MX2015001919A

MX2015001919A - Dispersantes de trihidrato de alúmina revestidos con polioxometalato catiónico.

Info

Publication number: MX2015001919A
Application number: MX2015001919A
Authority: MX
Inventors: Ross T Robinson
Original assignee: Huber Corp J M
Priority date: 2012-10-24
Filing date: 2013-10-23
Publication date: 2015-06-22
Also published as: PL2912224T3; CA2881705A1; ES2547695T3; DK2912224T3; CN104736766B; US9951196B2; EP2912224A1; CA2881705C; US20140109796A1; BR112015004597A2; BR112015004597B1; EP2912224B1; CN104736766A; WO2014066517A1; DE13789108T1; ES2547695T1

Abstract

La presente invención se refiere a una composición polimérica o auto-extinguible, que comprende; a)una composición polimérica estabilizadora que contiene i) de 80% a 99.5% en peso de uno o más polímeros vinilaromáticos compatibles entre sí; y ii) de 0.5% a 20% en peso de al menos un copolímero de bloque que contiene: 1) al menos un bloque de polímero vinilaromático compatible con i) y que constitutye una cantidad en peso a o mayor que 15% en peso con respecto al copolímero de bloque completo, y 2) al menos un bloque de copolímero de vinilo que contiene grupos epoxi de modo que hay de 0.7% a 19% en peso de oxígeno de oxirano calculado en el total de copolímero de bloque; y b) de 0.03 phr en peso a 10 phr en peso, calculado en base al componente (a), de al menos un retardante halogenado de la flama.

Description

* DISPERSANTES DE TR1HIDRATO DE ALÚMINA REVESTIDOS CON POLIOXQMETAIATO CATIÓNICO Campo de la Invención 5

[0001] Esta invención se refiere a dispersantes catiónicos útiles en aplicaciones de papel, cartón y revestimientos.

Antecedentes de la Invención

[0002] Se puede usar trihidrato de alúmina (ATH) como un agente de relleno para producir revestimientos para papel y 10 cartón. Debido al costo relativamente alto del dióxido de silicio (Ti02), las fábricas de papel frecuentemente reemplazan o diluyen el dióxido de titano con alternativas de pigmento menos costosas, tal como ATH, carbonato de calcio, arcillas de caolín y similares. El diluyente puede reducir o 15 eliminar la necesidad de pigmento blanco de dióxido de titano, más costoso. El trihidrato de alúmina (A1(0H)3) representa un caso especial entre los agentes de relleno y pigmentos típicos. El trihidrato de alúmina (Al(OH)3) es químicamente activo y puede reaccionar con polímeros. Con una 20 dureza de Mohs de 3, el trihidrato de alúmina es comparativamente blando; la dureza de Mohs del dióxido de titano en la modificación de rutilo, por ejemplo, es 6.5. El índice de refracción del trihidrato de alúmina es comparativamente bajo, en n=1.57. 25

[0003] Los fabricantes de papel deben ser capaces de bombear la suspensión espesa desde el almacenamiento hasta el área de pasta de papel o al área de elaboración de revestimiento. A fin de que una suspensión espesa de ATH se considere útil como un agente de relleno de pigmento, diluyente, o para molienda en una suspensión espesa de Ti02, el contenido total de sólidos de pigmento debe ser mayor de 50% en peso. La téenica anterior describe suspensiones espesas dispersadas que se estabilizan con dispersantes o agentes tensoactivos orgánicos; la mayoría de estos dispersantes o agentes tensoactivos son de naturaleza aniónica a fin de ser compatibles con las resinas de revestimiento aniónico usadas en la industria del papel. Sin embargo, estas son suspensiones espesas de pigmento catiónico de la técnica anterior que usan cloruro de polialuminio (PAC) inorgánico como el dispersante, pero estas frecuentemente desarrollan viscosidades inaceptablemente altas con el paso del tiempo. Además, las condiciones de procesamiento de alta temperatura y el subsiguiente envejecimiento térmico de la suspensión espesa de cloruro de polialuminio, dispersado, inorgánico, puede dar por resultado perdida de efectividad al retener otros agentes de relleno usados en la parte húmeda de la fabricación de papel.

[0004] La patente de los Estados Unidos No. 2,187,050 describe sales de aluminio (por ejemplo cloruro de aluminio) que se precipitan de la solución y se adicionan a Ti02 para efectuar un revestimiento superficial. El proceso de neutralización hace que la alúmina precipite a pH neutral y el contraión soluble negativo (sulfato o cloruro) se lave antes de adicionar el precipitado de alúmina a una suspensión espesa de Ti02.

[0005] La patente de los Estados Unidos No. 4,376,655 describe suspensiones espesas acuosas de dióxido de titanio que comprenden ATH y arcillas de caolín. La relación de Ti02 a alúmina está entre 1000:1 y 2000:1. El ATH puede ser ya sea de forma útil una suspensión espesa acuosa al 9-10% o un gel seco al 50-55%. De manera preferente, el gel seco contiene carbonatos ocluidos. El procedimiento falla en producir pigmentos dispersados catiónicos.

[0006] La patente de los Estados Unidos No. 5,171,631 describe una composición de pigmento diluyente/separador de ATH de pigmento de dióxido de titanio que comprende 70-98% en volumen de dióxido de titanio y 2-30% en volumen de ATH en donde el ATH tiene un tamaño medio de partícula, similar, como el dióxido de titanio. Típicamente, el tamaño medio de partícula del dióxido de titanio es de 0.2 a 0.3 micrones. El ATH tiene un tamaño medio de partícula dentro de ±20% en comparación al tamaño de partícula del dióxido de titanio. Un ejemplo de una composición de revestimiento que comprende los pigmentos se preparó con dióxido de titanio y ATH y contuvo un espesante celulósico, espesante asociativo, propilenglicol, agente tensoactivo no iónico, desespumador neutralizador, agente coalescente y biocida, en agua un contenido de sólidos de 3.23%. Se describen diferentes tipos de ATH y el ATH que se usó como un separador de Ti02 tiene una carga negativa (aniónica) a fin de ser compatible con pinturas a base de resina aniónica.

[0007] La patente de los Estados Unidos No. 5,342,485 describe el uso de ATH con blancura mejorada en la producción de papel para reducir costos con relación al uso de solo Ti02. Esta patente analiza el uso de ATH en suspensiones espesas aniónicas a 15-30% de sólidos.

[0008] La patente de los Estados Unidos No. 5,824,145 describe una suspensión espesa de dióxido de titanio, fotodurable, que comprende al menos 78% de partículas de dióxido de titanio y al menos 3% de partículas de alúmina junto con un dispersante poliacrílico aniónico y aditivos con un pH de aproximadamente 6.0 a 9.0.

[0009] La patente de los Estados Unidos No. 6,387,500 describe formulaciones de revestimiento para papel y cartones, que comprende suspensiones espesas acuosas de pigmento de dióxido de titanio con pigmentos diluyentes, que incluye ATH y arcilla calcinada, y dispersantes, que incluyen acrilatos. Esta téenica se limita a dispersiones de pigmentos aniónicos combinados con aglutinantes aniónicos. [00010] La patente de los Estados Unidos No. 7,452,416 describe el uso de cloruro de polialuminio adicionado mediante una adición en etapas durante la molienda de la suspensión espesa de Ti02. En la dilución, la resina concentrada húmeda de polímero de poliamidoamina-epiclorhidrina catiónico (PAE) se adicionó para estabilizar la suspensión espesa. La molienda de la suspensión espesa de Ti02 de anatasa con PAC no tiene especificaciones para controlar la temperatura y pH de la molienda. El aditivo estabilizador primario fue un polímero catiónico, orgánico, costoso. [00011] La patente de los Estados Unidos No 7,906,185 describe alúmina de bohemita catiónica usada para tratar en superficie sílice cargada negativa para mejorar la receptividad de inyección de tinta, para mejorar el brillo y para reducir los bucles. [00012] Las patentes de los Estados Unidos Nos.7,172,651 y 7,377,975 describen pigmentos adecuados para el uso en composiciones de revestimiento para medios de grabación por inyección de tinta. Las superficies de una materia en partículas, inorgánica, por ejemplo, trihidrato de alúmina) se hacen interactuar con una sal metálica polivalente soluble en agua (por ejemplo, clorhidrato de aluminio) en un medio acuoso. Las superficies tratadas de las partículas tienen una carga superficial catiónica "significativa" impartida a las mismas. Estas referencias describen tratamientos superficiales de pigmento usando clorhidrato de aluminio (ACH) para uso en revestimientos y papel receptor de inyección de tinta. El ACH es alúmina débilmente catiónica, altamente neutralizada que es compatible con látex aniónico que tiene una basicidad (actividad) mayor de aproximadamente 50%. [00013] Permanece la necesidad por aprovechar completamente los pigmentos modificados con dispersantes catiónicos para disminuir el costo de lograr opacidad satisfactoria en aplicaciones de papel y cartón. Existe la necesidad de una suspensión espesa pigmentada catiónica mejorada para una retención mejorada en la primera pasada y una opacidad mejorada en la hoja. También existe la necesidad de composiciones de suspensión espesa de ATH catiónica compatibles con suspensiones espesas de dióxido de titanio que son estables a viscosidades adecuadas. La presente invención afronta esas y otras necesidades.

Breve Descripción de la Invención [00014] La presente invención describe una nueva clase de composiciones basadas en la formación de polioxometalatos (POMs) estables en superficies de alúmina, dando nuevas propiedades de pigmentos catiónicos que no han sido posibles de manera convencional sobre el intervalo de pH de la fabricación de papel, alcalina. Estas nuevas composiciones comprenden una estructura iónica de Keggin que es estable a pH ácido y neutral, bajo condiciones diluidas en la presencia de partículas estabilizadores de trihidrato de alúmina (ATH). Estas nuevas composiciones y las suspensiones espesas catiónicas dispersadas, producidas de estas, encuentran aplicación en una amplia variedad de productos catiónicos útiles, incluyendo (pero no limitado a) : adhesivos, formulaciones agrícolas, biocidas, productos limpiadores, revestimientos, formulaciones de encapsulación, membranas, productos químicos funcionales, productos de cuidado personal, selladores, revestimientos de papel y pintura. [00015] Un aspecto de la presente invención proporciona un dispersante de trihidrato de alúmina revestido con polioxolato catiónico (Dispersante POM Catiónico) que comprende un producto de reacción de: a. un cloruro de polialuminio que tiene una basicidad de aproximadamente 20 a aproximadamente 40% y un contenido de Al2O3 de aproximadamente 10 a aproximadamente 17% en peso; y b. partículas cristalinas de trihidrato de alúmina (ATH); en donde el Dispersante POM Catiónico tiene un pH de < 2.5. [00016] Otro aspecto de la invención proporciona un método para elaborar un dispersante de trihidrato de alúmina revestido con polioxometalato catiónico (Dispersante POM Catiónico) que comprende combinar cloruro de polialuminio que tiene una basicidad de aproximadamente 20 a aproximadamente 40% y un contenido de Al2O3 de aproximadamente 10 a aproximadamente 17% en peso con partículas cristalinas de trihidrato de alúmina (ATH), en donde el Dispersante POM Catiónico tiene un pH de < 2.5. [00017] Aún otro aspecto de la invención proporciona una suspensión espesa catiónica que comprende agua, el anterior Dispersante POM Catiónico, y partículas inorgánicas, además de las partículas cristalinas de trihidrato de alúmina presentes como parte del Dispersante POM Catiónico, seleccionado del grupo que consiste de partículas de trihidrato de alúmina, dióxido de titanio, y mezclas de estos. [00018] Por ejemplo, el Dispersante POM Catiónico se puede combinar con agua para proporcionar un Dispersante POM Diluido. El Dispersante POM Diluido entonces se puede combinar con una cantidad adicional de partículas de trihidrato de alúmina para proporcionar una suspensión espesa e intermedia de ATH+. La suspensión espesa intermedia de ATH+ se puede combinar con cantidades adicionales de agua para proporcionar, por ejemplo, una suspensión espesa de ATH+ Grado Papel o una Suspensión Espesa de ATH+ de Grado Pintura.

