PROCEDIMIENTO DE TRITURACIÓN EN MEDIO ACUOSO DE MATERIALES MINERALES Y DE AGLUTINANTES QUE PONE EN PRÁCTICA UNA EMULSIÓN INVERSA DE UN POLÍMERO DE ACRILAMIDA CON UN MONÓMERO ACRÍLICO.

Procedimiento de trituración en medio acuoso de materiales minerales y de aglutinantes que pone en práctica una emulsión inversa de un polímero de acrilamida con un monómero acrílico La invención se refiere al campo general de la trituración en medio acuoso de materiales minerales en presencia de aglutinantes. Las partículas minerales y los aglutinantes poliméricos son 2 componentes esenciales que participan en la fabricación de numerosos materiales, tales como por ejemplo los plásticos. Las partículas minerales, tales como el carbonato de calcio, aportan concretamente propiedades mecánicas y ópticas a nivel de la pieza final; en cuanto a los aglutinantes, en general en forma de emulsiones estabilizadas mediante tensioactivos, confieren la cohesión necesaria al conjunto de los constituyentes del material final. Desde hace diez años, se ha desarrollado el concepto de partículas que, en forma de un producto único, aportan a la vez las propiedades del material de pigmentación y del aglutinante: se habla entonces de partículas de pigmentación autoaglutinantes. Tales productos se obtienen mediante trituración en medio acuoso del material mineral en presencia del aglutinante polimérico. Este procedimiento conduce a partículas constituidas a la vez por el aglutinante y por el material de pigmentación de partida: el aglutinante y el material mineral se encuentran íntimamente unidos en el interior de esas partículas de pigmentación autoaglutinantes. La cohesión de tales partículas se mejora especialmente con respecto a la cohesión de una simple mezcla entre el material de pigmentación y el aglutinante, tal como se ilustra en el documento WO 2006/008657 que se comentará con más detalle a continuación en la presente solicitud. Además, los procedimientos a los que se refiere la presente solicitud son procedimientos que ponen en práctica al menos una etapa de trituración en medio acuoso de al menos un material mineral y de al menos un aglutinante polimérico. A continuación pueden intervenir etapas eventuales de dispersión, de concentración y de secado. Este tipo de procedimiento plantea 2 problemas principales al experto en la técnica. El primero de ellos está asociado con el fenómeno general de sedimentación de las partículas de pigmentación autoaglutinantes, que están en suspensión en agua. El experto en la técnica busca entonces mejorar la estabilidad de las suspensiones acuosas de estas partículas de pigmentación autoaglutinantes, de manera que puedan almacenarse o transportarse estas suspensiones, eventualmente a lo largo de largos periodos: busca reducir el fenómeno de sedimentación. En segundo lugar, en la medida en que hay aglutinantes poliméricos presentes durante la etapa de trituración en medio acuoso, y como esos aglutinantes se presentan en forma de emulsiones estabilizadas mediante tensioactivos, dichos tensioactivos se encuentran sometidos a fuertes tensiones mecánicas durante la operación de trituración: se observa la formación de espuma. Esta espuma presenta el inconveniente de alterar finalmente determinadas propiedades (concretamente ópticas) de las composiciones fabricadas a partir de las suspensiones acuosas de partículas de pigmentación autoaglutinantes. Además, la formación de espuma genera limitaciones industriales, concretamente a nivel de la transferencia de las suspensiones de partículas de pigmentación autoaglutinantes hacia las cubas de almacenamiento. A continuación se comentará la técnica anterior relativa a los procedimientos de fabricación de partículas de pigmentación autoaglutinantes en suspensión acuosa, de manera que se desprenden las soluciones propuestas al experto en la técnica para resolver este doble problema de espuma y de sedimentación de las suspensiones obtenidas. El documento WO 2005/111153 describe un procedimiento de fabricación de partículas en suspensión acuosa mediante trituración de cargas de pigmentación con aglutinantes poliméricos y ello en presencia de agentes dispersantes tales como poliacrilatos. Las partículas así obtenidas pueden ponerse entonces en práctica en la fabricación de pinturas y de baños de recubrimiento. No obstante, este documento no enseña nada al experto en la técnica en cuanto a las eventuales soluciones aportadas a los problemas de sedimentación y de espuma para las suspensiones acuosas obtenidas, en la medida en que ni siquiera menciona esos 2 inconvenientes. El documento WO 93/11183 describe un procedimiento de fabricación de una suspensión acuosa de partículas constituidas por un material de pigmentación y por un aglutinante polimérico, mediante mezclado pero también trituración (página 33, líneas 33-34) en medio acuoso. La característica de este procedimiento se encuentra en la regulación del potencial zeta de la suspensión inicial de material de pigmentación, concretamente por medio de un dispersante que permite ajustar el potencial de superficie de la carga