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PT2038350E - Compósitos de micropartículas inorgânicas e/ou orgânicas e partículas de nanodolomite - Google Patents

Compósitos de micropartículas inorgânicas e/ou orgânicas e partículas de nanodolomite Download PDF

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PT2038350E
PT2038350E PT07729902T PT07729902T PT2038350E PT 2038350 E PT2038350 E PT 2038350E PT 07729902 T PT07729902 T PT 07729902T PT 07729902 T PT07729902 T PT 07729902T PT 2038350 E PT2038350 E PT 2038350E
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PT
Portugal
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weight
particles
pigment
dolomite
composite
Prior art date
Application number
PT07729902T
Other languages
English (en)
Inventor
Matthias Buri
Rene Vinzenz Blum
Patrick A C Gane
Original Assignee
Omya Development Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Priority claimed from DE102007004124.3A external-priority patent/DE102007004124B4/de
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Description

DESCRIÇÃO "COMPÓSITOS DE MICROPARTICULAS INORGÂNICAS E/OU ORGÂNICAS E PARTÍCULAS DE NANODOLOMITE" A presente invenção refere-se a compósitos compreendendo pigmentos e/ou enchimentos inorgânicos e/ou orgânicos na forma de micropartícuias, cuja superfície está revestida com a ajuda de ligantes, pelo menos parcialmente, com partículas de dolomite finamente divididas na gama nanométrica, a um método para a produção de tais compósitos, suas suspensões aquosas e suas utilizações no fabrico de papel ou no campo da produção de tintas e plásticos, assim como a utilização dos ligantes da invenção para revestir as micropartículas com nanodolomite.
Os pigmentos e/ou enchimentos baseados em partículas na gama nanométrica (denominados nanopartículas) , tal como, por exemplo, nanocarbonato de cálcio, são conhecidos e são utilizados em várias aplicações incluindo aplicações de papel, tinta e plásticos. Os pigmentos e/ou enchimentos orgânicos e/ou inorgânicos na gama micrométrica (denominados micropartículas), tais como esferas ocas ou partículas sólidas baseadas em poliestireno e partículas de minerais inorgânicos, tais como pigmentos e/ou enchimentos baseados em talco, mica ou caulino, também são conhecidos e utilizados nas mesmas aplicações ou em aplicações semelhantes.
As misturas de nanopartículas e micropartículas de diferentes composições químicas são utilizadas porque têm determinadas propriedades diferentes, as quais são vantajosas 1 para combinar para conferir as propriedades desejadas do produto final, e. g., papel. As misturas de tais substâncias são utilizadas, e. g., como pigmentos ou enchimentos no fabrico de papel, mas especialmente no acabamento de papel como no revestimento, e. g.r para melhorar a qualidade do papel em relação à opacidade, brancura e brilho do papel ou à capacidade de impressão e às propriedades de impressão. Sabe-se que as propriedades de tais micropartículas e nanopartículas em relação à retenção no fabrico do papel e à "aderência" do revestimento no acabamento do papel, e. g., o revestimento do papel pode ser combinado vantajosamente. A aderência do revestimento é entendida pelos especialistas na técnica para referir se o revestimento permanece na superfície do papel ou penetra parcialmente até totalmente na superfície do papel ou se uma porção, e. g., o ligante e/ou um pigmento ou uma fracção parcial de um pigmento é segregado da totalidade e penetra na superfície do papel. Este é um problema com o qual os especialistas na técnica estão familiarizados, especialmente no revestimento de um substrato absorvente utilizando cores de revestimento com baixo teor de sólidos.
Ao utilizar misturas de tais micropartículas e nanopartículas em tais aplicações, uma separação indesejada dos componentes, denominada segregação, infelizmente ocorre frequentemente e está associada a uma distribuição não uniforme do revestimento em relação à espessura do revestimento na superfície inferior, ao pré-revestimento subjacente ou à superfície do papel, a qual pode, desta forma, conduzir a uma impressão desigual, por exemplo, no papel. 0 termo "segregação" refere-se ao processo de separação de diferentes elementos em um campo de observação com uma tendência para a distribuição espacial dos elementos de acordo com determinadas propriedades. 2 A segregação de misturas de pigmento e/ou enchimento resulta em diferenças no volume de poro no revestimento, e. g., no acabamento do papel por revestimento, porque as nanopartículas livres tornam-se segregadas das microparticulas e, deste modo, podem ocupar os poros do papel e/ou do revestimento ou "pairar" ali, i. e., reunirem-se principalmente na área superior do revestimento, por exemplo, o que é particularmente importante quando o revestimento deve absorver um certo volume de liquido, tais como água, óleo e/ou solventes orgânicos, da tinta de impressão na impressão subsequente.
Uma variedade de tais misturas, a sua produção e utilização são conhecidos no estado da técnica, descrevendo principalmente carbonato de cálcio como nanopartículas.
Uma técnica amplamente utilizada para produzir tais misturas de enchimento ou pigmento é descrita nos documentos DE 3312778 AI e em DE 4312463 Cl, por exemplo, e consiste na mistura e granulação conjunta de um enchimento mineral, tal como carbonato de cálcio natural com um enchimento mineral, tal como talco.
Contudo, sob as condições de fabrico de papel ou revestimento, tais misturas estão, geralmente, sujeitas a segregação porque as ligações entre os componentes da mistura, geralmente, não resistem a essas condições. Sabe-se que taxas de cisalhamento superiores a 106 s_1 podem ocorrer no revestimento com a lâmina raspadora a 1500 m/min.
Consequentemente, métodos adicionais para produzir tais compósitos foram desenvolvidos baseando-se na reticulação entre o pigmento e/ou as partículas de enchimento, onde são formadas várias cavidades internas que devem melhorar as propriedades 3 físicas e especialmente as propriedades ópticas dos pigmentos e/ou enchimentos.
Deste modo, um método de formação de compósitos pigmentos porosos guimicamente agregados é descrito no documento WO 92/08755, onde é preparada uma suspensão aquosa de partículas minerais, tal como carbonato de cálcio e é adicionado um polímero ou copolímero contendo grupos de ácido carboxílico à suspensão para provocar floculação. Iões de cálcio em excesso são adicionados à suspensão para induzir a precipitação do sal de cálcio do polímero nos flocos minerais e, deste modo, produzir agregados de partículas minerais que são ligadas pelo sal de cálcio e têm uma estrutura porosa em flocos. O excesso de iões de cálcio é feito reagir com dióxido de carbono e precipitado como carbonato de cálcio no sal de cálcio polimérico. Contudo, uma vez que os iões de cálcio são adicionados na forma de compósitos químicos alcalinos, tal como hidróxido de cálcio, estes formam intermediários alcalinos que podem produzir efeitos negativos, e. g., ao utilizar determinados dispersantes. Além disso, precipitação adicional de carbonato de cálcio altera a estrutura da estrutura de nanopartícula/micropartícuia original e conduz necessariamente à introdução de outro pigmento, a saber, o carbonato de cálcio precipitado formado pela neutralização. Os agregados floculados podem ser problemáticos, em geral, em aplicações de papel porque estes provocam difusão da luz na superfície, o qual leva à perda de brilho do papel. Além disso, o volume de poro do compósito a ser originalmente conseguido é influenciado e alterado, em primeiro lugar, pela floculação e, em segundo lugar, pelo carbonato de cálcio precipitado formado dessa forma. O documento US 5449402 descreve partículas de pigmento funcionalmente modificadas que são produzidas pela mistura de 4 pigmentos floculados, tais como carbonato de cálcio com uma substância reguladora com uma carga oposta da carga do pigmento floculado. 0 pigmento floculado é, de um modo preferido, uma suspensão aquosa de partículas de bolo de filtração. As substâncias reguladoras preferidas incluem ligantes de látex insolúveis ou dispersáveis em água, ligantes poliméricos orgânicos e/ou inorgânicos solúveis em água ou solúveis em álcali e partículas orgânicas não formadoras de filme que estejam electrostaticamente ligadas às partículas de pigmento quando misturadas com estas.
Os documentos US 5454864, US 5344487 e EP 0573150 também descrevem compósitos de pigmento cuja produção é baseada nas forças de atracção electrostática entre as partículas do veículo e as partículas de revestimento. Contudo, a utilização de tais compósitos pode ser problemático nas respectivas aplicações devido às interacções com outros componentes carregados.
Outro método para melhorar a brancura de acordo com documento WO 97/32934 consiste no revestimento das partículas de pigmento com outras partículas de pigmento, tais como partículas finamente divididas de carbonato de cálcio precipitado, as quais estão inicialmente presentes na forma de aglomerados, mas sem utilizar um ligante, o que pode conduzir aos problemas mencionados acima, tais como floculação. A estabilidade desses compósitos é essencialmente baseada nas forças de atracção, tal como forças de van der Walls que se podem desenvolver apenas quanto estão reunidas determinadas condições muito específicas. Por exemplo, um pH definido deve ser mantido exactamente para obter o melhor potencial zeta possível, o qual é diferente para cada combinação de substâncias. Assim que as condições se desviam das condições óptimas, as forças de repulsão tornam-se predominantes e os componentes sofrem segregação. 5 0 documento WO 99/52984 refere-se a composições de compósitos de enchimentos co-estruturados ou co-adsorvidos, as quais contêm, pelo menos, dois tipos diferentes de enchimentos ou pigmentos orgânicos ou minerais, e. g., de carbonato de cálcio, talco ou poliestireno e suas utilizações. Os diferentes tipos de pigmentos ou enchimentos têm regiões hidrofilicas e/ou organofilicas as quais permitem que a ligação ocorra através de ligantes especiais. Os ligantes, os quais devem ter uma afinidade pelos componentes hidrofilicos, assim como pelos componentes organofilicos para manifestar as suas funções de ligação, são seleccionados de polímeros e/ou copolímeros especiais. 0 diâmetro de partícula dos pigmentos e/ou enchimentos utilizados não desempenha um papel aqui, na medida em que nenhum diâmetro é explicitamente mencionado e/ou todos os diâmetros de partícula mencionados nos exemplos são menores do que 1 pm, no melhor caso. 0 documento WO 03/078734 divulga uma composição para o tratamento de superfície, particularmente para papel de revestimento, contendo uma fracção de nanopartícula, e. g., de carbonato de cálcio precipitado, e uma fracção veículo compreendendo partículas de pigmento tipo plaqueta, incluindo partículas de pigmento de talco ou plástico e, pelo menos, um ligante. Contudo, as nanopartícuias não revestem o veículo. Pela organização dirigida das micropartícuias tipo plaqueta na superfície do papel, os poros são fechados e as nanopartículas não podem mais penetrar. É descrito como as micropartícuias tipo plaqueta migram para a superfície do papel devido à segregação e, deste modo, fecham os poros entre as fibras e, desta forma, previne que as nanopartículas sejam capazes de penetrar na superfície. Deste modo, a segregação direccionada de nanopartículas e micropartículas é um objectivo. As micropartículas são segregadas das nanopartículas e localizadas 6 no fundo do revestimento, enquanto as nanopartículas estão no topo do revestimento. 0 ligante, de um modo preferido, um ligante de látex polimérico, faz com que a ligação se estabeleça entre as partículas individuais e as fracções de duas partículas no topo e no fundo do revestimento, quando o revestimento seca no papel. A segregação desejada já ocorreu neste ponto de tempo. 0 documento US 2005/0287313 refere-se a meios de impressão fundível com base num substrato e a uma camada absorvedora de tinta no substrato. A camada absorvedora de tinta compreende uma pluralidade de esferas ocas, e. g., esferas ocas de poliestireno as quais têm, essencialmente, o mesmo diâmetro, o qual pode ser de 0,3 a 10 pm. A camada também inclui ligantes, tais como álcool polivinílico ou polivinilpirroilidona e semelhantes, para unir as esferas ocas. As esferas ocas também podem ser parcialmente substituídas por partículas inorgânicas microporosas e/ou mesoporosas, tais como carbonato de cálcio ou talco, assim como partículas poliméricas que não sejam ocas e que possam ter um diâmetro de 0,2 a 5 pm. O documento US 2005/0287313 descreve, assim, uma mistura de micropartícuias que estão presentes simultaneamente e são mantidas juntas por fixação num ligante adaptado aos requisitos do processo de fusão. É um tipo de banho ácido, o qual pode consistir em determinados polímeros catiónicos e copolímeros contendo grupos amino e é alimentado para assegurar uma melhor interacção química entre uma tinta baseada em corante e a camada absorvedora de tinta. Não desempenha qualquer papel em relação à ligação dos diferentes componentes dentro da camada. O problema de segregação não é mencionado. O documento WO 2006/016036 refere-se, de entre outras coisas, a um método para granular materiais minerais em água na 7 presença de ligantes e às suspensões resultantes, assim como à sua utilização em formulações de revestimento. Um grande número de materiais, tal como talco, que pode ser granulado na presença de ligantes, é mencionado na descrição e nas reivindicações. Contudo, os exemplos utilizam apenas alguns carbonatos de cálcio. Em nenhum dos exemplos é descrita a granulação, por exemplo, de dois materiais quimicamente diferentes na presença de um ligante. Além disso, não há menção ao facto de nanoparticulas serem formadas ou nanocompostos serem produzidos por esse método de granulação. 0 ligante não é utilizado para produzir um compósito, mas em vez disso, como um auxiliar de granulação para uma granulação mais fina, mas o diâmetro médio das partículas nas suspensões de pigmento pode ser até 30 pm. Os ligantes utilizados para a granulação podem ser baseados em estireno-acrilato ou estireno-butadieno, i. e., estes são ligantes com os quais os especialistas na técnica estão bem familiarizados, tais como aqueles utilizados no revestimento de papéis ou como ligantes em tinta parede. Deste modo, o método descrito no documento WO 2006/016036 inclui obrigatoriamente um passo de granulação, o qual produz partículas essencialmente na micro gama e não descreve um ligante que permita a formação de um compósito resistente essencialmente à segregação. O documento DE 102006026965 descreve compósitos compreendendo pigmentos e/ou enchimentos inorgânicos e/ou orgânicos na forma de micropartículas, a superfície das quais é revestida, pelo menos parcialmente, com a ajuda de ligantes com partículas de carbonato de cálcio na gama nanométrica, um método para a produção de tais compósitos, suas suspensões aquosas e suas utilizações na produção de papel ou no campo de produção de tintas e plástico e a utilização desses ligantes para revestimento das micropartículas com carbonato de nanocálcio. A utilização de partículas de dolomite não é mencionada. 8 0 documento WO 2006/033952 descreve um material de papel e papelão compreendendo um substrato de papel ou papelão, uma camada básica no topo de, pelo menos, uma superfície de substrato e uma camada de topo no topo de uma superfície da camada básica, em que a referida camada de topo compreende um ou mais pigmentos que estão dispersos num ou mais ligantes e a referida camada básica compreende partículas termoplásticas com uma baixa densidade, tais como as partículas plásticas Ropaque® HP1055 e AF-1353 da Rohm and Hass e HS 2000NA e HS 3000NA da Dow Chemical Company, as quais são dispersas num ou mais ligantes. A camada básica é compressível, reduzindo a marmorização em figuras impressas em offset. As partículas de pigmento, tal como carbonato de cálcio e as partículas plásticas estão assim presentes em camadas separadas.
