DE2124051A1 - Polymeres Dispergiermittel, dessen Herstellung und dessen Verwendung - Google Patents
Polymeres Dispergiermittel, dessen Herstellung und dessen VerwendungInfo
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- C09C3/00—Treatment in general of inorganic materials, other than fibrous fillers, to enhance their pigmenting or filling properties
- C09C3/10—Treatment with macromolecular organic compounds
Description
Die Erfindung bezieht sich auf polymere Verbindungen und auf Pigmentdispersionen in organischen Flüssigkeiten,
welche diese Verbindungen enthalten.
Dispersionen von Pigmenten in flüssigen organischen Medien, welche aus Lösungen bzw. Dispersionen von filmbildenden
polymeren bestehen, werden als Anstrichmassen, Lackierungen und Druckfarben verwendet. Bei diesen Massen ist es
erwünscht, daß die Pigmentρartikel entflockt sind, d.h. daß
die Partikel als gesonderte, einzelne Teilchen in dem flüssigen organischen Medium vorliegen und nicht zusammengeballt sind.
Wenn Pigmente in gewöhnlichen organischen Plüseigkei-
i, wbttod durch Twafon, twdOrte
iriMMwrBwMMgun«
209833/0968
ten dispergiert werden, so bilden sich häufig Suspensionen,
welche einen gewissen Grad der Zusammenballung der Pigmentpartikel
zeigen. Bestimmte Substanzen, beispielsweise Sojalecithin
und Metallseifen von Fettsäuren, sind als Zusätze vorgeschlagen worden, um die Pigmentausflockung zu begrenzen.
Jedoch in vielen Systemen, beispielsweise in Lösungen von Additionscopolymeren in organischen Lösungsmitteln, können
befriedigend entflockte. Pigmentdispersionen nicht leicht bereitet
werden. So bildet beispielsweise Titandioxydpigment eine stark geflockte Dispersion in einer Lösung, welche PoIy-(methylmethacrylat)
aufweist. Insbesondere sind organsiche Pigment© wie Kupferphthalocyanine und Azopigmente in stark
entflockter Dispersion in organischen Medien schwierig zu bereiten,
insbesondere bei hohen Peststoffkonzentrationen.
Nunmehr wurden bestimmte neue Polymere aufgefunden, welche eine hohe spezifische Wirksamkeit als Dispergiermittel
für organische Pigmente in flüssigen organischen Medien zeigen„
Außerdem sind diese neuen Polymeren auch wirksame Dispergiermittel für viele anorganische Pigmente.
Demgemäß wird ein polymeres Dispersionsmittel geschaffen, welches eine Gerüstkette aufweist, in welche einverleibt
baw« von welcher abhängig ist, erstens eine auflösende Gruppe s
wie sie nachstehend definiert ist, und zweitens eine ionische Gruppe, wie sie nachstehend definiert ist, wobei diese ionische
Gruppe ©in Salz mit einer salsMldenden Verbindung bildet, wie
Ei© nachstehend definiert- ist e
209833/0966
Die Erfindung beinhaltet also neue Verbindungen zur·
Verwendung als Dispergiermittel für Pigmente, Die Verbindungen weisen eine Gerüstkette auf, welche entweder in sie einverleibt
oder von ihr abhängig eine auflösende Gruppe und eine ionische Gruppe enthält, wobei diese ionische Gruppe ein Salz
mit einer salzbildenden Komponenten bildet.
Die Punktion der Gerüstkette besteht im wesentlichen darin, daß sie eine Trägerstruktur für die auflösende Gruppe
und die ionische Gruppe ist. Demgemäß ist die Art der Atomanordnung, welche die Kette bildet, nicht besonders kritisch. So
kann die Kette aus Kohlenstoffatomen allein, oder aus Kohlenstoffatomen bestehen, welche mit einem oder mehreren Heteroatomen
verbunden sind, insbesondere mit Sauerstoff, Stickstoff, Schwefel, Phosphor, Silicium und Bor. Die Kette kann aber auch
aus einer Reihe abwechselnder Paare von P-O-Gruppen, Si-O-Gruppen,
Ti-O-Gruppen oder B-O-Gruppen bestehen, Das Gerüst kann
linear, leicht oder stark verzweigt oder vernetzt sein, jedoch vorausgesetzt, daß das sich ergebende polymere Dispersionsmittel
in der organischen Flüssigkeit löslich bleibt, welche bei der Herstellung des Pigmentdispersionsmittels verwendet wird.
Zweckmäßige Gerüste können anorganische und vorzugsweise organische Polymerketten sein. Es ist ein weiter Bereich an Polymeren
als Gerüst brauchbar, wobei die Hauptbeschränkung darin besteht, daß die Polymeren in der Lage sein müssen, eine genügende
Anzahl sowohl der auflösenden Gruppen als auch der ionischen Gruppen, wie sie nachstehend definiert sind, aufzunehmen
,
209833/0983
Das Gerüst kann aus Additionspolymeren, beispielsweise
Polyalkylenen gebildet werden, welche, wenn gewünscht, andere als die oben definierten Substituenten tragen können, voraus- gesetzt,
daß diese weiteren Substituenten nicht die lösungs- und salzbildenden Eigenschaften der auflösenden Gruppen bzw.
der ionischen Gruppen beeinträchtigen. Die Art solcher weiterer Substituenten hängt von der Monomereinheit ab, welche verwendet
wird, um das Gerüst aufzubauen. Geeignete Gerüste sind die Kohlenstoff-Kohlenstoff-Ketten in Polystyrol, Polyvinyl-Chlorid,
Polyvinylalkohol, Poly-alpha.beta-äthylenisch ungesättigte
Carbonsäurederivate, insbesondere substituierte und unsubstituierte Polyacrylate, beispielsweise Polymethylmethacry
lat oder Polyacrylsäure. Eine andere Gruppe an geeigneten polymeren
Gerüsten sind die Kondensationsprodukte von Dicarbonsäuren mit Diolen, Dicarbonsäuren mit Diaminen, Polyurethane,
welche die Reaktionsprodukte von Diisocyanaten mit Diolen aufweise^
welch letztere reaktionsfähige Hydroxylgruppen enthalten , Polyharnstoffe, Polysulfide, Polyimide, Polysulfone,
Polyoxyalkylene, Polyacetale und Alkydharze. Wie oben festgestellt, müssen jedoch selbstverständlich die polymeren Dispersionsmittel,
welche sich von diesen Gerüsten ableiten, in der organischen Flüssigkeit löslich bleiben und das Gerüst muß
in der Lage sein, eine Anzahl der auflösenden und der ionischen Gruppen in sich aufzunehmen. Die von Additionspolymeren
abgeleiteten Gerüste können durch Homopolymerisation oder Copolymerisation hergestellt werden.
Die auflösende Gruppe zeichnet sich durch ihre Pähig-
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SZ4051 - 5 -
keit aus, durch die bei der Herstellung der Pigmentdispersion
verwendete organische Flüssigkeit aufgelöst zu werden.
Die Art der organischen Flüssigkeit, welche bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Dispersionen verwendet wird,
ist nicht kritisch. Die organische Flüssigkeit, welche normalerweise bei der Bereitung, herkömmlicher Pigmentdispersionen
verwendet wird, kann verwendet werden. So zählen zu geeigneten organischen Flüssigkeiten gesättigte Kohlenwasserstoffe wie
aliphatische oder alicyclische Kohlenwasserstoffe; aliphatische sauerstoffhaltige organische Flüssigkeiten, beispielsweise
Alkohole, Ketone, Äther oder Ester; und aromatische Kohlenwasserstoffe. Die organische Flüssigkeit kann im Gemisch mit einer
anderen verwendet werden. Eine Gruppe ist gewöhnlich in der Lage^ aufgelöst zu werden, wenn ihre Zusammensetzung mit der Zusammensetzung
der organischen Flüssigkeit identisch oder chemisch mit ihr nahe verwandt ist. Ein Test zur Auswahl geeigneter
auflösender Gruppen besteht darin, daß die Verbindung, welche sich aus der Umwandlung der auflösenden Gruppe in ein
getrenntes Molekül ergibt, welches an dem Atom, das es zum Gerüst überbrückt, ein Wasserstoffatom oder ein niedermolekulares
Radikal, beispielsweise Methyl oder Acetyl,, trägt, in der
organischen Flüssigkeit leicht löslich sein muß. Unter "leicht löslich" ist eine Löslichkeit über 20 Gew.-%, vorzugsweise
über 50 Gew.-Ji und am meisten bevorzugt vollständige Mischbarkeit
in der organischen Flüssigkeit zu verstehen.
