Pigmentos de dióxido de titanio recubiertos y procesos de producción y uso.

Pigmento de dióxido de titanio recubierto, que comprende: una partícula de dióxido de titanio de base;

un primer depósito de un compuesto de fosfato contiguo a la partícula de dióxido de titanio de base; un depósito de un compuesto de sílice denso o un depósito de un compuesto de sílice o zircona o combinación de los mismos contiguo al depósito de fosfato; un segundo depósito de un compuesto de fosfato contiguo al compuesto de sílice denso o con un depósito de un compuesto de sílice o zircona o combinación de los mismos; y un depósito de un compuesto de alúmina contiguo al segundo depósito de fosfato.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/US2001/013684.

Solicitante: MILLENNIUM INORGANIC CHEMICALS, INC..

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: 200 INTERNATIONAL CIRCLE HUNT VALLEY, MD 21030 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: HIEW,Michael, CHEGWIDDEN,Philip.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • C09C1/36 SECCION C — QUIMICA; METALURGIA.C09 COLORANTES; PINTURAS; PULIMENTOS; RESINAS NATURALES; ADHESIVOS; COMPOSICIONES NO PREVISTAS EN OTRO LUGAR; APLICACIONES DE LOS MATERIALES NO PREVISTAS EN OTRO LUGAR.C09C TRATAMIENTO DE MATERIALES INORGANICOS, QUE NO SEAN CARGAS FIBROSAS, PARA MEJORAR SUS PROPIEDADES DE PIGMENTACION O DE CARGA (preparación de compuestos inorgánicos o elementos no metálicos C01; tratamiento de materias especialmente previsto para reforzar sus propiedades de carga, en los morteros, hormigón, piedra artificial o análogo C04B 14/00, C04B 18/00, C04B 20/00 ); PREPARACION DE NEGRO DE CARBON. › C09C 1/00 Tratamiento de materiales inorgánicos específicos distintos a las cargas fibrosas (materiales luminiscentes o tenebrescentes C09K ); Preparación de negro de carbón. › Compuestos de titanio.

PDF original: ES-2379650_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Pigmentos de dióxido de titanio recubiertos y procesos de producción y uso Esta solicitud reivindica el beneficio de la solicitud provisional estadounidense nº 60/201576, presentada el 1 de mayo de 2000 y titulada "Titania Pigment Having Sequential Multiple Layer Hydrous Oxide Deposits Exhibiting Improved Gloss and Durability and Processes For Production and Use", cuya descripción completa se incorpora por el presente documento como referencia en la presente divulgación.

Campo de la invención

La invención se refiere a pigmentos de dióxido de titanio recubiertos con una primera capa de un compuesto de fosfato, una capa de sílice o un compuesto de zircona, una segunda capa de un compuesto de fosfato y una capa de alúmina. Los pigmentos de dióxido de titanio de la presente invención son fácilmente dispersables y retienen su brillo y durabilidad.

Antecedentes

Los dióxidos de titanio, en las formas o bien de rutilo o bien de anatasa, se conocen bien como pigmentos opacificantes debido a su alto índice de refracción: se encuentran entre los compuestos que cuando se preparan en un intervalo de tamaño de desde aproximadamente 0, 2 hasta aproximadamente 0, 4 micrómetros difunden la luz igual de bien o mejor que cualquier otro compuesto conocido. Sin embargo, el dióxido de titanio (TiO2) es un semiconductor y convertirá radiación UV (por ejemplo, de luz UV) en partículas β de baja energía (electrones) que pueden iniciar en última instancia la degradación de muchos materiales de base orgánica en los que se usa el pigmento, tales como pinturas, plásticos y otras composiciones de base orgánica, a través de la producción de diversas especies radicalarias.

Un método para limitar los efectos de la luz sobre el pigmento de dióxido de titanio es recubrir el pigmento con compuestos inorgánicos tales como óxidos e hidróxidos de alúmina, sílice, zirconio o fosfato. Tales recubrimientos pueden dar como resultado un producto más duradero que es resistente a la degradación inducida por luz U.V. Sin embargo, algunos recubrimientos producen la formación de aglomerados que conducen a dificultades en la dispersión de pigmentos en diversas composiciones de base orgánica, reduciendo de ese modo la opacidad y el brillo.

