Partículas inorgánicas modificadas.

Partículas inorgánicas modificadas con estructura de capas, caracterizadas porque las partículas inorgánicasmodificadas tienen un diámetro de partícula medio de 5 nm a 20000 nm y una envoltura exterior del 0,

1 al 20 % enmasa, con respecto a la partícula inorgánica libre de agua, de aminoplásticos y contienen de manera interlaminar del20 al 5000 % en masa, con respecto a la partícula inorgánica libre de agua, de una mezcla del 50 al 98 % en masade aminocompuestos C1-C30 esencialmente polifuncionales del tipo de melamina, derivados de melamina, urea,derivados de urea, guanidina, derivados de guanidina, cianamida, diciandiamida, sulfonamidas y/o anilina así comosus sales y del 2 al 50 % en masa de agua.

Partículas inorgánicas modificadas La invención se refiere a partículas inorgánicas modificadas con estructura de capas así como a un procedimiento para su producción y su uso.

Se conocen partículas inorgánicas con estructura de capas tales como minerales arcillosos así como su modificación con colorantes, alcoholes polihidroxilados e iones alquilamonio [Lagaly, G., Clay minerals (1981) 16, 1-21]. Además se conoce utilizar partículas inorgánicas con estructura de capas como aditivos de plásticos en elastómeros (documento EP 0 484 245) y termoplásticos [Mülhaupt, R., Kunststoffe 87 (1997) 4, 482-486]. Es desventajosa la elevada aglomeración de los minerales arcillosos estratificados, de modo que no se logra distribuir los minerales arcillosos estratificados de manera finamente dividida en masas fundidas de termoplástico.

Soluciones conocidas para la dispersión de minerales arcillosos estratificados con tamaños de partícula de 1 a 500 nm en masas fundidas de plástico son la adición de complejos de onio aminosustituidos (documento WO 93 04 117)

o la dispersión de filosilicatos mediante deshidratación y complejación con soluciones de polímeros insolubles en agua (documento EP 0 822 163) . Estos procedimientos son sin embargo muy costosos, los compuestos de bajo peso molecular en las combinaciones provocan una disminución de la estabilidad de las combinaciones.

Son objeto de la presente invención partículas inorgánicas con estructura de capas que tienen una buena capacidad de dispersión en plásticos y que provocan una mejora del espectro de propiedades de plásticos termoplásticos y duroplásticos, en particular de poliolefinas.

El objetivo de acuerdo con la invención se consiguió mediante partículas inorgánicas modificadas con estructura de capas, teniendo las partículas inorgánicas modificadas un diámetro de partícula medio de 5 nm a 20000 nm y una envoltura exterior del 0, 1 al 20 % en masa, con respecto a la partícula inorgánica libre de agua, de aminoplásticos y conteniendo de manera interlaminar del 20 al 5000 % en masa, con respecto a la partícula inorgánica libre de agua, de una mezcla del 50 al 98 % en masa de aminocompuestos C1-C30 esencialmente polifuncionales del tipo de melamina, derivados de melamina, urea, derivados de urea, guanidina, derivados de guanidina, cianamida, diciandiamida, sulfonamidas y/o anilina así como sus sales y del 2 al 50 % en masa de agua.

Partículas inorgánicas con estructura de capas son por ejemplo silicatos, fosfatos, arsenatos, titanatos, vanadatos, niobatos, molibdatos y/o manganatos, en particular silicatos estratificados del tipo de montmorillonita, bentonita, caolinita, muscovita, hectorita, fluorohectorita, kanemita, revdita, grumantita, ilerita, saponita, beidelita, nontronita, stevensita, laponita, taneolita, vermiculita, halloysita, volkonskoíta, magadita, rectorita, halloysita, kenyaíta, sauconita, borofluoroflogopita y/o silicatos estratificados sintéticos, siendo los silicatos estratificados además de manera especialmente preferente silicatos estratificados con cationes intercambiables del tipo de cationes alcalinos, alcalinotérreos, de aluminio, hierro y/o manganeso.

Ejemplos de fosfatos adecuados con estructura de capas son compuestos de fórmula H2[MIV (PO4) 2].xH2O (MIV=Zr, Ti, Ge, SN, Pb) y CaPO4R·H2O (R=CH3; C2H5) .