Todas as referidas composições do estado da técnica descrevem, particularmente, carbonato de cálcio como um componente. O carbonato de cálcio, contudo, não é resistente a ácido e decompõe-se sob a influência de ácidos formando dióxido de carbono e sais de cálcio do correspondente ácido utilizado. Muitos, especialmente aplicações e processos de fabrico de papel, tal como branqueamento de fibra, são efectuados em ambientes, pelo menos, levemente ácidos, de modo que a sensibilidade aos ácidos do carbonato de cálcio em tais etapas de processo pode representar um problema significativo. Por exemplo, a dureza da água pode, desta forma, ser extremamente aumentada, o que, por sua vez, pode conduzir a depósitos mais tarde no processo de produção de papel. Também é possível que alimentos ácidos, tais como frutas, e. g., limões, sejam expostos ao papel de embalagem, o que pode conduzir a um depósito indesejável de sais de cálcio em alimentos. Além disso, a filtração de alimentos acídicos líquidos e bebidas, tal como 9 vinagre, não é possível com os materiais mencionados acima sendo sensíveis a ácido. 0 objectivo da presente invenção é, deste modo, proporcionar compósitos de pigmento e/ou enchimento adicionais, assim como as suas suspensões aquosas, as suas camadas de filtração que, por um lado, terão propriedades ópticas muito boas, e. g., em relação à opacidade, brancura e brilho ou propriedades de impressão, enquanto ao mesmo tempo não estão sujeitos a qualquer ou essencialmente nenhuma segregação, sob as condições de processamento a que estes estão expostos e têm uma estabilidade ácida melhorada em comparação com compósitos contendo materiais com um alto teor de carbonato de cálcio, tais como mármore, calcário, giz e carbonato de cálcio precipitado.
Estes devem ser estáveis, pelo menos, em ácidos fracos tendo um pKa > 4, tal como, e. g., ácido acético, mas também devem ser estáveis, pelo menos, por um curto tempo, em meios contendo substâncias que reagem com ácido, tais como resinas fenólicas ou fenol-formaldeídicas ou ureia-formaldeídicas, mas também com substâncias que produzem ácido, tal como com um produto reaccional durante a reticulação, tal como polímeros contendo silício, i. e., uma reacção química, e. g., uma reacção de condensação/reacção de reticulação com duração na gama de 1 a 60 min, não deve ser significativamente prejudicada. Particularmente, as polimerizações de condensação podem produzir, e. g., ácido acético como um produto de condensação. É um outro objectivo da invenção proporcionar um auxiliar de filtração, o qual pode ser utilizado para líquidos ligeiramente acídicos, na forma de uma camada de filtração individual ou aplicado em e/ou sobre fibras como um auxiliar de filtração suportando o próprio material de fibra. O objectivo é, por um 10 lado, evitar a alteraçao do líquido a ser filtrado e, por outro lado, permitir uma filtração rápida e eficiente.
Outro objectivo da presente invenção é proporcionar um método para produzir tais compósitos, a utilização desses compósitos de acordo com a presente invenção no fabrico de papel e acabamento, e. g., revestimento.
Além disso, é um objectivo da presente invenção a utilização de compósitos da invenção na produção de tintas ou plásticos, em substâncias vedantes e a utilização de determinados ligantes que são especialmente adequados para a produção de compósitos da invenção contendo micropartículas de pigmento e/ou enchimento e nanopartículas de dolomite.
As características definidas nas reivindicações independentes são utilizadas para atingir esses objectivos.
Aspectos vantajosos da presente invenção são derivados das reivindicações dependentes e da seguinte descrição. 0 objectivo da invenção é alcançado por um compósito, compreendendo partículas de pigmento e/ou enchimento inorgânicos e/ou orgânicos, as quais sejam revestidas, pelo menos parcialmente, com uma composição de dolomite e um ligante. 0 ligante consiste num copolímero compreendendo como monómeros, um ou mais ácidos dicarboxílicos e um ou mais monómeros do grupo das diaminas, triaminas, dialcanolaminas ou trialcanolaminas. 0 ligante da invenção tem especialmente boas propriedades de ligação em combinação com as micropartículas e as composições de 11 nanodolomite. Uma grande porção da composição de nanodolomite utilizada está permanentemente ligada à superfície das micropartículas, o gue permite uma estrutura aberta na utilização da composição e, deste modo, permite uma redução na densidade de empacotamento e/ou um aumento no volume de poro, entre outras coisas.
De acordo com esta invenção, o diâmetro eguivalente esférico do pigmento e/ou partículas de enchimento está, principalmente, na gama micrométrica, enquanto o diâmetro equivalente esférico das partículas de dolomite está, principalmente, na gama nanométrica.
Uma partícula na gama nanométrica é definida, no âmbito desta invenção, como uma partícula que tem um diâmetro equivalente esférico na gama sub-micrónica menor ou igual a 200 nm.
Uma partícula na gama micrométrica é definida, de acordo com esta invenção, como uma partícula que tem um diâmetro equivalente esférico na gama sub-micrónica maior do que 0,2 pm até à gama micrométrica, cerca de 0,3 a 100 pm, particularmente desde cerca de 1 até cerca de 25 pm. O denominado diâmetro equivalente esférico é uma medida do tamanho de uma partícula de forma irregular. É calculado a partir de uma comparação de uma propriedade da partícula irregular com uma propriedade de uma partícula de forma regular, e. g., uma esfera. Dependendo da escolha da propriedade utilizada para a comparação, é feita uma distinção entre diferentes diâmetros equivalentes. No presente caso, o diâmetro equivalente é considerado em relação às propriedades de sedimentação das partículas investigadas. 12 A sedimentação e, deste modo, o diâmetro equivalente das partículas, assim como suas distribuições, são determinadas para a presente invenção pela utilização do método de sedimentação, i. e., uma análise de sedimentação num campo gravimétrico utilizando o Sedigraph 5100 da firma Micromeritics, EUA. Os especialistas na técnica estão familiarizados com este método e este aparelho, os quais são utilizados em todo o mundo para determinar o grau de finura dos enchimentos e pigmentos. As suas medições são efectuadas numa solução aquosa de 0,1% em peso de Na4P207. As amostras foram dispersas utilizando um agitador de alta velocidade e ultra-sons.
Num aspecto preferido, as micropartículas de pigmento e/ou microparticulas de enchimento são partículas inorgânicas, e. g., talco, mica ou suas misturas. A dolomite não é adequada como uma micropartícuia, de acordo com esta invenção. As qualidades adequadas de talco são distribuídas, por exemplo, pela MONDO Minerais. A mica também pode ser utilizada, tal como aquela disponível, por exemplo, de Aspanger Bergbau und Mineralwerke GmbH, Áustria.
As partículas de pigmento e/ou enchimento têm uma estrutura essencialmente esférica, particularmente, uma estrutura esférica oca, hemiesférica oca ou tipo plaqueta, em que estrutura "hemiesférica" é entendida como se referindo a qualquer estrutura derivada de uma esfera oca com uma superfície que não seja fechada. Os micropigmentos e/ou microenchimentos tipo plaqueta e hemiesféricos ocos provaram ser especialmente vantajosos porque têm uma boa aderência devido à sua forma. As partículas tipo plaqueta são entendidas aqui como sendo partículas nas quais a proporção de comprimento para largura e/ou altura é >1. 13
Os pigmentos e/ou enchimentos de micropartículas inorgânicas são, de um modo preferido, tipo plagueta.
As partículas de pigmento e/ou enchimento da invenção também podem, contudo, ser partículas orgânicas, e. g., com base em polietilenos, polipropilenos, tereftalatos de polietileno, poliestirenos ou suas misturas. Os pigmentos e/ou enchimentos orgânicos que podem ser utilizados na presente invenção incluem aqueles distribuídos pela Rohm & Haas, por exemplo, sob o nome comercial Ropaque, e. g., Ropaque® HP-1055 ou Ropaque® AF-1353. A vantagem das micropartículas orgânicas na composição é derivada, entre outras coisas, de diferentes propriedades físicas, tais como densidade, condutividade e cor de materiais orgânicos em comparação com substâncias minerais inorgânicas.
Num aspecto preferido, as partículas de pigmento e/ou partículas de enchimento orgânicos têm uma estrutura essencialmente esférica, de um modo preferido, uma estrutura esférica oca ou hemiesférica oca. No caso de partículas esféricas ocas, estas também podem conter líquidos, e. g., água, a qual pode ser removida das esferas ocas em quaisquer etapas físicas adicionais, tal como secagem, durante e/ou após a utilização na presente invenção. A vantagem das esferas ocas baseia-se na gravidade específica mais baixa em comparação com as esferas preenchidas, entre outras coisas. Qualquer objecto, tais como papel ou plástico, produzido a partir disso irá, consequentemente, também ser mais leve, o que pode ser uma vantagem, por exemplo, no transporte. Devido à esfera oca fechada ou hemiesfera oca aberta, o resultado é uma quantidade aumentada de difusão luminosa, o que leva a uma opacidade aumentada, entre outras coisas. Também a esfera oca fechada, e. g., preenchida com ar, tem um efeito de isolamento térmico. 14
Isso pode ser uma vantagem para utilização numa pintura de parede interna e externa e revestimentos em construções.
Num aspecto preferido, o diâmetro equivalente das partículas de pigmento e/ou enchimento está, essencialmente, numa gama de mais de 0,2 até cerca de 100 μιη, e. g., de cerca de 0,3 até cerca de 100 pm, de um modo preferido, numa gama de cerca de 0,3 até cerca de 75 pm, de um modo mais preferido, numa gama de cerca de 0,3 até cerca de 50 pm, de um modo ainda mais preferido, numa gama de cerca de 0,3 até cerca de 25 pm, de um modo muito preferido, numa gama de cerca de 0,3 até cerca de 15 pm, particularmente, numa gama de cerca de 0,3 até cerca de 12 pm. O diâmetro equivalente das partículas de pigmento e/ou enchimento orgânico está, de um modo preferido, numa gama maior do que 0,2 a 25 pm, de um modo mais preferido, numa gama de cerca de 0,3 até cerca de 10 pm, e. g., numa gama de cerca de 0,4 até cerca de 1,5 pm, ou de cerca de 0,7 até cerca de 1,4 pm, particularmente de cerca de 0,9 até cerca de 1,1 pm.