Se puede obtener una suspensión espesa de ATH+/Ti02 al combinar la suspensión espesa intermedia de ATH+ con partículas de dióxido de titanio. El Dispersante POM Diluido también se puede combinar con partículas de dióxido de titanio para proporcionar una suspensión espesa catiónica de Ti02. Estas y otras modalidades de la invención se resumen en la Figura 2 y describen en más detalle más adelante. [00019] En otro aspecto de la invención, se proporciona una suspensión espesa Intermedia de ATH+ que comprende: a. un Dispersante POM Diluido que comprende i. de aproximadamente 5 a aproximadamente 14% en peso del Dispersante POM Catiónico, mencionado anteriormente; ii. de aproximadamente 86 a aproximadamente 95% en peso de agua; y b. partículas cristalinas de trihidrato de alúmina (ATH) además de las partículas cristalinas de trihidrato de alúmina presentes como parte del Dispersante POM Catiónico; en donde la suspensión espesa Intermedia de ATH+ tiene un pH de entre aproximadamente 2 y aproximadamente 6.8 y tiene un contenido total de sólidos de ATH de aproximadamente 74 a aproximadamente 84% en peso. [00020] Aún otro aspecto de la invención proporciona una suspensión espesa e Intermedia de ATH+ que comprende: a. un Dispersante POM Diluido que comprende: i. un Dispersante POM Catiónico; ii. agua en una cantidad suficiente para proporcionar un contenido total de sólidos de ATH de aproximadamente 1 a aproximadamente 10% en peso en el Dispersante POM Diluido; b. partículas cristalinas de trihidrato de alúmina (ATH) además de las partículas cristalinas de trihidrato de alúmina presentes como parte del Dispersante POM Catiónico; en donde la suspensión espesa Intermedia de ATH+ tiene un pH de entre aproximadamente 2 y aproximadamente 6.8 y tiene un contenido total de sólidos de ATH de aproximadamente 74 a aproximadamente 84% en peso. [00021] La invención proporciona en otro aspecto una suspensión espesa de ATH+ Grado Papel que comprende: a. una Suspensión espesa Intermedia de ATH+ que comprende: i. un Dispersante POM Diluido, que comprende: 1. el Dispersante POM Catiónico mencionado anteriormente; 2. agua en una cantidad suficiente para proporcionar un contenido total de sólidos de ATH de aproximadamente 3 a aproximadamente 6% en peso en el Dispersante POM Diluido; ii. partículas cristalinas de trihidrato de alúmina (ATH) además de las partículas cristalinas de trihidrato de alúmina presentes como parte del Dispersante POM Catiónico; en donde la Suspensión espesa Intermedia de ATH+ tiene un pH de entre aproximadamente 2 y aproximadamente 6.8 y un contenido total de sólidos de ATH de aproximadamente 74 a aproximadamente 84% en peso; y b. agua en una cantidad suficiente para diluir la suspensión espesa intermedia de ATH+ a un contenido total de sólidos de ATH de aproximadamente 70 a aproximadamente 72% en peso. [00022] Adicionalmente se proporciona por la presente invención una Suspensión Espesa de ATH+ Grado Papel que comprende: a. Una Suspensión Espesa Intermedia de ATH+ que comprende: i. un Dispersante POM Diluido que comprende: 1. el Dispersante POM Catiónico mencionado anteriormente; y 2. agua en una cantidad suficiente para proporcionar un contenido total de sólidos de ATH de aproximadamente 1 a aproximadamente 4% en peso en el Dispersante POM Diluido; ii. partículas cristalinas de trihidrato de alúmina (ATH) además de las partículas cristalinas de trihidrato de alúmina presentes como parte del Dispersante POM Catiónico; en donde la Suspensión Espesa Intermedia de ATH+ tiene un pH de entre aproximadamente 2 y aproximadamente 6.8 y el contenido total de sólidos de ATH de la Suspensión Espesa Intermedia de ATH+ es de aproximadamente 74 a aproximadamente 84% en peso; y b. agua en una cantidad suficiente para diluir la Suspensión Espesa Intermedia de ATH+ a un contenido total de sólidos de ATH en la Suspensión Espesa de ATH+ Grado pintura de aproximadamente 70 a aproximadamente 72% en peso. [00023] También se proporciona por la presente invención una pasta espesa acuosa de papel, la pasta espesa acuosa de papel que comprende una suspensión espesa de agua, pulpa, partículas de dióxido de titanio, partículas de trihidrato de alúmina (además de las partículas de ATH presentes como parte del Dispersante POM Catiónico), y el Dispersante POM Catiónico mencionado anteriormente. Por ejemplo, la pasta espesa acuosa de papel puede comprender una suspensión espesa acuosa de pulpa, partículas de dióxido de titanio, y la Suspensión Espesa de ATH+ Grado Papel mencionado anteriormente. [00024] Aún otro aspecto adicional de la invención proporciona una suspensión espesa catiónica de Ti02, que comprende agua, partículas de dióxido de titanio y el Dispersante POM Catiónico mencionado anteriormente. [00025] La invención proporciona adicionalmente una composición de revestimiento, que comprende al menos una resina catiónica o no iónica y la suspensión espesa catiónica de Ti02, mencionada anteriormente. [00026] Otro aspecto de la invención proporciona una pintura que comprende al menos una resina (por ejemplo, una resina catiónica y/o no iónica), partículas de dióxido de titanio, y la Suspensión Espesa de ATH+ Grado Pintura mencionado anteriormente.

Breve Descripción de las Figuras [00027] La Figura 1 es una gráfica que muestra el efecto de la concentración del Dispersante POM Catiónico en la viscosidad y pH de una suspensión espesa de Ti02, como se explica en más detalle en los Ejemplos. [00028] La Figura 2 es un diagrama de flujo que resume como se pueden preparar varias suspensiones espesas y otras composiciones de acuerdo con la invención. [00029] La Figura 3 ilustra el efecto de polímeros anfotéricos y aniónicos en papeles retardantes al fuego que contienen el Dispersante POM Catiónico. [00030] La Figura 4 ilustra la resistencia a la tracción en seco de papeles que contienen el Dispersante POM Catiónico. [00031] La Figura 5 ilustra la resistencia a la tracción en la dirección z de papeles que contienen el Dispersante POM Catiónico. [00032] La Figura 6 ilustra la relación de contraste (CR) de producto laminado de papeles que contienen el Dispersante POM Catiónico. [00033] La Figura 7 ilustra la opacidad de papeles que contienen el Dispersante POM Catiónico. [00034] La Figura 8 ilustra el brillo de los papeles que contienen Dispersante POM Catiónico.

Descripción Detallada de la Invención [00035] Como se usa en la presente, trihidrato de alúmina significa trihidrato de alúmina definido por las fórmulas químicas Al2O3-3H0H o A1(0H)3 (algunas veces también referido en la téenica como alúmina hidratada, trihidrato de aluminio o trihidróxido de aluminio). [00036] La presente invención proporciona suspensiones espesas catiónicas de trihidrato de alúmina que son particularmente húmedas en el extremo húmedo o en revestimientos en aplicaciones de papel y cartón. Estas suspensiones espesas tienen típicamente más de 67% de sólidos de pigmento de ATH y son útiles para mezclado como pigmentos diluyentes con suspensiones espesas de Ti02 para el uso en aplicaciones de papel y revestimiento. La presente invención también proporciona suspensiones espesas catiónicas de Ti02 para el uso en aplicaciones de revestimiento. [00037] La presente invención comprende la preparación de polioxometalatos (POM) altamente catiónicos por el control cuidadoso de la preparación de aluminio de una basicidad específica que mejora la formación iónica de Keggin (+7). Se puede utilizar un cloruro de polialuminio (PAC) como la fuente de los polioxometalatos revestidos en o cercanamente asociados con la superficie del componente de partícula de ATH del dispersante POM catiónico. El cloruro de polialuminio (PAC) tiene la fórmula general: Al (OH)a Clb [00038] La basicidad del PAC se define por la relación a/3 expresada como un %. Iniciando con una composición química, se puede calcular por la siguiente fórmula: a/3 =% de basicidad [00039] Por ejemplo, el cloruro de polialuminio básico que contiene 18.33% de aluminio en base a Al2O3 y 21.78% de cloruro y posee una basicidad de 43.1% tiene una forma empírica: Al(OH) 1.29 C1 1.71. El cálculo de basicidad es 1.29/3 = 43%. [00040] La patente de los Estados Unidos No. 5,985,234 define el por ciento de basicidad (el término típicamente usado en la téenica, pero algunas veces también referido como por ciento de actividad) como (% OH)(52.91)/(% All). A un nivel molar, esto se puede expresar como ((OH)/(Al))/3 multiplicado por 100. Esta patente enseña que los productos se hidrolizan con el tiempo produciendo una basicidad mayor que aquella del producto formulado inicial. Se usa una basicidad formulada para propósitos de seleccionar PAC particulares para el uso en la formulación de productos de acuerdo con la presente invención. [00041] La patente de los Estados Unidos No. 6,537,464 describe un método para elaborar PAC, que incluye productos de cloruro de polialuminio que tienen una basicidad de intervalo intermedio. El método descrito produce un producto líquido que contiene de aproximadamente 9.8 a 11.0% en peso, por ejemplo, de aproximadamente 10% en peso, de óxido de aluminio (Al2O3) y tiene aproximadamente 30 a aproximadamente 50% de basicidad. Este método es útil para aumentar a lo máximo la formación iónica de Keggin (+7) durante la elaboración del PAC, que se optimiza por el contenido final de aluminio, expresado como % de Al203, % de basicidad, temperatura de cocción, materias primas, aditivos y agentes neutralizadores. [00042] El PAC produce un ión Keggin muy potente, Al-13, que tiene una carga (+7), que cuando se adiciona a agua atrae sedimento de carga negativa y provoca el cuajado de agua residual para reducir la turbidez. Una manea de probar que la estructura de ión Keggin se está manteniendo es al medir la reducción de la turbidez de varias aguas residuales tratadas con materiales de PAC. Se describen métodos para producir un PAC eficiente por Zouboulis, A.I. y Tzoupanous, N. "Alternative cost-effective method of cloruro de polialuminio (PAC) coagulant agent: Characterization and comparative application for water/wastewater treatment", Desalination, 2010, 250, pp 339344, las enseñanzas de lo cual se incorporan de este modo como referencia en su totalidad para todos los propósitos. Los cambios en la temperatura de procesamiento de PAC, el % de Al2O3 y basicidad tienen una gran influencia en la formación y estabilización del polioxometalato. Las estructuras catiónicas de polioxometalato en la presencia de costosos pigmentos de Ti02 puede mejorar la auto-atracción del pigmento a papeles filtro negativos. Las varias formas de los polioxometalatos se describen por Cascy, William H., "Large Aqueous Aluminum Hydroxide Molecules", Chemical Reviews, 2006, Vol.106, No.l, las enseñanzas de lo cual se incorporan de este modo como referencia en su totalidad para todos los propósitos. [00043] Para los propósitos de esta invención, el PAC utilizado debe contener un tipo de POM, específicamente A104A1I2(OH)4(H2O)I27+ (referido algunas veces en la téenica simplemente como "A1I3"), a un nivel de entre 18 a 31% como se define por las técnicas experimentales descritas por Zoubolis, A.I. y Tzoupanous, N. "Alternative cost-effective method of cloruro de polialuminio (PAC) coagulant agent: Characterization and comparative application for water/wastewater treatment", Desalination, 2010, 250, pp 339-344. Es decir, en un aspecto, el cloruro de polialuminio tiene un Ali3 con contenido de estructura de Keggin de 18 a 31%, como se mide de acuerdo con los procedimientos expuestos en el artículo mencionado anteriormente (referido en la presente como PAC-K13). Para propósitos de esta invención, el cloruro de polialuminio utilizado debe ser un líquido claro que tiene una basicidad de aproximadamente 20% a aproximadamente 40%, de aproximadamente 25% a aproximadamente 35%, o de aproximadamente 30% a aproximadamente 32% y un contenido de Al2O3 de aproximadamente 10% en peso a aproximadamente 17% en peso, aproximadamente 10% en peso a aproximadamente 11% en peso, o de aproximadamente 10% en peso a aproximadamente 10.5% en peso. [00044] Para los propósitos de esta descripción, el término "PAC" se propone que se refiera a cualquier cloruro de polialuminio, a pesar de la basicidad y/o contenido de estructura de Keggin. El término "PAC-K", a menos que se señale específicamente lo contrario, se propone para referirse a un cloruro de polialuminio que tiene una basicidad de aproximadamente 20% a aproximadamente 40% y un contenido de A1203 de f aproximadamente 10% en peso a aproximadamente 17% en peso. Este cloruro de polialuminio PAC-K puede comprender iones Keggin. El término "PAC-K13", a menos que se señale específicamente lo contrario, se propone que se refiera a un cloruro de polialuminio que tiene un A1I3[A104A1I2(OH)24(H2O)Í27+] con un contenido de estructura Keggin de aproximadamente 18% a aproximadamente 31%. Dispersante PPM Catiónico [00045] El dispersante de trihidrato de alúmina, revestido con polioxometalato, catiónico de la invención (referido en la presente como el "Dispersante POM Catiónico") está comprendido del producto de reacción de un cloruro de polialuminio, por ejemplo, PAC-K y/o PAC-K13, y partículas cristalinas de trihidrato de alúmina. Como consecuencia de como se prepara típicamente (es decir como un líquido acuoso) el cloruro de polialuminio usado en el Dispersante POM Catiónico, en general el dispersante POM catiónica también contiene una cantidad de agua. Sin que se desee que se una a una teoría, se cree que el cloruro de polialuminio interactúa con las partículas de ATH para que se deposite o revista en, o de otro modo se asocie cercanamente con, la superficie de las partículas de ATH en una forma que proporciona partículas de polioxometalato y vuelve catiónico al dispersante POM resultante. Estas partículas de trihidrato de alúmina revestidas con POM (ATH+) están típicamente presentes como una suspensión espesa en agua. Como se usa en la presente, el término "ATH+" se propone que se refiera a un trihidrato de aluminio revestido con polioxometalato que exhibe una carga catiónica. Se debe señalar que la notación "+" se propone para referirse a una carga catiónica que puede variar, y no que propone necesariamente que se refiera a una carga de +1. Para que el Dispersante POM Catiónico sea efectivo al dispersar partículas orgánicas tal como una porción adicional de partículas de ATH o partículas de dióxido de titanio, el cloruro de polialuminio (PAC-K) se selecciona para tener una basicidad (referida algunas veces en la téenica como "actividad") de aproximadamente 20 aproximadamente 40%. En una modalidad, la basicidad de PAC-K es de aproximadamente 25 ato aproximadamente 35%. En otra modalidad, la basicidad del PAC-K es de aproximadamente 30 a aproximadamente 32%. El PAC-K también se selecciona para que tenga un contenido de AI2O3 de aproximadamente 10 a aproximadamente 17 por ciento en peso. En una modalidad, el contenido de Al2O3 del PAC-K es de aproximadamente 10 a aproximadamente 11% en peso. En aún otra modalidad, el PAC-K tiene un contenido de Al203 de aproximadamente 10 a aproximadamente 10.5% en peso. Se conocen en la técnica los PAC que cumplen estos criterios y se pueden obtener de fuentes comerciales tal como Eka Chemicals (Akzo Nobel; ATC-8210), Delta Chemical, y Gulbrandsen Technologies. Se describen, por ejemplo, métodos para preparar PAC adecuados para el uso en la presente invención, en Zoubolis, A.I. y Tzoupanous, N. "Alternative cost-effective method of cloruro de polialuminio (PAC) coagulant agent: Characterization and comparative application for water/wastewater treatment", Desalination, 2010, 250, pp 339-344 y en la Patente de los Estados Unidos No.6,537,464. [00046] En un aspecto, se puede preparar cloruro de polialuminio (PAC-K13) de acuerdo a los métodos de Zoubolis referidos anteriormente, al disolver primero Al granular (por ejemplo, Aldrich, malla -40, o aproximadamente 420 mm) en HCl (min 37%). Se puede introducir lentamente Al granular y en porciones pequeñas a una solución de HC1 precalentada (65-70°C), colocada en un matraz de 500 mL bajo agitación magnética continua. Después de la introducción de la primera porción de Al y del comienzo de la reacción (exotérmica), no se necesita típicamente calentamiento adicional. Se puede preparar una solución de aluminato de sodio de una manera similar, pero sin calentamiento. Entonces se puede colocar una porción de una solución de NaOH (10-50%) en un matraz de 500 mL en un agitador magnético, bajo mezclado intenso, se puede introducir y disolver lentamente Al granular (10-15 gAl/100 mL). Se pueden preparar varias soluciones de NaA102 y usar para la producción de PAC-K13. Durante las preparaciones, también se pueden adicionar pequeñas porciones de soluciones ácidas y básicas para reabastecer las respectivas pérdidas que se presentan debido a la evaporación. [00047] Entonces se puede colocar una porción de aluminio preparada en un matraz sellado en un agitador magnético. Con el uso de una bomba peristáltica, se puede adicionar lentamente (0.2 mL/min) una cantidad apropiada de solución de aluminato de sodio bajo agitación vigorosa (1000 rpm). En las soluciones de aluminato de sodio muy densas (50% NaOH, N12% Al), se puede adicionar una pequeña porción de agua para disminuir la viscosidad. La síntesis puede tomar lugar a varias temperaturas, por ejemplo, a temperatura ambiente, 50°C, 70°C y 80°C. [00048] El contenido de aluminio (% de Al p/p) y la basicidad (%) de un PAC-K13 resultante se puede determinar de acuerdo a la norma de American Water Works Association (AWWA) para cloruro de polialuminio líquido (Denver, Colorado, EUA, 1999). Se puede determinar la distribución de las especies de aluminio con la aplicación de métodos espectrofotométricos sincronizados de Al-ferron, que se basan en los diferentes tiempos de reacción de las especies de aluminio con un reactivo ferron (ácido 8-hidroxi-7-yiodoquinolina-5-sulfónico) para formar complejos solubles en agua a pH 5-5.2. Estos complejos absorben luz con un máximo a 370 nm, por lo tanto las mediciones de absorbancia a esta longitud de onda puede permitir el cálculo de diferentes especies de aluminio. De manera específica, Al monomérico reacciona casi simultáneamente (en un período de 1 min) con ferron, en tanto que la especie polimérica intermedia de aluminio (PAC-K13) reacciona más lento, es decir a 120 min. Las estructuras poliméricas más grandes insolubles (Ale, que corresponden principalmente a Al(OH)a) necesitan mucho más tiempo para reaccionar o no reaccionan para nada. Para este propósito se puede usar un espectrofotómetro de UV-Vis. [00049] El cloruro de polialuminio empleado debe ser capaz de proporcionar el Dispersante POM Catiónico con iones A113 Keggin en o asociados con la superficie de las partículas de ATH. Los iones A113 Keggin están altamente cargados de forma positiva y corresponden en general a la fórmula empírica AIO4AI12(OH)24(H2O)I27+. De esta manera, en una modalidad de la invención, el cloruro de polialuminio (PAC-K13) tiene un A113 [es decir, A104A1I2(OH)24(H20)c27+] con un contenido de estructura Keggin de aproximadamente 18 a aproximadamente 31% en base a alúmina activa. Este contenido de estructura Keggin se puede determinar de acuerdo con los procedimientos descritos en el artículo mencionado anteriormente de Zoubolis et al., (ensayo de ferron). [00050] Los trihidratos de alúmina en los Dispersantes POM Catiónicos de la presente invención pueden ser ATH grado pigmentario. En un aspecto, el ATH se selecciona para obtener un tamaño promedio de partícula de al menos aproximadamente 0.1 micrones, y pueden tener un límite superior en el tamaño promedio de partícula tal alto como 10 micrones. En varias modalidades, el tamaño promedio de partícula del ATH usado en el dispersante POM Catiónico es de aproximadamente 0.1 a aproximadamente 1 micrones o de aproximadamente 0.2 a aproximadamente 0.5 micrones o de aproximadamente 0.25 a aproximadamente 0.3 micrones. Se puede medir el tamaño promedio de partícula (d50) usando un analizador de tamaño de partícula SediGraph 5100, disponible de Micromeritics. El ATH puede tener una forma cristalina de gibbsita y puede tener un área superficial de, por ejemplo, de aproximadamente 1 a aproximadamente 50 m2/g. los trihidratos de alúmina adecuados útiles para preparar los Dispersantes POM Catiónicos están comercialmente disponibles, incluyendo por ejemplo, el ATH vendido bajo el nombre comercial SPACERITEMR S-ll por J.M. Huber Corporation que tiene un tamaño promedio de partícula de aproximadamente 0.25 mm y un área superficial de aproximadamente 15 m2/g. [00051] El ATH y el PAC, así como sus proporciones relativas, se seleccionan de modo que es altamente ácido el Dispersante POM Catiónico resultante. De esta manera, el Dispersante POM Catiónico tiene un pH de < 2.5 (por ejemplo, un pH de aproximadamente 2 a aproximadamente 2.5). [00052] En varias modalidades, el Dispersante POM Catiónico está comprendido de al menos aproximadamente 30 o al menos aproximadamente 45 por ciento en peso de partículas cristalinas de trihidrato de alúmina pero no más de aproximadamente 60 o no más de aproximadamente 55 por ciento en peso de partículas cristalinas de trihidrato de alúmina, con el resto que es predominantemente o de forma exclusiva cloruro de polialuminio (PAC-K y/o PAC-K13 ). En este contexto, la cantidad de PAC-K y/o PAC-K13 incluye el peso del agua que también está presente en el PAC-K y/o PAC-K13 además de los componentes sólidos (no volátiles). Típicamente, la cantidad de agua presente en el PAC-K y/o PAC-K13 es de aproximadamente 65 a aproximadamente 75 por ciento en peso, aunque más en general el contenido de agua puede ser de aproximadamente 55 a aproximadamente 85 por ciento en peso. En ciertas modalidades, el Dispersante POM Catiónico se caracteriza como que consiste esencialmente de o que consiste de partículas cristalinas de trihidrato de alúmina y PAC-K y/o PAC-K13, incluyendo el agua típicamente presente en el cloruro de polialuminio empleado para preparar el Dispersante POM Catiónico. Por ejemplo, donde el PAC-K y/o PAC-K13 contiene aproximadamente 65 a aproximadamente 75 por ciento en peso de agua, el Dispersante POM Catiónico puede comprender aproximadamente 30 a aproximadamente 60 por ciento en peso ATH y aproximadamente 40 a aproximadamente 70 por ciento en peso PAC-K y/o PAC-K13, respectivamente (el total que es 100%, incluyendo cualquier agua presente en el PAC) o aproximadamente 45 a aproximadamente 55 por ciento en peso ATH y 45 a aproximadamente 55 por ciento en peso de PAC-K y/o PAC-K13 (el total que es 100%, incluyendo cualquier agua presente en el PAC) o aproximadamente 49 a aproximadamente 51 por ciento en peso de ATH y aproximadamente 49 a aproximadamente 51 por ciento en peso de PAC-K y/o PAC-K13 (el total que es 100%, incluyendo cualquier agua presente en el PAC). En una modalidad, el Dispersante POM Catiónico está libre de polímero orgánico. [00053] El Dispersante POM Catiónico se prepara al combinar ATH y el PAC-K y/o PAC-K13. De acuerdo a una modalidad de la invención, el ATH se adiciona lentamente al PAC-K y/o PAC-K13 en tanto que se mezcla (por agitación, por ejemplo, con mezclado de alta velocidad o a través de la agitación que se realiza para asegurar buena homogeneidad en el producto resultante). El producto resultante se puede utilizar como un dispersante efectivo en la preparación de suspensiones espesas acuosas (es decir, suspensiones espesas en agua) que incluyen partículas inorgánicas tal como partículas adicionales de ATH y/o partículas de dióxido de titanio, como se describe más en más detalles más adelante en la presente. [00054] El Dispersante POM Catiónico se puede preparar, en una modalidad de la invención, usando aproximadamente 30 a aproximadamente 60 por ciento en peso partículas cristalinas de trihidrato de alúmina y aproximadamente 40 a aproximadamente 70 por ciento en peso de PAC-K y/o PAC-K13, en donde el PAC-K y/o PAC-K13 está comprendido de aproximadamente 65 a aproximadamente 75 por ciento en peso de agua y de aproximadamente 25 a aproximadamente 35 por ciento en peso sólidos. En este contexto, "sólidos" significa los componentes del PAC-K y/o PAC-K13 que no son volátiles, que se entiende que el PAC-K y/o PAC-K13 mismo puede estar en la forma de una solución con los componentes no volátiles que están disueltos de manera sustancial o completamente en el agua para proporcionar una solución. En otra modalidad, el Dispersante POM Catiónico se prepara usando aproximadamente 45 a aproximadamente 55 por ciento en peso de partículas cristalinas de trihidrato de alúmina y aproximadamente 45 a aproximadamente 55 por ciento en peso de PAC-K y/o PAC-K13, en donde el PAC-K y/o PAC-K13 está comprendido de aproximadamente 65 a aproximadamente 75 por ciento en peso de agua y de aproximadamente 25 a aproximadamente 35 por ciento en peso de sólidos.

