ES2272534T3 - Suspensiones de dioxido de titanio que presentan una estabilidad mejorada. - Google Patents
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Abstract
Suspensión que presenta una estabilidad mejorada que comprende: i) menos de 78 por ciento en peso de dióxido de titanio rutilo sobre la base del peso total de la suspensión con un tratamiento de superficie que comprende un compuesto de alúmina amorfo, ii) un agente dispersante de ácido poliacrílico que presenta un peso molecular en
Description
Suspensiones de dióxido de titanio que presentan
una estabilidad mejorada.
La presente solicitud reivindica el beneficio de
la fecha de presentación de la solicitud nº 09/639.860, presentada
el 16 de agosto de 2000, con el título "Titanium Dioxide Slurries
Having Improved Stability".
Los pigmentos de dióxido de titanio (TiO_{2})
son pigmentos importantes en la fabricación de pinturas, plásticos,
revestimientos y laminados de papel. El dióxido de titanio
(TiO_{2}) se produce comercialmente en dos formas polimórficas
cristalinas, concretamente la forma rutilo, que puede obtenerse por
el procedimiento con cloruro y el procedimiento con sulfato, y la
forma anatasa, que se obtiene por el procedimiento con sulfato.
Estos dos procedimientos son bien conocidos en la técnica.
Generalmente, en el proceso "cloruro", se obtienen cristales
rutilo, mientras que en el procedimiento sulfato pueden obtenerse
tanto cristales rutilo como cristales anatasa.
En lo referente al TiO_{2} rutilo, se conoce
el hecho de añadir compuestos de aluminio volátiles en la reacción
de oxidación de tetracloruro de titanio (TiCl_{4}), principalmente
con el fin de aumentar el contenido en rutilo del pigmento de
TiO_{2} que se produce. Típicamente, la cantidad de compuesto de
aluminio que se añade es suficiente para formar aproximadamente
entre 1 y 1,5 por ciento en peso de alúmina sobre la base del
pigmento de TiO_{2}, y esta cantidad ayuda a alcanzar más del 99
por ciento en peso de rutilo en el pigmento. A continuación, el
TiO_{2} resultante de la reacción de oxidación se somete a unos
tratamientos determinados de acabado y trituración, en función del
tipo deseado de producto de pigmento de TiO_{2} final.
Frecuentemente, los tratamientos de acabado y
trituración comprenden las etapas siguientes: a) dispersar las
partículas de TiO_{2} en un medio acuoso con el fin de formar una
suspensión con una concentración en sólidos de TiO_{2}
relativamente baja; b) precipitar un revestimiento de óxido
inorgánico hidratado, tal como alúmina, sílice y/u otros
compuestos, sobre la superficie de las partículas de TiO_{2}; c)
recuperar las partículas de TiO_{2} tratadas superficialmente con
óxido inorgánico a partir del medio acuoso por filtración; d) lavar
las partículas de TiO_{2} con el fin de eliminar sales de
subproductos e impurezas; e) secar las partículas de pigmento de
TiO_{2} lavadas; f) triturar en seco las partículas de pigmento de
TiO_{2} secadas hasta el tamaño de partícula deseado utilizando
un molino de energía fluida y, opcionalmente, si se desea una
suspensión acuosa de pigmento de TiO_{2}, g) dispersar el
producto de pigmento en agua con el fin de obtener una suspensión
con un contenido típico en sólidos de TiO_{2} inferior a
aproximadamente un 78 por ciento en peso.
El dióxido de titanio puede completarse
dependiendo de la aplicación final (es decir, pinturas, plásticos,
etc.). Por ejemplo, algunas etapas de acabado incluyen tratamientos
de superficie húmedos con otros óxidos metálicos inorgánicos, tal
como alúmina, sílice, fosfato, CeO_{2} y similares, para
procesabilidad y/o aplicaciones finales tal como se conocen en la
técnica. A continuación, a las etapas de acabado les siguen el
secado y la trituración. Estas etapas proporcionarán al pigmento
acabado el tamaño de partícula, la distribución y las propiedades
deseadas.
Generalmente, los productos concentrados de
suspensión de TiO_{2} rutilo se preparan dispersando el producto
de pigmento acabado en agua, con el fin de obtener una suspensión
con un contenido en sólidos de TiO_{2} inferior a aproximadamente
un 78 por ciento en peso. Típicamente, las suspensiones con un
contenido en sólidos superior al 78 por ciento en peso exhiben
efectos negativos sobre la estabilidad y otras propiedades físicas
(es decir, dificultades de bombeo, floculación, gelificación y una
fluidez baja o nula a lo largo del tiempo).
