PRODUCTOS DE CARGA MINERAL TRATADA, PROCESO DE PREPARACIÓN DE LOS MISMOS Y USOS DE LOS MISMOS.

Productos de carga mineral tratada, proceso de preparación de los mismos y usos de los mismos [0001] La presente invención se refiere al terreno de los productos de carga mineral tratada, a los procesos de preparación de tales productos de carga mineral tratada y a sus usos, en particular en las aplicaciones en plásticos, y en especial en las aplicaciones en películas respirables o de recubrimiento por extrusión basadas en polipropileno (PP) o polietileno (PE). [0002] Las cargas minerales se usan a menudo como cargas particuladas en productos polímeros. La presencia de volátiles que están asociados a las cargas minerales y se desprenden a las temperaturas que son alcanzadas durante la aplicación de tales cargas minerales y/o en el procesamiento de los productos que comprenden tales cargas minerales puede conducir a la degradación de la calidad del producto polímero final que comprende al mineral. Éste es en particular un problema que se da en la preparación de películas respirables o de recubrimiento por extrusión hechas a base de PP o de PE y que comprenden cargas minerales y más en particular carbonato cálcico. [0003] Además, los volátiles pueden conducir a una reducción de la resistencia a la tracción y la resistencia al desgarramiento de una película de este tipo, y pueden degradar sus aspectos visibles, y en particular su uniformidad visible. [0004] Los volátiles pueden generar una excesiva espumación de la masa fundida de polímero con carga mineral durante un paso de combinación, ocasionando un indeseado espesamiento del producto en la extracción por vacío e imponiendo por consiguiente un reducido rendimiento. [0005] Tales volátiles pueden por ejemplo: - estar inherentemente asociados a la carga mineral (volátiles inherentes), y son en especial agua asociada a la misma, y/o - ser introducidos durante el tratamiento de la carga mineral (volátiles añadidos), por ejemplo para hacer que la carga mineral sea más dispersable en un medio de plástico, y/o - ser generados por la reacción de materiales orgánicos inherentes y/o materiales orgánicos añadidos con la carga mineral; pudiendo tales reacciones ser en especial inducidas o acrecentadas por las temperaturas que se alcanzan durante la introducción y/o el procesamiento del material polimérico que comprende a la carga mineral tratada, tal como durante el proceso de extrusión o de combinación; y/o - ser generados por la degradación de materiales orgánicos inherentes y/o materiales orgánicos añadidos, formando CO2, agua y posiblemente fracciones de baja masa molecular de estos materiales orgánicos; pudiendo tal degradación ser especialmente inducida o acrecentada por las temperaturas que se alcanzan durante la introducción y/o el procesamiento del material polimérico que comprende a la carga mineral tratada, tal como durante el proceso de extrusión o combinación. [0006] Como tal, el experto en la materia tiene necesidad de una carga mineral: a) que sea adecuada para su aplicación en particular en la industria del plástico; b) que presente una temperatura de iniciación de volátiles lo más alta posible, la cual es como se define más adelante; c) que conduzca al desprendimiento de una limitada cantidad de volátiles dentro de la gama de temperaturas que típicamente se alcanzan durante el empleo de dicha carga mineral (siendo dicha cantidad llamada de aquí en adelante volátiles totales). [0007] Una manera obvia de incrementar la temperatura de iniciación de volátiles y limitar la cantidad de volátiles asociados a una carga mineral es la de evitar o limitar el uso de ciertos aditivos comunes para el tratamiento de cargas. Sin embargo, a menudo y como sucede en el caso en el que se aplica una carga mineral en una aplicación en un plástico, tales aditivos son necesarios para asegurar otras funciones. [0008] En el caso de las aplicaciones en películas respirables, los aditivos se introducen para dotar a la carga mineral de un recubrimiento hidrofóbico y para mejorar la dispersabilidad de la carga mineral en el material precursor de la película, así como posiblemente para mejorar la procesabilidad de este material precursor de la película y/o las propiedades de los productos de aplicación final. Una eliminación de tales aditivos comprometería manera de no aceptable la calidad de la película resultante. [0009] Así, un aditivo para tratar cargas minerales debería darle al producto de carga mineral resultante: - una viscosidad trabajable de en particular menos de 10.000 mPa·seg., a 180ºC, - una incrementada temperatura de iniciación de volátiles, - unos volátiles totales simultáneamente limitados, - sin comprometer la hidrofobicidad del mineral, y por consiguiente la calidad de la película.   [0010] Cuando el estado de la técnica hace referencia a cargas minerales tratadas, y en especial a carbonato cálcico, se menciona el tratamiento que comprende ácidos carboxílicos alifáticos y sales de ácidos carboxílicos alifáticos. Sin embargo, el estado de la técnica no aporta enseñanza específica alguna con respecto al tema de impartirles a las cargas minerales las características anteriormente mencionadas. [0011] A este respecto, el documento *WO 00/20336 se refiere a un carbonato cálcico natural ultrafino que puede ser opcionalmente tratado con uno o varios ácidos grasos o una o varias sales o mezclas de los mismos y se usa como regulador de la reología para composiciones polímeras. Mientras que se mencionan en general en este documento mezclas de ácidos grasos y sales de ácidos grasos, no se aportan en parte alguna ejemplos de tales mezclas ni se hace referencia a cantidades preferenciales de dosificación del ácido graso con respecto a la sal de ácido graso. En efecto, en los ejemplos se presentan tan sólo tratamientos de carbonato cálcico con ácido esteárico. [0012] Análogamente, el documento US 4.407.986 describe un carbonato cálcico precipitado que es tratado superficialmente con un dispersante que puede incluir ácidos alifáticos superiores y sus sales metálicas a fin de limitar la adición de aditivos lubricantes al amasar este carbonato cálcico con polipropileno cristalino y para evitar la formación de agregados de carbonato cálcico, que limitan la resistencia al choque del polipropileno. [0013] En la EP 0 325 114, que se refiere a composiciones de subjunta anticorrimiento para automóviles que están basadas en cloruro de polivinilo y tienen unas mejores propiedades reológicas y de adherencia, el Ejemplo 7 da a conocer una mezcla de una sal amónica de ácido 12-hidroxiesteárico en combinación con un ácido graso (en una relación en peso de 1:1) que se usa para tratar una carga mineral. [0014] La WO 03/082966 se refiere a una composición de nanocarga reticulable y/o reticulada que en realizaciones opcionales puede adicionalmente incluir cargas que pueden estar o pueden no estar recubiertas con ácido esteárico, estearato, silano, siloxano y/o titanato. Tales composiciones de nanocarga se usan para incrementar las propiedades de barrera, la resistencia y las temperaturas de termodeformación, lo cual las hace útiles en aplicaciones médicas, de la automoción, eléctricas, de la construcción y alimentarias. [0015] La US 2002/0102404 describe partículas de carbonato cálcico 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 usan en composiciones de adhesivo para mejorar la estabilidad de la viscosidad y las propiedades de adherencia. Mientras que se mencionan en general mezclas de ácidos grasos y sales de ácidos grasos, los ejemplos incluyen tan sólo tratamientos de carbonato cálcico con mezclas de sales de ácidos grasos. [0016] Además, la US 2002/0102404 requiere el empleo de una mezcla de ácidos carboxílicos alifáticos saturados e insaturados y sales de los mismos. La presencia de ácidos carboxílicos alifáticos insaturados/sales de los mismos incrementa el riesgo de que se produzcan indeseadas reacciones laterales in situ con el enlace doble durante el procesamiento de cualquier material que comprenda ácidos carboxílicos alifáticos insaturados/sales de los mismos. Adicionalmente, la presencia de ácidos carboxílicos alifáticos insaturados/sales de los mismos puede redundar en decoloración o en una generación de olores indeseados, y en particular de olores rancios, en el material en el cual se emplean. [0017] La reivindicación 11 de la WO 92/02587 indica que una solución de sal sódica saponificada de al menos un ácido graso insaturado de alto peso molecular o de una combinación de al menos un ácido graso insaturado de alto peso molecular y al menos un ácido graso insaturado de alto peso molecular puede ser añadida a una lechada precalentada de carbonato cálcico precipitado,... [Seguir leyendo]