Suspensiones espesas Catiónicas de Trihidrato de alúmina (ATH+) que Contienen Dispersante POM Catiónico [00055] Los Dispersantes POM Catiónicos de la presente invención se pueden combinar con una o más porciones adicionales de partículas de trihidrato de alúmina para formar suspensiones espesas, con el Dispersante POM Catiónico que funciona para dispersar las partículas adicionales de ATH para proporcionar suspensiones espesas más estables y relativamente menos viscosas aún un contenido comparativamente alto de sólidos. Por ejemplo, el contenido total de sólidos de la suspensión espesa de ATH+ puede ser de aproximadamente 50 por ciento en peso o mayor, o de aproximadamente 65 por ciento en peso o mayor. Hablando en general, el contenido de sólidos no excede aproximadamente 85 por ciento en peso. En varias modalidades de la invención, las suspensiones espesas de ATH+ tienen un contenido de sólidos de aproximadamente 65 a aproximadamente 84 por ciento en peso. El contenido de sólidos se puede variar y se selecciona como se pueda desear para cumplir los requisitos de aplicaciones particulares de uso final para la suspensión espesa de ATH+, como se describe en más detalle en otra parte de este documento. [00056] Las partículas adicionales de ATH combinadas con el Dispersante POM Catiónico proporciona una suspensión espesa de ATH+ que puede ser la misma como o diferente de las partículas de ATH usadas para preparar el Dispersante POM Catiónico. Por ejemplo, el ATH adicional puede ser un ATH grado pigmentario, puede tener un área superficial de aproximadamente 0.3 a aproximadamente 10 m2/g, y puede tener una forma cristalina de gibbsita. El tamaño promedio de partícula típicamente es al menos aproximadamente 0.1 micrones o al menos aproximadamente 0.2 micrones a fin de reducir al mínimo los problemas con la alta tixotropía cuando la suspensión espesa tiene alto contenido de sólidos, pero en general no es mayor de aproximadamente 10 micrones. Para reducir el grado de asentamiento de la suspensión espesa que de otro modo se puede observar, puede ser ventajoso que el tamaño promedio de partícula del ATH no exceda aproximadamente 2 micrones. En una modalidad de la invención, las partículas de ATH adicional tienen un tamaño promedio de partícula que es mayor que el tamaño promedio de partícula del ATH en partículas utilizado en la preparación del Dispersante POM Catiónico. Por ejemplo, las partículas de ATH presentes como parte del Dispersante POM Catiónico pueden tener un tamaño promedio de partícula de aproximadamente 0.2 a aproximadamente 0.5 micrones y las partículas de ATH adicional combinadas con el Dispersante POM Catiónico pueden tener un tamaño promedio de partícula de aproximadamente 0.8 a aproximadamente l .5 micrones. El ATH grado pigmento (pigmentario) adecuado para el uso como el ATH adicional en las suspensiones de ATH+ de esta invención está comercialmente disponible, incluyendo, por ejemplo, el producto HYDRAL® 710 de la marca J.M. Huber Corporation que tiene un tamaño promedio de partícula típicamente de aproximadamente 1 micron y un área superficial de aproximadamente 4 m2/g. [00057] La Suspensión Espesa Intermedia de ATH+ en varias modalidades de la presente invención puede tener un contenido de sólidos de ATH de al menos 50% en peso, y hasta aproximadamente 70% en peso, por ejemplo, aproximadamente 67-68% en peso de ATH. Los sólidos molidos son 74 a 84% de sólidos, o aproximadamente 77 a 78% de sólidos. Conforme se adiciona el ATH al Dispersante POM Catiónico y agua, la temperatura de molienda debido al calor que emana durante el mezclado no debe exceder 80°C y se puede mantener, en un aspecto, a menos de 70°C. El aumento de temperatura después de la molienda se controla por enfriamiento por chaqueta de agua y/o la adición de agua de dilución después de la "molienda dilatante". [00058] La molienda dilatante de la Suspensión Espesa Intermedia de ATH+ se logra a 74% de sólidos al incrementar las rpm de las cuchillas Cowles de la mezcladora de modo que la suspensión espesa se espese debido al alto corte en la punta de la cuchilla. Una velocidad más lenta de las cuchillas Cowles de la mezcladora permite molienda de mayores sólidos hasta que la suspensión espesa se llega a concentrar, típicamente a 75-80% de sólidos. Durante el proceso de molienda, el árbol del agitador se puede hacer vibrar violentamente hasta que los aglomerados de ATH se dispersen y conmuten en la suspensión espesa. [00059] La regulación de la velocidad de la adición del pigmento seco de ATH para mantener la humedad es importante para producir suspensiones espesas, bien dispersadas, de baja viscosidad después de la molienda. De manera ideal, la altura de la cuchilla del agitador se ajusta inicialmente desde el fondo del tanque de modo que la suspensión espesa de ATH+ dilatante no se llega a pegar entre el fondo délo agitador móvil y el fondo del tanque. También, de manera ideal, la punta de la cuchilla móvil del agitador debe estar suficientemente lejos de la pared del tanque de modo que el pigmento dilatante no se espese en la pared del tanque. Se experimenta vibración excesiva del tanque cuando el diámetro de la cuchilla del agitador, altas rpm y/o altos sólidos se ajustan de modo que la zona de molienda dilatante toca la pared. La velocidad de corte de la suspensión espesa que provoca el comportamiento dilatante se determina fácilmente por aquellos expertos en la téenica usando un reómetro. [00060] La molienda dilatante eficiente requiere que se mantenga un vórtice en tanto que el nivel de la suspensión espesa aumenta durante la adición de polvo de pigmento. El vórtice se puede mantener al incrementar las rpmn del agitado, al ajustar el diámetro de la cuchilla y/o al aumentar la altura de la cuchilla del agitador durante el mezclado. Opcionalmente, se pueden usar múltiples cuchillas apiladas una en la parte superior de la otra. En un aspecto, las paredes del tanque de mezclado son cilindricas sin deflectores montados en la pared que crearán zonas muestras donde puede acumular suspensión espesa no molida. Los tanques de molienda por mezclado con insuficiente mezclado en las paredes se pueden raspar periódicamente durante la molienda dilatante de la suspensión espesa para impedir que se acumule acumulación en las paredes. La adición rápida de pigmento es posible hasta 74% de sólidos seguido por adición más lenta para asegurar que todo el polvo adicionado caiga directamente del vórtice sin grumos. Se monitores el amperaje de motor del agitador para impedir la sobrecarga de sobrecalentamiento del motor. Los "caballos de fuerza del agitador de diseño" se definen como los caballos de fuerza requeridos para mantener un vórtice de molienda dilatante de modo que la conexión de la cuchilla del agitador en el árbol aún se pueda ver durante la molienda del pigmento a 80% de sólidos. Si se pierde el vórtice y si el nivel de la suspensión espesa cubre la cuchilla, la cuchilla girará dentro de un agujero tipo sólido sin mezclado superficial, creando un fenómeno conocido como agujero de rata. El pigmento no molido resultante debido a la adición de pigmento endurecido da por resultado una indeseable distribución ancha del tamaño de partícula. [00061] Cuando emana vapor de la superficie del tanque de molienda, puede aumentar el por ciento de sólidos por arriba del cálculo calculado de la adición de lote debido a la evaporación de agua. De manea ideal, se detiene a la adición de pigmento y la molienda continúa durante un mínimo de cinco minutos o hasta que se forme un vórtice fluido sin exceder 80°C, antes del enfriamiento con agua de dilución. Es importante impedir que la suspensión espesa se vuelva demasiado caliente debido a que se incrementará la viscosidad debido al envejecimiento térmico. Se adiciona lentamente agua de dilución para reducir la viscosidad de la suspensión espesa pero para proporcionar suficiente corte para romper los grumos de los dilatantes. La adición rápida de agua directamente a 68-70% de sólidos ocasiona pequeños grumos dilatantes dispersados en la suspensión espesa de baja viscosidad que taponean subsiguientemente los filtros de malla fina entre mallas 325 y 100. [00062] Se puede desionizar el agua usada en la preparación de las suspensiones espesas de ATH+ y otras suspensiones espesas de esta invención. Es decir, el agua se ha pasado a través de una columna de intercambio iónico para remover los iones indeseados que puedan afectar la estabilidad y otras propiedades de las suspensiones espesas. En un aspecto, el contenido de iones metálicos debe ser suficientemente bajo para proporcionar una conductividad de menos de 5 micro siemens/cm como se mide por el método D 1125 de ASTM. [00063] En un aspecto de la invención, se proporciona una Suspensión Espesa Intermedia de ATH+. Esta composición se puede preparar por un procedimiento en el cual se combina un Dispersante POM Diluido con partículas cristalinas de trihidrato de alúmina (además de las partículas de ATH presentes en el Dispersante POM Catiónico usado para preparar el Dispersante POM Diluido). El Dispersante POM Diluido se puede preparar al combinar aproximadamente 5 a aproximadamente 14% en peso de Dispersante POM Catiónico de la presente invención y aproximadamente 86 a aproximadamente 95% en peso de agua (el total que es 100% en peso). En otra modalidad, se puede obtener un Dispersante POM Diluido al combinar un Dispersante POM Catiónico de la presente invención con agua en una cantidad suficiente para proporcionar un contenido total de sólidos de ATH de aproximadamente 1 a aproximadamente 10% en peso en el Dispersante POM Diluido. Cuando el Dispersante POM Diluido se utiliza en una Suspensión Espesa de ATH+ Grado Papel, el contenido total de sólidos de ATH del Dispersante POM Diluido puede ser aproximadamente 3 a aproximadamente 6% en peso. Cuando el Dispersante POM Diluido se utiliza en la Suspensión Espesa de ATH+ Grado Pintura, el contenido total de sólidos de ATH del Dispersante POM Diluido puede ser aproximadamente 1 a aproximadamente 4% en peso. Una cantidad de partículas cristalinas de trihidrato de alúmina (ATH) además de las partículas cristalinas de trihidrato de alúmina presentes como parte del Dispersante POM Catiónico se combina con el Dispersante POM Diluido efectivo para proporcionar una Suspensión Espesa Intermedia de ATH+ que tiene un pH de entre aproximadamente 2 y aproximadamente 6.8 y contenido de sólidos de ATH de aproximadamente 74 a aproximadamente 84% en peso. [00064] La Suspensión Espesa Intermedia de ATH+ se puede utilizar para proporcionar una suspensión Espesa de ATH+ Grado Papel y/o una suspensión Espesa de ATH+ Grado Pintura como se describe más adelante en la presente en más detalle. [00065] La invención en otro aspecto proporciona una suspensión Espesa de ATH+ Grado Papel que comprende una suspensión Espesa Intermedia de ATH+ y agua en una cantidad suficiente para diluir la Suspensión Espesa Intermedia de ATH+ a un contenido total de sólidos de ATH de aproximadamente 70 a aproximadamente 72% en peso. La Suspensión Espesa Intermedia de ATH+ está comprendida de un Dispersante POM Diluido, que está comprendido de un Dispersante POM Catiónico de acuerdo con la invención y suficiente agua para proporcionar un contenido total de sólidos de ATH en el Dispersante POM Diluido de aproximadamente 3 a aproximadamente 6% en peso, con la Suspensión Espesa Intermedia de ATH+ que está comprendida adicionalmente de partículas cristalinas de trihidrato de alúmina (ATH) además de las partículas cristalinas de trihidrato de alúmina presentes como parte del Dispersante POM Catiónico. La Suspensión Espesa Intermedia de ATH+ tiene un pH de aproximadamente 2 a aproximadamente 6.8 y un contenido total de sólidos de ATH de aproximadamente 74 a aproximadamente 84% en peso. El agua está presente en una cantidad suficiente para diluir la Suspensión Espesa Intermedia de ATH+ a un contenido total de sólidos de ATH de aproximadamente 70 a aproximadamente 72% en peso. La suspensión espesa resultante es útil en la elaboración de papel (por ejemplo, como un componente de una pasa espesa acuosa de papel que también contiene pulpa y partículas de dióxido de titanio o como un componente de una mezcla de prensa encoladora que también contiene un almidón (por ejemplo, un almidón etoxilado) y opcionalmente alcohol polivinílico y/o un aglutinante catiónico tal como un poliuretano catiónico a base de agua). [00066] Adicionalmente se proporciona por la presente invención una suspensión Espesa de ATH+ Grado pintura. Esta suspensión espesa está comprendida de una Suspensión Espesa Intermedia de ATH+ y agua. La Suspensión Espesa Intermedia de ATH+ tiene un pH de aproximadamente 2 a aproximadamente 6.8 y un contenido total de sólidos de ATH de aproximadamente 74 a aproximadamente 84% en peso y comprende un Dispersante POM Diluido. El Dispersante POM Diluido está comprendido de un Dispersante POM Catiónico de acuerdo con la presente invención y agua en una cantidad suficiente para diluir el Dispersante POM Catiónico a un contenido total de sólidos de ATH en el Dispersante POM Diluido de aproximadamente 1 a aproximadamente 4% en peso. La Suspensión Espesa Intermedia de ATH+ está comprendida adicionalmente de partículas cristalinas de trihidrato de alúmina (ATH) además de las partículas cristalinas de trihidrato de alúmina presentes como parte del Dispersante POM Catiónico.

