Pigmento que comprende dióxido de titanio y un compuesto de amino fosforilo,

en el que el compuesto de amino fosforilo está representado por una de las fórmulas siguientes: a) **Fórmula** b) **Fórmula** c) **Fórmula** o d) **Fórmula** en la que R, R1, R 2, R 3 y R 4 son iguales o diferentes H o hidrocarbilo C 1 -C 22, X, X 1, X 2 y X 3 son iguales o diferentes H, hidrocarbilo C 1-C 22, amonio, alquilamonio o metal alcalino e y = 0 ó 1

CAMPO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a un pigmento de dióxido de titanio que ha sido tratado con un compuesto de amino fosforilo y su incorporación a los polímeros.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Los pigmentos de dióxido de titanio presentan muchas aplicaciones conocidas, en particular en revestimientos, papel y plásticos. Cuando se incorpora a los polímeros para aplicaciones en plásticos, el pigmento de dióxido de titanio puede actuar como un relleno, o puede también utilizarse con el fin de proporcionar mejores atributos físicos y químicos a la matriz del polímero, incluyendo una mayor estabilidad térmica, menor reactividad química y una mejorada resistencia a la formación de vacíos (“lacing”). La resistencia a la formación de vacíos es particularmente importante en las aplicaciones de películas de polímero extruido.

Aunque el dióxido de titanio no tratado puede ser de utilidad en las aplicaciones con polímeros, se ha descubierto que resulta beneficioso tratar los pigmentos antes de su utilización. Los pigmentos se pueden tratar de diferentes formas, que comprenden la adición de tratamientos de superficie. Por ejemplo, la patente US nº 6.646.037 describe el tratamiento de los pigmentos con compuestos de ácido organosulfónico con el fin de impartir cualidades físicas y químicas mejoradas a las matrices de polímeros. La patente US nº 6.765.041 describe el tratamiento de los pigmentos con ácidos organofosfóricos. Además, la patente US nº 5.837.049 describe el tratamiento de los pigmentos con ácido o éster alquilfosfónico.

A pesar de la multiplicidad de tratamientos superficiales, por múltiples razones, que comprenden el precio y las propiedades deseadas, ninguno de los tratamientos superficiales es ideal para todas las aplicaciones. Por consiguiente, siempre existe la necesidad de nuevos y mejores tratamientos para los pigmentos.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN

La presente invención es un nuevo pigmento que comprende dióxido de titanio y un compuesto de amino fosforilo. Además, la presente invención es una composición que comprende un polímero y el nuevo pigmento. El pigmento tratado de la presente invención proporciona una dispersión superior y una mayor resistencia a la formación de vacíos a los polímeros a los que se incorpora.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN

El pigmento de la presente invención comprende dióxido de titanio y un compuesto de amino fosforilo, en el que el compuesto de amino fosforilo se selecciona de entre uno cualquiera de los compuestos siguientes que comprenden por lo menos un grupo amino y por lo menos un

a) amino fosfonato de fórmula:

**(Ver fórmula)**

en la que R, R1 y R2 son iguales o diferentes H, o hidrocarbilo C1-C22 y X, X1, X2 y X3 son iguales

o diferentes H, hidrocarbilo C1-C22, amonio, alquilamonio, o un metal alcalino. Más preferentemente, R es un alquilo C4-C18 y R1 y R2 son H;

b) un amino fosfonato de fórmula:

**(Ver fórmula)**

en la que R y R1 son iguales o diferentes H o hidrocarbilo C1-C22 y X y X1 son iguales o diferentes

H, hidrocarbilo C1-C22, amonio, alquilamonio o metal alcalino. Más preferentemente, R es un alquilo C4-C18 y R1 es H;

c) un amino fosfinato de fórmula:

**(Ver fórmula)**

40

en la que R, R1, R2, R3 y R4 son iguales o diferentes H o hidrocarbilo C1-C22, y X1 y X2 son iguales

o diferentes H, hidrocarbilo C1-C22, amonio, alquilamonio o metal alcalino. Más preferentemente R es un alquilo C4-C18 alquilo y R1, R2, R3 y R4 son H;

d) un amino fosfinato de fórmula:

**(Ver fórmula)**

en la que y = 0 ó 1, R, R1 y R2 son iguales o diferentes H o hidrocarbilo C1-C22 y X es H, hidrocarbilo C1-C22, amonio, alquilamonio o metal alcalino. Más preferentemente R es un alquilo C4-C18 y R1 y R2 son H.

