AYUDANTE EN LA PULVERIZACIÓN Y/O DISPERSIÓN DE MATERIALES MINERALES EN SUSPENSIÓN ACUOSA, DANDO COMO RESULTADO SUSPENSIONES ACUOSAS Y USOS DE LAS MISMAS.

Ayudante en la pulverización y/o dispersión de materiales minerales en suspensión acuosa, dando como resultado suspensiones acuosas y usos de las mismas La presente invención se refiere al sector técnico de cargas minerales, particularmente para aplicaciones en la fabricación de papel, y tratamientos apropiados de las mismas con el fin de mejorar bien el método de fabricación de hoja de papel o sus propiedades, así como otras aplicaciones tales como particularmente pintura o materiales plástico. La invención se refiere al uso de homopolímeros y/o copolímeros de ácido acrílico y/o metacrílico con uno o más monómeros acrílicos, vinílicos o alílicos como un agente que ayuda a la pulverización y/o agente de dispersión para pigmentos y/o cargas minerales en suspensión acuosa. La invención también se refiere a dichas suspensiones acuosas de pigmentos y/o cargas minerales y usos de los mismos particularmente en los campos de papel, tales como entre otras cosas la fabricación o revestimiento de papel, con la obtención de propiedades mejoradas de la imprimibilidad del papel, así como en los campos de pintura o materiales plásticos. Los papeles así como las pinturas y/o materiales plásticos pueden fabricarse implementando dichas suspensiones. Durante un largo periodo de tiempo, el ya experto en la técnica ha conocido el uso de agentes pulverizadores y/o de dispersión de partículas minerales en suspensión acuosa que consisten en polímeros y/o copolímeros acrílicos, de bajo peso molecular, completamente o parcialmente neutralizados mediante varios agentes de neutralización (FR 2 603 042, EP 0 100 947, EP 0 127 388, EP 0 129 329, EP 0 278 880, EP 0 542 644, EP 0 850 282). El experto en la técnica también conoce el uso de agentes pulverizadores y/o de dispersión que consisten en la fracción de los polímeros y/o copolímeros acrílicos cuya viscosidad específica está entre 0,3 y 0,8 (patentes FR 2 488 814, EP 0 100 948, EP 0 542 643). Sin embargo, estos varios tipos de agentes pulverizadores y/o de dispersión de bajo peso molecular, que hacen posible obtener suspensiones acuosas de partículas minerales que son refinadas, fluidas y estables con el paso del tiempo, no dan como resultado suspensiones acuosas de pigmentos y/o cargas minerales, particularmente carbonato de calcio, que tienen una pequeña cantidad de agente que ayuda en la pulverización que no se adsorbe sobre las superficies de los materiales minerales y está presente en la fase acuosa de la suspensión. Esta cantidad de agente pulverizador no adsorbido sobre las superficies de las partículas minerales y presente en la fase acuosa de la suspensión, en el resto de la presente solicitud, es referido como la cantidad libre de agente pulverizador. De la misma manera, cuando se habla de la cantidad libre de dispersante en el resto de la presente solicitud, será un caso de una cantidad de dispersante que no se adsorbe sobre las superficies de las partículas minerales y está presente en la fase acuosa de la suspensión. Esto es porque la fase acuosa de estas suspensiones acuosas de la técnica anterior tiene elevadas cantidades de dispersante libre y/o agente que ayuda en la pulverización teniendo así el inconveniente de afectar a las propiedades de imprimibilidad del papel revestido obtenido mediante el uso de dichas suspensiones acuosas de partículas minerales así como el inconveniente de requerir el uso de elevadas cantidades de agente catiónico usado como un agente de retención para la carga mineral sobre la fibra de celulosa del papel cuando las suspensiones se usan para la fabricación de hojas de papel. Enfrentado a este problema de mejorar las propiedades de imprimibilidad del papel revestido o la reducción en la cantidad de agente de retención de carga durante la fabricación de la hoja de papel, en relación a la reducción en la cantidad de dispersante libre y/o agente ayudante en la pulverización en la fase acuosa de las suspensiones