Uso de carbonato cálcico modificado superficialmente en adhesivos, selladores y/o impermeabilizantes.

Uso de carbonato cálcico modificado superficialmente como una carga en adhesivos

, selladores y/o impermeabilizantes, en donde el carbonato cálcico modificado superficialmente es un producto de pigmento mineral formado in situ mediante la reacción doble y/o múltiple entre un carbonato cálcico y el producto o los productos de reacción de dicho carbonato con CO2 gaseoso formado in situ y/o procedente de un suministro externo, y el producto o los productos de reacción de dicho carbonato con uno o más donantes de iones H3O+ de moderadamente fuertes a fuertes y al menos un silicato de aluminio y/o al menos una sílice sintética y/o al menos un silicato cálcico y/o al menos un silicato de una sal monovalente y/o al menos un hidróxido de aluminio y/o al menos un aluminato sódico y/o potásico.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2011/055250.

Solicitante: Omya International AG.

Inventor/es: BURI, MATTHIAS, GANE,PATRICK A.C, SAUNDERS,GEORGE, MCJUNKINS,JOSEPH.

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)

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Fragmento de la descripción:

Uso de carbonato cálcico modificado superficialmente en adhesivos, selladores y/o impermeabilizantes La presente invención se refiere al uso de carbonato cálcico modificado superficialmente (SMCC, por sus siglas en inglés) en adhesivos, selladores y/o impermeabilizantes, a un método para la producción de tales adhesivos, selladores y/o impermeabilizantes, así como a adhesivos, selladores y/o impermeabilizantes que comprenden estos SMCC.

El uso de aditivos y cargas de refuerzo, tales como sílice de pirólisis, es muy conocido dentro de la industria de los adhesivos, selladores y/o impermeabilizantes. Estas cargas de refuerzo se incorporan para controlar la reología, e influyen en las propiedades físicas de las diversas formulaciones.

Estas cargas de refuerzo son difíciles de manejar, siendo añadidas fácilmente a la atmósfera simplemente abriendo el envase, y son potencialmente peligrosas para los que están expuestos si se inhalan.

Típicamente, las formulaciones producidas con cargas de refuerzo, como sílice de pirólisis, requieren un manejo especial a fin de promover la seguridad de los trabajadores, y tiempos de mezcladura prolongados para dispersar totalmente la carga de refuerzo en el lote.

Por consiguiente, un objetivo de la presente invención es proporcionar productos adhesivos, selladores y/o impermeabilizantes que tengan seguridad para los trabajadores mejorada y excelentes propiedades reológicas y de comportamiento físico.

Sorprendentemente, se ha encontrado que la inclusión de carbonato cálcico modificado superficialmente en productos adhesivos, selladores y/o impermeabilizantes proporciona seguridad para los trabajadores mejorada y excelentes propiedades reológicas y de comportamiento físico a los productos adhesivos, selladores y/o impermeabilizantes.

Así, un aspecto de la presente invención es el uso de SMCC como una carga de refuerzo.

Particularmente, la presente invención se refiere al uso de SMCC como carga de refuerzo en adhesivos, selladores y/o impermeabilizantes.

A este respecto, los adhesivos se definen generalmente como compuestos que unen dos elementos entre sí. Según DIN EN 923, un adhesivo es un material "no metálico", que une piezas mediante adhesión y cohesión superficial, lo que se basa principalmente en fuerzas de atracción molecular.

Los selladores y los impermeabilizantes se definen particularmente como un material para sellar juntas, en donde el material sellador debe pegarse a los costados de la junta, a fin de poder cumplir su función. El material sellador acabado debe proporcionar adhesión a los materiales que se van a sellar, así como cohesión que previene la penetración de diferentes medios tales como un gas y/o líquidos. Los materiales selladores tienen habitualmente una resistencia al asentamiento característica.

Según se usa con respecto a la presente invención, el término "carga de refuerzo" significa un pigmento o una carga que se añade a la formulación para impartir reología (resistencia al asentamiento) , mejorar la resistencia a la tracción o influir en las propiedades de elongación.

Carbonatos cálcicos modificados superficialmente (SMCC) especialmente útiles en el contexto de la presente invención se conocen y se describen, p. ej., en los documentos WO 2009/074492 y EP2264109. Sin embargo, se prefiere usar carbonatos cálcicos modificados superficialmente tales como los divulgados en la solicitud de patente internacional WO 2004/083316.

