Una composición de sólido inorgánico corpuscular tratado, que comprende:

(a) un sólido inorgánico corpuscular seleccionado del grupo que consiste en dióxido de titanio y óxido de zinc, y (b) un compuesto organofosfínico que tiene la fórmula: en la que R1 es un grupo orgánico que tiene de 2 a 22 átomos de carbono, y R2 es hidrógeno o un grupo orgánico que tiene de 2 a 22 átomos de carbono, y M es hidrógeno, amonio, organoamonio o un ion metálico

CAMPO DEL INVENTO

El presente invento se refiere a sólidos inorgánicos corpusculares y, en particular, a sólidos inorgánicos corpusculares que han sido tratados con ciertos compuestos organofosfínicos, tales como ácidos organofosfínicos y sus sales.

FUNDAMENTO DEL INVENTO

Durante muchos años se ha llevado a cabo la incorporación de sólidos inorgánicos corpusculares a matrices de polímeros y, a lo largo de los años, se han incorporado y se siguen incorporando sólidos inorgánicos corpusculares a matrices de polímeros por muchas razones. Por ejemplo, pueden ser utilizados como cargas. Pueden ser también utilizados para impartir mejores características físicas y químicas a matrices de polímeros, incluyendo una actividad química disminuida y una estabilidad térmica mejorada, especialmente una resistencia al desarrollo de imperfecciones superficiales ("lacing resistance") en aplicaciones de películas de polímero extruidas. Con objeto de obtener diferentes beneficios, los sólidos inorgánicos corpusculares pueden ser tratados de diferentes maneras, incluyendo la adición de tratamientos superficiales.

Los sólidos inorgánicos corpusculares comúnmente utilizados para incorporación a matrices de polímeros incluyen el dióxido de titanio y el caolín. Los tratamientos superficiales conocidos que se han aplicado a estos sólidos incluyen silanos, alcanolaminas, polioles, ácidos organofosfóricos, ácidos organosulfónicos y polienos fosforilados. El tratamiento óptimo dependerá, en parte, de las características que uno desea en un sólido tratado, las cuales dependerán, en parte, de la aplicación en que se utilizará el sólido. A menudo se desea obtener un sólido corpuscular hidrófobo que sea estable, fácil de preparar, económicamente eficaz, capaz de dispersarse en polímeros en un alto grado, y no reactivo en presencia de otros aditivos tales como el litopón. Sin embargo, a pesar de los numerosos tratamientos superficiales conocidos, por diversas razones, incluyendo el coste y las propiedades deseadas, ningún tratamiento superficial conocido es ideal para todas las aplicaciones. Por lo tanto, siempre existe la necesidad de desarrollar nuevos y mejores tratamientos para sólidos corpusculares.

Sorprendentemente, se halló que al tratar un sólido corpuscular inorgánico con un compuesto organofosfínico se podía producir una composición que tuviera una buena dispersabilidad en matrices de polímeros. El presente invento se dirige a estos sólidos corpusculares inorgánicos tratados, métodos para prepararlos, y usos para ellos.

Discusión de la técnica previa

En el Documento U.S. 4.781.982 se describe un método para el tratamiento superficial de partículas de un mineral que puede ser alúmina, bauxita, magnesia, mica, talco, silicato cálcico hidratado, caolín, hidrotalcita, carbonato cálcico, carbonato magnésico, fosfato cálcico o fosfato sódico, con una disolución de un agente para tratamiento superficial que puede ser un silicato de metal alcalino, peróxido de hidrógeno, un ácido o un compuesto de organofósforo, para reducir la adsorción de iones haluro y radicales haluro libres sobre la superficie de las partículas. Los ácidos incluyen ácidos fosfóricos, ácidos fosfónicos y ácidos fosfínicos, y los compuestos de organofósforo incluyen un organofosfinato.

En el Documento U.S. 4.357.170 se describe el tratamiento de dióxido de titanio con un sistema que comprende (a) un producto de adición de organofosfato/alcanolamina y (b) un poliol, para reducir el amarilleo cuando se incorpora el pigmento a un polímero.