acuosas de partículas minerales usadas en la fabricación o revestimiento del papel, el Solicitante descubrió entonces, sorprendentemente, que la selección simultánea del índice molar de de la zonas ácidas activas que han permanecido ácidas y el índice moar de la neutralización de estas zonas ácidas activas, mediante iones que al menos son bifuncionales, homopolímeros y/o copolímeros solubles en agua de ácido acrílico y/o metacrílico con uno o más monómeros acrílicos, vinílicos o alílicos hace posible obtener suspensiones acuosas de pigmentos y/o cargas minerales, particularmente carbonato de calcio, que tienen una pequeña cantidad de dispersante libre y/o agente ayudante en la pulverización presente en la fase acuosa de la suspensión dando formulaciones para la fabricación de papel tales como particularmente revestimientos para la fabricación de papel o la carga del papel con las propiedades descritas más abajo. Esto es porque el uso, de acuerdo con la invención, de dichas suspensiones acuosas en la fabricación del papel como una carga hace posible reducir la cantidad de agente catiónico usado como un agente de retención para la 2   carga mineral sobre la fibra de celulosa del papel. En paralelo a estas propiedades del papel, el uso de acuerdo con la invención de dichas suspensiones acuosas durante el revestimiento del papel hace posible obtener un papel revestido con propiedades mejoradas de imprimibilidad. Por lo tanto, uno de los objetivos de la invención es el uso de homopolímeros y/o copolímeros solubles en agua de ácido acrílico y/o metacrílico con uno o más monómeros acrílicos, vinílicos o alílicos específicamente neutralizados, como un ayudante en la pulverización y/o agente de dispersión para pigmentos y/o cargas minerales en suspensión acuosa haciendo posible obtener suspensiones acuosas de pigmentos y/o cargas minerales, particularmente carbonato de calcio, que tienen una pequeña cantidad de dispersante libre y/o agente ayudante en la pulverización presente en la fase acuosa de la suspensión dando formulaciones para la fabricación de papel tales como particularmente revestimientos de papel para la fabricación de papel o la carga para el papel, que tiene las propiedades anteriormente mencionadas. Otro objetivo de la invención, aparte de los ya mencionados, es proporcionar suspensiones acuosas de materiales minerales obtenidos mediante dispersión y caracterizados porque tienen una pequeña cantidad de dispersante libre presente en la fase acuosa y porque contienen de 0,05% a 5% por peso seco, y preferentemente de 0,2% a 1,0% por peso seco con respecto al peso seco de material mineral, de agente de dispersión para partículas minerales en suspensión acuosa usadas de acuerdo con la invención. De la misma manera, otro objetivo de la invención, aparte de los ya mencionados, es proporcionar suspensiones acuosas de materiales minerales refinados obtenidos mediante pulverización y caracterizadas porque tienen una pequeña cantidad de agente libre que ayuda en la pulverización presente en la fase acuosa y porque contienen de 0,5% a 5% por peso seco, y preferentemente de 0,2% a 1,0% por peso seco, con respecto al peso seco de material mineral, de agente ayudante en la pulverización en suspensión acuosa usada de acuerdo con la invención. Finalmente, un objetivo adicional de la invención concierne el uso de estas suspensiones acuosas minerales en el campo de plásticos, pintura, revestimiento de papel y carga durante la fabricación de la hoja de papel. Contrario a las enseñanzas de la técnica anterior, el Solicitante descubrió sorprendentemente que la selección del porcentaje molar de las zonas ácidas activas no neutralizadas del polímero debe ser entre el 10% y el 60% y el porcentaje molar de la neutralización por al menos un agente de neutralización que al menos sea bifuncional debe ser entre el 10% y el 80% con el fin de obtener las propiedades anteriormente mencionadas. El resto hasta el 100% de las zonas ácidas activas del polímero se neutraliza por agentes de neutralización monofuncionales. Los agentes de neutralización al menos