ES2296567T3 - Polímeros aniónicos que contienen sólidos, hidroabsorbentes, con capacidad de hinchamiento en agua y estructura esponjosa, así como su producción y utilización. - Google Patents

Abstract

Producto sólido de tipo tierra quebradiza hidroscópico particulado que comprende materiales minerales molidos como nutrientes vegetales, adyuvantes y materiales de lastre, preferible y/o predominantemente rocas ígneas finamente trituradas como nutrientes vegetales, y opcionalmente además aditivos sólidos y/o líquidos, caracterizado por la cantidad de materiales minerales molidos de hasta al menos el 30% en peso con respecto a la sustancia seca, y porque están unidos en un polímero reticulado de tipo esponja que forma un hidrogel con agua y líquidos acuosos, y que comprende adicionalmente silicatos alcalinos solubles en agua.

Description

Es objeto de la presente invención una sustancia sólida particulada, en forma de gránulos de tierra, hidroabsorbente, con capacidad de hinchamiento en agua, la cual contiene materiales minerales triturados como nutrientes para vegetales, coadyuvantes y material de lastre, preferentemente, y/o en una mayor proporción, roca eruptiva finamente triturada como nutrientes para vegetales y, dado el caso, otros aditivos sólidos y/o líquidos adicionales, caracterizada porque los materiales minerales triturados ascienden a, por lo menos, 30 % en peso con respecto a la sustancia seca y se encuentran incorporados en un polímero reticulado, de estructura esponjosa, el cual puede absorber agua y líquidos acuosos formadno un hidrogel, y la cual, dado el caso, comprende de forma adicional silicato alcalino hidrosoluble. Se presentan además dos procesos simples para la producción de productos con diferentes grados de neutralización y se mencionan posibilidades de utilización.

Los productos conformes a la invención se diferencian de los materiales convencionales por la clase de producción y por la composición. Exteriormente, las partículas del producto presentan una coloración similar a la tierra y en el estado no seco, con una humedad similar a la de la tierra, pueden compararse directamente con el humus. Durante el proceso de hinchamiento en líquidos acuosos, debido al aumento del volumen de los espacios vacíos, se produce un efecto de succión que provoca una absorción efectiva de líquidos mediante capacidad de absorción del componente polímero.

Ya han sido descritos polímeros que forman hidrogel que absorben líquidos acuosos y agua. Para la producción se utilizan ácidos carboxílicos hidrosolubles monoetilénicamente insaturados (por ejemplo ácido acrílico) y sus derivados, en general, después de la neutralización parcial de los grupos ácidos con álcali, de forma conjunta con uno o varios reticuladores que en el interior de la molécula presentan, al menos, dos grupos monoetilénicamente insaturados. La polimerización tiene lugar en una solución acuosa o conforme al proceso de polimerización por suspensión inversa

o por emulsión, tal como ha sido descrita en las solicitudes US 4 286 082, DE-PS 27 06 135, US 4 340 706 y DE-PS 28 40 010. La producción de polímeros injertados brinda otras posibilidades, por

5 ejemplo mediante el empleo de almidón modificado y de celulosa (solicitud DE-OS 26 12 846) o alcohol polivinílico (solicitud DE-PS 40 20 780), así como también el tratamiento posterior de geles de polímero o resinas en polvo, a través de la reticulación posterior de las superficies de la partícula del polímero, por ejemplo de acuerdo a la solicitud DE-PS 40 20 780 C1.

10 Como comonómeros se utilizan monómeros hidrosolubles, monoetilénicamente insaturados, como acrilamida, metacrilamida, (met)acrilamidas N-alquiladas, (met)acrilamidas N-dialquilamino-alquiladas, N-metilol-(met) acrilamida, N-vinilamidas, como N-vinilformamida, N-vinilacetamida y N-vinil-N metilacetamida, N-vinil-N-metilformamida, vinilpirrolidona, así como hidroxialquil

15 (met)acrilatos, como hidroxietilacrilato y éster de ácido (met)acrílico de éter monoalílico de de polietilenglicol y éter alílico de polietilenglicoles. Acorde a la solicitud EP 205 674 A1, también se describe otra producción ventajosa, en donde una solución acuosa de monómeros, no neutralizada previamente, de la polimerización radical, es expuesta a temperaturas dentro del

20 rango de 0 a 100 °C, preferentemente de 5 a 40 °C, y sólo tras llevar a cabo la polimerización y la fragmentación del hidrogel producido, el grado deseado de neutralización es regulado con una solución de álcali – hidróxido en el mezclador de circulación forzosa. La solicitud GB -A-137 6091 revela un polímero con capacidad de hinchamiento, insoluble, susceptible de corrimiento y granulado, el cual es

25 mezclado con un material de relleno inerte. Todos los polímeros, que pueden ser obtenidos de las formas más diversas, también son denominados usualmente superabsorbentes. Un campo de aplicación preferido de estos superabsorbentes es el sector sanitario y de higiene. Se los encuentra actualmente, entre otros, en artículos para la

30 incontinencia, pañales para bebés y tampones. Es evidente que para ello son imprescindibles una neutralidad con respecto a la piel y una absorción completa y rápida de la secreción. Los grados de neutralización de los hidrogeles se ubican, por tanto, entre 50 y 80 % en mol con respecto a los grupos ácidos contenidos en el polímero. La espontaneidad de la absorción de secreción se alcanza a través de un tratamiento térmico de las partículas del polímero previamente secadas y pulverizadas en presencia de un agente de reticulación posterior (solicitud DE-PS 40

5 20 780 C1).