La estabilidad de la suspensión puede reducirse
además si se trata el TiO_{2} rutilo con un óxido inorgánico, tal
como alúmina amorfa. Frecuentemente se añaden dispersantes a este
tipo de suspensiones con el fin de que mantengan la viscosidad y la
estabilidad de almacenamiento, de manera que pueden ser fácilmente
manipuladas durante el transporte desde los fabricantes de
TiO_{2} hasta los clientes. Sin embargo, algunas suspensiones
según la técnica anterior, incluso con dispersantes, tienden a
gelificarse durante el almacenamiento convencional, lo que dificulta
su bombeo y transporte.
Sobre la base a lo anterior, existe una
necesidad de suspensiones de dióxido de titanio que presenten una
estabilidad mejorada y sean útiles para la fabricación de laminados
de papel, plásticos, pinturas y otros sistemas de revestimiento.
La presente invención se refiere a suspensiones
fotorresistentes con una estabilidad mejorada que comprenden: i)
menos de un 78 por ciento en peso de dióxido de titanio rutilo sobre
la base del peso total de la suspensión con un tratamiento de
superficie que comprende un compuesto de alúmina amorfo, ii) un
agente dispersante de ácido poliacrílico que presenta un peso
molecular promedio en peso (Mw) comprendido entre 2.000 y 5.000, el
cual se neutraliza con un agente neutralizante que presenta un grupo
monovalente, y iii) agua, presentando la suspensión un pH
comprendido entre 6 y 8.
En comparación con las suspensiones según la
técnica anterior, las suspensiones según la presente invención
muestran una estabilidad mejorada y una tendencia reducida a la
gelificación a lo largo del tiempo. En consecuencia, una ventaja de
las suspensiones estables según la presente invención consiste en
que pueden ser fácilmente manejadas y transportadas a otros
lugares, tales como una planta de fabricación de laminados de papel,
a la vez que mantienen sus características de flujo libre y de
capacidad de ser bombeadas.
En otra forma de realización, la presente
invención da a conocer procedimientos de preparación de suspensiones
con una estabilidad mejorada que comprenden el mezclado de dióxido
de titanio rutilo, tratado con un compuesto de alúmina amorfo, con
agua y un agente dispersante de ácido poliacrílico que presenta un
peso molecular comprendido entre 2.000 y 5.000, en condiciones
tales que se forma la suspensión, neutralizándose el agente
dispersante con un agente neutralizante que presenta un grupo
monovalente, llevándose a cabo el mezclado a un pH comprendido
entre 6 y 8, y estando presente el dióxido de titanio rutilo en una
cantidad inferior al 78 por ciento en peso sobre la base del peso
total de la suspensión.
Las suspensiones de estabilidad mejorada según
la presente invención permiten muchas mejoras en aplicaciones
finales y expanden las limitaciones con las que debían trabajar
hasta el momento muchos usuarios finales, tales como los fabricantes
de papel.
La presente invención da a conocer suspensiones
con una estabilidad mejorada. Las suspensiones según la presente
invención pueden ser transportadas hasta los fabricantes para su
utilización en la fabricación de productos tales como laminados de
papel, pinturas y revestimientos, o para su utilización en otras
aplicaciones de pigmentos. Alternativamente, las suspensiones
pueden someterse a un procesamiento adicional, tal como trituración
en húmedo, por ejemplo en un molino de arena o un molino de medio
horizontal, con el fin de obtener una suspensión con un tamaño
promedio de partícula de pigmento u otras características más
deseables.
Se ha observado que las suspensiones según la
presente invención, al someterse a un tratamiento posterior, se
procesan más fácilmente que las suspensiones anteriores. Las
suspensiones según la presente invención presentan propiedades de
estabilidad mejorada y son más fáciles de bombear y dispersar,
muestran una tendencia reducida a la floculación o gelificación y
mantienen la fluidez a lo largo del tiempo. Estas últimas
propiedades pueden atribuirse a diversos factores, incluyendo el
contenido en sólidos, el pH de la suspensión y el dispersante
utilizado.
La presente invención da a conocer suspensiones
de TiO_{2} rutilo con un contenido en sólidos inferior a 78 por
ciento en peso. Típicamente, las suspensiones con un contenido en
sólidos superior al 78 por ciento en peso son inestables, muestran
una mayor tendencia a la gelificación y no mantienen la fluidez a lo
largo del tiempo. Preferentemente, las suspensiones según la
presente invención presentan un contenido en sólidos comprendido
entre el 65 por ciento en peso y el 75 por ciento en peso de dióxido
de titanio rutilo, sobre la base del peso total de la suspensión.
Las suspensiones con concentraciones de TiO_{2} inferiores a este
valor tienden a sedimentar cuando se dejan reposar.