En general, es deseable usar los recubrimientos de fosfato porque presentan buenas rentabilidades. Sin embargo, la técnica anterior convencional enseña que los recubrimientos de fosfato mayores que el 0, 5% tienden a producir que se aglomeren los pigmentos provocando una reducción en la dispersabilidad y, por tanto, la opacidad del producto final, así como del brillo. Por consiguiente, los recubrimientos de fosfato sobre partículas de dióxido de titanio de la técnica anterior se han limitado normalmente a contenidos en fosfato que oscilan entre el 0, 1% y el 0, 5% en peso basado en el peso de base de dióxido de titanio.

El documento US 5.851.652 A de Jacobson et al. da a conocer partículas de pigmento de TiO2 tipo rutilo recubiertas, sin embargo no describe un segundo depósito de fosfato entre los depósitos de sílice y alúmina.

45 El documento WO 89/09801 A de Kerr-McGee Chemical Company da a conocer un pigmento de titania duradero con propiedades ópticas mejoradas que tiene un apilamiento de capas de sílice, alúmina y sílice.

El documento FR 2758826 A de Rhodia Chimie da a conocer un pigmento de titania que comprende un primer recubrimiento de hidróxido de zirconio, una capa adicional de hidróxido de titanio hidratado, seguida por una capa de un compuesto mixto de sílice y un fosfato y un recubrimiento exterior de alúmina.

Basándose en lo anterior, todavía existe la necesidad de pigmentos de dióxido de titanio recubiertos con fosfato que son fácilmente dispersables y presentan excelente brillo y durabilidad. Tales pigmentos recubiertos son útiles en la fabricación de pinturas y otros sistemas de recubrimiento.

Sumario de la invención

La presente invención proporciona pigmentos de dióxido de titanio recubiertos con al menos dos capas de un compuesto de fosfato. Preferiblemente, una capa de sílice o zircona separa las dos capas de fosfato. Los pigmentos de la presente invención son fácilmente dispersables y mantienen un brillo y una durabilidad comparables a los de los denominados pigmentos "superduraderos" (por ejemplo, pigmentos que tienen hasta el 6% de sílice) .

En una realización, la presente invención proporciona un pigmento de dióxido de titanio recubierto, que incluye una partícula de dióxido de titanio de base; un primer depósito de un compuesto de fosfato contiguo a la partícula de 65 TiO2 de base; un depósito de un compuesto de sílice denso contiguo al depósito de fosfato; un segundo depósito de un compuesto de fosfato contiguo al compuesto de sílice denso; y un depósito de un compuesto de alúmina contiguo al segundo depósito de fosfato.

En una segunda realización, la presente invención proporciona un proceso para preparar pigmento de dióxido de titanio recubierto, que comprende las etapas de: a) preparar una suspensión acuosa de base de dióxido de titanio, b)

añadir un primer compuesto de fosfato a la suspensión para formar un primer recubrimiento de compuesto de fosfato, c) añadir un compuesto de sílice a la suspensión para formar un recubrimiento de compuesto de sílice, d) añadir un segundo compuesto de fosfato a la suspensión e) añadir un compuesto de alúmina a la suspensión para formar un recubrimiento de compuesto de alúmina, formando de ese modo el pigmento de dióxido de titanio recubierto.

En otra realización, la presente invención proporciona un proceso para preparar pigmento de dióxido de titanio recubierto que comprende las etapas de: a) preparar una suspensión acuosa de base de dióxido de titanio, b) añadir un primer compuesto de fosfato a la suspensión para formar un primer depósito de fosfato, c) aumentar el pH de la suspensión hasta aproximadamente 7, 0, d) calentar la suspensión hasta una temperatura de aproximadamente 80º C

a aproximadamente 95º C, e) añadir un compuesto de sílice a la suspensión a lo largo de un periodo de aproximadamente 30 minutos, f) envejecer la suspensión durante aproximadamente 20 minutos, g) ajustar el pH de la suspensión hasta aproximadamente 6, 5 a lo largo de un periodo de aproximadamente 60 minutos, h) añadir un segundo compuesto de fosfato a la suspensión, i) añadir un compuesto de alúmina a la suspensión en condiciones tales que el pH de la suspensión se mantiene a aproximadamente 6, 5, j) envejecer la suspensión durante aproximadamente 30 minutos, k) ajustar el pH de la suspensión hasta aproximadamente 5, 3 y, l) descargar y filtrar el pigmento de dióxido de titanio recubierto.