Se consideró natural emplear también dentro del sector botánico como almacenador de agua los polímeros productores de hidrogeles obtenidos para el sector de higiene. El traspaso a esta área, sin embargo, mostró rápidamente diferencias en cuanto a los requerimientos.

10 Para lograr un buen crecimiento de las plantas, también debía considerarse la estructura completa del suelo en combinación con el superabsorbente. Conceptos como el clima del suelo o la capilaridad del suelo cobraron importancia. También la disponibilidad de minerales y de nutrientes necesarios para las plantas debía considerarse e integrarse convenientemente. Además se comprobó que los polímeros

15 aún reaccionaban de forma muy sensible a la tierra alcalina y a la luz ultravioleta. Tal como se informa en la solicitud alemana de otorgamiento de patente con la referencia 101 14 169.6, a través de la adición de silicato alcalino se logra eliminar en gran medida las carencias de los polímeros mencionadas anteriormente, en cuanto a propiedades. La nueva tarea consiste, por lo tanto, en mejorar la estructura del suelo

20 y el clima del suelo con la ayuda de un material que contiene una sustancia polímera y sólida, que representa al mismo tiempo una fuente de nutrientes óptima para las plantas, de modo tal que se cumplan todas las condiciones importantes para el crecimiento. A través de la porosidad del producto es mejorada la capilaridad del suelo

25 y, simultáneamente, es influenciada de forma positiva la calidad del suelo gracias a la presencia de minerales triturados finamente. Asimismo, el elevado contenido de minerales significa un mayor peso del superabsorbente, de modo que se evita una suspensión en caso de una humedad del suelo elevada. Para obtener las propiedades deseadas del producto, los componentes

30 minerales combinados con polímeros pueden variar ampliamente en cuanto a clase y cantidad, pero se prefiere que el producto contenga roca eruptiva triturada como nutriente mineral para las plantas y/o que dicha roca predomine dentro del producto

total. Esta roca es clasificada en dos grupos, según su contenido calculado de SiO2. El primer grupo, denominado aquí grupo A y básico, presenta un contenido de SiO2 inferior a 50 % en peso; el segundo grupo, denominado aquí grupo B y ácido, presenta un contenido de SiO2 superior a 50 % en peso. Puesto que, por lo general, el 5 producto fabricado debe ser neutral, se emplea preferentemente roca eruptiva básica del grupo A. Dicha preferencia se debe también a que, de ese modo, puede ahorrarse álcali. Se utiliza la roca eruptiva ácida del grupo B cuando el producto de fabricación debe ser utilizado para el tratamiento de líquidos amoniacales y/o alcalinos o para materiales provenientes de la descomposición bacteriana de sustancias orgánicas (por

10 ejemplo abono líquido). Puesto que la composición inorgánica de la roca eruptiva, particularmente con respecto a los oligoelementos, junto con el tamaño de las partículas, influye en el curso de la polimerización, y con ello, la estructura esponjosa del producto, es necesario aclarar las influencias de los polvos de roca presentes, mediante pruebas.

15 Debido a que dichos polvos de roca representan, al mismo tiempo, la fuente de nutrientes minerales para las plantas, el grado de pulverización debe ser escogido de modo tal que el tamaño de las partículas se ubique por debajo de 200 µm, preferentemente por debajo de 100 µm. Las sustancias sólidas minerales añadidas de forma adicional, subsidiarias

20 con respecto a la roca eruptiva, actúan de modo diferente durante el proceso de fabricación y al ser utilizadas, tal como puede observarse en la siguiente enumeración. Su utilización, sin embargo, no es obligatoria. Otros materiales minerales que pueden emplearse de forma adicional, de acuerdo a sus funciones, son:

25 a) coadyuvantes sensibles a los ácidos como proveedores de CO2 para la inertización de la solución de monómeros: por ejemplo creta, tierra de trass, dolomita, magnesita. b) sustancias sólidas como espesantes, estabilizadores esponjosos, capturadores de cationes, retardadores de polimerización y/o aceleradores de

30 hinchamiento: minerales arcillosos hidroabsorbentes, como la bentonita. c) material de lastre y material de relleno: minerales como componentes naturales de la corteza terrestre, como feldespato o arena cuarzosa.

