Uso de 2-amino-2-metil-1-propanol como aditivo en suspensiones acuosas de materiales que comprenden carbonato de calcio.

Uso de 2-amino-2-metil-1-propanol (AMP) como aditivo en una suspensión acuosa,

que contiene de 25 a 62% en volumen de por lo menos un material que comprende carbonato de calcio y que tiene un pH de entre 8,5 y 11, para aumentar el pH de la suspensión en por lo menos 0,3 unidades de pH, en donde el AMP seadiciona a dicha suspensión en una cantidad de 500 a 15.000 mg por litro de la fase acuosa de lasuspensión,

caracterizado porque el cambio de la conductividad de la suspensión se mantiene a menos de 100μS/cm/unidad de pH.

Uso de 2-amino-2-metil-1-propanol como aditivo en suspensiones acuosas de materiales que comprenden carbonato de calcio

La presente invención se refiere al campo técnico de las suspensiones acuosas de materiales que comprenden carbonato de calcio y aditivos adicionados a las mismas.

En la preparación de suspensiones acuosas de materiales que comprenden carbonato de calcio, se requiere a menudo que los expertos seleccionen e introduzcan aditivos con el fin de regular una o más características de esta suspensión.

Al realizar esta selección de aditivos, los expertos deben tener en mente que este aditivo debería seguir siendo rentable y no debería conducir a interacciones o efectos no deseados en las fases posteriores a su fabricación durante el transporte, el procesado y la aplicación de esta suspensión.

Entre las consideraciones de los expertos que rara vez han sido abordadas, pero cuya importancia ha sido percibida por el Solicitante, se encuentra la selección de aditivos que no provoquen una variación significativa, y especialmente, un aumento, de la conductividad eléctrica de la suspensión del material que comprende carbonato de calcio.

De hecho, puede resultar ventajoso regular el aspecto del procesado y el transporte de una suspensión de este tipo basándose en mediciones de la conductividad eléctrica de la suspensión.

Por ejemplo, el caudal de dicha suspensión a través de una unidad o conducto determinado se puede controlar de acuerdo con mediciones efectuadas de la conductividad de la suspensión. En la publicación titulada “A Conductance Based Solids Concentration Sensor for Large Diameter Slurr y Pipelines” de Klausner F. et al. (J. Fluids Eng. / Volumen 122 / Versión 4 / Documentos Técnicos) , se describe un instrumento que mide la concentración de sólidos de una suspensión (slurr y ) que pasa a través de canalizaciones de un diámetro dado basándose en mediciones de la conductancia. Basándose en estas mediciones de la conductancia, es posible obtener una representación gráfica que muestra la variación de la concentración de la suspensión (slurr y ) desde la parte superior a la parte inferior de la tubería, así como también el historial de la concentración media en área.

El grado de llenado de un recipiente se puede gestionar de igual manera detectando la conductividad a una altura dada a lo largo de una pared del recipiente.

Sin embargo, para utilizar y aprovechar dichos sistemas de regulación basados en mediciones de la conductividad eléctrica, los expertos se enfrenta con el desafío de seleccionar aditivos necesarios para prestar servicio a una o más funciones que no produzcan paralelamente variaciones significativas en los valores de conductividad eléctrica.

Entre las funciones de los aditivos utilizados en suspensiones de materiales que comprenden carbonato de calcio, se encuentra el ajuste del pH de la suspensión, ya sea por acidificación, neutralización o alcalinización de esta suspensión.

La alcalinización de la suspensión se requiere principalmente para adaptarse al pH de los entornos de aplicación en los que se introduce la suspensión, o como preparación para la adición de aditivos sensibles al pH. Una etapa de elevar el pH puede servir también para desinfectar o complementar la desinfección de una suspensión. Los ajustes del pH pueden ser necesarios para evitar la disolución no deseada de carbonato de calcio al producirse un contacto con un entorno ácido durante el procesado.

Dichos aditivos para ajustar el pH utilizados en la suspensión acuosa de suspensiones de materiales que comprenden carbonato de calcio y que están disponibles para los expertos son numerosos.

Un primer grupo de aditivos que se pueden utilizar para elevar el pH de una suspensión acuosa de materiales que comprenden carbonato de calcio son los aditivos que contienen hidróxido, y son especialmente hidróxidos de metales alcalinos y alcalinotérreos.

