Minerales y materiales de carga hidrófobos.

Método de preparación de un mineral y/o material de carga que comprende:

i. preparar un hidrolizado que contiene polisiloxanos por hidrólisis de un silano hidrolizable o de una mezcla de silanos hidrolizables en presencia de un catalizador de hidrólisis ácida; y

ii. combinar el hidrolizado de polisiloxano con al menos un mineral y/o carga y opcionalmente agua y/o un catalizador para la condensación del hidrolizado.

Minerales y materiales de carga hidrïfobos La invenciïn se refiere a un proceso de preparaciïn de minerales y materiales de carga, especialmente de yeso y productos de yeso, que son hidrïfobos y/o resistentes al agua. En particular, las propiedades de hidrofobicidad y/o resistencia al agua se consiguen aïadiendo durante el proceso determinadas soluciones acuosas de polisiloxanos obtenidos prehidrolizando bajo condiciones ïcidas ciertos silanos hidrolizables, tales como alquilalcoxisilanos, arilalcoxisilanos, alquenilalcoxisilanos y mezclas de los mismos.

Los productos de yeso, tales como placas de yeso, se obtienen mezclando estuco con agua para formar una suspensiïn acuosa. La suspensiïn acuosa se alimenta sobre una lïmina de cartïn, se cubre con una segunda lïmina de cartïn y se pasa por una plataforma de moldeo para conformarse en una tira recubierta. La tira de placa de yeso estï inicialmente blanda, pero posteriormente se endurece a medida que los hemihidratos de sulfato de calcio (estuco) se vuelven a hidratar para dar sulfato de calcio dihidratado (yeso) , endureciïndose, y se corta en paneles individuales de placa de yeso.

En particular, la placa de yeso se obtiene a partir de materiales bïsicos, incluyendo papel en forma de cartïn, estuco, agua, almidïn y aditivos como acelerantes y espumas. Tambiïn se aïaden otros aditivos para fabricar placa de yeso, incluyendo retardantes como proteïnas y ïcidos orgïnicos; agentes modificadores de la viscosidad; agentes anti-fuego; sustancias quïmicas resistentes al agua como polisiloxanos y emulsiones cerosas; fibras de vidrio; sustancias para mejorar la resistencia al fuego como vermiculita, arcillas y sïlice pirogïnica; asï como materiales polimïricos como poli (alcohol vinïlico) . Como se ha indicado, los paneles o placas de yeso son paneles de yeso delgados recubiertos con cartïn. Esta invenciïn se refiere a un proceso mejorado para incorporar un polisiloxano a un yeso, en un producto de yeso u otro mineral o carga para impartir resistencia al agua.

En la WO-A-81/01702 se describe un proceso para preparar una mezcla de yeso que contiene polvo de yeso, agua, aditivos convencionales y un material de carga, el cual comprende aïadir dichos materiales durante el proceso de fabricaciïn, preparar el polvo de yeso, mezclar el polvo y el agua o aïadir al agua de mezclado o a la mezcla hïmeda alcoxisilanos y, opcionalmente, un disolvente y, opcionalmente, un material de tipo tensioactivo/emulsionante/ surfactante y, opcionalmente, un catalizador de polimerizaciïn silanol y, opcionalmente, sustancias que generen condiciones de reacciïn ïcidas o bïsicas en el agua de mezclado y, opcionalmente, un polvo fino que consiste en sïlice reactiva.

En la DE-41 24 892 se describe un mïtodo para incorporar siloxano a un artïculo basado en yeso resistente al agua que comprende: (A) aïadir dicho siloxano al agua; (B) mezclar dicha mezcla siloxano/agua con yeso calcinado para formar una suspensiïn acuosa; y (C) dejar que dicha suspensiïn acuosa se endurezca para formar un artïculo resistente al agua basado en yeso endurecido. En la EP-0 978 525 se describen mezclas de catenato y oligïmeros de siloxano cïclicos de fïrmula I y II:

donde los sustituyentes R estïn formados por grupos 3-metacriloxipropilo o 3-acriloxipropilo y metoxi, etoxi y/o propoxi solos o junto con grupos alquilo (C1-C18) , fluoroalquilo, isoalquilo o cicloalquilo y/o grupos arilo (C6-C12) y donde no mïs de un grupo 3-metacriloxipropilo o 3-acriloxipropilo se une a un ïtomo de silicio, oscilando el grado de oligomerizaciïn de los compuestos de fïrmula I en el intervalo 2<m<25 y el de los compuestos de fïrmula II en el intervalo 2<n<8, y donde el cociente de la proporciïn molar de Si/grupos alcoxi es ≥0, 5.