Usualmente, antes del inicio de la polimerización, la solución de monómeros es sometida a una desoxigenación elevada. Para ello, generalmente se introduce nitrógeno durante un tiempo prolongado. Se comprobó que, en las condiciones dadas, los materiales minerales que contienen carbonato podrían

5 suministrar suficiente dióxido de carbono para llevar a cabo la polimerización y generar la estructura esponjosa deseada. En caso de renunciar a este material mineral, puede introducirse alternativamente dióxido de carbono o emplearse agua carbonatada. Los materiales minerales del grupo b), como la bentonita, poseen la propiedad de poder absorber por sí mismos cantidades reducidas de líquidos (y con

10 ello, la solución de monómeros) y de presentar la capacidad de combinarse con cationes. Por tanto, contribuyen a la resistencia y al comportamiento de hinchamiento de la esponja. No obstante, debe tenerse en cuenta que dichos minerales actúan como retardadores de polimerización. El tamaño de sus partículas debe ubicarse entre 0,1 y 8 mm, preferentemente, entre 0,3 y 5 mm.

15 Los materiales minerales del grupo c) son mencionados aquí, si bien no cumplen ninguna función particular para la fabricación del producto. No obstante, no pueden faltar debido a que deben incluirse dentro de la proporción de la sustancia mineral sólida del producto y a que proporcionan peso al producto. Para este material de lastre no rigen otras condiciones especiales, a excepción de que el tamaño de sus

20 partículas debe adecuarse al tamaño de las partículas del grupo b). La porción de sustancia sólida en el producto conforme a la invención asciende a, por lo menos, 30 % en peso con respecto a la sustancia seca. A la proporción sólida pertenecen las rocas eruptivas de los grupos A y B, así como también los materiales minerales de los grupos a) hasta c).

25 El resto de las sustancias necesarias para la fabricación del producto total se distribuyen entre componentes químicos, agentes neutralizadores y silicato alcalino, así como, dado el caso, entre fertilizantes que contienen K, N, S, Si.

Durante la realización de la polimerización de una solución de monómeros que contiene álcali y sustancias sólidas se observó que las sustancias sólidas 30 distribuidas anteriormente de forma homogénea, pueden flocular al inicio de la polimerización, perjudicando así en gran medida la formación del material esponjoso. Por este motivo se seleccionó igualmente un proceso de polimerización

de una ejecución lo más sencilla posible, en el cual ya no se produce una floculación

o una aglutinación de la sustancia sólida. Este problema se solucionó de modos diferentes, correspondientes a la neutralización deseada. Proceso I: se preparan los materiales minerales y los componentes

5 hidrosolubles no polimerizantes como una suspensión acuosa que contiene carbonato alcalino y/o dióxido de carbono, la cual puede contener de forma adicional un catalizador que actúa como oxidante para evitar la aglutinación, y los monómeros hidrosolubles, etilénicamente insaturados, que contienen grupos ácidos, y un agente reticulante, son añadidos a continuación y, dado el

10 caso, los comonomeros, de modo que se libera dióxido de carbono y se produce la espuma. Después de finalizada la generación de la espuma es llevada a cabo la polimerización. A continuación el producto es pulverizado. No es necesario un tratamiento posterior cuando este producto se prevé para la absorción o el tratamiento de líquidos amoniacales y/o alcalinos o cuando se

15 alcanzó un rango de pH fitocompatible, mediante la cantidad aplicada de roca eruptiva básica y sustancias sólidas del grupo a). De lo contrario, puede ser absorbida la acidez excedente a través de un tratamiento posterior con hidróxido alcalinotérreo y/o álcali – hidróxido o mezclas de cal, así como de dolomita. Se presenta otro proceso para la fabricación de productos con un valor pH

20 neutral o alcalino, el cual trabaja con una cantidad opcional de álcali y se asemeja al proceso I en cuanto a su desarrollo: Proceso II: se preparan los materiales minerales y los componentes hidrosolubles no polimerizantes como una suspensión acuosa que contiene disueltos las sustancias alcalinas neutralizadoras de ácido, como álcali –

25 hidróxido, carbonato alcalino y silicato alcalino en una cantidad tal que se neutraliza, como máximo, 40 % en mol de los ácidos etilénicamente insaturados y, de forma opcional, otra cantidad contenida en sustancias sólidas hidrófilas y/o porosas. Para evitar que la cantidad opcional reaccione antes de tiempo con los grupos ácidos de la solución de monómeros, ésta es

30 encapsulada de forma adicional en su superficie, por ejemplo, con cera. De esta manera, la neutralización puede ser retrasada temporalmente antes y durante la polimerización, de modo tal que la conformación de la estructura