bifuncionales se eligen de entre hidróxidos y/u óxidos de cationes alcalinotérreos o metálicos, en particular los hidróxidos y/u óxidos de magnesio, calcio, bario, cinc o aluminio, o de entre las aminas bifuncionales o mezclas de las mismas, y preferentemente se eligen de entre hidróxidos y/u óxidos de calcio o magnesio, y mezclas de los mismos. Los agentes de neutralización monofuncionales se eligen de entre los hidróxidos de cationes alcalinos, en particular sodio y potasio, o litio o amoníaco, o de entre las aminas primarias o secundarias alifáticas y/o cíclicas, tales como por ejemplo las etanolaminas, mono y dietilamina o ciclohexilamina, o mezclas de las mismas, y particularmente se eligen de entre los compuestos que contienen ión de sodio. Estos homopolímeros... [Seguir leyendo]

1. Uso de homopolímeros y/o copolímeros de ácido acrílico y/o metacrílico con uno o más monómeros acrílicos, vinílicos o alílicos como un agente pulverizante para materiales minerales en una suspensión acuosa caracterizado : - porque dichos homopolímeros y/o copolímeros de ácido acrílico y/o metacrílico con uno o más monómeros acrílicos, vinílicos o alílicos muestran : - un porcentaje molar de sus zonas no neutralizadas de entre 10 y 60% - un porcentaje molar de sus zonas neutralizadas por un agente al menos bifuncional de entre 10 y 80% - el resto hasta el 100% de las zonas está neutralizado por un agente monofuncional. - y porque dicho agente se añade en un índice de 0,2% a 1,0% por peso seco en relación con el peso seco del material mineral. 2. Uso de homopolímeros y/o copolímeros de ácido acrílico y/o metacrílico de acuerdo con la reivindicación 1 caracterizado porque dichos homopolímeros y/o copolímeros de ácido acrílico y/o metacrílico con uno o más monómeros acrílicos, vinílicos o alílicos muestran: - un porcentaje molar de sus zonas no neutralizadas de entre 15 y 30% - un porcentaje molar de sus zonas neutralizadas por un agente al menos bifuncional de entre 15 y 60% - el resto hasta el 100% de las zonas está neutralizado por un agente monofuncional. 3. Uso de homopolímeros y/o copolímeros de ácido acrílico y/o metacrílico de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 2 caracterizado porque los agentes de neutralización al menos bifuncionales se eligen de entre hidróxidos y/u óxidos de cationes alcalinotérreos o metálicos, tales como hidróxidos y/u óxidos de magnesio, calcio, bario, cinc, aluminio, o de entre aminas bifuncionales, o mezclas de las mismas, y preferentemente se eligen de entre hidróxidos y/u óxidos de calcio o magnesio, y mezclas de los mismos. 4. Uso de homopolímeros y/o copolímeros de ácido acrílico y/o metacrílico de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 2 caracterizado porque los agentes de neutralización monofuncionales se eligen de entre hidróxidos de cationes alcalinos, en particular sodio y potasio, o litio, hidróxido de amonio, o las aminas primarias o secundarias alifáticas y/o cíclicas tales como etanolaminas, mono y dietilamina, o también ciclohexilamina, y particularmente se eligen de entre compuestos que contienen el ión de sodio. 5. Uso de homopolímeros y/o copolímeros de ácido acrílico y/o metacrílico de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4 caracterizado porque dichos homopolímeros y/o copolímeros de ácido acrílico y/o metacrílico con uno o más monómeros acrílicos, vinílicos o alílicos tienen un peso medio molecular por peso de Mp, comprendido entre 1.000 y 50.000, preferentemente entre 3.500 y 25.000, determinado por cromatografía acuosa de permeación en gel (GPC) cuyos niveles, usados como referencias, pertenecen a una serie de poliacrilatos de sodio vendidos por la empresa Polymer Standards Service bajo los nombres PSS-PAA que varían de 18K a 2K. 6. Uso de homopolímeros y/o copolímeros de ácido acrílico y/o metacrílico de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5 caracterizado porque dicho agente es un homopolímero de ácido acrílico o metacrílico. 