En la WO 02/090287 se describe un mïtodo para impartir impermeabilidad al agua a una composiciïn de cemento endurecido formada a partir de una mezcla fluida de cemento mediante la adiciïn a la mezcla de una emulsiïn acuosa de un material de tipo organosilicio, material que comprende de 0, 25%-4, 5% en peso de la emulsiïn de un alcoxisilano y de 0, 1%-2, 0% de un alcoxisiloxano.

En la WO 02/30846 se describe un material cementoso en polvo que comprende cemento, una cantidad suficiente de un aditivo hidrofobizante granulado que comprende de 5 a 15 partes en peso de un componente de tipo organopolisiloxano, de 10 a 50 partes en peso de un aglutinante soluble en agua o dispersable en agua y de 50 a 90 partes en peso de una partïcula vehïculo, para conseguir de un 0, 01% a un 5% en peso del componente organosiloxano con respecto al peso del cemento.

En la WO 02/30847 se describe una composiciïn de yeso hidrïfoba que contiene yeso, un aditivo hidrofobizante granulado y un aditivo modificador del pH en una cantidad suficiente para mantener el pH de la composiciïn entre 8 y 12, 5 en presencia de agua. El grïnulo contiene un organopolisiloxano con un hidrïgeno unido a un Si, un aglutinante soluble en agua o dispersable en agua y un vehïculo, preferiblemente yeso o una sal estearato, en una cantidad suficiente para hacer hidrïfobo el yeso. El aditivo que actïa sobre el pH es preferiblemente cal, pero puede ser cualquier aditivo apropiado.

N Sïger, en “Hydrolytische Darstellung, Stabilisierung und massenspektrometrische Charakterisierung von Siloxanen und Siloxanolen”, 2002, Universitït Hannover, describe siloxanos y siloxanoles que son productos intermedios durante diversas sïntesis de SiO2, su mecanismo de formaciïn y su reactividad.

En una realizaciïn de la presente invenciïn, se proporciona un mïtodo de preparaciïn de un mineral y/o de un material de carga que comprende:

i. preparar un hidrolizado que contiene polisiloxanos por hidrïlisis de un silano hidrolizable o de una mezcla de silanos hidrolizables en presencia de un catalizador de hidrïlisis ïcida; y

ii. combinar el hidrolizado de polisiloxano con minerales y/o cargas, y, opcionalmente, agua y/o un catalizador para la condensaciïn del hidrolizado.

El proceso de la invenciïn puede emplearse para el tratamiento de un amplio rango de minerales o cargas en forma de polvo.

El mïtodo de la invenciïn puede emplearse para preparar otros tipos de materiales hidrïfobos y/o resistentes al agua tales como minerales y cargas. Algunos ejemplos representativos incluyen fluoruros, cloruros, bromuros, yoduros, cromatos, hidrogenocarbonatos, hidrïxidos, fosfatos, hidrogenofosfatos, nitratos, ïxidos; sulfatos de sodio, potasio, magnesio, calcio y bario; diïxido de titanio, ïxido de cinc, ïxido de aluminio, trihidrïxido de aluminio, vermiculita, sïlice, incluida sïlice irogïnica, sïlice fundida, sïlice precipitada, cuarzo, arena y gel de sïlice; ceniza de cïscara de arroz, perlas de cerïmica y de vidrio, zeolitas, silicato de calcio hidratado, composite de sïlice-negro de carbïn, nanotubos de carbono funcionalizados, cemento, ceniza volante, polvo de pizarra, bentonita, arcilla, mica, caolïn, talco, carbonato de calcio, wollastonita, cargas polimïricas, partïculas de caucho, polvo de madera, fibras de madera, celulosa y productos que contienen celulosa, fibras de aramida, fibras de nylon, fibras de algodïn o fibras de vidrio, no hidratados, parcialmente hidratados o hidratados.