As partículas de pigmento e/ou enchimento orgânicos baseadas em poliestireno, e. g., na forma de esferas ocas de poliestireno com um diâmetro equivalente esférico de cerca de 0,3 até cerca de 2 pm, de um modo preferido, de cerca de 0,4 até cerca de 1,5 pm, e. g., de cerca de 1,3 pm até cerca de 1,4 pm, de um modo especialmente preferido, de cerca de 0,9 até cerca de 1,1 pm, e. g., cerca de 1 pm são especialmente vantajosas na presente invenção.
As partículas de pigmento e/ou enchimento inorgânicos baseadas em talco, em que cerca de 95 a 98% em peso, e. g., 96% em peso das partículas de talco têm um diâmetro equivalente 15 esférico de <10 pm, cerca de 79 a 82% em peso, e. g., 80% em peso, têm um diâmetro equivalente esférico de <5 pm e cerca de 43 a 46% em peso, e. g., 45% em peso têm um diâmetro equivalente esférico menor do que 2 pm também são vantajosas. A dolomite, de acordo com a presente invenção, significa rocha de dolomite. A rocha de dolomite é uma rocha de carbonato especial que consiste, predominantemente, de mineral dolomite, i. e., um mineral de cálcio e magnésio carbonáceo com a composição química de CaMg(C03)2 ("CaC03 .MgC03") . O mineral dolomite contém, pelo menos, 30% em peso de MgC03, de um modo preferido, mais do que 35% em peso, mais do que 40% em peso, idealmente, de 45 a 46% em peso de MgCCp.
Em comparação com calcário que consiste, predominantemente, em carbonato de cálcio, CaC03, a rocha de dolomite é mais dura e mais quebradiça e tem uma densidade mais alta. Distingue-se deste, uma vez que, quando é tratada com ácido frio, a dolomite quase não apresenta reacção, enquanto o calcário se decompõe de forma efervescente (formação de C02) . É especialmente preferido, de acordo com a presente invenção, para a nanodolomite aplicada para o revestimento, a utilização de rochas de dolomite naturais moídas contendo, pelo menos, 50% em peso, de um modo preferido, mais de 75% em peso de mineral dolomite, de um modo mais preferido, mais de 90% em peso, de um modo especialmente preferido, mais de 98% em peso de mineral dolomite.
As dolomites especialmente adequadas para a presente invenção são encontradas, por exemplo, Europa, e. g., Noruega, ou América do Sul. A dolomite do sudoeste da Noruega, da região 16 dos arredores de Bergen, é utilizada de um modo especialmente preferido.
Num aspecto especial, cerca de 90% a 100%, de um modo preferido, 92% a 99%, de um modo mais preferido, 94% a 98%, de um modo especialmente preferido, 96% a 98%, e. g., 97 ± 0,5% das partículas de dolomite, com base no número N de partículas de dolomite, têm um diâmetro equivalente esférico de menos de 200 nm, de um modo preferido, de menos de 150 nm, de um modo ainda mais preferido, de menos de 100 nm. O diâmetro está, de um modo preferido, na gama de 20 a 200 nm, 50 a 180 nm ou 70 a 150 nm. A distribuição do tamanho de partícula foi medida com o método de sedimentação conforme descrito acima, utilizando um aparelho Sedigraph 5100 da firma Micromeritics, EUA, e representada graficamente como uma curva acumulada de produtividade utilizando um gráfico X-Y, em que o eixo X indica o diâmetro de partícula como o diâmetro equivalente esférico correspondente e o eixo Y indica o teor de partícula correspondente em percentagem de peso (ver, por exempo, P. Belger, Schweizerische Vereinigung der Lackund Farben-Chemiker, XVII FATIPEC Congress, Lugano, 23 a 28 de Setembro de 1984). A percentagem da contagem de partículas % de N de nanopartículas foi calculada a partir dos resultados de medição assim obtidos utilizando o seguinte método:
Os valores são tomados da curva Sedigraph. A diferença entre 0 e 0,2 pm produz o valor 0,1 pm (100 nm) , a diferença entre 0,2 e 0,4 pm produz o valor 0,3 pm (300 nm), etc. A soma das diferenças é padronizada para 100 mg e as quantidades de cada gama são calculadas a partir disso. No cálculo, é assumido que 17 as partículas são esféricas e têm um diâmetro d da média da gama de diferenças. Isto é utilizado para calcular o volume V de uma partícula V = 0,5236 d3 e depois o peso W de uma partícula (dividido pela densidade específica; para a dolomite, isto corresponde a 2,9 g/cm3) W = V/2,9
Por divisão do peso da partícula, o número de partículas pode ser calculado a partir do peso da fracção respectiva e depois utilizado para calcular a distribuição em percentagem em % de N.
Se a dolomite a ser utilizada ainda não tiver a finura desejada ou requerida, i. e., o tamanho de partícula, esta pode ser granulada em uma ou mais etapas de moagem húmida ou seca, de um modo preferido, em várias etapas de granulação, e. g., em duas etapas secas e/ou húmidas, de um modo preferido, em etapas de granulação aquosas, para produzir o diâmetro equivalente esférico correspondente. A granulação pode ser efectuada em qualquer um dos equipamentos de granulação conhecidos, com os quais os especialistas na técnica estão familiarizadas, para granular dolomite. Os moinhos de bolas convencionais, moinhos de placa a jacto ou moinhos de atrito são especialmente adequados para a granulação a seco. Combinações de tais moinhos ou combinações de um ou mais de tais moinhos com ciclones e peneiros também são muito adequadas. Os moinhos de atrito especialmente 18 convencionais, tais como aqueles distribuídos pela firma Dynomill, são adequados para a granulação húmida.
No caso de granulação a seco são utilizados, de um modo preferido, moinhos de bolas e, de um modo preferido, são utilizadas esferas de porcelana e/ou ferro com um diâmetro de 0,5 a 10 cm como o meio de granulação e, de um modo especialmente preferido, são utilizados cylpebs de ferro com um diâmetro de 2,5 cm. A granulação húmida é efectuada, de um modo preferido, num moinho de atrito, tal como Dynomill, utilizando bolas de granulação feitas de vidro, porcelana e/ou metal; de um modo preferido, contudo, são utilizadas bolas de granulação feitas de, e. g., silicato de zircónio, dióxido de zircónio e/ou badeleite, com um diâmetro de 0,2 a 5 μιη, de um modo preferido, de 0,2 a 2 pm, mas também 0,5 a 5 pm, e. g., 0,5 a 2 pm. A areia de quartzo com um diâmetro esférico equivalente de 0,1 a 2 pm também pode ser utilizada.
As partículas de dolomite na gama nanométrica são, de um modo preferido, produzidas por granulação húmida e/ou são processadas até o diâmetro equivalente desejado, particularmente quando o material é dolomite natural.
As etapas de granulação seca e húmida podem são efectuadas uma depois da outra, mas então, a ultima etapa de granulação é, de um modo preferido, uma granulação húmida. A dolomite natural moída pode ser dispersa e/ou moída na forma de uma suspensão aquosa, na presença de um ou mais auxiliares de granulação e/ou dispersantes, de um modo preferido, num teor de sólidos maior do que 10% em peso, e. g., de 15 a 30% em peso, maior do que 30% em peso, de um modo 19 preferido, maior do que 50% em peso, e. g., num teor de sólidos de 65 a 68% em peso, mas também maior do que 70% em peso, e. g., num teor de sólidos de 72 a 80% em peso.
Sem auxiliares e/ou dispersantes de granulação, a dolomite pode ser, de um modo preferido, dispersa e/ou moída num teor de sólidos até 30% em peso, e. g., de 15 a 30% em peso. A um teor de sólidos maior do que 30% em peso, pode ser melhor efectuar a dispersão e/ou granulação na presença de auxiliares e/ou dispersantes de granulação.
As suspensões de dolomite com um teor de sólidos baixo, menor ou igual a 60% em peso, e. g·, podem ser, de um modo preferido, concentradas através de meios físicos, e. g., por compressão em filtro e/ou centrifugação e/ou termicamente, de um modo preferido, utilizando um ou mais dispersantes. As combinações de etapas de concentração mecânica e térmica são especialmente preferidas. A concentração final após as etapas de concentração é, de um modo preferido, maior do que 60% em peso de teor de sólidos, de um modo especialmente preferido, entre 60% em peso e 78% em peso, e. g., 66 ± 2% em peso.
Por exemplo, auxiliares e/ou dispersantes de granulação aniónicos podem ser utilizados como os auxiliares e/ou dispersantes de granulação, de um modo preferido, seleccionados do grupo compreendendo homo- ou copolímeros de sais de ácido policarboxílico com base em, e. g., ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido maleico, ácido fumárico ou ácido itacónico, acrilamida ou suas misturas. Os homopolímeros ou copolímeros de ácido acrílico, tais como aqueles disponíveis da BASF, Ludwigshafen, Allied Colloids, Reino Unido ou COATEX, França são especialmente preferidos. O peso molecular PM de tais produtos está, de um modo preferido, na gama de 2000 a 150000 g/mol; é 20 especialmente preferido um PM de 15000 a 50000 g/mol, e. g., de 35000 a 45000 g/mol. O peso molecular dos auxiliares e/ou dispersantes de granulação é seleccionado de modo que estes atuem como agentes de partição, em vez de ligantes. Os polímeros e/ou copolímeros podem ser neutralizados com catiões monovalentes e/ou polivalentes ou estes podem ter grupos ácidos livres. Os catiões monovalentes adequados incluem, e. g., sódio, lítio, potássio e/ou amónio. Os catiões polivalentes adequados incluem, e. g., catiões divalentes, tais como cálcio, magnésio, estrôncio ou catiões trivalentes, tal como alumínio. Sódio e magnésio são especialmente preferidos. Os auxiliares de granulação e/ou dispersantes, tais como polifosfatos de sódio ou citrato de sódio também podem ser vantajosamente utilizados isoladamente ou em combinação com os outros.
Especialmente na granulação a seco, os agentes de granulação e/ou dispersantes utilizados também podem ser seleccionados do grupo compreendendo glicóis, poliglicóis, e. g., polietilenoglicóis, copolímeros em bloco de óxido de etileno-óxido de propileno-óxido de etileno ou alcanolaminas, e. g., trietanolamina e triisopropanolamina ou uma sua mistura.
Os dispersantes e/ou auxiliares de granulação podem ser utilizados numa quantidade de cerca de 0,01% em peso até 5% em peso, com base no peso total seco do compósito, e. g., na granulação a seco numa quantidade de cerca de 0,01 até 0,5% em peso, de um modo preferido, 0,03 a 0,3% em peso, de um modo especialmente preferido, numa quantidade de 0,2 a 1 mg/m2 de área superficial de nanopartículas, e. g., numa quantidade de 0,3 a 0,7 mg/m2 de área superficial de nanopartícula.
Na granulação húmida, os dispersantes e/ou auxiliares de granulação estão vantajosamente presentes numa quantidade de 21 cerca de 0,05 a 2,0% em peso, de um modo preferido, numa quantidade de 0,3 a 1,5% em peso, e. g., de 1% em peso, mas também numa quantidade de cerca de 0,5 a 0,95% em peso.
Os auxiliares de granulação e/ou dispersantes suportam a granulação das partículas de dolomite até à gama nanométrica através da redução da viscosidade da suspensão e, deste modo, aumentar a mobilidade e o comprimento de via livre das partículas a serem moídas e das esferas de granulação. Isto também é especialmente vantajoso na formação subsequente do compósito. A viscosidade da suspensão na granulação húmida é, de um modo preferido, de menos de 2500 mPa.s, de um modo mais preferido, de menos de 1500 mPa.s, particularmente de menos de 1000 Pa.s, ou melhor ainda, de menos de 500 mPa.s e, de um modo especialmente preferido, na gama de 50 a 500 mPa.s, e. g., de 50 a 250 mPa.s, medida num viscosímetro Brookfield convencional, e. g., tipo EV-2 + com um pino de disco de 3 ou 4 e 100 rpm.
Também é possível, durante a granulação e/ou dispersão, utilizar outros aditivos monoméricos ou poliméricos além dos auxiliares de granulação e/ou dispersantes, e. g., copolímeros de etileno-ácido acrílico (EAA) ou seus os sais isoladamente ou em combinação. A proporção de monómeros do ácido acrílico no copolímero com monómeros de etileno é, de um modo preferido, de 1:4 até 1:50 e, de um modo especialmente preferido, de 1:4 a 1:10 e, especialmente, de 1:5. Os EAA preferidos e/ou os seus sais são aqueles os quais, na forma não neutralizada, têm uma viscosidade a quente de 3000 a 25000 mPa.s, 15000 a 100000 mPa.s, e 50000 a 400000 mPa.s a 200, 170 e 140 °C, respectivamente, de um modo preferido, 3000 a 7000 mPa.s, 15000 a 20000 mPa.s e 50000 a 100000 mPa.s a 200, 170 e 140 °C, 22 respectivamente, e particularmente têm uma viscosidade a quente de 15000 a 25000 mPa.s, 50000 a 100000 mPa.s, e 300000 a 400000 mPa.s a 200, 170 e 140 °C, respectivamente.
