Polímeros adsorbibles sostenibles.

Una suspensión acuosa que comprende

un material de pigmento mineral,

y

al menos un polisacárido modificado que tiene un grado de carboxilación en el intervalo de 0,6 a 2,0 y una viscosidad intrínseca en el intervalo de 3 a 300 ml/g, en el que el carbono del al menos un polisacárido modificado muestra una velocidad de transformación nuclear de 14C a 14N en el intervalo de 400 a 890 transformaciones por hora y por gramo de carbono,

en el que el al menos un polisacárido modificado está presente en una cantidad desde 0,05% en peso a 5,0% en peso, en base al peso total de los sólidos en la suspensión,

la viscosidad según el método Brookfield de la suspensión acuosa se encuentra entre 50 y 1500 mPa·s a 20 ºC, y

el contenido de sólidos de la suspensión es desde más de 50 a 82% en peso, en base al peso total de la suspensión.

Polímeros adsorbióles sostenibles

La presente invención hace referencia a suspensiones acuosas de materiales de pigmento mineral que tienen un alto contenido de sólidos. En particular, la presente invención hace referencia a suspensiones de pigmentos minerales con alto contenido de sólidos, que contienen aditivos a base de fuentes renovables y métodos para preparar tales suspensiones.

Los materiales minerales se encuentran entre los constituyentes principales en pinturas, plásticos, el papel o los colores del estuco del papel. Los materiales minerales tales como el carbonato de calcio, pueden proporcionar mejoras, por ejemplo en la calidad del papel y la pintura y en las propiedades agrícolas, notablemente en relación a sus propiedades ópticas.

Por motivos de utilidad, los costos del transporte, almacenamiento y secado, es especialmente útil producir materiales minerales en forma de suspensiones con alto contenido de sólidos, es decir, suspensiones en donde la menor parte en lo que respecta al peso total de la suspensión sea agua. Tales suspensiones con alto contenido de sólido requieren por lo general la adición de un agente de dispersión o aditivos de molienda para mantener la estabilidad de la suspensión, capacidad de bombeo y/o para permitir la molienda de tales suspensiones.

Los agentes de dispersión o aditivos de molienda comúnmente utilizados, que son eficaces para la producción y estabilización de tales suspensiones con materiales de pigmento mineral con alto contenido de sólidos son principalmente polímeros petroquímicos tales como sales de policarboxilatos, por ejemplo, poliacrilato de sodio. Sin embargo, el uso de tales productos derivados del petróleo no se desea desde un punto de vista ambiental. En particular, para cumplir con el protocolo de Kyoto y reducir la contaminación de la atmósfera con CO2 por combustibles fósiles durante la combustión de los productos finales, se pretende cambiar de polímeros petroquímicos a polímeros que tengan una huella de dióxido de carbono inferior, por ejemplo, a polímeros que deriven de recursos naturales o renovables.

El documento FR 2 939 055 describe agentes de dispersión y/o aditivos de molienda a base de homopolímeros o copolímeros de ácido acrílico, en el que el ácido acrílico se obtiene a partir de glicerol. El documento FR 2 932 804 describe polímeros a base de acroleína y copolímeros de acroleína/ácido acrílico, en donde la acroleína se obtiene a partir de glicerol. Sin embargo, el proceso de producción de acroleína y ácido acrílico a partir de glicerol es muy complicado y costoso. Además, se pueden crear productos Intermedios y productos secundarios nocivos durante la preparación de tales monómeros insaturados biológicos. También se sabe bien que el almacenamiento de monómeros tales como los monómeros acríllcos Insaturados, especialmente el almacenamiento de acroleína y los procesos de polimerización necesitan Importantes precauciones de seguridad debido a que los monómeros son altamente reactivos y una reacción de polimerización no controlada puede dar lugar a Incidentes graves para los seres humanos y las instalaciones.

Por lo tanto, existe una necesidad de agentes de dispersión y aditivos de molienda, que se puedan obtener a partir de recursos renovables con bajo contenido de tóxicos y cuyo material de partida y proceso de producción no sean tanto un problema de seguridad.