Un ejemplo estï en la preparaciïn de yeso hidrïfobo y productos de yeso hidrïfobos, y la invenciïn se describirï en referencia al yeso, aunque puede aplicarse a otros tipos de minerales y cargas. En la presente memoria, estï previsto que el tïrmino yeso incluya todas las formas sïlidas de sulfato de calcio, incluido sulfato de calcio dihidratado CaSO4ï2H2O. El tïrmino estuco incluye sulfato de calcio hemihidratado CaSO4ï0, 5H2O, habitualmente conocido como yeso de Parïs o calcinado, pero en el caso de esta invenciïn incluye tambiïn derivados deshidratados y anhidros del mismo. El estuco se obtiene calentando yeso para eliminar 3/2 de H2O. El mïtodo de preparaciïn del yeso hidrïfobo y/o resistente al agua y los productos de yeso segïn la invenciïn puede emplearse para preparar yeso hidrïfobo y productos de yeso derivados de todas las fuentes de yeso y estuco, incluyendo yeso natural (sulfato de calcio dihidratado) , yeso sintïtico de plantas de desecho de placas de yeso o yeso sintïtico (desulfoyeso) producido en plantas energïticas de combustiïn de carbïn que transforman el diïxido de azufre en yeso sintïtico, asï como otras formas de yeso sintïtico, tales como titanoyeso, fluoroyeso o fosfoyeso. El mïtodo de la invenciïn es especialmente adecuado para tratar estuco en polvo del tipo usado en la preparaciïn de productos de yeso tales como placas de yeso.

Asï, una realizaciïn va especialmente dirigida a un mïtodo de obtenciïn... [Seguir leyendo]

1. Mïtodo de preparaciïn de un mineral y/o material de carga que comprende:

i. preparar un hidrolizado que contiene polisiloxanos por hidrïlisis de un silano hidrolizable o de una mezcla de silanos hidrolizables en presencia de un catalizador de hidrïlisis ïcida; y

ii. combinar el hidrolizado de polisiloxano con al menos un mineral y/o carga y opcionalmente agua y/o un catalizador para la condensaciïn del hidrolizado.

2. Mïtodo segïn la reivindicaciïn 1, caracterizado porque el silano hidrolizable comprende uno o mïs silanos, comprendiendo cada silano uno o mïs grupos alcoxi y/o uno o mïs grupos acetoxi y/o uno o mïs grupos haluro.

3. Mïtodo segïn la reivindicaciïn 2, caracterizado porque el silano hidrolizable se selecciona de entre al menos un alquilalcoxisilano, un arilalcoxisilano y/o un alquenilalcoxisilano o una mezcla de los mismos.

4. Mïtodo segïn la reivindicaciïn 2, caracterizado porque el organosilano hidrolizable comprende una mezcla que contiene al menos dos de entre metiltripropoxisilano y/o metiltrimetoxisilano y/o metiltriacetoxisilano y/o alqueniltrialcoxisilano y/o alqueniltriacetoxisilano.

5. Mïtodo segïn cualquiera de las reivindicaciones 2 a 4, caracterizado porque el alcohol generado durante la preparaciïn del hidrolizado de polisiloxano se retira antes de poner en contacto el hidrolizado de polisiloxano con el mineral o material de carga.ï

6. Mïtodo segïn la reivindicaciïn 2, caracterizado porque el silano hidrolizable es un acetoxisilano o una mezcla de acetoxisilanos, pudiendo dicho/s silano/s comprender adicionalmente uno o mïs grupos cloro por molïcula.

7. Mïtodo segïn la reivindicaciïn 2, caracterizado porque el silano hidrolizable es un clorosilano o una mezcla de clorosilanos.

8. Mïtodo segïn la reivindicaciïn 6 o la reivindicaciïn 7, caracterizado porque cualquier exceso de ïcido generado durante la preparaciïn del hidrolizado de polisiloxano es neutralizado parcialmente o eliminado antes de poner en contacto el hidrolizado de polisiloxano con el mineral o material de carga.

9. Mïtodo segïn cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el pH durante la etapa (i) es 0, 1-6.

10. Mïtodo segïn cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque el hidrolizado se prepara a una concentraciïn de silano en agua superior al 5% en peso.

11. Mïtodo segïn cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque el hidrolizado se prepara a una concentraciïn de silano en agua en el intervalo del 15% al 90% en peso.