El dióxido de titanio que se utiliza en la
preparación de la suspensión se produce comercialmente en dos formas
polimórficas cristalinas, concretamente la forma rutilo, que puede
obtenerse por el procedimiento con cloruro y el procedimiento con
sulfato, y la forma anatasa, que habitualmente se obtiene por el
procedimiento con sulfato. Estos dos procedimientos se describen
generalmente en la patente US nº 2.559.638. La presente invención
puede aplicarse a TiO_{2} rutilo.
Preferentemente, el dióxido de titanio se trata
superficialmente con un compuesto de alúmina amorfo con el fin de
aumentar la fotorresistencia del pigmento. Existen diversos
procedimientos de tratamiento de superficie conocidos por los
expertos en la materia. Un tratamiento de superficie particularmente
preferido es el tratamiento en húmedo con óxidos metálicos, tales
como, por ejemplo, alúmina y fosfato.
Los compuestos de alúmina amorfos adecuados para
el tratamiento de superficie del dióxido de titanio incluyen
aluminatos de metales alcalinos solubles en agua, tales como, por
ejemplo, aluminato de sodio o potasio amorfos, sulfato de aluminio
o cloruro de aluminio. Muy preferentemente, el compuesto de alúmina
soluble en agua es aluminato de sodio.
El porcentaje en peso del compuesto de alúmina
amorfo puede variar en función de la cantidad de alúmina amorfa que
reviste sustancialmente el dióxido de titanio. Preferentemente, el
compuesto de alúmina amorfo comprende menos del 5,5 por ciento en
peso de alúmina procedente del tratamiento en húmedo de dióxido de
titanio, sobre la base del peso total de dióxido de titanio. Más
preferentemente, el compuesto de alúmina amorfo comprende entre el 1
por ciento en peso y el 5 por ciento en peso de alúmina amorfa.
Opcionalmente, el dióxido de titanio utilizado
en la preparación de la suspensión puede tratarse superficialmente
asimismo con un compuesto de fosfato. Los compuestos de fosfato
incluyen compuestos de fosfato solubles en agua capaces de revestir
el dióxido de titanio rutilo en las condiciones de trabajo
utilizadas. Los compuestos de fosfato adecuados para su utilización
en la presente invención incluyen pirofosfato de tetrapotasio,
polifosfato de sodio, pirofosfato de tetrasodio (Tetron^{TM}),
tripolifosfato de sodio, tripolifosfato de potasio, hexametafosfato
de sodio (Calgon^{TM}), ácido fosfórico y similares. Más
preferentemente, el compuesto de fosfato soluble en agua es ácido
fosfórico.
El porcentaje en peso del compuesto de fosfato
puede variar en función de la capa deseada de fosfato.
Preferentemente, el compuesto de fosfato comprende entre el 0,2 por
ciento en peso y el 3,0 por ciento en peso de P_{2}O_{5} sobre
la base del peso de dióxido de titanio.
Los expertos en la materia comprenderán que
pueden utilizarse asimismo otros óxidos metálicos inorgánicos (por
ejemplo, óxidos metálicos hidratados) con el fin de revestir
sustancialmente el dióxido de titanio. Algunos ejemplos de óxidos
metálicos inorgánicos adecuados incluyen sílice, zirconia, CeO_{2}
y similares. Estos óxidos metálicos pueden utilizarse en una amplia
variedad de porcentajes en peso, fácilmente determinados por los
expertos en la materia.
En la forma de realización más preferida de la
presente invención, el pigmento de dióxido de titanio comprende
dióxido de titanio rutilo tratado con un alto nivel de
P_{2}O_{5} y alúmina amorfa. Este tipo de pigmento está
disponible a través de la firma Millenium Inorganic Chemicals, MD,
USA, bajo el nombre TIONA® RCL-722.
Las soluciones de TiO_{2} según la presente
invención incluyen un agente dispersante con el fin de contribuir a
la viscosidad, dispersabilidad, estabilidad y resistencia a la
floculación. Los agentes dispersantes adecuados incluyen ácido
poliacrílico. Tal como se utiliza en la presente memoria, el ácido
poliacrílico incluye derivados del ácido poliacrílico. Algunos
ejemplos de ácidos poliacrílicos y/o derivados del mismo incluyen
homopolímeros de ácido poliacrílico, copolímeros de ácido
poliacrílico y mezclas de los mismos. Preferentemente, los
homopolímeros de ácido poliacrílico y copolímeros de ácido
poliacrílico según la presente invención incluyen, por lo menos, un
comonómero seleccionado de entre el grupo constituido por ácido
maleico, ácido metacrílico, ácido itacónico, ácido crotónico, ácido
fumárico, acrilamida, acrilonitrilo, etileno, propileno, estireno y
ésteres de los ácidos anteriores, habiéndose neutralizado parcial o
completamente los homopolímeros o copolímeros con un agente
neutralizante que presenta un grupo monovalente. Estos agentes
dispersantes pueden estar presentes en cantidades de hasta un 5 por
ciento en peso. Preferentemente, los dispersantes están presentes en
cantidades comprendidas entre 0,05 y 2 por ciento en peso, más
preferentemente entre 0,2 y 1 ó 2 por ciento en peso; y de la forma
más preferida entre 0,2 y 0,5 por ciento en peso sobre la base del
peso total de dióxido de titanio.
