 15 m2/g. En algunas modalidades, las partículas de ATH molidas en seco tienen un área superficial especifica BET en el intervalo de aproximadamente 3 a aproximadamente 6 m2/g, de preferencia en el intervalo de aproximadamente 3.5 a aproximadamente 5.5 m2/g. En otras modalidades, las partículas de ATH molidas en seco tienen un área superficial específica BET en el intervalo de aproximadamente 6 a aproximadamente 9 m2/g, de preferencia en el intervalo de aproximadamente 6.5 a aproximadamente 8.5 m2/g. En aún otras modalidades, las partículas de ATH molidas en seco tienen un área superficial específica BET en el intervalo de aproximadamente 9 a aproximadamente 15 m2/g, de preferencia en el intervalo de aproximadamente 10.5 a aproximadamente 12.5 m2/g. Las partículas de ATH molidas en seco también pueden caracterizarse por tener un dso en el intervalo de aproximadamente 0.5 a 2.5 µp?. En algunas modalidades, las partículas de ATH molidas en seco producidas por la presente invención tienen un dso en el intervalo de aproximadamente 1.5 a aproximadamente 2.5 µ??, de preferencia en el intervalo de aproximadamente 1.8 a aproximadamente 2.2 µp?. En otras modalidades, las partículas de ATH molidas en seco tienen un dso de aproximadamente 1.3 a aproximadamente 2.0 µp\, de preferencia en el intervalo de aproximadamente 1.4 a aproximadamente 1.8 µp?. En aún otras modalidades, las partículas de ATH molidas en seco tienen un d50 en el intervalo de aproximadamente 0.9 a aproximadamente 1.8 µ??, más preferentemente en el intervalo de aproximadamente 1.1 a aproximadamente 1.5 µp?. Las partículas de ATH molidas en seco también pueden caracterizarse por tener un contenido de sosa total menor de aproximadamente 0.4% en peso, basado en las partículas de ATH molidas en seco. En algunas modalidades, si el contenido de sosa soluble es una característica de las partículas de ATH molidas en seco, el contenido de sosa total es menor de aproximadamente 0.20% en peso, de preferencia menor de aproximadamente 0.18% en peso, más preferentemente menor de 0.12% en peso, basados en el peso total de las partículas de ATH molidas en seco. En otras modalidades, si el contenido de sosa soluble es una característica de las partículas de ATH molidas en seco, el contenido de sosa total es menor de aproximadamente 0.30, de preferencia menor de aproximadamente 0.25% en peso, más preferentemente menor de 0.20% en peso, basado en el peso total de las partículas de ATH molidas en seco. En otras modalidades, si el contenido de sosa soluble es una característica de las partículas de ATH molidas en seco, el contenido de sosa total es menor de aproximadamente 0.40, de preferencia menor de aproximadamente 0.30% en peso, más preferentemente menor de 0.25% en peso, basado en el peso total de las partículas de ATH molidas en seco. El contenido de sosa total puede medirse de acuerdo con el procedimiento representado anteriormente.
Las partículas de ATH molidas en seco también pueden caracterizarse por tener una estabilidad térmica, como se describe en las siguientes Tablas 1, 2 y 3.
