Proceso para preparación de productos de relleno mineral tratados en la superficie y usos de los mismos.

Un proceso para preparar un producto de relleno mineral tratado que proporciona una temperatura de inicio volátil de por lo menos 220ºC, comprendiendo el proceso los pasos de:

(a) proporcionar por lo menos un relleno mineral que contiene carbonato de calcio;

(b) proporcionar por lo menos un aldehído alifático que tiene entre 6 y 14 átomos de carbono;

(c) poner en contacto dicho por lo menos un relleno mineral del paso (a), en uno o más pasos, con el por lo menos un aldehído alifático del paso (b), de manera que la cantidad añadida de dicho por lo menos un aldehído alifático corresponde a un peso teórico total de entre 0,25 mg/m2 y 5 mg/m2 sobre la superficie del producto de relleno mineral tratado; y

(d) formar una capa de tratamiento que comprende dicho por lo menos un aldehído alifático y productos de reacción de dicho por lo menos un aldehído alifático sobre la superficie de dicho por lo menos un relleno mineral que contiene carbonato de calcio del paso (a) que resulta en un producto de relleno mineral tratado.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2011/058409.

Solicitante: OMYA DEVELOPMENT AG.

Nacionalidad solicitante: Suiza.

Dirección: BASLERSTRASSE 42 4665 OFTRINGEN SUIZA.

Inventor/es: BURI, MATTHIAS, GANE,PATRICK A.C, Burkhalter,René, Rentsch,Samuel.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COLORANTES; PINTURAS; PULIMENTOS; RESINAS NATURALES;... > TRATAMIENTO DE MATERIALES INORGANICOS, QUE NO SEAN... > Tratamiento de materiales inorgánicos específicos... > C09C1/02 (Compuestos de metales alcalinotérreos o de magnesio)

PDF original: ES-2547802_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Proceso para preparación de productos de relleno mineral tratados en la superficie y usos de los mismos La presente invención se refiere a un proceso para preparar un producto de relleno mineral tratado en la superficie, y a su uso preferido en el campo de aplicaciones de plástico, y en particular aplicaciones de la película de revestimiento por extrusión o transpirable a base de polipropileno (PP, por sus siglas en inglés) o polietileno (PE, por sus siglas en inglés) .

Los rellenos minerales y especialmente rellenos minerales que contienen carbonato de calcio se utilizan a menudo como rellenos particulados en productos de polímero hechos generalmente de polietileno (PE) , polipropileno (PP) , poliuretano (PU, por sus siglas en inglés) y poli (cloruro de vinilo) (PVC, por sus siglas en inglés) . Sin embargo, los rellenos minerales que contienen carbonato de calcio se asocian generalmente con la presencia de compuestos volátiles que se desprenden a temperaturas alcanzadas durante la aplicación de tales rellenos minerales y/o en el procesamiento de productos de polímero que comprenden tales rellenos minerales. Tales compuestos volátiles pueden ser, por ejemplo:

- asociados inherentemente con el relleno mineral ("compuestos volátiles inherentes") , y se asocia especialmente con agua, y/o -introducidos durante el tratamiento del relleno mineral ("compuestos volátiles agregados") , por ejemplo, para hacer al relleno mineral más dispersable dentro de un medio de plástico polimérico, y/o -generados por la reacción de materiales orgánicos inherentes y/o materiales orgánicos agregados, con el relleno mineral; tales reacciones pueden ser especialmente inducidas o mejoradas por temperaturas alcanzadas durante la introducción y/o procesamiento del material polimérico que comprende el relleno mineral, tal como durante el proceso de extrusión o composición; y/o -generados por la degradación de materiales orgánicos inherentes y/o materiales orgánicos agregados, formando CO2, agua y posiblemente fracciones de masa molecular baja de estos materiales orgánicos; tal degradación puede ser especialmente inducida o mejorada por temperaturas alcanzadas durante la introducción y/o procesamiento del material polimérico que comprende el relleno mineral, tal como durante el proceso de extrusión o composición.

Como resultado de la presencia de tales compuestos volátiles, puede ser difícil preparar un producto polimérico libre de huecos que conducen a superficies irregulares y por lo tanto a una degradación de la calidad del producto de polímero final que comprende tal relleno mineral. Este es particularmente un problema encontrado en la preparación de películas de revestimiento por extrusión o transpirables a base de PP o PE que comprenden un relleno mineral y más particularmente rellenos minerales que comprenden carbonato de calcio. Además, los compuestos volátiles pueden conducir a una reducción en la resistencia a la tracción y al desgarro de tal película, y puede degradar sus aspectos visibles, en particular su uniformidad visible. Más aún, los compuestos volátiles pueden generar espuma excesiva de la masa fundida de polímero de relleno mineral durante un paso de composición, ocasionando acumulación de producto no deseable en la extracción por vacío y por lo tanto, forzar a una velocidad de salida reducida.

