Suspensiones espesas de silicatos estratificados con un alto contenido de materiales sólidos.

Suspensión espesa o respectivamente lodo, que contiene

a) por lo menos 10 % en peso de por lo menos un silicato estratificado que se escoge entre el conjunto de las esmectitas,

escogidas entre el conjunto que se compone de una montmorillonita tal como una bentonita y una tierra de batan, una hectorita, una antigorita, una nontronita, una beidellita, una saponita, del conjunto de las vermiculitas, del conjunto de las illitas o de las micas, así como una sepiolita, una atapulgita (paligorskita), una estevensita o una clorita, referido al peso total de la suspensión espesa o respectivamente del lodo;

b) un medio acuoso de suspensión;

c) un agente auxiliar del dispersamiento que se escoge entre por lo menos un poli(etilenglicol) que tiene un peso molecular medio de menos que 90.000.

Suspensiones espesas de silicatos estratificados con un alto contenido de materiales sólidos

El presente invento se refiere a una suspensión espesa o respectivamente a un lodo que se constituye a base de silicatos estratificados con un alto contenido de materiales sólidos, a un procedimiento para su producción y a su utilización.

Para algunos usos técnicos se añaden dosificadamente de manera preferida en una forma dispersada unos silicatos estratificados, tales como p.ej. una bentonita. Esto se realiza por ejemplo en el caso de la producción de papel a la vista de una aglutinación de sustancias perturbadoras o en el uso en el caso de formulaciones de agentes de lavado. Así, una bentonita se utiliza como un denominado agente de retención durante un proceso de producción de papel.

La adición de una bentonita a unas formulaciones de agentes de lavado en forma de polvo sirve para la elevación del tacto suave de la ropa lavada. Esta concepción se extendió también a unos agentes de lavado líquidos, en cuyos casos, asimismo por medio de la adición de una bentonita, se debe de aumentar el tacto suave de la ropa lavada.

Para los usos técnicos que se han descrito con anterioridad, presenta interés poner a disposición una bentonita en una forma dispersada, de manera tal que en la suspensión acuosa o respectivamente en las soluciones coloidales sea especialmente alto el contenido de materiales sólidos de la bentonita. Sin embargo, una producción de suspensiones espesas tan altamente concentradas no es posible sin que se presenten problemas, puesto que p.ej. unas bentonitas forman típicamente unos geles en una solución coloidal acuosa. Este efecto se emplea técnicamente, entre otras cosas, también en el caso de un empleo de las bentonitas en agentes espesantes. Los mecanismos de la formación de geles en una bentonita se describen, entre otros lugares, en la publicación de S. Abend y G. Lagaly, Applied Clay Science [Ciencia aplicada de las arcillas]16 (2) páginas 21 -227.

El documento de patente de los EE.UU. US 5.484.834 divulga una suspensión espesa líquida de bentonita, que contiene agua, un poliacrilato y una sal de sodio del ácido silícico. La suspensión espesa de bentonita contiene por lo demás un sulfonato en una proporción de 1-3 % en peso. Mediante la alta concentración de un agente dispersante, que está situada entre 1 y 3 %, así como mediante la presencia de un silicato de sodio, con lo que la suspensión espesa es alcalinizada, éstos no se pueden emplear para unas formulaciones, cuyos valores del pH están situados en la región neutra.

El documento de solicitud de patente internacional WO 93/22254 divulga unas suspensiones espesas concentradas de bentonitas y un procedimiento para su producción. En este caso, en la suspensión espesa acuosa concentrada de bentonita está contenido en estado disperso por lo menos un 8 % en peso de la bentonita. La baja viscosidad es ajustada mediante la adición de unas sales. En este contexto, en el caso de la primera de las sales se trata de unos compuestos de sodio y litio con unos aniones tomados entre el conjunto de los de cloruro, carbonato, nitrato, citrato, sulfato, acetato o fosfato, que se añaden de manera individual o en una combinación entre ellos. En el caso del segundo componente salino se trata de unas sales de potasio y de unos aniones tomados entre el conjunto de los de cloruro, carbonato, nitrato, citrato, sulfato, acetato o fosfato, o respectivamente del silicato de sodio, del pirofosfato de sodio o de un poliacrilato de sodio que tiene un bajo peso molecular. Una tal formulación tiene la desventaja de que ella no es compatible con unas formulaciones líquidas de agentes de lavado, puesto que la alta proporción de electrólitos puede destruir a las fases de gel o influir sobre ellas.