La estabilidad térmica, como se usa en la presente, se refiere a la liberación de agua de las partículas de ATH molidas en seco y puede valorarse directamente por varios métodos termoanalíticos, tales como análisis termogravimétrico ("TGA") y en la presente invención, la estabilidad térmica de las partículas de ATH molidas en seco se midió por medio de TGA. Antes de la medición, las muestras de la partícula de ATH molida en seco se secaron en un horno durante 4 horas a aproximadamente 105 °C para remover la humedad superficial. Después se realizó la medición de TGA con un Mettler Toledo usando un crisol de alúmina de 70 µ? (peso inicial de aproximadamente 12 mg) bajo N2 (70 mL por minuto) con la siguiente velocidad de calentamiento: 30°C a 150°C a 10°C por minuto, 150°C a 350°C a 1°C por minuto, 350°C a 600°C a 10°C por minuto. La temperatura TGA de las partículas de ATH molidas en seco (pre-secadas como se describió anteriormente) se midió a una pérdida de 1% en peso y 2% en peso, ambas basadas en el peso de las partículas de ATH molidas en seco. Debería observarse que las mediciones de TGA descritas anteriormente se tomaron usando una tapa para cubrir el crisol. Las partículas de ATH molidas en seco también pueden caracterizarse por tener una conductividad eléctrica en el intervalo de menos de aproximadamente 200 uS/cm, en algunas modalidades menos de 150 y en otras modalidades, menos de 100 µß/a?. En otras modalidades, la conductividad eléctrica de las partículas de ATH molidas en seco está en el intervalo de aproximadamente 10 a aproximadamente 45 µ3 ??. Debería observarse que todas las mediciones de la conductividad eléctrica se realizaron en una solución que comprende agua y a aproximadamente 10% en peso del ATH molido en seco, con base en la solución, como se describe a continuación . La conductividad eléctrica se midió por el siguiente procedimiento usando un instrumento de medición de la conductividad MultiLab 540 de Wissenschaftlich-Technische-Werkstatten GmbH, Weilheim/Alemania : 10 g de la muestra que va a analizarse y 90 mL de agua desionizada (de temperatura ambiente) se agitan en un matraz Erlenmeyer de 100 mL en un dispositivo de agitación GFL 3015 disponible en Gesselschaft for Labortechnik mbH, Burgwedel/Alemania durante 10 minutos a un desempeño máximo. Luego se sumerge el electrodo de conductividad en la suspensión y se mide la conductividad eléctrica . Las partículas de ATH molidas en seco también pueden caracterizarse por tener un contenido de sosa soluble menor de aproximadamente 0.1% en peso, basado en las partículas de ATH molidas en seco. En otras modalidades, las partículas de ATH molidas en seco pueden caracterizarse además por tener un contenido de sosa soluble en el intervalo mayor de aproximadamente 0.001 a aproximadamente 0.1% en peso, en algunas modalidades en el intervalo de aproximadamente 0.02 a aproximadamente 0.1% en peso, basados en las partículas de ATH molidas en seco. Mientras que en otras modalidades, las partículas de ATH molidas en seco pueden caracterizarse adicionalmente por tener un contenido de sosa soluble en el intervalo de aproximadamente 0.001 a menos de aproximadamente 0.03% en peso, en algunas modalidades en el intervalo de aproximadamente 0.001 a menos de 0.04% en peso, en otras modalidades en el intervalo de aproximadamente 0.001 a menos de 0.02% en peso todos sobre la misma base. El contenido de sosa soluble puede medirse de acuerdo con el procedimiento representado anteriormente. Las partículas de ATH molidas en seco pueden ser, y de preferencia, se caracterizan por un contenido de sosa no soluble. Mientras que la evidencia empírica indica que la estabilidad térmica de un ATH se enlaza por el contenido de sosa total del ATH, los inventores en la presente han descubierto y creen, mientras que no se desea ser relacionado con la teoría, que la estabilidad térmica mejorada de las partículas de ATH molidas en seco producidas por el proceso de la presente invención, se enlaza con el contenido de sosa no soluble. El contenido de sosa no soluble de las partículas de ATH molidas en seco de la presente invención está típicamente en el intervalo de aproximadamente 70 a aproximadamente 99.8% del contenido de sosa total de ATH molido en seco, siendo el resto de sosa soluble. En algunas modalidades de la presente invención, el contenido de sosa total de las partículas de ATH molidas en seco está típicamente en el intervalo de menos de aproximadamente 0.20% en peso, basado en el ATH molido en seco, de preferencia en el intervalo menor de aproximadamente 0.18% en peso, basado en el ATH molido en seco, más preferentemente en el intervalo de menos de aproximadamente 0.12% en peso, sobre la misma base. En otras modalidades de la presente invención, el contenido de sosa total de las partículas de ATH molidas en seco está típicamente en el intervalo de menos de aproximadamente 0.30% en peso, basado en el ATH molido en seco, de preferencia en el intervalo de menos de aproximadamente 0.25% en peso, basado en el ATH molido en seco, más preferentemente en el intervalo de menos de aproximadamente 0.20% en peso, sobre la misma base. En aún otras modalidades de la presente invención, el contenido de sosa total de las partículas de ATH molidas en seco está típicamente en el intervalo de menos de aproximadamente 0.40% en peso, basado en el ATH molido en seco, de preferencia en el intervalo de menos de aproximadamente 0.30% en peso, basado en el ATH molido en seco, más preferentemente en el intervalo de menos de aproximadamente 0.25% en peso, sobre la misma base.