Por ejemplo, la patente US 6.991.705 se refiere al aumento de la alcalinidad de una suspensión de pulpa, la cual puede comprender carbonato de calcio, mediante una combinación de una aportación de hidróxido de metal alcalino, tal como una aportación de hidróxido de sodio, y una aportación de dióxido de carbono.

El hidróxido de potasio, el hidróxido de magnesio y el hidróxido de amonio son otros de dichos aditivos usados para controlar el pH de una suspensión de PCC en un intervalo de 10 a 13, según se hace referencia en el documento EP 1 795 502.

Un segundo grupo de aditivos que pueden ser utilizados para elevar el pH de una suspensión acuosa de materiales que comprenden carbonato de calcio son aditivos que no contienen iones hidróxido, pero que generan dichos iones al reaccionar con agua.

Dichos aditivos pueden ser sales, tales como sales de sodio, de ácidos débiles. Los ejemplos de este tipo de aditivos incluirían acetato de sodio, bicarbonato de sodio, carbonato de potasio y fosfatos alcalinos (tales como tripolifosfatos, ortofosfatos de sodio y/o potasio) .

Otra posibilidad es utilizar aditivos basados en nitrógeno, que incluyen por ejemplo amoníaco, aminas y amidas, para aumentar el pH de suspensiones de materiales que comprenden carbonato de calcio.

Principalmente, las mismas pueden incluir aminas primarias, secundarias o terciarias. Las alcanolaminas utilizadas para aumentar el pH de una suspensión incluyen, por ejemplo, monoetanolamina (MEA) , dietanolamina (DEA) y metilaminoetanol (MAE) .

Todos los aditivos anteriores elevan el pH de la suspensión acuosa de acuerdo con un mecanismo común, el cual consiste en proporcionar o crear, después de la reacción con agua, iones hidróxido en la suspensión.

El documento WO 01/77273 A1 da a conocer composiciones sólidas secas que se pueden mezclar con un medio líquido para proporcionar una composición de limpieza, abrasiva, líquida, fácil de usar y estable, para superficies duras. Las composiciones abrasivas secas comprenden como ingredientes esenciales un abrasivo sólido tal, por ejemplo, carbonato de calcio en calidad de componente principal, un sistema de suspensión adecuado para obtener una suspensión estable al realizarse la mezcla con el medio líquido, así como varios ingredientes opcionales, tales como sistemas de regulación del pH, tales como una base adecuada, por ejemplo, carbonatos o hidróxidos de metales alcalinos, carbonato de amonio, bases orgánicas tales como trietilamina, amino-metilpropanol (AMP) , aminobutanol, mono-, di-, o tri-etanolamina, monoisopropilamina o aminometilpropanodiol. No obstante, a partir de este documento no se puede extraer ninguna orientación de que alguna de las bases mencionadas proporcione una conductividad estable.

El documento CN 1986652 (A) da a conocer una pintura de látex para paredes exteriores, que consta, entre otros varios ingredientes, de agua, carbonato de calcio pesado, y regulador del pH AMP95, mencionando que la pintura de látex tiene una baja viscosidad, una alta adherencia, un alto poder de cubrición, y otras ventajas. No obstante, no se hace mención alguna a que el uso de AMP en dichas pinturas de látex no tenga esencialmente ningún impacto sobre la conductividad de la suspensión.

A partir de la bibliografía se sabe que el aumento de la concentración de iones hidróxido en una condición alcalina conduce paralelamente a un aumento de la conductividad (“Analytikum”, 5ª Edición, 1981, VEB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig, páginas 185 a 186 referentes a “Konduktometrische Titration”) .

Dado el conocimiento general anterior documentado en la bibliografía, junto con la evidencia que lo respalda de que los hidróxidos alcalinos y alcalinotérreos, así como las aminas tales como la trietanolamina, provocan un aumento significativo de la conductividad paralelamente con una elevación del pH de una suspensión acuosa de materiales que comprenden carbonato de calcio, según se muestra posteriormente en la presente en la sección de los Ejemplos, los expertos podrían no tener ninguna expectativa de que un determinado agente regulador del pH, que elevara el pH de la suspensión de acuerdo con el mismo mecanismo que estos aditivos, es decir, la introducción resultante de iones hidróxido en la suspensión, fuera a producir solamente un aumento mínimo de la conductividad.