Los dispersantes preferidos de ácido
poliacrílico o derivados del mismo, útiles en la aplicación de la
presente invención, se producen mediante procedimientos conocidos de
polimerización. Estos dispersantes se describen con mayor detalle
en la patente US nº 5.746.819.
El agente dispersante presenta un peso molecular
promedio (Mw) comprendido entre 2.000 y 5.000. Preferentemente, el
agente dispersante se ha neutralizado parcial o completamente con un
agente neutralizante que presenta un grupo monovalente. El agente
neutralizante que comprende el grupo monovalente incluye grupos
seleccionados de entre cationes de metales alcalinos, amonio, aminas
alifáticas o cíclicas, primarias, secundarias o terciarias. Los
cationes monovalentes más preferidos son sodio y/o
potasio.
potasio.
El grado deseado de neutralización puede
alcanzarse neutralizando el dispersante de ácido poliacrílico o
derivado del mismo con el agente neutralizante. El dispersante de
ácido poliacrílico o derivado del mismo presenta lugares ácidos que
pueden neutralizarse parcial o completamente con el agente
neutralizante. Consiguientemente, pueden mezclarse en proporciones
adecuadas uno o más agentes neutralizantes que presentan cationes
monovalentes, tal como, por ejemplo, iones Na i K.
Se ha comprobado que los agentes dispersantes
derivados de ácido no poliacrílico presentan diversas desventajas,
destacando una viscosidad y estabilidad más pobres de lo deseado,
tendencia a formar espuma y tendencia a flocularse en sus
aplicaciones prácticas, en comparación con los dispersantes de ácido
poliacrílico. Consiguientemente, las suspensiones según la presente
invención exhiben una estabilidad mejorada. Algunas propiedades de
estabilidad mejorada incluyen una mejor fluidez, viscosidad,
capacidad de bombeo, dispersabilidad y tendencia reducida a la
floculación o gelificación a lo largo del tiempo.
Por ejemplo, las mejoras observadas en la
estabilidad de las suspensiones incluyen una tendencia reducida a
la gelificación a lo largo, preferentemente, de por lo menos 5 días,
más preferentemente, por lo menos, 20 días y de la forma más
preferida, por lo menos, 30 días. Estas propiedades mejoradas se
deben en parte al dispersante de ácido poliacrílico, así como al pH
de la suspensión.
Las suspensiones según la presente invención
presentan un valor de pH preferentemente inferior a aproximadamente
8, y más preferentemente comprendido entre 6 y 8. El pH de la
suspensión es importante. Las suspensiones que presentan intervalos
de pH superiores o inferiores tienden a ser inestables y muestran
una tendencia aumentada a gelificarse a lo largo del tiempo. Aunque
el pH deseado para cualquier suspensión depende de la aplicación
final de la suspensión, son particularmente ventajosas las
suspensiones de rutilo con alto contenido en sólidos a valores de pH
comprendidos entre 6 y 8.
Las suspensiones preparadas mediante
procedimientos según la presente invención pueden presentar
viscosidades dentro de un amplio intervalo en función de la
utilización de la suspensión y de las condiciones y equipos de
tratamiento a los que se verá sometida (por ejemplo, bombeo,
mezclado, llamada, filtración). Las suspensiones según la presente
invención generalmente tienden a volverse no fácilmente bombeables a
una viscosidad Brookfield mucho mayor de 1.500 cps; son preferidas
las suspensiones con una viscosidad Brookfield inferior a 1.500 cps,
son más preferidas las suspensiones con una viscosidad Brookfield
menor de 1.000 cps. Para viscosidades muy bajas, el TiO_{2}
rutilo tiende a separarse indebidamente de la suspensión por
sedimentación. De este modo, las suspensiones más preferidas son
las que presentan viscosidades Brookfield comprendidas entre 200 y
1.000 cps. Para los propósitos de la presente aplicación, todas las
viscosidades Brookfield se indican tal como se miden utilizando un
viscosímetro Brookfield modelo LVT con aguja número 3 rotando a 60
rpm.
La presente invención se refiere asimismo a
procedimientos de preparación de suspensiones con una estabilidad
mejorada. Los procedimientos incluyen el mezclado de dióxido de
titanio rutilo, tratado superficialmente con un compuesto de
alúmina amorfo, con agua y un agente dispersante de ácido
poliacrílico que presenta un peso molecular comprendido entre 2.000
y 5.000, en condiciones tales que se forma la suspensión. El agente
dispersante se neutraliza con un agente neutralizante que presenta
un grupo monovalente, y el mezclado se lleva a cabo a un pH
comprendido entre 6 y 8.