Uso del ATH molido en seco Las partículas de ATH molidas en seco de acuerdo con presente invención pueden usarse como un retardante a las llamas en una variedad de resinas sintéticas. De esta manera, en una modalidad, la presente invención se relaciona con una formulación polimérica retardante a las llamas que comprende por lo menos una resina sintética, en algunas modalidades sólo una, y una cantidad retardante a las llamas de las partículas de ATH molidas en seco de acuerdo con la presente invención, y artículos moldeados y/o extrudidos elaborados de la formulación polimérica retardante a las llamas. Por una cantidad retardante a las llamas de las partículas de ATH molidas en seco, se entiende en general, en el intervalo de aproximadamente 5% en peso a aproximadamente 90% en peso, basado en el peso de la formulación polimérica retardante a las llamas, de preferencia en el intervalo de aproximadamente 20% en peso a aproximadamente 70% en peso, sobre la misma base. En una modalidad más preferida, una cantidad retardante a las llamas está en el intervalo de aproximadamente 30% en peso a aproximadamente 65% en peso de las partículas de ATH molidas en seco, sobre la misma base. De esta manera, la formulación polimérica retardante a las llamas comprende por lo regular en el intervalo de aproximadamente 10 a aproximadamente 95% en peso de por lo menos una resina sintética, basado en el peso de la formulación polimérica retardante a las llamas, de preferencia en el intervalo de aproximadamente 30 a aproximadamente 40% en peso de la formulación polimérica retardante a las llamas, más preferentemente en el intervalo de aproximadamente 35 a aproximadamente 70% en peso de por lo menos una resina sintética, todas sobre la misma base. Los ejemplos no limitantes de las resinas termoplásticas, en donde las partículas de ATH tienen uso incluyen polietileno, copolímero de etileno-propileno, polímeros y copolímeros de olefinas C2 a C8 (a-olefina) tales como polibuteno, poli ( 4-metilpenten-l ) o similares, copolímeros de estas olefinas y dieno, copolímero de etileno-acrilato, poliestireno, resina de ABS, resina de AAS, resina de AS, resina de MBS, resina de copolímero de etileno-cloruro de vinilo, resina de copolímero de etileno-acetato de vinilo, resina de polímero de injerto de etileno-cloruro de vinilo-acetato de vinilo, cloruro de vinilideno, cloruro de polivinilo, polietileno clorado, copolímero de cloruro de vinilo-propileno, resina de acetato de vinilo, resina fenóxica y similares. Los ejemplos adicionales de las resinas sintéticas apropiadas incluyen resinas termofijas, tales como resina epóxica, resina de fenol, resina de melamina, resina de poliéster insaturado, resina alquídica y resina de urea y también se incluyen cauchos naturales o sintéticos, tales como EPDM, caucho de butilo, caucho de isopreno, SBR, NIR, caucho de uretano, caucho de polibutadieno, caucho acrílico, caucho de silicona, fluoro-elastómero, NBR y polietileno cloro-sulfonado . También se incluyen las suspensiones poliméricas (látex) . De preferencia, la resina sintética es una resina a base de polietileno, tal como polietileno de alta densidad, polietileno de baja densidad, polietileno de baja densidad lineal, polietileno de ultra baja densidad, EVA (resina de etileno-acetato de vinilo) , EEA (resina de etileno-acrilato de etilo) , EMA (resina de copolimero de etileno-acrilato de metilo) , EAA (resina de copolimero de etileno-ácido acrilico) y polietileno de ultra alto peso molecular; y polímeros y copolímeros de definas C2 a C8 (o-olefina) , tales como polibuteno y poli ( -metilpenten-l ) , cloruro de polivinilo y cauchos. En una modalidad más preferida, la resina sintética es una resina a base de polietileno. La formulación polimérica retardante a las llamas también puede contener otros aditivos usados comúnmente en la técnica. Los ejemplos no limitantes de otros aditivos que son apropiados para el uso en las formulaciones poliméricas retardantes a las llamas de la presente invención incluyen auxiliares de extrusión, tales como ceras de polietileno, auxiliares de extrusión a base de Si, ácidos grasos; agentes de acoplamiento, tales como amino-, vinil o alquil silanos o polímeros de injerto de ácido maleico; estearato de bario o estearato de calcio, organoperóxidos; colorantes; pigmentos; agentes de soplado; desodorantes; estabilizadores térmicos; antioxidantes; agentes antiestáticos; agentes de reforzamiento; secuestrantes metálicos o desactivadores; modificadores de impacto; auxiliares de procesamiento; auxiliares de liberación de moldes; lubricantes; agentes anti-bloqueo; otros retardantes a las llamas; estabilizadores UV; plastificantes; auxiliares de flujo y similares. Si se desea, los agentes de nucleación, tales como silicato de calcio o índigo pueden incluirse también en las formulaciones poliméricas retardantes a las llamas. Las proporciones de