1. Proceso de preparación de un producto de carga mineral tratada, caracterizado por el hecho de que dicho proceso comprende los pasos siguientes: (a) prever al menos una carga mineral seca; (b) prever al menos un ácido carboxílico alifático saturado de C8 a C24; (c) prever al menos una sal catiónica di- y/o trivalente de uno o varios ácidos carboxílicos alifáticos saturados de C8 a C24; (d) en uno o varios pasos con calentamiento, poner a dicha(s) carga(s) mineral(es) del paso (a) en contacto con: a. el (los) ácido(s) carboxílico(s) alifático(s) del paso (b); b. la(s) sal(es) de ácido carboxílico alifático del paso (c), tras lo cual (e) se forma en la superficie de dicha(s) carga(s) mineral(es) una capa de tratamiento que comprende a dicho(s) ácido(s) carboxílico(s) alifático(s) y dicha(s) sal(es) de ácido carboxílico alifático, lo cual da como resultado un producto de carga mineral tratada; caracterizado por el hecho de que: - la relación en peso de la totalidad de dicha(s) sal(es) de ácido carboxílico alifático prevista(s) en el paso (c) : la totalidad de dicho(s) ácido(s) carboxílico(s) alifático(s) previsto(s) en el paso (b) es de 51:49 a 75:25; - el peso total de la totalidad de dicha(s) sal(es) de ácido carboxílico alifático y de la totalidad de dicho(s) ácido(s) carboxílico(s) alifático(s) situados en la superficie de la carga mineral es de al menos 2,5 mg/m 2 de la carga mineral prevista en el paso (a); - durante el paso (d), la temperatura es ajustada de forma tal que se funden la totalidad del (de los) ácido(s) carboxílico(s) alifático(s) y de la(s) sal(es) de ácido carboxílico alifático. 2. Proceso según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que dicha relación en peso de la totalidad de dicha(s) sal(es) de ácido carboxílico alifático : la totalidad de dicho(s) ácido(s) carboxílico(s) alifático(s) es de 55:45 a 75:25, más preferiblemente es de poco más o menos 60:40 a 70:30, y p. ej. es de 64:36 a 67:33. 3. Proceso según la reivindicación 1 o 2, caracterizado por el hecho de que la(s) carga(s) mineral(es) en (a) es (son) cargas minerales que comprenden bicarbonato cálcico y/o cargas minerales que comprenden mineral lamelar y/o cargas minerales que comprenden cuarzo y/o cargas minerales que comprenden arcilla, y es (son) preferiblemente cargas minerales que comprenden carbonato cálcico. 4. Proceso según la reivindicación 3, caracterizado por el hecho de que las cargas minerales que comprenden carbonato cálcico son carbonato cálcico precipitado (PCC), y concretamente una o varias de las formas cristalinas mineralógicas aragonítica, vaterítica y calcítica, y/o carbonato cálcico natural molido (NGCC), y concretamente uno o varios de los miembros del grupo que consta de mármol, caliza o creta y/o dolomita. 5. Proceso según la reivindicación 4, caracterizado por el hecho de que las cargas minerales que comprenden carbonato cálcico son mármol y/o dolomita. 6. Proceso según la reivindicación 3, caracterizado por el hecho de que la carga mineral lamelar es talco. 7. Proceso según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por el hecho de que la(s) sal(es) catiónica(s) di- y/o trivalente(s) de uno o varios ácidos carboxílicos alifáticos de C8 a C24 es (son) seleccionada(s) de entre los miembros del grupo que consta de sales de calcio, magnesio, estroncio y aluminio y mezclas de las mismas, y es (son) preferiblemente seleccionada(s) de entre los miembros del grupo que consta de sales de calcio, sales de magnesio y mezclas de las mismas. 8. Proceso según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado por el hecho de que la(s) sal(es) catiónica(s) di- y/o trivalente(s) de uno o varios ácidos carboxílicos alifáticos de C8 a C24 es (son) sal(es) catiónica(s) di- y/o trivalente(s) de uno o varios ácidos carboxílicos alifáticos de C10 a C18, y es (son) preferiblemente sal(es) catiónica(s) di- y/o trivalente(s) de uno o varios ácidos carboxílicos alifáticos de C12 a C18. 9. Proceso según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado por el hecho de que la(s) sal(es) catiónica(s) di- y/o trivalente(s) de uno o varios ácidos carboxílicos alifáticos de C8 a C24 es (son) sal(es) catiónica(s) di- y/o trivalente(s) de uno o varios ácidos monocarboxílicos alifáticos.   