ES2215878T3 - Granulado de pigmento para teñir materiales de construccion y procedimiento para su fabricacion. - Google Patents
Granulado de pigmento para teñir materiales de construccion y procedimiento para su fabricacion.Info
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Abstract
Uso de una combinación de compuestos unidos a iones alcalinotérreos y medios seleccionados entre uno o varios del grupo de los compuestos mono- o polihidroxílicos, compuestos mono- o polihidroxiamino, carboxilatos y silicatos, en la fabricación de granulados de pigmento para teñir materiales de construcción, para disminuir la tendencia a la eflorescencia de los componentes unidos a los materiales de construcción y/o para aumentar el contenido de pigmento en la mezcla para granular.
Description
Granulado de pigmento para teñir materiales de
construcción y procedimiento para su fabricación.
La invención se refiere a granulados de pigmento
para teñir materiales de construcción y un procedimiento para la
fabricación de tales granulados.
Para teñir materiales de construcción,
especialmente de materiales de construcción relacionados con el
cemento, como por ejemplo hormigón, se emplean actualmente de forma
predominante pigmentos inorgánicos, especialmente basados en
diferentes óxidos de hierro. Además, los granulados de pigmento
muestran ventajas muy considerables frente a polvos y pastas, por
ejemplo, en la manipulación, al evitar el polvo y similares, aunque
también respecto a sus propiedades de dispersión.
A partir del documento DE-A1
2908202 se conoce el empleo de preparados de carbono que contienen
agua (con 30% a 80% de agua) como granulados de perlas para teñir en
la industria del cemento. Esta técnica no se puede usar para otros
pigmentos y los granulados con tales contenidos de agua son
desventajosos, también para fines de uso en el sector de la
construcción.
A partir del documento DE-A1
2940156 se conoce la granulación junto con aglutinantes mediante
granulación por pulverización. Los granulados de pigmento así
obtenidos se emplean para la fabricación de tintas de color, teñido
de plásticos, barnices y similares. No contiene una referencia al
teñido de materiales de construcción, asfalto y similares.
A partir del documento EP-A2
0191278 se conocen granulados de color con más de 5% en peso hasta
50% en peso de agua. Según esta teoría técnica, los granulados con
bajo contenido en agua no se pueden usar para materiales de
construcción.
En el documento DE-A1 3619363 se
describen por primera vez granulados de pigmento que se pueden usar
para teñir materiales de construcción, que pueden comprender
pigmentos diferentes del carbono. Según este estado de la técnica se
preparan microgranulados como tales pigmentos mediante mezclado con
aglutinantes y a continuación secado por pulverización. Los
aglutinantes son esencialmente aglutinantes orgánicos, como por
ejemplo, sulfonato de lignina. Estos granulados tienen éxito
comercial.
En el documento DE-A1 3918694 se
proponen microgranulados sin aglutinantes orgánicos. Aquí se usan
compuestos inorgánicos como aglutinantes, especialmente óxidos y/o
hidróxidos y los correspondientes hidratos. Tales productos son a
menudo problemáticos en la práctica, porque tienden a la dispersión
incompleta en el procesado en cemento y similares.
El documento EP-A1 0567882
describe granulados de estructura, compactación y pulverización con
aglutinantes como especialmente aceite de máquinas, cera, parafina y
similares, que sirven para el teñido del asfalto. Adicionalmente a
los aglutinantes se pueden emplear sustancias como sulfonato de
lignina, melaza, almidón y similares. Las sustancias como el
sulfonato de lignina no se pueden usar solas como aglutinantes según
esta publicación.
A partir del documento EP-A1
0650939 se conoce la compactación de pigmentos de óxido de hierro
con aglutinantes bajo presiones de compresión muy pequeñas, no
superándose las fuerzas lineales de 15 kN/cm y debiéndose emplear
densidades entre 0,5 g/cm^{3} y 3 g/cm^{3}. Estos productos en
polvo ligeramente compactados se aplastan en germinado y polvo y les
sigue una granulación de estructura de tipo convencional. El paso de
compactación no parece tener una influencia detectable en las
propiedades del granulado; se trata fundamentalmente de una
granulación de estructura convencional. Como aglutinantes se emplean
sustancias inorgánicas u orgánicas, principalmente aceites y
similares.