mineral a un valor comprendido entre 0 y -50 mV. Se obtiene así una dispersión estable de partículas de pigmentación autoaglutinantes que pueden entrar en la composición de diferentes revestimientos tales como pinturas. Por un lado, este documento destaca la posibilidad de poner en práctica en el procedimiento que describe espesantes, concretamente celulósicos o acrílicos en emulsión directa (y eventualmente acrílicos asociativos). El experto en la técnica sabe perfectamente que el papel desempeñado por esos espesantes es limitar el fenómeno de 2 ES 2 365 551 T3 sedimentación de las partículas, concretamente mediante el aumento de la viscosidad del medio. Estas disoluciones a base de espesantes celulósicos o acrílicos en emulsión directa las conoce bien el experto en la técnica, en el sentido en que se desarrollaron inicialmente para estabilizar suspensiones acuosas de materiales minerales clásicas (es decir, exentas de aglutinantes poliméricos y no obtenidas mediante el procedimiento según la presente invención). El documento CA 2 081 831 publicado en 1993 ya describía la puesta en práctica de tales productos para estabilizar una suspensión acuosa de carbonato de calcio, y concretamente el uso de derivados de la celulosa (tales como la carboximetilcelulosa), de espesantes acrílicos (que pueden ser asociativos) e incluso de la goma xantana. En cuanto al problema de espuma, la solución propuesta en los ejemplos de este documento consiste en la puesta en práctica de agentes antiespumantes, tales como Nopco NXZ comercializado por la sociedad COGNIS y Defoamer 643 anteriormente comercializado por la sociedad RHONE POULENC, estando constituidos estos 2 productos por aceites de fracciones del petróleo. Tales productos se usan ampliamente en procedimientos de fabricación de suspensiones acuosas de materiales minerales clásicas (según la expresión anteriormente empleada), al igual que productos sililados o siliconas. A modo de ejemplo, el documento JP 53 053598 de 1978 ya describía la puesta en práctica de siliconas para reducir la presencia de espuma en una suspensión acuosa de carbonato de calcio. A diferencia de los 2 documentos anteriormente mencionados que ponen en práctica un agente dispersante antes de y/o durante la etapa de trituración, el documento WO 2006/016036 describe un procedimiento de fabricación de una suspensión de materiales minerales en agua, mediante trituración en presencia de aglutinantes para pinturas, y después introducción de un agente dispersante. Este documento anticipa para las suspensiones obtenidas valores estables para la viscosidad Brookfield a 100 revoluciones/minuto, y esto durante 8 días. Por un lado, no pone en práctica ninguna prueba que permita cuantificar directamente el fenómeno de sedimentación de las partículas en suspensión acuosa. Por otro lado, no indica ningún carácter de estabilidad a lo largo de periodos superiores a 8 días, y concretamente a lo largo de periodos del orden de 1 mes que son a los que se refiere la presente solicitud en cuanto al efecto antisedimentación. Finalmente, no informa al experto en la técnica en cuanto a una solución eventual para aliviar la formación de la espuma. En paralelo, el documento WO 2006/008657 describe un procedimiento de preparación de partículas de pigmentación autoaglutinantes mediante trituración en agua de un material de pigmentación y de un aglutinante para papel, introduciéndose a continuación, en un aspecto de la invención, un agente dispersante en la suspensión resultante. Los ejemplos 4 y 5 revelan la puesta en práctica conjunta de un agente dispersante y de un agente humectante, ambos en emulsión directa, con vistas a obtener la estabilización de la viscosidad Brookfield a 100 revoluciones/minuto a lo largo de un periodo de 14 días: no se anticipa nada en cuanto al efecto antisedimentación, y no se realizó ninguna medición a lo largo de periodos... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento de preparación de partículas de pigmentación autoaglutinantes, secas o en suspensión o dispersión acuosas, que comprende las siguientes etapas: a) formar una o varias suspensiones acuosas de al menos un material de pigmentación e introducirla o introducirlas en una trituradora con vistas a la etapa c); b) formar o tomar una o varias disoluciones o suspensiones o emulsiones acuosas de al menos un aglutinante e introducirla o introducirlas en una trituradora con vistas a la etapa c), y/o formar o tomar uno o varios aglutinantes secos e introducirlo o introducirlos en una trituradora con vistas a la etapa c); c) triturar conjuntamente la o las suspensiones acuosas obtenidas en la etapa a) con la o las disoluciones o suspensiones o emulsiones acuosas y/o el o los aglutinantes secos obtenidos en etapa b) de manera que se obtiene una suspensión acuosa de partículas de pigmentación autoaglutinantes; d) eventualmente triturar conjuntamente la suspensión acuosa obtenida en la etapa c) con una o varias disoluciones o suspensiones o emulsiones acuosas de al menos un aglutinante; e) eventualmente aumentar la concentración de la