Suspensiones Espesas Catiónicas de Ti02 y ATH+/TiQ2 [00067] Como se menciona anteriormente, el Dispersante POM Catiónico de la invención también es útil para preparar suspensiones espesas catiónicas de partículas de dióxido de titanio ("Suspensiones espesas catiónicas de Ti02") así como suspensiones espesas catiónicas de mezclas de partículas de trihidrato de alúmina y partículas de dióxido de titanio ("Suspensiones espesas de ATH+/Ti02" o "Mezclas de suspensiones espesas de ATH+/Ti02"). [00068] Antes de la presente invención, no se podían elaborar suspensiones espesas de ATH+/Ti02 (es decir, suspensiones espesas de partículas de trihidrato de alúmina y partículas de dióxido de titanio) que tuvieran propiedades de viscosidad y reología adecuadas para el uso en aplicaciones de papel. De manera sorprendente, la presencia de un Dispersante POM Catiónico como se describe en la presente ayuda en la humectación de Ti02 en la suspensión espesa catiónica durante la carga de pigmento y estabiliza la viscosidad durante el envejecimiento térmico a 50°C durante una semana. Cuando se elabora una suspensión espesa catiónica de Ti02, el Dispersante POM Catiónico se puede adicionar en una cantidad de aproximadamente 1 a aproximadamente 1.5% en peso en base al peso seco de Ti02 para mantener el pH final por abajo de 4.0. El pH inicial del Ti02 seco tiene influencia en el pH final de la suspensión espesa. El intervalo de Dispersante POM Catiónico útil en esta modalidad de la presente invención es en general de aproximadamente 0.5% a aproximadamente 12% en peso en base al contenido total de sólidos. Más de aproximadamente 4% en peso de Dispersante POM Catiónico puede dar por resultado una suspensión espesa de Ti02 de mayor viscosidad. Típicamente se necesitan al menos 0.5% en peso de Dispersante POM Catiónico para mejorar la velocidad de humectación de Ti02seco durante el proceso de dispersión. En otro aspecto, se puede usar aproximadamente 1 a aproximadamente 1.5% en peso del Dispersante POM Catiónico. [00069] Las partículas de dióxido de titanio (Ti02) adecuadas para el uso de acuerdo a la invención pueden ser cualquier dióxido de titanio de anatasa o rutilo conocido e la téenica para el uso como un pigmento, incluyen, por ejemplo, materiales producidos por un proceso de cloruro o un proceso de sulfato, tal como se practican comúnmente en la técnica. El término "dióxido de titanio" también puede incluir dióxido de titanio revestido con zirconia, revestido con magnesia, revestido con alúmina y/o revestido con sílice, todos los cuales son bien conocidos en la técnica, o cualquier otro dióxido de titanio modificado en superficie tal como aquellos tratados con un silano orgánico, siloxano, o polifosfonato . Los ejemplos comercialmente disponibles de productos de dióxido de titanio grado universal tratados con alúmina, útiles en la presente invención, incluyen TRONOXMR 826, DUPONTMR R706 y CRISTALMR 596. Para mejorar la estabilidad a largo plazo de la suspensión espesa catiónica de Ti02 (en donde la suspensión espesa no exhibe incrementos significativos en la viscosidad durante un período prolongado de tiempo), será típicamente ventajoso usar un producto de dióxido de titanio que tiene tanto tratamientos de superficie de alúmina como de zirconia, tal como TR0N0XMR 828 o KR0N0SMR 2310. El tratamiento de superficie de aminosilano del dióxido de titanio se puede usar de manera opcional para impartir una carga catiónica en un pigmento seco antes de que se incorpora en una composición de acuerdo a la invención. Típicamente, el dióxido de titanio será de grado pigmento, y en general será ligeramente ácido. Típicamente tendrá un pH mayor del punto isoeléctrico del pigmento, aunque esto no se requiere. Por ejemplo, si el punto isoeléctrico de Ti02 es 7, entonces el Ti02 se puede suministrar teniendo un pH of 8.5. El pH de las partículas secas de dióxido de titanio se puede ajustar a un valor deseado por cualquier medio conocido en la téenica, incluyendo por ejemplo tratamiento con compuestos al como fosfato de amonio, trietanolamina o aminometilpropano. [00070] Ti02 que tiene un tamaño promedio de partícula de al menos 0.25 micrones y menos de 1 micron es adecuado, y más típicamente el tamaño promedio de partícula está entre 0.25 y 0.4 micrones. En un aspecto, Ti02 que está pre-molido a un tamaño pigmentario por un molino de aire o energía de fluido de vapor se puede usar. También es adecuado Ti02 donde las partículas se han reducido de tamaño por un método de molienda en húmedo, por ejemplo como se describe en la Patente de los Estados Unidos No.5,270,076, para romper y dispersar agregados y aglomerados de Ti02. [00071] De manera ventajosa, se puede combinar dióxido de titanio tipo rutilo con el Dispersante POM Catiónico o una Suspensión Espesa Intermedia de ATH+ de la presente invención para proporcionar una suspensión mezcla mezclada de suspensión espesa de ATH+/Ti02 que tiene propiedades en el extremo húmedo comparables a suspensiones espesas aniónicas comerciales tipo rutilo o anatasa, pero a una concentración reducida de Ti02. Estas suspensiones espesas mezcladas son útiles para proporcionar al menos opacidad comparable en aplicaciones de papel y cartón a un costo competitivo a suspensiones espesas de Ti02 tipo rutilo o anatasa. Un ejemplo de una suspensión espesa catiónica de dióxido de titanio tipo rutilo, particularmente adecuada para el uso con el Dispersante POM Catiónico y Suspensiones espesas de ATH+ de esta invención es una of suspensión espesa de dióxido de titanio preparado usando una téenica de "molienda dilatante", especialmente aquellas producidas de acuerdo con el proceso de la Patente de los Estados Unidos No. 5,563,793, las enseñanzas de la cual se incorporan de este modo como referencia en su totalidad para todos los propósitos. [00072] Cuando se combina un polvo de dióxido de titanio tipo rutilo con una suspensión espesa de ATH+ de esta invención, la composición de suspensión espesa de ATH+/Ti02 comprende aproximadamente 50% a aproximadamente 80% de dióxido de titanio catiónico y aproximadamente 20% a aproximadamente 50% de suspensión espesa de ATH+ en una base en peso de pigmento (el total que es 100%). En otro aspecto, la composición de la suspensión espesa de ATH+/Ti02 comprende aproximadamente 70 a aproximadamente 80% de dióxido de titanio catiónico y aproximadamente 20% a aproximadamente 30% de suspensión espesa de ATH+ en una base en peso de pigmento (el total que es 100%). El contenido de dióxido de titanio puede ser mayor, con por el contrario cantidades menores de ATH. Puesto que se incrementa el contenido de dióxido de titanio de la suspensión espesa, se incrementa la opacidad lograda a una concentración dada de la suspensión espesa, pero hay un incremento correspondiente en el costo de una suspensión espesa. Una composición de ATH+/Ti02 tipo rutilo que tiene aproximadamente 50% en peso de Ti02 y 50% en peso de ATH proporciona opacidad y brillo igual a suspensiones espesas tradicionales de Ti02 aniónico tipo rutilo (100%) usadas en el extremo húmedo durante la elaboración de papel. También para revestimientos catiónicos son útiles mezclas similares de suspensiones espesas de ATH y suspensiones espesas de Ti02, tal como revestimientos receptivos de inyección de tinta, pinturas arquitectónicas y revestimientos de papel, y otras aplicaciones, incluyendo plástico. [00073] Una Suspensión Espesa Catiónica de Ti02 de acuerdo con la invención se puede preparar usando un exceso de Dispersante POM Catiónico (es decir, una cantidad de Dispersante POM Catiónico en exceso de la cantidad necesaria para lograr una viscosidad y estabilidad deseada en la suspensión espesa). Esta Suspensión Espesa Catiónica de Ti02 se puede suministrar en esta forma a una compañía de pinturas, por ejemplo, que entonces puede utilizar la suspensión espesa catiónica de Ti02 para producir una molienda mezclada de Ti02 de pigmento al combinar la suspensión espesa catiónica de Ti02 con talco, arcilla y/o trihidrato de alúmina (por ejemplo, ATH doblemente precipitado y/o solo una vez precipitado). En este respecto, el Dispersante POM Catiónico se puede usar como un dispersante. Cuando se combina un polvo de dióxido de titanio tipo rutilo con el Dispersante POM Catiónico de eta invención, la Suspensión espesa Catiónica de Ti02, resultante, comprende de aproximadamente 80% en peso a aproximadamente 99% en peso de dióxido de titanio catiónico y de aproximadamente 1% en peso a aproximadamente 20% en peso de Dispersante POM Catiónico en una base en peso de pigmento (el total que es 100%). En otro aspecto, a la Suspensión Espesa Catiónica de Ti02 comprende de aproximadamente 96% en peso a aproximadamente 99% en peso de dióxido de titanio catiónico y de aproximadamente 1% en peso a aproximadamente 4% en peso de Suspensión Espesa de ATH+ en una base en peso de pigmento (el total que es 100%). El contenido de dióxido de titanio puede ser mayor, con por el contrario cantidades menores de Dispersante POM Catiónico. En un aspecto, la cantidad de Dispersante POM Catiónico adicionada en el Ti02 es una cantidad suficiente para volver al Ti02 en agua con una buena viscosidad de bombeo. Conforme se incrementa el contenido de dióxido de titanio de la suspensión espesa, hay una correspondiente concentración óptima de Dispersante POM Catiónico para mantener una suspensión espesa fluida de baja viscosidad. La concentración óptima y de bajo costo del Dispersante POM Catiónico se puede determinar al adicionar Dispersante POM Catiónico a agua y luego al adicionar de manera subsiguiente Ti02 en polvo a la suspensión espesa hasta que se alcance el valor deseado de sólidos molidos. Se elaboran suspensiones espesas catiónicas de Ti02 similares al incorporar pigmentos en un orden específico de adición y a concentraciones que tienen a reducir al mínimo la liberación de iones solubles. Por ejemplo, el talco adicionado durante la adición de Ti02 tiene mejor estabilidad de viscosidad. El Ti02 catiónico preparado usando un exceso de Dispersante POM Catiónico puede permitir que un fabricante de pinturas disperse pigmentos diluyentes adicionales que son compatibles con una suspensión espesa acida a alto contenido de sólidos, eliminando de este modo agentes tensoactivos no iónicos costosos y reduciendo al mínimo adicionalmente los costosos modificadores de reología. [00074] El dispersante POM catiónico de la presente invención facilita la preparación de moliendas dilatantes de un notable alto contenido de sólidos de Ti02, sin tener que recurrir al uso de dispersantes orgánicos. Una molienda de suspensión espesa de muy alto contenido de sólidos de Ti02que un fabricante de pinturas ponga freno al agua de dilución durante el mezclado subsiguiente en resinas catiónicas. Al final de una corrida de producción de pintura, el agua de dilución retenida se usa para lavar los agitadores tanques y líneas de bombas, enjuagando de este modo cualquier residuo restante en la pintura catiónica recién elaborada de alto contenido de sólidos. Usualmente es ventajoso enjuagar los residuos catiónicos del equipo de producción de pintura de modo que se pueda procesar una pintura aniónica subsiguiente a través del mismo equipo sin tener que instalar instalaciones separadas de manejo o catiónico dedicado o aniónico.