Ejemplos de arsenatos adecuados con estructura de capas son compuestos de fórmula H2[MIV (AsO4) 2] . xH2O y H[Mn (AsO4) 2] . xH2O, ejemplos de titanatos adecuados con estructura de capas son compuestos de fórmula Na4Ti9O20. xH2O y K2Ln2Ti3O10 xH2O.

Silicatos estratificados sintéticos se obtienen por ejemplo mediante reacción de silicatos estratificados naturales con hexafluorosilicato de sodio.

En particular se prefieren aquellos silicatos estratificados cuyas capas tengan una separación entre capas de aproximadamente 0, 4 nm a 1, 5 nm.

Los aminoplásticos de la envoltura exterior de las partículas inorgánicas modificadas de acuerdo con la invención con estructura de capas son preferentemente resinas de melamina, resinas de urea, resinas de cianamida, resinas de diciandiamida, resinas de sulfonamida, resinas de guanamina y/o resinas de anilina.

Como resinas de melamina se prefieren policondensados de melamina o derivados de melamina y aldehídos C1-C10 con una relación molar de melamina o derivado de melamina / aldehídos C1-C10 de 1 : 1 a 1: 6 así como sus productos de eterificación parciales con alcoholes C1-C10, siendo los derivados de melamina preferentemente melaminas, diaminometiltriazinas y/o diaminofeniltriazinas sustituidas con grupos hidroxi-alquilo C1-C10, grupos hidroxi-alquil C1-C4- (oxa-alquilo C2-C4-) 1-5 y/o por grupos amino-alquilo C1-C12, de manera especialmente preferente 2- (2-hidroxietilamino) -4, 6-diamino-1, 3, 5-triazina, 2- (5-hidroxi-3-oxa-pentilamino) -4, 6-diamino-1, 3, 5-triazina y/o 2, 4, 6tris- (6-aminohexilamino) -1, 3, 5-triazina, ammelina, ammelida, melern, melon, melam, benzoguanamina, acetoguanamina, tetrametoximetilbenzoguanamina, caprinoguanamina y/o butiroguanamina, y siendo los aldehídos C1-C10 preferentemente formaldehído, acetaldehído, trimetilolacetaldehído, acroleína, furfurol, glioxal y/o glutaraldehído, de manera especialmente preferente formaldehído.

Las resinas de melamina en la envoltura exterior de las partículas inorgánicas modificadas de acuerdo con la invención con estructura de capas pueden contener asimismo del 0, 1 al 10 % en masa, con respecto a la suma de melamina y derivados de melamina, de fenoles y/o urea incorporados. Como componentes de fenol son adecuados a este respecto fenol, alquilfenoles C1-C9, hidroxifenoles y/o bisfenoles.

Ejemplos de productos de eterificación parciales de resinas de melamina con alcoholes C1-C10 son resinas de melamina metiladas o butiladas.

Ejemplos de las resinas de urea contenidas dado el caso en la envoltura exterior de las partículas inorgánicas modificadas de acuerdo con la invención con estructura de capas como aminoplásticos son, además de resinas de urea-formaldehído asimismo condensados mixtos con fenoles, amidas de ácido o amidas de ácido sulfónico.

Ejemplos de las resinas de sulfonamida contenidas dado el caso en la envoltura exterior de las partículas inorgánicas modificadas de acuerdo con la invención con estructura de capas como aminoplásticos son resinas de sulfonamida de p-toluenosulfonamida y formaldehído.

Ejemplos de las reinas de guanamina contenidas dado el caso en la envoltura exterior de las partículas inorgánicas modificadas de acuerdo con la invención con estructura de capas como aminoplásticos son resinas que contienen como componente de guanamina benzoguanamina, acetoguanamina, tetrametoximetilbenzoguanamina, caprinoguanamina y/o butiroguanamina.

Ejemplos de las resinas de anilina contenidas dado el caso en la envoltura exterior de las partículas inorgánicas modificadas de acuerdo con la invención con estructura de capas como aminoplásticos son resinas de anilina que como diaminas aromáticas además de anilina pueden contener asimismo toluidina y/o xilidinas.