Por lo tanto fue completamente... [Seguir leyendo]

1. Uso de 2-amino-2-metil-1-propanol (AMP) como aditivo en una suspensión acuosa, que contiene de 25 a 62% en volumen de por lo menos un material que comprende carbonato de calcio y que tiene un pH de entre 8, 5 y 11, para aumentar el pH de la suspensión en por lo menos 0, 3 unidades de pH, en donde el AMP se adiciona a dicha suspensión en una cantidad de 500 a 15.000 mg por litro de la fase acuosa de la suspensión, caracterizado porque el cambio de la conductividad de la suspensión se mantiene a menos de 100 !S/cm/unidad de pH.

2. Uso de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque dicha suspensión tiene una conductividad de entre 700 y 2.000 !S/cm, y preferentemente de entre 800 y 1.300 !S/cm, antes de la adición de AMP.

3. Uso de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque después de la adición de dicho AMP, el cambio de la conductividad de la suspensión se mantiene a menos de 70 !S/cm/unidad de pH, y preferentemente a menos de 50 !S/cm/unidad de pH.

4. Uso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque después de la adición de dicho AMP, el cambio de la conductividad de la suspensión se mantiene a un valor dentro del 10%, preferentemente dentro del 6% y más preferentemente dentro del 3% del valor de conductividad de la suspensión antes de la adición de AMP.

5. Uso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque antes de la adición de dicho AMP, la suspensión tiene un pH entre 9 y 10, 3.

6. Uso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicho AMP se adiciona a dicha suspensión en una cantidad para aumentar el pH de la suspensión en por lo menos 0, 4 unidades de pH.

7. Uso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque en el caso en el que el pH de la suspensión antes de la adición de AMP está entre 8, 5 y 9, dicho AMP se adiciona a dicha suspensión en una cantidad para aumentar el pH de la suspensión en por lo menos 1 unidad de pH, y porque en el caso en el que el pH de la suspensión antes de la adición de AMP está entre 9 y 10, dicho AMP se adiciona a dicha suspensión en una cantidad para aumentar el pH de la suspensión en por lo menos 0, 7 unidades de pH.

8. Uso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque antes de la adición de AMP, dicha suspensión tiene una temperatura de entre 5 y 100ºC, preferentemente de entre 35 y 85ºC, y más preferentemente de entre 45 y 75ºC.

9. Uso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicho AMP se adiciona a dicha suspensión en una cantidad de 1.000 a 5.000 mg, y más preferentemente de 1.300 a 2.000 mg, por litro de la fase acuosa de dicha suspensión.

10. Uso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicho AMP puede ser AMP impuro que comprende alcanolaminas secundarias tales como 2-metil-2 (metilamino) -1-propanol en una cantidad inferior a 6% en peso, preferentemente en una cantidad de 2 a 5% en peso, en relación con el peso total del AMP impuro.

11. Uso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicho material que comprende carbonato de calcio comprende por lo menos 50%, preferentemente por lo menos 80%, y más preferentemente por lo menos 98%, en peso de carbonato de calcio en relación con el peso total de dicho material que comprende carbonato de calcio

12. Uso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el carbonato de calcio de dicho material que comprende carbonato es un carbonato de calcio precipitado (PCC) , un carbonato de calcio natural molido (NGCC) , un carbonato de calcio con superficie sometida a reacción (SRCC) , o una mezcla de los mismos.

13. Uso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicha suspensión comprende de 45 a 60% en volumen y preferentemente de 48 a 58% en volumen y de la forma más preferente de 49 a 57% en volumen, de dicho material que comprende carbonato de calcio basándose en el volumen total de dicha suspensión.

14. Uso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores,

caracterizado porque dicho AMP se adiciona antes de, durante o después de, y preferentemente después de, una etapa de molienda de dicho material que comprende carbonato de calcio en dicha suspensión.

15. Uso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores,

caracterizado porque dicho AMP se adiciona a la forma seca de dicho material que comprende carbonato de calcio, y opcionalmente se muele en seco con el mismo, antes de formar dicha suspensión de material que comprende carbonato de calcio.

16. Uso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores,

caracterizado porque después de la adición de dicho AMP a dicha suspensión, la suspensión se introduce en una unidad equipada con un dispositivo de regulación basado en la conductividad.

17. Uso de acuerdo con la reivindicación 16,

caracterizado porque después de la adición de dicho AMP a dicha suspensión, la suspensión se introduce en 15 un recipiente o unidad hasta un nivel determinado por medición de la conductividad de la suspensión.

18. Uso de acuerdo con la reivindicación 16, caracterizado porque después de la adición de dicho AMP a dicha suspensión, la suspensión se hace pasar a través de un conducto que presenta un caudal de suspensión regulado en función de la conductividad de la

suspensión.