-7esponjosa pueda tener lugar sin perturbaciones pero, igualmente, la cantidad de álcali necesaria para alcanzar un grado de neutralización de 60 a 80 % en mol se encuentre en el producto. La otra forma del proceso es descrita como se indica para el proceso 1. 5 De este modo se obtienen a discreción productos desde ácidos hasta neutrales o débilmente alcalinos, con una estructura esponjosa estable, los cuales en un estado donde presentan un pH neutral absorben grandes cantidades de agua, en forma similar a los superabsorbentes. La absorción de agua se distribuye en el espacio poroso y en el volumen de gel. Al colocarlo en el suelo, y según la caída de 10 aguas pluviales, así como a la disponibilidad de agua, se logra una “respiración” del suelo, lo cual, en presencia del contenido de nutrientes minerales del producto, significa una calidad del suelo mejorada y a un clima del suelo más saludable. Después de la producción y la pulverización del producto, los innumerables

orificios porosos y las cavidades brindan la posibilidad de colocar otras sustancias

15 sólidas con diferentes tamaños de partículas y pesos específicos aparentes, sin temer que se presenten dificultades vinculadas con el almacenamiento y el transporte. Éstas pueden ser rocas eruptivas y/o representantes de los grupos a) hasta c), pero también sustancias orgánicas de origen natural o sintético, las cuales se denominan grupo N (no minerales). Entre ellas figuran, en forma pulverizada, por ejemplo, algas, rafia,

20 lignito, cáñamo, madera, granos de ricino triturados, carbón de piedra, paja, turba, así como productos de polímeros insolubles en agua y con capacidad de hinchamiento en agua. A través de la posibilidad de una introducción posterior de diferentes materiales de relleno resultan también aplicaciones ajenas al área de la agricultura, las cuales se detallarán más adelante. La apertura y el cierre de las cavidades puede

25 ser controlada mediante el contenido de agua del producto. Tal como ya se ha mencionado, los superabsorbentes consisten en polímeros hidroabsorbentes a base de homopolímeros y copolímeros de ácidos carboxílicos monoetilénicamente insaturados. Estos últimos pueden ser complementados con otros monómeros que contienen grupos ácidos etilénicamente

30 insaturados. Mencionaremos individualmente: ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido etacrílico, ácido crotónico, ácido sórbico, ácido maleico, ácido fumárico, ácido itacónico, ácido vinil-sulfónico,

-8así como los ácidos de acrilamida o de metacrilamida aquil-sulfónicos, como por ejemplo el ácido acrilamido-2-metil-propano-sulfónico, ácido sulfónico 2-metacrilol-oxi etano, ácido sulfonico de 4-vinilbenceno, ácido alquilsulfónico, ácido sulfónico de viniltolueno, ácido vinil-fosfónico y ácido 5 fosfónico de vinilbenceno. Para los monómeros hidrosolubles, etilénicamente insaturados copolimerizables, es válida la lista de sustancias indicada anteriormente, de modo que no es necesario repetirla. La proporción de comonomeros puede ascender hasta un 50 % en peso, con respecto a los componentes polimerizables de la mezcla de 10 monómeros. La mezcla de monómeros, a su vez, puede contener polímeros hidrosolubles hasta un 30 % en peso, con respecto a la sustancia polimerizable de la mezcla de monómeros. Como polímeros solubles se mencionan: homopolímeros y copolímeros de los monómeros mencionados anteriormente, acetato de polivinilo parcialmente saponificado, alcohol polivinílico, almidón, derivados del almidón, 15 almidón polímerizado por injerto, celulosa y derivados de celulosa como carboximetilcelulosa, hidroximetilcelulosa, así como galactomanosa y sus derivados oxialquilados. La solución de monómeros acuosa contiene, al menos, un reticulador en una cantidad de 0,01 a 5 % en peso, preferentemente de 0,1 a 2,0 % en peso, con 20 respecto a la totalidad de los monómeros polimerizables. Como reticulador puede emplearse cualquier sustancia que contenga, al menos, dos grupos etilénicamente insaturados o, al menos, un grupo etilénicamente insaturado y, al menos, otro grupo funcional que sea reactivo frente a los grupos ácidos. Como representantes se mencionan: 25 metilenbisacrilamida, mono, di y poliéster del ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido itacónico y ácido maleico de alcoholes polivalentes, por ejemplo, de butandiol, hexandiol, polietilenoglicol, trimetilpropano, pentaeritrita, glicerina y poliglicerina, así como de los homólogos oxialquilados resultantes, como también los ésteres de estos ácidos con 30 alcohol alílico y sus homólogos oxialquilados. Pueden mencionarse además: dialilacrilamida, dialilftalato, citrato de trialilo, citrato de tri– monoalilpolietilenglicoléter, así como éter alílico de di y polioles y sus