A partir del documento EP-A1
0657511 se conoce la fabricación de granulados de pigmento con
lactosa como aglutinantes mediante secado por pulverización con una
humedad residual por debajo del 2,5% en peso.
Como "granulados" se entiende, en el
contexto de esta descripción, cualquier material cuyo tamaño de
grano medio en comparación con los materiales de partida se ha
aumentado mediante un paso de tratamiento. Por eso los
"granulados" no sólo comprenden los granulados de pulverización
y granulados de compactación, sino también, por ejemplo, productos
de un tratamiento húmedo con molido posterior.
A causa de las considerables ventajas en
comparación con polvos, pastas y similares, desde hace décadas se
usan los granulados industrialmente a gran escala. La granulación
también tiene éxito desde hace tiempo para el procesado de
pigmentos.
Ahora, las experiencias que se han obtenido con
los granulados de pigmento en otros ámbitos no se pueden transferir
fácilmente al teñido de materiales de construcción, asfalto y
similares. En la práctica, granulados que teóricamente deberían ser
apropiados de forma casi perfecta, demuestran ser a menudo
insuficientes, porque no combinan entre sí todas las propiedades
necesarias.
Así, a menudo se alcanza una buena dureza del
granulado, lo que contrarresta su destrucción en el envasado y el
transporte y contiene la formación de polvo; aunque así por otro
lado puede afectar a la dispersabilidad y no se llega al teñido
homogéneo deseado y al desarrollo de la intensidad del color
requerido.
Por otro lado, los granulados con muy buena
intensidad del color y más ligera dispersabilidad son a menudo
demasiado blandos y ya se desintegran antes del procesado en
material de construcción, lo que puede conducir a aumentar la
formación de polvo, a residuos en los envases, a menor fluidez y
correspondientemente a frecuentes fallos de dosificación.
De las numerosas posibilidades de granulación, ha
triunfado en la práctica la granulación por pulverización, mientras
por ejemplo la granulación en lecho fluidificado, teóricamente
totalmente comparable, no ha aportado hasta ahora granulados
utilizables.
Últimamente se han dado a conocer propuestas para
renunciar totalmente a los granulados y en lugar de éstos usar
polvos recubiertos. Como ejemplo se cita el documento WO 97/20892.
Queda esperar si de esta manera se pueden evitar amplias
distribuciones de tamaño de partícula a causa de aglutinados, etc. y
si tales polvos recubiertos se pueden usar sin producir los
problemas de polvo que eran típicos del estado de la técnica antes
de la introducción de los granulados de pigmento.
Para facilitar el molido, la suspensión y la
dispersión de los granulados de pigmento se usan agentes
tensioactivos y aglutinantes que se seleccionan de manera que el
granulado se desintegra con el efecto de dispersión deseado. Sin
embargo, todos los agentes tensioactivos y aglutinantes usados hasta
ahora para facilitar la dispersión presentan el inconveniente que
refuerzan la tendencia a la eflorescencia, especialmente de
materiales de construcción relacionados con el cemento. En el
fenómeno de la eflorescencia, determinados componentes de la mezcla
de material de construcción, en el caso del hormigón o del cemento
sobretodo la caliza (CaCO_{3}), migran gradualmente por ejemplo,
mediante meteorización, disolución o envejecimiento del material, en
forma disuelta hacia la superficie y tras la evaporación del
disolvente forman allí un depósito no deseado que se renueva
constantemente.
Esencialmente el objetivo de la invención es
proponer en este contexto un procedimiento para teñir materiales de
construcción mediante granulados de pigmento que facilite el efecto
de teñido por los pigmentos y al mismo tiempo disminuya la tendencia
a la eflorescencia, especialmente de materiales de construcción
relacionados con el cemento. Además, es un objetivo de la invención
indicar un procedimiento que permita aumentar el contenido de
pigmento en la mezcla para granular.