209833/0961
Wenn beispielsweise die organische Flüssigkeit ein gesättigter Kohlenwasserstoff ist, so sind geeignete auflösende
Gruppen, welche an das Gerüst direkt oder über verbindende
Gruppen angegliedert sind, substituierte oder unsubstituierte
langkettige Alkylgruppen. Unter "langkettig" sind hier Ketten
mit mehr als 6 Kohlenstoffatomen zu verstehen, beispielsweise 2-Äthylhexyl, Dodecyl, Hexadeeyl oder Stearyl. Eine weitere
Gruppe 2ur Verwendung in Kohlenwasserstoffmedien sind Kondensate
der Poly(12-hydroxyStearinsäure).
Alkylgruppen sind auch geeignete auflösende Gruppen
"für aliphatische, sauerstoffhaltige organische Flüssigkeiten, üQQh in diesem Falle sollten die Alkylketten mehr als 1J Kohlenstoff atome enthalten.
Zusätzliche geeignete lösende Gruppen zur Verwendung nit aliphatischen, sauerstoffhaltigen organischen Flüssigkeiten
wie Alkoholen und Ketonen, sind beispielsweise Gruppen, welche
Polyäther enthalten, die aus Monomeren wie Xthylenoxyd, Propy-
iGniGixyaen oder Butyienoxyden bereitet wurden, oder beispielsweise
Gruppen, welche Alkohole, Ketone oder Ketonderivate entdie
durch Reaktion vor Formaldehyd mit Ketonen gebildet Diese seuerstoffhältigen auflösenden Gruppen können aucfc
mit aromatischen organischen Flüssigkeiten verwendet werden. 2im&%z11ehe geeignete auflösend© Gruppen zur Verwendung mit aro-Hiatischen
organischen Flüssigkeiten sind Gruppen, welche aromatisch substituierte äthylenisch ungesättigte Monomere enthalten
wi© Sfeyrol und Viny!toluol»
2Ü9833/0966
Die obigen geeigneten auflösenden Gruppen sind lediglich beispielhaft angegeben und sagen über den Rahmen der
Erfindung nichts aus.
Wenn auch die Erfindung nicht an theoretische Betrachtungen gebunden sein soll, so wird doch angenommen, daß die
polymeren Dispergiermittel wirksam sind, weil die salzbildende Komponente von ähnlicher Natur ist wie die Oberfläche der
3U dispergierenden Pigmentpartikel, Die salzbildende Komponente
veranlaßt das polymere Dispergiermittel, sich mit der Oberfläche der Pigmentpartikel zu assoziieren, möglicherweise durch
Van der Waals'sche Kräfte, wodurch die Pigmentpartikel an der Ausflockung gehindert werden. Salzbildende Komponenten sind
daher Verbindungen, welche der Reaktion mit der nachstehend definierten ionischen Gruppe fähig sind und welche eine Struktur
besitzen, welche derjenigen der Oberfläche der Pigmentpartikel ähnlich ist.
Geeignete salzbildende Komponenten zur Bildung polymerer Dispergiermittel für den Gebrauch mit einem spezifischen Pigment,
können von diesem Pigment hergeleitet werden, indem man das Pigmentmolekül mit einem ionischen Radikal substituiert.
Beispielsweise kann man geeignete salzbildende Komponenten aus dem spezifischen, zu dispergierenden Pigment erhalten, indem
man eines oder mehrere Waeserstoffatome durch ein Radikal
wie SuIfon-, Phosphor-, Carboxyl-, Amino-, Alkylamino-,
Ammonium-, Phosphonium- oder SuIfoniumradikal substituiert.
Die salzbildende Komponente kann auch ein ionisches Zwischen-
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!et bei der Herstellung des Pigments sein.
Seeignete salzbildende Komponenten für solche bekannten Pigmente wie Naturharzpigmente, sind Holzharz und verwandte
Polymere oder hydrierte Naturharze. Zusätzliche geeignete s&lzbildende Komponenten for Naturharzpigmente sind sulfonnierte
aromatische Kohlenwasserstoffe und die niedermolekularen
polymeren Derivate9 welche durch die Kondensation sulfonierter
aromatischer Kohlenwasserstoffe mit Aldehyden und Ketonen erhalten werdenο Saisbildende Komponenten, welche für Naturharzpigmente
geeignet sind,, sind daher beispielsweise Dehydroabietinsäure
j, Abietinsäure „ Gholsäurej Desoxycholsäure,
Cholansäureβ 12-Ketoeholansäure. Geeignete salzbildende Komponenten für bekannte Pigmente wie Pigmentfarbstoffe und Pigüerrc farben 0 sowohl mit als auch ohne naturharz, sind Naphthalinsulf onsäwresif. Benzolsulfonsäuren» Änthracen- und Phenanthrensulfisissäisffeii, unu das Foi-maldehydkondensat von Naphthaii^-S-sulphonsaure».
Cholansäureβ 12-Ketoeholansäure. Geeignete salzbildende Komponenten für bekannte Pigmente wie Pigmentfarbstoffe und Pigüerrc farben 0 sowohl mit als auch ohne naturharz, sind Naphthalinsulf onsäwresif. Benzolsulfonsäuren» Änthracen- und Phenanthrensulfisissäisffeii, unu das Foi-maldehydkondensat von Naphthaii^-S-sulphonsaure».
Die ionische Gruppe im polymeren Dispergiermittel kann entweder sauer oder basisch sein. Geeignete saure Gruppen
sind beispielsweise Carbonsäure-, Sulfonsäuren oder Phosphorsäuregruppen, Geeignete basische C-rauppen sind beispielsweise
sind beispielsweise Carbonsäure-, Sulfonsäuren oder Phosphorsäuregruppen, Geeignete basische C-rauppen sind beispielsweise
primäre, sekundäre oder tertiäre Amino-, Ammonium-, Phosphonium- oder Sulfoniumgruppen,
Die ionische Gruppe kann auch ein inneres Salz sein.
In diesem Falle muß die salzbildende Komponente entweder eine
208833/0960
genügend starke Säure oder Base sein, um mit dem inneren Salz durch einen Ionenaustauschprozess zu reagieren, was ein
polymeres Dispergiermittel ergibt, welches frei von basischen bzw. sauren Gruppen ist.
Das Polymere, welches die Gerüstkette ausmacht, welche getrennt eine auflösende Gruppe und eine ionische Gruppe in
sich einverleibt bzw. von sich abhängig aufweist, kann nach bekannten Methoden bereitet werden. Es ist oft zweckmäßig, die
Gerüstkette durch Polymerisieren, oder» im Falle von Additionscopolymeren,
durch Copolymerisieren der Monomer-Einheiten des Polymeren herzustellen, welches Stellen trägt, die in der Lage
sind, mit einem oder beiden der gewünschten Substituententypen zu reagieren. Die Monomer -Einheiten des Polymeren können aber
auch bereits vor der Polymerisierung eine geeignete auflösende Gruppe bzw. eine geeignete ionische Gruppe tragen. Herkömmliche
Additionspolymerisationsinitiatoren, Kettenabbruchmittel und Techniken, einschließlich beispielsweise Schrägzufuhr der Monomeren,
können angewandt werden. Es ist zweckmäßig, die Polymerisation in Anwesenheit eines Lösungsmittels für das Polymere
durchzuführen.
Das Molekulargewicht für das Polymere liegt zwischen 2000 und $00,000, vorzugsweise zwischen 5#000 und 100,000.