El documento de solicitud de patente europea EP 485 124 A1 divulga una arcilla hinchable de bentonita, que se emplea para el proceso de producción de papel como un material concentrado líquido que contiene por lo menos 15 % de una bentonita. La alta concentración de la bentonita se alcanza mediante la adición de un electrólito. Como tal electrólito se emplean unas sales de iones monovalentes, en particular unas sales de sodio y amonio. Se trata de las tomadas entre el conjunto de los compuestos de cloruros, sulfatas o carbonatas. Se pueden ajustar unas suspensiones espesas con una concentración de bentonita de 9-3 % en peso. Para un uso en el sector de la producción de papel, estas suspensiones espesas deben de ser diluidas más tarde. En el caso de los electrólitos se utilizan predominantemente unas sales de sodio o amonio del correspondiente compuesto de cloruro, sulfato o carbonato. El uso es posible solamente en el sector de la producción de papel, pero no en el de agentes de lavado.

El documento WO 95/9135 divulga una suspensión espesa altamente concentrada y estabilizada de una esmectita que tiene una baja viscosidad, y un procedimiento de producción para ello. Esta suspensión espesa contiene entre 1 y 47 % en peso de una arcilla esmectítica. Mediante la adición de unas aminas de bajo peso molecular (por lo menos de ,3 % en peso) se impide el hinchamiento de la arcilla y se aumenta el contenido de materiales sólidos de la suspensión espesa. El empleo de tales aminas restringe el uso de esta suspensión espesa, puesto que las aminas pueden tener interacciones con el sistema de agente tensioactivo aniónico. Para una incorporación de una suspensión espesa de bentonita en unas formulaciones de agentes de lavado, sería ventajoso por lo tanto trabajar sin ninguna amina. En ese documento WO 95/9135 se describen principalmente unos usos que se refieren a la producción de papel y/o como agentes espesantes.

En el documento US 4.916.94 se describe un procedimiento para el tratamiento de un mineral de caolín en bruto, realizándose que:

a) la arcilla se amasa con una cantidad suficiente de agua, de manera tal que se obtiene un lodo acuoso con un contenido de materiales sólidos de por lo menos 6 % en peso, el valor del pH del lodo se ajusta mediante una adición de amoníaco, a un valor situado en el Intervalo de aproximadamente 3, a 4,5, y se añade un poli(ácldo acrílico) como agente dispersante en una proporción tal que se ajusta una baja viscosidad de cizalla;

b) las partículas gruesas se separan con respecto del lodo;

c) el lodo se blanquea con un agente de blanqueo reductor, y

d) se obtiene un lodo aclarado de una arcilla con una coloración mejorada, que tiene un contenido de materiales sólidos de por lo menos 6 % en peso.

El documento US 5.14.551 describe un procedimiento para la precipitación de unos desechos de arcillas que contienen fosfatos a partir de unos lodos de aguas residuales, que se forman al extraer por lixiviación unas menas de fosfatos, el cual se puede aplicar también en el caso de unos bajos valores del pH y en unos disolventes orgánicos. Como agente de precipitación se propone una mezcla de un polijóxido de etileno) (con un peso molecular > 5..) y una hldroxlpropilcelulosa (con un peso molecular > 1..), que adicionalmente puede contener también todavía un poli(etilenglicol).

En el documento US 4 476 29 A se describen unos agentes dispersantes mejorados para la producción de unos fluidos de perforación que contienen bentonita, los cuales contienen un agente destinado al control de la pérdida de agua así como un agente de graveo. Como agente dispersante se emplea un agente dispersante que es estable a altas temperaturas, que contiene un pol¡(ácido acrílico) con un peso molecular situado en el intervalo de aproximadamente 4. a 8..

