MXPA01007223A - Pigmentos organicos con tratamiento posterior para sistemas de lacas - Google Patents

Abstract

El invento se refiere a un procedimiento para la producción de pequeñas partículas de pigmentos de fácil dispersión e irrigación, durante el cual se muelen las partículas primarias en un molino de chorro, añadiendo una sustancia orgánica o una mezcla de substancias orgánicas como medio auxiliar de molienda, asícomo pigmentos de dióxido de titanio molidos de fácil dispersión e irrigación o con un tratamiento posterior inorgánico y su aplicación en sistemas de lacas.

Description

PIGMENTOS ORGÁNICOS CON TRATAMIENTO POSTERIOR PARA SISTEMAS DE LACAS ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Una muy buena irrigabilidad y dispersión son, además del brillo de espejo del recubrimiento, libre de lechosidad, requerimientos importantes para pigmentos de dióxido de titanio ejemplares de alta calidad para su aplicación en los sistemas de lacas. Estos pigmentos de laca ofrecen además de un recubrimiento inorgánico (óxidos, fosfatos, silicato, boratos) también un recubrimiento orgánico. Se emplean como sustancias orgánicas sobre todo glicerina, pentaeritritol, trimetiloletano y trietilolpropano. Según el DE 14 61 442 se influencia de manera positiva la capacidad de dispersión y el brillo del dióxido de titanio en sistemas de laca también mediante el tratamiento con productos de reducción química de los polioles y del óxido de etileno. El tratamiento de superficie con sales de alcanolaminas y ácido hidroxicarbónico mejora también la capacidad de dispersión.

Según GB 1 417 574 se utiliza una mezcla de un compuesto orgánico hidrófilo y un hidrófobo como medio auxiliar para el molido. Se nombran como substancias químicas orgánicas hidrófilas los polialcoholes, el ácido carbónico o hidroxicarbónico y como substancias químicas orgánicas hidrófobas el polisiloxano, los alcoholes grasos o el dioctilftalato .

En los procedimientos conocidos para la elaboración de pigmentos de alta calidad no se puede prescindir de un molido a chorro y, en la mayoría de los casos, de un molido a vapor; las sustancias orgánicas mencionadas se añaden antes o durante el molido. Estos mejoran como "medio auxiliar del molido" notablemente el producto final con respecto a la distribución de las pequeñas partículas del pigmento y el transporte al molino y disminuyen el consumo de energía durante el molido; cuidando, por supuesto, que la mezcla orgánica producida no se altere de manera indeseable (que no se desdoble, no forme sedimentos indeseables, etc.) debido a la carga térmica durante el molido a vapor. La selección de la substancia orgánica se limita, por lo tanto, debido a su aptitud como "medio auxiliar del molido" .

OBJETIVOS DE LA INVENCIÓN La finalidad del presente invento es la preparación de un procedimiento de fabricación, en el cual el recubrimiento orgánico de las partículas de pigmentos se pueda ajustar mejor a los propósitos de su aplicación, preferentemente en los sistemas de lacas, o sea que, por ejemplo, también se pueda aplicar un proceso orgánico, que sería inestable con el molido a vapor.

La tarea se resuelve como invento de tal manera que se aplica después del molido a chorro una substancia orgánica o una mezcla de substancias orgánicas a las partículas de pigmento.

Otro objetivo del invento son también pigmentos de dióxido de titanio de fácil dispersión e irrigación no tratados y molidos, caracterizados por un recubrimiento orgánico doble, siendo la capa exterior (Compuesto Orgánico II) de carácter anfífilo, así como la utilización de estos pigmentos en sistemas de laca preferentemente diluibles en agua.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN En los pigmentos conformes al invento se ha seleccionado de manera óptima la sustancia orgánica para el recubrimiento exterior de las partículas según el objetivo de su aplicación. Tiene carácter anfífilo y se caracteriza por tener en la misma molécula grupos especiales compatibles y una matriz compatible hacia la superficie del pigmento. La capa orgánica (Compuesto Orgánico I) que se encuentra debajo de la anterior proviene de medios auxiliares del molido agregados . La selección del recubrimiento orgánico exterior (Compuesto Orgánico II) se efectúa únicamente con respecto a su aptitud de mejoramiento de las propiedades del pigmento, especialmente a su irrigabilidad, su capacidad de dispersión y su brillo y no necesariamente debe ser apto como medio auxiliar del molido.