Wenn das Polymere durch Polymerisieren eines Comonomergemisches
bereitet wird, welches ein Comonomeres aufweist, das
die auflösende Gruppe enthält oder an welches die auflösende
209833/0966
Οίαρρ© später angegliedert werden kann, und das Gemisch ein
Goiiionomeres aufweist, welches die ionische Gruppe enthält oder
an welches eine ionische Gruppe später angegliedert werden kanne so sollten die auflösenden Comonomeren in dem Comonomergemisch
vorherrschen. Der Molprozentsatz im Gemisch an Comonomeren, welche die auflösende Gruppe bzw. die auflösenden Gruppen
enthalten bzw, an welche die auflösenden Gruppei später angegliedert
werden könnenj sollte vorzugsweise zwischen 99 und 50 batragen. Der Molprozentsats im Gemisch an Comonomeren,
welche die ionischen Gruppen enthalten bzw. an welche die ionischen
Gruppen später angegliedert werden können, sollte vorsugswsise
zwischen 1 und 50 betragen. Die neuen Verbindungen können aus dem Polymeren und der salzbildenden Komponenten
bereitet werden»
Demgemäß schafft di© Erfindung ein Verfahren zum Heρε teilen eines polymeren Dispergiermittels, wobei sich das
Verfahren dadurch kennzeichnet s daß man ein Polymeres, welches
eine Gerüstkette aufweist und erstens eine vorstehend definlerrs
lösende Gruppe und zweitens eine vorstehend definierte ionische
Gruppe in sich einverleibt oder an sich anhängend enthalt ε mit einer salssbildenden Komponenten, wie sie vorstehend
definiert ist« reagieren läßt«
Vollständige Reaktion ö©2>
ionischen Gruppen im Polymeren mit· öer salzbildenöen Komponenten ist 'nicht erforderlich und
ee ist bevorzugt, daß der PzO^entsatz ionischer Gruppen, welche
unter? Bildung elriaa Salses ^©agiaren, 10 bis 100 % einsehließliek
m-UiVi&^tv 209833/0960
Die polymeren Dispergiermittel werden als Entflockungsmittel
in Suspensionen von Pigmentpartikeln in organischen Flüssigkeiten verwendet.
Demgemäß wird erfindungsgemäß auch eine Pigmentpartikeldispersion geschaffen, welche erstens ein Pigment, zweitens
eine organische Flüssigkeit, drittens ein wie vorstehend definiertes polymeres Dispergiermittel, und viertens, wahlweise,
Wasser aufweist.
Wenn auch die Disperionen in Abwesenheit von Wasser hergestellt werden können, so ist es doch bevorzugt 3 daß etwas
Wasser anwesend ist.
Der Prozentsatz (Gewicht/Gewicht) an Wasser im Gemisch,
beträgt vorzugsweise zwischen 0,05 und 5 einschließlich und stärker bevorzugt zwischen 0,5 und 2 einschließlich. Wenn die
Dispersionen aus ungetrockneten Substanzen bereitet werden, so enthalten sie normalerweise hinreichend Wasser,doch wenn
trockene Substanzen angewandt werden, kann man Wasser mit Vorteil hinzusetzen, um den Gewichts/Gewichts-Prozentsatz an Wasser
in der Dispersion auf innerhalb des bevorzugten Bereiches zu bringen. Die Wirksamkeit des polymeren Dispergiermittels ist
bisweilen verbessert, wenn man die Dispersion einige Stunden stehen läßt.
209833/096$
Die Dispersionen werden bereitet, indem man das Pigment, vorzugsweise unter Bedingungen mechanischen Schnellmahlens,
in einer organischen Flüssigkeit und mit dem polymeren Dispergiermittel vermahlt.
Demgemäß schafft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Pigmentdispersion, wobei man ein Gemisch vermahlt
,welches aus einer wirksamen Menge polymeren Dispergiermittels, einem Pigment, organischer Flüssigkeit und wahlweise
Wasser besteht.
Eine wahlweise Methode zur Bereitung der Dispersionen besteht darin, das Dispergiermittel in situ in der Dispersion
herzustellen.
Demgemäß wird auch ein Verfahren zur Herstellung einer
Pigmentdispersion geschaffen^ wobei das Verfahren darin besteht, daß man ein-Gemisch vermahlt 3 bestehend aus; einem
Polymeren, welches eine Gerüstkette aufweist, die erstens eine
wie vorstehend definierte auflösende Gruppe und zweitens eine wie vorstehend definierte ionische Gruppe einverleibt oder
angehängt enthält; einer wie vorstehend definierten salzbil™
N> denden Komponenten; einem geeigneten Pigment; einer organischen
ο
J^ Flüssigkeit; wahlweise Wasser; und wahlweise einer anorgani-
ο sehen Base.
<o .
^ Bei diesem Verfahren sind die Mengen an Polymerem und
salzbildender Komponenten ausreichend, um das vorstehend definierte Dispergiermittel zu bilden. Das Verhältnis von
Polymer zur salzbildenden Komponenten liegt im Bereich von 1:1 bis 10:1. Bis zu 30 % (Gewicht/Gewicht) Wasser können
in der Dispersion ohne nachteilige Auswirkung anwesend sein, doch ist es bevorzugt, daß die in der Pigmentdispersion anwesende
Wassermenge geringer als 10 % (Gewicht/Gewicht) ist. In einigen Fällen kann man eine anorganische Base, beispielsweise
ein Erdalkali- oder Alkalihydroxyd mit Vorteil in Mengen zusetzen, welche ausreichen, um die salzbildende Komponente zu
neutralisieren.
Die anzuwendende Maximalkonzentration des polymeren
Dispergiermittels ist nicht kritisch, obwohl es in der Regel nicht wirtschaftlich ist» einen Überschuß über diejenige Konzentration anzuwenden, welche fur sine bestimmte Anwendung
erforderlich ist, Die Kinciestkonzentration steht, wenigstens
zum Teil, in Beziehung zum speziellen Oberfläehenbereich des Pigments. Die tatsächliche ^ optimale bzw,wirtschaftlichste
Menge an polymerem Dispergiermittel, welche axt einem bestimmten System Pigment/organische Flüssigkeit zu verwenden ist,
wird durch einfachen Versuch leicht !bestimmt. Es Werden steigende
Zusätze an polymerem Dispergiermittel zu dem System vorgenommen, bis der gewünschte Entflockungsgrad erreicht ist. Die
Erfindung ist nicht auf die Bereitung völlig entflockter Dispersionen
beschränkt, da es für viele Zwecke weder erforderlich noch wirtschaftlich erwünscht ist, ein völlig entflocktes System
zu bereiten.
209833/0966
Die erfindungsgemäßen Dispersionen sind beispielsweise
als konzentrierte, farbabstufende Grundlagen für Anstrichmassen
und Druckfarben von Nutzen, Für diese Anwendung ist es bevorzugt, polymere Dispergiermittel su gebrauchen, bei denen
die Konzentration der ionischen Gruppen sich der oberen Grenze des bevorzugten Bereichs nähert. Es ist ein besonderer Vorteil der Erfindung9 daß diese polymeren Dispergiermittel gewöhnlich mit einem ifeiten Bereich'an Trägern verträglich sind, welche
bei der Herstellung von Änstriehmassen und Druckfarben verwendet werden9 wodurch ungewöhnlich vielseitige Farbabstufungsgrundlagen" geschaffen werdenβ Außerdem schaffen die polymeren
Dispergiermittel einen bequemen Weg zur Bereitung entflockter
Pigmentdisperionen in Lösungen von Additionspolymeren in organischen Flüssigkeiten^ Di® Pigmentkonsentration kann in bestimmten Fällen so hoch sein wie kO bis 60 ¥olumen-?. Demzufolge bietet die Erfindung ein® Steigerang der Produktionskapasität der BispergiervoradehtuiFig und di® Dispersionen erfordern weniger1 Lagerraum 0
die Konzentration der ionischen Gruppen sich der oberen Grenze des bevorzugten Bereichs nähert. Es ist ein besonderer Vorteil der Erfindung9 daß diese polymeren Dispergiermittel gewöhnlich mit einem ifeiten Bereich'an Trägern verträglich sind, welche
bei der Herstellung von Änstriehmassen und Druckfarben verwendet werden9 wodurch ungewöhnlich vielseitige Farbabstufungsgrundlagen" geschaffen werdenβ Außerdem schaffen die polymeren
Dispergiermittel einen bequemen Weg zur Bereitung entflockter
Pigmentdisperionen in Lösungen von Additionspolymeren in organischen Flüssigkeiten^ Di® Pigmentkonsentration kann in bestimmten Fällen so hoch sein wie kO bis 60 ¥olumen-?. Demzufolge bietet die Erfindung ein® Steigerang der Produktionskapasität der BispergiervoradehtuiFig und di® Dispersionen erfordern weniger1 Lagerraum 0
B©i einer weiteren Ausfütoyngssform der Erfindung unter
Verwandung ©inss filrabild@nd©i& p®l^aei?®n Dispergiermittels,
kann das polymere Dispergiermittel das gesamte oder einen Teil des fUmbildenden Polymeren einer Instideinlasse ausmachen.