Características/Propiedades de las Suspensiones Espesas de la Invención [00075] Las suspensiones espesas de ATH+ de la presente invención pueden ser suspensiones espesas de alto contenido de sólidos que comprenden al menos 50% en peso de ATH, y hasta 80% en peso de ATH, por ejemplo, 67-68% en peso de ATH. Las suspensiones espesas de ATH+ tienen buena estabilidad. Las suspensiones espesas de ATH+ tienen un bajo contenido de arena, es decir, menos de 0.01% de arena sin cepillar. Las suspensiones espesas de ATH+ de alto contenido de sólidos de la invención tienen ventajosamente baja viscosidad. La viscosidad se mide usando un viscosímetro Brookfield. La viscosidad de las suspensiones espesas de ATH+ de alto contenido de sólidos es típicamente menor de 3000 Cps a 100 rpm, usando un husillo #4, menos de 1000 Cps, o en el intervalo de 200 a 800 Cps, como se mide a temperatura ambiente (25°C) y 68% de sólidos. Las suspensiones espesas de ATH+ de esta invención pueden ser bombeables. "Bombeable" se define en la presente como que tiene una viscosidad Hercules de menos de 1000 cps, o menos de 300 como se mide usando un viscosímetro de alto corte Hercules con una plomada "A", un ajuste de muelle de 50,000 dinas/cm y 500 rpm de velocidad de corte. [00076] Las mezclas de suspensión espesa de ATH+/Ti02 de esta invención son útiles en aplicaciones de papel y cartón. La presente invención proporciona un proceso para producir papel que comprende mezclar pulpa y una suspensión espesa que comprende ATH+ y partículas de pigmento de Ti02 tipo rutilo, cationizadas, para formar una pasa espesa y desaguar y secar la pasta espesa para formar una lámina en donde la suspensión espesa comprende (a) al menos 50% en peso 'de partículas pigmentarias de ATH dispersadas que tienen un tamaño promedio de partícula de al menos 0.25 micrones (no incluyendo las partículas de ATH que forman parte del Dispersante POM Catiónico); (b) un Dispersante POM Catiónico de acuerdo con la invención. En un aspecto, la suspensión espesa de ATH+/Ti02 comprende de aproximadamente 75 a aproximadamente 50% en peso de Ti02 tipo rutilo y de aproximadamente 25 a aproximadamente 50% ATH, en una base de sólidos secos. [00077] Los Dispersantes POM Catiónicos de la presente invención son adicionalmente útiles para preparar composiciones de revestimiento (por ejemplo, pintura) en donde el dispersante se emplea para dispersar las partículas de pigmento, tal como partículas de ATH, Ti02 y/o talco en un medio líquido (típicamente, un medio acuoso que puede contener agua y opcionalmente uno o más solventes orgánicos miscibles en agua) que contiene al menos una resina (tal como un polímero orgánico dispersado tal como un precursor polimerico de resina acrílica tal como una resina epoxi dispersada, la resina que es típicamente de naturaleza no iónica o catiónica) y opcionalmente uno o más aditivos adicionales convencionalmente usados en composiciones de revestimiento tal como desespumadores, agentes niveladores, modificadores de reología, formadores de película (agentes coalescentes) y similares, con la condición de que estos aditivos sean compatibles con los pigmentos y resina. [00078] Por ejemplo, el Dispersante POM Catiónico puede comprender parte de una pintura aprestadora de bloque de tintura catiónica. Esta pintura se puede obtener, por ejemplo, al preparar una suspensión espesa comprendida de agua, y el Dispersante POM Catiónico (de aproximadamente 1 a aproximadamente 5% en peso, en base al contenido de sólidos secos de la suspensión espesa), partículas de talco y partículas de dióxido de titanio. Esta suspensión espesa entonces se puede combinar con agua adicional, partículas de ATH, desespumadores, una resina epoxi catiónica a base de agua, un formador de película y un modificador de reología. El Dispersante POM Catiónico puede comprender, por ejemplo, de aproximadamente 0.2 a aproximadamente 0.5 por ciento en peso del peso total de la pintura prestadora de bloque de tintura catiónica resultante. [00079] A veces, puede ser necesario usar el pH de una suspensión espesa de acuerdo con la presente invención para que esté dentro de un intervalo deseado de pH. En general se usa un ácido por este propósito. Los ácidos típicos adecuados para el uso en la presente invención incluyen ácido clorhídrico, especialmente trihidrato de alúmina disuelto en ácido clorhídrico (cloruro de polialuminio). El polvo de ATH adicionado a la suspensión espesa a base de agua, catiónica, tiene en general un pH alto. Al controlar el pH base del polvo de ATH antes de la adición en la mezcla de PAC ácido/agua, se puede obtener un pH ideal de sólidos y suspensión espesa. Cuando se usa, el polvo ácido básico de ATH, seleccionado, está típicamente presente a la suspensión espesa a una cantidad para mantener el pH de la suspensión espesa del producto en el intervalo de aproximadamente 2.5 a aproximadamente 7.0, o de aproximadamente 3.5 a aproximadamente 4.0. [00080] Se pueden usar biocidas no iónicos y catiónicos comercialmente disponibles en la suspensión espesa de esta invención. Los ejemplos de estos biocidas incluyen, pero no se limitan a quats catiónicos.