Las derivados de melamina contenidos dado el caso de manera interlaminar en las partículas inorgánicas modificadas de acuerdo con la invención con estructura de capas son preferentemente melaminas, diaminometiltriazinas y/o diaminofeniltriazinas sustituidas con grupos hidroxi-alquilo C1-C10, grupos hidroxi-alquil C1C4- (oxa-alquilo C2-C4-) 1-5 y/o con grupos amino-alquilo C1-C12, preferentemente 2- (2-hidroxietilamino) -4, 6-diamino1, 3, 5-triazina, 2- (5-hidroxi-3-oxapentilamino) -4, 6-diamino-1, 3, 5-triazina, 2, 4, 6-tris- (6-aminohexilamino) -1, 3, 5-triazina y/o 2, 4- (di-5-hidroxi-3-oxapen-tilamin) -6-metil-1, 3, 5-triazina, ammelina, ammelida, melem, melon y/o melam.

Los derivados de urea contenidos dado el caso de manera interlaminar en las partículas inorgánicas modificadas de acuerdo con la invención con estructura de capas son tiourea así como urea o tiourea sustituidas con grupos alquilo C1-C10, grupos arilo C6-C14, grupos hidroxi-C1-C10-alquilo, grupos hidroxi-alquil C1-C4- (oxa-alquilo C2-C4-) 1-5 y/o con grupos amino-alquilo C1-C12.

Las sales de melamina, derivados de melamina, urea, derivados de urea, guanidina, derivados de guanidina, cianamida, diciandiamida, sulfonamidas y/o anilina contenidos dado el caso de manera interlaminar en las partículas inorgánicas modificadas de acuerdo con la invención con estructura de capas son preferentemente sales con aniones inorgánicos y/u orgánicos, en particular fluoruros, cloruros, bromuros, yoduros, sulfatos, fosfatos, boratos, silicatos, cianuratos, tosilatos, formiatos, acetatos, propionatos, butiratos y/o maleinatos.

Las partículas... [Seguir leyendo]

1. Partículas inorgánicas modificadas con estructura de capas, caracterizadas porque las partículas inorgánicas modificadas tienen un diámetro de partícula medio de 5 nm a 20000 nm y una envoltura exterior del 0, 1 al 20 % en masa, con respecto a la partícula inorgánica libre de agua, de aminoplásticos y contienen de manera interlaminar del 20 al 5000 % en masa, con respecto a la partícula inorgánica libre de agua, de una mezcla del 50 al 98 % en masa de aminocompuestos C1-C30 esencialmente polifuncionales del tipo de melamina, derivados de melamina, urea, derivados de urea, guanidina, derivados de guanidina, cianamida, diciandiamida, sulfonamidas y/o anilina así como sus sales y del 2 al 50 % en masa de agua.

2. Partículas inorgánicas modificadas de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizadas porque las partículas inorgánicas con estructura de capas son silicatos, fosfatos, arsenatos, titanatos, vanadatos, niobatos, molibdatos y/o manganatos.

3. Partículas inorgánicas modificadas de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizadas porque las partículas inorgánicas con estructura de capas son silicatos estratificados del tipo de montmorillonita, bentonita, caolinita, muscovita, hectorita, fluorohectorita, kanemita, revdita, grumantita, ilerita, saponita, beidelita, nontronita, stevensita, laponita, taneolita, vermiculita, volkonskoíta, magadita, rectorita, halloysita, kenyaíta, sauconita, borofluoroflogopita y/o silicatos estratificados sintéticos.

4. Partículas inorgánicas modificadas de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizadas porque los aminoplásticos son resinas de melamina, resinas de urea, resinas de cianamida, resinas de diciandiamida, resinas de sulfonamida, resinas de guanamina y/o resinas de anilina.

5. Partículas inorgánicas modificadas de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizadas porque las resinas de melamina son policondensados de melamina o derivados de melamina y aldehídos C1-C10 con una relación molar de melamina o derivado de melamina / aldehídos C1-C10 de 1 : 1 a 1 : 6 así como sus productos de eterificación parciales con alcoholes C1-C10.

6. Partículas inorgánicas modificadas de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizadas porque los derivados de melamina son melaminas, diaminometiltriazinas y/o diaminofeniltriazinas sustituidas con grupos hidroxi-alquilo C1-C10, grupos hidroxi-alquil C1-C4- (oxa-alquilo C2-C4-) 1-5 y/o con grupos amino-alquilo C1-C12.