Wenn ein© Pigmentdispersion in einer organischen Flüssigkeit
und polymeres Dispergiermittele wahlweis©■in Anwesenheit einer ungeordneten Menge eines s«sätglieh©sri filmbildenden Polymeren B als Film auf'ein Substrat aufgebracht wird und man en der Luft trocknen läßts so bildet daher die Dispersion auf dem Substrat
kann das polymere Dispergiermittel das gesamte oder einen Teil des fUmbildenden Polymeren einer Instideinlasse ausmachen.
Wenn ein© Pigmentdispersion in einer organischen Flüssigkeit
und polymeres Dispergiermittele wahlweis©■in Anwesenheit einer ungeordneten Menge eines s«sätglieh©sri filmbildenden Polymeren B als Film auf'ein Substrat aufgebracht wird und man en der Luft trocknen läßts so bildet daher die Dispersion auf dem Substrat
einen kohärenten, dekorativen und/oder schützenden Überzug.
Bei dieser Anwendung wurde es als bevorzugt befunden, niedrige Konzentrationen, d.h. der unteren Konzentrationsgrenze sich
nähernde Konzentrationen ionischer Gruppai im polymeren Dispergiermittel
zu verwenden, welches selbst in der Dispersion in relativ hohen Anteilen angewandt wird. Beispielsweise kann
die Volumenkonzentration des Pigments, bezogen auf den Gesamtfeststoff gehalt der Dispersion, von 8 bis 25 %$ und die Volumenkonzentration
des polymeren Dispergiermittels, bezogen auf den Gesamtfeststoffgehalt, soviel wie 92 % betragen.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wurde
gefunden,daß Pigmentρartikel, welche mit dem erfindungsgemäßen
polymeren Dispergiermittel überzogen sind, den Vorteil aufweisen, daß sie Druckfarben, welchen sie einverleibt sind, verbesserte
Fließeigenschaften verleihen im Vergleich zu Druckfarben, welche mit nicht überzogenen Pigmentpartikeln hergestellt
wurden.
.Demgemäß werden überzogene Pigmentpartikel geschaffen,
welche aus Pigmentpartikeln bestehen, die Oberflächenüberzüge eines wie vorstehend beschrieben polymeren Dispergiermittels für das Pigment aufweisen.
Es wird auch ein Verfahren zur Herstellung überzogener
Pigmentpartikel geschaffen, bei welchem man ein Pigment mit einem polymeren Dispergiermittel zusammenmischt.
209833/096S
Auch wird ein weiteres Verfahren zur Herstellung überzogener
Pigmentpartikel geschaffen, welches darin besteht, daß man ein Gemisch aus einem Pigment und einer salzbildenden
Komponente^ wie sie vorstehend definiert ist, zur Umsetzung bringt mit einem Polymeren, welches aus einer Gerüstkette besteht,
die erstens eine auflösende Gruppe, wie sie vorstehend definiert ist«, und zweitens eine ionische Gruppe, wie sie vorstehend
definiert ist, einverleibt, oder von ihr abhängig t
aufweist.
Schließlich wird noch ein anderes Verfahren zum Herstellen überzogener1 Pigmentpartikel geschaffen, welches darin
besteht, daß man ein polymeres Dispergiermittel für das Pigment in einem Stadium der Herstellung des Pigmentes hinzusetzt.
Die Menge an polymeren! Dispergiermittel, mit welchem
das Pigment überzogen ists ist nicht besonders kritisch. Es
wurde gefunden^ daß Mengen von 1 % bis 30 % (Gewicht/Gewicht) "
an Dispergiermittel zur Gesamtpigmentmasse befriedigend sind. Vorzugsweise beträgt der Anteil an Dispergiermittel zur Gesamtpigmentmasse
5 bis 20 % (Gewicht/Gewicht).
Die Erfindung sei nunmehr durch die folgenden Ausführungsbeispiele
näher erläutert, welche über den Rahmen der Erfindung nichts aussagen. Alle Teilangaben in den Beispielen
beziehen sich auf das Gewicht, sofern nichts anderes angegeben ist.
209833/0960
212A051
- 17 -
Beispiel 1
Ein Gemisch aus 374 Teilen Dimethylaminoäthyl-methacrylat,
300 Teilen Benzylchlorid, 700 Teilen n-Propanol und 2,1 Teilen "Topanol" A (Warenzeichen der Imperial Chemical
Industries Limited für 2,6-di-tert.-Butyl-4-methylphenol)
wird zu einem gerührten Reaktionsgefäß hinzugesetzt, welches mit Rückflußkühler ausgestattet ist. Das gerührte Gemisch erhitzt
man eine Stunde unter Rückfluß und läßt es abkühlen. Ein Gemisch aus 3506 Teilen 2-Äthylhexylacrylat, 41 Teilen Azodiisobutyronitril,
200 Teilen Aceton und 500 Teilen n-Propanol setzt man unter Rühren hinzu und das sich ergebende Gemisch wird dann
innerhalb von drei Stunden zu einem Gemisch aus 4000 Teilen Toluol und 4800 Teilen n-Propanol in einem Reaktionsgefäß hinzugegeben,
welches gerührt und unter Rückfluß erhitzt wird. Zu dem unter Rühren und unter Rückfluß erhitzten Gemisch, setzt
man 3 weitere Portionen an Azodiisobutyronitril (6 g) in dreistündlichen Abständen hinzu. Nach weiteren drei Stunden ist die
Polymerisation im wesentlichen vollständig. Das n-Propanol entfernt man durch azeotrope Destillation mit 20 000 Teilen
Toluol. 40 Teile einer wässrigen, 2-n-Natriumhydroxydlösung
und schließlich 36 Teile gemahlenes Naturharz, setzt man gleichzeitig
zu einem Gemisch aus 1000 Teilen Wasser und 30 Teilen wässriger 2-n-Natriumhydroxydlösung bei 700C hinzu. Die erhaltene
klare Lösung mit einem pH-Wert von 10 wird abgekühlt und zu der oben bereiteten Polymerlösung hinzugegeben. Das
Gemisch erhitzt man eine Stunde unter Rückfluß. Das Wasser wird
durch azeotrope Destillation·entfernt und dann entfernt man
209833/0963
Toluol, bis der Polymergehalt des Rückstandes 30 % (Gewicht/
Gewicht) beträgt. Das Gemisch filtriert man zwecks Entfernen anorganischen Materials und das FiItrat verwendet man als
polymeres Dispergiermittel IA.
Die Methode des Beispiels 1 wird in den Beispielen
2 bis 6 zur Bereitung polymerer Dispergiermittel 2A bis 6A
" wiederholt mit der Ausnahme, daß die Mengenanteile und die
Art der Bestandteile verändert werden, wie dies in Tabelle I angegeben ist. In Beispiel 2 wird das Polymere nach der Copolymerisationsstufe
mit Dimethylsulfat quaternisiert und dann mit wässriger Calciumhydroxydlösung neutralisiert. Die
gebildeten Produkte und die Bestandteile und angewandten Mengenanteile sind in Tabelle I zusammengestellt.
1. 2EHA:DMAEM-BC ist das Polymere, welches sich bildet
durch Copolymerisieren von 2-Äthylhexylacrylat (Co-meres bzw.
Comonomeres, welches eine auflösende Gruppe enthält) und des quaternären Salzes von Dimethylaminoäthyl-methacrylat und
Benzylchlorid (Comonomeres, welches eine ionische Gruppe enthält),
2, 2EHA:WP-MS ist das quaternäre MethyleulfatBalx
des Polymeren, welches sich bildet durch Copolymerisieren von
20983-3/0966
2-Äthylhexylaerylat (Comonomerest welches die auflösende Gruppe
enthält) und M-Vinylpyridin (Comonomeres, welches eine Gruppe
enthält, die unter Bildung der ionischen Gruppe quaternisiert werden kann).
3. "% Salzbildung" ist der molaräquivalente Prozentsatz
der salzbildenden Komponenten zum Polymeren.