A. Alemdar y colaboradores, en Journal of Materials Science [Revista de ciencias de los materiales] 4 (25) 171 177 describen unas investigaciones acerca del efecto de un poli(etilenglicol) sobre el comportamiento de fluidez de unos lodos de bentonita que han sido activados con carbonato de sodio. Después de la adición de un PEG (poli(etilenglicol)) se observaron unas manifiestas modificaciones de las propiedades Teológicas.

El documento US 5.629.368 describe un procedimiento para la producción de unos lodos líquidos de bentonita, que se emplean ventajosamente como agentes de deshidratación y auxiliares de retención y que contienen entre ,1 y 1 % de la sal de sodio de un ácido silícico así como tienen un contenido de 15 a 35 % de una bentonita. Adicionalmente al lodo se le ha añadido un glicol, tal como por ejemplo el propilenglicol o también el etilenglicol, así como un copolímero a base de ácido acrílico y ácido maleico.

Las suspensiones espesas que se han descrito en el estado de la técnica tienen sin embargo ciertas desventajas, de manera tal que existe una constante necesidad de unas suspensiones... [Seguir leyendo]

1. Suspensión espesa o respectivamente lodo, que contiene

a) por lo menos 1 % en peso de por lo menos un silicato estratificado que se escoge entre el conjunto de las esmectitas, escogidas entre el conjunto que se compone de una montmorillonita tal como una bentonita y una tierra de batan, una hectorita, una antigorita, una nontronita, una beidellita, una saponita, del conjunto de las vermiculitas, del conjunto de las ¡Hitas o de las micas, así como una sepiolita, una atapulgita (paligorskita), una estevensita o una clorita, referido al peso total de la suspensión espesa o respectivamente del lodo;

b) un medio acuoso de suspensión;

c) un agente auxiliar del dispersamiento que se escoge entre por lo menos un poli(etilenglicol) que tiene un peso molecular medio de menos que 9..

2. Suspensión espesa de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque el por lo menos un poli (etilenglicol) tiene un peso molecular medio de menos que aproximadamente 8., en particular de menos que aproximadamente 7., en particular comprendido entre aproximadamente 2 y aproximadamente 5., de manera preferida entre aproximadamente 2. y 2., de manera más preferida entre aproximadamente 4. y 15..

3. Suspensión espesa de acuerdo con una de las precedentes reivindicaciones, caracterizada por que la proporción de cationes divalentes en la CEC del por lo menos un silicato estratificado está situada en por lo menos 3 %, en particular en por lo menos 4 %.

4. Suspensión espesa de acuerdo con una de las precedentes reivindicaciones, caracterizada por que la suspensión espesa o respectivamente el lodo, junto a los componentes a), b) y c), no tiene ningún componente que contenga cationes de metales monovalentes.

5. Suspensión espesa de acuerdo con una de las precedentes reivindicaciones, caracterizada por que el valor del pH de la suspensión espesa está situado entre aproximadamente 5 y 1, en particular entre aproximadamente 6 y 9, de manera más preferida entre aproximadamente 6,5 y 8,5.

6. Suspensión espesa de acuerdo con una de las precedentes reivindicaciones, caracterizada por que el valor del pH de acuerdo con la reivindicación 5 es ajustado mediante la adición de por lo menos un ácido.

7. Suspensión espesa de acuerdo con una de las precedentes reivindicaciones, caracterizada porque en el caso del por lo menos un silicato estratificado se trata de un silicato estratificado capaz de hincharse.

8. Suspensión espesa de acuerdo con una de las precedentes reivindicaciones, caracterizada por que en el caso del por lo menos un silicato estratificado se trata de un silicato estratificado que contiene calcio.

9. Suspensión espesa de acuerdo con una de las precedentes reivindicaciones, caracterizada porque en el caso del por lo menos un silicato estratificado se trata de un silicato estratificado esmectítico.