Las características definidas en las
reivindicaciones independientes sirven para alcanzar este
objetivo.
En las reivindicaciones subordinadas se describen
configuraciones ventajosas.
El objetivo de la invención se alcanza al mezclar
los pigmentos, especialmente en forma de polvo de pigmento y/o torta
filtrante de pigmento, y los agentes tensioactivos y aglutinantes
convencionales en la fabricación de granulados de pigmento
adicionalmente con al menos un medio reductor de la tendencia a la
eflorescencia y/o un medio para el aumento del contenido de pigmento
en la mezcla para granular. Así, se encontró de forma sorprendente
que estos medios pueden actuar de forma sinérgica, es decir, que los
medios que contribuyen al aumento del contenido de pigmento en la
mezcla para granular refuerzan el efecto reductor correspondientes
de la eflorescencia de (otros) medios. Así, mediante el
procedimiento según la invención resulta una homogeneidad
excepcional, así como una excelente intensidad de color del
teñido.
Los medios con reducida tendencia a la
eflorescencia se seleccionan según la invención a partir de
compuestos unidos con iones alcalinotérreos. Preferiblemente se usan
compuestos tales, que forman sales poco solubles con los iones
alcalinotérreos o complejos, especialmente complejos estables.
Los complejantes en el procedimiento según la
invención comprenden ácidos aminopolicarboxílicos como EDTA, ácidos
alcano-1,1-difosfónicos, ácidos
polioxicarboxílicos, poliaminas, éteres corona, polímeros
complejantes y similares. Los polímeros complejantes pueden
seleccionarse a partir de poliestiroles funcionalizados,
poliacrilatos, poliacrilonitrilos, polivinilalcoholes o
polietileniminas, que presentan como grupos funcionales restos ácido
iminodiacético, hidroquinolina, tiourea, guanidina, ditiocarbamato,
ácido hidroxámico, amidoxima, ácido aminofosfórico, restos poliamino
cíclicos o no cíclicos, mercapto, 1,3-dicarbonilo o
éter corona.
Son especialmente preferibles en el procedimiento
según la invención los compuestos que forman sales poco solubles en
iones alcalinotérreos, como oxina (8-quinolinol),
ácidos policarboxílicos, preferiblemente ácido oxálico o sus
correspondientes sales, así como jabones. En una forma de
realización especialmente preferible se usan jabones, por ejemplo,
jabones convencionales que se pueden obtener comercialmente, y entre
estos especialmente jabones blandos. Los jabones blandos pueden
contener jabones grasos y de potasa. Preferiblemente se usan jabones
grasos y con especial preferencia jabones grasos basados en aceite
vegetal.
Para el aumento del contenido de sólido,
especialmente el contenido de pigmento en la mezcla para granular,
se usan medios según la invención que favorecen la solubilización de
pigmentos sólidos tras la adición de agua, así como el moldeado de
los gránulos, especialmente en el secado por pulverización.
Finalmente, es entonces especialmente ventajoso si los compuestos
reductores de la tendencia a la eflorescencia con propiedades de
superficies límite activas (como por ejemplo, los jabones)
anteriormente mencionados están contenidos en la mezcla para
granular. En esta forma de realización preferible se obtiene un
efecto sinérgico, en el que tanto el contenido de pigmento en la
mezcla para granular y la formación del moldeado del granulado se
favorecen de forma sobre-aditiva, como también se
reduce de forma sobre-aditiva la tendencia a la
eflorescencia de los componentes relacionados con el material de
construcción. Sin embargo, los medios para el aumento del contenido
de pigmento en la mezcla para granular también se pueden usar
entonces de forma ventajosa cuando no se usa ninguno de los medios
reductores de la tendencia a la eflorescencia, ya que por ejemplo,
en el secado por pulverización disminuyen considerablemente los
costes de pulverizado del granulado mediante el aumento de la
proporción de pigmento en el pigmento-lodo
(suspensión coloidal de pigmento) a pulverizar. Del mismo modo se
pueden usar de forma ventajosa los medios para la reducción de la
tendencia a la eflorescencia, también cuando se renuncia al medio
moldeador.