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Beispiel Polymeres
Verhältnis der Comonomeren im Polymeren auf normaler Basis
salzbildende
Komponente
Komponente
% Salzbildung
Polymeres Dispergiermittel
IN? O CO OO I
O ' CO
1 2
Ii
5 6
2EHA : | DMAEM-BC | 8 | 1 |
2EHA : | 4VP-MS | 9 | . 1 |
2EHA · | " DMAEM-BC | 8 | 1 |
2EHA | DMAEM-BC | 8 | : 1 |
2EHA | DMAEM-BC | 8 | : 1 |
2EHA | DMAEM-BC | 8 | : 1 |
Naturharz | 50 |
Naturharz | 100 |
Cholsäure | 50 |
"Dispersol"LN+ | 50 |
"Polypale" ++ | 75 |
"Stabylite"+++ | 30 |
IA 2A 3A MA 5A 6A
"Dispersol" LN ist Handelsbezeichnung für ein Formaldehydkondensat der Naphthalin-
sulfonsäure · NJ
"Polypale" ist Handelsbezeichnung für polymerisiertes Naturharz
"Stabylite" ist Handelsbezeichnung für hydriertes polymerisiertes Naturharz.
Ein Gemisch aus 72,2 Teilen Dimethylaminoäthylmethacrylat,
58,0 Teilen Benzylchlorid, 130 Teilen n-Propanol und 0,4 Teilen "Topanol" A, erhitzt man eine Stunde unter Rückfluß
in einem gerührten Reaktionsgefäß und kühlt das Gemisch dann ab. Ein Gemisch von 283 Teilen 2-Äthylhexyl-acrylat,
4,0 Teilen Azodiisobutyronitril, 20 Teilen Aceton und 50 Teilen n-Propanol, setzt man unter Rühren hinzu und dieses Gemisch
gibt man dann zu einer Lösung von 455 Teilen Toluol und 275
Teilen n-Propanol, welche unter Rückfluß erhitzt wird. Das Gemisch wird langsam innerhalb von drei Stunden hinzugegeben.
Drei zusätzliche Portionen (0,8 Teile) Azodiisobutyronitril setzt man zu dem unter Rüchfluß erhitzten Gemisch in dreistündlichen
Abständen hinzu. Nach weiteren drei Stunden ist die Polymerisation im wesentlichen vollendet. Das n-Propanol entfernt
man durch azeotrope Destillation mit Toluol und man verdünnt die Lösung mit 1000 Teilen Toluol. Ein Gemisch aus 18,2 %
(Gewicht/Gewicht) wässriger Paste sulfonierten Kupfer-Phthalocyanins
(1310 Teile) (welch® 1,25 SO,H-Gruppen je Molekül Kupfer-Phthalocyanin
enthält) und 6000 Teilen Wasser, wird unter gründlichem Vermischen mit 10-n Natronlage auf einen pH-Wert
von 9 titriert, um eine Lösung zu bilden. Diese Kupfer-Phthalocyaninlösung setzt man zu dem oben bereiten Reaktionsgemisch
hinzu und erhitzt das Gesamtgemisch eine Stunde unter Rückfluß. Wasser wird durch azeotrope Destillation entfernt und dann das
Toluol entfernt und durch "Boralene" 1127 ersetzt, wobei sich
eine Lösung bildet, welche 30 % Polymeres enthält. Die Lösung
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wird zur Entfernung fester Verunreinigungen filtriert und
das Piltrat als polymeres Dispergiermittel 7A verwendet.
Es werden die polymeren Dispergiermittel 8A bis 13A in den entsprechenden Beispielen 8 bis 13 unter Anwendung
der gleichen Methode wie in Beispiel 7 bereitet mit der Ausnahme, daß die Mengenanteile an 2-Äthylhexylacrylat, Dimethylaminoäthyl-methacrylat,
Benzylchorid und sulfoniertes Kupfer-Phthalocyanin
geändert werden. Die gebildeten Produkte und die verwendeten Bestandteile und Mengen sind in Tabelle II
zusammengestellt.
Bemerkungen zur
1. 2EHA:DMAEM-BC hat die gleiche Bedeutung wie in
Tabelle I.
2. n% Salzbildung11 ist der molaräquivalente Prozentsatz
des sulfonierten Phthalocyanins zu den ionischen Gruppen im Polymeren.
3. "Verhältnis der Comonomeren im Polymeren" ist das molare Verhältnis des Comonomeren, welches die lösende Gruppe
enthält, zu dem Comonomeren, welches die ionische Gruppe enthält,
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S-CPC ist sulfoniertes Kupfer-Phthalocyanin.
Polymeres | Tabelle | II | % Salz bildung |
pH-Wert der wäss rigen S-CPO Lösung |
polymeres Disper giermittel |
|
2EHA:DMAEM-BC | 77 | 9 | 7A | |||
Bei spiel |
2EHA:DMAEM-BC | Verhältnis der Comono- meren im Polymeren |
27 | 9 | 8A | |
7 | 2EHA:DMAEM-BC | 3,4 | 60 | 7 | 9A | |
8 | 2EHA .-DMAEM-BC | 8 | 2k | 9 | 1OA | |
9 | 2EHA:DMAEM-BC | 10 | HO | 9 | HA | |
10 | 2EHA:DMAEM-BC | 11 | 80 | 9 | 12A | |
11 | 2EHA:DMAEM -BC | 11 | 100 | 7 | 13A | |
12 | 11 | |||||
13 | 11 | |||||
Beispie] | ||||||
: 1 | ||||||
■ 1 | ||||||
1 | ||||||
1 | ||||||
1 | ||||||
1 | ||||||
1 | ||||||
L 14 | ||||||
Das polymere Dispergiermittel 1^A wird nach der
Methode des Beispiels 7 bereitet mit der Ausnahme, daß anstelle des Verwendens einer wässrigen Lösung von sulfoniertem
Kupfer-Phthalocyanin, die Polymerlösung in Toluol mit einer Lösung des Natriumsalzes (82 Teile) des Produktes behandelt
wird, welches sich bildet, indem man das Diazosalz von 2B-säure (ä-Chlor-^-aminotoluol-S-sulfonsäure) mit BON-Säure
(2-Hydroxynaphthalin-3-carbonsäure) in 820 Teilen Wasser kuppelt. Das Gesamtgemisch erhitzt man zwei Stunden unter Rückfluß.
Das Wasser wird durch azeotrope Destillation mit Toluol
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- 21» -
entfernt und überschüssiges Toluol entfernt man, bis man eine
Lösung erhält, welche 30 % (Gewicht/Gewicht) polymeres Material
enthält. Die Lösung wird filtriert, um feste Verunreinigungen zu entfernen und das Filtrat verwendet man als polymeres
Dispergiermittel I1IA.
Es wird das polymere Dispergiermittel 15A nach der Methode des Beispiels 7 bereitet mit der Ausnahme, daß anstelle
des Verwendens einer wässrigen Lösung des sulfonierten Kupfer-Phthalocyanins, die Polymerlösung in Toluol mit
einer Lösung von "Coomassie Yellow" 7GS (Warenzeichen der
Imperial Chemical Industries Limited für einen Farbstoff mit Farbindex Nr. 23900) (138 Teile) in 138O Teilen Wasser behandelt
wird. Das Gemisch erhitzt man drei Stunden unter Rückfluß. Das Wasser entfernt man durch azeotrope Destillation mit Toluol
und dann entfernt man das Toluol und ersetzt es durch "Boralene" 1127, um eine Lösung zu erzeugen, welche 30 % (Gewicht/
Gewicht) polymeres Material enthält. Die Lösung wird zum Entfernen fester Verunreinigungen filtriert und das Filtrat als
polymeres Dispergiermittel 15A verwendet. "Boralene" 1127 ist eine Handelsbezeichnung für ein Erdöldestillat, welches
etwa 30 % Aromaten enthält, und im Bereich von Ί2 bis 0
siedet.
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- 25 Beispiel l6
Es wird das polymere Dispergiermittel l6A nach der Methode des Beispiels 15 bereitet mit der Ausnahme, daß eine
Lösung von 274 Teilen "Coomassie" Gelb 7öS in 271IO Teilen
Wasser, anstelle der in jenem Beispiel verwendeten "Coomassie" Gelb-Lösung, verwendet wird.
Die fertige Lösung enthält 30 % (Gewicht/Gewicht) polymeres Material und wird als polymeres Dispergiermittel
16A verwendet.