SUMARIO DEL INVENTO

El presente invento proporciona sólidos inorgánicos corpusculares tratados, para uso en matrices polímeras como pigmentos, cargas, agentes modificadores de la viscosidad, agentes absorbentes de radiación ultravioleta, etc., así como métodos para preparar estos sólidos inorgánicos corpusculares tratados. El sólido inorgánico corpuscular tratado del presente invento comprende un sólido inorgánico corpuscular que es tratado con uno o más compuestos organofosfínicos. Opcionalmente, el sólido inorgánico corpuscular tratado puede comprender también un óxido metálico. El sólido inorgánico corpuscular tratado del presente invento puede ser formado al tratar un sólido inorgánico corpuscular con un compuesto de ácido organofosfínico o una sal de un compuesto organofosfínico que se puede representar mediante la fórmula siguiente:

**(Ver fórmula)**

en la que R1 es un grupo orgánico que tiene de 2 a 22 átomos de carbono,

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R2 es hidrógeno o un grupo orgánico que tiene de 2 a 22 átomos de carbono, y M es hidrógeno, amonio, organoamonio o un ion metálico. De acuerdo con una realización, el presente invento proporciona un sólido inorgánico corpuscular tratado que comprende:

(a) un sólido inorgánico corpuscular seleccionado del grupo que consiste en dióxido de titanio y óxido de zinc, y

(b) un compuesto organofosfínico que tiene la fórmula:

**(Ver fórmula)**

en la que R1 es un grupo orgánico que tiene de 2 a 22 átomos de carbono,

R2 es hidrógeno o un grupo orgánico que tiene de 2 a 22 átomos de carbono, y

M es hidrógeno, amonio, organoamonio o un ion metálico.

De acuerdo con una segunda realización, el presente invento proporciona un método para preparar una composición de sólido inorgánico corpuscular tratado. El método comprende filtrar una suspensión, en que dicha suspensión comprende un sólido inorgánico corpuscular seleccionado del grupo que consiste en dióxido de titanio y óxido de zinc; y combinar el sólido inorgánico corpuscular separado por filtración con el compuesto organofosfínico de la primera realización.

Los sólidos inorgánicos corpusculares tratados del presente invento se pueden combinar con, y dispersar fácilmente en, polímeros para formar matrices de polímeros una vez que los sólidos inorgánicos corpusculares han sido tratados con el compuesto organofosfínico. Los sólidos inorgánicos corpusculares del presente invento presentan una excelente dispersión, resistencia al "lacing" y otras propiedades físicas cuando se incorporan a películas y artículos polímeros.

Los sólidos inorgánicos corpusculares tratados del presente invento pueden ser también usados para preparar mezclas maestras de polímero muy cargadas. Los sólidos inorgánicos corpusculares tratados presentan unas cualidades de dispersión especialmente excelentes cuando se incorporan a mezclas maestras que contienen hasta aproximadamente 85% de los sólidos inorgánicos corpusculares tratados. Estas mezclas maestras muy cargadas son útiles en aplicaciones en que son críticas la dispersión y la estabilidad térmica, especialmente la resistencia al "lacing".

DESCRIPCIÓN DETALLADA DEL INVENTO

El presente invento se dirige a sólidos inorgánicos corpusculares para uso en relación con polímeros, y a los métodos para preparar estos sólidos inorgánicos corpusculares. De acuerdo con el presente invento, se trata un sólido inorgánico corpuscular con un compuesto organofosfínico. El sólido inorgánico corpuscular tratado resultante puede ser luego combinado con un polímero para formar una matriz de polímero.

No se pretende que la presente descripción sea un tratado sobre sólidos inorgánicos corpusculares ni sobre la producción de matrices de polímeros, y los lectores son remitidos a apropiados textos y otros materiales disponibles en este campo técnico para un fundamento adicional sobre el contenido de este invento.

Los sólidos inorgánicos corpusculares tratados, preparados de acuerdo con el presente invento, comprenden un sólido inorgánico corpuscular que es tratado con un compuesto organofosfínico. Preferiblemente, el sólido inorgánico corpuscular comprende además un óxido metálico tal como óxido de aluminio. Los sólidos inorgánicos para uso en el presente invento incluyen dióxido de titanio y óxido de zinc. La frase "sólido inorgánico corpuscular", como aquí se utiliza, se refiere al sólido inorgánico corpuscular que no ha sido tratado con un compuesto organofosfínico. Preferiblemente, el dióxido de titanio es el sólido inorgánico corpuscular elegido. Cuando el sólido inorgánico corpuscular es dióxido de titanio, el dióxido de titanio puede ser rutilo, producido mediante el procedimiento del sulfato o del cloruro, o anatasa, producida mediante el procedimiento... [Seguir leyendo]

1. Una composición de sólido inorgánico corpuscular tratado, que comprende:

(a) un sólido inorgánico corpuscular seleccionado del grupo que consiste en dióxido de titanio y óxido de zinc, y

(b) un compuesto organofosfínico que tiene la fórmula:

**(Ver fórmula)**

en la que R1 es un grupo orgánico que tiene de 2 a 22 átomos de carbono, y

R2 es hidrógeno o un grupo orgánico que tiene de 2 a 22 átomos de carbono, y

M es hidrógeno, amonio, organoamonio o un ion metálico.