Dispersantes PPM Catiónicos con Polímeros Anfotericos y Aniónicos [00081] En otra modalidad, el Dispersante POM catiónico de la presente invención y las suspensiones espesas preparadas a partir del mismo, se pueden utilizar conjuntamente con un polímero anfotérico para incrementar el contenido de agente de relleno de una suspensión espesa que contiene pulpa en un bajo peso base. En una modalidad, el contenido de agente de relleno de un papel o cartón se puede incrementar al: (a) combinar una Suspensión Espesa de ATH+ Grado Papel con una suspensión espesa de pulpa, con o sin una Suspensión Espesa catiónica de Ti02 ; (b) combinar la mezcla resultante con un polímero anfotérico; (c) combinar a mezcla resultante con un polímero aniónico; (d) combinar la mezcla resultante con polímeros funcionales; y (e) procesar la mezcla de suspensión espesa resultante con ayudas de retención para formar una hoja de papel o cartón. [00082] Para los propósitos de esta invención, se adiciona un polímero anfotérico después de que el ATH+ ayuda en el depósito de otras partículas de pigmento en la fibra de pulpa. El polímero anfotérico se adiciona en una forma diluida, típicamente menos de 1% en peso en una pasa de fibra, pretratada, diluida (~3% en peso). Un polímero anfotérico tiene grupos funcionales tanto aniónicos como catiónicos a varias relaciones y ubicaciones en la estructura polimérica. En un Aspecto, el polímero anfotérico tiene una actividad particular. Una indicación de la naturaleza reactiva deseada del polímero anfotérico se determina al mezclar una solución acuosa al 1% en peso en suspensión Espesa concentrada de ATH+ Grado Papel a una relación en peso 50:50 dentro de un recipiente agitado de polietileno. La mezcla resultante se espesa rápidamente y se determina que es un polímero anfotérico adecuado si la mezcla resultante se adhiere como una masa gelatinosa a la pared del recipiente de polietileno conforme se vierte fuera del recipiente a un ángulo de 45 grados. [00083] En una modalidad, estos métodos pueden proporcionar un papel retardante de la flama, de alta resistencia, de drenaje rápido, con muy altas cargas de ATH en máquinas rápidas de papel diseñadas para grados de papel de impresión y escritura. En tanto que no se desea que se una por teoría, se cree que el ATH+ puede auto-adsorberse en las fibras de pulpa debido a la tracción de carga opuesta del Dispersante POM Catiónico inventivo o suspensiones espesas preparadas del mismo a fibras de pulpa de carga negativa. En un Aspecto similar, un polímero anfotérico (que tiene tanto carga negativa como positiva), tal como por ejemplo, resina de resistencia seca HERCOBOND1® HA5305, cuando se aplica a fibras después de altas cargas de ATH+, puede sellar el ATH+ sobre la fibra, que entonces se puede revestir de manera subsiguiente con una resina de resistencia seca aniónica comúnmente usada, tal como por ejemplo, HERCOBONDMR 2000 (H2000), para formar un coacervado. De manera similar, otros polímeros negativamente cargados y materiales celulósicos tal como por ejemplo, carboximetilcelulosa se pueden usar. El uso de esta resina de resistencia seca puede mejorar la resistencia del papel al enlazarse a través de las fibras. [00084] En otra modalidad, los polímeros anfotéricos y aniónicos se pueden adicionar después de revestir fibras celulósicas o de madera con el Dispersante POM Catiónico o suspensiones espesas preparadas a partir del mismo. En otra modalidad, se puede formar una interacción de carga alternante, por ejemplo, de fibra - ATH+ - polímero anfotéríco - resina de resistencia seca - polímero anfotérico - ATH+ - fibra. Puesto que las cargas opuestas se atraen, los grupos hidroxilo en la fibra, el ATH+, y el polímero puede interactuar para fortalecer la matriz resultante. Como resultado, un método que utiliza un Dispersante POM Catiónico con polímeros anfotéricos y aniónicos puede proporcionar un papel que tiene rigidez incrementada y unión interna incrementada, con poco o ningún polvo. Un papel preparado con Dispersante POM Catiónico y polímeros anfotéricos y aniónicos puede mantener cerca de dos veces la cantidad de ATH como un papel similar preparado con el Dispersante POM Catiónico solo, en tanto que mantiene el mismo o reducido espesor de papel. En otros Aspectos, se pueden preparar papeles que tienen de aproximadamente 25% en peso a aproximadamente 60% en peso o más ATH, en tanto que mantienen un bajo peso base cuando se emplean los métodos que usan el dispersante POM Catiónico, inventivo, un polímero anfotérico y un polímero aniónico. [00085] Las invenciones de la presente descripción se pueden describir en varios Aspectos, incluyendo, pero no limitado a aquellos descritos a continuación. [00086] Aspecto 1: Un dispersante de trihidrato de alúmina, revestido con polioxometalato, catiónico (Dispersante POM Catiónico) que comprende un producto de reacción de: un cloruro de polialuminio que tiene una basicidad de aproximadamente 20% a aproximadamente 40% y un contenido de Al2O3 de aproximadamente 10% en peso a aproximadamente 17% en peso; y partículas cristalinas de trihidrato de alúmina (ATH); en donde el dispersante POM catiónico tiene un pH de < 2.5. [00087] Aspecto 2: El Dispersante POM Catiónico del Aspecto 1, en donde las partículas cristalinas de trihidrato de alúmina tiene un tamaño promedio de partícula de aproximadamente 0.1 mm a aproximadamente 1 mpi. [00088] Aspecto 3: El Dispersante POM Catiónico del Aspecto 1, en donde las partículas cristalinas de trihidrato de alúmina tienen un tamaño promedio de partícula de aproximadamente 0.2 mm a aproximadamente 0.5 mm. [00089] Aspecto 4: El Dispersante POM Catiónico del Aspecto 1, las partículas cristalinas de trihidrato de alúmina tienen un tamaño promedio de partícula de aproximadamente 0.25 mpi. [00090] Aspecto 5: El Dispersante POM Catiónico del Aspecto 1, en donde el cloruro de polialuminio tiene un A1I3 [A104A112(OH)24(H2O)127+] con contenido de estructura Keggin de aproximadamente 18% a aproximadamente 31%. [00091] Aspecto 6: El Dispersante POM Catiónico del Aspecto 1, en donde el cloruro de polialuminio tiene una basicidad de aproximadamente 25% a aproximadamente 35%. [00092] Aspecto 7: El Dispersante POM Catiónico del Aspecto 1, en donde el cloruro de polialuminio tiene un contenido de Al2O3 de aproximadamente 10% en peso a aproximadamente 11% en peso. [00093] Aspecto 8: El Dispersante POM Catiónico del Aspecto 1, en donde el cloruro de polialuminio tiene: una basicidad de aproximadamente 30% a aproximadamente 32%; un contenido de Al203 de aproximadamente 10% en peso a aproximadamente 11% en peso; y un Al13 [Al04Ali2(OH)24(H2O)127+] con un contenido de estructura Keggin de aproximadamente 18% a aproximadamente 31%. [00094] Aspecto 9: El Dispersante POM Catiónico del Aspecto 1, en donde las partículas cristalinas de trihidrato de alúmina están en forma de gibsita. [00095] Aspecto 10: El Dispersante POM Catiónico del Aspecto 1, preparado usando aproximadamente 30 a aproximadamente 60% en peso de partículas cristalinas de trihidrato de alúmina y aproximadamente 40 a aproximadamente 70 por ciento en peso de cloruro de polialuminio, en donde el cloruro de polialuminio está comprendido de aproximadamente 65 a aproximadamente 75 por ciento en peso de agua y de aproximadamente 25 a aproximadamente 35 por ciento en peso de sólidos. [00096] Aspecto 11: El Dispersante POM Catiónico del Aspecto 1, preparado usando aproximadamente 45 a aproximadamente 55 por ciento en peso de partículas cristalinas de trihidrato de alúmina y aproximadamente 45 a aproximadamente 55 por ciento en peso de cloruro de polialuminio, en donde el cloruro de polialuminio está comprendido de aproximadamente 65 a aproximadamente 75 por ciento en peso de agua y de aproximadamente 25 a aproximadamente 35 por ciento en peso de sólidos. [00097] Aspecto 12: Un método para elaborar un dispersante de trihidrato de alúmina, revestido con polioximetalato, catiónico (Dispersante POM Catiónico) que comprende combinar un cloruro de polialuminio que tiene una basicidad de aproximadamente 20% a aproximadamente 40% y un contenido de Al2O3 de aproximadamente 10% en peso a aproximadamente 17% en peso con partículas cristalinas de trihidrato de alúmina (ATH), en donde el Dispersante POM Catiónico resultante tiene un pH de < 2.5. [00098] Aspecto 13: El método del Aspecto 12, en donde las partículas cristalinas de trihidrato de alúmina tienen un tamaño promedio de partícula de aproximadamente 0.1 mm a aproximadamente 1 mih. [00099] Aspecto 14: El método del Aspecto 12, en donde las partículas cristalinas de trihidrato de alúmina tienen un tamaño promedio de partícula de aproximadamente 0.2 mm a aproximadamente 0.5 mp [000100] Aspecto 15: El método del Aspecto 12, en donde las partículas cristalinas de trihidrato de alúmina tienen un tamaño promedio de partícula de aproximadamente 0.25 mm. [000101] Aspecto 16: El método del Aspecto 12, en donde el cloruro de polialuminio tiene un Ali3 [A104Ali2(OH)24(H2O)127+] con un contenido de estructura Keggin de aproximadamente 18% a aproximadamente 31%. [000102] Aspecto 17: El método del Aspecto 12, en donde el cloruro de polialuminio tiene una basicidad de aproximadamente 25% a aproximadamente 35%. [000103] Aspecto 18: El método del Aspecto 12, en donde el cloruro de polialuminio tiene un contenido de Al2O3 de aproximadamente 10% en peso a aproximadamente 11% en peso. [000104] Aspecto 19: El método del Aspecto 12, en donde el cloruro de polialuminio tiene: una basicidad de aproximadamente 30% a aproximadamente 32%; un contenido de Al203 de aproximadamente 10% en peso a aproximadamente 11% en peso; y un Al13 [A104A1I2(OH)24(H20)127+] con contenido de estructura Keggin de aproximadamente 18% a aproximadamente 31%. [000105] Aspecto 20: El método del Aspecto 12, en donde las partículas cristalinas de trihidrato de alúmina están en forma de gibsita. [000106] Aspecto 21: El método del Aspecto 12, en donde se usa una cantidad de partículas cristalinas de trihidrato de alúmina que es aproximadamente 30% a aproximadamente 60% del peso total de partículas cristalinas de trihidrato de alúmina y cloruro de polialuminio, en donde el cloruro de polialuminio está comprendido de aproximadamente 65 a aproximadamente 75 por ciento en peso de agua y de aproximadamente 25 a aproximadamente 35 por ciento en peso de sólidos. [000107] Aspecto 22: El método del Aspecto 12, en donde se usa una cantidad de partículas cristalinas de trihidrato de alúmina que es aproximadamente 45% a aproximadamente 55% del peso total de partículas cristalinas de trihidrato de alúmina y cloruro de polialuminio, en donde el cloruro de polialuminio está comprendido de aproximadamente 65 a aproximadamente 75 por ciento en peso de agua y de aproximadamente 25 a aproximadamente 35 por ciento en peso de sólidos. [000108] Aspecto 23: El método del Aspecto 12, en donde las partículas cristalinas de trihidrato de alúmina se adicionan al cloruro de polialuminio en tanto que se mezcla. [000109] Aspecto 24: Un Dispersante POM Catiónico producido de acuerdo con el método de cualquiera de los Aspectos 12 a 23. [000110] Aspecto 25: Una suspensión espesa catiónica, que comprende un Dispersante POM Catiónico de acuerdo con cualquiera de los Aspectos 1 a 11 y 24 y partículas inorgánicas, además de las partículas cristalinas de trihidrato de alúmina presentes como parte del Dispersante POM Catiónico, seleccionado del grupo que consiste de partículas de trihidrato de alúmina, dióxido de titanio y mezclas de esto. [000111] Aspecto 26: La suspensión espesa catiónica del Aspecto 25, que comprende el Dispersante POM Catiónico del Aspecto 1 u 8 y Ti02. [000112] Aspecto 27: La suspensión espesa catiónica del Aspecto 25, que comprende de aproximadamente 80% en peso a aproximadamente 99% en peso Ti02 y de aproximadamente 1% en peso a aproximadamente 20% en peso Dispersante POM Catiónico. [000113] Aspecto 28: La suspensión espesa catiónica del Aspecto 25, que comprende de aproximadamente 96% en peso a aproximadamente 99% en peso de Ti02 y de aproximadamente 1% en peso a aproximadamente 4% en peso Dispersante POM Catiónico. [000114] Aspecto 29: Una suspensión espesa catiónica intermedia de ATH+ que comprende: un Dispersante POM Diluido que comprende de aproximadamente 5% en peso a aproximadamente 14% en peso de un Dispersante POM Catiónico de acuerdo con cualquiera de los Aspectos 1 a 11 y 24 y aproximadamente 86% en peso a aproximadamente 95% en peso de agua; y partículas cristalinas de trihidrato de alúmina (ATH) además de las partículas cristalinas de trihidrato de alúmina presentes como parte del Dispersante POM Catiónico; en donde la Suspensión Espesa Catiónica Intermedia de ATH+ tiene un pH de entre aproximadamente 2 y aproximadamente 6.8 y tiene un contenido total de sólidos de ATH de aproximadamente 74% en peso a aproximadamente 84% en peso. [000115] Aspecto 30: la Suspensión Espesa Catiónica Intermedia de ATH+ del Aspecto 29, en donde la Suspensión Espesa Catiónica Intermedia de ATH+ tiene un pH de entre aproximadamente 3 y aproximadamente 6. [000116] Aspecto 31: La Suspensión Espesa Catiónica Intermedia de ATH+ del Aspecto 29, en donde el contenido total de sólidos de ATH es de aproximadamente 77% en peso a aproximadamente 78% en peso. [000117] Aspecto 32: Una Suspensión Espesa Catiónica Intermedia de ATH+ que comprende: un Dispersante POM Diluido que comprende: un Dispersante POM Catiónico de acuerdo con cualquiera de los Aspectos 1-11 y 24 y agua en una cantidad suficiente para proporcionar un contenido total de sólidos de ATH de aproximadamente 1 a aproximadamente 10% en peso en el Dispersante POM Diluido; y partículas cristalinas de trihidrato de alúmina (ATH) además de las partículas cristalinas de trihidrato de alúmina presentes como parte del Dispersante POM Catiónico; en donde la Suspensión Espesa Catiónica Intermedia de ATH+ tiene un pH de entre aproximadamente 2 y aproximadamente 6.8 y un contenido total de sólidos de ATH de aproximadamente 74% en peso a aproximadamente 84% en peso. [000118] Aspecto 33: La Suspensión Espesa Catiónica Intermedia de ATH+ del Aspecto 32, en donde el Dispersante POM Diluido comprende agua en una cantidad suficiente para proporcionar un contenido total de sólidos de ATH de aproximadamente 3% en peso a aproximadamente 6% en peso en el Dispersante POM Diluido. [000119] Aspecto 34: La Suspensión Espesa Catiónica Intermedia de ATH+ del Aspecto 32, en donde el Dispersante POM Diluido comprende agua en una cantidad suficiente para proporcionar un contenido total de sólidos de ATH de aproximadamente 1% en peso a aproximadamente 4% en peso en el Dispersante POM Diluido. [000120] Aspecto 35: Una suspensión espesa de trihidrato de alúmina, catiónico, grado papel que comprende una Suspensión Espesa Catiónica Intermedia de ATH+ que comprende un Dispersante POM Diluido que comprende: un Dispersante POM Catiónico de acuerdo con cualquiera de los Aspectos 1-11 y 24; agua en una cantidad suficiente para proporcionar un contenido total de sólidos de ATH de aproximadamente 3% en peso a aproximadamente 6% en peso en el Dispersante POM Diluido,· y partículas cristalinas de trihidrato de alúmina (ATH) además de las partículas cristalinas de trihidrato de alúmina presentes como parte del Dispersante POM Catiónico,-en donde la Suspensión Espesa Catiónica Intermedia de ATH+ tiene un pH de entre aproximadamente 2 y aproximadamente 6.8 y un contenido total de sólidos de ATH de aproximadamente 74% en peso a aproximadamente 84% en peso; y agua en una cantidad suficiente para diluir la Suspensión Espesa Catiónica Intermedia de ATH+ a un contenido total de sólidos de ATH de aproximadamente 70% en peso a aproximadamente 72% en peso. [000121] Aspecto 36: Una suspensión espesa de trihidrato de alúmina, catiónica, grado pintura que comprende: una Suspensión Espesa Catiónica Intermedia de ATH+ que comprende: un Dispersante POM Diluido que comprende: un Dispersante POM Catiónico de acuerdo con cualquiera de los Aspectos 1 a 12 y 24; y agua en una cantidad suficiente para diluir el Dispersante POM Catiónico a un contenido total de sólidos de ATH de aproximadamente 1% en peso a aproximadamente 4% en peso; y partículas cristalinas de trihidrato de alúmina (ATH) además de las partículas cristalinas de trihidrato de alúmina presentes como parte del Dispersante POM Catiónico; en donde la Suspensión Espesa Catiónica Intermedia de ATH+ tiene un pH de entre aproximadamente 2 y aproximadamente 6.8 y el contenido total de sólidos de ATH es de aproximadamente 74% en peso a aproximadamente 84% en peso; y agua en una cantidad suficiente para diluir la Suspensión Espesa Catiónica Intermedia de ATH+ a un contenido total de sólidos de ATH de aproximadamente 70% en peso a aproximadamente 72% en peso. [000122] Aspecto 37: Una suspensión espesa catiónica de trihidrato de alúmina y Ti02 (suspensión espesa de ATH+/Ti02) que comprende la Suspensión Espesa Catiónica Intermedia de ATH+ de cualquiera de los Aspectos 29-36 y una pluralidad de partículas catiónicas de Ti02. [000123] Aspecto 38: La Suspensión espesa de ATH+/Ti02 del Aspecto 37, que comprende de aproximadamente 50% en peso a aproximadamente 80% en peso de Ti02 catiónico y de aproximadamente 20% en peso a aproximadamente 50% en peso de Suspensión Espesa Catiónica Intermedia de ATH+ en una base en peso de pigmento. [000124] Aspecto 39: La Suspensión Espesa de ATH+/Ti02 del Aspecto 37, que comprende de aproximadamente 70% en peso a aproximadamente 80% en peso de Ti02 catiónico y de aproximadamente 20% en peso a aproximadamente 30% en peso Suspensión Espesa Catiónica Intermedia de ATH+ en una base en peso de pigmento. [000125] Aspecto 40: La Suspensión Espesa de ATH+/Ti02 del Aspecto 37, que comprende aproximadamente 50% en peso de Ti02 catiónico y de aproximadamente 50% en peso de Suspensión Espesa Catiónica Intermedia de ATH+ en una base en peso de pigmento. [000126] Aspecto 41: Una pasta acuosa de papel que comprende una suspensión espesa de agua, pulpa, partículas de dióxido de titanio, partículas de trihidrato de alúmina y un Dispersante POM Catiónico de acuerdo con cualquiera de los Aspectos 1 a 11 y 24. [000127] Aspecto 42: La pasta acuosa de papel del Aspecto 41, que comprende de aproximadamente 1 a aproximadamente 10% de dióxido de titanio y de aproximadamente 25% en peso a aproximadamente 50% en peso de trihidrato de alúmina. [000128] Aspecto 43: La pasta acuosa de papel del Aspecto 41, en donde el dióxido de titanio es de aproximadamente 50% en peso a aproximadamente 75% en peso del peso total del dióxido de titanio y trihidrato de alúmina. [000129] Aspecto 44: Una pasta acuosa de papel que comprende un suspensión espesa de agua, pulpa, partículas de dióxido de titanio y una Suspensión Espesa de ATH+ Grado Papel de acuerdo con el Aspecto 35. [000130] Aspecto 45: La pasta acuosa de papel del Aspecto 44, que comprende de aproximadamente 1% en peso a aproximadamente 10% en peso de dióxido de titanio y aproximadamente 25% en peso a aproximadamente 50% en peso de trihidrato de alúmina. [000131] Aspecto 46: Una Suspensión Espesa catiónica de Ti02, que comprende agua, partículas de dióxido de titanio y un Dispersante POM Catiónico de acuerdo con cualquiera de los Aspectos 1 a 11 y 24. [000132] Aspecto 47: Una composición de revestimiento, que comprende al menos una resina y una Suspensión Espesa catiónica de Ti02 de acuerdo con el Aspecto 46. [000133] Aspecto 48: Una mezcla de prensa encoladora útil para tratar papel, que comprende un almidón y una suspensión espesa de ATH+ que contiene un Dispersante POM Catiónico de acuerdo con cualquiera de los Aspectos 1 a 12 y 24. [000134] Aspecto 49: Un método para tratar papel que comprende revestir el papel con una mezcla de prensa encoladora de acuerdo con el Aspecto 48. [000135] Aspecto 50: Una pintura, que comprende al menos una resina, partículas de dióxido de titanio, y una Suspensión Espesa de ATH+ Grado Pintura de acuerdo con el Aspecto 36. [000136] Aspecto 51: Un método para tratar papel que comprende poner en contacto una Suspensión Espesa de ATH+ Grado Papel con una pulpa, un polímero anfotérico, un polímero aniónico, y opcionalmente uno o más polímeros funcionales y/o una o más ayudas opcionales de retención para formar una hoja de papel o cartón. [000137] Aspecto 52: Un método para tratar papel que comprende poner en contacto una Suspensión Espesa de ATH+ Grado Papel con una pulpa y opcionalmente con una Suspensión Espesa catiónica de Ti02 para formar una mezcla, combinar la mezcla con un polímero anfotérico para formar una segunda mezcla, combinar la segunda mezcla con un polímero aniónico para formar una tercera mezcla, combinar la tercera mezcla con uno o más polímeros funcionales, y luego procesar la mezcla resultante de suspensión espesa con una o más ayudas opcionales de retención para formar una hoja de papel o cartón.