los otros aditivos opcionales son convencionales y pueden variarse para adecuarse a las necesidades de cualquier situación dada. Los métodos de incorporación y adición de los componentes de la formulación polimérica retardante a las llamas y el método mediante el cual el moldeo se realiza no es crítico para la presente invención y puede ser cualquier conocido en la técnica con tal de que el método seleccionado involucre el mezclado y moldeo uniforme. Por ejemplo, cada uno de los componentes anteriores y aditivos opcionales si se usan, puede mezclarse usando un amasador Buss Ko, mezcladores internos, mezcladores continuos Farrel o extrusores de doble tornillo o, en algunos casos, también extrusores de tornillo simple o dos molinos de rodillo, y luego la formulación polimérica retardante a las llamas se moldea en una etapa de procesamiento subsecuente. Además, el artículo moldeado de la formulación retardante a las llamas puede usarse después de la fabricación para las aplicaciones, tales como procesamiento de estirado, procesamiento de grabado en relieve, recubrimiento, impresión, chapeado, perforación o corte. La mezcla amasada también puede moldearse por inflado, moldearse por inyección, moldearse por extrusión, moldearse por soplado, moldearse por rotación o moldearse por calandrado . En el caso de un articulo extrudido, también puede emplearse cualquier técnica de extrusión que se conoce que es efectiva con la o las resinas sintéticas usadas en la formulación polimérica retardante a las llamas. En una técnica ejemplar, la resina sintética, las partículas de ATH molidas en seco y los componentes opcionales, si se eligen, se combinan en una máquina de mezclado para formar la formulación de la resina retardante a las llamas. La formulación de la resina retardante a las llamas después se calienta hasta un estado fundido en un extrusor y la formulación de la resina retardante a las llamas después se extruye a través de un troquel seleccionado para formar un artículo extrudido o para recubrir, por ejemplo, un alambre metálico o una fibra de vidrio usada para la transmisión de datos . En algunas modalidades, la resina sintética se selecciona de resinas epóxicas, resinas novolac, resinas que contienen fósforo como DOPO, resinas epóxicas bromadas, resinas de poliéster insaturadas y ésteres de vinilo. En esta modalidad, una cantidad retardante a las llamas de las partículas de ATH molidas en seco está en el intervalo de aproximadamente 5 a aproximadamente 200 partes por ciento de resina ("phr") del ATH. En las modalidades preferidas, la formulación retardante a las llamas comprende de aproximadamente 15 a aproximadamente 100 phr, de preferencia de aproximadamente 15 a aproximadamente 75 phr, más preferentemente de aproximadamente 20 a aproximadamente 55 phr de las partículas de ATH molidas en seco. En esta modalidad, la formulación polimérica retardante a las llamas también puede contener otros aditivos usados comúnmente en la técnica con estas resinas particulares. Los ejemplos no limitantes de otros aditivos que son apropiados para el uso en esta formulación polimérica retardante a las llamas incluyen otros retardantes a las llamas a base de, por ejemplo, bromo, fósforo o nitrógeno; solventes, agentes de curado como endurecedores o aceleradores, agentes de dispersión o compuestos de fósforo, sílice fina, arcilla o talco. Las proporciones de los otros aditivos opcionales son convencionales y pueden variarse para adecuarse a las necesidades de cualquier situación dada. Los métodos preferidos de incorporación o adición de los componentes de esta formulación polimérica retardante a las llamas es por mezclado de alto corte. Por ejemplo, usando el corte de un mezclador de cabeza manufacturado, por ejemplo, por Silverson Company. El procesamiento adicional de la mezcla de resina-rellenador en la etapa "prepreg" 5 y luego al laminado curado es un estado de la técnica común y se describe en la literatura, por ejemplo, en , el "Handbook of Epoxide Resins", publicado por McGraw-Hill Book Company, que se incorpora en la presente por referencia en su totalidad. 10 La descripción anterior se relaciona con diferentes modalidades de la presente invención. Los experimentados en la técnica reconocerán que otros medios, que igualmente son efectivos, podrían visualizarse para llevar a cabo el espíritu de esta invención. También debería observarse que las modalidades preferidas de la presente invención contemplan que todos los intervalos descritos en la ! presente incluyen los intervalos de cualquier cantidad inferior a cualquier cantidad superior. Por ejemplo, cuando se describe la absorción de aceite del ATH molido en seco, se contempla que los intervalos de aproximadamente 30% a aproximadamente 32%, aproximadamente 19% a aproximadamente 25%, aproximadamente 21% a aproximadamente 27%, etc., están dentro del alcance de la presente invención.