Aún en otra realización, la presente invención proporciona un proceso para preparar pigmento de dióxido de titanio recubierto, que comprende las etapas de: a) preparar una suspensión acuosa de base de dióxido de titanio, b) 25 añadir un primer compuesto de fosfato a la suspensión para formar un primer recubrimiento de compuesto de fosfato, c) añadir un compuesto de sílice o zircona o combinación de los mismos a la suspensión para formar un recubrimiento que comprende sílice o zircona o combinación de los mismos, d) añadir un segundo compuesto de fosfato a la suspensión para formar un segundo recubrimiento de compuesto de fosfato, e) añadir un compuesto de alúmina a la suspensión para formar un recubrimiento de compuesto de alúmina, formando de ese modo el pigmento de dióxido de titanio recubierto.

Para una mejor comprensión de la presente invención junto con otras y adicionales realizaciones, se hace referencia a la siguiente descripción tomada junto con los ejemplos, cuyo alcance se expone en las reivindicaciones adjuntas.

35 Descripción detallada de la invención

En la preparación de las realizaciones preferidas de la presente invención, pueden usarse diversas alternativas para facilitar los objetivos de la invención. Se presentan estas realizaciones para ayudar en una comprensión de la invención y no pretenden, y no debe interpretarse que, limitan la invención en modo alguno. Todos los equivalentes, alternativas y modificaciones que pueden resultar obvios para los expertos habituales en la técnica con la lectura de la presente descripción están incluidos dentro del espíritu y alcance de la presente invención.

Esta descripción no es un manual sobre la fabricación de pigmentos de dióxido de titanio, no habiéndose expuesto en detalle conceptos básicos conocidos... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Pigmento de dióxido de titanio recubierto, que comprende: una partícula de dióxido de titanio de base; un primer depósito de un compuesto de fosfato contiguo a la partícula de dióxido de titanio de base; un depósito de un compuesto de sílice denso o un depósito de un compuesto de sílice o zircona o combinación de los mismos contiguo al depósito de fosfato; un segundo depósito de un compuesto de fosfato contiguo al compuesto de sílice denso o con un depósito de un compuesto de sílice o zircona o combinación de los mismos; y un depósito de un compuesto de alúmina contiguo al segundo depósito de fosfato.

2. Pigmento de dióxido de titanio recubierto según la reivindicación 1, en el que el compuesto de sílice comprende una cantidad de desde aproximadamente el 1, 0 hasta aproximadamente el 5, 0 por ciento basado en el peso del pigmento recubierto.

3. Pigmento de dióxido de titanio recubierto según la reivindicación 1, en el que la partícula de dióxido de titanio de 15 base comprende un diámetro superior a de aproximadamente 0, 1 micrómetros a aproximadamente 1, 0 micrómetros.

4. Pigmento de dióxido de titanio recubierto según la reivindicación 1, en el que la partícula de dióxido de titanio de base comprende un diámetro medio de desde aproximadamente 0, 1 hasta aproximadamente 0, 35 micrómetros.

5. Pigmento de dióxido de titanio recubierto según la reivindicación 1, en el que la partícula de dióxido de titanio de base es de tipo anatasa o rutilo.

6. Pigmento de dióxido de titanio recubierto según la reivindicación 1, en el que el compuesto de fosfato es

hexametafosfato de sodio. 25

7. Pigmento de dióxido de titanio recubierto según la reivindicación 1, en el que el compuesto de sílice es silicato de sodio.

8. Pigmento de dióxido de titanio recubierto según la reivindicación 1, en el que el compuesto de alúmina es aluminato de sodio.

9. Pigmento de dióxido de titanio recubierto según la reivindicación 1, en el que el pigmento de dióxido de titanio recubierto comprende además trimetilolpropano.

10. Pigmento de dióxido de titanio de pigmento recubierto según la reivindicación 1, en el que el primer depósito de fosfato comprende una cantidad de desde aproximadamente el 0, 05 hasta aproximadamente el 0, 5 por ciento basado en el peso del pigmento de dióxido de titanio recubierto.