suspensión acuosa obtenida en la etapa c) o d) mediante concentración térmica y/o mecánica; f) eventualmente dispersar la suspensión acuosa obtenida en la etapa e) mediante la puesta en práctica de al menos un agente dispersante; g) eventualmente secar la suspensión acuosa obtenida en la etapa c) o en la etapa d) o en la etapa e) o en la etapa f); y caracterizado porque se introduce en el procedimiento una emulsión inversa formada por una dispersión en una fase oleosa de partículas de agua y de al menos un polímero de acrilamida con un monómero acrílico - tras la etapa c) y cualquier eventual etapa d), - preferiblemente tras la realización de la etapa e), - más preferiblemente tras la realización de la etapa f) - y aún más preferiblemente antes de cualquier eventual etapa g). 2. Procedimiento de preparación de partículas de pigmentación autoaglutinantes, secas o en suspensión o dispersión acuosas, que comprende las siguientes etapas: a) formar una o varias suspensiones acuosas de al menos un material de pigmentación e introducirla o introducirlas en una trituradora con vistas a la etapa c); b) formar o tomar una o varias disoluciones o suspensiones o emulsiones acuosas de al menos un aglutinante e introducirla o introducirlas en una trituradora con vistas a la etapa c), y/o formar o tomar uno o varios aglutinantes secos e introducirlo o introducirlos en una trituradora con vistas a la etapa c); c) triturar conjuntamente la o las suspensiones acuosas obtenidas en la etapa a) con la o las disoluciones o suspensiones o emulsiones acuosas y/o el o los aglutinantes secos obtenidos en la etapa b) de manera que se obtiene una suspensión acuosa de partículas de pigmentación autoaglutinantes; d) eventualmente triturar conjuntamente la suspensión acuosa obtenida en la etapa c) con una o varias disoluciones o suspensiones o emulsiones acuosas de al menos un aglutinante; e) eventualmente aumentar la concentración de la suspensión acuosa obtenida en la etapa c) o d) mediante concentración térmica y/o mecánica; f) eventualmente dispersar la suspensión acuosa obtenida en la etapa e) mediante la puesta en 11 práctica de al menos un agente dispersante; g) eventualmente secar la suspensión acuosa obtenida en la etapa c) o en la etapa d) o en la etapa e) o en la etapa f); y caracterizado porque se introduce en el procedimiento una emulsión inversa formada por una dispersión en una fase oleosa de partículas de agua y de al menos un polímero de acrilamida con un monómero acrílico - antes de y/o durante la etapa c). 3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque dicha emulsión inversa contiene, con respecto a su peso total (siendo la suma de los porcentajes igual al 100%): - del 10 al 70% en peso de agua, - del 10 al 60% en peso de aceite, - del 10 al 40% en peso de al menos un polímero de acrilamida con un monómero acrílico, - del 1 al 5% en peso de tensioactivos. ES 2 365 551 T3 4. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el polímero de acrilamida con un monómero acrílico se neutraliza eventualmente de manera total o parcial mediante uno o varios agentes de neutralización, elegidos preferiblemente del amoniaco, los hidróxidos de sodio, de potasio y sus mezclas, siendo el agente de neutralización muy preferiblemente el amoniaco. 5. 5. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el polímero de acrilamida con un monómero acrílico presenta un peso molecular comprendido entre 10 5 y 10 7 g/mol. 6. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la razón en peso de acrilamida:monómero acrílico está comprendida entre 10:90 y 90:10, preferiblemente entre 20:80 y 80:20. 7. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el monómero acrílico se elige del ácido acrílico, el ácido metacrílico y sus mezclas, y es preferiblemente el ácido acrílico. 8. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque la fase oleosa está compuesta por aceites que son mezclas aromáticas y/o de alcanos que tienen de 6 a 20 átomos de carbono, preferiblemente de 12 a 18 átomos de carbono. 9. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque dicho procedimiento pone en práctica de 300 a 3.000 ppm de dicha emulsión inversa, con respecto al peso seco de material de pigmentación y de aglutinante polimérico. 10. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque el material de pigmentación se elige de los óxidos metálicos, los hidróxidos, los sulfitos, los silicatos y los carbonatos, tales como el carbonato de calcio, las dolomitas, el caolín, el talco, el yeso, el dióxido de titanio, el blanco satén o el trihidróxido de aluminio y sus mezclas. 11. Procedimiento según la reivindicación 10, caracterizado porque el material de pigmentación es un carbonato elegido del carbonato de calcio sintético o natural y sus mezclas, y porque es preferiblemente un carbonato de calcio natural, tal como la tiza, el mármol, la calcita, la caliza, o sus mezclas. 12. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque la o las suspensiones acuosas de materiales de pigmentación formadas en la etapa a) contienen del 1% al 80% en peso seco de materiales de pigmentación, y contienen preferiblemente del 15% al 60% en peso seco de materiales de pigmentación. 13. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque dicho procedimiento pone en práctica una cantidad en peso seco de aglutinante polimérico inferior al 20%, preferiblemente al 10%, muy preferiblemente al 5% del peso seco de material de pigmentación. 14. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado porque el aglutinante se elige de los aglutinantes semicristalinos, los aglutinantes a base de poli(alcohol vinílico), poli(acetato de vinilo), almidón, caseína, proteínas, carboximetilcelulosa (CMC), etilhidroxietilcelulosa (EHEC), copolímeros de ésteres acrílicos, y sus mezclas. 12 ES 2 365 551 T3 15. Procedimiento según la reivindicación 14, caracterizado porque los aglutinantes semicristalinos se eligen preferiblemente de polietileno o copolímeros en forma neutralizada del polietileno con otras unidades monoméricas tales como el ácido acrílico u otros monómeros o sus mezclas. 16. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 15, caracterizado porque el o los aglutinantes de la etapa b) están en forma de granulados secos. 17. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 15, caracterizado porque el o los aglutinantes de la etapa b) están en forma de una o varias disoluciones o de una o varias suspensiones o de una o varias emulsiones acuosas. 18. Procedimiento según la reivindicación 17, caracterizado porque la o las disoluciones o suspensiones o emulsiones acuosas de al menos un aglutinante formadas en la etapa b) contienen del 1% al 60% en peso de al menos un aglutinante, y más preferiblemente del 5% al 50% en peso de al menos un aglutinante. 19. Procedimiento según la reivindicación 17 ó 18, caracterizado porque cuando el o los aglutinantes están en forma de emulsión, son emulsiones de ceras de polietileno o de copolímeros en forma neutralizada del polietileno con otras unidades monoméricas tales como el ácido acrílico u otros monómeros, emulsiones de látex de copolímeros de ésteres acrílicos, o sus mezclas. 20. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 19, caracterizado porque la suspensión formada en la etapa c) se caracteriza porque la razón de materiales de pigmentación:aglutinantes contenidos en la suspensión obtenida está comprendida entre 99:1 y 1:99, y preferiblemente está comprendida entre 90:10 y 10:90 expresada en partes de peso. 21. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 20, caracterizado porque el procedimiento está adaptado con el fin de obtener, en la etapa c), partículas de pigmentación autoaglutinantes con un diámetro medio de partículas comprendido entre 0,1 µm y 10 µm, y preferiblemente entre 0,1 µm y 2 µm medido por medio de un granulómetro MasterSizer S comercializado por la sociedad MALVERN (con la presentación 3PHD). 22. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 21, caracterizado porque no se pone en práctica ningún dispersante antes de y/o durante la etapa c) de trituración. 23. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 21, caracterizado porque también se pone en práctica un agente dispersante antes de y/o durante la etapa c) de trituración. 24. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 23, caracterizado porque se pone en práctica un agente dispersante durante la etapa f). 25. Procedimiento según la reivindicación 23 ó 24, caracterizado porque el o los agentes dispersantes se eligen de los compuestos orgánicos que proporcionan una estabilización estérica o electrostática. 26. Procedimiento según la reivindicación 24, caracterizado porque que se añade del 0,01% al 5%, preferiblemente del 0,01% al 2% en peso de al menos un agente dispersante durante la etapa f). 27. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 26, caracterizado porque se realiza la etapa g). 28. Partícula de pigmentación autoaglutinante seca, caracterizada porque se obtiene mediante el procedimiento según la reivindicación 27. 29. Partícula de pigmentación autoaglutinante seca según la reivindicación 28, caracterizada porque presenta un diámetro medio de partículas comprendido entre 5 µm y 100 µm, y comprendido preferiblemente entre 10 µm y 30 µm según se mide a partir de un granulómetro MasterSizer S comercializado por la sociedad MALVERN (con la presentación 3PHD). 30. Suspensión acuosa de partículas de pigmentación autoaglutinantes, caracterizada porque se obtiene mediante el procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 26. 31. Suspensión acuosa de partículas de pigmentación autoaglutinantes según la reivindicación 30, caracterizada porque contiene entre el 5% y el 80% en peso de materiales de pigmentación, entre el 1% y el 30% en peso de aglutinantes, entre el 0,03% y el 0,3% en peso de emulsión inversa, y entre el 19% y el 94% en peso de agua, y preferiblemente, porque contiene entre el 20% y el 40% en peso de materiales de pigmentación, entre el 5% y el 20% en peso de aglutinantes, entre el 0,03% y el 0,3% de en peso de emulsión inversa, y entre el 40% y el 75% en peso de agua. 13