La obtención del Compuesto Orgánico II se supone conocida y no es un punto crítico; según el invento se incrementa el número de las sustancias posibles. El Compuesto Orgánico II se aplica ya sea en forma pura, como solución acuosa o como emulsión acuosa por medio de atomización, nebulización o evaporación al pigmento molido. Mediante la separación de funciones de los Compuestos Orgánicos en medios de ayuda de molido y de dispersión e irrigación se alcanza una considerable mejoría de calidad en los pigmentos.

El procedimiento es especialmente apropiado para el tratamiento orgánico posterior de pigmentos de dióxido de titanio que se fabricaron según el proceso de sulfato o cloruro y que se pueden aplicar en la forma de rutilo o de anatasa.

El recubrimiento inorgánico se efectúa según procedimientos conocidos en fase acuosa. Dado el caso que la suspensión de dióxido de titanio sea molida con chorro de arena, que puede contener, por ejemplo, como medio de dispersión polifosfatos, aminoalcoholes o poliacrilatos o sales inorgánicas, se adiciona con sales de los óxidos, fosfatos o silicatos inorgánicos. Debido al cambio de los valores pH se precipitan los respectivos oxihidratos, fosfatos, boratos o silicatos. Después de una filtración y un secado se efectúa un molido final con medios auxiliares de molido (Compuesto Orgánico I) , por ejemplo alcanolaminas, como trietanolamina, triisopropanolamina, 2 -amino-2 -metil-1-propanol, polialcoholes, como trimetilolpropano, trimetiloletano, neopentilglicol, pentaeritritol, glicoles, alcoholes grasos o esteres de ácidos grasos. La cantidad aquí utilizada con referencia al óxido de titanio es de 0.03 hasta 1.0 %, de preferencia 0.1 hasta 0.5 % del medio auxiliar para el molido. Este Compuesto Orgánico I se puede ya mezclar con la torta húmeda del filtrado, las pastas o con las suspensiones de los pigmentos antes del secado o se puede agregar inmediatamente antes del molido final al pigmento secado, en el caso del molino de chorro se prefiere al medio gaseoso directamente con la alimentación en el molino de chorro.

Sólo después del molido a chorro se trata el pigmento subsecuentemente, siguiendo el invento, con el Compuesto Orgánico II, una aleación anfífila. Este Compuesto Orgánico II se caracteriza por tener en la misma molécula grupos especiales compatibles y una matriz compatible hacia la superficie del pigmento. Son apropiados los medios auxiliares de dispersión y irrigación no iónicos como el éter de polioxietilenalquenilo o polialcoholes etoxilados con residuos de grupos alguenilo y de alquilo, consistente en 6 a 22 átomos de carbono y de residuos de polioxietileno, consistente en 3 a 40 unidades de oxietileno. Se producen por medio de etoxilación de alcoholes grasos o polialcoholes. Las propiedades de los éteres de polioxietilenalquenilo o de los polialcoholes etoxilados expresadas por medio del valor HLB (balance hifrofílico-lipofílico) se encuentran entre 10 y 18, de preferencia entre , 12 y 14. Los éteres de polioxietilenalquenilo o los polialcoholes etoxilados se aplican ya sea en forma pura, como solución acuosa o como emulsión acuosa por medio de atomización, nebulización o evaporación sobre el pigmento previamente molido. La cantidad utilizada con referencia al óxido de titanio es de 0.1 hasta 1.5 %, de preferencia 0.2 hasta 0.8 %.