Um copolimero de EAA com uma viscosidade a quente de 24300 mPa.s a 200 °C, 88300 mPa.s a 170 °C e 367000 mPa.s a 140 °C é especialmente preferido.
Os EAA comercialmente disponíveis que são muito adequados e, de um modo preferido, têm um teor de ácido acrílico de 20% em mol são distribuídos pela BASF, Alemanha e Dow, EUA, por exemplo. A utilização de copolímeros de EAA ou os seus sais resulta numa hidrofobização de parcial a completa dos poros do substrato, e. g., do papel revestido e/ou dos poros do próprio compósito de modo que a humidificação dos poros abertos do papel e/ou do revestimento e/ou do compósito por água seja reduzida, controlada e/ou prevenida.
Se forem utilizados sais de EAA, estes são parcial ou totalmente neutralizados, e. g., com aminas, de um modo preferido, seleccionados do grupo compreendendo 2-amino-2-metil-1-propanol, 3-amino-l-propanol, 2[bis(2-hidroxietil)amino]etano1 e/ou iões de metais alcalinos, tais como potássio, lítio e/ou sódio ou as suas misturas, de um modo preferido, sódio. Por exemplo, pelo menos, 70% em mol ou, pelo menos, 95% em mol dos grupos de ácido carboxílico são neutralizados.
Os EAA e os seus sais podem ser utilizados numa quantidade de 0,01% em peso até 10% em peso, com base no peso seco total do compósito, de um modo preferido, de 0,05 a 5% em peso, de um 23 modo mais preferido, de 0,1% em peso até 2% em peso, e. g., numa quantidade de 1% em peso. O compósito da invenção contém, de um modo preferido, com base no peso seco total do compósito, de 5 a 95% em peso, de um modo mais preferido, de 20 a 80% em peso, de um modo ainda mais preferido, de 25 a 75% em peso de partículas de pigmento e/ou partículas de enchimento. O compósito da invenção, de um modo preferido, contém de 95 a 5% em peso, de um modo preferido, de 80 a 20% em peso, de um modo mais preferido, de 75 a 25% em peso de partículas de dolomite, com base no peso seco total do compósito.
As partículas de pigmento e/ou partículas de enchimento e a nanodolomite são, de um modo preferido, utilizadas numa proporção de 1:20 até 20:1, especialmente numa proporção de 1:4 até 4:1, de um modo mais preferido, numa proporção de 1:3 até 3:1 ou 1:2 até 2:1, mas também numa proporção de 1:1 com base no peso seco. A proporção em peso de partículas de pigmento e/ou enchimento inorgânico e/ou orgânico em relação à nanodolomite é, de um modo muito especialmente preferido, de 1:3 até 3:1. O ligante utilizado no compósito da invenção consiste num copolímero, compreendendo como monómeros um ou mais ácidos dicarboxílicos e um ou mais monómeros do grupo de diaminas, triaminas, dialcanolaminas ou trialcanolaminas.
Este facilita a adesão das nanopartícuias à superfície das micropartícuias. , sao utilizados ácidos ramificados, saturados dicarboxílicos ou insaturados, ácidos
De um modo preferido C2-Cio ramificados ou não de um modo preferido, ácidos dicarboxílicos C3-C9, dicarboxílicos C4-C8, ácidos dicarboxílicos C5-C7, especialmente ácido adipico como os monómeros de ácido dicarboxilico.
Cadeia linear e ramificada, diaminas e triaminas substituídas e não substituídas são especialmente adequadas como o segundo monómero do polímero ligante, especialmente N-(2-aminoetil)-1,2-etanodiamina. As dialcanolaminas e trialcanolaminas que são preferidas para utilização incluem, e. g., dietanolamina, N-alquildialcanolaminas, tais como N-metil-e N-etildietanolamina e trietanolamina.
Para controlar e regular o peso molecular, i. e., o comprimento da cadeia, uma ou mais aminas monovalentes, tal como monoalcanolaminas, podem ser utilizadas durante a policondensação. A monoetanolamina é, de um modo preferido, utilizada.
Num aspecto preferido no âmbito da presente invenção, um copolímero que também é reticulado com epicloro-hidrina é utilizado como o ligante.
Numa forma de realização especialmente preferida da presente invenção, um copolímero do ácido adipico com N-(2-aminoetil)-1,2-etanodiamina e epicloro-hidrina é utilizado como o ligante. 0 ligante também pode conter outros auxiliares para a copolimerização ou outros auxiliares e aditivos convencionais, e. g., isocianatos.
Com base no peso seco total do compósito, o ligante está, vantajosamente, presente numa quantidade de cerca de 0,1 até cerca de 10% em peso, de um modo preferido, de cerca de 0,3 até 25 cerca de 5% em peso, de um modo especialmente preferido, de cerca de 0,5 até cerca de 3% em peso.
Em comparação com compósitos conhecidos contendo materiais com um alto teor de carbonato de cálcio, tais como mármore, calcário e giz, o compósito da invenção tem uma estabilidade ácida significativamente melhorada.
Os compósitos de acordo com a presente invenção têm uma tal elevada estabilidade ácida em ácidos fracos com um pKa >4, tal como ácido acético que depois de 1 hora de armazenamento do compósito em ácido 2,5 molar com pKa >4, a 23 °C, pelo menos, 50% em peso, de um modo preferido, pelo menos, 60% em peso, de um modo mais preferido, pelo menos, 70%, mas também mais do que 75% em peso, e após 12 horas de armazenamento, pelo menos, 30% em peso, de um modo preferido, pelo menos, 40% em peso, de um modo mais preferido, pelo menos, 45% em peso, mas também maior do que 50% em peso do componente dolomite, estão ainda presentes.
Outro aspecto desta invenção é um método para produzir o compósito da invenção, em que as micropartículas de pigmento e/ou as micropartículas de enchimento, a composição de nanodolomite e o ligante são proporcionados e misturados. O ligante aqui é adicionado às partículas de pigmento e/ou de enchimento ou à composição de dolomite e a mistura resultante é combinada com o respectivo segundo componente e homogeneizada.
Num aspecto alternativo, partículas de pigmento e/ou partículas de enchimento são, em primeiro lugar, misturadas com a composição de dolomite e a mistura reaccional resultante é combinada com o ligante e homogeneizada. 26
Contudo, uma solução ou suspensão aquosa do ligante pode também ser proporcionada, em primeiro lugar, com as micropartícuias de pigmento e/ou as microparticulas de enchimento a serem adicionadas, em primeiro lugar, à solução ou suspensão aquosa e, depois, a composição de nanodolomite é adicionada, ou com a composição de nanodolomite a ser adicionada, em primeiro lugar e, depois, as microparticulas de pigmento e/ou microparticulas de enchimento a serem adicionadas, ou com as microparticulas de pigmento e/ou as microparticulas de enchimento e a composição de nanodolomite a serem adicionados simultaneamente e, depois, homogeneizada.
Em principio, tanto as microparticulas de pigmento e/ou as microparticulas de enchimento, assim como a composição de nanodolomite podem ser utilizadas secas ou como uma suspensão aquosa. Se as microparticulas de pigmento e/ou enchimento e a composição de nanodolimita foram utilizadas secas, contudo, deve ser utilizada água suficiente, em primeiro lugar, para produzir uma suspensão aquosa. A composição de nanodolomite é, geralmente, proporcionada na forma de uma suspensão aquosa, enquanto as microparticulas de pigmento e/ou as microparticulas de enchimento podem ser utilizadas na forma sólida ou na forma de uma suspensão aquosa. As microparticulas de pigmento e/ou de enchimento inorgânico são, de um modo preferido, geralmente utilizadas na forma sólida e as partículas de pigmento e/ou enchimento orgânico são, de um modo preferido, geralmente utilizadas como uma suspensão aquosa. 0 termo "sólido", como aqui utilizado, não é para ser necessariamente entendido como significando "seco". 0 termo "sólido" deve ser utilizado para descrever apenas a consistência da substância utilizada, a qual pode ter um teor de humidade 27 considerável. Por exemplo, uma mistura de 80% em peso de microparticulas de pigmento e/ou microparticulas de enchimento inorgânicas com 20% em peso de água pode, contudo, ter uma consistência sólida. O ligante é, de um modo preferido, proporcionado na forma de uma suspensão aquosa e, de um modo especialmente preferido, como uma solução.
Para assegurar uma melhor dispersão, um ou mais dispersantes também podem ser adicionados a cada uma das suspensões ou misturas, excepto para a solução ou suspensão ligante, e. g., na forma de um pó ou como uma solução aquosa. 0(s) dispersante (s) pode(m) ser adicionado(s), e. g., depois da adição do ligante à mistura reaccional resultante ou antes da adição do ligante ao pigmento e/ou partículas de enchimento ou antes da adição da composição de dolomite ao componente ao qual o ligante é subsequentemente adicionado ou ao componente que está ai misturado.
Os dispersantes vantajosos incluem, por exemplo, sais do ácido poliacrilico, tais como sal de sódio, polifosfato de sódio ou copolimeros de poliacroleina/acrilato.
Além disso, contudo, dispersantes poliméricos catiónicos e/ou anfotéricos também podem ser adicionados, e. g., cloreto de polidialildimetilamónio (PoliDADMAC) ou copolimeros de ácido acrilico com monómeros catiónicos ou misturas de tais dispersantes. Tais produtos são descritos, e. g., no documento DE 4018162 e estão disponíveis da firma Stockhausen GmbH, Krefeld sob o nome Prãstol, por exemplo. 28
Estes dispersantes podem ser adicionalmente adicionados ao ligante numa quantidade de 0,01% em peso até 1% em peso, com base no peso seco total do compósito, de um modo preferido, numa quantidade de 0,1% em peso até 0,5% em peso, e. g., 0,25% em peso. Estes suportam a adsorção do ligante. A mistura e a homogeneização da suspensão das partículas de pigmento e/ou enchimento e/ou da composição de dolomite, incluindo a mistura e agitação do ligante, podem ser efectuadas com um agitador tipo Pendraulik, de um modo preferido, à temperatura ambiente. É, da mesma forma, possível misturar e homogeneizar as suspensões, particularmente quando as partículas de pigmento e/ou enchimento forem, em primeiro lugar, combinadas com o ligante pela utilização de um misturador de relha. Os misturadores de relha funcionam de acordo com o princípio do leito fluidizado mecanicamente produzido. As lâminas da relha giram próximo da parede interna de um tambor cilíndrico horizontal e transportam os componentes da mistura para fora do leito do produto para o espaço de mistura aberto. O leito fluidizado mecanicamente produzido assegura um efeito de mistura intenso mesmo com grandes lotes, num período muito curto de tempo. Cortadores e/ou dispersantes são utilizados para dispersar torrões quando em operação a seca. O equipamento utilizado é disponibilizado da firma Gebruder Lõdige Maschinenbau GmbH, Paderborn, Alemanha.
Se a suspensão da composição de dolomite não for adicionada até as partículas de pigmento e/ou enchimento serem pré-tratadas com o ligante, isto pode ser efectuado, por exemplo, através de um aparelho de mistura tubular, e. g., pelo bombeamento da suspensão com a ajuda de uma bomba centrífuga através do 29 aparelho de mistura tubular e pela introdução continua da suspensão do pigmento pré-tratado e/ou das partículas de enchimento no aparelho de mistura tubular através de um tubo de entrada. Tal aparelho de mistura tubular está disponível, por exemplo, da Ystral GmbH, Ballrechten-Dottingen, Alemanha. A mistura é efectuada à temperatura ambiente, de cerca de 20 a 25 °C. O aquecimento durante o processo de produção, e. g., devido à fricção durante o processo de dispersão, não precisa ser neutralizado. Por exemplo, a temperatura durante o processo pode ser geralmente de 20 °C a 90 °C, de um modo preferido, entre 20 °C e 70 °C.
Uma combinação de vários sistemas de mistura também pode ser utilizada.
Os compósitos obtidos pelo processo de produção da invenção podem ser secos de modo que o compósito seja obtido como sólido, mas estes também podem ser processados adicionalmente como uma suspensão e como uma suspensão aquosa regenerada do compósito seco, de modo que não apenas o compósito da invenção per se, mas também a sua suspensão aquosa constitua, um aspecto da presente invenção. O teor de água das suspensões do compósito obtido pelo processo de produção da invenção pode ser reduzido, e. g., termicamente, e. g., com um atomizador ou com um microondas ou num forno ou mecanicamente, e. g., por filtração, de modo que o compósito seja obtido como um sólido seco ou húmido, e. g., na forma de uma bolo de filtração. Para obter um compósito seco, este é seco, por exemplo, num forno a 105 °C até alcançar um peso constante. 30
Aspectos adicionais da presente invenção constituem as possibilidades de utilização do compósito seja num estado sólido, húmido ou seco ou como uma suspensão aquosa.