El pigmento de la presente invención comprende asimismo el dióxido de titanio. Toda forma de dióxido de titanio es adecuada para el pigmento de la presente invención. Preferentemente, el dióxido de titanio está en forma de rutilo o anatasa. El dióxido de titanio se puede preparar por uno cualquiera de los procedimientos conocidos, tales como el procedimiento de sulfato o el procedimiento de cloruro. El dióxido de titanio de utilidad en la presente invención presenta un tamaño típico de partícula comprendido entre 0,001 y 20 μm. Para la utilización en las aplicaciones pigmentarias típicas, el dióxido de titanio tiene preferentemente un tamaño de partícula comprendido entre 0,1 y 0,5 μm. Para la utilización en aplicaciones fotocatalíticas, el dióxido de titanio presenta preferentemente un tamaño de partícula comprendido entre 0,001 y 0,1 μm.

El dióxido de titanio puede ser dióxido de titanio sin tratar obtenido directamente de un procedimiento de producción tal como el procedimiento de cloruro o el de sulfato. Por el contrario, el dióxido de titanio puede estar tratado con por lo menos un revestimiento de óxido inorgánico, tal como óxido de aluminio, dióxido de silicio, óxido de circonio y semejantes, antes de su tratamiento con los compuestos de amino fosforilo de la presente invención. Los procedimientos para depositar óxidos metálicos sobre el dióxido de titanio son bien conocidos por los expertos en la materia. Preferentemente, los óxidos metálicos se añaden mediante tratamiento húmedo o por deposición en fase gaseosa. Los procedimientos adecuados de tratamiento húmedo se describen en las patentes US nº 3.767.455; nº

4.062.223 y nº 6.695.906. Los procedimientos adecuados de deposición en fase gaseosa se describen en las patentes US nº 5.562.764 y nº 6.852.306.

Además, el dióxido de titanio no tratado o el pigmento tratado con óxido metálico se puede tratar secundariamente con polialcoholes tales como trimetiloletano y trimetilolpropano, alcanolaminas tales como trietanolamina, fosfatos inorgánicos y mezclas de los mismos, antes de, o después de el tratamiento con los compuestos de amino fosforilo de la presente invención.

El procedimiento mediante el cual se añade al óxido de titanio el amino fosforilo no es particularmente crítico. El amino fosforilo se añade típicamente al dióxido de titanio como un tratamiento de superficie con el fin de formar el pigmento de la presente invención. Si el compuesto de amino fosforilo es un material sólido, se puede añadir al dióxido de titanio como un sólido o se puede disolver en un disolvente adecuado tal como agua, alcohol (por ejemplo, etanol), éter (por ejemplo, tetrahidrofurano) o un disolvente cualquiera adecuado, antes de ser añadido al dióxido de titanio.

El amino fosforilo se puede añadir al dióxido de titanio utilizando uno cualquiera de entre una multiplicidad de procedimientos de adición bien conocidos. Por ejemplo, el dióxido de titanio se puede mezclar en una disolución que comprende el amino fosforilo, o se puede disolver el amino fosforilo en un disolvente y a continuación depositarlo sobre el dióxido de titanio mediante evaporación del disolvente. También se puede utilizar un procedimiento de humedad incipiente. En el procedimiento más simple, el amino fosforilo se puede añadir mediante pulverizado o vertiéndolo sobre un sistema en el que se encuentre ya presente el dióxido de titanio. Resulta preferido mezclar o agitar el amino fosforilo y el dióxido de titanio con el fin de maximizar la distribución del amino fosforilo. Los procedimientos de mezclado de un tratamiento y el dióxido de titanio son bien conocidos por los expertos en la materia. Se pueden utilizar aparatos tales como un mezclador en V provistos de una barra intensificadora para la aplicación de un líquido a un polvo u otros mecanismos de mezclado adecuados.