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 (25)

  1. REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones : 1. Proceso para producir partículas de ATH molidas en seco, caracterizado porque comprende: a) secar por atomizado una suspensión de hidróxido de aluminio o torta de filtrado que contiene en el intervalo de aproximadamente 1 a aproximadamente 85% en peso de ATH, con base en el peso total de la suspensión y/o torta de filtrado, para producir partículas de hidróxido de aluminio secadas por atomización; y b) moler en seco las partículas de hidróxido de aluminio secadas por atomización produciendo de esta manera partículas de ATH molidas en seco, en donde las partículas de ATH molidas en seco tienen un máx en el intervalo de aproximadamente 300 a aproximadamente 700 mm3/g y/o un rso en el intervalo de aproximadamente 0.09 a aproximadamente 0.33 µ??, y una o más de las siguientes características: i) un dso de aproximadamente 0.5 a aproximadamente 2.5 µp?; ii) un contenido de sosa total menor de aproximadamente 0.4% en peso, basado en el peso total de las partículas de ATH trituradas en seco; iii) una absorción de aceite menor de aproximadamente 50%, determinada por ISO 787-5:1980 y iv) un área superficial específica (BET) determinada por DIN-66132 de aproximadamente 1 a aproximadamente 15 m2/g, en donde la conductividad eléctrica de las partículas de ATH trituradas en seco es menor de aproximadamente 200 S/cm, medida en agua a 10% en peso del ATH en agua.
  2. 2. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la suspensión o torta de filtrado se obtiene de un proceso que involucra producir partículas de ATH por medio de precipitación y filtración.
  3. 3. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la suspensión o torta de filtrado se obtiene de un proceso que comprende disolver hidróxido de aluminio en sosa cáustica para formar un licor de aluminato de sodio; filtrar la solución de aluminato de sodio para remover las impurezas; enfriar y diluir el licor de aluminato de sodio hasta una temperatura y concentración apropiadas; adicionar partículas sembradas de ATH a la solución de aluminato de sodio; permitir que las partículas de ATH se precipiten de la solución, formando de esta manera una suspensión de ATH que contiene en el intervalo de aproximadamente 80 a aproximadamente 160 g/l de ATH, con base en la suspensión; filtrar la suspensión de ATH formando de esta manera la torta de filtrado y lavar opcionalmente la torta de filtrado una o más veces con agua antes del secado por atomización.
  4. 4. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la suspensión o torta de filtrado se obtiene de un proceso que comprende disolver hidróxido de aluminio en sosa cáustica para formar un licor de aluminato de sodio; filtrar la solución de aluminato de sodio para remover las impurezas; enfriar y diluir el licor de aluminato de sodio hasta una temperatura y concentración apropiadas; adicionar partículas sembradas de ATH a la solución de aluminato de sodio; permitir que las partículas de ATH se precipiten de la solución, formando de esta manera una suspensión de ATH que contiene en el intervalo de aproximadamente 80 a aproximadamente 160 g/1 de ATH, con base en la suspensión; filtrar la suspensión de ATH formando de esta manera una torta de filtrado; lavar opcionalmente la torta de filtrado una o más veces con agua antes de re-suspenderla y re-suspender la torta de filtrado para formar una suspensión que comprende en el intervalo de aproximadamente 1 a aproximadamente 85% en peso de ATH, con base en el peso total de la suspensión.