El medio que aumenta el contenido de pigmento en
la mezcla para granular puede seleccionarse a partir de compuestos
que no son lipófilos. Preferiblemente puede seleccionarse a partir
de compuestos mono- o polihidroxílicos, compuestos mono- o
polihidroxiamino o carboxilatos o combinaciones de estos
compuestos.
En el procedimiento según la invención para la
fabricación de granulados de pigmento pueden usarse como compuestos
monohidroxílicos alcoholes monovalentes, primarios, secundarios o
terciarios, alquilsustituidos o no sustituidos, como por ejemplo,
1-ropanol,
2-metil-1-propanol,
2-metil-2-propanol y
similares. Son preferibles alcoholes C_{3} hacia arriba. Los
compuestos polihidroxílicos usados según la invención comprenden
alcoholes polivalentes alquilsustituidos o no sustituidos, por
ejemplo dioles, glicoles como etilenglicol y polialquilenglicoles,
glicerina, alcoholes del azúcar como sorbitol e inositol,
trimetilolpropano y similares. Preferiblemente se usan en la
presente invención
2-metil-1-propanol y
glicoles.
Además, los compuestos monohidroxiamino usados en
el procedimiento según la invención para la fabricación del
granulado de pigmento son aminoalcoholes monovalentes, primarios,
secundarios o terciarios, alquilsustituidos o no alquilsustituidos,
como por ejemplo,
2-amino-1-propanol,
2-amino-1-butanol,
3-amino-1-propanol,
2-amino-2-metil-1-propanol
y similares. Son preferibles los aminoalcoholes de C_{3} hacia
arriba. Como compuestos polihidroxiamino según la invención pueden
usarse alcoholes polivalentes, alquilsustituidos o no sustituidos,
como por ejemplo,
2-amino-2-metil-1,3-propanodiol
y similares. En una forma de realización preferible de la presente
invención se usan aminoalquilpropanoles con restos alquilo C_{1} a
C_{4}, especialmente restos alquilo C_{1}, como por ejemplo
2-amino-2-metil-1-propanol.
Además se pueden usar otros compuestos con peso
molecular relativamente bajo (preferiblemente C_{1} a C_{100},
con especial preferencia C_{2} a C_{50}, especialmente C_{3} a
C_{25}), que llevan uno o varios grupos hidrófilos. Además, se
puede tratar de NH_{2}- y OH- aunque también de grupos éter,
grupos carboxilo, funciones ácido y similares, dado el caso también
en forma (salina) neutralizada.
La cantidad total de medios reductores de la
tendencia a la eflorescencia usados en el procedimiento según la
invención para la fabricación de granulados de pigmento asciende al
menos a 0,01% en peso, preferiblemente 0,05 a 0,5% en peso y con
especial preferencia 0,1 a 0,2% en peso, referido a la cantidad
total de la mezcla para granular.
La cantidad total de medios para el aumento del
contenido de pigmento en la mezcla para granular usados en el
procedimiento según la invención para la fabricación de granulados
de pigmento asciende al menos a 0,01% en peso, preferiblemente 0,1 a
1% en peso y con especial preferencia 0,3 a 0,7% en peso, referido a
la cantidad total de la mezcla para granular.
Según la invención, el pigmento se puede mezclar
como mezcla de polvo o como suspensión en un disolvente con al menos
un agente tensioactivo y/o aglutinante y/o desintegrante, un medio
para la reducción de la tendencia a la eflorescencia y/o un medio
para el aumento del contenido de pigmento en la mezcla para
granular. Como procedimiento para la granulación se pueden usar
procedimientos convencionales conocidos como condensación,
compactación, prensado o aglomeración; secado de estructura, secado
por pulverización o secado por lecho fluidificado, así como la
combinación de los procedimientos anteriormente mencionados. Se
emplean preferiblemente procedimientos de pulverización.