Preferentemente, el amino fosforilo se añade al dióxido de titanio durante el procedimiento de producción del pigmento de dióxido de titanio. El procedimiento de producción de pigmento de dióxido de titanio comprende típicamente una etapa de producción de partículas de TiO2 (procedimientos de cloruro o sulfato) seguido de un procedimiento de postratamiento. Cuando se añade el amino fosforilo al procedimiento de producción del pigmento de dióxido de titanio, resulta preferido añadirlo durante las etapas de postratamiento. El postratamiento comprende típicamente tratar el pigmento en: uno o más tanques de tratamiento, seguido de filtración para producir un bizcocho... [Seguir leyendo]

1. Pigmento que comprende dióxido de titanio y un compuesto de amino fosforilo, en el que el compuesto de amino fosforilo está representado por una de las fórmulas siguientes:

a)

b)

c)

**(Ver fórmula)**

10 o d)

**(Ver fórmula)**

en la que R, R1, R2, R3 y R4 son iguales o diferentes H o hidrocarbilo C1 -C22, X, X1, X2 y X3 son iguales o diferentes H, hidrocarbilo C1-C22, amonio, alquilamonio o metal alcalino e y = 0 ó 1.

2. Pigmento según la reivindicación 1, en el que el compuesto de amino fosforilo presenta la

fórmula:

**(Ver fórmula)**

en la que R es un alquilo C4-C18 y R1 y R2 son H.

3. Pigmento según la reivindicación 1, en el que el compuesto de amino fosforilo presenta la

20 fórmula: en la que R es un alquilo C4-C18 y R1 es H.

**(Ver fórmula)**

4. Pigmento según la reivindicación 1, en el que el compuesto de amino fosforilo presenta la

fórmula:

**(Ver fórmula)**

en la que R es un alquilo C4-C18 y R1, R2, R3 y R4 son H.

5. Pigmento según la reivindicación 1, en el que el compuesto de amino fosforilo presenta la

fórmula:

**(Ver fórmula)**

10 en la que R es un alquilo C4-C18 y R1 y R2 son H.

6. Pigmento según la reivindicación 1, en el que el dióxido de titanio comprende un revestimiento de óxido inorgánico seleccionado de entre el grupo constituido por dióxido de silicio, óxido de aluminio, óxido de circonio y mezclas de los mismos.

7. Pigmento según la reivindicación 6, en el que el revestimiento de óxido inorgánico se añade 15 al dióxido de titanio mediante una deposición de tratamiento húmedo.

8. Pigmento según la reivindicación 6, en el que el revestimiento de óxido inorgánico se añade al dióxido de titanio mediante una deposición en fase gaseosa.

9. Pigmento según la reivindicación 1, en el que el dióxido de titanio presenta un tamaño de partícula en el intervalo de 0,001 a 20 μm.

20 10. Pigmento según la reivindicación 1, que comprende además un polialcohol, una alcanolamina, un fosfato inorgánico o una mezcla de los mismos.

11. Pigmento según la reivindicación 1, en el que el compuesto de amino fosforilo se encuentra presente en la cantidad de aproximadamente 0,1 a aproximadamente 6 por ciento en peso, sobre la base del peso del dióxido de titanio.

25 12. Pigmento según la reivindicación 1, en el que el compuesto de amino fosforilo se encuentra presente en una cantidad de aproximadamente 0,1 a aproximadamente 2 por ciento en peso, sobre la base del peso del dióxido de titanio.

13. Composición que comprende un polímero y el pigmento según la reivindicación 1.

14. Composición según la reivindicación 13, en la que el polímero es seleccionado de entre el

30 grupo constituido por polietilenos, polipropilenos, poliestirenos, policarbonatos, polivinilcloruros y copolímeros de etileno y α-olefinas C4-C12.

15. Composición según la reivindicación 13, en la que la cantidad de pigmento es de aproximadamente 40 por ciento a aproximadamente 85 por ciento en peso de la composición.