Die polymeren Dispergiermittel IA bis l6A, welche in
den Beispielen 1 bis 16 bereitet wurden und das polymere Dispergiermittel 2OA, welches in Beispiel 20 bereitet wurde, werden
für verschiedene Pigmenttypen als Entflockungsmittel verwendet.
Die einzelnen Pigmente werden mit einem Kohlenwasserstoff lösungsmittel und, in einigen Fällen Wasser, vermischt,
und das sich ergebende Gemisch behandelt man mit einem der erfindungsgemäßen polymeren Dispergiermittel. Die Mengen und
Arten der verwendeten Bestandteile sind in den nachstehenden Rezepten 1 bis 6 angegeben.
Rezept 1. "Philblack" 55 (35g) polymeres Dispergiermittel (11,7 g) und Toluol (53,3 g).
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Rezept 2. "Austiox" RCR (80 g), polymeres Dispergiermittel
(4 g) und Toluol (16 g).
Rezept 3. "Monastral" Past Blue BGA (35 g), polymeres Dispergiermittel
(23,4 g), "Boralene" 1127 (39,6 g) und Wasser (2g).
Rezept 4. "Monastral" Fast Blue RFA (35 g), polymeres Dispergiermittel
(23,4 g), "Boralene" 1127 (39,6 g) und Wasser (2g).
Rezept 5. "Rubine Toner" 2BA (35 g), polymeres Dispergiermittel (11,7 g) und Toluol (53,3 g).
Rezept 6. "Monolite" Yellow GTA (20 g), polymeres Dispergiermittel
(13,3 g), "Boralene" 1127 (64,7 g) und Wasser (2g).
. Rezept 7. "Monolite" GM (30 g), polymeres Dispergiermittel
(20 g), "Boralene" 1127 (48 g) und Wasser (2 g), "Monolite " Yellow GTA (30g).
"Monastral", "Monolite" sind Warenzeichen der Imperial Chemical Industries Limited und "Philblack" ist ein Warenzeichen
der Phillips Petroleum Company; "Boralene" ist ein Warenzeichen
der Boral Limited; "Austiox" ist ein Warenzeichen der Australian Titan Products.
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Die Pigmentdispersionen werden aus dem in den Rezepten
1 bis 7 beschriebenen Gemisch bereitet, indem man das Gemisch der Bestandteile zusammen mit 150 g 4 mm-Glasperlen in einem
Gefäß auf einem "Red Devil" (eingetragenes Warenzeichen für ein Anstrichmassen-Konditioniergerät) 30 Minuten mahlt.
Die Dispersionen werden dann visuell geprüft und gemäß ihrer Viskosität von 0 bis 10 bewertet, wobei die Viskosität
als Maß für die Entflockung des Systems genommen wird. Eine Bewertung von 0 bedeutet, daß die Dispersion nicht besser
ist als eine Kontrolldispersion, welche kein Dispergiermittel enthält. Eine Bewertung von 10 bedeutet in jedem Fall eine
fließfähige Dispersion,welche leicht fließt,
Die Bewertungen der Dispersionen, welche unter Anwendung der Rezepte 1 bis 7 und der polymeren Dispergiermittel
IA bis 16A und 2OA bereitet wurden, sind in Tabelle III angegeben.
Zum Vergleich werden unter Verwendung der Rezepte 1 bis 7 Kontrolldispersionen bereitet, wobei jedoch das polymere
Dispergiermittel fortgelassen ist. Die Bewertungen der Kontrolldispersionen sind ebenfalls in Tabelle III angegeben.
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■ - 28 Tabelle III
Polymeres Rezept Rezept Rezept Rezept Rezept Rezept Rezept Disper- 1 2 3 1I 5 6 7
giermittel
Kontrolle | 0 | O | 0 | O | O | 0 | O |
IA | 10 | 10 | 3 | 10 | 8 | 3 | - |
2A | - | - | 3 | - | 7 | 3 | - |
3A | - | - | 3 | - | 8 | 3 | - |
4A | - | - | 3 | - | 8 | 3 | - |
5A | - | - | 3 | - | 8 | 3 | - |
6A | - | - | 3 | - | 8 | 3 | - |
7A | 10 | 10 | H | - | 3 | 3 | - |
8A | - | - | 6 | - | 3 | 3 | - |
9A | - | - | 8 | - | 3 | 3 | - |
1OA | - | . - | 8 | - | 3 | 3 | - |
HA | - | - | 10 | 10 | 3 | 3 | - |
12A | - | - | 10 | - | 3 | 3 | - |
13 A | - | - | 10 | - | 3 | 3 | - |
14A | - | - | 3 | - | 10 | 3 | - |
15A | - | - | 3 | 3 | 3 | 5 | - |
16A | - | - | 3 | 3 | 3 | 8 | - |
2OA | - | • | - | - | 10 · | 10 |
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Beispiel l8 .
Dieses Beispiel zeigt die Auswirkung des Nichthinzusetzens von Wasser zu einer Dispersion von "Monastral" Fast
Blue BGA.
Eine Dispersion von "Monastral" Past Blue BQA wird unter Verwendung des Rezepts 3 und des polymeren Dispergiermittels
9A genau hergestellt, wie dies in Beispiel 17 beschrieben ist mit der Ausnahme, daß die 2 g Wasser fortgelassen werden.
Die Bewertung des polymeren Dispergiermittels 9A fällt von 8 auf 3 ab.
Dieses Beispiel zeigt die Auewirkung des 12-etündigen
Stehenlassens der Dispersion.
Eine Dispersion von "Monastral" Fast Blue QBA und polymerem Dispergiermittel 1OA wird, genau wie in Beispiel
beschrieben, unter Verwendung des Rezepts 3 hergestellt. Bei 12-stündigem Stehenlassen der Dispersion, steigert sich die
Bewertung des polymeren Dispergiermittels 1OA von 8 auf 10.
Das polymere Dispergiermittel 2OA wird nach der Methode
des Beispiels 7 bereitet mit der Ausnahme, daß anstelle des
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Verwendens einer wässrigen Lösung vqn sulfonierten! Kupfer-Phthalocyanin,
die Polymerlösung in Toluol mit einer 15,5 %-igen
(Gewicht/Gewicht) wässrigen Paste (1395 Teile) erhitzt wird, welche gebildet wird, indem man diazotiertes 3.3'-Dichlorbenzidin
mit Natrium-acetoacetanilid-p-sulfonat kuppelt.
Das Gesamtgemisch erhitzt man zwei Stunden unter Rückfluß. Wasser wird durch azeotrope Destillation mit Toluol entfernt
und dann entfernt man Toluol und ersetzt es durch "Boralene"
1127 zwecks Bildung einer Lösung, welche 30 % (Gewicht/Gewicht) polymeres Material enthält. Die Lösung wird zum Entfernen fester
Verunreinigungen filtriert und das Piltrat als polymeres Dispergiermittel 20A verwendet.
Ein Gemisch aus 157 Teilen Dimethylaminoäthyl-methacrylat 126 Teilen Benzoylchlorid, 280 Teilen n-Propanol und 0,12 Teilen
"Topanol" A, wird in ein gerührtes Reaktionsgefäß gegeben, welches
mit Rückflußkühler ausgestattet ist. Das gerührte Gemisch wird eine Stunde unter Rückfluß erhitzt und dann läßt man es
abkühlen. Ein Gemisch aus 552 Teilen 2-Äthylhexyl-acrylat9 8,3
Teilen Azodiisobutyronitril, 110 Teilen Aceton und 300 Teilen n-Propanol, setzt man unter Rühren hinzu und die sich ergebende
Lösung setzt man dann innerhalb von 3 Stunden zu einem Gemisch aus 1000 Teilen Toluol und 500 Teilen n-Propanol in einem Reaktionsgefäß
hinsug welches unter Rühren und unter Rückfluß erhitzt
wird. Drei zusätzliche Portionen an Azodiieobutyronitril
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(1,6 Teile werden in drei stündlichen Abständen zu dem unter
Rückfluß erhitzten Gemisch unter Rühren hinzugegeben» Nach weiteren drei Stunden ist die Polymerisation im wesentlichen
vollendet. Das n-Propanol entfernt man durch azeotrope Destillation
mit Toluol und dann entfernt man das Toluol und ersetzt es durch "Boralene" 1127 zwecks Erzeugen einer Lösung, welche
30 % (Gewicht/Gewicht) polymeres Material enthält. Die Lösung verwendet man als Polymeres 21A.