Las suspensiones de dióxido de titanio pueden
prepararse mediante procedimientos bien conocidos en la técnica.
Tal como se ha descrito anteriormente, el contenido en sólidos de
TiO_{2} está comprendido entre el 65 por ciento en peso y el 78
por ciento en peso de dióxido de titanio rutilo sobre la base del
peso total de la suspensión, siendo preferentes contenidos en
sólidos comprendidos entre el 65 por ciento en peso y el 75 por
ciento en peso. El dióxido de titanio se trata superficialmente con
alúmina amorfa y opcionalmente un fosfato.
En una forma de realización de la presente
invención, las suspensiones con una estabilidad mejorada se preparan
mezclando dióxido de titanio tratado superficialmente con alúmina
amorfa, agua y un agente dispersante de ácido poliacrílico que
presenta un grupo monovalente, tal como se ha descrito
anteriormente. Para el procedimiento según la invención, puede
utilizarse agua corriente o agua desionizada. Preferentemente, el
mezclado de la suspensión se alcanza utilizando una hélice tipo
Cowles en un mezclador con una potencia en caballos adecuada. Más
preferentemente, el mezclado incluye un mezclado adecuado para
romper los aglomerados. El mezclado más preferido es el mezclado de
alto cizallamiento.
Preferentemente, el pH de la suspensión está
comprendido entre 6 y 8. El pH de la suspensión puede ajustarse a
este intervalo deseado de pH utilizando procedimientos conocidos en
la técnica. Por ejemplo, si es necesario realizar un ajuste del pH
de la suspensión, dichos ajustes pueden llevarse a cabo simplemente
añadiendo el agente dispersante de ácido poliacrílico, un ácido
adecuado o una base adecuada. Los ácidos adecuados incluyen ácidos
solubles en agua, tal como ácido hidroclórico, ácido sulfúrico,
ácido fosfórico, ácido nítrico y similares. Las bases adecuadas
incluyen bases alcalinas solubles en agua, tal como amoníaco,
hidróxido sódico u otros compuestos alcalinos adecuados.
En la forma de realización más preferida de la
presente invención, la suspensión de TiO_{2} con estabilidad
mejorada se prepara introduciendo el agente dispersante de ácido
poliacrílico en agua y añadiendo el TiO_{2} tratado
superficialmente con una alúmina amorfa con un mezclado adecuado
para romper los aglomerados, obteniéndose de este modo una
suspensión uniforme no gelificante.
Los expertos en la materia conocen o pueden
determinar fácilmente el hecho de que las condiciones adecuadas
para formar la suspensión incluyen parámetros tales como, por
ejemplo, los ajustes del mezclador, los tiempos de mezclado y
adición, etc. Estos parámetros pueden ajustarse o mantenerse en un
intervalo que facilite la preparación de las suspensiones según la
presente invención.
Los ejemplos siguientes se exponen con el fin de
facilitar la comprensión de la presente invención y no pretenden
limitar la invención en ningún aspecto ni deben considerarse como
limitantes de la misma.
Los ejemplos siguientes demuestran, entre otras
cosas, que las suspensiones según la presente invención presentan
una estabilidad mejorada. Las suspensiones según la presente
invención, preparadas a un pH comprendido entre 6,0 y 8,0
utilizando un dispersante de ácido poliacrílico con un peso
molecular comprendido entre 2.000 y 5.000, resisten la formación de
gel.
Se mezclaron 750 gramos de agua corriente y 20
gramos de solución Alcosperse-149 (40% poliacrilato
de sodio activo, Mw: 2.500, de Alco Chemical, TN) en un recipiente
de plástico de 2.000 ml durante 5 minutos y a 1.000 rpm, utilizando
un dispersador de laboratorio modelo 90 Premier, equipado con una
hélice tipo Cowles de 2 pulgadas. Se añadieron lentamente 2.000
gramos de pigmento seco de dióxido de titanio (TIONA®
RCL-722 contiene P_{2}O_{5} y alúmina amorfa
sobre la base del peso de pigmento, disponible a través de la firma
Millennium Inorganic Chemicals, MD) a 1.500 rpm. La suspensión se
mezcló a 2.000 rpm durante 5 minutos. Los sólidos se ajustaron al
72,5%. La viscosidad inicial de la suspensión fue de 366 cps y el pH
fue de 7,35. La viscosidad de la suspensión fue inferior a 1.000 cps
tras 30 días y, en este periodo de tiempo, no se observó
gelificación.