-9oxietilatos. Representantes de la última clase mencionada son los éteres polialílicos de glicerina, trimetilolpropano, pentaeritrita y sus oxetilatos, como también tetraaliloxietano y éteres alílicos poliglicídicos como éter diglicídico de etilenglicol y éter glicídico de glicerina. Por último deben 5 mencionarse, asimismo, las aminas y sus sales con, al menos, dos substituyentes etilénicamente insaturados: la di y trialilamina y el cloruro de tetraalilamonio. Para iniciar la polimerización radical se emplean sistemas redox, que pueden clasificarse como convencionales, por ejemplo, peroxo y azocompuestos, 10 como peroxomonosulfato de potasio, peroxodisulfato de potasio, tercbutilhidroperóxido, dihidrocloruro de 2,2’-azo-bis(2-metilpropionamidina) y peróxido de hidrógeno, junto con uno o varios agentes reductores, como sulfito de potasio, sulfinato de formamidina de potasio y ácido ascórbico. En este caso se prepara, preferentemente, el oxidante. En el caso de la polimerización operativa, la 15 iniciación tiene lugar, preferentemente, a través de fotocatálisis y sensibilizadores. Puesto que después de la fabricación los productos presentan una forma de bloque, es imprescindible una fragmentación antes de la siguiente utilización. La primera etapa consiste, por lo general, en un proceso de corte, de modo que se obtienen discos, esteras o bloques pequeños. Si se mantiene la forma de estera, 20 pueden obtenerse las más diversas formas a través de otros cortes o troquelados. De esta manera pueden ser fabricadas barras cuadradas pequeñas que luego, al ser introducidas dentro del área de nutrición, proporcionan a las raíces de las plantas los minerales y la cantidad de abono necesarios para el crecimiento. No obstante, puede ser utilizada también una máquina picadora, de manera que es posible directamente 25 la fabricación de gránulos similares a los de tierra. Estos se asimilan particularmente bien al humus, tanto en su aspecto externo como en su consistencia. Recién fabricados, aún presentan cierta viscosidad que puede ser aprovechada para producir las formas más diversas a través de una sencilla compresión de los gránulos. Los productos se adecuan de manera excelente al crecimiento, la 30 germinación y el cultivo de plantas y, por lo tanto, producen buenos resultados en cuanto a las plantas también en caso de su mezcla en terrenos poco apropiados y en condiciones climáticas desfavorables. Además, permiten a su vez una restricción de

los intervalos de riego y, debido a ello, son muy ventajosos particularmente en zonas de cultivo donde la lluvia es escasa. Es posible emplear también el producto conforme a la invención sólo para el cultivo de plantas. Una forma de aplicación particular es el empleo en recipientes para plantas unidos a depósitos de agua a través

5 de barras capilares, desde las cuales las esponjas del producto obtienen el agua absorbida por las raíces de las plantas.

Los gránulos con sus poros y cavidades son excelentes como portantes para las más diversas sustancias sólidas. Una de las numerosas posibilidades de combinación que mencionaremos es la mezcla posterior con granos de ricino

10 triturados. Los granos de ricino triturados se originan durante la obtención de aceite de ricino y figuran entre los abonos sólidos. Es también posible una combinación de un producto libre de abonos con madera en polvo o virutas de madera, la cual puede ser secada posteriormente y aprovechada como “lechos sanitarios” para la cría de animales.

15 Sería también interesante dotar posteriormente a los gránulos de partículas, de polímeros superfinas, a menudo productoras de polvo y sintéticas, cuya utilización normalmente es problemática en su forma pura. Gracias a la viscosidad de los gránulos frescos, pueden ser provistos sin corrimiento los tejidos o materiales no tejidos y utilizarlos en todo lugar donde se requieran productos hidroabsorbentes

20 ligados o fijados. Entre ellos figura el cultivo de plantas en superficies inclinadas, suplementos para el transporte de mercancías y plantillas para ataúdes. Si estos tejidos y materiales no tejidos que contienen gránulos son dotados, adicionalmente, de materiales naturales o sintéticos flotantes, pueden ser empleados en zonas húmedas para el cultivo de plantas, por ejemplo, para el cultivo de arroz y

25 también para la combatir insectos, con un equipamiento adecuado. Por ello, gracias a su propiedad extraordinaria y su estructura con cavidades, queda claro que los productos conformes a la invención son, al mismo tiempo, portadores de sinergía y material soporte para los más variados productos líquidos y sólidos. Por tanto, no sólo son depósitos de agua y fuente de nutrientes.

30 La presente invención es descrita adicionalmente a través del estado expuesto en las reivindicaciones. Ejemplos de ejecución