El agente tensioactivo y/o aglutinante y/o
desintegrante para este granulado se selecciona de manera que el
granulado se desintegra con el efecto de dispersión deseado. Son
especialmente apropiados los agente tensioactivos y/o aglutinantes
solubles en agua, como especialmente sulfonato de lignina y
similares; además, son apropiados aglutinantes con efecto
desintegrante y/o verdaderos desintegrantes. Así, en la mayoría de
casos se trata de polímeros fuertemente hidrófilos con un gran poder
de absorción correspondiente frente a agua, por ejemplo,
determinados derivados de celulosa, dextranos, polivinilpirrolidona
intercruzada y similares. En lugar de éstos o adicionalmente a
éstos, pueden emplearse agentes de hidrofilación, como por ejemplo
PEG-éster de ácido graso y similares. También se pueden usar
determinados componentes inorgánicos como sistemas reactivos
formadores de gas bajo el efecto del agua.
Los aglutinantes secos como por ejemplo lactosa,
azúcar y similares son generalmente menos preferibles, aunque se
pueden usar con ventaja para aplicaciones especiales.
Un componente de elección importante para los
granulados según la invención es el silicato, especialmente el
silicato potásico, que se añade a la mezcla de partida acuosa para
la granulación y tiene efecto como aglutinante y espesante.
Preferiblemente se usan aditivos en el intervalo por debajo del 1%
en peso (referido a la mezcla total).
La elección del agente tensioactivo, aglutinante
y/o desintegrante se realiza de manera que el granulado a emplear
para el teñido, o sea en mezclas de materiales de construcción
usualmente acuosos, se suspende y/o dispersa suficientemente rápido
y de forma suficientemente completa. Aquí desempeñan también un
papel el tipo de pigmento, el procedimiento de granulación y el
post-tratamiento, de manera que la mezcla
respectivamente apropiada se puede definir mediante los sencillos
procedimientos correspondientes.
En todas las formas de realización de la
invención mencionadas antes según la invención se puede seguir
influyendo de forma ventajosa en la manipulación, el procesado en el
material de construcción, las propiedades de dispersión, la densidad
del color y similares, de manera que el granulado se trata
superficialmente antes de la mezcla con los materiales de
construcción. Especialmente el granulado se puede recubrir con un
antiadherente y/o un agente tensioactivo. Estos medios se escogen de
manera que no pueden conducir a aglutinados y cocidos del granulado
en el envasado, o sea no son demasiado higroscópicos. Por otro lado
es deseable un efecto que favorezca el humedecimiento.
El uso de los granulados en la mezcla con
materiales de construcción se corresponde con las formas de proceder
conocidas y usuales.
El ejemplo siguiente sirve como explicación de la
invención.
Un granulado que es adecuado para el
procedimiento según la invención para teñir materiales de
construcción se fabricó según la siguiente receta:
Sustancia | % en peso |
Agua limpia | 32,90 |
Poliacrilato (al 40%) | 1,30 |
Silicato potásico | 0,15 |
Rojo de óxido de hierro | 65,00 |
2-amino-2-metil-1-propanol | 0,50 |
Jabón graso | 0,15 |
Hidróxido sódico (al 20%) |
Los materiales de construcción que se tiñeron con
granulados de pigmento fabricados de esta manera presentan una
dispersión excelente de los granulados de pigmento en la mezcla de
material de construcción y con ello una homogeneidad extraordinaria,
así como una muy buena intensidad de color del teñido. Al mismo
tiempo se caracterizaron por una tendencia muy baja a la
eflorescencia de los componentes de la mezcla de material de
construcción.