Deste modo, uma das principais utilizações do compósito ou de uma sua suspensão, é a sua utilização como um enchimento ou pigmento, e. g., em papel e/ou como um pigmento de revestimento. 0 compósito pode ser utilizado como um enchimento ou pigmento no fabrico de papel ou no acabamento de papel, e. g., no revestimento de papel.
No fabrico do papel, o compósito é, de um modo preferido, utilizado em quantidades de 0,5 a 50% em peso, de um modo preferido, de 1 a 30% em peso, com base no peso total do papel. No acabamento do papel, e. g., no revestimento de papel, são utilizadas quantidades preferidas do compósito da invenção de 0,5 a 100 g/m2, de um modo preferido, de 2 a 50 g/m2 e, de um Λ modo especialmente preferido, de 5 a 25 g/m por lado do papel. O compósito também pode ser utilizado em múltiplos sistemas de revestimento, e. g., no pré-revestimento e/ou no revestimento intermediário e/ou no revestimento do topo e/ou no revestimento individual. Se o compósito for um pré-revestimento e/ou um revestimento intermediário, outra aplicação do revestimento pode ser aplicada ai utilizando pigmentos convencionais com os quais os especialistas na técnica estão familiarizados. O compósito pode ser utilizado para papel revestido num ou em ambos os lados, em cujo caso um ou mais dos revestimentos num ou em ambos os lados irão conter o compósito. 31 0 papel, ο qual é revestido num ou em ambos os lados ou é não revestido, pode ser papel acetinado, assim como papel não acetinado.
Através de uma escolha direccionada do compósito, em relação à sua composição e tamanho, o volume de poro do papel e/ou o revestimento pode também variar pela cobertura e/ou não cobertura pelas partículas do compósito, e. g., aumentado e controlado. A composição da invenção também pode ser utilizada juntamente com outros pigmentos e/ou enchimentos convencionais. A matéria da presente invenção também inclui, desta forma, enchimentos ou pigmentos compreendendo um compósito da invenção ou uma sua suspensão.
Outro aspecto da presente invenção é a utilização em tintas ou plásticos, e. g., para aumentar a opacidade. Os compósitos aqui compreendendo micropartículas orgânicas esféricas ocas podem, particularmente, também induzir um aumento no efeito de isolamento térmico.
Da mesma forma, os compósitos da invenção também podem ser utilizados para reduzir o brilho devido à sua estrutura. 0 termo "brilho" é entendido como se referindo a um lustro formado quando uma superfície é observada num ângulo muito baixo; isto geralmente tem um efeito muito irritante no observador. Para reduzir o brilho é requerida uma difusão muito diversa, a qual pode ser proporcionado pelos compósitos da invenção. 32
Os compósitos da invenção também podem ser utilizados em substâncias vedantes, e. g., como espessantes ou agentes de controlo de viscosidade.
Devido à estrutura tipo plaqueta dos micropigmentos e/ou microenchimentos inorgânicos, tais como talco e/ou mica e as propriedades de superfície da dolomite, o compósito da invenção permite a utilização, por exemplo, de uma "dolomite tipo plaqueta".
Devido à estrutura esférica oca dos micropigmentos e/ou enchimentos orgânicos, tal como esferas ocas de poliestireno, e as propriedades de superfície da dolomite, a composição da invenção também permite a utilização de uma "dolomite leve" em plásticos e tintas, por exemplo, o que pode ser vantajoso, por exemplo, em engenharia aeronáutica.
Outro aspecto da presente invenção refere-se à utilização do compósito da invenção ou de uma sua suspensão como um auxiliar de filtração, o qual é adequado para utilização com líquidos pouco acídicos, isoladamente como uma camada de filtração ou num material veículo natural e/ou sintético, tais como fibras de algodão, fibras de celulose e fibras de poliamida. Devido à estrutura porosa e à baixa segregação dos compósitos, isto produz uma transferência líquida óptima com um bom poder de retenção de material particulado suspenso ao mesmo tempo. A utilização dos compósitos da invenção como auxiliares de filtração, também para meios pouco acídicos, por um lado, evita e/ou reduz uma forte alteração do líquido a ser filtrado pela decomposição dos componentes do material auxiliar de filtração e, por outro lado, permite uma filtração rápida e eficiente. 33 A presente invenção refere-se também assim, a um auxiliar de filtração compreendendo um compósito da invenção ou uma sua suspensão.
Outro aspecto da presente invenção refere-se a um corante de revestimento compreendendo um compósito da invenção.
Tal corante de revestimento tem, de um modo preferido, teor de sólidos de 25 a 75% em peso de sólidos, de um modo mais preferido, de 30 a 70% em peso de sólidos e, de um modo especialmente preferido, de 30 a 40% em peso de sólidos. A quantidade de compósito com base no teor de sólidos totais do corante de revestimento pode ser de 3 a 9 7% em peso, de um modo preferido, entre 10 e 90% em peso. É de um modo especialmente preferido 85 ± 10% em peso.
Face às excelentes propriedades de ligação dos ligantes da invenção nos compósitos da invenção, especialmente em relação à ligação surpreendentemente boa das nanopartícuias da dolomite na superfície de micropartícuias, por último, outro aspecto da presente invenção envolve a utilização de um copolímero compreendendo como monómeros um ou mais ácidos dicarboxílicos e um ou mais monómeros do grupo de diaminas, triaminas, dialcanolaminas ou trialcanolaminas para o revestimento, pelo menos parcial, de partículas de pigmento e/ou enchimento com uma composição compreendendo nanodolomite, tal como aquelas descritas acima. A utilização de um copolímero de ácido adípico com N-(2-aminoetil)-1,2-etanodiamina e epicloro-hidrina como o ligante é especialmente preferida.
As figuras descritas abaixo e os exemplos e experiências servem para ilustrar a presente invenção e não devem restringi-la de forma alguma. 34
Descrição das figuras:
As figuras descritas abaixo são micrografias electrónicas de varrimento (SEM) das várias misturas do estado da técnica e dos compósitos da invenção. As misturas e os compósitos da invenção foram ajustados até uma concentração de 20% em peso em água utilizando um ultraturax (misturador-estator-rotor). Algumas gotas (aproximadamente 100 mg) foram diluídas em 250 mL de água destilada e filtradas através de um filtro de membrana com poros de 0,2 μιη. As preparações obtidas no filtro de membrana, dessa forma, foram pulverizadas com ouro e avaliadas em SEM a várias ampliações. A Figura 1 mostra um SEM de uma mistura de micropartículas orgânicas e nanocarbonato de cálcio sem um ligante. A Figura 2 mostra a SEM de uma mistura de micropartículas orgânicas e nanodolomite sem um ligante. A Figura 3 mostra a SEM de um compósito conhecido de micropartículas orgânicas, nanocarbonato de cálcio e um ligante. A Figura 4 mostra a SEM de um compósito da invenção de micropartículas orgânicas, nanodolomite e um ligante. A Figura 5 mostra a SEM de um compósito da invenção de micropartículas orgânicas, nanodolomite, um ligante e um copolímero de EAA. A Figura 6 mostra a SEM de uma mistura de micropartículas inorgânicas e nanodolomite. 35 A Figura 7 mostra a SEM de um compósito da invenção de microparticulas inorgânicas, nanodolomite e um ligante. A Figura 8 mostra a SEM de uma combinação de um compósito de microparticula orgânica da invenção e inorgânica da invenção/nanodolomite. EXEMPLOS:
Produção e descrição de nanopartículas que podem ser utilizadas de acordo com a presente invenção A produção de uma composição de nanocarbonato de cálcio conhecida, assim como das composições de nanodolomite adeguadas para os compósitos da invenção está descrita abaixo.
No que se segue, as medições de viscosidade referem-se sempre à viscosidade Brookfield, a qual é determinada num viscosimetro de Brookfield tipo EV-2+ com uma haste de disco 3 e a 100 rpm à temperatura ambiente (20 ± 3 °C), salvo indicação em contrário. A composição de nanocarbonato de cálcio foi moída continuamente utilizando mármore do norte da Noruega com um diâmetro equivalente esférico de 45 pm por granulação húmida num moinho de bolas de atrito vertical de 1500 litros em duas passagens utilizando um total de 0,95% em peso de poliacrilato de sódio/magnésio com PM de cerca de 6000 g/mol, com base no peso seco total do nanocarbonato de cálcio como dispersante/auxiliar de granulação, num teor de sólidos de 75% em peso para produzir a seguinte distribuição de tamanho: 36
Diâmetro (nm) Número (N) de partículas em % de N % em peso <200 97,4 34, 4 200-400 2,0 19,2 400-600 0,4 17,9 600-800 0,1 11, 7 800-1000 <0,1 6,5 A viscosidade Brookfield da suspensão obtida foi de 285 mPa.s.
As esferas de granulação que foram utilizadas, feitas de silicato de zircónio e badeleite, tinham 0,5 a 2 pm de tamanho.
Composição de nanodolomite 1
Etapa a) 100 kg de rocha de dolomite do Sul da Noruega com um diâmetro até 10 cm foram triturados com um moinho de martelo sem a adição de quaisquer aditivos, de modo que foi obtida uma fracção de rocha que tem uma porção de >90% em peso das partículas na gama de 45 pm a 5 mm.
Fracção de peneiro após moinho de martelo % em peso: >5 mm 2 1-5 mm 20 500 pm-1 mm 21 45-500 pm 48 <45 pm 9 37 A fracção de 45 a 500 μιη tinha a seguinte composição mineralógica (XRD): dolomite quartzo calcite >95% em peso cerca de 1,5% em peso cerca de 3% em peso
Etapa b) 25 kg do produto do moinho de martelo foram granulados e classificados para um diâmetro equivalente esférico de 5 μιη (+ 0,3 μιη) por uma combinação de granulação seca e classificação, utilizando 1000 ppm de monopropilenoglicol com base em dolomite seca. Como um moinho de bolas, foi utilizado um "Hosokawa® Bali Mill S.O. 80/32" (distribuído pela firma HOSOKAWA®) . Como bolas de granulação, foram utilizados 100 kg de Iron-Cylpebs™ com um diâmetro médio de 25. Na saída do moinho foi instalado um classificador tipo Alpine Turboplex® 100 ATP (distribuído pela firma ALPINE®) .
Etapa c) 10 kg do intermediário de dolomite moída seca obtido com um diâmetro equivalente esférico de 5 μιη (± 0,3 μιη) foi continuamente granulado por granulação húmida num moinho de bolas de atrito de 2 L horizontal recirculante (Dynomill) utilizando um total de 1,4% em peso de poliacrilato de sódio com um PM de cerca de 35000 a 40000 g/mol, com base no peso seco total da nanodolomite como dispersante/auxiliar de granulação, num teor de sólidos de 65,6% em peso para adicionalmente produzir a seguinte distribuição de tamanho: 38
Diâmetro (nm) Número (N) de partículas em % de N % em peso <200 97, 4 23, 7 200-400 2,2 14, 4 400-600 0,6 17, 3 600-800 0,2 16,4 800-1000 <0, 1 12,1 A viscosidade Brookfield da suspensão obtida foi de 325 mPa.s.
As esferas de granulação que foram utilizadas, feitas de silicato de zircónio e badeleite, tinham 0,5 a 2 μιη de tamanho.
Composição de nanodolomite 2 100 kg de rocha de dolomite do Sul da Noruega foram tratados conforme descrito acima nas etapas a) e b) para produzir um diâmetro equivalente de 5 pm (± 0,3 pm). 10 kg do intermediário de dolomite moída seca obtido com um diâmetro equivalente esférico de 5 pm (± 0,3 pm) foram, depois, continuamente granulados por granulação húmida num moinho de bolas de atrito de 2 L horizontal recirculante (Dynomill) utilizando um total de 1,60% em peso de poliacrilato de sódio com um PM de cerca de 35000 a 40000 g/mol, com base no peso seco total da nanodolomite como dispersante/auxiliar de granulação, num teor de sólidos de 69,4% em peso para produzir a seguinte distribuição de tamanho: 39
Diâmetro (nm) Número (N) de partículas em % de N % em peso <200 98, 0 33,6 200-400 1,5 13,6 400-600 0,4 15,3 600-800 0,1 14,1 800-1000 <0,1 10,2 A viscosidade Brookfield da suspensão obtida depois da produção foi de 1460 mPa.s. feitas de tamanho.
As esferas de granulação que foram utilizadas, silicato de zircónio e badeleite, tinham 0,5 a 2 pm de
Descrição das nanoparticulas que podem ser utilizadas de acordo com a invenção
Micropartículas orgânicas 1: Suspensão Ropaque® HP-1055 (Rohm &
Haas):
Tamanho de partícula: relativamente uniforme, 1,0 pm O tamanho de partícula foi determinado por SEM.