11. Pigmento de dióxido de titanio recubierto según la reivindicación 1, en el que el segundo depósito de fosfato comprende una cantidad de desde aproximadamente el 0, 05 hasta aproximadamente el 1, 0 por ciento basado en el peso del pigmento de dióxido de titanio recubierto.

12. Pigmento de dióxido de titanio recubierto según la reivindicación 1, en el que los depósitos de fosfato primero y

segundo tienen un contenido en fosfato total inferior a aproximadamente el 2 por ciento basado en el peso total del 45 pigmento de titanio recubierto.

13. Pigmento de dióxido de titanio recubierto según la reivindicación 1, en el que los depósitos de fosfato primero y segundo tienen un contenido en fosfato total de aproximadamente el 0, 5% basado en el peso total del pigmento de titanio recubierto.

14. Pigmento de dióxido de titanio recubierto según la reivindicación 1, en el que el pigmento de dióxido de titanio recubierto se produce mediante un proceso continuo o discontinuo y combinaciones de los mismos.

15. Proceso para preparar pigmento de dióxido de titanio recubierto según cualquier reivindicación 1 a 14, que 55 comprende las etapas de:

a) preparar una suspensión acuosa de base de dióxido de titanio, b) añadir un primer compuesto de fosfato a la suspensión para formar un primer recubrimiento de compuesto de fosfato;

c) añadir un compuesto de sílice a la suspensión para formar un recubrimiento de compuesto de sílice, d) añadir un segundo compuesto de fosfato a la suspensión, 65 e) añadir un compuesto de alúmina a la suspensión para formar un recubrimiento de compuesto de alúmina, formando de ese modo el pigmento de dióxido de titanio recubierto.

16. Proceso para preparar el pigmento de dióxido de titanio recubierto según la reivindicación 15, comprendiendo además el proceso la etapa f) de recuperar el pigmento de dióxido de titanio recubierto. 5

17. Proceso para preparar el pigmento de dióxido de titanio recubierto según la reivindicación 15, en el que la etapa b) comprende además calentar la suspensión hasta una temperatura superior a aproximadamente 30º C y ajustar el pH de la suspensión hasta aproximadamente 7, 0 después de añadir el primer compuesto de fosfato.

18. Proceso para preparar el pigmento de dióxido de titanio recubierto según la reivindicación 15, en el que la etapa c) comprende además añadir el compuesto de sílice a la suspensión a lo largo de un periodo de aproximadamente 30 minutos y ajustar el pH de la suspensión hasta aproximadamente 6, 5 a lo largo de un periodo de aproximadamente 60 minutos.

19. Proceso para preparar el pigmento de dióxido de titanio recubierto según la reivindicación 15, en el que la etapa e) comprende además añadir el recubrimiento de compuesto de alúmina a la suspensión mientras que se mantiene el pH a aproximadamente 6, 5, envejecer la suspensión durante aproximadamente 30 minutos para formar el recubrimiento de compuesto de alúmina.

20. Proceso para preparar el pigmento de dióxido de titanio recubierto según la reivindicación 15, en el que el primer compuesto de fosfato comprende una cantidad de desde aproximadamente el 0, 05 hasta aproximadamente el 0, 5 por ciento basado en el peso total del pigmento de dióxido de titanio recubierto.

21. Proceso para preparar el pigmento de dióxido de titanio recubierto según la reivindicación 15, en el que el segundo compuesto de fosfato comprende una cantidad de desde aproximadamente el 0, 05 hasta aproximadamente el 1, 0 por ciento basado en el peso del pigmento de dióxido de titanio recubierto.

22. Proceso para preparar el pigmento de dióxido de titanio recubierto según la reivindicación 15, en el que los compuestos de fosfato primero y segundo tienen un contenido en fosfato total inferior a aproximadamente el 2% 30 basado en el peso total del pigmento de titanio recubierto.

23. Proceso para preparar el pigmento de dióxido de titanio recubierto según la reivindicación 15, en el que los compuestos de fosfato primero y segundo tienen un contenido en fosfato total de aproximadamente el 1% basado en el peso total del pigmento de titanio recubierto.

24. Proceso para preparar el pigmento de dióxido de titanio recubierto según la reivindicación 15, en el que el pigmento de base de dióxido de titanio es de tipo rutilo o anatasa.