-11 Fueron empleadas las siguientes sustancias sólidas: a) lava del Eifel: harina de roca primitiva de oro de eifel, empresa LAVAUNION GmbH, 53489 Sinzig, b) tierra de trass: empresa Märker-Zementwerk GmbH, 86665 Harburg, 5 c) Bentonita: esmectita bentonita agraria 0/8, empresa MARX Bergbau GmbH & Co. 5431 Ruppach-Goldhausen. Las sustancias químicas fueron proporcionadas por la empresa Merck Eurolab GmbH, 44866 Bochum. Wako V-50 puede obtenerse en la empresa Wako Chemicals GmbH, 10 Neuss; el silicato potásico de la clase 28-30°Bé, en la empresa Baerle & CO, 76593 Gernsbach/Rhein. Ejemplo 1: 40,0 g de lava de Eifel finamente triturada, 15,0 g de tierra de trass finamente triturada y 15,0 g de bentonita triturada entregruesa son mezcladas 15 mediante agitación en forma homogénea en 40,0 g de agua desendurecida que contiene dióxido de carbono. A continuación, es añadida a porciones, mediante agitación, una solución de monómeros compuesta por 15,0 g de acrilamida, 35,0 g de ácido acrílico, 160 mg de diacrilato de 1,4-butandiol y 30,0 g de agua desendurecida, de modo que se controla la formación de espuma. Al finalizar la producción de 20 espuma, comienza la polimerización a través de la adición de los siguientes catalizadores, en el orden indicado: 1 ml de una solución al 1,0 % en peso de Wako V 50, 2 ml de una solución al 1,0 % en peso de peroxidisulfato de sodio, 1 ml de una solución al 0,2 % en peso de ácido ascórbico y 1 ml de una solución al 1,25 % en peso de disulfito de potasio. El bloque de polímeros obtenido después de la 25 polimerización sólo absorbe agua de forma limitada después del trozado, puesto que los grupos ácidos del polímero no fueron neutralizados. No obstante, los líquidos amoniacales son absorbidos rápidamente y con una buena capacidad de hinchamiento. Si los gránulos obtenidos después del triturado son colocados en agua del grifo con 20°dH, que contiene 15,0 g de álcali cáustico y 3,0 g de silicato 30 potásico, se produce un incremento de peso, multiplicándose éste aprox. 30 veces en un lapso de tiempo de 24 hs. Ejemplo 2:

-12 40,0 g de lava de Eifel finamente triturada, 15,0 g de tierra de trass finamente triturada y 15,0 g de bentonita triturada entregruesa son mezcladas mediante agitación, en forma homogénea, en 70,0 g de agua desendurecida que contiene dióxido de carbono. A continuación, son añadidos a porciones, mediante 5 agitación, 5 g de silicato potásico y una solución de monómeros compuesta por 50,0 g de ácido acrílico y 160 mg de diacrilato de 1,4-butandiol, de modo que se controla la formación de espuma. Después de dispersarse la espuma, la polimerización se inicia de forma análoga al ejemplo 1. Si los gránulos obtenidos después del triturado son colocados en agua del grifo con 20°dH, la cual contiene 21,5 g de álcali cáustico, 10 después de 24 hs se produce un incremento de peso, multiplicándose éste aprox. 40 veces. Ejemplo 3: 20,0 g de lava de Eifel finamente triturada y 5,0 g de bentonita triturada entregruesa son mezcladas mediante agitación, en forma homogénea, en 70,0 g de 15 agua desendurecida que contiene dióxido de carbono. A continuación, son añadidos a porciones, mediante agitación, 5 g de silicato potásico y una solución de monómeros compuesta por 50,0 g de ácido acrílico y 160 mg de diacrilato de 1,4-butandiol, de modo que se controla la formación de espuma. Después de dispersarse la espuma, la polimerización se inicia de forma análoga al ejemplo 1. Si los gránulos obtenidos 20 después del triturado son colocados en agua del grifo con 20°dH, la cual contiene 21,5 g de álcali cáustico, después de 24 hs se produce un incremento de peso, multiplicándose éste aprox. 60 veces. Ejemplo 4: 115 g de lava de Eifel finamente triturada, 15, 0 g de tierra de trass triturada 25 finamente y 20,0 g de bentonita triturada entregruesa son mezcladas mediante agitación, en forma homogénea, en 64,0 g de agua desendurecida que contiene dióxido de carbono, y que contiene 12,0 g de silicato potásico, 14 g de hdróxido de potasio (100 %), 2,0 g de urea y 1,5 g de ácido fosfórico (50 %). A continuación, son añadidos 2 ml de una solución al 1,0 % de peroxidisulfato de sodio. 30 Seguidamente, mediante agitación permanente, son adicionados 50,0 g de ácido acrílico, conjuntamente con 0,2 g de diacrilato de 1,4-butandiol. Después de dispersarse la espuma, la polimerización se inicia de forma análoga al ejemplo 1.