Así, los SMCC son productos de pigmento mineral formados in situ mediante la reacción doble y/o múltiple entre un carbonato cálcico y el producto o los productos de reacción de dicho carbonato con CO2 gaseoso formado in situ y/o procedente de un suministro externo, y el producto o los productos de reacción de dicho carbonato con uno o más donantes de iones H3O+ de moderadamente fuertes a fuertes, y al menos un silicato de aluminio y/o al menos una sílice sintética y/o al menos un silicato cálcico y/o al menos un silicato de una sal monovalente tal como silicato sódico y/o silicato potásico y/o silicato de litio, y/o al menos un hidróxido de aluminio y/o al menos un aluminato sódico y/o potásico, en donde se prefiere especialmente el silicato sódico.

A este respecto, el carbonato cálcico se selecciona preferiblemente del grupo que comprende carbonato cálcico triturado natural y/o una mezcla de carbonato cálcico triturado natural con talco, caolín, dióxido de titanio, óxido de magnesio o con cualquier mineral que sea inerte frente a donantes de iones H3O+ de moderadamente fuertes a fuertes. Por otra parte, también es posible usar carbonato cálcico precipitado (PCC, por sus siglas en inglés) .

Se prefiere especialmente que el carbonato cálcico natural se seleccione del grupo que comprende mármol, calcita, yeso, dolomita o sus mezclas.

Donantes de iones H3O+ fuertes útiles en la invención se seleccionan del grupo que comprende ácidos fuertes o mezclas de los mismos que generan iones H3O+, y son preferiblemente ácidos que tienen un pKa de menos de o igual a cero a 22°C y más particularmente son ácido sulfúrico, ácido clorhídrico o mezclas de los mismos.

Donantes de iones H3O+ moderadamente fuertes útiles en la invención se seleccionan preferiblemente del grupo que comprende ácidos que tienen un pKa de 0 a 2, 5 a 22°C y se seleccionan más preferiblemente del grupo que comprende H2SO3, HSO4-, H3PO4, ácido oxálico o mezclas de los mismos, y aún más preferiblemente del grupo que comprende ácidos que forman sales de cationes bivalentes, tales como sales cálcicas, que son casi insolubles en agua, es decir con una solubilidad de menos de 0, 01% en peso.

Con respecto al silicato, por otra parte, se prefiere que el producto de pigmento mineral contenga menos de 0, 1% en peso de silicato de una sal monovalente tal como silicato sódico, potásico o de litio o mezclas de los mismos, preferiblemente tal como silicato sódico, con relación al peso seco de carbonato cálcico.

El SMCC útil para la invención tiene preferiblemente una superficie específica según BET de entre 25 m2/g y 200 m2/g medidos según ISO 9277, más preferiblemente entre 30 m2/g y 80 m2/g y lo más preferiblemente entre 35 m2/g y 60 m2/g.

Por otra parte, los SMCC útiles en la invención tienen preferiblemente un diámetro de partícula mediano en volumen d50 de 0, 1 a 50 µm, más preferiblemente de 0, 5 a 40 µm, aún más preferiblemente de 1 a 10 µm, especialmente de 1, 5 a 5 µm, lo más preferiblemente de 2 a 3 µm, p. ej. 2, 7 µm.

En una realización preferida, los SMCC útiles en la invención tienen un valor de d98 de 1 a 20 µm, más preferiblemente de 2 a 15 µm, especialmente de 4 a 10 µm, lo más preferiblemente de 5 a 8 µm, p. ej. 6, 9 µm.

Para la determinación de los valores de d50 y d98, se usó un Malvern Mastersizer 2000 de la compañía Malvern, Reino Unido. La medida se realizó en una solución acuosa de Na4P2O7 al 0, 1% en peso. Las muestras se dispersaron usando un agitador de alta velocidad y ultrasonidos.

A este respecto, los valores de d50 y d98 definen los diámetros a los que el 50% en vol. o el 98% en vol. de las partículas medidas tienen un diámetro menor que el valor de d50 o d98, respectivamente.

Generalmente, se prefiere que el SMCC tenga una distribución de tamaños de partícula d98/d50 estrecha, preferiblemente menor de 4, más preferiblemente menor de 3, p. ej. 2, 6.

La densidad aparente (suelto) determinada por medio de un Hosokawa Powder Characterizer del SMCC útil en la invención es de 0, 05 a 1 g/cm3, más preferiblemente de 0, 1 a 0, 5 g/cm3, lo más preferiblemente de 0, 2 a 0, 3 g/cm3,

p. ej. 0, 27 g/cm3.