25. Proceso para preparar el pigmento de dióxido de titanio recubierto según la reivindicación 15, en el que el

pigmento de base de dióxido de titanio tiene un diámetro medio de desde aproximadamente 0, 01 hasta aproximadamente 1, 0 micrómetros.

26. Proceso para preparar el pigmento de dióxido de titanio recubierto según la reivindicación 15, en el que el compuesto de sílice es silicato de sodio. 45

27. Proceso para preparar el pigmento de dióxido de titanio recubierto según la reivindicación 15, en el que el compuesto de alúmina es aluminato de sodio.

28. Proceso para preparar el pigmento de dióxido de titanio recubierto según la reivindicación 15, en el que el 50 compuesto de fosfato es hexametafosfato de sodio.

29. Proceso para preparar el pigmento de dióxido de titanio recubierto según la reivindicación 15, en el que el pigmento recubierto se somete a micronización.

55 30. Proceso para preparar el pigmento de dióxido de titanio recubierto según la reivindicación 29, en el que el pigmento recubierto se microniza con trimetilolpropano.

31. Proceso para preparar el pigmento de dióxido de titanio recubierto según la reivindicación 15, en el que el pigmento de dióxido de titanio recubierto se produce mediante un proceso continuo o discontinuo y combinaciones 60 de los mismos.

32. Proceso para preparar pigmento de dióxido de titanio recubierto según reivindicación 15, que comprende las etapas de:

65 a) preparar una suspensión acuosa de base de dióxido de titanio, b) añadir un primer compuesto de fosfato a la suspensión para formar un primer depósito de fosfato, c) aumentar el pH de la suspensión hasta aproximadamente 7, 0, d) calentar la suspensión hasta una temperatura de aproximadamente 80º C a aproximadamente 95º C, e) añadir un compuesto de sílice a la suspensión a lo largo de un periodo de aproximadamente 30 minutos, f) envejecer la suspensión durante aproximadamente 20 minutos, g) ajustar el pH de la suspensión hasta aproximadamente 6, 5 a lo largo de un periodo de aproximadamente 60 minutos, h) añadir un segundo compuesto de fosfato a la suspensión i) añadir un compuesto de alúmina a la suspensión en condiciones tales que el pH de la suspensión se mantiene a aproximadamente 6, 5, j) envejecer la suspensión durante aproximadamente 30 minutos, 20 k) ajustar el pH de la suspensión hasta aproximadamente 5, 3 y, l) descargar y filtrar el pigmento de dióxido de titanio recubierto. 25 33. Pigmento de dióxido de titanio recubierto según la reivindicación 1, producido mediante las etapas de: a) preparar una suspensión acuosa de base de dióxido de titanio, b) añadir un primer compuesto de fosfato a la suspensión para formar un primer recubrimiento de fosfato, 30 c) añadir un compuesto de sílice a la suspensión para formar un recubrimiento de compuesto de sílice, d) añadir un segundo compuesto de fosfato a la suspensión 35 e) añadir un recubrimiento de compuesto de alúmina a la suspensión para formar un recubrimiento de compuesto de alúmina, formando de ese modo el pigmento de dióxido de titanio recubierto.

34. Pigmento de dióxido de titanio recubierto según la reivindicación 1, en el que el compuesto de zircona es oxicloruro de zirconio o sulfato de zirconilo. 40

35. Proceso para preparar pigmento de dióxido de titanio recubierto según cualquier reivindicación 1 a 14, que comprende las etapas de:

a) preparar una suspensión acuosa de base de dióxido de titanio, 45 b) añadir un primer compuesto de fosfato a la suspensión para formar un primer recubrimiento de compuesto de fosfato, c) añadir un compuesto de sílice o zircona o combinación de los mismos a la suspensión para formar un 50 recubrimiento que comprende sílice o zircona o combinación de los mismos, d) añadir un segundo compuesto de fosfato a la suspensión, e) añadir un compuesto de alúmina a la suspensión para formar un recubrimiento de compuesto de alúmina, 55 formando de ese modo el pigmento de dióxido de titanio recubierto.

36. Proceso según la reivindicación 35, en el que el compuesto de zircona es oxicloruro de zirconio o sulfato de zirconilo.


 

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