Independientemente del medio auxiliar del molido (Compuesto Orgánico I) se puede controlar el carácter hidrófilo/hidrófobo del pigmento a través de la cantidad y el valor HLB del Compuesto Orgánico II y se puede ajustar a la matriz de aplicación. De esta manera se influyen de manera positiva la irrigabilidad, especialmente en sistemas de lacas diluibles en agua, la capacidad de dispersión y la obtención del brillo.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS MODALIDADES PREFERIDAS A continuación se explica el invento de manera más detallada por medio de ejemplos: La apreciación de la irrigabilidad y del brillo de los pigmentos obtenidos siguiendo las indicaciones del invento se efectúa con una prueba de irrigabilidad y de medición de brillo en una laca de dispersión abrillantada diluible en agua. Ambas pruebas se describen a continuación.

Prueba de Irrigabilidad Para la apreciación de la irrigabilidad de los pigmentos en sistemas de lacas diluibles en agua se agrega cierta cantidad del pigmento por porciones y revolviendo ligeramente la formulación de una laca de dispersión abrillantada (contiene todos los componentes hasta el paso de aplicación de la laca) y se aprecia su comportamiento respecto a la irrigabilidad durante el paso de incorporación. La cantidad de residuo partiendo desde una irrigabilidad visiblemente peor durante el proceso de la incorporación del pigmento se considera como medida de la irrigabilidad. Cuanto más pequeño es el residuo mejor es la irrigabilidad del pigmento. Se agregan por separado 214g de pigmento en un recipiente para dispersión (Dispermat, 250 ml, 0 = 8.5cm) revolviendo ligeramente (600 rpm, disco de dispersión 0 = 4cm) en porciones una formulación con la siguiente composición: 22.0 g 1, 2 -propandiol (Dow Germany Inc., Frankfurt a.M.) 30.0 g agua destilada 2.0 g AMP 90 (Angust Chemie, Ibbenbüren) 2.4 g Tego Foamex 805 (Tego Chemie, Essen) 4.0 g Surfynol 104 E (Biesterfield & Co., Hamburgo) 29.0 g Neocryl BT 24 (Zeneca, Frankfurt a.M.) La apreciación de la capacidad de irrigación se efectúa según la siguiente clasificación que se orienta por el residuo de los pigmentos, a partir del cual se presenta una capacidad de irrigación que es notablemente peor.

Laca de Dispersión Abrillantada La capacidad de dispersión y obtención de brillo de los pigmentos de dióxido de titanio en sistemas de lacas diluibles en agua se comprueba por medio de una laca de dispersión abrillantada. Para ello se elabora una laca de dispersión abrillantada según la formula estándar y se almacena por lo menos tres días antes de seguirla procesando. Se aplica una capa mojada de la laca con un espesor de 150 µm sobre tarjetas Morest (Lona AG, Zürich) y se deja secar la película de laca dos días al aire. La medición del brillo se efectúa sobre la laca seca en un ángulo de 20° con un aparato medidor de brillo haze-gloss (BYK Gardner, Geretsried) . Con un aparato medidor de colores Hunterlab se mide además la relación de contraste (KV) (medida para la propiedad cubridora) en tarjetas Morest sobre fondo blanco y negro. La luminosidad (L*) y el matiz (b*) blanco se determinan con un aparato medidor de colores Hunterlab mediante películas de laca sobre láminas de PVC aplicando una capa mojada de la laca con un espesor de 300 µm.