Se mezclaron 750 gramos de agua corriente y
17,78 gramos de solución Narlex LD29 (homopolímero de ácido
poliacrílico 45% activo, Mw: 2.000, disponible comercialmente a
través de Alco Chemical, TN) en un recipiente de plástico de 2.000
ml durante 5 minutos y a 1.000 rpm, utilizando un dispersador de
laboratorio modelo 90 Premier, equipado con una hélice tipo Cowles
de 2 pulgadas. Se añadieron lentamente 2.000 gramos de pigmento seco
de dióxido de titanio (RCL-722) a 1.500 rpm. La
suspensión se mezcló a 2.000 rpm durante 5 minutos. Los sólidos se
ajustaron al 72,5%. La viscosidad inicial de la suspensión fue de
292 cps y el pH fue de 7,28. La viscosidad de la suspensión fue
inferior a 1.000 cps tras 20 días y, en este periodo de tiempo, no
se observó gelificación.
Se mezclaron 750 gramos de agua corriente y 16
gramos de solución Tamol 1124 (copolímero de ácido poliacrílico
funcionalizado 50% activo, Mw: 2.200, disponible a través de Rohm
& Haas Co, PA) en un recipiente de plástico de 2.000 ml durante
5 minutos y a 1.000 rpm, utilizando un dispersador de laboratorio
modelo 90 Premier, equipado con una hélice tipo Cowles de 2
pulgadas. Se añadieron lentamente 2.000 gramos de pigmento seco de
dióxido de titanio (RCL-722) a 1.500 rpm. La
suspensión se mezcló a 2.000 rpm durante 5 minutos. Los sólidos se
ajustaron al 72,5%. La viscosidad inicial de la suspensión fue de
365 cps y el pH fue de 7,19. La viscosidad de la suspensión fue
inferior a 1.000 cps tras 20 días y, en este periodo de tiempo, no
se observó gelificación.
Se mezclaron 750 gramos de agua corriente y 22,9
gramos de solución Tamol 1254 (copolímero de poliacrilato
funcionalizado 50% activo, Mw: 3.500, disponible a través de Rohm
& Haas Co, PA, Mw: 3.500) en un recipiente de plástico de 2.000
ml durante 5 minutos y a 1.000 rpm, utilizando un dispersador de
laboratorio modelo 90 Premier, equipado con una hélice tipo Cowles
de 2 pulgadas. Se añadieron lentamente 2.000 gramos de pigmento seco
de dióxido de titanio (RCL-722) a 1.500 rpm. La
suspensión se mezcló a 2.000 rpm durante 5 minutos. Los sólidos se
ajustaron al 72,5%. La viscosidad inicial de la suspensión fue de
390 cps y el pH fue de 7,36. La viscosidad de la suspensión fue
inferior a 1.000 cps tras 20 días y, en este periodo de tiempo, no
se observó gelificación.
Ejemplo Comparativo
A
Se mezclaron 750 gramos de agua corriente y 12,5
gramos de solución Alcosperse-149 en un recipiente
de plástico de 2.000 ml durante 5 minutos y a 1.000 rpm, utilizando
un dispersador de laboratorio modelo 90 Premier, equipado con una
hélice tipo Cowles de 2 pulgadas. Se añadieron lentamente 2.000
gramos de pigmento seco de dióxido de titanio
(RCL-722) a 1.500 rpm. La suspensión se mezcló a
2.000 rpm durante 5 minutos. El pH de la suspensión se ajustó a 8,6
con solución de NaOH al 50%. La viscosidad inicial de la suspensión
fue de 370 cps, pero se gelificó tras 1 día y permaneció gelificada
tras 20 días.
Ejemplo Comparativo
B
Se mezclaron 750 gramos de agua corriente y 12,5
gramos de solución Alcosperse-149 en un recipiente
de plástico de 2.000 ml durante 5 minutos y a 1.000 rpm, utilizando
un dispersador de laboratorio modelo 90 Premier, equipado con una
hélice tipo Cowles de 2 pulgadas. Se añadieron lentamente 2.000
gramos de pigmento seco de dióxido de titanio
(RCL-722) a 1.500 rpm. La suspensión se mezcló a
2.000 rpm durante 5 minutos. El pH de la suspensión se ajustó a 8,5
con
2-amino-2-metil-1-propanol
(AMP-95). La viscosidad inicial de la suspensión fue
de 334 cps, pero se gelificó en un día y permaneció gelificada tras
20 días.
Ejemplo Comparativo
C
Se mezclaron 750 gramos de agua corriente y 2,1
gramos de solución de
2-amino-2-metil-1-propanol
y 6 gramos de TKPP (pirofosfato de tetrapotasio 100% activo, Canada
Colors and Chemical Limited, Ontario) en un recipiente de plástico
de 2.000 ml durante 5 minutos y a 1.000 rpm, utilizando un
dispersador de laboratorio modelo 90 Premier, equipado con una
hélice tipo Cowles de 2 pulgadas. Se añadieron lentamente 2.000
gramos de pigmento seco de dióxido de titanio
(RCL-722) a 1.500 rpm. La suspensión se mezcló a
2.000 rpm durante 5 minutos. El pH inicial de la suspensión fue 7,77
y la viscosidad fue de 600 cps, pero se gelificó en un día y
permaneció en estado gelificado tras 20 días.
