Método para la producción de una dispersión acuosa de partículas de compuesto.

Método para la producción de una dispersión acuosa de partículas construidas de polimerizado y materia sólidainorgánica finamente dividida (dispersión acuosa de partículas de compuesto),

en el cual se distribuyen de maneradispersa en el medio acuoso monómeros etilénicamente insaturados y por medio de por lo menos un iniciador depolimerización por radicales libres en la presencia de por lo menos una materia sólida inorgánica finamente divididadistribuida de modo disperso y por lo menos un agente dispersante auxiliar, se realiza la polimerización según elmétodo de polimerización en emulsión acuosa por radicales libres, caracterizado porque

a) se emplea 1 a 1000 % en peso de un material sólido inorgánico con un tamaño promedio de partícula ≤ 100 nm y0,05 a 2 % en peso de un iniciador de polimerización por radicales libres, referido a la cantidad total de monómerosetilénicamente insaturados (cantidad total de monómeros),

b) se añade previamente por lo menos una cantidad parcial del material sólido inorgánico en un medio acuoso depolimerización en forma de una dispersión acuosa de materia sólida, a continuación de lo cual

c) a la dispersión acuosa de materia sólida obtenida se dosifican en total ≥0,01 y ≤20 % en peso de la cantidad totalde monómeros y ≥60 % en peso de la cantidad total de iniciador de polimerización por radicales libres y se realiza lapolimerización de los monómeros etilénicamente insaturados dosificados bajo condiciones de polimerización, hastauna conversión de monómero ≥80 % en peso (etapa de polimerización 1), y a continuación de ello a la mezcla depolimerización obtenida

d) se dosifica bajo condiciones de polimerización la cantidad residual dado el caso remanente del material inorgánicosólido, la cantidad residual dado el caso remanente de iniciador de polimerización por radicales libres y la cantidadresidual remanente de los monómeros etilénicamente insaturados y se realiza la polimerización hasta unaconversión de monómero ≥90 % en peso (etapa de polimerización 2).

Método para la producción de una dispersión acuosa de partículas de compuesto Es objetivo de la presente invención un método para la producción de una dispersión acuosa de partículas construidas de polimerizado y materia sólida inorgánica finamente dividida (dispersión acuosa de partículas de compuesto) , en el cual se distribuyen de manera dispersa monómeros etilénicamente insaturados en medio acuoso y por medio de por lo menos un iniciador de polimerización por radicales libres en la presencia de por lo menos un material sólido inorgánico finamente dividido distribuido de manera dispersa y por lo menos un agente auxiliar dispersante, se realiza la polimerización según el método de la polimerización en emulsión acuosa por radicales libres, el cual se caracteriza porque a) se emplea 1 a 1000 % en peso de un material sólido inorgánico con un tamaño promedio de partícula : 100 nm y 0, 05 a 2 % en peso de un iniciador de polimerización por radicales libres, referido a la cantidad total de monómeros etilénicamente insaturados (cantidad total de monómeros) ,

b) se añade previamente por lo menos una cantidad parcial del material sólido inorgánico en un medio acuoso de polimerización en forma de una dispersión acuosa de materia sólida, a continuación de lo cual

c) a la dispersión acuosa de materia sólida obtenida se dosifican en total º0, 01 y :20 % en peso de la cantidad total de monómeros, de monómeros etilénicamente insaturados y º60 % en peso de la cantidad total de iniciador de polimerización por radicales libres y se realiza la polimerización de los monómeros etilénicamente insaturados dosificados bajo condiciones de polimerización hasta una conversión de monómero º80 % en peso (etapa de polimerización 1) , y a continuación de ello a la mezcla de polimerización obtenida d) se dosifica bajo condiciones de polimerización la cantidad residual dado el caso remanente del material inorgánico sólido, la cantidad residual dado el caso remanente de iniciador de polimerización por radicales libres y la cantidad residual remanente de los monómeros etilénicamente insaturados y se realiza la polimerización hasta una conversión de monómero º90 % en peso (etapa de polimerización 2) .

Las dispersiones acuosas de partículas de compuesto son conocidas en general. En ello son sistemas acuosos fluidos, que se encuentran en distribución dispersa de varios ovillos de polimerizado que consisten en cadenas de polimerizado que zigzaguean una dentro de otra (la denominada matriz de polímero) y partículas construidas de material sólido inorgánico finamente dividido (partículas de compuesto) en medio acuoso de dispersión. Por regla general el diámetro promedio de las partículas de compuesto está en el rango º10 nm y :1000 nm, comúnmente en el rango º50 nm y :400 nm y frecuentemente en el rango º100 nm y :300 nm.