Fórmula estándar para la prueba de los pigmentos (laca de dispersión abrillantada, PVK = 18%) Peso por partes Propilenoglicol 11.0 Agua 15.0 AMP 90 1.0 (Angus Chemie, Ibbenbüren) Tego Foamex 805 1.2 (Tego Chemie, Essen) Surfynol 2.0 (Biesterfeld & Co, Hamburgo) NeoCryl BT 24 14.5 (Zeneca, Frankfurt a.M.) Dióxido de titanio 107.7 Dispersar en un bote refrigerante durante 10 minutos con aproximadamente 10 m/s Agua 28.3 Rheolate 278 18.0 (Elementis Germany Inc . , Leverkusen) Butildiglicol 14.5 Metoxibutanol 15.5 NeoCryl XK 75 270.0 (Zeneca, Frankfurt) Tego Foamex 805 2.0 (Tego Chemie, Essen) 500.00 Para todos los ejemplos a continuación se utiliza un material de dióxido de titanio como base que se elabora según el procedimiento de cloruro. Con el procedimiento conocido se elabora de ahí una suspensión que se muele en un molino de arena. La suspensión obtenida de esta manera se provee también de manera conocida con una capa de Si02 y una de Al203 y se filtra a continuación. Después del secado de la así producida torta del filtrado se obtiene el llamado clinker (ladrillo recosido) de secador, que se sigue tratando de la manera descrita a continuación.

Ejemplo 1 (Ejemplo de comparación) El clinker se muele en un molino de chorro común en la industria del dióxido de titanio, agregando una solución acuosa de trimetilolpropano para el rendimiento del molino de chorro. El trimetilolpropano agregado como medio auxiliar para el molido se dosificará de tal manera que produzca en el pigmento molido una concentración de trimetilolpropano del 0.38% con relación al óxido de titanio. El pigmento así obtenido se verificará según la prueba de irrigabilidad arriba descrita y en la laca de dispersión abrillantada. Referente a los resultados ver tabla 1.

Ejemplo 2 (Ejemplo de comparación) El clinker se muele en un molino de chorro común en la industria del dióxido de titanio, agregando una emulsión acuosa de un éter de polioxietilenalquenilo (p.ej . SER AD FN 265, nombre del producto de la firma Servo Delden BV) con un valor HLB de 13 para el rendimiento del molino de chorro. El éter de polioxietilenalquenilo agregado como medio auxiliar para el molido se dosificará de tal manera que produzca en el pigmento molido una concentración de éter de polioxietilenalquenilo del 0.50% con relación al óxido de titanio. El pigmento así obtenido se verificará según la prueba de irrigabilidad arriba descrita y en la laca de dispersión abrillantada. Referente a los resultados ver tabla 1.

Ejemplo 3 El clinker se muele en un molino de chorro común en la industria del dióxido de titanio, agregando una solución acuosa de trimetilolpropano para el rendimiento del molino de chorro. El trimetilolpropano agregado como medio auxiliar para el molido se dosificará de tal manera que produzca en el pigmento molido una concentración de trimetilolpropano del 0.18% con relación al óxido de titanio. El pigmento molido se tratará adicionalmente con un medio auxiliar para la dispersión y la irrigación en continuación al molido. Esto se efectúa rociando en el chorro de pigmento/gas, después del molino de chorro, una emulsión acuosa de un éter de polioxietilenalquenilo con un valor HLB de 13, p.ej. SER AD FN 265 (nombre del producto de la firma Servo Delden BV) . La cantidad de emulsión se dosificará de tal manera que presente en el pigmento terminado una concentración de éter de polioxietilenalquenilo del 0.45% con relación al óxido de titanio. El pigmento así obtenido se verificará según la prueba de irrigabilidad arriba descrita y en la laca de dispersión abrillantada. Referente a los resultados ver tabla 1.

Ejemplo 4 Igual al ejemplo 3, con la diferencia que el éter de polioxietilenalquenilo utilizado posee un valor HLB de 18 (participación incrementada de polioxietileno) .