7. Partículas inorgánicas modificadas de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizadas porque los derivados de urea son tiourea, así como urea o tiourea sustituidas con grupos alquilo C1-C10, grupos arilo C6-C14, grupos hidroxialquilo C1-C10, grupos hidroxi-alquil C1-C4- (oxa-alquilo C2-C4-) 1-5 y/o con grupos amino-alquilo C1-C12.

8. Partículas inorgánicas modificadas de acuerdo con la reivindicación 1, 6 y 7, caracterizadas porque las sales de melamina, derivados de melamina, urea, derivados de urea, guanidina, derivados de guanidina, cianamida, diciandiamida, sulfonamidas y/o anilina son sales con aniones inorgánicos y/u orgánicos.

9. Partículas inorgánicas modificadas de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizadas porque los aldehídos C1-C10 son formaldehído, acetaldehído, trimetilolacetaldehído, acroleína, benzaldehído, furfurol, glioxal, glutaraldehído, ftalaldehído y/o tereftalaldehído.

10. Procedimiento para la producción de partículas inorgánicas modificadas con estructura de capas, caracterizado porque en un reactor agitador se homogeneizan suspensiones de partículas inorgánicas con estructura de capas en agua o mezclas del 5 al 99 % en peso de agua y del 95 al 1 % en masa de alcoholes C1-C8 con un contenido de sólidos del 2 al 35 % en masa a de 20 a 100 ºC y un tiempo de permanencia de 10 a 180 min con soluciones o suspensiones de aminocompuestos C1-C30 polifuncionales del tipo de melamina, derivados de melamina, urea, derivados de urea, guanidina, derivados de guanidina, cianamida, diciandiamida, sulfonamidas y/o anilina así como sus sales en agua o mezclas del 5 al 99 % en peso de agua y del 95 al 1 % en masa de alcoholes C1-C8 con un contenido de sólidos del 5 al 90 % en masa, ascendiendo el porcentaje en masa de los aminocompuestos C1-C30 polifuncionales, con respecto a la partícula inorgánica libre de agua, a del 20 al 5000 % en masa, a continuación de la dispersión de las partículas inorgánicas cargadas, dado el caso tras separación parcial de la fase líquida, se añaden prepolímeros de aminoplástico del tipo de resinas de melamina, resinas de urea, resinas de cianamida, resinas de diciandiamida, resinas de sulfonamida, resinas de guanamina y/o resinas de anilina con un peso molecular numérico medio de 150 a 1000 como solución en agua y/o en disolventes orgánicos o mezclas de disolventes con un porcentaje de resina del 30 al 98 % en masa así como dado el caso del 0, 1 al 2, 0 % en masa, con respecto a los prepolímeros de aminoplástico, de catalizadores ácidos, y se hacen reaccionar a de 20 a 90 ºC, ascendiendo el porcentaje de aminoplástico en la dispersión, con respecto a la partícula inorgánica libre de agua, a del 0, 1 al 20 % en masa, el contenido de sólidos de la dispersión en partículas inorgánicas a del 0, 5 al 35 % en masa y el tiempo de permanencia a de 10 a 45 min, y a continuación se secan las partículas inorgánicas modificadas con separación de la fase líquida a de 20 a 180 ºC y un tiempo de permanencia de 0, 1 a 8 h.

11. Procedimiento para la producción de partículas inorgánicas modificadas con estructura de capas, caracterizado porque en un reactor agitador se homogeneizan suspensiones de partículas inorgánicas con estructura de capas en agua o mezclas del 5 al 99 % en peso de agua y del 95 al 1 % en masa de alcoholes C1-C8 con un contenido de

sólidos del 2 al 35 % en masa a de 20 a 100 ºC y un tiempo de permanencia de 10 a 180 min con soluciones o suspensiones de aminocompuestos C1-C30 polifuncionales del tipo de melamina, derivados de melamina, urea, derivados de urea, cianamida, diciandiamida, sulfonamidas guanidina, derivados de guanidina y/o anilina así como sus sales en agua o mezclas del 5 al 99 % en peso de agua y del 95 al 1 % en masa de alcoholes C1-C8 con un contenido de sólidos del 5 al 90 % en masa, ascendiendo el porcentaje en masa de los aminocompuestos C1-C30 polifuncionales, con respecto a las partículas inorgánicas libres de agua, a del 20 al 5000 % en masa, a continuación de la dispersión de las partículas inorgánicas cargadas, dado el caso tras separación parcial de la fase líquida, del 0, 1 al 10 % en masa, con respecto a las partículas inorgánicas libres de agua, se añaden aldehídos C1-C10 como soluciones del 5 al 50 % en agua o mezclas del 5 al 99 % en peso de agua y del 95 al 1 % en masa de alcoholes C1-C8, que dado el caso contienen del 0, 05 al 1, 0 % en masa, con respecto a los aldehídos C1-C10, de catalizadores ácidos, en el plazo de 10 a 90 min a de 50 a 90 ºC, y a continuación se secan las partículas inorgánicas modificadas con separación de la fase líquida a de 20 a 180 ºC y un tiempo de permanencia de 0, 1 a 8 h.