1. Suspensión espesa de acuerdo con una de las precedentes reivindicaciones, caracterizada por que el contenido de iones de metales monovalentes y de iones de amonio, en particular el contenido de sodio, de la suspensión espesa está situado en un valor más pequeño que ,5 % en peso, en particular más pequeño que ,1 % en peso, de manera preferida más pequeño que ,5 % en peso, de manera más preferida más pequeño que ,1 % en peso, no estando incluido en el cálculo el contenido del por lo menos un silicato estratificado en cuanto a iones de metales monovalentes y a iones de amonio, en particular iones de sodio.

11. Suspensión espesa de acuerdo con una de las precedentes reivindicaciones, caracterizada por que en el caso del por lo menos un silicato estratificado se trata de iones de calcio y/o de magnesio.

12. Suspensión espesa de acuerdo con una de las precedentes reivindicaciones, caracterizada por que la proporción de los cationes monovalentes, en particular de los iones de sodio en la CEC del por lo menos un silicato estratificado es de menos que 65 %.

13. Suspensión espesa de acuerdo con una de las precedentes reivindicaciones, caracterizada por que la CEC del por lo menos un silicato estratificado está situada en más que 7 meq/1 g, de manera preferida en un valor más grande o igual que 75 meq/1 g.

14. Suspensión espesa de acuerdo con una de las precedentes reivindicaciones, caracterizada por que el contenido de la suspensión espesa en cuanto al por lo menos un silicato estratificado está situado en más que 15 % en peso, en particular en más que 2 % en peso, de manera más preferida en más que 3 % en peso, de manera particularmente preferida en más que 4 % en peso.

15. Suspensión espesa de acuerdo con una de las precedentes reivindicaciones, caracterizada por que en el caso del medio acuoso de suspensión se trata de agua, de una solución acuosa-alcohóllca o de una solución acuosa que contiene glicoles.

16. Suspensión espesa de acuerdo con una de las precedentes reivindicaciones, caracterizada por que se emplea por lo menos un poli(etilenglicol) en una proporción comprendida entre aproximadamente ,1 y 1 % en peso, referida al por lo menos un silicato estratificado, en particular de aproximadamente 2 a 8 % en peso.

17. Procedimiento para la producción de una suspensión espesa o respectivamente de un lodo de acuerdo con una de las precedentes reivindicaciones, caracterizado por que, en primer lugar, el por lo menos un agente auxiliar del dispersamiento se dispone previamente en el medio acuoso de suspensión, eventualmente mediando la adición de un ácido para el ajuste del valor del pH, y a continuación se añade el por lo menos un silicato estratificado.

18. Utilización de por lo menos un poli(etilenglicol) con un peso molecular medio de menos que 9. como agente auxiliar del dispersamiento para el por lo menos un silicato estratificado en el caso de la producción de una suspensión espesa o respectivamente de un lodo, que contiene por lo menos 1 % en peso del por lo menos un silicato estratificado.

19. Utilización de acuerdo con la reivindicación 18, caracterizada por que la proporción de cationes divalentes en la CEC del por lo menos un silicato estatificado está situada en por lo menos 3 %, particular en por lo menos 4 %.

2. Utilización de acuerdo con la reivindicación 18 ó 19, caracterizada porque en el caso del por lo menos un silicato estratificado se trata de un silicato estratificado capaz de hincharse.

21. Utilización de acuerdo con una de las reivindicaciones 18 hasta 2, caracterizada por que en el caso del por lo menos un silicato estratificado se trata de un silicato estratificado que contiene calcio.

22. Utilización de la suspensión o respectivamente del lodo de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 hasta 16, en unas composiciones líquidas de agentes de lavado o limpieza, en particular en unas composiciones líquidas de agentes de lavado y suavizantes.

23. Utilización de la suspensión o respectivamente del lodo de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 hasta 16, en el sector de la industria papelera, en particular en el caso de la represión de sustancias perturbadoras o en agentes de retención, o como agente espesante o adsorbente.