Por consiguiente, es un objeto de la presente invención proporcionar agentes de dispersión y aditivos de molienda que se obtengan al menos parcialmente a partir de recursos de polímeros naturales renovables. Por consiguiente, sería deseable proporcionar agentes de dispersión y aditivos de molienda que puedan almacenarse sin ninguna precaución de seguridad y que no requieran un proceso de preparación complicado. También sería deseable proporcionar agentes de dispersión y aditivos de molienda que puedan producirse sin generar productos secundarios o productos intermedios nocivos.

También es un objeto de la presente invención proporcionar suspensiones acuosas con alto contenido de sólidos de material de pigmento mineral, que son fluidos pero contienen solamente bajas cantidades de agentes de dispersión o aditivos de molienda petroquímicos o no contienen en absoluto agentes de dispersión o aditivos de molienda petroquímicos.

Un objeto adicional de la presente invención es reducir o eliminar los agentes de dispersión o aditivos de molienda a base de combustible fósil para cumplir al menos con el protocolo de Kyoto, que tiene por objeto la reducción de la contaminación de CO2 por los combustibles fósiles de la atmósfera durante la combustión de los productos finales. El Protocolo de Kyoto es un acuerdo internacional vinculado con la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático. La característica principal del Protocolo de Kyoto es que establece objetivos obligatorios para 37 países industrializados y para la comunidad europea para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero (GHG, por sus siglas en inglés). Esto representa un promedio de cinco por ciento en comparación con los niveles de 1990 durante el período de cinco años de 2008 a 2012. El Protocolo de Kyoto fue adoptado en Kyoto, Japón, el 11

de diciembre de 1997 y entró en vigor el 16 de febrero de 2005.

El objeto anterior y otros objetos se solucionan mediante la materia objeto como se define en el presente documento en las reivindicaciones independientes.

De acuerdo con un aspecto de la presente invención, se proporciona una suspensión acuosa que comprende,

un material de pigmento mineral, y

al menos un pollsacárido modificado que tiene un grado de carboxilación en el intervalo de 0,6 a 2,0 y una viscosidad intrínseca en el intervalo de 3 a 300 ml/g, en el que el carbono del al menos un polisacárido modificado muestra una velocidad de transformación nuclear de 14C a 14N en el intervalo de 400 a 890 transformaciones por hora y por gramo de carbono,

en el que el al menos un polisacárido modificado está presente en una cantidad desde 0,05% en peso a 5,0% en peso, en base al peso total de los sólidos en la suspensión,

la viscosidad según el método Brookfield de la suspensión acuosa se encuentra entre 50 y 1500 mPa-s a 20 °C, y el contenido de sólidos de la suspensión es desde más de 50 a 82% en peso, en base al peso total de la suspensión.

De acuerdo con otro aspecto de la presente invención, se proporciona un proceso para preparar una suspensión acuosa, que comprende los pasos de,

a) proporcionar un material de pigmento mineral,

b) proporcionar agua,

c) proporcionar al menos un polisacárido modificado que tiene un grado de carboxilación en el intervalo de 0,6 a 2,0 20 y una viscosidad intrínseca en el intervalo de 3 a 300 ml/g, en el que el carbono del al menos un polisacárido

modificado muestra una velocidad de transformación nuclear de 14C a 14N en el intervalo de 400 a 890 transformaciones por hora y por gramo de carbono,

d) poner en contacto el pigmento mineral del paso a) y/o el al menos un polisacárido modificado del paso c) con el agua del paso b), y

e) poner en contacto el al menos un polisacárido modificado del paso c) y el material de pigmento mineral antes y/o durante y/o después del paso d) y ajustar el contenido de sólidos de la suspensión obtenida de manera que sea desde más de 50 a 82% en peso en base al peso total de la suspensión,

en el que al menos un polisacárido modificado se agrega en una cantidad de 0,05% en peso a 5,0% en peso, en base al peso total de los sólidos en la suspensión y de manera que la viscosidad según el método de Brookfield de 30 la suspensión acuosa se encuentre entre 50 y 1500 mPa-s a 20 °C.