Teor de sólidos: 26,1% em peso (determinado a 120 °C, 2 horas num forno)
Micropartículas orgânicas 2: Suspensão Ropaque® AF-1353 (Rohm &
Haas):
Tamanho de partícula: 1,3 a 1,4 pm 40 0 tamanho de partícula foi determinado por SEM.
Teor de sólidos: 29,0% em peso (determinado a 120 °C, 2 horas num forno)
Micropartículas inorgânicas 1: Suspensão Finntale C 10, suspensão aquosa (MONDO Minerais, Finlândia):
Tamanho de partícula: 95% em peso <10 pm 80% em peso <5 pm 45% em peso <2 pm O tamanho de partícula foi determinado pelo método de sedimentação utilizando um Sedigraph 5100, Micromeritics, EUA.
Teor de sólidos: 61,5% em peso (determinado a 120 °C, 2 horas num forno)
Micropartículas inorgânicas 2: Pó Finntale P 05, (MONDO
Minerais, Finlândia):
Tamanho de partícula: 96% em peso <10 pm 79% em peso <5 pm 43% em peso <2 pm O tamanho de partícula foi determinado pelo método de sedimentação utilizando um Sedigraph 5100, Micromeritics, EUA. 41
Teor de humidade: <0,5% em peso de água (determinado a 120 °C, 2 horas num forno)
Descrição dos ligantes que podem ser utilizados de acordo com a presente invenção
Ligante 15 ± 0,5% em peso de solução aquosa de um copolímero de ácido adipico com N-(2-aminoetil)-1,2-etanodiamina e epicloro-hidrina com as seguintes caracteristicas: - Teor total de cloro: cerca de 1,5% em peso - Teor de cloro orgânico: <0,5% em peso - PM >1000 g/mol - Viscosidade Brookfield da solução aquosa: 80 mPa.s ± 30 mPa.s - pH 3,0
Tais produtos podem ser produzidos por síntese em duas etapas do modo familiar aos especialistas na técnica de síntese orgânica. A produção ocorre, por exemplo, através da produção de um produto intermediário consistindo do produto reaccional de dietilenotriamina, monoetanolamina e ácido adipico em água destilada. Numa segunda reacção, o intermediário resultante é feito reagir com epicloro-hidrina utilizando ácido sulfúrico e sorbato de potássio como o catalisador, para produzir o produto final, diluído com água até um teor de sólidos de 12 a 20% em peso e o pH é ajustado para pH 3 com mais ácido sulfúrico. Tais copolímeros são vendidos pela firma Lanxess, Alemanha e pela firma Mare em Itália, e. g., como Nadavin, e. g., Nadavin DHN (15%) . 42
Exemplos 1. Micropartículas orgânicas com nanoparticulas inorgânicas
Experiência comparativa 1: Mistura de partículas orgânicas 1 e composição de nanocarbonato de cálcio: 750 g com base em matéria seca da composição de nanocarbonato de cálcio foram misturados com 250 g com base em matéria seca da suspensão de micropartículas orgânicas 1, num agitador Pendraulik com um disco dentado com um diâmetro de 3,5 cm como agitador e uma velocidade de agitação de 7500 rpm, a uma temperatura inicial de 22 °C, durante 15 minutos, enquanto se agitava. A temperatura final após a mistura foi de 45 °C. A mistura resultante tinha as seguintes características:
Viscosidade Brookfield medida após 5 min/60 min/120 min: 77/79/81 mPa.s - pH 8,23 - Teor de sólidos: 52,22% em peso A Figura 1 mostra, claramente, que o nanocarbonato de cálcio é segregado a partir das micropartículas orgânicas. Apenas uma pequena porção do nanocarbonato de cálcio 75% em peso pode ser observada na SEM.
Um teste de filtração foi realizado para ilustrar a tendência de segregação e para determinar a velocidade de filtração, pela preparação de 200 mL de uma suspensão com teor de sólidos de 0,5% em peso da mistura de nanopartícula/micropartícula e filtrar a suspensão utilizando um 43 filtro de membrana com um diâmetro de poro de 0,2 pm (pressão: cerca de 25 mbar, bomba de sucção de água; temperatura ambiente) . Foi medido o tempo para filtrar 200 mL. Quando ocorre segregação, o nanocarbonato de cálcio passa primeiro através dos poros, mas ao longo de um determinado periodo de tempo, forma-se um bolo de filtração secundário sobre o filtro da membrana e bloqueia os poros.
Tempo de filtração: >24 horas (a experiência foi parada). Após 10 horas, ainda permaneceram 90 mL de suspensão para serem filtrados. Não se formou qualquer leito secundário permeável. O tempo de filtração mostrou, claramente, a segregação das nanoparticulas e das microparticulas.
Experiência comparativa 2: Mistura de 25% em peso das microparticulas orgânicas 1 e 75% em peso da composição de nanodolomite 1: 750 g com base em matéria seca da composição de nanocarbonato de cálcio 1 foram misturados com 250 g com base em matéria seca da suspensão de microparticulas orgânicas 1, num agitador Pendraulik com um disco dentado com um diâmetro de 3,5 cm como agitador e uma velocidade de agitação de 7500 rpm, a uma temperatura inicial de 22 °C, durante 15 minutos, enquanto se agitava. A temperatura final após a mistura foi de 41 °C. A mistura resultante tinha as seguintes caracteristicas: - Viscosidade Brookfield medida após 5 s/60 s/120 s: 145/150/165 mPa.s - pH 9,1 44 - Teor de sólidos: 47,6% em peso A Figura 2 mostra claramente que a nanodolomite é segregada a partir das micropartículas orgânicas. Apenas uma pequena porção da nanodolomite 75% em peso pode ser observada na SEM.
Um teste de filtração foi realizado para ilustrar a tendência de segregação e a formação da camada de filtração secundária pela preparação de 200 mL de uma suspensão com teor de sólidos de 0,5% em peso da mistura de nanopartícula/micropartícula e filtração da suspensão utilizando um filtro de membrana com um diâmetro de poro de 0,2 pm (pressão: cerca de 25 mbar, bomba de sucção de água; temperatura ambiente) . Foi medido o tempo para filtrar 200 mL. Quando ocorre segregação, a nanodolomite passa primeiro através dos poros, mas ao longo de um determinado período de tempo, forma-se um bolo de filtração secundário, o qual é quase impermeável, sobre o filtro da membrana e bloqueia os poros.
Tempo de filtração: 14 horas. Não se formou qualquer leito secundário permeável. O tempo de filtração mostra, claramente, a segregação das nanopartícuias e das micropartículas.
Exemplo comparativo 3: Compósito de 25% em peso de micropartículas orgânicas 1 e 75% em peso de composição de nanocarbonato de cálcio e ligante: 2100 g da composição de nanocarbonato de cálcio foram colocados em Pendraulik e 1944,4 g da suspensão das micropartículas orgânicas 1 foram agitadas na composição durante 45 2 minutos. 0 teor de sólidos foi diluído com água até uma concentração de 50% em peso: 272,7 g de ligante como uma solução aguosa com teor de sólidos de 15,4% em peso foram agitados nesta mistura durante mais 2 minutos e diluídos com água até um teor de sólidos de 35% em peso. A mistura reaccional resultante foi submetida a cisalhamento durante 15 minutos, pelo que, após metade do tempo de cisalhamento, o pH foi ajustado para 9 com 10% em peso de NaOH e dispersa com 0,525% em peso, com base no teor de sólidos totais de uma solução aquosa a 42% em peso activa de um sal de sódio de ácido poliacrílico (PM: cerca de 4000 g/mol; pH 8,5). O agitador Pendraulik foi equipado com um disco dentado com diâmetro de 3,5 cm e a velocidade de agitação foi de 7500 rpm. A temperatura inicial foi de 21 °C e a temperatura final, depois do tempo de cisalhamento de 15 minutos, foi de 38 °C. A suspensão de compósito resultante tinha as seguintes características:
Viscosidade Brookfield medida após 5 min/60 min/120 min: 610/580/583 mPa.s - pH 9,04 - Teor de sólidos: 35,1% em peso A Figura 3 mostra, claramente, que o nanocarbonato de cálcio não é segregado a partir das micropartículas orgânicas e está na superfície das micropartículas orgânicas. É facilmente visualizado que o volume de poro na experiência 3 foi significativamente aumentado em comparação com aquele na experiência 1. mL de uma
Um teste de filtração foi realizado para ilustrar a tendência de segregação, pela preparação de 200 suspensão com um teor de 0,5% em peso de sólidos da mistura de nanopartícula/micropartícula e filtração da suspensão utilizando um filtro de membrana com um diâmetro de poro de 0,2 pm (pressão: cerca de 25 mbar, bomba de sucção de água; temperatura ambiente). Foi medido o tempo necessário para filtrar 200 mL. Quando a segregação ocorre, o nanocarbonato de cálcio, em primeiro lugar, passa através dos poros, mas ao longo de um determinado período de tempo, forma-se um bolo de filtração secundário sobre o filtro da membrana e bloqueia os poros.
Tempo de filtração: 1,5 hora. O tempo de filtração mostra, claramente, que a segregação das nanopartículas e das micropartícuias foi significativamente reduzido. Quase não se formou bolo de filtração secundário de nanocarbonato de cálcio na membrana de filtração bloqueando os poros. O tempo de filtração foi muito curto devido à estrutura aberta do compósito em comparação com a experiência 1.
Estabilidade ácida em meio levemente ácido: 3 amostras, com 4 g cada, com base na matéria seca do compósito correspondendo a 3 g de nanocarbonato de cálcio com base em matéria seca, foram armazenadas a 23 °C pelo tempo mencionado abaixo, cada uma em 100 mL de ácido acético 2,5 molar. As amostras começaram a efervescer espontaneamente, libertando CO2. Após a filtração, o resíduo foi seco a 105 °C durante 3 h.
Foram obtidos os seguintes resultados: 47
Amostra Tempo de armazenamento antes da filtração [h] Peso do compósito [g] Peso de CaC03 % de CaC03 do peso inicial de CaC03 1 1 1,09 0, 095 3,2 2 12 1,03 0, 03 1,0 3 80 1,00 <0,01 <0,1 0 mesmo tipo de filtro de membrana foi utilizado como para os testes de segregação.
Esta experiência mostra, claramente, que os compósitos de carbonato de cálcio não são resistentes a ácido.
Experiência 4 de acordo com a invenção: Compósito de 25% de microparticulas orgânicas 1 e 75% em peso de composição de nanodolomite 1 e ligante: 700 g da composição de nanodolomite 1 foram colocados em Pendraulik e 566,9 g da suspensão das microparticulas orgânicas 1 foram agitados na composição durante 2 minutos. O teor de sólidos foi diluído com água até uma concentração de 50% em peso: 79,5 g de ligante como uma solução aquosa com teor de sólidos de 15,4% em peso foram agitados, nesta mistura, durante mais 2 minutos e diluídos com água até um teor de sólidos de 35% em peso. A mistura reaccional resultante foi submetida a cisalhamento durante 15 minutos, pelo que após metade do tempo de cisalhamento, o pH foi ajustado para 9 com 10% em peso de NaOH e dispersa com 0,1% em peso, com base no teor de sólidos totais de uma solução aquosa a 42% em peso activa de um sal de 48 sódio do ácido poliacrilico (PM: cerca de 4000 g/mol; pH 8,5). O agitador Pendraulik foi equipado com um disco dentado com diâmetro de 8 cm e a velocidade de agitação foi de 7500 rpm. A temperatura inicial foi de 21 °C e a temperatura final após o tempo de cisalhamento de 15 minutos foi de 39 °C. A suspensão do compósito resultante tinha as seguintes características: - Viscosidade Brookfield medida após 5 s/60 s/120 s: 838/810/805 mPa.s - pH 8,9 - Teor de sólidos: 36,5% em peso A Figura 4 mostra claramente que a nanodolomite de cálcio não é segregada a partir das micropartículas orgânicas e está na superfície das micropartículas orgânicas.
Um teste de filtração foi realizado para ilustrar a tendência de segregação, pela preparação de 200 mL de uma suspensão com um teor de 0,5% em peso de sólidos da mistura de nanopartícula/micropartícula e filtração da suspensão utilizando um filtro de membrana com um diâmetro de poro de 0,2 pm (pressão: cerca de 25 mbar, bomba de sucção de água; temperatura ambiente). Foi medido o tempo necessário para filtrar 200 mL.
Tempo de filtraçao: 0,5 horas. 0 tempo de filtração mostra, claramente, que a segregação das nanopartícuias e das micropartículas foi ainda mais baixa do que utilizando nanocarbonato de sódio. Quase não se formou bolo de filtração secundário de nanodolomite na membrana de filtração 49 bloqueando os poros. 0 tempo de filtração foi muito curto devido à estrutura aberta do compósito em comparação com as experiências 1, 2 e 3.