2. La composición de sólido inorgánico corpuscular tratado de la Reivindicación 1, en que el sólido inorgánico corpuscular es óxido de zinc.

3. La composición de sólido inorgánico corpuscular tratado de la Reivindicación 1, en que el sólido inorgánico corpuscular es dióxido de titanio.

4. La composición de sólido inorgánico corpuscular tratado de la Reivindicación 1, en que el sólido inorgánico

15 corpuscular es tratado con un compuesto seleccionado del grupo que consiste en polialcoholes, alcanolaminas, fosfatos inorgánicos y mezclas de los mismos.

5. La composición de sólido inorgánico corpuscular tratado de la Reivindicación 1, en que dicha composición comprende además un óxido inorgánico.

6. La composición de sólido inorgánico corpuscular tratado de la Reivindicación 5, en que dicho óxido inorgánico 20 es seleccionado del grupo que consiste en dióxido de silicio, óxido de zirconio y óxido de aluminio.

7. La composición de sólido inorgánico corpuscular tratado de la Reivindicación 1, en que R1 es hexilo, octilo, isooctilo o 2-etilhexilo.

8. La composición de sólido inorgánico corpuscular tratado de la Reivindicación 1, en que el compuesto organofosfínico está presente en una cantidad de 0,1 por ciento a 5 por ciento en peso del sólido inorgánico corpus

25 cular, con respecto al peso del sólido inorgánico corpuscular antes del tratamiento del sólido inorgánico corpuscular con el compuesto organofosfínico.

9. La composición de sólido inorgánico corpuscular tratado de la Reivindicación 1, en que el compuesto organofosfínico está presente en una cantidad de 5 por ciento a 30 por ciento en peso del sólido inorgánico corpuscular, con respecto al peso del sólido inorgánico corpuscular antes del tratamiento del sólido inorgánico corpuscular con el compuesto organofosfínico.

10. Una matriz de polímero compuesta de un polímero y la composición de sólido inorgánico corpuscular tratado de la Reivindicación 1.

11. La matriz de polímero de la Reivindicación 10, en que el polímero es polietileno.

12. La matriz de polímero de la Reivindicación 11, en que la cantidad de la composición de sólido inorgánico

35 corpuscular tratado es del 50 por ciento al 85 por ciento en peso de la matriz de polímero, con respecto al peso de la matriz de polímero.

13. La matriz de polímero de la Reivindicación 12, en que el sólido inorgánico corpuscular es dióxido de titanio.

14. Un método para preparar una composición de sólido inorgánico corpuscular tratado, en que dicho método comprende las operaciones de: (i) filtrar una suspensión, suspensión que comprende un sólido inorgánico

40 corpuscular seleccionado del grupo que consiste en dióxido de titanio y óxido de zinc; y (ii) combinar dicho sólido inorgánico corpuscular con un compuesto organofosfínico después de dicha filtración, en que dicho compuesto organofosfínico tiene la fórmula:

**(Ver fórmula)**

en la que R1 es un grupo orgánico que tiene de 2 a 22 átomos de carbono, y R2 es hidrógeno o un grupo orgánico que tiene de 2 a 22 átomos de carbono, y M es hidrógeno, amonio, organoamonio o un ion metálico.

15. Un método de acuerdo con la Reivindicación 14, en que el sólido inorgánico corpuscular ha sido tratado con el compuesto organofosfínico antes de una etapa de secado.

16. Un método de acuerdo con la Reivindicación 14, en que el sólido inorgánico corpuscular ha sido tratado con el compuesto organofosfínico durante una etapa de molienda.

17. Un método de acuerdo con la Reivindicación 14, en que el sólido inorgánico corpuscular ha sido tratado con el 10 compuesto organofosfínico cuando el sólido inorgánico corpuscular está en forma de torta de filtración.