De acuerdo con incluso otro aspecto de la presente invención, se proporciona el uso de al menos un polisacárido modificado como agente de dispersión y/o aditivo de molienda, en el que el al menos un polisacárido modificado tiene un grado de carboxilación en el intervalo de 0,6 a 2,0 y tiene una viscosidad intrínseca en el intervalo de 3 a 300 ml/g y en el aue el carbono del al menos un polisacárido modificado muestra una velocidad de transformación nuclear de 14C a en el intervalo de 400 a 890 transformaciones por hora y por gramo de carbono.

De acuerdo con todavía otro aspecto de la presente invención, se proporciona el uso de la suspensión acuosa de acuerdo con la invención en papel, plásticos, pinturas, alimentos, sustancias farmacéuticas, agua potable y/o aplicaciones agrícolas.

En las subreivindlcaclones correspondientes se definen realizaciones provechosas del método Inventivo.

De acuerdo con una realización... [Seguir leyendo]

1. Una suspensión acuosa que comprende un material de pigmento mineral, y

al menos un pollsacárldo modificado que tiene un grado de carboxilación en el intervalo de 0,6 a 2,0 y una viscosidad intrínseca en el intervalo de 3 a 300 ml/g, en el que el carbono del al menos un polisacárido modificado muestra una velocidad de transformación nuclear de 14C a 14N en el intervalo de 400 a 890 transformaciones por hora y por gramo de carbono,

en el que el al menos un polisacárido modificado está presente en una cantidad desde 0,05% en peso a 5,0% en peso, en base al peso total de los sólidos en la suspensión,

la viscosidad según el método Brookfield de la suspensión acuosa se encuentra entre 50 y 1500 mPa-s a 20 °C, y

el contenido de sólidos de la suspensión es desde más de 50 a 82% en peso, en base al peso total de la suspensión.

2. La suspensión de acuerdo con la reivindicación 1, en la que el material de pigmento mineral es un material que contiene carbonato de calcio, preferentemente seleccionado entre carbonato de calcio, minerales que contienen carbonato de calcio, agentes de carga a base de carbonato mezclado o mezclas de los mismos.

3. La suspensión de acuerdo con la reivindicación 2, en la que el carbonato de calcio es carbonato de caldo molido, carbonato de calcio precipitado, carbonato de calcio modificado o mezclas de los mismos.

4. La suspensión de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el material de pigmento mineral se encuentra en la forma de partículas que tienen un tamaño de partícula promedio en peso cfeo de 0,1 a 100 pm, de 0,25 a 50 pm o de 0,3 a 5 pm, preferentemente de 0,4 a 3,0 pm.

5. La suspensión de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el al menos un polisacárido modificado es un derivado de carboximetilo y/o un derivado de carboximetil hidroxipropilo y/o un derivado de carboximetil hidroxietilo de un polisacárido, un almidón aniónico, una goma guar aniónica o una mezcla de los mismos, preferentemente el al menos un polisacárido modificado es carboximetil celulosa.

6. La suspensión de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el carbono del al menos un polisacárido modificado muestra una velocidad de transformación nuclear de 14C a 14N en el intervalo de 550 a 850 transformaciones por hora y por gramo de carbono.

7. La suspensión de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el grado de carboxilación del al menos un polisacárido modificado está en el intervalo de 0,8 a 1,9, preferentemente de 0,9 a 1,7 y más preferentemente de 1,0 a 1,6.

8. La suspensión de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la viscosidad intrínseca del al menos un polisacárido modificado está en el intervalo de 5 a 220 ml/g y preferentemente de10 a 200 ml/g.

9. La suspensión de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que los grupos carboxílicos del al menos un polisacárido modificado se neutralizan al menos parcialmente por uno o más cationes monovalentes y/o uno o más cationes polivalentes, preferentemente seleccionados entre L¡+, Na+, K+, Sr , Ca , Mg2+ o mezclas de los mismos.

10. La suspensión de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el al menos un polisacárido modificado está presente en una cantidad de 0,1 a 3% en peso en base al peso total de los sólidos en la suspensión, preferentemente de 0,2 a 2,0% en peso, más preferentemente de 0,25 a 1,5% en peso y lo más preferentemente de 0,5 a 1,25% en peso.