Ejemplo Comparativo
D
Se mezclaron 750 gramos de agua corriente y 22,9
gramos de solución de Tamol SG-1 (Mw: 13.000,
copolímero de poliacrilato funcionalizado 50% activo) en un
recipiente de plástico de 2.000 ml durante 5 minutos y a 1.000 rpm,
utilizando un dispersador de laboratorio modelo 90 Premier, equipado
con una hélice tipo Cowles de 2 pulgadas. Se añadieron lentamente
2.000 gramos de pigmento seco de dióxido de titanio
(RCL-722) a 1.500 rpm. La suspensión se mezcló a
2.000 rpm durante 5 minutos. Los sólidos se ajustaron al 72,5%. La
viscosidad inicial de la suspensión fue 1.660 cps y el pH fue 7,1.
La suspensión se gelificó en 1 día y permaneció en estado gelificado
tras 20 días.
Ejemplo Comparativo
E
Se mezclaron 750 gramos de agua corriente y 26,7
gramos de solución de Tamol 901 (Mw: 12.000) en un recipiente de
plástico de 2.000 ml durante 5 minutos y a 1.000 rpm,
utilizando un dispersador de laboratorio modelo 90 Premier, equipado
con una hélice tipo Cowles de 2 pulgadas. Se añadieron lentamente
2.000 gramos de pigmento seco de dióxido de titanio
(RCL-722) a 1.500 rpm. La suspensión se mezcló a
2.000 rpm durante 5 minutos. Los sólidos se ajustaron al 72,5%. La
viscosidad inicial de la suspensión fue 502 cps y el pH fue 7,48. La
suspensión se gelificó tras 3 días y permaneció en estado
gelificado.
Claims (30)
1. Suspensión que presenta una estabilidad
mejorada que comprende: i) menos de 78 por ciento en peso de dióxido
de titanio rutilo sobre la base del peso total de la suspensión con
un tratamiento de superficie que comprende un compuesto de alúmina
amorfo, ii) un agente dispersante de ácido poliacrílico que presenta
un peso molecular en el intervalo comprendido entre 2.000 y 5.000,
el cual se neutraliza con un agente neutralizante que presenta un
grupo monovalente, y iii) agua, en la que la suspensión presenta un
pH comprendido entre 6 y 8.
2. Suspensión según la reivindicación 1, en la
que la suspensión comprende entre 65 por ciento en peso y 75 por
ciento en peso de dióxido de titanio rutilo.
3. Suspensión según la reivindicación 1, en la
que el agente dispersante de ácido poliacrílico se selecciona de
entre el grupo constituido por homopolímeros de ácido poliacrílico,
copolímeros de ácido poliacrílico y mezclas de los mismos.
4. Suspensión según la reivindicación 3, en la
que el agente dispersante comprende un homopolímero o copolímero de
ácido poliacrílico que comprende por lo menos un comonómero
seleccionado de entre el grupo constituido por ácido maleico, ácido
metacrílico, ácido itacónico, ácido crotónico, ácido fumárico,
acrilamida, acrilonitrilo, etileno, propileno, estireno y ésteres de
los ácidos, en la que ha sido neutralizado parcial o completamente
el homopolímero o copolímero con un agente neutralizante que
presenta un grupo monovalente.
5. Suspensión según la reivindicación 4, en la
que el agente dispersante comprende una cantidad de 0,2 por ciento
en peso a 2,0 por ciento en peso sobre la base del peso total de
dióxido de titanio.
6. Suspensión según la reivindicación 4, en la
que el agente dispersante comprende una cantidad de 0,2 por ciento
en peso a 1,0 por ciento en peso sobre la base del peso total de
dióxido de titanio.
7. Suspensión según la reivindicación 4, en la
que el agente dispersante comprende una cantidad de 0,2 por ciento
en peso a 0,5 por ciento en peso sobre la base del peso total de
dióxido de titanio.
8. Suspensión según la reivindicación 1, en la
que el compuesto de alúmina amorfo comprende menos de 5,5 por ciento
en peso de alúmina procedente del tratamiento en húmedo de dióxido
de titanio, sobre la base del peso total de dióxido de titanio.
9. Suspensión según la reivindicación 1, en la
que el compuesto de alúmina amorfo comprende entre 1 por ciento en
peso y 5 por ciento en peso de alúmina procedente del tratamiento en
húmedo de dióxido de titanio, sobre la base del peso total de
dióxido de titanio.