Las partículas de compuesto y métodos para su producción en forma de dispersiones acuosas de partículas de compuesto así como su empleo son conocidas por los expertos y son manifestados por ejemplo en los escritos US-A 3, 544, 500, US-A 4, 421, 660, US-A 4, 608, 401, US-A 4, 981, 882, EP-A 104 498, EP-A 505 230, EP-A 572 128, GB-A 2 227 739, WO 0118081, WO 0129106, WO 03000760, WO 06072464, WO08135422 así como en Long et al., Tianjin Daxue Xuebao 1991, 4, páginas 10 a 15, Bourgeat-Lami et al., Die Angewandte Makromolekulare Chemie 1996, 242, páginas 105 a 122, Paulke et al., Synthesis Studies of Paramagnetic Polystyrene Latex Particles in Scientific and Clinical Applications of Magnetic Carriers, páginas 69 a 76, Plenum Press, Nueva York, 1997, Armes et al., Advanced Materials 1999, 11, Nr. 5, páginas 408 a 410.

Además en la inscripción europea de patente no publicada, con la referencia de archivo 07119197.7 se manifiesta el empleo de compuestos que contienen grupos silanol para la producción de dispersiones acuosas de partículas de compuesto.

Sin embargo, no siempre las dispersiones acuosas de partículas de compuesto producidas según el método manifestado en el estado de la técnica son capaces de satisfacer frecuentemente el contenido resultante de material coagulado.

De allí que fue objetivo de la presente invención el suministro de un método nuevo de producción para dispersiones acuosas de partículas de compuesto estables que exhibieran un bajo contenido de material coagulado.

De manera sorprendente se logró del objetivo mediante el método definido el principio.

Para el método acorde con la invención se emplea agua clara, por ejemplo agua potable clara, en particular ventajosamente sin embargo agua desionizada, cuya cantidad total es medida de modo que ella es º30 y :99 % en peso y ventajosamente º35 y :95 % en peso y en particular ventajosamente º40 y :90 % en pes o, referida a la dispersión acuosa de partículas de compuesto. De acuerdo con la invención se coloca previamente en el recipiente de polimerización por lo menos una cantidad parcial del agua en la etapa b) del método y la cantidad residual dado el caso remanente es dosificada en por lo menos una de las etapas c) o d) subsiguientes.

Para el método acorde con la invención son adecuados en principio todos los materiales sólidos inorgánicos finamente divididos, que exhiben un diámetro promedio de partícula >0 y :100 nm.

Como materiales sólidos inorgánicos finamente divididos que pueden ser utilizados de acuerdo con la invención son adecuados en principio metales, compuestos metálicos como óxidos metálicos y sales metálicas pero también compuestos semimetálicos y no metálicos. Como polvos metálicos finamente divididos pueden emplearse coloides de metales nobles, como por ejemplo paladio, plata, rutenio, platino, oro y rodio así como aleaciones que contienen éstos. Como óxidos metálicos finamente divididos se mencionan a modo de ejemplo dióxido de titanio (por ejemplo marcas disponibles comercialmente como Hombitec® de la compania Sachtleben Chemie GmbH) , óxido de zirconio (IV) , óxido de estaño- (II) , óxido de estaño- (IV) (por ejemplo disponibles comercialmente como marcas Nyacol® SN de la compañía Nyacol Nano Technologies Inc.) , óxido de aluminio (por ejemplo comercialmente disponible como marcas Nyacol® AL de la compañía Nyacol Nano Technologies Inc.) , óxido de bario, óxido de magnesio, diferentes óxidos de hierro, como óxido de hierro- (II) (Wuestita) , óxido de hierro- (III) (hematita) y óxido de hierro- (II/III) (magnetita) , óxido de cromo- (III) , óxido de antimonio - (III) , óxido de bismuto- (III) , óxido de zinc (por ejemplo disponible comercialmente como marcas Sachtotec® de la compania Sachtleben Chemie GmbH) , óxido de níquel

(II) , óxido de níquel- (III) , óxido de cobalto- (II) , óxido de cobalto- (III) , óxido de cobre - (II) , óxido de itrio- (III) (por ejemplo disponible comercialmente como marcas Nyacol® YTTRIA de la compañía Nyacol Nano Technologies Inc.) , óxido de cerio- (IV) (por ejemplo disponibles comercialmente como marcas Nyacol ® CE02 de la compañía Nyacol Nano Technologies Inc.) amorfos y/o en sus diferentes modificaciones cristalinas así como sus hidroxióxidos, como por ejemplo óxidos de hidroxititanio- (IV) , hidroxizirconio- (IV) , hidroxialuminio (por ejemplo disponibles comercialmente como marcas Disperal®- marcan de la compania Sasol Germany GmbH) y óxidos de hidroxihierro (III) amorfo y/o en sus diferentes modificaciones cristalinas. Las siguientes sales metálicas presentes amorías y/o en sus diferentes estructuras cristalinas son utilizables en principio en el método acorde con la invención: sulfuros, como sulfuro de hierro- (II) , sulfuro de hierro- (III) , disulfuro de hierro- (II) (pirita) , sulfuro de estaño- (II) , sulfuro de estaño- (IV) , sulfuro de mercurio - (II) , sulfuro de cadmio- (II) , sulfuro de zinc, sulfuro de cobre- (II) , sulfuro de plata, sulfuro de níquel- (II) , sulfuro de cobalto- (II) , sulfuro de cobalto- (III) , sulfuro de manganeso- (II) , sulfuro de cromo- (III) , sulfuro de titanio- (II) , sulfuro de titanio- (III) , sulfuro de titanio- (IV) , sulfuro de zirconio - (IV) , sulfuro de antimonio- (III) , sulfuro de bismuto- (III) , hidróxidos, como hidróxido de estaño- (II) -, hidróxido de aluminio, hidróxido de magnesio, hidróxido de calcio, hidróxido de bario, hidróxido de zinc, hidróxido de hierro- (II) , hidróxido de hierro- (III) , sulfatos, como sulfato de calcio, sulfato de estroncio, sulfato de bario, sulfato de plomo- (IV) , carbonatos, como carbonato de litio, carbonato de magnesio, carbonato de calcio, carbonato de zinc, carbonato de zirconio - (IV) , carbonato de hierro- (II) , carbonato de hierro- (III) , ortofosfatos, como ortofosfato de litio, ortofosfato de calcio, ortofosfato de zinc, ortofosfato... [Seguir leyendo]