7. Uso de homopolímeros y/o copolímeros de ácido acrílico y/o metacrílico de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5 caracterizado porque dicho agente es un copolímero soluble en agua de ácido acrílico y/o metacrílico con uno o más monómeros acrílicos, vinílicos o alílicos elegidos de entre ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido itacónico, ácido crotónico, ácido fumárico, anhídrido maleico y/o ácido 2-acrilamido-2-metil-1-propanosulfónico en forma ácida o forma parcialmente neutralizada, ácido 2-metacrilamido-2-metil-1-propanosulfónico en forma ácida o forma parcialmente neutralizada, ácido 3-metacrilamido-2-hidroxi-2-propanosulfónico en forma ácida o forma parcialmente neutralizada, ácido alilsulfónico, ácido metalilsulfónico, ácido aliloxibenceno sulfónico, ácido metaliloxibenceno sulfónico, ácido 2-hidroxi-3-(2-propeniloxi)propanosulfónico, ácido 2-metil-2-propeno-1-sulfónico, ácido sulfónico de etileno, ácido sulfónico de propeno, ácido sulfónico 2-metil, ácido sulfónico de estireno y/o sus sales, ácido sulfónico de vinilo, metalilsulfonato de sodio, acrilato o metacrilato de sulfopropilo, sulfometilacrilamida, sulfometilmetacrilamida, o de entre acrilamida, metacrilamida, ésteres de ácidos acrílicos o metacrílicos incluyendo particularmente acrilato de etilo, acrilato de butilo, metacrilato de metilo, fosfato de acrilato, o metacrilato de etileno o glicol de propileno, o de entre vinilpirrolidona, vinilcaprolactama, isobutileno, diisobutileno, acetato de vinilo, estireno, alfametilestireno, vinilmetiléter, alílicos tales como alilamina y sus derivados. 8. Uso de homopolímeros y/o copolímeros de ácido acrílico y/o metacrílico de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 7 caracterizado porque dicho agente derivado de la reacción de polimerización puede, 14   potencialmente antes o después de la reacción de neutralización, tratarse y separarse en múltiples fases, en base a procesos estáticos o dinámicos conocidos por el experto en la técnica, por uno o más disolventes polares pertenecientes al grupo formado por agua, metanol, etanol, propanol, isopropanol, butanoles, acetona, tetrahidrofurano, o mezclas de los mismos. 9. Uso de homopolímeros y/o copolímeros de ácido acrílico y/o metacrílico de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 8 caracterizado porque dicho agente está en forma de polvo. 10. Una suspensión acuosa de partículas minerales obtenidas mediante pulverización caracterizada porque contiene dicho agente pulverizante implementado de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9 y porque su fase acuosa contiene menos del 10% de la cantidad de agente pulverizante inicialmente añadido a la suspensión antes de la operación de pulverización, determinada por el método de medición del carbono orgánico total, o COT. 11. Una suspensión acuosa de partículas minerales de acuerdo con la reivindicación 10 caracterizada porque contiene de 0,05% a 5% por peso seco, en relación con el peso seco de materiales minerales, del agente pulverizante implementado de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, preferentemente de 0,2% a 1,0% por peso seco, en relación con el peso seco de materiales minerales, y porque su fase acuosa contiene menos del 10% de la cantidad de agente pulverizante inicialmente añadido a la suspensión antes de la operación de pulverización, determinada por el método de medición del carbono orgánico total, o COT. 12. Una suspensión acuosa de partículas minerales de acuerdo con una de las reivindicaciones 10 a 11, caracterizada porque las partículas minerales se eligen de entre carbonato de calcio natural tal como calcita, caliza, o mármol, carbonato de calcio sintético, también conocido como carbonato de calcio precipitado, dolomitas, hidróxido de magnesio, yeso, o hidróxido de aluminio o mezclas de los mismos. 13. Uso de la suspensión acuosa de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 10 a 12 en los dominios de revestimiento de papel y carga de masa en la fabricación de hojas de papel. 14. Uso de la suspensión acuosa de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 10 a 12 en los dominios de pintura y materiales plásticos.