Die Methode des Beispiels 21 wird in den Beispielen 22 bis 27 zur Bereitung der entsprechenden Polymeren 22A bis
27A wiederholt mit der Ausnahme, daß die Mengenanteile und die Arten der Bestandteile geändert werden, wie dies in Tabelle IV
angegeben ist.
Beispiel | Polymeres | Verhältnis der Comonomeren im Polymeren auf molarer Basis |
Polymeres | |
21 22 |
2EHA:DMAEM-BC Il |
3:1 8:1 |
2IA 22A |
|
20983 | 23 | Il | 10:1 | 23A |
GvJ | 25 | Il Il |
20:1 , 30:1 |
25A |
0966 | 26 | Il | 50:1 | 26A |
27 | ti | 80:1 | Τ7Λ | |
- 32 Beispiel 28 '
In einem gerührten Reaktionsgefäß, welches mit Rückflußkühler ausgestattet ist, werden 43,2 Teile Dimethylsulfat
langsam zu einem Gemisch aus 50 Teilen 2-Methylthioäthylacrylat
und 50 Teilen Benzol hinzugegeben. Das Gemisch rührt man eine Stunde bei Raumtemperatur und das sich ergebende
Sulfoniumsalz scheidet sich als weißer Peststoff aus, welchen man durch Abfiltrieren entfernt. Ein Teil dieses Produktes
(48,3 Teile), 150 Teile n-Propanol, 331 Teile 2-Äthylhexylacrylat,
25,8 Teile Methacrylsäure, 6,0 Teile Azodiisobutyronitril und 20,0 Teile Aceton, werden gemischt und zu einer
gerührten, sich unter Rückfluß befindlichen Lösung aus 420
Teilen Toluol und 370 Teilen n-Propanol innerhalb von drei Stunden hinzugesetzt. Drei weitere Portionen (1,0 Teile) Azodiisobutyronitril
werden in drei stündlichen Abständen hinzugesetzt. Nach weiteren drei Stunden ist die Polymerisation
im wesentlichen vollendet. Die Lösungsmittel werden dann entfernt und das Polymere in "Boralene" 1127 wieder aufgelöst,
wobei sich eine 3o %ige (Gewicht/Gewicht) Lösung ergibt, welche als Polymeres 28A verwendet wird.
Es werden zwei Lösungen bereitet, wovon die eine 92
Teile 2-Äthylhexyl-acrylat, 1,0 Teile Azodiisobutyronitril
und 5,0 Teile Aceton, und eine zweite Lösung 7,6 Teile Allyltriphenylphosphoniumbromid
und 85 Teile n-Propanol enthält.
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Jede Lösung setzt man getrennt mit gleicher Geschwindigkeit innerhalb von drei Stunden zu einer gerührten, sich unter
Rückfluß befindlichen Lösung von 70 Teilen Toluol und 15 Teilen
n-Propanol hinzu.
Vier weitere Portionen (0,2 Teile) Azodiisobutyronitril,
werden in drei stündlichen Abständen hinzugegeben. Nach weiteren drei Stunden ist die Polymerisation im wesentlichen
vollendet. Die Lösungsmittel werden dann entfernt und durch "Boralene" 1127 ersetzt, wobei sich eine 30 ί-ige (Gewicht/
Gewicht) Polymerlösung ergibt, welche als Polymeres 29A verwendet wird.
Die Polymeren 21A bis 29A, welche in den Beispielen 21
bis 29 bereitet wurden, werden verwendet, um Dispersionen von verschiedenen Pigmenten zu bereiten, indem man das Pigment
mit Polymerem, einer salzbildenden Komponenten, und in Fällen, wo die letztere sauer ist, mit anorganischer Base und,in gewissen
Fällen, mit zugesetztem Wasser, vermahlt. Das Vermählen
wird ausgeführt wie in Beispiel 17. Die in jedem Falle verwendeten Bestandteile sind in den Tabellen V bis VII angegeben.
Jede Dispersion wird mit "Boralene" 1127 auf 100 Teile aufgefüllt.
Jede Dispersion prüft man visuell und bewertet wie in L 17. D:
VII angegeben.
VII angegeben.
Beispiel 17. Diese Bewertungen sind in den Tabellen V, VI und
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Tabelle | Teile | V | 1-n Natron | Bewertung | |
23 | lauge (ml) | ||||
Teile | Polymerea | 2? | Teile | 0,81» | 9 1/2 |
"Monastral" Past Blue BGA |
Nr. | 23 | "S-CPC"- Paste |
1,00 | 10 |
35 | 2IA | 23 | 5,2 | 1,66 | 10 |
35 | 22A | 23 | 6,2 | 0,88 | 10 |
35 | 23A | 23 | 9,8 | 0,7^ | 9 |
35 | 24A | 23 | 5,3 | 0,00 | 10 . |
35 | 26A | 23 | 4,5 | 0,46 | 6 |
35 | 26a | 23 | 4,5 | 2,60 | H |
35 | 27A | 2,9 | 1,76 | 5 | |
35 | 28a | 15,0 | |||
35 | 29A | 10,8 | |||
Die verwendete "S-CPC"-Paste ist eine 18,0 %-ige
(Gewicht/Gewicht) wässrige Lösung von sulfoniertem Kupfer-Phthalocyanin,
welches je PhthalocyaninmolekUl 1,28 -SO,H-Gruppen enthält.
Tabelle VI | m ., trockneter ■xeixe »2BA-Parb- stoff" |
Teile | Bewertung | |
23 1,0 23 2,0 209833/0966 |
Wasser | |||
Teile | Polymeres Teile ge- | 1,0 1,0 |
10 8 |
|
"Rubine Toner" 2BA |
Nr. | |||
35 35 |
24a 23A |
|||
Der verwendete "2BA-Farbstoff" ist das Produkt, welches
sich bildet, indem man das Diazosalz der 2-ChIOr-1J-aminotoluol-5-sulfonsäure
mit 2-Hydroxy-3-napthoesäure kuppelt.
Tabelle | Teile | VII | Bewertung | |
20 20 20 |
||||
Teile | Polymeres | Teile | 9 10 10 |
|
"Monolite" Yellow GLA |
Nr. | "Gelbfarb- stoff"- Paste |
||
30 30 30 |
22A 22A 25A |
9,2 H,6 5,5 |
||
Die verwendete "Gelbfarbstoff"-Paste ist eine 15»5 Jfige
(Gewicht/Gewicht) wässrige Lösung des Produktes, welches durch Kuppeln von diazotierten! 3.3'-Dichlorbenzidin mit
Natrium-acetoacetanilid-p-sulfonat gebildet wird.
Dieses Beispiel veranschaulicht, wie ein polymeres Dispergiermittel hergestellt und in einem Arbeitsgang auf
ein Pigment während der Herstellung des letzteren aufgezogen werden kann,
100 Teile ß-Kupfer-phthalocyaninpulver wird behandelt,
wie dies in Beispiel 1 der Australischen Patentanmeldung
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2^97/67 beschrieben ist mit der Ausnahme, daß die Ätznatronlösung,
welche zum Alkalisieren der Pigmentsuspension verwendet wird, das in Beispiel 23 bereitete Polymere (29,1I Teile der
30 #-igen (Gewicht/Gewicht) Lösung in n-Propanol) und sulfoniertes
Kupfer-phthalocyanin (13,74 Teile 18,0 £-ige (Gewicht/Gewicht)
wässrige Paste (mit 1,28 -SO,H Gruppen je Phthalocyaninmolekül)
enthält.
Das erzeugte Pigment zeigt verbesserte Pließeigenschaften, wenn man es in viskose und flüssige Druckfarben einverleibt,
Dieses Beispiel veranschaulicht, wie ein getrennt hergestelltes, polymeres Dispergiermittel auf ein Pigment während
der Herstellung des letzteren aufgezogen werden kann.
32 Teile Acetoacet-m-^-xylidid rührt man bei schwach
saurem pH in 600 Teilen Wasser. Das in Beispiel 20 bereitete polymere Dispergiermittel 20A (IktH Teile 30 #iger (Gewicht/
Gewicht) Lösung in n-Propanol) setzt man unter Rühren hinzu. Es werden 19 Teile 3.3'-Diehlorbenzidin diazotiert und langsam
hinzugegeben, während man die gleichen, leicht sauren Bedingungen aufrechterhält. Die Pigmentsuspension wird dann erhitzt,
filtriert, gewaschen und getrocknet.