  5. 5. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el BET de las partículas de ATH en la suspensión o torta de filtrado está a) en el intervalo de aproximadamente 1.0 a aproximadamente 4.0 m2/g o b) en el intervalo de aproximadamente 4.0 a aproximadamente 8.0 m2/g o c) en el intervalo de aproximadamente 8.0 a aproximadamente 14 m2/g.
  6. 6. El proceso de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque las partículas de ATH en la suspensión o la torta de filtrado tienen un d50 en el intervalo de aproximadamente 1.5 a aproximadamente 3.5 \im.
  7. 7. El proceso de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque la suspensión o la torta de filtrado contiene i) en el intervalo de aproximadamente 1 a aproximadamente 85% en peso de partículas de ATH; ii) en el intervalo de aproximadamente 25 a aproximadamente 70% en peso de partículas de ATH; iii) en el intervalo de aproximadamente 55 a aproximadamente 65% en peso de partículas de ATH; en el intervalo de aproximadamente 40 a aproximadamente 60% en peso de partículas de ATH; iv) en el intervalo de aproximadamente 45 a aproximadamente 55% en peso de partículas de ATH; v) en el intervalo de aproximadamente 25 a aproximadamente 50% en peso de partículas de ATH o vi) en el intervalo de aproximadamente 30 a aproximadamente 45% en peso de partículas de ATH; en donde todos los % en peso se basan en el peso total de la suspensión o torta de filtrado.
  8. 8. El proceso de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque las partículas de ATH en la suspensión o torta de filtrado tienen un contenido de sosa total menor de aproximadamente 0.2% en peso, basado en las partículas de ATH en la suspensión o torta de filtrado.
  9. 9. El proceso de conformidad con la reivindicación 1 u 8, caracterizado porque las partículas de ATH en la suspensión o torta de filtrado tienen un contenido de sosa soluble menor de aproximadamente 0.1% en peso, con base en las partículas de ATH en la suspensión o torta de filtrado.
  10. 10. El proceso de conformidad con la reivindicación 1 u 8, caracterizado porque las partículas de ATH en la suspensión o torta de filtrado tienen un contenido de sosa no soluble en el intervalo de aproximadamente 70 a aproximadamente 99.8% del contenido de sosa total, siendo el resto de sosa soluble.
  11. 11. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la suspensión o torta de filtrado comprende un agente de dispersión.
  12. 12. El proceso de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque las partículas de ATH molidas en seco tienen un contenido de sosa soluble menor de aproximadamente 0.1% con base en las partículas de ATH en la suspensión o torta de filtrado.
  13. 13. El proceso de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque las partículas de ATH molidas en seco tienen un contenido de sosa no soluble en el intervalo de aproximadamente 70 a aproximadamente 99.8% del contenido de sosa total, siendo el resto de sosa soluble.
  14. 14. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque las partículas de ATH molidas en seco se clasifican o tratan en uno o más molinos de pasador.
  15. 15. Las partículas de ATH molidas en seco caracterizadas porque son de conformidad con la reivindicación 1.
  16. 16. Partículas de ATH molidas en seco, caracterizadas porque tienen un Vm^x en el intervalo de aproximadamente 300 a aproximadamente 700 mm3/g y/o un r50 en el intervalo de aproximadamente 0.09 a aproximadamente 0.33 µp?, y una o más de las siguientes características: i) un d50 de aproximadamente 0.5 a aproximadamente 2.5 µp?; ii) un contenido de sosa total menor de aproximadamente 0.4% en peso, basado en el peso total de las partículas de ATH trituradas en seco; iii) una absorción de aceite menor de aproximadamente 50%, determinada por ISO 787-5:1980 y iv) un área superficial específica (BET) determinada por DIN-66132 de aproximadamente 1 a aproximadamente 15 m2/g, en donde la conductividad eléctrica de las partículas de ATH trituradas en seco es menor de aproximadamente 200 µ5/at?, medido en agua a 10% en peso del ATH en agua.
  17. 17. Las partículas de ATH molidas en seco de conformidad con la reivindicación 16, caracterizadas porque las partículas de ATH molidas en seco tienen una absorción en el intervalo de aproximadamente 19 a aproximadamente 23%.