10. Proceso según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado por el hecho de que la(s) sal(es) catiónica(s) di- y/o trivalente(s) de uno o varios ácidos carboxílicos alifáticos de C8 a C24 es (son) sal(es) de uno o varios ácidos grasos, especialmente de ácido esteárico y/o palmítico y/o mirístico y/o láurico, y con la máxima preferencia es (son) sal(es) de ácido esteárico y/o palmítico. 11. Proceso según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado por el hecho de que la(s) sal(es) catiónica(s) di- y/o trivalente(s) de un ácido carboxílico alifático de C8 a C24 presenta(n) una viscosidad aislada equivalente de más de 100.000 mPa·seg., y preferiblemente de más de 1.000.000 mPa·seg., a 180ºC según medición efectuada en un aparato PHYSICA MCR 300 equipado con un instrumental CP50-1 a una velocidad de cizallamiento de 5 seg. - 1 y a temperaturas de barrido de 200 a 130ºC. 12. Proceso según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado por el hecho de que el (los) ácido(s) carboxílico(s) alifático(s) de C8 a C24 es (son) ácido(s) carboxílico(s) alifático(s) de C10 a C18 y preferiblemente ácido(s) carboxílico(s) alifático(s) de C12 a C18. 13. Proceso según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado por el hecho de que el (los) ácido(s) carboxílico(s) alifático(s) de C8 a C24 es (son) ácido(s) graso(s), especialmente ácido esteárico y/ palmítico y/o mirístico y/o láurico o mezclas de los mismos, y con la máxima preferencia es (son) ácido esteárico y/o palmítico. 14. Proceso según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado por el hecho de que el (los) ácido(s) carboxílico(s) alifático(s) total(es) y la(s) sal(es) de ácido carboxílico alifático total(es) representa(n) más de 2,7, más preferiblemente al menos 3, especialmente al menos 3,2, y p. ej. 3,5 mg de ácido(s) carboxílico(s) alifático(s) y sal(es) de ácido carboxílico alifático total(es)/m 2 de carga(s) mineral(es). 15. Proceso según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, caracterizado por el hecho de que la mezcla aislada equivalente de la(s) sal(es) de ácido carboxílico alifático y del (de los) ácido(s) carboxílico(s) alifático(s) presenta una viscosidad de menos de 10.000, preferiblemente de menos de 1.000, y más preferiblemente de menos de 500 mPa·seg. a 180ºC. 16. Proceso según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15, caracterizado por el hecho de que el ácido carboxílico alifático es una mezcla de ácido esteárico:ácido palmítico 1:1, y la(s) sal(es) de ácido carboxílico alifático es (son) un estearato de magnesio o estearato cálcico. 17. Proceso según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 16, caracterizado por el hecho de que el (los) ácido(s) carboxílico(s) alifático(s) que se prevén(n) en el paso (b) está(n) en estado de fusión. 18. Proceso según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 17, caracterizado por el hecho de que la(s) sal(es) de ácido carboxílico alifático que se prevé(n) en el paso (c) está(n) en estado de fusión. 19. Proceso según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 18, caracterizado por el hecho de que en el paso (d) la totalidad o parte de dicha(s) sal(es) de ácido carboxílico alifático del paso (c) y la totalidad o parte de dicho(s) ácido(s) carboxílico(s) alifático(s) del paso (b), y preferiblemente la totalidad de dicha(s) sal(es) de ácido carboxílico alifático del paso (c) y la totalidad de dicho(s) ácido(s) carboxílico(s) alifático(s) del paso (b) son primeramente puestas en contacto entre sí y mezcladas para así formar una mezcla fundida antes de entrar en contacto con cualesquiera de dichas cargas minerales. 20. Uso de un producto obtenido mediante un proceso según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 19 en un proceso de mezcla y/o extrusión y/o combinación y/o moldeo por soplado con materiales de plástico. 21. El uso según la reivindicación 20, caracterizado por el hecho de que los materiales de plástico comprenden poliolefinas o termoplásticos tales como polietilenos (PE), polipropilenos (PP) y/o poliuretanos (PU). 22. Películas que comprenden los productos obtenidos mediante un proceso según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 19. 23. Las películas según la reivindicación 22, 13   caracterizadas por el hecho de que son seleccionadas de entre los miembros del grupo que comprende películas estiradas y/u orientadas, y preferiblemente películas respirables, o películas de recubrimiento por extrusión. 14