12. Mïtodo segïn cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque los minerales y cargas se seleccionan de entre fluoruros, cloruros, bromuros, yoduros, cromatos, hidrogenocarbonatos, hidrïxidos, fosfatos, hidrogenofosfatos, nitratos, ïxidos, sulfatos de sodio, potasio, magnesio, calcio y bario, diïxido de titanio, ïxido de cinc, ïxido de aluminio, trihidrïxido de aluminio, vermiculita, sïlice, sïlice pirogïnica, sïlice fundida, sïlice precipitada, cuarzo, arena, gel de sïlice, ceniza de cïscara de arroz, perlas de cerïmica y de vidrio, zeolitas, silicato de calcio hidratado, composite de sïlice-negro de carbïn, nanotubos de carbono funcionalizado, cemento, ceniza volante, polvo de pizarra, bentonita, arcilla, mica, caolïn, talco, carbonato de calcio, wollastonita, cargas polimïricas, partïculas de caucho, polvo de madera, fibras de madera, celulosa y productos que contienen celulosa, fibras de aramida, fibras de nylon, fibras de algodïn o fibras de vidrio, no hidratados, parcialmente hidratados o hidratados.

13. Mïtodo segïn cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque el mineral y/o la carga es estuco y opcionalmente yeso.

14. Mïtodo segïn la reivindicaciïn 13, caracterizado porque el yeso comprende uno o mïs de entre sulfato de calcio deshidratado, fosfoyeso y/o desulfoyeso y/o titanoyeso y/o fluoroyeso y porque el estuco se deriva de yeso natural y/o yeso sintïtico.

15. Mïtodo segïn cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el catalizador que se combina con el hidrolizado de polisiloxano y el mineral o carga es una base y el pH durante la etapa (ii) es de 8 a 14.

16. Mïtodo segïn la reivindicaciïn 13 o la reivindicaciïn 14 de preparaciïn de yeso y productos de yeso hidrïfobos que comprende:

i. preparar un hidrolizado que contiene polisiloxanos hidrolizando un silano hidrolizable o una mezcla de silano hidrolizable en condiciones ïcidas; y

ii. combinar el hidrolizado de polisiloxano con estuco, un catalizador bïsico y opcionalmente agua para formar una suspensiïn acuosa.

17. Mïtodo segïn cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, caracterizado porque el catalizador que se combina con el hidrolizado de polisiloxano y el mineral o carga es un alcïxido de titanio, de circonio, de vanadio o de aluminio.

18. Mïtodo segïn cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, caracterizado porque el catalizador que se combina con el hidrolizado de polisiloxano y el mineral o carga es un compuesto orgïnico de estaïo.

19. Mïtodo segïn cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, caracterizado porque el catalizador que se combina con el hidrolizado de polisiloxano y el mineral o carga es una sal fluoruro.

20. Mïtodo segïn cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, caracterizado porque el catalizador que se combina con el hidrolizado de polisiloxano y el mineral o carga comprende una base y un alcïxido de titanio, de circonio, de vanadio o de aluminio, un compuesto orgïnico de estaïo o una sal fluoruro.

21. Mïtodo segïn cualquiera de las reivindicaciones 1 a 20, caracterizado porque la mezcla de silano hidrolizable y/o los materiales con los que se combina en la etapa (ii) ademïs comprenden un silanol, un silanodiol, un silanotriol, un polidimetilsiloxano hidroxilo funcional o un polidimetilsiloxano alcoxi funcional.

22. Mïtodo segïn cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque durante la etapa

(ii) se introduce adicionalmente al menos un aditivo que comprende almidïn, un agente espumante, un agente humectante, un acelerador, un retardante, papel, pasta, un agente modificador de la viscosidad, un agente anti-fuego, una sustancia quïmica resistente al agua que no contiene ïtomos de silicio, fibras de vidrio, un potenciador de la resistencia al fuego, un compuesto polimïrico y/o yeso no calcinado.

23. Mïtodo segïn la reivindicaciïn 13, caracterizado porque el catalizador de hidrïlisis ïcida se mezcla con agua y el organosilano hidrolizable inmediatamente antes de la adiciïn de estuco y un catalizador adicional, donde el catalizador adicional y el estuco se mezclan.

24. Mïtodo de preparaciïn de un producto de yeso hidrïfobo, por ejemplo una placa de yeso, que comprende preparar un material de yeso hidrïfobo segïn la reivindicaciïn 13 o la reivindicaciïn 14 y descargar el material de yeso hidrïfobo sobre un soporte o molde, y secado.

25. Producto de yeso hidrïfobo preparado segïn el mïtodo de la reivindicaciïn 24.