  18. 18. Las partículas de ATH molidas en seco de conformidad con la reivindicación 16, caracterizadas porque las partículas de ATH molidas en seco tienen: a) un BET en el intervalo de aproximadamente 3 a aproximadamente 6 m2/g, un d50 en el intervalo de aproximadamente 1.5 a aproximadamente 2.5 µp?, una absorción de aceite en el intervalo de aproximadamente 23 a aproximadamente 30%, un r50 en el intervalo de aproximadamente 0.2 a aproximadamente 0.33 µ??, un Vmáx en el intervalo de aproximadamente 390 a aproximadamente 480 mm3/g, un contenido de sosa total menor de aproximadamente 0.2% en peso, una conductividad eléctrica en el intervalo menor de aproximadamente 100 µ?/at?, un contenido de sosa soluble en el intervalo de 0.001 a menos de 0.02% en peso, basado en las partículas de ATH molidas en seco, un contenido de sosa no soluble en el intervalo de aproximadamente 70 a aproximadamente 99.8% del contenido de sosa total de las partículas de ATH molidas en seco y una estabilidad térmica, determinada por análisis termogravimétrico como se describe en la Tabla 1: b) un BET en el intervalo de aproximadamente roximadamente 9 m2/g, un d50 en el interval aproximadamente 1.3 a aproximadamente 2.0 µp?, una absorción de aceite en el intervalo de aproximadamente 25 a aproximadamente 40%, un r50 en el intervalo de aproximadamente 0.185 a aproximadamente 0.325 µp?, un Vmáx en el intervalo de aproximadamente 400 a aproximadamente 600 mm3/g, un contenido de sosa total menor de aproximadamente 0.3% en peso, una conductividad eléctrica en el intervalo menor de aproximadamente 150 S/cm, un contenido de sosa soluble en el intervalo de 0.001 a menos de 0.03% en peso, basado en las partículas de ATH molidas en seco, un contenido de sosa no soluble en el intervalo de aproximadamente 70 a aproximadamente 99.8% del contenido de sosa total de las partículas de ATH molidas en seco y una estabilidad térmica, determinada por análisis termogravimétrico como se describe en la Tabla 2: o c) un BET en el intervalo de aproximadamente 9 a aproximadamente 15 m2/g, un d50 en el intervalo de aproximadamente 0.9 a aproximadamente 1.8 µp\, una absorción de aceite en el intervalo de aproximadamente 25 a aproximadamente 50%, un rso en el intervalo de aproximadamente 0.09 a aproximadamente 0.21 µp?, un Vmáx en el intervalo de aproximadamente 300 a aproximadamente 700 mm3/g, un contenido de sosa total menor de aproximadamente 0.4% en peso, una conductividad eléctrica en el intervalo menor de aproximadamente 200 S/cm, un contenido de sosa soluble en el intervalo de 0.001 a menos de 0.04% en peso, basado en las partículas de ATH molidas en seco, un contenido de sosa no soluble en el intervalo de aproximadamente 70 a aproximadamente 99.8% del contenido de sosa total de las partículas de ATH molidas en seco y una estabilidad térmica, determinada por análisis termogravimétrico como se describe en la Tabla 3:
  19. 19. Las partículas molidas en seco de conformidad con la reivindicación 16, caracterizadas porque las partículas de ATH molidas en seco tienen un contenido de sosa soluble en el intervalo de aproximadamente 70 a aproximadamente 99% en peso del contenido de sosa total del ATH molido en seco.
  20. 20. Formulación polimérica retardante a las llamas, caracterizada porque comprende por lo menos una resina sintética y en el intervalo de aproximadamente 5% en peso a aproximadamente 90% en peso, basado en el peso de la formulación polimérica retardante a las llamas de las partículas de ATH molidas en seco de conformidad con la reivindicación 15.
  21. 21. La formulación polimérica retardante a las llamas de conformidad con la reivindicación 20, caracterizada porque las partículas de ATH molidas en seco tienen un Vmáx en el intervalo de aproximadamente 300 a aproximadamente 700 mm3/g y/o un r50 en el intervalo de aproximadamente 0.09 a aproximadamente 0.33 µp y una o más de las siguientes características: i) un d50 de aproximadamente 0.5 a aproximadamente 2.5 µp?; ii) un contenido de sosa total menor de aproximadamente 0.4% en peso, basado en el peso total de las partículas de ATH trituradas en seco; iii) una absorción de aceite menor de aproximadamente 50%, determinada por ISO 787-5:1980 y iv) un área superficial específica (BET) determinada por DIN-66132 de aproximadamente 1 a aproximadamente 15 m2/g, en donde la conductividad eléctrica de las partículas de ATH trituradas en seco es menor de aproximadamente 200 pS/cm, medida en agua a 10% en peso del ATH en agua .