Ejemplos Metodos de Prueba [000138] Se emplearon varios métodos de prueba para caracterizar las suspensiones espesas de ATH+ y suspensiones espesas molidas de ATH+/Ti02 de esta invención. Los valores de pH de las suspensiones espesas se midieron usando un medidor de pH Beckman modelo 200. Se midió la viscosidad de Brookfield usando un viscosímetro Digital Brookfield Estándar, modelo RVDT, disponible de Brookfield Engineering Company.

Proceso General [000139] Las suspensiones espesas de esta invención se prepararon usando un dispersador Greerco escala de laboratorio, HSD, equipado con una cuchilla Cowles de 60 mm de acero inoxidable. Todas las preparaciones de suspensiones espesas se realizaron en un recipiente cilindrico de polietileno que mide 4 pulgadas (10.16 cm) de diámetro y 6 pulgadas (15.24 cm) de alto.

Ejemplo 1: Preparación de Dispersante PPM Catiónico [000140] A un dispersador de alta velocidad se adicionaron pesos iguales de PAC-K y/o PAC-K13 (ATC 8210, Eka Chemicals, aproximadamente 70% en peso de agua y aproximadamente 30% en peso de sólidos) y trihidrato de alúmina 0.25 mm (SpaceRite** S-ll, un producto de J.M. Huber). El ATH se adicionó lentamente en el PAC-K y/o PAC-K13 y se mezcló a alta velocidad (aproximadamente 1800 a 2000 rpm) durante 15 minutos.

Ejemplo 2: Preparación de Suspensión Espesa de ATH+ Grado Papel [000141] Un dispersador de alta velocidad se adicionaron cantidades de agua desionizada y el Dispersante POM Catiónico descrito anteriormente (Dispersante POM Diluido) en cantidades tal que la concentración final del Dispersante POM Catiónico en la Suspensión Espesa de ATH+ Grado Papel fue de 4.0% en peso en ATH seco. Entonces se adicionó lentamente ATH (HYDRALMR 710 ATH que tiene un tamaño promedio de partícula de aproximadamente 1 mpi, obtenido de J.M. Huber) a 2000 rpm hasta que se logró un contenido de sólidos molidos de 80% en peso y la suspensión espesa entonces se mezcló a alta velocidad (aproximadamente 5000 rpm) durante 5 minutos dando por resultado una Suspensión Espesa Intermedia de ATH+. Se adicionó lentamente agua desionizada adicional para diluir a 68% de sólidos, seguido por mezclado durante 10 minutos a baja velocidad para lograr uniformidad adecuada que da por resultado la preparación de la Suspensión Espesa de ATH+ Grado Papel.

Ejemplo 3: Preparación de Suspensión Espesa catiónica de [000142] A un dispersador de alta velocidad se adicionaron agua desionizada y el anteriormente descrito Dispersante POM Catiónico (Dispersante POM Diluido) de modo que la concentración final del Dispersante POM Catiónico en la Suspensión Espesa catiónica de Ti02 fue de 1.0% en peso en Ti02 seco. Se adicionó entonces lentamente dióxido de titanio (Ti02 grado universal (TronoxMR CR826, Un producto de Tronox, que fue un pigmento de rutilo tratado con zirconia/alúmina)) a 2000 rpm hasta que se logró 80% en peso de sólidos molidos y luego se mezcló a alta velocidad (aproximadamente 5000 rpm) durante 5 minutos. Se adicionó lentamente agua desionizada adicional para diluir a 73% de sólidos seguido por mezclado durante 10 minutos a baja velocidad para lograr uniformidad adecuada. [000143] La Figura 1 muestra que las concentraciones incrementadas de Dispersante POM Catiónico de acuerdo con la invención se usan para dispersar Ti02 tipo rutilo grado universal en un catiónico cargado con 73% en peso de sólidos con viscosidad reducida. El pH ideal para la estabilidad de la viscosidad es menos de 4.

Ejemplo Comparativo A: Preparación de Suspensión Espesa Comparativa de PAC/TiQ2 [000144] Se elaboró una suspensión espesa preparativa de Ti02 a base de PAC de acuerdo al Ejemplo 4 de la Patente de los Estados Unidos No. 7,452,416, como se específica en la presente. La adición escalonada de cloruro de polialuminio (PAC) en tanto que se adiciona Ti02 tipo anatasa a agua produjo una suspensión espesa de PAC/Ti02 de alto contenido de sólidos. Se adicionó una pequeña cantidad de PAC (ATC 8210, de Eka Chemicals) a 99 gramos de agua desionizada, seguido por la adición de polvo seco de Ti02 y luego cantidades crecientes de PAC seguido por más Ti02. La adición creciente de PAC y Ti02 dio por resultado una buena molienda dilatante a 81.8% en peso de sólidos. En este punto, la mezcla se diluyó con agua y la resina KYMENEMR 557 LX PAE (Hercules) a 69.9% en peso de sólidos de Ti02 dando por resultado una suspensión espesa de Ti02 de baja viscosidad. La concentración final de la resina PAE fue de 0.21% en peso (PAE seca en Ti02 seco).

Ejemplo 4: Evaluación de Opacidad de Hojas de Prueba [000145] Se prepararon hojas de prueba normales TAPPI usando una pulpa de madera blanda/madera dura 80/20 a Refino Normal Canadiense (CSF) de 350 mi a pH 8 y se adicionaron químicos en el orden de adición especificado en la Tabla 1. El proceso generar para preparar las hojas de pruebas se siguió con las composiciones descritas en la Tabla 1. Se evaluaron suspensiones espesas que contienen Dispersante POM Catiónico y PAC/Ti02 comparativo y Ti02 aniónico comercial. En la Muestra 2, se adicionó de manera separada la Suspensión Espesa de ATH+ Grado Papel en el extremo húmedo seguido por RCS-P de Ti02 tipo rutilo aniónico. En la 3 y 4, la Suspensión Espesa de ATH+ Grado Papel se diluyó con agua al 50% en peso y se adicionó RCS-P de Ti02 tipo rutilo aniónico a 50% en peso de agua y luego los dos se mezclaron conjuntamente. [000146] Como se ve en la Tabla 2, la evaluación de la opacidad de las hojas de prueba usando la Suspensión Espesa catiónica de Ti02 del Ejemplo 3 y la Suspensión Espesa de ATH+ Grado Pintura del Ejemplo 2 mostró afinidad notablemente mejorada para fibra de pulpa cuando el Dispersante POM Catiónico de acuerdo con esta invención se usó en lugar de las suspensión espesa comparativa de PAC/Ti02 de la téenica anterior y las suspensiones espesas aniónicas convencionales de Ti02. Además, La muestra 2 se hizo usando la Suspensión Espesa de ATH+ Grado Pintura y la muestra 3 usando la Suspensión Espesa de ATH+ Grado Papel diluida al 50%/RCS-P de Ti02 tipo rutilo aniónico diluido al 50% en peso, proporcionó mayor opacidad que la adición equivalente de Ti02 al 100% (Muestras 6 y 7). En realidad, la duplicación de la cantidad de Ti02 dispersado aniónico adicionado como en la Muestra 9 no mejora la opacidad.

Tabla 1. Orden Químico de Adición y Cantidades para Prueba de Hojas de Prueba Tabla 2. Efecto de Suspensión Espesa catiónica de Ti02, Suspensión Espesa de ATH+ Grado Papel, Suspensión Espesa de PAC/TiQ2 y Ti02 aniónico en la Opacidad de Papel de Hoja de Prueba de Peso Base de 59 Ib Muestra # Ejemplo 5: Ejemplo de pintura de Apresto de Bloque para Manchas, Catiónica [000147] El Dispersante POM Catiónico en exceso de acuerdo con la presente invención en parte una carga positiva a partículas de talco y Ti02 que entonces se usan para cationizar adicionalmente partículas grandes de ATH en molienda de pigmentos de pintura. El Dispersante POM Catiónico es particularmente efectivo en los pigmentos de Ti02 que tienen tratamientos superficiales de alúmina/zirconia llamados "grado universal" debido a su utilidad en aplicaciones de pintura arquitectónica e interior y exterior. De manera ideal, la cantidad de Dispersante POM Catiónico adicionado debe ser suficiente para moler los pigmentos de pintura a alto contenido de sólidos como se describe anteriormente en tanto que mantiene un pH cercano a aquel de la resina catiónica para mantener la estabilidad de la resina. [000148] La Tabla 3 detalla una composición bloqueadora de manchas catiónica útil usando un Dispersante POM Catiónico de acuerdo con la invención que lo carga rápidamente las manchas a base de agua en muchos substratos de modo que la mancha no se escurra a través del revestimiento superior final.

Tabla 3. Orden Químico de Adición y Cantidades para Presto de ATH+ Bloqueador de Manchas Paso B.- Apresto de ATH+ Bloqueador de Manchas Densidad 10.93 lb/gal Peso: 1,126 libras Volumen: 100 galones Tabla 4. Efecto de "Apresto Plus Bloqueador de Manchas" todo en uno Ultra Blanco Pintados Sobre Pared Seca Manchada con una mancha de Marcador Blue Crayola Water Washable Magic MarkerMR y el bloqueador catiónico de manchas en valores ópticos de L* y b*. [000149] La Tabla 4 muestra el efecto de un revestimiento superior que reviste una pintura todo en uno comercial sobre una mancha de marcador water washable Crayola blue Magic MarkerMR en pared seca versus valores ópticos de L* (más cerca a 110 es más blanco) y b* (valores negativos = tintura azul) corrida a través de valores. Un valor b* negativo grande indica que el marcador mágico azul oscuro se ha corrido a través de la pintura en tanto que se estaba secando y aún es visible a simple vista. La pintura comercial todo en uno se marcó como una pintura ultrablanca que no requiere un apresto sobre la mancha debido a que el apresto y el bloqueador de manchas están integrados en una aplicación individual de la pintura. La Tabla 4 muestra que tanto un revestimiento simple como un doble revestimiento de la "Bloqueador de manchas con apresto" comercial falló en detener la mancha azul soluble en agua de que migrara a través de la pintura conforme se estaba secando. Los valores b* negativos grandes en BB-2 y BT-6 son visibles como manchas azules en el revestimiento final y los valores L* menores con relación a BT-5 (control) y BT-8 (apresto de ATH+ bloqueador de manchas) indican que no es blanco el revestimiento curado final de la pintura. El apresto bloqueador de manchas elaborado de acuerdo a la fórmula especificada en la Tabla 3 hace un trabajo notable de tener las manchas a base de agua de migren a través de la pintura. Aún es más notable que el primer revestimiento de apresto tiene solo un tiempo de secado de 0.5 horas. La muestra BT-8 muestra el valor óptico b* es demasiado pequeño de modo que la mancha azul se ha bloqueado completamente de migrar al segundo revestimiento usando la pintura comercial de control.