12. Uso de partículas inorgánicas modificadas con estructura de capas de acuerdo con la reivindicación 1, para hacer resistentes a la llama plásticos así como como aditivo para aumentar la resistencia al rayado, resistencia a UV y mejora de las propiedades de barrera de plásticos y materiales laminados de plástico, así como como catalizador o soporte de catalizador.

13. Uso de acuerdo con la reivindicación 12, caracterizado porque las partículas inorgánicas modificadas se utilizan en combinación con sales inorgánicas y/u orgánicas con cationes amonio, alquilamonio, arilamonio, fosfonio, alquilfosfonio, arilfosfonio, alcalinos y/o alcalinotérreos y/o aniones fosfato, fosfito, fosfonato, silicato y/o borato y/o con alcoholes polihidroxilados del tipo de eritritol, pentaeritritol, pentitol y/o hexitol.

14. Poliolefinas, que contienen del 1 al 60 % en masa, con respecto a las poliolefinas utilizadas, de partículas inorgánicas modificadas con estructura de capas de acuerdo con la reivindicación 1 así como dado el caso como aditivos adicionales sales inorgánicas u orgánicas, cargas, materiales de refuerzo, dispersantes poliméricos, adyuvantes y/o alcoholes polihidroxilados, siendo las sales inorgánicas u orgánicas sales con cationes amonio, alquilamonio, fosfonio, alquilfosfonio, arilfosfonio, alcalinos y/o alcalinotérreos y/o sales con aniones fosfito, fosfato, fosfonato, silicato y/o borato, que pueden estar contenidas hasta en el 25 % en masa en la poliolefina, siendo las cargas y/o los materiales de refuerzo cargas y/o fibras inorgánicas u orgánicas, que pueden estar contenidas hasta en el 40 % en masa en la poliolefina, siendo los dispersantes poliméricos polímeros solubles en agua, dispersables en agua y/o emulsionables en agua, que pueden estar contenidos hasta en el 3 % en masa en la poliolefina, y siendo los alcoholes polihidroxilados alcoholes polihidroxilados del tipo de eritritol, pentaeritritol, pentitol y/o hexitol, que pueden estar contenidos hasta en el 15 % en masa en la poliolefina.

15. Plásticos duroplásticos que contienen del 2 al 80 % en masa, con respecto a los plásticos duroplásticos utilizados, de partículas inorgánicas modificadas con estructura de capas de acuerdo con la reivindicación 1 así como dado el caso como aditivos adicionales sales inorgánicas u orgánicas, cargas, materiales de refuerzo, dispersantes poliméricos, adyuvantes y/o alcoholes polihidroxilados, siendo las sales inorgánicas u orgánicas sales con cationes amonio, alquilamonio, fosfonio, alquilfosfonio, arilfosfonio, alcalinos y/o alcalinotérreos y/o sales con aniones fosfito, fosfato, fosfonato, silicato y/o borato, que pueden estar contenidos hasta en el 60 % en masa en los plásticos duroplásticos, siendo las cargas y/o los materiales de refuerzo cargas y/o fibras inorgánicas u orgánicas, que pueden estar contenidas hasta en el 70 % en masa en los plásticos duroplásticos, siendo los dispersantes poliméricos polímeros solubles en agua, dispersables en agua y/o emulsionables en agua, que pueden estar contenidos hasta en el 5 % en masa en los plásticos duroplásticos, y siendo los alcoholes polihidroxilados alcoholes polihidroxilados del tipo de eritritol, pentaeritritol, pentitol y/o hexitol, que pueden estar contenidos hasta en el 30 % en masa en los plásticos duroplásticos.