11. La suspensión de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la viscosidad según el método de Brookfield de la suspensión acuosa se encuentra entre 80 y 1000 mPa-s a 20 °C y preferentemente entre 100 y 700 mPa-s a 20 °C.

12. La suspensión de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el contenido de sólidos de la suspensión es de 55 a 80% en peso, preferentemente de 60 a 79% en peso y más preferentemente de 65 a 78% en peso, en base al peso total de la suspensión.

13. Un proceso para preparar una suspensión acuosa, que comprende los pasos de,

a) proporcionar un material de pigmento mineral,

b) proporcionar agua,

c) proporcionar al menos un polisacárido modificado que tiene un grado de carboxilación en el intervalo de 0,6 a 2,0 y una viscosidad intrínseca en el intervalo de 3 a 300 ml/g, en el que el carbono del al menos un polisacárido modificado muestra una velocidad de transformación nuclear de 14C a 14N en el intervalo de 400 a 890 transformaciones por hora y por gramo de carbono,

d) poner en contacto el material de pigmento mineral del paso a) y/o el al menos un polisacárido modificado del paso c) con el agua del paso b), y

e) poner en contacto el al menos un polisacárido modificado del paso c) y el material de pigmento mineral antes y/o durante y/o después del paso d) y ajustar el contenido de sólidos de la suspensión obtenida de manera que sea desde más de 50 a 82% en peso en base al peso total de la suspensión,

en el que el al menos un polisacárido modificado se agrega en una cantidad de 0,05% en peso a 5,0% en peso, en base al peso total de los sólidos en la suspensión y de manera que la viscosidad según el método de Brookfield de la suspensión acuosa se encuentre entre 50 y 1500 mPa-s a 20 °C.

14. El proceso de acuerdo con la reivindicación 13, en el que la viscosidad intrínseca del al menos un polisacárido modificado proporcionado en el paso c) se ajusta por adición de al menos peróxido de hidrógeno, preferentemente en condiciones alcalinas, opcionalmente en presencia de un peróxido alcalino en dos a cinco pasos.

15. El proceso de acuerdo con las reivindicaciones 13 o 14, en el que los grupos carboxílicos del al menos un polisacárido modificado se neutralizan al menos parcialmente mediante la adición antes y/o durante y/o después del paso e) del proceso de uno o más cationes monovalentes y/o polivalentes, preferentemente seleccionados entre L¡+, Na+, K+, Sr , Ca2+, Mg2+ o mezclas de los mismos y más preferentemente a partir del Ca2+ añadido en la forma de Ca(OH)2 en suspensión y/o solución.

16. El proceso de acuerdo con las reivindicaciones 13 o 14, en el que los grupos carboxílicos del al menos un polisacárido modificado se neutralizan al menos parcialmente mediante la adición antes y/o durante y/o después del paso e) del proceso de uno o más cationes polivalentes, formados in situ, mediante la adición de un ácido, preferentemente H3PO4, y/o una sal de reacción ácida tal como NaH2P04, preferentemente CaHP04, y/o al menos un polisacárido parcialmente neutralizado.

17. El proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 13 a 16, en el que el proceso comprende además el paso f) de moler la suspensión obtenida en el paso e).

18. Uso de al menos un polisacárido modificado como agente de dispersión y/o aditivo de molienda, en el que el al menos un polisacárido modificado tiene un grado de carboxilación en el intervalo de 0,6 a 2,0 y tiene una viscosidad intrínseca en el intervalo de 3 a 300 ml/g y en el que el carbono del al menos un polisacárido modificado muestra una velocidad de transformación nuclear de 14C a 14N en el intervalo de 400 a 890 transformaciones por hora y por gramo de carbono.

19. Uso de una suspensión acuosa de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, en papel, plástico, pintura, alimentos, pienso, productos farmacéuticos, agua potable y/o aplicaciones agrícolas, en el que preferentemente la suspensión acuosa se utiliza para reducir la exposición a la luz solar y a los rayos UV de las hojas de las plantas.