Ejemplo 6: Ejemplo de Inyección de Tinta [000150] Otro ejemplo de la utilidad de los Dispersantes POM Catiónicos de la presente invención en revestimientos es el uso de la Suspensión Espesa de ATH+ Grado Papel como un aditivo de prensa en coladora en la elaboración de papel para mejorar las imágenes de inyección de tinta. La industria de papel usa una solución de cloruro de calcio al 5% en peso con 15% en peso de almidón de etoxilado para procesar por prensa por encolado un tratamiento de superficie de papel adecuado para recibir gotas pigmentadas de inyección de tinta en el producto seco de papel. Puesto que el cloruro de calcio es soluble en agua y penetra profundamente en la hoja, algo del producto químico que atrapa la inyección de tinta migra de la superficie de papel profundo en la hoja. Un ión de calcio poco cargado superficial (+2) combinado con penetración profunda de la superficie del papel proporciona una densidad de color de inyección de tinta menos que la adecuada en la superficie. [000151] Las gotas de inyección de tinta aplicadas al papel necesitan ser atrapadas en la superficie de papel para que tengan una alta densidad de color. Complicando la atracción superficial cargada es la observación que no todos los colores se retienen igualmente a la superficie. Por ejemplo, de los cuatro colores, negro, magenta, amarillo y cían, el magenta puede tener menor densidad de inyección de tinta. Un método es desestabilizar las gotas de carga negativa de inyección de tinta al atraerlas a las cargas de calcio +2 en la superficie, pero esto no soluciona los problemas con una densidad diferencial de color. Otro método provisto por esta invención es a traer las gotas de inyección de tinta a una superficie de ATH muy blanca que se pretrata con un Dispersante POM Catiónico de acuerdo con la invención. Las partículas grandes de ATH están localizadas en la superficie del papel proporcionando una blancura útil y brillo Tappi en tanto que al mismo tiempo proporcionan una capa superficial receptora de cargas positivas. [000152] De manera interna, una hoja base de 75 gm/m2, prestada con anhídridos alquenil-succínico (ASA) se revistió con varilla con 14 gm/m2 de solución de prensa encoladora. Los papeles se secaron a 90°C y se probaron en una impresora de inyección de tinta HP 950C. Los patrones de densidad de color sólido para Cian, magenta, amarillo y negro se imprimieron y midieron usando un Densitómetro de Reflexión X-Rite, Modelo 408.

Tabla 5: Efecto de Cloruro de Calcio, Suspensión Espesa de ATH+ Grado Papel y Solución de Prensa Encoladora de Almidón Hidroxietilado o en Densidad de Color de Inyección de Tinta [000153] La Tabla 5 muestra que el papel tratado con ATH dispersado por un Dispersante POM Catiónico de acuerdo con la presente invención tiene mayor densidad de color de inyección de tinta que el papel tratado con una solución comercial de prensa encoladora de CaCl2.

Ejemplo 7: Ejemplo de Dispersante POM Catiónico con Polímero Anfoterico y Aniónico Para los siguientes ejemplos, el % en peso se refiere al % en peso de sólidos de polímero activo y excluye la solución acuosa. Las dosis de producto se expresan como material activo (sólidos) como un porcentaje del material seco total que se trata (fibra de madera más agente de relleno y otros aditivos); se excluye el agua del cálculo.

Preparación de Muestras de Papel Retardante a la Flama [000154] En este ejemplo, se prepararon muestras de papel retardante a la flama usando una suspensión Espesa de ATH+ Grado Papel y ya sea ayudas de retención solas o una combinación de polímeros anfotéricos y aniónicos. En este ejemplo, el objetivo fue incrementar el contenido de agente de relleno (por ejemplo, ATH) de la hoja, por ejemplo, como se determina por las mediciones de ceniza. En este ejemplo, la Suspensión Espesa de ATH+ Grado Papel se puede adicionar a una suspensión espesa de pulpa. La mezcla resultante entonces se puede combinar con un polímero anfotérico funcional y uno o más productos químicos funcionales del extremo húmedo tal como por ejemplo, un almidón catiónico, un polímero aniónico, un polímero de resistencia en húmedo catiónico y/o agente catiónico de apresto de AKD. La mezcla entonces se puede combinar con una o más ayudas de retención de extremo húmedo tal como por ejemplo, poliacrilamida catiónica (PAM), sílice aniónica, un polímero aniónico o micropolímero aniónico, y/o PAC-K o PAC-K13. Esta mezcla entonces se puede procesar para formar una hoja de papel o cartón. [000155] Como se ilustra en la Figura 3, la muestra que usa la Suspensión Espesa de ATH+ Grado Papel con polímeros anfotéricos y aniónicos (HERCOBOND*® HA5305 y HERCOBOND® H2000, respectivamente) se puede preparar con un contenido significativamente mayor de agente de relleno (es decir, aproximadamente 35% en peso de ceniza vs. aproximadamente 29% en peso de ceniza), en comparación a la muestra preparada con solo la Suspensión Espesa de ATH+ Grado Papel sola. Además, al ajustar la relación ATH:pulpa se permite que se una mayor cantidad de ATH a la superficie de la fibra del papel. La Figura 4 ilustra la mejora en la resistencia a la tracción que se puede lograr en la adición adicional de un polímero aniónico, tal como por ejemplo HERCOBOND”* H2000. Además, la Figura 5 ilustra una mejora en la resistencia a la tracción en la dirección z de un papel resultante co mayores concentraciones de un polímero anfotérico (es decir, HERC0B0NDMR HA5305). Este incremento en la resistencia a la tracción de la dirección z puede reducir, en varios aspectos, el polvo.

Relación de Contraste de Producto Laminado En otro ejemplo, la relación de contraste de producto laminado (CR) de, por ejemplo, muestras de papel de bajo peso base, se evaluó en tanto que se disminuye el contenido de agente de relleno (es decir, Ti02) por de 10% a 20%, o de 10% a 30% y reemplazando el agente de relleno con ATH. En este ejemplo, el Dispersante POM Catiónico o la Suspensión Espesa de ATH+ Grado Papel se puede adicionar a una suspensión espesa de pulpa. Entonces a la suspensión espesa de pulpa se pueden adicionar Dispersante POM Catiónico y Ti02 catiónico. La mezcla resultante entonces se puede combinar con una suspensión espesa de ATH+ y un polímero anfotérico reactivo y uno o más productos químicos funcionales de extremo húmedo, tal como por ejemplo, almidón catiónico, un polímero aniónico y/o un polímero catiónico de resistencia en húmedo. La mezcla resultante entonces se puede combinar con una o más ayudas de retención de extremo húmedo tal como por ejemplo, PAM catiónico, sílice aniónica, un polímero aniónico, y/o PAC-K o PAC-K13. La mezcla resultante entonces se puede procesar para formar una hoja de papel o cartón. [000156] Como se ilustra en la Figura 6, la más alta relación de contraste de producto laminado se logró cuando se reemplazan 10% del Ti02 con una combinación del Dispersante POM Catiónico y una Suspensión Espesa de ATH+ Grado Papel en una relación 10:90.

Madera Molida Pintada En aún otro ejemplo, el contenido de agente de relleno de Ti02 en grados de papel de madera molida (GW) de impresión de bajo peso base se redujo, en tanto que se incrementa el contenido de ATH+ . En este ejemplo, el contenido de Ti02 puede reducir por hasta 50%. La Suspensión Espesa de ATH+ Grado Papel se puede adicionar a una suspensión espesa de pulpa. Entonces se puede adicionar Ti02 catiónico. La mezcla resultante entonces se puede combinar con ATH+ y un polímero anfotérico reactivo y uno o más productos químicos funcionales de extremo húmedo, tal como por ejemplo, almidón catiónico y/o un polímero aniónico. Esta mezcla resultante entonces se puede combinar con una o más ayuda de retención de extremo húmedo, tal como por ejemplo, PAM catiónico y/o bentonita. La mezcla resultante entonces se puede procesar para formar una hoja de papel o cartón. [000157] La opacidad de los papeles preparados en este ejemplo se ilustra en la Figura 7. Una muestra 50/50 de Ti02 y Suspensión Espesa de ATH+ Grado Papel exhibió virtualmente la misma opacidad como la muestra que comprende solo Ti02, al mismo peso base. De manera similar, la Figura 8 ilustra el brillo de los papeles resultantes. El brillo de la muestra de papel 50/50 que comprende Ti02 y la Suspensión Espesa de ATH+ Grado Papel fue mayor que aquel para muestras de papel que comprenden solo Ti02 a bajos pesos base.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un dispersante catiónico de trihidrato de alúmina revestido con polioxometalato (Dispersante POM Catiónico), caracterizado porque comprende un producto de reacción de: a. un cloruro de polialuminio que tiene una basicidad de aproximadamente 20% a aproximadamente 40% y un contenido de Al2O3 de aproximadamente 10% en peso a aproximadamente 17% en peso; y b. partículas cristalinas de trihidrato de alúmina (ATH); en donde el dispersante POM Catiónico tiene un pH de < 2.5.

2. El Dispersante POM Catiónico de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque las partículas cristalinas de trihidrato de alúmina tienen un tamaño promedio de partícula de aproximadamente 0.1 m?h a aproximadamente 1 mm.

3. El Dispersante POM Catiónico de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque las partículas cristalinas de trihidrato de alúmina tienen un tamaño promedio de partícula de aproximadamente 0.2 mm a aproximadamente 0.5 mpi.

4. El Dispersante POM Catiónico de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el cloruro de polialuminio tiene un Ali3[A104A112(OH)24(H2O)127+] con un contenido de estructura Keggin de aproximadamente 18% a aproximadamente 31%.

5. El Dispersante POM Catiónico de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el cloruro de polialuminio tiene una basicidad de aproximadamente 25% a aproximadamente 35%.

6. El Dispersante POM Catiónico de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el cloruro de polialuminio un contenido de Al2O3 de aproximadamente 10% en peso a aproximadamente 11% en peso.

7. El Dispersante POM Catiónico de conformidad con la reivindicación 1, 1 caracterizado porque donde el cloruro de polialuminio tiene: a. una basicidad de aproximadamente 30% a aproximadamente 32%; b. un contenido de Al203 de aproximadamente 10% en peso a aproximadamente 11% en peso; y c. un Ali3[AIO4AI12(OH)24(H20)127+] con un contenido de estructura Keggin de aproximadamente 18% a aproximadamente 31%.

8. El Dispersante POM Catiónico de conformidad con la reivindicación 1, preparado usando aproximadamente 30 a aproximadamente 60 por ciento en peso de partículas cristalinas de trihidrato de alúmina y aproximadamente 40 a aproximadamente 70 por ciento en peso cloruro de polialuminio, en donde el cloruro de polialuminio está comprendido de aproximadamente 65 a aproximadamente 75 por ciento en peso de agua y de aproximadamente 25 a aproximadamente 35 por ciento en peso de sólidos.

9. El Dispersante POM Catiónico de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque se prepara usando aproximadamente 45 a aproximadamente 55 por ciento en peso de partículas cristalinas de trihidrato de alúmina y aproximadamente 45 a aproximadamente 55 por ciento en peso de cloruro de polialuminio, en donde el cloruro de polialuminio está comprendido de aproximadamente 65 a aproximadamente 75 por ciento en peso de agua y de aproximadamente 25 a aproximadamente 35 por ciento en peso de sólidos.

10. Un método para producir un dispersante catiónico de trihidrato de alúmina revestido con polioximetalato (Dispersante POM Catiónico) caracterizado porque comprende combinar un cloruro de polialuminio que tiene una basicidad de aproximadamente 20% a aproximadamente 40% y un contenido de Al2O3 de aproximadamente 10% en peso a aproximadamente 17% en peso y partículas cristalinas de trihidrato de alúmina (ATH), en donde el dispersante POM catiónico resultante tiene un pH de < 2.5.

11. El método de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque las partículas cristalinas de trihidrato de alúmina tienen un tamaño promedio de partícula de aproximadamente 0.1 mm a aproximadamente 1 mpi.

12. El método de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque el cloruro de polialuminio tiene un Alia[AIO4AI12(OH)24(¾0)127+] con un contenido de estructura Keggin de aproximadamente 18% a aproximadamente 31%.

13. El método de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque el cloruro de polialuminio tiene una basicidad de aproximadamente 25% a aproximadamente 35%.

14. El método de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque el cloruro de polialuminio tiene un contenido de Al2O3 de aproximadamente 10% en peso a aproximadamente 11% en peso.

15. El método de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque una cantidad de partículas cristalinas de trihidrato de alúmina se usa que es aproximadamente 30% a aproximadamente 60% del peso total de las partículas cristalinas de trihidrato de alúmina y cloruro de polialuminio, en donde el cloruro de polialuminio está comprendido de aproximadamente 65 a aproximadamente 75 por ciento en peso de agua y de aproximadamente 25 a aproximadamente 35 por ciento en peso de sólidos.

16. Una suspensión espesa catiónica, caracterizado porque comprende un Dispersante POM Catiónico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9 y partículas inorgánicas, además de las partículas cristalinas de trihidrato de alúmina presentes como parte del Dispersante POM Catiónico, seleccionado del grupo que consiste de partículas de trihidrato de alúmina, dióxido de titanio, y mezclas de estos.