Estabilidade ácida em meio levemente ácido: 3 amostras, com 4 g cada com base na matéria seca do compósito, correspondendo a 3 g de nanodolomite com base em matéria seca, foram armazenadas a 23 °C durante o tempo mencionado abaixo, cada uma em 100 mL de ácido acético 2,5 molar. As amostras não apresentaram libertação espontânea de CO2 e nem efervescência espontânea. Após a filtração, o residuo do filtro foi seco a 105 °C durante 3 h.
Os seguintes resultados foram obtidos:
Amostra Tempo de armazenamento antes da filtração [h] Peso do compósito [g] Peso da dolomite % de dolomite do peso inicial de dolomite 1 1 3,10 2,10 70,1 2 12 2,29 1,29 43,0 3 80 1,25 <0,25 <8,3 O mesmo tipo de filtro de membrana foi utilizado como para os testes de segregação.
Esta experiência mostra, claramente, que os compósitos de nanodolomite com micropigmento orgânico têm uma resistência a ácido muito alta e mesmo após longos períodos de armazenamento 50 em meio ácido, durante vários dias, ainda têm uma estabilidade a ácido significativamente superior do que os compósitos de nanocarbonato de cálcio comparáveis.
Experiência 5 de acordo com a invenção: Compósito de 25% em peso de micropartículas orgânicas 2 e 75% em peso de composição de nanodolomite 1, ligante e copolimero de etileno-ácido acrílico (EAA): 350 g da composição de nanodolomite 1 e 264,1 g da suspensão de micropartículas orgânicas 2 foram agitados durante 2 minutos no agitador Pendraulik, tipo LD 50, com disco dentado com um diâmetro de 3 cm. O teor de sólidos foi diluído com água até uma concentração de 50% em peso; 40,8 g de ligante como uma solução aquosa com um teor de sólidos de 15,4% em peso foram agitados nesta mistura durante mais 2 minutos e diluída com água até um teor de sólidos de 35% em peso. A mistura reaccional resultante foi submetida a cisalhamento durante 15 minutos com o agitador Pendraulik numa velocidade de agitação de 2800 rpm, pelo que, após metade do tempo de cisalhamento, o pH foi ajustado para 9 com 1,9 g de 10% em peso de NaOH e dispersa com 0,1% em peso, com base no teor de sólidos totais de uma solução aquosa a 42% em peso activa de um sal de sódio do ácido poliacrílico (PM: cerca de 4000 g/mol; pH 8,5) . Subsequentemente, 2% em peso de uma solução de um sal de sódio de um polímero do ácido etilenoacrílico (sal de Na do produto comercialmente disponível Primacor 5980i; 11,75%) foi introduzida sob as mesmas condições de agitação e homogeneizada durante 10 minutos. A temperatura inicial foi 21 °C e a temperatura final, após um tempo de cisalhamento de 15 minutos, foi de 41 °C. 51 A suspensão do compósito resultante tinha as seguintes caracteristicas: - Viscosidade Brookfield medida após 5 s/60 s/120 s: 244/230/231 mPa.s - pH 9,34 - Teor de sólidos: 34,2% em peso A Figura 5 mostra, claramente, que a nanodolomite não é segregada a partir das microparticulas orgânicas e está na superfície das micropartículas orgânicas.
Um teste de filtração foi realizado para ilustrar a tendência de segregação, pela preparação de 200 mL de uma suspensão com um teor de 0,5% em peso de sólidos da mistura de nanopartícula/micropartícula e filtração da suspensão utilizando um filtro de membrana com um diâmetro de poro de 0,2 μιη (pressão: cerca de 25 mbar, bomba de sucção de água; temperatura ambiente). Foi medido o tempo necessário para filtrar 200 mL.
Tempo de filtração: 2,5 horas. O tempo de filtração mostra, claramente, que a segregação das nanopartículas e das micropartículas é baixa. Apenas se forma um pequeno bolo de filtração secundário de nanodolomite no filtro de membrana bloqueando os poros. O tempo de filtração foi muito curto devido à estrutura aberta do compósito em comparação com as experiências 1, 2 e 4. 52
Estabilidade ácida em meio levemente ácido: 3 amostras com 4 g cada com base na matéria seca do compósito correspondendo a 3 g de nanodolomite com base em matéria seca, foram armazenadas a 23 °C pelo tempo mencionado abaixo, cada uma em 100 mL de ácido acético 2,5 molar. As amostras não apresentaram libertação espontânea de CO2 e nem efervescência espontânea. Após a filtração, o resíduo do filtro foi seco a 105 °C durante 3 h.
Os seguintes resultados foram obtidos:
Amostra Tempo de armazenamento antes da filtração [h] Peso do compósito [g] Peso da dolomite % de dolomite do peso inicial de dolomite 1 1 3,00 2, 00 66, 7 2 12 2,50 1,50 50, 0 3 80 1, 70 0, 70 23,3 0 mesmo tipo de filtro de membrana foi utilizado como para os testes de segregação.
Esta experiência mostra, claramente, que os compósitos de nanodolomite com micropigmento orgânico têm uma resistência a ácido muito alta e mesmo após longos períodos de armazenamento em meio ácido, durante vários dias, ainda têm uma estabilidade a ácido significativamente superior do que os compósitos de nanocarbonato de cálcio comparáveis. 53 2. Microparticulas inorgânicas com nanoparticulas inorgânicas
Experiência Comparativa 6: Mistura de 25% em peso de microparticulas inorgânicas 1 e 75% em peso de composição de nanodolomite 1: 750 g com base em matéria seca da composição de nanocarbonato de cálcio 1 foram misturados com 250 g com base na matéria seca da suspensão de microparticulas inorgânicas 1 num agitador Pendraulik com um disco dentado com um diâmetro de 3,5 cm como o agitador e uma velocidade de agitação de 7500 rpm, a uma temperatura inicial de 22 °C durante 15 minutos enquanto se agitava. A temperatura final após a mistura foi de 48 °C. A mistura resultante tinha as seguintes características:
Viscosidade Brookfield medida após 5 s/60 s/120 s: 160/160/152 mPa.s - pH 8,4 - Teor de sólidos: 64,4% em peso A Figura 6 mostra, claramente, que a nanodolomite é segregada a partir das microparticulas inorgânicas. Apenas uma pequena porção de 75% em peso de nanodolomite pode ser observada na SEM.
Um teste de filtração foi realizado para ilustrar a tendência de seqregação e para determinar a velocidade de filtração, pela preparação de 200 mL de uma suspensão com 0,5% em peso de teor de sólidos da mistura de nanopartícula/micropartícula e pela filtração da suspensão utilizando um filtro de membrana com um diâmetro de poro de 54 0,2 μιη (pressão: cerca de 25 mbar, bomba de sucção de água: temperatura ambiente). Foi medido o tempo para filtrar 200 mL. Quando ocorre segregação, a nanodolomite passa pelos poros em primeiro lugar, mas ao longo de um determinado período de tempo, forma-se um bolo de filtração secundário no filtro da membrana e bloqueia os poros.
Tempo de filtração: >20 horas (A experiência foi parada). Não se formou qualquer leito de filtração secundário permeável. O tempo de filtração mostra, claramente, a segregação de nanopartículas e micropartícuias .
Experiência 7 de acordo com a invenção: Compósito de 25% em peso de microparticulas inorgânicas 2, 75% em peso de composição de nanodolomite 2 e ligante: 800 g com base em matéria seca das microparticulas inorgânicas 2 foram colocadas num misturador de relha, modelo M 5 R, Lõdige, Alemanha e 106, 7 g de solução aquosa do ligante foram adicionados durante 1 minuto com o agitador a funcionar e, depois, homogeneizados durante mais 10 minutos. O teor de sólidos do intermediário foi de 89% em peso após a adição do ligante. 800 g da composição de nanodolomite 2 foram colocados num agitador Pendraulik, tipo LD 50 com um disco dentado com um diâmetro de 3 cm e misturados com 85,5 g de água. Após um curto tempo de homogeneização de 2 min, 219,6 do intermediário acima com um teor de sólidos de 89% em peso foram adicionados e misturados intensamente durante 15 minutos a uma velocidade de agitação de 2800 rpm. Depois, 1,4 g de uma solução aquosa 42% em 55 peso de um sal de sódio de ácido poliacrílico (PM: cerca de 4000 g/mol; pH 8,5) foram adicionados e misturados durante mais 5 min. A suspensão do compósito resultante tinha as seguintes caracteristicas:
Viscosidade Brookfield medida após 5 min/60 min/120 min: 229/224/236 mPa.s - pH 9,03 - Teor de sólidos: 66,6% em peso A Figura 7 mostra, claramente, que a nanodolomite não é segregada a partir das microparticulas inorgânicas e está na superfície das micropartículas inorgânicas.
Um teste de filtração foi realizado para ilustrar a tendência de segregação, pela preparação de 200 mL de uma suspensão com 0,5% em peso de teor de sólidos da mistura de nanopartícula/micropartícula e pela filtração da suspensão utilizando um filtro de membrana com um diâmetro de poro de 0,2 pm (pressão: cerca de 25 mbar, bomba de sucção de água: temperatura ambiente). Foi medido o tempo para filtrar 200 mL.
Tempo de filtração: 2,5 horas.
Existe apenas muito pouca segregação. O tempo de filtração é curto em comparação com a experiência comparativa 6. 56
Estabilidade ácida em meio levemente ácido: 3 amostras, com 4 g cada, com base na matéria seca do compósito correspondendo a 3 g de nanodolomite com base em matéria seca, foram armazenadas a 23 °C pelo tempo mencionado abaixo, cada uma em 100 mL de ácido acético 2,5 molar. As amostras não apresentaram libertação espontânea de CO2 e nem efervescência espontânea. Após a filtração, o resíduo do filtro foi seco a 105 °C durante 3 h.
Os seguintes resultados foram obtidos:
Amostra Tempo de armazenamento antes da filtração [h] Peso do compósito [g] Peso da dolomite % de dolomite do peso inicial de dolomite 1 1 3,30 2,30 76, 7 2 12 2,65 1,65 55, 0 3 80 1, 77 0, 77 25, 7 O mesmo tipo de filtro de membrana foi utilizado como para os testes de segregação.
Esta experiência mostra, claramente, que os compósitos de nanodolomite com micropigmento inorgânico têm uma resistência a ácido muito alta e mesmo após longos períodos de armazenamento em meio ácido, durante vários dias, ainda têm uma estabilidade a ácido significativamente superior do que os compósitos de nanocarbonato de cálcio comparáveis. 57 3. Combinação de micropartículas inorgânicas/compósito de nanodolomite e micropartículas orgânicas/compósito de nanodolomite
Experiência 8 de acordo com a invenção: Compósito de 50% em peso do compósito da experiência 4 e 50% em peso do compósito da experiência 7: 145 g de produto da experiência 4 (teor de sólidos: 36,5% em peso) e 75 g de produto da experiência 7 (teor de sólidos: 66,6% em peso) são misturados e homogeneizados num agitador
Pendraulik, tipo LD 50 com disco dentado com um diâmetro de 3 cm durante 10 min numa velocidade de agitação de 930 rpm. A suspensão do compósito resultante tem as seguintes caracteristicas:
Viscosidade Brookfield medida após 5 min/60 min/120 min: 613/537/521 mPa.s - pH 8,47 - Teor de sólidos: 45,6% em peso A Figura 8 mostra, claramente, que a nanodolomite não é segregada a partir das micropartículas orgânicas, nem das inorgânicas e está na superfície das micropartículas inorgânicas e orgânicas.
Um teste de filtração foi realizado para ilustrar a tendência de segregação, pela preparação de 200 mL de uma suspensão com 0,5% em peso de teor de sólidos da mistura de nanopartícula/micropartícula e pela filtração da suspensão utilizando um filtro de membrana com um diâmetro de poro de 0,2 pm (pressão: cerca de 25 mbar, bomba de sucção de água: 58 temperatura ambiente). Foi medido o tempo requerido para filtrar 200 mL.
Tempo de filtraçao: 1,0 hora.
Existe apenas muito pouca segregação.
Lisboa, 19 de Junho de 2012 59

Claims (33)

  1. REIVINDICAÇÕES 1. Compósito compreendendo partículas de pigmento e/ou enchimento inorgânico e/ou orgânico revestidas, pelo menos parcialmente, com uma composição compreendendo partículas de dolomite e um ligante, caracterizado por: - o diâmetro equivalente esférico das partículas de pigmento e/ou enchimento estar na gama micrométrica e o diâmetro equivalente esférico das partículas de dolomite estar na gama nanométrica; e o ligante ser um copolímero compreendendo, como monómeros, um ou mais ácidos dicarboxí licos e um ou mais monómeros do grupo de diaminas, triaminas, dialcanolaminas ou trialcanolaminas.
  2. 2. Compósito de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por as partículas de pigmento e/ou enchimento inorgânico serem seleccionadas do grupo compreendendo talco, mica ou suas misturas.
  3. 3. Compósito de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado por as partículas de pigmento e/ou enchimento orgânico serem seleccionadas do grupo compreendendo partículas de pigmento e/ou enchimento baseadas em polietilenos, polipropilenos, tereftalatos de polietileno ou poliestirenos.
