Uso de 2-aminoetanol como aditivo en suspensiones acuosas de materiales que contienen carbonato cálcico.

Uso de 2-aminoetanol como aditivo en una suspensión acuosa, que contiene de 25 a 62% en volumen basado en el volumen total de la suspensión, de al menos un material que comprende carbonato cálcico en una cantidad de 500 a 15000 mg, preferiblemente de 1000 a 5000 mg, y más preferiblemente de 1300 a 2000 mg, por litro de la fase acuosa de dicha suspensión, y con un pH entre 8,5 y 11, para aumentar el pH de la suspensión en al menos 0,3 unidades de pH, caracterizado porque el cambio de la conductividad de la suspensión se mantiene dentro de 100

(S/cm/unidad de pH.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2011/058940.

Solicitante: Omya International AG.

Nacionalidad solicitante: Suiza.

Dirección: BASLERSTRASSE 42 4665 OFTRINGEN SUIZA.

Inventor/es: BURI, MATTHIAS, GANE,PATRICK A.C, 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)
  • SECCION D — TEXTILES; PAPEL > FABRICACION DEL PAPEL; PRODUCCION DE LA CELULOSA > COMPOSICIONES DE PASTA; SU PREPARACION NO CUBIERTA... > Materiales no fibrosos añadidos a la parte caracterizados... > D21H17/67 (Compuestos insolubles en el agua, p. ej. cargas o pigmentos)

PDF original: ES-2488215_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Uso de 2- aminoetanol como aditivo en suspensiones acuosas de materiales que contienen carbonato cálcico.

La presente invención se refiere al dominio técnico de suspensiones acuosas de materiales que contienen carbonato cálcico y aditivos añadidos a ellas.

En la preparación de suspensiones acuosas de materiales que contienen carbonato cálcico, se le pide a menudo al experto que seleccione e introduzca aditivos para regular una o más características de esta suspensión.

Al hacer esta selección de aditivos, el experto debe tener en cuenta que este aditivo debe ser rentable y no debe conducir a interacciones o efectos indeseados en etapas posteriores durante el transporte, elaboración y aplicación de esta suspensión.

Entre las consideraciones del experto que raras veces se han abordado, pero que el solicitante se ha dado cuenta de su importancia, es la selección de aditivos que no provoquen una variación significativa, y específicamente aumenten, la conductividad eléctrica de la suspensión del material que comprende carbonato cálcico.

Ciertamente, puede ser ventajoso regular aspectos de la elaboración y transporte de tal suspensión, basándose en mediciones de la conductividad eléctrica de la suspensión.

Por ejemplo, el caudal de tal suspensión a través de un pasaje o unidad dada puede controlarse conforme a mediciones de la conductividad de la suspensión. En la publicación titulada "A Conductance Based Solids Concentraron Sensor for Large Diameter Slurry Pipelines", de Klausner F. et al. (J. Fluids Eng. / Volume 122 / Issue 4 / Technical Papers), se describe un instrumento que mide la concentración de los sólidos de una suspensión que pasa a través de tuberías de un diámetro dado, basado en mediciones de la conductancia. Basado en estas mediciones de la conductancia, es posible obtener una representación gráfica que muestra la variación de la concentración de la suspensión desde la parte superior a la inferior de la tubería, así como la historia de la concentración media del área.

El grado de llenado de un recipiente puede manejarse igualmente detectando la conductividad a una altura dada a lo largo de una pared del recipiente.

Sin embargo, para usar y aprovechar tales sistemas de regulación basados en las mediciones de la conductividad eléctrica, el experto se enfrenta con el reto de seleccionar los aditivos que se necesitan para que cumplan una o más funciones que no provoquen en paralelo variaciones significativas en los valores de la conductividad eléctrica.

Entre las fundones de los aditivos usados en las suspensiones de materiales que contienen carbonato cálcico, está el ajuste del pH de la suspensión, sea por acidificación, neutralización o alcalinización de esta suspensión.

La alcalinización de la suspensión se necesita especialmente para igualar el pH de los entornos de aplicación en los que se introduce la suspensión, o en la preparación para la adición de aditivos sensibles al pH. También puede servir una etapa de subir el pH, para desinfectar o ayudar en la desinfección de una suspensión. Los ajustes de pH pueden ser necesarios para evitar la disolución indeseada de carbonato cálcico en contacto con un entorno ácido durante la elaboración.

Tales aditivos de ajuste de pH usados en suspensión acuosa de suspensiones de materiales que contienen carbonato cálcico y que están disponibles para el experto, son numerosos.

Un primer grupo de aditivos que pueden usarse para subir el pH una suspensión acuosa de materiales que contienen carbonato cálcico son aditivos que contienen hidróxidos, y son especialmente hidróxidos de metales alcalinos y alcalinotérreos.