Después del triturado, los gránulos depositados en agua del grifo con 20°dH, después de 24 hs presentan un incremento de peso, multiplicándose éste aprox. 20 veces con respecto a su peso inicial. Ejemplo 5:

5 100 g de lava de Eifel finamente triturada, 15,0 g de tierra de trass finamente triturada y 40,0 g de una mezcla de bentonita y arcilla expansiva (1:1) triturada entregruesa, la cual contiene 10,0 g de una solución al 50 % en peso de hidróxido de potasio y 12,0 de silicato potásico incluidos y encapsulados con cera, son mezcladas mediante agitación, en forma homogénea, en 64,0 g de agua

10 desendurecida, la cual contiene 2,0 g de urea y 1,5 g de ácido fosfórico (40 %) y 14,0 g de hidróxido de potasio (100 %). A continuación, son añadidos 2 ml de una solución al 1,0 % en peso de peroxidisulfato de sodio. Seguidamente, mediante agitación permanente, son adicionados 50,0 g de ácido acrílico, conjuntamente con 0,2 g de diacrilato de butandiol. Después de dispersarse la espuma, la polimerización

15 se inicia de forma análoga al ejemplo 1. Después del triturado, los gránulos depositados en agua del grifo con 20°dH, después de 24 hs presentan un peso multiplicado 28 veces con respecto a su peso inicial. Ejemplo 6:

Una cantidad parcial de 100,0 g de una fórmula análoga a la del ejemplo 4

20 fue picada y los gránulos, después de la fabricación, fueron mezclados con 15,0 g de carbonato de calcio y secados parcialmente. El producto combinado fue empleado como sustrato para plantas y proporcionó excelentes condiciones de crecimiento para granos de cebada. Ejemplo 7:

25 Una cantidad parcial de 100,0 g de una fórmula análoga a la del ejemplo 4 fue picada y los gránulos, después de la fabricación, fueron mezclados con 100,0 g de madera en polvo y secados parcialmente. El producto combinado se utilizó como lecho sanitario para animales. Ejemplo 8:

30 Una cantidad parcial de 100,0 g de una fórmula análoga a la del ejemplo 4 fue picada y los gránulos, después de la fabricación, fueron mezclados con 100,0 g

-14 de granos triturados de ricino y secados parcialmente. El producto fue empleado como sustrato para plantas en jardineras.

-15

Claims (15)

1. REIVINDICACIONES

   1. Sustancia sólida particulada, del tipo de gránulos de tierra, hidroabsorbente y con capacidad de hinchamiento en agua, la cual contiene materiales minerales triturados y, dado el caso, otros aditivos sólidos y/o líquidos adicionales,

   5 caracterizada porque los materiales minerales triturados ascienden a, por lo menos, 30 % en peso con respecto a la sustancia seca y se encuentran incorporados en un polímero reticulado, de estructura esponjosa, el cual puede absorber agua y líquidos acuosos formando un hidrogel, y la cual comprende de forma adicional silicato alcalino hidrosoluble, donde los materiales minerales son seleccionados de nutrientes

   10 para vegetales, coadyuvantes o material de lastre y donde el polímero allí contenido fue formado por a) 55 a 99,9 % en peso de un monómero que contiene, al menos, un grupo ácido hidrosoluble etilénicamente insaturado, b) 0 a 40 % en peso de, al menos, un comonomero hidrosoluble

   15 etilénicamente insaturado, polimerizable con el monómero de a) c) 0,01 a 5 % en peso de, al menos, un agente reticulante, y d) 0 a 30 % en peso de un polímero hidrosoluble.
2. 2. Sustancia sólida conforme a la reivindicación 1, caracterizada porque los materiales minerales son seleccionados de, por lo menos, una roca eruptiva 20 finamente triturada; de roca eruptiva básica que contiene una cantidad de SiO2 calculada en menos de 50 % en peso; de roca eruptiva ácida que contiene una cantidad de SiO2 calculada en más de 50 % en peso; creta, dolomita, tierra de trass, magnesita y sus productos de conversión, con monómeros que contienen grupos ácidos con producción de CO2; y minerales arcillosos hidroabsorbentes como

   25 bentonita, feldespato o arena cuarzosa.
3. 3. Sustancia sólida conforme a la reivindicación 1 ó 2, la cual contiene además materiales minerales como espesantes, estabilizadores esponjosos, capturadores de cationes, retardadores de polimerización y/o aceleradores de hinchamiento.

   30 4. Sustancia sólida conforme a las reivindicaciones 1 a 3, la cual presenta además constituyentes sólidos adicionales seleccionados de productos orgánicos naturales o sintéticos como algas, rafia, lignito, cáñamo, madera, granos de ricino triturados, carbón de piedra, paja, turba y/o productos de polímeros insolubles en agua y con capacidad de hinchamiento en agua.
4. 5. Sustancia sólida conforme a las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada

   porque se incluye silicato potásico a modo de silicato alcalino hidrosoluble, tal como 5 se forma a partir de la fusión alcalina de arena cuarzosa.
5. 6. Sustancia sólida conforme a las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque de forma adicional se encuentra incluido, al menos, un representante sólido o líquido del grupo de los fertilizantes que contienen K, N, S, Si.
6. 7. Sustancia sólida conforme a la reivindicación 1, caracterizada porque el

   10 monómero hidrosoluble que contiene grupos ácidos etilénicamente insaturados, es seleccionado de, al menos, un ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido etacrílico, ácido crotónico, ácido sórbico, ácido maleico, ácido fumárico, ácido itacónico, ácido vinil-sulfónico, así como de ácidos de acrilamida o de metacrilamida aquil-sulfónicos como el ácido acrilamido-2-metil-propano-sulfónico, ácido sulfónico 2-metacrilol

   15 oxi etano, ácido sulfonico 4-vinilbenceno, ácido alilsulfónico, ácido sulfónico de viniltolueno, ácido vinil-fosfónico o ácido fosfónico de vinilbenceno.
7. 8. Sustancia sólida conforme a la reivindicación 7, caracterizada porque el monómero es seleccionado del ácido acrílico, del ácido metacrílico y/o del ácido maleico.