En la técnica, se han hecho varios intentos para mejorar la aplicabilidad de rellenos minerales y especialmente rellenos minerales que contienen carbonato de calcio, por ejemplo, mediante el tratamiento de tales rellenos minerales con ácidos carboxílicos alifáticos superiores, que en algunos casos también pueden denominarse ácidos grasos, y sales de ácidos carboxílicos alifáticos. Por ejemplo, la patente WO 00/20336 se refiere a un carbonato de calcio natural ultrafino, que puede ser tratado opcionalmente con uno o varios ácidos grasos o una o varias sales o mezclas de los mismos, y que se utiliza como un regulador de reología para composiciones de polímero.

Del mismo modo, la patente US 4.407.986 se refiere a carbonato de calcio precipitado que es tratado en la superficie con un dispersante que puede incluir ácidos alifáticos superiores y sus sales metálicas con el fin de limitar la adición de aditivos lubricantes cuando se amasa este carbonato de calcio con polipropileno cristalino y para evitar la formación de agregados de carbonato de calcio que limitan la resistencia al impacto del polipropileno.

En la patente EP 0 325 114, que se relaciona con composiciones de imprimación que no se despegan para vehículos de motor a base de poli (cloruro de vinilo) que tienen propiedades reológicas y de adhesión mejoradas, el ejemplo 7 describe una mezcla de una sal de amonio de ácido 12-hidroxiesteárico en combinación con un ácido graso (en una proporción en peso de 1:1) utilizada para tratar un relleno mineral.

La patente WO 03/082966 se refiere a una composición de nanorelleno reticulada y/o que se puede reticular, en modalidades opcionales, puede incluir adicionalmente rellenos que pueden o no estar recubiertos con ácido esteárico, estearato, silano, siloxano y/o titanato. Tales composiciones de nanorelleno se utilizan para aumentar las

propiedades de barrera, resistencia y temperaturas de distorsión por calor, haciéndolas útiles en aplicaciones médicas, automotrices, eléctricas, de construcción y en alimentos.

La patente US 2002/0102404 describe partículas de carbonato de calcio dispersables recubiertas en su superficie con una combinación de ácidos carboxílicos alifáticos saturados e insaturados y sales de los mismos junto con un compuesto orgánico tal como un éster ftálico, que se utilizan en composiciones adhesivas para mejorar la estabilidad de la viscosidad y las propiedades de adhesión.

Más aún, la patente US 2002/0102404 requiere la implementación de una mezcla de sales/ácidos carboxílicos alifáticos saturados e insaturados. La presencia de sales/ácidos carboxílicos alifáticos insaturados aumenta el riesgo de reacciones secundarias no deseadas in situ con el doble enlace durante el procesamiento de cualquier material que comprende sal/ácido carboxílico alifático insaturado. Adicionalmente, la presencia de sales/ácidos carboxílicos alifáticos insaturados puede resultar en decoloración de, o desarrollo de olor no deseado, y notablemente olor rancio, en el material en el que se aplican.

La reivindicación 11 de la patente WO 92/02587 indica que una solución de sal de sodio saponificada de por lo menos un ácido graso insaturado de alto peso molecular o una combinación de por lo menos un ácido graso insaturado de alto peso molecular y por lo menos un ácido graso insaturado de alto peso molecular, se puede agregar a una mezcla previamente calentada de carbonato de calcio precipitado, para producir finalmente un nivel deseado de revestimiento de ácido graso sobre el carbonato de calcio antes de proceder con pasos de proceso posteriores.

El resumen de la patente JP54162746 describe una composición que comprende cantidades relativas dadas de resina de cloruro de vinilo rígido, carbonato de calcio coloidal tratado con ácido graso, y estearato de bario utilizado con el fin de mejorar la estabilidad térmica de la composición de cloruro de vinilo.

La patente US 4.520.073 describe materiales de relleno mineral con revestimientos hidrofóbicos mejorados preparados mediante revestimiento a presión de minerales porosos utilizando vapor como vehículo para el material de revestimiento. El material de revestimiento puede ser seleccionado, entre otras opciones, de ácidos grasos alifáticos de cadena larga y sus sales.

La patente WO 01/32787 describe un producto de un material de carbonato de metal alcalinotérreo particulado que... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un proceso para preparar un producto de relleno mineral tratado que proporciona una temperatura de inicio volátil de por lo menos 220ºC, comprendiendo el proceso los pasos de:

(a) proporcionar por lo menos un relleno mineral que contiene carbonato de calcio;

(b) proporcionar por lo menos un aldehído alifático que tiene entre 6 y 14 átomos de carbono;

(c) poner en contacto dicho por lo menos un relleno mineral del paso (a) , en uno o más pasos, con el por lo menos un aldehído alifático del paso (b) , de manera que la cantidad añadida de dicho por lo menos un aldehído alifático corresponde a un peso teórico total de entre 0, 25 mg/m2 y 5 mg/m2 sobre la superficie del producto de relleno mineral tratado; y

(d) formar una capa de tratamiento que comprende dicho por lo menos un aldehído alifático y productos de reacción de dicho por lo menos un aldehído alifático sobre la superficie de dicho por lo menos un relleno mineral que contiene carbonato de calcio del paso (a) que resulta en un producto de relleno mineral tratado.

2. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el por lo menos un relleno mineral que contiene carbonato de calcio del paso (a) es carbonato de calcio precipitado (PCC) , concretamente una o más de las formas cristalinas mineralógicas aragonítica, vaterítica y calcítica, y/o carbonato de calcio molido natural (GCC) , concretamente uno o más de mármol, piedra caliza, o tiza, y/o dolomía y preferiblemente es mármol.

3. El proceso de conformidad con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el por lo menos un aldehído alifático del paso (b) es seleccionado de aldehídos alifáticos que tienen de 6 a 12 átomos de carbono, preferiblemente de aldehídos alifáticos que tienen de 6 a 9 átomos de carbono y más preferiblemente de aldehídos alifáticos que tienen 8 ó 9 átomos de carbono.

4. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el por lo menos un aldehído alifático del paso (b) es un aldehído alifático saturado.

5. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el por lo menos un aldehído alifático del paso (b) presenta una viscosidad equivalente aislada de menos de 500 mPa·s a 23ºC.

6. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el por lo menos un relleno mineral proporcionado en el paso (a) tiene un diámetro de tamaño de partícula medio d50 en el intervalo entre 0, 3 µm y 10 µm, preferiblemente entre 0, 5 µmy5 µm, más preferiblemente entre 1 µmy3 µm y lo más preferiblemente entre 1, 5 µ y 1, 8 µm y/o un área superficial específica (BET) de entre 1 m2/g y 10 m2/g, y más preferiblemente de entre 3 m2/g y 8 m2/g tal como se mide por el método BET de nitrógeno.

7. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el por lo menos un relleno mineral del paso (a) tiene un contenido de humedad de entre 0, 01 % en peso y 1, 0 % en peso, preferiblemente entre 0, 02 % en peso y 0, 9 % en peso y más preferiblemente entre 0, 04 % en peso y 0, 2 % en peso, con base en el peso seco del por lo menos un relleno mineral proporcionado en el paso (a) .

8. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el paso (c) además comprende poner en contacto dicho por lo menos un relleno mineral del paso (a) con por lo menos un ácido carboxílico alifático saturado que tiene de 6 a 28 átomos de carbono y/o por lo menos una sal catiónica de uno o más ácidos carboxílicos alifáticos saturados que tienen de 6 a 28 átomos de carbono y preferiblemente dicho ácido carboxílico alifático saturado es seleccionado del grupo que consiste de ácido esteárico, ácido behénico, ácido palmítico, ácido isoesteárico, ácido montánico, ácido cáprico, ácido láurico, ácido mirístico y mezclas de los mismos y más preferiblemente es una mezcla 2:1 a 1:2 (en peso) de ácido esteárico y ácido palmítico.

9. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque el paso (c) además comprende poner en contacto dicho por lo menos un relleno mineral del paso (a) con por lo menos un polisiloxano, preferiblemente seleccionado de polidimetilsiloxano.

10. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque el producto de relleno mineral tratado obtenido en el paso (d) presenta una temperatura de inicio volátil de entre 230ºC y 300ºC.

11. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque el producto de relleno mineral tratado obtenido en el paso (d) tiene un contenido de humedad de entre 0, 01 % en peso y 0, 15 % en peso, preferiblemente entre 0, 02 % en peso y 0, 12 % en peso y más preferiblemente entre 0, 04 % en peso y 0, 08 %

en peso, con base en el peso seco del por lo menos un relleno mineral del paso (d) .

12. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque el producto de relleno mineral tratado obtenido en el paso (d) presenta una susceptibilidad de captación de humedad tal que su nivel total de humedad de superficie está por debajo de 1, 0 mg/g, más preferiblemente por debajo de 0, 5 mg/g y lo más preferiblemente por debajo de 0, 4 mg/g del producto de relleno mineral tratado seco después de la exposición a una atmósfera de 50% de humedad relativa durante 48 horas a una temperatura de 23ºC.

13. Un producto de relleno mineral tratado que se puede obtener mediante el proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12.

14. Uso de un producto de relleno mineral tratado de conformidad con la reivindicación 13 en un proceso de 10 mezclado y/o extrusión y/o composición y/o moldeado por soplado con materiales de plástico.

15. Uso de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque los materiales de plástico comprenden poliolefinas o termoplásticos tales como polietilenos (PE) , polipropilenos (PP) , poliuretanos (PU) y/o poli (cloruros de vinilo) (PVC) .

16. Material de película que comprende el producto de la reivindicación 13.

17. Material de película de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque el material es seleccionado del grupo que comprende materiales de película estirada y/u orientada, y preferiblemente materiales de película transpirable, o materiales de película de revestimiento por extrusión.