  22. 22. La formulación polimérica retardante a las llamas de conformidad con la reivindicación 21, caracterizada porque las partículas de ATH molidas en seco tienen una absorción de aceite en el intervalo de aproximadamente 19 a aproximadamente 23%.
  23. 23. La formulación polimérica retardante a las llamas de conformidad con la reivindicación 21, caracterizada porque las partículas de ATH molidas en seco tienen: a) un BET en el intervalo de aproximadamente 3 a aproximadamente 6 m2/g, un d50 en el intervalo de aproximadamente 1.5 a aproximadamente 2.5 µ?a, una absorción de aceite en el intervalo de aproximadamente 23 a aproximadamente 30%, un rso en el intervalo de aproximadamente 0.2 a aproximadamente 0.33 µ?t?, un Vm¾x en el intervalo de aproximadamente 390 a aproximadamente 480 mm3/g, un contenido de sosa total menor de aproximadamente 0.2% en peso, una conductividad eléctrica en el intervalo menor de aproximadamente 100 µe/?p?, un contenido de sosa soluble en el intervalo de 0.001 a menos de 0.02% en peso, basado en las partículas de ATH molidas en seco, un contenido de sosa no soluble en el intervalo de aproximadamente 70 a aproximadamente 99.8% del contenido de sosa total de las partículas de ATH molidas en seco y una estabilidad térmica, determinada por análisis termogravimétrico como se describe en la Tabla 1: o b) un BET en el intervalo de aproximadamente 6 a aproximadamente 9 rn2/g, un dso en el intervalo de aproximadamente 1.3 a aproximadamente 2.0 µp\, una absorción de aceite en el intervalo de aproximadamente 25 a aproximadamente 40%, un r50 en el intervalo de aproximadamente 0.185 a aproximadamente 0.325 µp?, un Vmáx en el intervalo de aproximadamente 400 a aproximadamente 600 mm3/g, un contenido de sosa total menor de aproximadamente 0.3% en peso, una conductividad eléctrica en el intervalo menor de aproximadamente 150 µ?/at?, un contenido de sosa soluble en el intervalo de 0.001 a menos de 0.03% en peso, basado en las partículas de ATH molidas en seco, un contenido de sosa no soluble en el intervalo de aproximadamente 70 a aproximadamente 99.8% del contenido de sosa total de las partículas de ATH molidas en seco y una estabilidad térmica, determinada por análisis termogravimétrico como se describe en la Tabla 2: o c) un BET en el intervalo de aproximadamente 9 a aproximadamente 15 m2/g, un d50 en el intervalo de aproximadamente 0.9 a aproximadamente 1.8 µ??, una absorción de aceite en el intervalo de aproximadamente 25 a aproximadamente 50%, un r50 en el intervalo de aproximadamente 0.09 a aproximadamente 0.21 µp?, un Vmáx en el intervalo de aproximadamente 300 a aproximadamente 700 mm3/g, un contenido de sosa total menor de aproximadamente 0.4% en peso, una conductividad eléctrica en el intervalo menor de aproximadamente 200 S/cm, un contenido de sosa soluble en el intervalo de 0.001 a menos de 0.04% en peso, basado en las partículas de ATH molidas en seco, un contenido de sosa no soluble en el intervalo de aproximadamente 70 a aproximadamente 99.8% del contenido de sosa total de las partículas de ATH molidas en seco y una estabilidad térmica, determinada por análisis termogravimétrico como se describe en la Tabla 3:
  24. 24. La formulación polimérica retardante a las llamas de conformidad con la reivindicación 23, caracterizada porque las partículas de ATH molidas en seco tienen un contenido de sosa no soluble en el intervalo de aproximadamente 70 a aproximadamente 99% en peso del contenido de sosa total del ATH molido en seco.
  25. 25. Artículo moldeado o extrudido, caracterizado porque se elabora de la formulación polimérica retardante a las llamas de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 20-24.
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