1. Método para la producción de una dispersión acuosa de partículas construidas de polimerizado y materia sólida inorgánica finamente dividida (dispersión acuosa de partículas de compuesto) , en el cual se distribuyen de manera dispersa en el medio acuoso monómeros etilénicamente insaturados y por medio de por lo menos un iniciador de polimerización por radicales libres en la presencia de por lo menos una materia sólida inorgánica finamente dividida distribuida de modo disperso y por lo menos un agente dispersante auxiliar, se realiza la polimerización según el método de polimerización en emulsión acuosa por radicales libres, caracterizado porque a) se emplea 1 a 1000 % en peso de un material sólido inorgánico con un tamaño promedio de partícula : 100 nm y 0, 05 a 2 % en peso de un iniciador de polimerización por radicales libres, referido a la cantidad total de monómeros etilénicamente insaturados (cantidad total de monómeros) ,

b) se añade previamente por lo menos una cantidad parcial del material sólido inorgánico en un medio acuoso de polimerización en forma de una dispersión acuosa de materia sólida, a continuación de lo cual

c) a la dispersión acuosa de materia sólida obtenida se dosifican en total º0, 01 y :20 % en peso de la cantidad total de monómeros y 60 % en peso de la cantidad total de iniciador de polimerización por radicales libres y se realiza la polimerización de los monómeros etilénicamente insaturados dosificados bajo condiciones de polimerización, hasta una conversión de monómero º80 % en peso (etapa de polimerización 1) , y a continuación de ello a la mezcla de polimerización obtenida

d) se dosifica bajo condiciones de polimerización la cantidad residual dado el caso remanente del material inorgánico sólido, la cantidad residual dado el caso remanente de iniciador de polimerización por radicales libres y la cantidad residual remanente de los monómeros etilénicamente insaturados y se realiza la polimerización hasta una conversión de monómero º90 % en peso (etapa de polimerización 2) .

2. Método según la reivindicación 1, caracterizado porque en la etapa b) del método se coloca previamente º50 % en peso del material sólido inorgánico.

3. Método según las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado porque en la etapa b) del método se coloca previamente la cantidad total del material sólido inorgánico.

4. Método según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque en la etapa c) del método se dosifica en total º1 y :15 % en peso de la cantidad total de monómero.

5. Método según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque en la etapa c) del método se dosifica º70 % en peso de la cantidad total de iniciador de polimerización por radicales libres.

6. Método según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el material sólido inorgánico contiene silicio.

7. Método según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque como material sólido inorgánico se emplean ácido silícico pirógeno, ácido silícico coloidal y/o un silicato de placas.

8. Método según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque la cantidad total de los monómeros etilénicamente insaturados contiene º0, 01 y :10 % en peso de por lo menos un monómero etilénicamente insaturado que exhibe un grupo funcional que contiene silicio (monómero de silano) .

9. Método según la reivindicación 8, caracterizado porque como monómero de silano se emplea (3metacriloxipropil) trimetoxisilano, (3-metacriloxipropil) metildimetoxisilano, (3-metacriloxipropil) dimetilmetoxisilano, (3metacriloxipropil) trietoxisilano, (metacriloximetil) metildietoxisilano y/o (3-metacriloxipropil) metildietiloxisilano.

10. Método según las reivindicaciones 8 o 9, caracterizado porque en la etapa c) del método a la dispersión acuosa de materia sólida se dosifica primero solamente º5 y :70 % en peso de la cantidad total de los monómeros de silano durante un periodo de tiempo de º5 y :240 minutos y a continuación de ello se dosifican los otros monómeros etilénicamente insaturados dado el caso remanentes y el iniciador de polimerización por radicales libres.

11. Método según una de las reivindicaciones 8 a 10, caracterizado porque la cantidad total de los monómeros de silano es º0, 1 y :2 % en peso, referida a la cantidad total de los monómeros.

12. Método según una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque como agente auxiliar dispersante se emplea un emulsificante aniónico y/o un emulsificante no iónico.

13. Método según una de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque al finalizar la etapa d) del método el medio acuoso de polimerización contiene :10 % en peso de solvente orgánico, referido a la cantidad total de agua.