Por ejemplo, el documento de patente US 6.991.75 hace referencia al aumento de la alcalinidad de una suspensión de pulpa, que puede comprender carbonato cálcico, mediante una combinación de una alimentación de hidróxido de metal alcalino, tal como una alimentación de hidróxido sódico, y una alimentación de dióxido de carbono.

El hidróxido potásico, hidróxido de magnesio e hidróxido de amonio son otros de tales aditivos usados para controlar el pH de una suspensión de partículas de carbonato cálcico precipitado (PCC), en un intervalo de 1 a 13, como se hace referencia en el documento de patente EP 179552.

Un segundo grupo de aditivos que pueden usarse para subir el pH de una suspensión acuosa de materiales que contienen carbonato cálcico, son aditivos que no contienen iones de hidróxido, pero que generan tales iones tras reacción con el agua.

Tales aditivos pueden ser sales, tales como sales de sodio, o ácidos débiles. Los ejemplos de este tipo de aditivos incluirían acetato sódico, bicarbonato sódico, carbonato potásico y fosfatos alcalinos (tales como tripolifosfatos, ortofosfatos sódicos y/o potásicos).

Una posibilidad adicional es emplear aditivos basados en nitrógeno, que incluyen por ejemplo amoníaco, aminas y amidas, para aumentar el pH de suspensiones de materiales que contienen carbonato cálcico.

Todos los aditivos anteriores suben el pH de la suspensión acuosa conforme a un mecanismo común, que es proporcionar o crear, después de reacción con agua, iones de hidróxido en la suspensión.

De la bibliografía, es conocido que el aumento de la concentración de iones de hidróxido en condiciones alcalinas conduce paralelamente a un aumento de la conductividad (Analytikum, 5th Edition, 1981, VEB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig, páginas 185-186, haciendo referencia a "Konduktometrische Titration").

Dado el conocimiento general anterior documentado en la bibliografía, junto con las pruebas que apoyan que los hidróxidos alcalinos y alcalinotérreos, así como las aminas tales como trietilamina, provocan un aumento significativo de la conductividad paralelamente a subir el pH de una suspensión acuosa de materiales que contienen carbonato cálcico, como se muestra en la sección de ejemplos posterior, el experto no podría esperar que el 2-aminoetanol, que sube el pH de la suspensión conforme al mismo mecanismo que estos aditivos, es decir, mediante la introducción resultante de iones de hidróxido en la suspensión, provocaría sólo un aumento mínimo de la conductividad, mientras que conoce las solicitudes de patente europea no publicadas con números de presentación 9 167246.9, 1 15163.7 y 1 151846.2, que describen diferentes agentes de regulación de pH particulares.

Por tanto, fue completamente inesperado, y en contraste con la expectativa basada en los aditivos comunes usados para aumentar el pH, que el solicitante identificara que el 2-aminoetanol puede usarse como aditivo en una suspensión acuosa y con un pH de entre 8,5 y 11, y que contiene de 25% a 62% en volumen basado en el volumen total de la suspensión de en al menos un material que comprende carbonato cálcico, para aumentar el pH de la suspensión en al menos ,3 unidades de pH, manteniendo el cambio de la conductividad de la suspensión dentro de 1 pS/cm/unidad de pH.

Por tanto, un primer objeto de la presente invención reside en el uso de 2-aminoetanol como aditivo en una suspensión acuosa que contiene de 25 a 62% en volumen basado en el volumen total de la suspensión, de al menos un material que comprende carbonato cálcico y con un pH de entre 8,5 y 11, para aumentar el pH de la suspensión en al menos ,3 unidades de pH, caracterizado porque se mantiene el cambio de la conductividad de la suspensión dentro de 1 ps/cm/unidad de pH.

"Conductividad", conforme a la presente invención, quiere decir la conductividad eléctrica de una suspensión acuosa de un material que comprende carbonato cálcico, medida conforme al método de medición definido en la sección de ejemplos posterior.

Para los propósitos... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Uso de 2-aminoetanol como aditivo en una suspensión acuosa, que contiene de 25 a 62% en volumen basado en el volumen total de la suspensión, de al menos un material que comprende carbonato cálcico en una cantidad de 5 a 15 mg, preferiblemente de 1 a 5 mg, y más preferiblemente de 13 a 2 mg, por litro de la fase acuosa de dicha suspensión, y con un pH entre 8,5 y 11, para aumentar el pH de la suspensión en al menos ,3 unidades de pH, caracterizado porque el cambio de la conductividad de la suspensión se mantiene dentro de 1(S/cm/unidad de pH.

2. El uso conforme a la reivindicación 1, caracterizado porque dicho aditivo de 2-aminoetanol se añade como una disolución basada en agua al material que comprende carbonato cálcico.

3. El uso conforme a la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque dicho aditivo de 2-aminoetanol tiene una pureza química de más de 9% en peso, preferiblemente más de 95% en peso, más preferiblemente más de 99% en peso con respecto al 2-aminoetanol.