  4. 4. Compósito de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado por as partículas de pigmento e/ou enchimento terem uma estrutura essencialmente esférica, de 1 um modo preferido, uma estrutura esférica oca ou hemiesférica oca ou tipo plaqueta.
  5. 5. Compósito de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado por o diâmetro equivalente esférico das partículas de pigmento e/ou das partículas de enchimento estarem, essencialmente, numa gama de mais de 0,2 a 100 pm, especialmente desde 0,3 a 100 pm, de um modo preferido, numa gama desde 0,3 a 75 pm, de um modo mais preferido, numa gama desde 0,3 a 50 pm, de um modo ainda mais preferido, numa gama desde 0,3 a 25 pm, de um modo muito preferido, numa gama desde 0,3 a 15 pm, em particular, numa gama desde 0,3 a 12 pm, em que o diâmetro equivalente esférico das partículas de pigmento e/ou as partículas de enchimento orgânicos está numa gama de mais de 0,2 a 25 pm, de um modo preferido, de 0,3 a 10 pm, de um modo preferido, numa gama desde 0,4 a 1,5 pm, de um modo mais preferido, numa gama desde 0,7 a 1,4 pm e, de um modo muito preferido, numa gama desde 0,9 a 1.1 pm.
  6. 6. Compósito de acordo com qualquer uma das reivindicações 3 a 5, caracterizado por as partículas de pigmento e/ou as partículas de enchimento orgânicas serem partículas baseadas em poliestireno, de um modo preferido, na forma de esferas ocas de poliestireno com um diâmetro equivalente esférico de 0,3 a 2 pm, de um modo preferido, 0,4 a 1,5 pm, e. g., 1,3 pm a 1,4 pm, de um modo especialmente preferido, 0,9 a 1.1 pm, especialmente 1 pm.
  7. 7. Compósito de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por as partículas de pigmento e/ou as partículas de enchimento serem partículas de talco, em que 95 a 98% em peso, especialmente 96% em peso, das partículas de talco terem um 2 diâmetro equivalente esférico de menos de 10 μπι, 79 a 82% em peso, especialmente 80% em peso, terem um diâmetro equivalente esférico de menos de 5 pm e 43 a 46% em peso, especialmente 45% em peso, terem um diâmetro equivalente esférico de menos de 2 pm.
  8. 8. Compósito de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado por a dolomite ser, de um modo preferido, uma rocha de dolomite natural moida contendo, pelo menos, 50% em peso, de um modo preferido, mais de 75% em peso de mineral dolomite, de um modo mais preferido, mais de 90% em peso e, de um modo especialmente preferido, mais de 98% em peso de mineral dolomite.
  9. 9. Compósito de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado por 90 a 100%, de um modo preferido, 92 a 99%, de um modo mais preferido, 94 a 98%, de um modo especialmente preferido, 96 a 98%, especialmente 97 ± 0,5% das partículas de dolomite, com base na quantidade N de partículas de dolomite, terem um diâmetro equivalente esférico de menos de 200 nm, especialmente, na gama desde 20 a 200 nm ou 50 a 180 nm, de um modo preferido, de menos de 150 nm, especialmente, numa gama desde 70 a 150 nm, de um modo mais preferido, de menos de 100 nm.
  10. 10. Compósito de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado por conter 5 a 95% em peso, de um modo preferido, 20 a 80% em peso, de um modo mais preferido, 25 a 75% em peso de partículas de pigmento e/ou partículas de enchimento, com base no peso seco total do compósito e/ou 95 a 5% em peso, de um modo preferido, 80 a 20% em peso, de um modo mais preferido, 75 a 25% em peso de partículas de dolomite, com base no peso seco total do compósito. 3
  11. 11. Compósito de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado por as partículas de pigmento e/ou as partículas de enchimento e a dolomite estarem presentes numa proporção de, de um modo preferido, 1:20 a 20:1, especialmente numa proporção de 1:4 a 4:1, de um modo mais preferido, numa proporção de 1:3 a 3:1 ou 1:2 a 2:1, especialmente numa proporção de 1:1 ou 1:3, com base no peso seco.
  12. 12. Compósito de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado por ácidos dicarboxílicos C2 a Cio ramificados ou não ramificados, saturados ou insaturados, de um modo preferido, ácidos dicarboxilicos C3 a C9, ácidos dicarboxilicos C4 a Cg, ácidos dicarboxilicos C5 a C7, especialmente, ácido adípico, serem utilizados como os monómeros de ácido dicarboxilico do ligante e/ou diaminas e triaminas substituídas e não substituídas, de cadeia linear e ramificada, especialmente N-(2aminoetil)-1,2-etanodiamina, serem utilizadas como os monómeros de diamina ou triamina do ligante e dietanolamina, N-alquildialcanolaminas, tais como N-metil- e N-etildietanolamina e trietanolamina, serem utilizadas como os monómeros de dialcanolamina ou trialcanolamina do ligante.
  13. 13. Compósito de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado por o copolímero utilizado como o ligante estar reticulado com epicloro-hidrina.
  14. 14. Compósito de acordo com a reivindicação 13, caracterizado por o ligante ser um copolímero de ácido adípico com N-(2-aminoetil)-1,2-etanodiamina e epicloro-hidrina. 4
  15. 15. Compósito de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 14, caracterizado por conter 0,1 a 10% em peso, de um modo preferido, 0,3 a 5% em peso, de um modo especialmente preferido, 0,5 a 3% em peso de ligante, com base no peso seco total do compósito.
  16. 16. Compósito de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 15, caracterizado por conter uma tal alta estabilidade a ácido em ácidos fracos com um pKa >4, tal como ácido acético, que, após 1 hora de armazenamento do compósito em ácido 2,5 molar tendo um pKa >4, a 23 °C, pelo menos, 50% em peso, de um modo preferido, pelo menos 60% em peso, de um modo mais preferido, pelo menos 70% em peso, mas também mais do que 75% em peso e após 12 horas de armazenamento, pelo menos, 30% em peso, de um modo preferido, pelo menos 40% em peso, de um modo mais preferido, pelo menos 45% em peso, mas também mais do que 50% em peso do componente dolomite, estar ainda presente.
  17. 17. Método para produzir um compósito de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 16, compreendendo as etapas de: a) proporcionar as microparticulas de pigmento e/ou enchimento; b) proporcionar a composição de partículas de dolomite na gama nanométrica; c) proporcionar o ligante; d) misturar as partículas de pigmento e/ou enchimento e a composição de dolomite de a) e b) , em que o ligante é adicionado às partículas de pigmento e/ou enchimento de a) ou à composição de dolomite de b) antes da etapa d) e a mistura reaccional resultante ser homogeneizada 5
  18. 18. Método para produzir um compósito de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 16, compreendendo as etapas de: a) proporcionar as micropartículas de pigmento e/ou enchimento; b) proporcionar a composição de partículas de nanodolomite na gama nanométrica; c) proporcionar o ligante; d) misturar as partículas de pigmento e/ou enchimento e a composição de dolomite de a) e b) , em que o ligante é adicionado à mistura de partículas de pigmento e/ou enchimento de a) e à composição de dolomite de b) após a etapa d) e a mistura reaccional resultante ser homogeneizada.
  19. 19. Método para produzir um compósito de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 16, compreendendo as etapas de: a) proporcionar as micropartículas de pigmento e/ou enchimento; b) proporcionar a composição de partículas de nanodolomite na gama nanométrica; c) proporcionar o ligante; d) adicionar as partículas de pigmento e/ou enchimento e a composição de dolomite de a) e b) ao ligante de c); em que as partículas de pigmento e/ou enchimento são adicionadas antes, após ou conjuntamente com a composição de dolomite, serem aí misturadas e a mistura reaccional resultante ser homogeneizada. 6
  20. 20. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 17 a 19, caracterizado por a composição de partículas de dolomite na gama nanométrica ser proporcionada na forma de uma suspensão aquosa e as micropartículas de pigmento e/ou as micropartícuias de enchimento serem proporcionadas, de um modo preferido, numa forma sólida ou na forma de uma suspensão aquosa, em que as micropartículas de pigmento e/ou enchimento inorgânico são proporcionadas, de um modo preferido, em forma sólida, as micropartículas de pigmento e/ou enchimento orgânico são proporcionadas, de um modo preferido, como uma suspensão aquosa e o ligante é proporcionado, de um modo preferido, na forma de uma suspensão ou solução aquosa.
  21. 21. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 18 a 20, caracterizado por, após a adição do ligante à mistura reaccional resultante, serem adicionados um ou mais dispersantes, de um modo preferido, seleccionados do grupo consistindo em sais do ácido poliacrílico, tal como o sal de sódio, polifosfato de sódio ou copolímeros de poliacroleína/acrilato; dispersantes poliméricos catiónicos e/ou anfotéricos, especialmente cloreto de polidialildimetilamónio (PoliDADMAC) ou copolímeros de ácido acrílico com monómeros catiónicos ou misturas desses dispersantes.
  22. 22. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 17 ou 19 a 20, caracterizado por serem adicionados um ou mais dispersantes, de um modo preferido, seleccionados do grupo consistindo em sais do ácido poliacrílico, tal como o sal de sódio, polifosfato de sódio ou copolímeros de poliacroleína/acrilato; dispersantes poliméricos catiónicos e/ou anfotéricos, especialmente cloreto de 7 polidialildimetilamónio (PoliDADMAC) ou copolímeros de ácido acrílico com monómeros catiónicos ou misturas desses dispersantes, antes da adição do ligante às partículas de pigmento e/ou enchimento de a) ou à composição de dolomite de b) .
  23. 23. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 21 ou 22, caracterizado por os dispersantes serem adicionados numa quantidade de 0,01% em peso a 1% em peso, com base no peso seco total do compósito, de um modo preferido, numa quantidade de 0,1% em peso a 0,5% em peso, especialmente 0,25% em peso.
  24. 24. Suspensão aquosa caracterizada por compreender um compósito de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 16.
  25. 25. Utilização de um compósito de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 16, ou uma suspensão de acordo com a reivindicação 24, como um enchimento ou pigmento.
  26. 26. Utilização de acordo com a reivindicação 25, caracterizada por o compósito ou a suspensão ser utilizada no fabrico de papel, de um modo preferido, em quantidades de 0,5 a 50% em peso, de um modo preferido, de 1 a 30% em peso, com base no peso total do papel e ser utilizada no acabamento de papel, especialmente no revestimento de papel, de um modo preferido, em quantidades de 0,5 a 100 g/m2, de um modo preferido, 2 a 50 g/m2, de um modo especialmente preferido, 5 a 25 g/m2 por lado do papel e/ou ser utilizada no pré-revestimento, revestimento intermediário, revestimento de topo e/ou revestimento individual e o papel ser revestido em um e/ou em ambos os lados e um ou mais dos revestimentos conterem o compósito em um ou em ambos os lados, em que o papel pode ser acetinado ou não acetinado.
  27. 27. Utilização de acordo com qualquer uma das reivindicações 25 ou 26, caracterizada por o compósito ser utilizado para modificar ou controlar o volume de poro do papel ou revestimento.
  28. 28. Utilização de um compósito de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 16, ou uma suspensão de acordo com a reivindicação 24, em tintas, plásticos ou compostos vedantes.
  29. 29. Utilização de um compósito de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 16, ou uma suspensão de acordo com a reivindicação 24, como um auxiliar de filtração na forma de uma camada de filtração, opcionalmente, num material veiculo natural e/ou sintético, tais como fibras de algodão, celulose e poliamida.
  30. 30. Auxiliar de filtração compreendendo um compósito de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 16, ou uma suspensão de acordo com a reivindicação 24.
  31. 31. Corante de revestimento compreendendo um compósito de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 16, ou uma suspensão de acordo com a reivindicação 24, em que o corante de revestimento tem, de um modo preferido, um teor de sólidos de 25 a 75% em peso de sólidos, de um modo mais preferido, 30 a 70% em peso, de um modo especialmente preferido, 30 a 40% em peso de sólidos, e/ou a quantidade de compósito, com base no teor de sólidos totais no corante do revestimento, é 9 de 3 a 97% em peso, de um modo preferido, 10 a 90% em peso e, de um modo especialmente preferido, 85 ± 10% em peso.
  32. 32. Utilização de um copolimero como definido na reivindicação 1 para revestimento, pelo menos parcial, de partículas de pigmento e/ou enchimento inorgânico e/ou orgânico como definidas na reivindicação 1 com uma composição compreendendo partículas de dolomite como definidas na reivindicação 1.
  33. 33. Utilização de acordo com a reivindicação 32, caracterizada por o copolimero compreender como monómeros ácido adípico, N-(2aminoetil)-1,2-etanodiamina e epicloro-hidrina. Lisboa, 19 de Junho de 2012 10
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