Claims (17)
1. Uso de una combinación de compuestos unidos a
iones alcalinotérreos y medios seleccionados entre uno o varios del
grupo de los compuestos mono- o polihidroxílicos, compuestos mono- o
polihidroxiamino, carboxilatos y silicatos, en la fabricación de
granulados de pigmento para teñir materiales de construcción, para
disminuir la tendencia a la eflorescencia de los componentes unidos
a los materiales de construcción y/o para aumentar el contenido de
pigmento en la mezcla para granular.
2. Uso según la reivindicación 1, en el que los
compuestos unidos a iones alcalinotérreos se seleccionan a partir de
jabones, especialmente jabones grasos o complejantes, especialmente
ácido oxálico u oxalatos.
3. Granulado de pigmento para teñir materiales de
construcción, fabricado a partir de una mezcla que comprende el
pigmento, al menos un agente tensioactivo y/o aglutinante y/o
desintegrante, así como un medio para el aumento del contenido de
pigmento en la mezcla para granular y al menos un jabón.
4. Granulado según la reivindicación 3, en el que
estos jabones son jabones grasos.
5. Granulado según una de las reivindicaciones 3
ó 4, en el que la cantidad total de jabones se encuentra en el
intervalo de 0,05 a 0,5% en peso, referido a la cantidad total de la
mezcla para granular.
6. Granulado según una de las reivindicaciones 3
ó 4, en el que la cantidad total de jabones se encuentra en el
intervalo de 0,1 a 0,2% en peso, referido a la cantidad total de la
mezcla para granular.
7. Granulado según una de las reivindicaciones 3
a 6, en el que la mezcla para la fabricación del granulado contiene
adicionalmente silicato, especialmente silicato potásico.
8. Granulado según la reivindicación 7, en el que
la cantidad de silicato y/o silicato potásico asciende a menos del
1% en peso, referido a la cantidad total de la mezcla para
granular.
9. Granulado según una de las reivindicaciones 3
a 8, en el que los medios que aumentan el contenido de pigmento en
la mezcla para granular se seleccionan entre el grupo compuesto por
compuestos mono- o polihidroxílicos, compuestos mono- o
polihidroxiamino, carboxilatos y combinaciones de estos
compuestos.
10. Uso según la reivindicación 1 ó 2 y/o
granulado según la reivindicación 9, en el que los compuestos
hidroxiamino comprenden aminoalquilpropanoles con restos alquilo
C_{1} a C_{4}, especialmente aminometilpropanoles.
11. Uso según la reivindicación 1 ó 2 y/o
granulado según la reivindicación 9, en el que los compuestos
hidroxílicos comprende metilpropanoles y glicoles.
12. Granulado según una de las reivindicaciones 3
a 11, en el que la cantidad total de medios que aumentan el
contenido de pigmento en la mezcla para granular se encuentra en el
intervalo de 0,1 a 1% en peso, referido a la cantidad total en la
mezcla para granular.
13. Granulado según una de las reivindicaciones 3
a 11, en el que la cantidad total de medios que aumentan el
contenido de pigmento en la mezcla para granular se encuentra en el
intervalo de 0,3 a 0,7% en peso, referido a la cantidad total en la
mezcla para granular.
14. Granulado según una de las reivindicaciones 3
a 13, en que el pigmento comprende polvos de pigmento y tortas de
filtrado de pigmento.
15. Procedimiento para la fabricación de un
granulado según una de las reivindicaciones 3 a 14, en el que el
pigmento como mezcla de polvo o como suspensión en un disolvente se
mezcla con al menos un agente tensioactivo y/o aglutinante y/o
desintegrante, un medio para el aumento del contenido de pigmento en
la mezcla para granular y un jabón.
16. Procedimiento según la reivindicación 15, en
el que el granulado se produce mediante condensación, compactación,
prensado o aglomeración, mediante secado de estructura,
pulverización o lecho fluidificado o mediante combinaciones de estos
procedimientos.
17. Procedimiento según la reivindicación 15 ó
16, en el que el granulado antes de la mezcla con los materiales de
construcción se recubre con un antiadherente y/o un
tensioactivo.
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