4. El uso conforme a una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque dicha suspensión tiene una conductividad de entre 7 y 2 (S/cm, y preferiblemente de entre 8 y 13 (S/cm, antes de la adición del 2-aminoetanol.

5. El uso conforme a una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque después de la adición de dicho 2-aminoetanol, el cambio de la conductividad de la suspensión se mantiene dentro de 7 (S/cm/unidad de pH, y preferiblemente dentro de 5 (S/cm/unidad de pH del valor de la conductividad de la suspensión antes de la adición del 2-aminoetanol.

6. El uso conforme a una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque después de la adición de dicho 2-aminoetanol, el cambio de la conductividad de la suspensión, en (S/cm/unidad de pH, se mantiene en un valor dentro de 1%, preferiblemente dentro de 6%, y más preferiblemente dentro de 3%, del valor de la conductividad de la suspensión antes de la adición del 2-aminoetanol.

7. El uso conforme a una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque antes de la adición de dicho 2-aminoetanol, la suspensión tiene un pH entre 9 y 1,3.

8. El uso conforme a una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque dicho 2-aminoetanol se añade a dicha suspensión en una cantidad para aumentar el pH de la suspensión en al menos ,4 unidades de pH.

9. El uso conforme a las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque en el caso en el que el pH de la suspensión antes de la adición de 2-aminoetanol esté entre 8,5 y 9, dicho 2-aminoetanol se añade a dicha suspensión en una cantidad para aumentar el pH de la suspensión en al menos 1, unidades de pH, y porque en el caso en el que el pH de la suspensión antes de la adición de 2-aminoetanol esté entre 9 y 1, dicho 2-aminoetanol se añade a dicha suspensión en una cantidad para aumentar el pH de la suspensión en al menos ,7 unidades de pH.

1. El uso conforme a una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque antes de la adición de 2-aminoetanol, dicha suspensión tiene una temperatura de entre 5 y 1°C, preferiblemente de entre 35 y 85°C, y más preferiblemente de entre 45 y 75°C.

11. El uso conforme a una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque dicho material que comprende carbonato cálcico consiste en al menos 5%, preferiblemente en al menos 8%, y más preferiblemente en al menos 98%, en peso de carbonato cálcico con relación al peso total de dicho material que comprende carbonato cálcico.

12. El uso conforme a una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el carbonato cálcico de dicho material que comprende carbonato es un carbonato cálcico precipitado (PCC), un carbonato cálcico molido natural (NGCC), un carbonato cálcico de reacción en superficie (SRCC), o una de sus mezclas.

13. El uso conforme a una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque dicha suspensión comprende de 45 a 6% en volumen, y preferiblemente de 48 a 58% en volumen, y lo más preferiblemente de 49 a 57% en volumen, de dicho material que comprende carbonato cálcico, basado en el volumen total de dicha suspensión.

14. El uso conforme a una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque dicho 2-aminoetanol se añade antes de, durante o después, y preferiblemente después de, una etapa de moler dicho material que comprende carbonato cálcico.

15. El uso conforme a una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque dicho 2-aminoetanol se añade a la forma seca de dicho material que comprende carbonato cálcico, antes de formar dicha suspensión de material que comprende carbonato cálcico.

16. El uso conforme a una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque después de la adición de dicho 2-aminoetanol a dicha suspensión, la suspensión se introduce en una unidad equipada con un dispositivo de regulación basado en la conductividad.

17. El uso conforme a la reivindicación 16, caracterizado porque después de la adición de dicho 2-aminoetanol a 5 dicha suspensión, la suspensión se introduce en un recipiente o unidad hasta un nivel determinado por la medición

de la conductividad de la suspensión.

18. El uso conforme a la reivindicación 16, caracterizado porque después de la adición de dicho 2-aminoetanol a dicha suspensión, la suspensión se pasa a través de un pasaje con un caudal de la suspensión regulado como función de la conductividad de la suspensión.

19. Un método para aumentar el pH de una suspensión acuosa que contiene de 25 a 62% en volumen, basado en el

volumen total de la suspensión de al menos un material que comprende carbonato cálcico, y con un pH en el intervalo de entre 8,5 y 11, caracterizado porque el método implica la etapa de añadir 2-aminoetanol a la suspensión en una cantidad , de modo que el pH de la suspensión aumenta en al menos ,3 unidades de pH y, al mismo tiempo, el cambio de conductividad de la suspensión no es superior a 1 (S/cm por unidad de pH, preferiblemente no es 15 superior a 5 (S/cm por unidad de pH y muy preferiblemente no es superior a 2 (S/cm por unidad de pH.

2. Un método conforme a la reivindicación 19, en donde la suspensión obtenida por dicho método se emplea en aplicaciones de pintura y/o papel.