Ejemplo 5 El clinker se muele en un molino de chorro común en la industria del dióxido de titanio, agregando una solución acuosa de trimetilolpropano para el rendimiento del molino de chorro. El trimetilolpropano agregado como medio auxiliar para el molido se dosificará de tal manera que produzca en el pigmento molido una concentración de trimetilolpropano del 0.18% con relación al óxido de titanio. El pigmento molido se tratará adicionalmente con un medio auxiliar para la dispersión y la irrigación en continuación al molido. Esto se efectúa rociando en el chorro de pigmento/gas, después del molino de chorro, una solución acuosa de 2-etil-2-hidroximetil-1.3 -propandiol etoxilado con un valor HLB de 13, p.ej. NMO 15 (nombre del producto de la firma Servo Delden BV) . La cantidad de la emulsión se dosificará de tal manera que presente en el pigmento terminado una concentración de 2-etil-2-hidroximetil-1.3 -propandiol etoxilado del 0.28% con relación al óxido de titanio. El pigmento así obtenido se verificará según la prueba de irrigabilidad arriba descrita y en la laca de dispersión abrillantada. Referente a los resultados ver tabla 1.

Ejemplo 6 Igual al ejemplo 5, con la diferencia que el 2 -etil-2-hidroximetil-1.3 -propandiol etoxilado utilizado posee un valor HLB de 18 (participación incrementada de polioxietileno) .

En los ejemplos 3 y 4 se puede reconocer que el efecto del éter de polioxietilenalquenilo en comparación al ejemplo 2 es de mayor soporte si se evita la alta carga térmica en el molino de vapor. El uso del éter de polioxietilenalquenilo como medio auxiliar para el molido es posible, sin embargo no representa alguna ventaja. Tan sólo el tratamiento orgánico con el éter de polioxietilenalquenilo siguiendo el molido de chorro con trimetilolpropano como medio auxiliar para el molido, produce la ventaja que caracteriza al invento. Se alcanza una mejor capacidad de irrigación y la distribución uniforme de la pasta de pigmento en la matriz, que resulta en un mejor brillo.

Los ejemplos 3 hasta 6 muestran la influencia que se puede tener mediante el Compuesto Orgánico II, encauzado a la aptitud de los pigmentos para aplicaciones especiales.

Tabla 1

Claims (10)

1. REIVINDICACIONES Un procedimiento para la producción de pequeñas partículas de pigmentos de fácil dispersión e irrigación, durante el cual se muelen las partículas primarias en un molino de chorro, añadiendo una substancia orgánica/una mezcla de substancias orgánicas (Compuesto Orgánico I) como medio auxiliar de molido y, que se caracteriza por el hecho de que, después del molido a chorro se aplica una substancia orgánica/una mezcla de substancias orgánicas (Compuesto Orgánico II) a las partículas de pigmento.
2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho que las partículas primarias son pequeñas partículas de pigmento de dióxido de titanio.
3. Procedimiento según la reivindicación 2, caracterizado por el hecho que las partículas primarias son pequeñas partículas de pigmento de dióxido de titanio que fueron tratados posteriormente de manera inorgánica.
4. Procedimiento según la reivindicación 2 ó 3, caracterizado por el hecho que el Compuesto Orgánico II es un compuesto anfífilo.
5. 5. Procedimiento según la reivindicación 4, caracterizado por el hecho que el compuesto anfifilo presenta un valor HLB entre 10 y 18.
6. 6. Procedimiento según la reivindicación 4 ó 5, caracterizado por el hecho que el compuesto anfifilo es un alcohol graso etoxilado.
7. 7. Pigmentos de dióxido de titanio molidos, de fácil dispersión e irrigación, sin tratamiento o con un tratamiento posterior inorgánico, caracterizado por un recubrimiento orgánico doble, teniendo la capa exterior (Compuesto Orgánico II) carácter anfífilo.
8. 8. Pigmentos de dióxido de titanio según la reivindicación 7, caracterizados por el hecho que el Compuesto Orgánico I es un conocido medio auxiliar para el molido y el Compuesto Orgánico II es un alcohol graso etoxilado.
9. 9. Utilización de los pigmentos de dióxido de titanio según la reivindicación 7 u 8 en sistemas de lacas.
10. 10. Utilización de los pigmentos de dióxido de titanio según la reivindicación 7 u 8 en sistemas de lacas diluibles en agua .