Dieses Pigment zeigt eine Verbesserung hinsichtlich der Pließeigenschaften, wenn«es in eine flüssige Druckfarbe
einverleibt wird. 209833/0966
- 37 - Beispiel 33 ■
Es wird eine typische Qravurdruckfarbe bereitet unter
Verwendung einer 35 /ί-igen (Gewicht/Gewicht) Dispersion von
"Monastral" Past Blue BGA in "Boralene" 1127, welche unter
Anwendung des Rezepts in Tabelle V und des Polymeren 25A bereitet wurde. Die Dispersion wird gemahlen, bis die mittlere
Partikelgröße unter einem Mikron liegt. Eine Portion der obigen Dispersion (10 Teile) setzt man langsam zu einer 60 ί-igen
(Gewicht/Gewicht). Zinkrosinatlösung in 64 Teilen "Boralene"
1127 hinzu, während man mit einem Schnellmischer rührt. Nach gründlichem Durchmischen setzt man 26 Teile "Boralene" 1127
hinzu. Diese Druckfarbe wird dann auf Papier abgezogen und mit einem Abzug unter Verwendung einer Standard-Druckfarbe verglichen,
welche aus 3,5 Teilen "Monastral" Past Glue BGA und einer 40 Ji-igen (Gewicht/Gewicht) Zinkrosinatlösung in "Boralene"
1127 (96,5 Teile) besteht, Verglichen mit der Standard-Druckfarbe, ist die unter Verwendung des Dispergiermittels
25A bereitete Druckfarbe leuchtender und besitzt, etwa 20 %
mehr Farbentwicklung.
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Claims (1)
- Patentansprüche1. Polymeres Dispergiermittel zum Dispergieren eines Pigments in organischen Medien, gekennzeichnet durch eine Qerüstkette, welche erstens eine auflösende Gruppe, wie sie vorstehend definiert ist, und zweitens eine ionische Gruppe, wie sie vorstehend definiert ist, einverleibt oder von ihr abhängend aufweist, wobei die ionische Gruppe mit einer salzbildenden Komponenten, wie sie vorstehend definiert 1st, ein Salz bildet.2. Polymeres Dispergiermittel sum Dispergieren eines organischen Pigments nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die salzbildende Komponente das Pigmentmolekül ist, welches mit einem ionischen Radikal substituiert ist«3. Dispergiermittel naeh Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das ionische Radikal, mit welchem das Pigmentmolekül substituiert ist, Sulfonsäureradikal, Phosphorsäureradikal β Carboxy!radikal, Aminoradikal, Alkylaminoradikal, Ammoniumradikal, Phosphoniumradikal oder Sulfoniumradikal ist.4. Dispergiermittel zum Dispergieren eines organischen Pigments nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die salzbildende Komponente ein ionisches Zwischenprodukt bei der Herstellung des Pigments ist.209833/09665. Dispergiermittel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zum Dispergieren eines Naturharzpigments die salzbildende Komponente aus Dehydroabietinsäure, Abietinsäure, Cholsäure, Desoxycholsäure, Cholansäure und / oder 12-Ketocholansäure besteht.6. Dispergiermittel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zum Dispergieren eines Pigmentfarbstoffes bzw. einer Pigmentfarbe, welche entweder naturharzbehandelt oder nichtnaturharzbehandelt ist,die salzbildende Komponente aus Naphthalinsulfonsäuren, Benzolsulfonsäuren, Anthracen- ader. Phenanthrensulfonsäuren oder Formaldehydkondensat^ der Naphthalin-2-sulfonsäure besteht.7. Dispergiermittel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die ionische Gruppe aus Carboxyl-, SuIfon-, Phosphon-, primären, sekundären oder tertiären Amino-, Ammonium-, Phosphonium- und Sulföniumgruppen besteht,8. Dispergiermittel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zum Dispergieren eines Pigments in aliphatischen oder aromatischen Kohlenwasserstoffmedien die auflösende Gruppe eine Alkylgruppe mit 8 bis 2o (einschließlich) Kohlenstoffatomen ist.9. Dispergiermittel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zum Dispergieren eines209833/0966Pigments in aliphatischen oder aromatischen Kohlenwasserstoffmedien die auflösende Gruppe entweder Phenyl oder Benzyl ist.lo. Dispergiermittel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zum Dispergieren eines Pigments in aliphatischen, sauerstoffhaltigen organischen Flüssigkeiten die auflösende Gruppe ein Kondensat eines Alkylenoxyds ist.11, Dispergiermittel nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Alkylenoxyd 2 bis 4 (einschließlich) Kohlenetoffatome enthält.12. Dispergiermittel nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Gerüstkette sich von einem Comonomergemisch herleitet, welches an Comonomeren, die die auflösenden Gruppen enthalten oder- an welche die auflösenden Gruppen später angegliedert werden können, einen molaren Prozentsatz im Bereich von 99 bis 50, und an Comonomeren, welche die ionischen Gruppen enthalten oder an welche die ionischen Gruppen später angegliedert werden können, einen molaren Prozentsatz im Bereich von 1 bis 50 aufweist.. 13« Dispergiermittel nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Molekulargewicht zwischen 2000 und500000 besitzt.209833/096614. Dispergiermittel nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Molekulargewicht zwischen 5 ooo undloo ooo besitzt.15. Dispergiermittel nach Anspruch 1 bis 14, dadurch
gekennzeichnet, daß der Prozentsatz an ionischen Gruppen,
welche mit den salzbildenden Komponenten reagiert haben, Io
bis loo beträgt.<; Verfahren zur Herstellung des polymeren Dispergiermittels nach Anspruch 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß
man ein Polymeres, welches aus der Gerüstkette besteht und
erstens eine auflösende Gruppe und zweitens eine ionische Gruppe in die Gerüstkette einverleibt oder von ihr abhängend aufweist, mit einer salzbildenden Komponenten reagieren läßt.17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß man es gleichzeitig mit der Herstellung einer Pigmentdispersion durchführt, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Gemisch, welches das Polymere, die salzbildende Komponente, ein Pigment und die organische Flüssigkeit enthält, vermahlt.18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewichtsverhältnis des Polymeren zum Gewicht der salzbildenden Komponenten im Bereich von 1:1 bis Io:1 liegt.19. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß man es gleichzeitig mit der Herstellung überzogener Pigment-209833/0966partikel durchführt, dadurch gekennzeichnet, dafl man ein Gemisch, welches ein Pigment, die salzbildende Komponente und das Polymere aufweist, zur Reaktion bringt.20. Verwendung des Dispergiermittels nach einem der vorhergehenden Ansprüche zum Dispergieren von Pigmenten in einer organischen Flüssigkeit.21. Verwendung nach Anspruch 2o, mit zwischen ofo5 und 5% (Gewicht/Gewicht) Wasser.22. Verwendung nach Anspruch 2o, mit zwischen o,5 und 2% (Gewicht/Gewicht) Wasser.23. Verwendung des Dispergiermittels nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Herstellung einer Pigmentdispersion durch Vermählen eines Gemisches 0 welches eine wirksame Menge an dem polymeren Dispergiermittel für das Pigment, das Pigment und eine organische Flüssigkeit aufweist.24. Verwendung des Dispergiermittels nach einem der vorhergehenden Ansprüche für Überzogene Pigraentpartikel, bestehend aus Pigmentpartikeln, welche für das Pigment Oberflächenüberzüge aus dem polymeren Dispergiermittel aufweisen.25. Verwendung nach Anspruch 24, durch Vermischen einesPigmentes mit dem polymeren Dispergiermittel für das Figment.209833/096626. Verwendung nach Anspruch 24 durch Hinzusetzen des polymeren Dispergiermittels für das Pigment während der Pigmentherstellung.27. Verwendung nach Anspruch 24 mit zwischen 1 und 3o% (Gewicht/Gewicht) polymerem Dispergiermittel, hergestellt nachAnspruch 18, als überzug.28. Verwendung nach Anspruch 24 mit zwischen 5 und 2o% (Gewicht/Gewicht) polymerem Dispergiermittel, hergestellt nachAnspruch 18, als Überzug.209833/0966
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