El SMCC útil en la presente... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Uso de carbonato cálcico modificado superficialmente como una carga en adhesivos, selladores y/o impermeabilizantes, en donde el carbonato cálcico modificado superficialmente es un producto de pigmento mineral formado in situ mediante la reacción doble y/o múltiple entre un carbonato cálcico y el producto o los productos de reacción de dicho carbonato con CO2 gaseoso formado in situ y/o procedente de un suministro externo, y el producto o los productos de reacción de dicho carbonato con uno o más donantes de iones H3O+ de moderadamente fuertes a fuertes y al menos un silicato de aluminio y/o al menos una sílice sintética y/o al menos un silicato cálcico y/o al menos un silicato de una sal monovalente y/o al menos un hidróxido de aluminio y/o al menos un aluminato sódico y/o potásico.

2. El uso según la reivindicación 1, caracterizado porque el silicato de una sal monovalente se selecciona del grupo que comprende silicato sódico, silicato potásico, silicato de litio.

3. El uso según una cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado porque el carbonato cálcico se selecciona del grupo que comprende carbonato cálcico triturado natural, carbonato cálcico precipitado y/o una mezcla de carbonato cálcico triturado natural con talco, caolín, dióxido de titanio, óxido de magnesio o cualquier mineral inerte frente a donantes de iones H3O+ de moderadamente fuertes a fuertes.

4. El uso según la reivindicación 3, caracterizado porque el carbonato cálcico se selecciona del grupo que comprende mármol, calcita, yeso, dolomita o mezclas de los mismos.

5. El uso según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque los donantes de iones H3O+ fuertes se seleccionan del grupo que comprende ácidos fuertes o mezclas de los mismos que generan iones H3O+, y preferiblemente son ácidos que tienen un pKa de menos de o igual a cero a 22°C y más particularmente son ácido sulfúrico, ácido clorhídrico o mezclas de los mismos, y los donantes de iones H3O+ moderadamente fuertes se seleccionan del grupo que comprende ácidos que tienen un pKa de 0 a 2, 5 a 22°C y preferiblemente se seleccionan del grupo que comprende H2SO3, HSO4-, H3PO4, ácido oxálico o mezclas de los mismos, y aún más preferiblemente del grupo que comprende ácidos que forman sales de cationes bivalentes, tales sales cálcicas, que son casi insolubles en agua, es decir con una solubilidad de menos de 0, 01% en peso.

6. El uso según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el carbonato cálcico modificado superficialmente tiene una superficie específica según BET de entre 25 m2/g y 200 m2/g medida según ISO 9277, preferiblemente entre 30 m2/g y 80 m2/g y más preferiblemente entre 35 m2/g y 60 m2/g.

7. El uso según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el carbonato cálcico modificado superficialmente tiene un diámetro de partícula mediano en volumen d50 de 0, 1 a 50 µm, más preferiblemente de 0, 5 a 40 µm, aún más preferiblemente de 1 a 10 µm, especialmente de 1, 5 a 5 µm, lo más preferiblemente de 2 a 3 µm, p. ej. 2, 7 µm.

8. El uso según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el carbonato cálcico modificado superficialmente se usa en forma seca o en la forma de una suspensión acuosa, en donde preferiblemente tiene un pH mayor de 7, 5 medido a 20°C.

9. El uso según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el carbonato cálcico modificado superficialmente comprende un electrolito catiónico, uno aniónico y uno débilmente aniónico.

10. El uso según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque los adhesivos, selladores y/o impermeabilizantes se basan en un material acrílico, un poliuretano, un polisulfuro, un poliéter o poliuretano terminado en sililo, una silicona o resinas o aglutinantes modificados con silicona.

11. El uso según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque los adhesivos, selladores y/o impermeabilizantes son a base de agua, a base de disolvente o no contienen disolvente.

12. El uso según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque los adhesivos, selladores y/o impermeabilizantes comprenden aditivos tales como aglutinantes, caucho, promotores de la adhesión, pigmentos y/o cargas.

13. El uso según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el carbonato cálcico modificado superficialmente se usa como la única carga o en combinación con otras cargas.

14. El uso según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el carbonato cálcico modificado superficialmente supone de 5 a 100% en peso, preferiblemente de 10 a 40% en peso, más preferiblemente de 20 a 30% en peso, p. ej. 25% en peso de la cantidad de carga total.

15. Método para producir adhesivos, selladores y/o impermeabilizantes que usa carbonato cálcico modificado superficialmente como el definido en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, que comprende las etapas de a) proporcionar una formulación adhesiva, selladora y/o impermeabilizante, b) proporcionar carbonato cálcico modificado superficialmente,

c) combinar el carbonato cálcico modificado superficialmente con la formulación adhesiva, selladora y/o impermeabilizante.

16. Adhesivo, sellador y/o impermeabilizante obtenido mediante el método según la reivindicación 15, que comprende carbonato cálcico modificado superficialmente como el definido en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14.