10. Suspensión según la reivindicación 1, en la
que el dióxido de titanio se trata con un compuesto de fosfato.
11. Suspensión según la reivindicación 10, en
la que el compuesto de fosfato comprende entre 0,2 por ciento en
peso y 3,0 por ciento en peso de P_{2}O_{5} sobre la base del
peso de dióxido de titanio.
12. Suspensión según la reivindicación 1, en la
que la suspensión presenta una viscosidad Brookfield inferior a
1.500 cps.
13. Suspensión según la reivindicación 12, en
la que la viscosidad es inferior a 1.000 cps.
14. Suspensión según la reivindicación 12, en
la que la viscosidad está comprendida entre 200 y 1.000 cps.
15. Procedimiento para la preparación de una
suspensión que presenta una estabilidad mejorada que comprende en el
intervalo i) mezclar dióxido de titanio rutilo tratado con un
compuesto de alúmina amorfo; ii) agua; y iii) un agente dispersante
de ácido poliacrílico que presenta un peso molecular comprendido
entre 2.000 y 5.000, en condiciones tales que se forma la
suspensión, en el que el agente dispersante o el derivado del mismo
es neutralizado con un agente neutralizante que presenta un grupo
monovalente, llevándose a cabo el mezclado a un pH comprendido
entre 6 y 8, y en el que el dióxido de titanio rutilo está presente
en una cantidad inferior a 78 por ciento en peso sobre la base del
peso total de la suspen-
sión.
sión.
16. Procedimiento según la reivindicación 15,
en el que la suspensión comprende de 65 por ciento en peso a 75 por
ciento en peso de dióxido de titanio rutilo sobre la base del peso
total de la suspensión.
17. Procedimiento según la reivindicación 15,
en el que el agente dispersante comprende una cantidad de 0,2 por
ciento en peso a 2,0 por ciento en peso sobre la base del peso total
de dióxido de titanio.
18. Procedimiento según la reivindicación 15,
en el que el agente dispersante comprende una cantidad de 0,2 por
ciento en peso a 1,0 por ciento en peso sobre la base del peso total
de dióxido de titanio.
19. Procedimiento según la reivindicación 15,
en el que el agente dispersante comprende una cantidad de 0,2 por
ciento en peso a 0,5 por ciento en peso sobre la base del peso total
de dióxido de titanio.
20. Procedimiento según la reivindicación 15,
en el que el agente dispersante de ácido poliacrílico se selecciona
de entre el grupo constituido por homopolímeros de ácido
poliacrílico, copolímeros de ácido poliacrílico y mezclas de los
mismos.
21. Procedimiento según la reivindicación 20,
en el que el agente dispersante es un homopolímero o copolímero de
ácido poliacrílico que comprende por lo menos un comonómero
seleccionado de entre el grupo constituido por ácido maleico, ácido
metacrílico, ácido itacónico, ácido crotónico, ácido fumárico,
acrilamida, acrilonitrilo, etileno, propileno, estireno y ésteres de
los ácidos, en el que el homopolímero o copolímero ha sido
neutralizado parcial o completamente con un agente neutralizante
que presenta un grupo monovalente.
22. Procedimiento según la reivindicación 15,
en el que el compuesto de alúmina amorfo comprende menos de 5,5 por
ciento en peso de alúmina procedente del tratamiento en húmedo de
dióxido de titanio sobre la base del peso total de dióxido de
titanio.
23. Procedimiento según la reivindicación 22,
en el que el compuesto de alúmina amorfo comprende de 1 por ciento
en peso a 5 por ciento en peso de alúmina procedente del tratamiento
en húmedo de dióxido de titanio, sobre la base del peso total de
dióxido de titanio.
24. Procedimiento según la reivindicación 15,
en el que el dióxido de titanio se trata con un compuesto de
fosfato.
25. Procedimiento según la reivindicación 24,
en el que el compuesto de fosfato comprende entre un 0,2 por ciento
en peso y un 3,0 por ciento en peso de P_{2}O_{5} sobre la base
del peso de dióxido de titanio.
26. Procedimiento según la reivindicación 15,
en el que la suspensión presenta una viscosidad Brookfield inferior
a 1.500 cps.
27. Procedimiento según la reivindicación 26,
en el que la viscosidad es inferior a 1.000 cps.
28. Procedimiento según la reivindicación 26,
en el que la viscosidad está comprendida entre 200 y 1.000 cps.
29. Procedimiento según la reivindicación 15,
en el que se forma una mezcla del ácido poliacrílico en agua antes
de la adición del dióxido de titanio rutilo tratado superficialmente
con un compuesto de alúmina amorfo.
30. Procedimiento según la reivindicación 29,
en el que el mezclado consiste en un mezclado de alto
cizallamiento.
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