   20 9. Sustancia sólida conforme a las reivindicaciones 1 a 8, caracterizada porque el comonomero hidrosoluble etilénicamente insaturado es seleccionado, por lo menos, de una de las acrilamidas, metacrilamidas, (met)acrilamidas N-alquiladas, (met)acrilamidas N-dialquilamino-alquiladas, N-metilol-(met) acrilamida, Nvinilamidas, como N-vinilformamida, N-vinilacetamida y N-vinil-N

   25 metilacetamida, N-vinil-N-metilformamida, como también vinilpirrolidona, así como hidroxialquil-(met)acrilatos, como hidroxietilacrilato y éster de ácido (met)acrílico de éter monoalílico de de polietilenglicol y éter alílico de polietilenglicoles.
8. 10. Sustancia sólida conforme a las reivindicaciones 1 a 9, caracterizada

   porque los monómeros que contienen grupos ácidos etilénicamente insaturados 30 solubles en agua, polimerizables, se presentan en forma de sales de potasio.
9. 11. Sustancia sólida conforme a las reivindicaciones 1 a 10, caracterizada porque los materiales minerales son lava, toba y/o diabasa con un tamaño de las partículas inferior a 200 µm, preferentemente, inferior a 100 µm.
10. 12. Proceso para la fabricación de una sustancia sólida particulada, en forma

    5 de gránulos de tierra, hidroabsorbente, con capacidad de hinchamiento en agua, conforme a las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque los materiales minerales triturados en forma mediana y fina son proporcionados de forma conjunta con los componentes no polimerizables eventualmente presentes en forma de carbonato alcalinotérreo, carbonato alcalino y/o una suspensión que contiene dióxido

    10 de carbono y, a continuación, son añadidos, al menos, un monómero hidrosoluble etilénicamente insaturado que contiene grupos ácidos y un agente reticulante y llevados a reacción con la suspensión, liberando dióxido de carbono y, a continuación, tras finalizar la formación de espuma, es llevada a cabo la polimerización, y, finalmente, el bloque de polímeros obtenido es cortado y triturado

    15 mediante una trituradora o una picadora, de modo tal que se obtienen grumos.
11. 13. Proceso conforme a la reivindicación 12, caracterizado porque de forma adicional se agrega un catalizador que actúa como oxidante para evitar la aglutinación.
12. 14. Proceso conforme a la reivindicación 12 ó 13, caracterizado porque el

    20 monómero y el agente reticulante, dado el caso, son añadidos a la suspensión conjuntamente con los comonomeros.
13. 15. Proceso conforme a las reivindicaciones 12 a 14, caracterizado porque la suspensión contiene sustancias alcalinas y alcalinotérreas neutralizadoras de ácidos, preferentemente hidróxido alcalino, carbonato alcalino y silicato alcalino en

    25 una cantidad suficiente para neutralizar, como máximo, 40 % en mol de los grupos ácidos.
14. 16. Utilización de la sustancia sólida conforme a las reivindicaciones 1 a 11, con un grado de neutralización de 1 a 40 % en mol, para la absorción de líquidos alcalinos y/o amoniacales y para el tratamiento de sustancias provenientes de la

    30 descomposición bacteriana de materiales orgánicos, por ejemplo, abono líquido.
15. 17. Utilización de la sustancia sólida, conforme a las reivindicaciones 1 a 11, como almacenador de agua y como proveedor de sustancias nutritivas para el

    crecimiento, la germinación y el cultivo de plantas, o bien, sin otra adición, como sustrato vegetal, o como un aditivo para la tierra mezclado con tierra para mejorar el suelo y el clima del suelo, como material portante para fertilizantes sólidos y líquidos, incorporada en construcciones de fibra planas, naturales o sintéticas, como 5 esteras o material no tejido, para el cultivo de plantas en superficies inclinadas, en techos, incorporada de forma conjunta con materiales flotantes naturales y/o sintéticos en construcciones de fibra planas, naturales o sintéticas, como esteras o material no tejido, para el cultivo de plantas como arroz en zonas húmedas, como superficies del suelo completamente o parcialmente inundadas, como material

    10 soporte para insecticidas, pesticidas, bactericidas y fungicidas, como material soporte para partículas sólidas que producen polvo, finas o muy finas, minerales, biológicas naturales y/o sintéticas, como fracciones muy reducidas de polímeros molidos o para la fabricación de filtros de polvo.