ES2164806T5 - Formulacion de pigmento en forma de polvo. - Google Patents
Formulacion de pigmento en forma de polvo.Info
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Abstract
PREPARACION DE PIGMENTO EN FORMA DE POLVO QUE CONTIENE A) UN PIGMENTO ORGANICO O INORGANICO, B) UN COMPUESTO DEL GRUPO DE LAS NOVOLACAS, ALCOHOLES GRASOS OXALQUILADOS, DE LOS BISFENOLPOLIGLICOL-ETERES, AMINAS GRASAS OXALQUILADAS, ACIDOS GRASOS OXALQUILADOS, O LOS PRODUCTOS DE ESTERIFICACION Y/O ARILACION OBTENIDOS DE CUERPOS GRASOS DE ACEITE DE RICINO NATURAL O MODIFICADO, QUE SE OXALQUILAN Y OPCIONALMENTE SE UNEN POR ESTERIFICACION CON ACIDOS DICARBOXILICOS EN UNIDADES ESTRUCTURALES QUE SE REPITEN, C) UNA MEZCLA DE ALCOHOLES DE POLIVINILO Y VINILO SOLUBLE EN AGUA O DE COPOLIMEROS DE ALCOHOL DE VINILO, Y D) OTROS ADITIVOS USUALES, SIENDO LA SUMA DE TODOS LOS COMPONENTES 100 % EN PESO. REVOCOS Y COLORES DE DISPERSION SE PIGMENTAN POR EL SENCILLO CONTACTO DE LA PREPARACION DE PIGMENTO EN POLVO.
Description
Formulación de pigmento en forma de polvo.
El invento se refiere a formulaciones de
pigmentos en forma de polvos, fácilmente distribuibles, para
pigmentar revoques y dispersiones de pinturas para edificios sobre
la base de resinas sintéticas.
Constituyen estado de la técnica para la
pigmentación de revoques y pinturas en dispersión, las dispersiones
acuosas de pigmentos, que para la coloración o tinción se incorporan
con agitación en la dispersión de color blanco y se mezclan con
ella. Como pigmentos, se pueden emplear p.ej. pigmentos azoicos,
pigmentos azoicos laqueados, de naftol, isoindolinona, isoindolina,
ftalocianina, quinacridona, quinoftalona, diceto- pirrolopirrol,
pero también pigmentos inorgánicos, particularmente del tipo de
óxidos, en forma de formulaciones acuosas o
acuosas-orgánicas.
En el caso de la preparación de las conocidas
dispersiones de pigmentos, se emplean para dispersar los usuales
agentes dispersantes aniónicos, catiónicos o no iónicos, a solas o
en combinación, por ejemplo alquil-sulfatos,
alquil-sulfonatos, alquil-fosfatos,
alquil-benceno-sulfonatos,
octadecil-fosfatos, dodecil-benceno-
sulfonatos y ésteres de ácido sulfo-succínico,
productos de condensación de ácidos grasos y taurina o ácido
hidroxietano-sulfónico así como productos de
reacción de alquil-fenoles y alcoholes grasos
oxietilados con ácido cloro-sulfónico y oxicloruros
de fósforo (Winnacker, Küchler, "Chemische Technologie"
(Tecnología química), tomo 4, editorial Carl Hanser, Munich 1960).
Como agentes tensioactivos catiónicos pasan a utilizarse sales
cuaternarias de amonio, tales como p.ej. el cloruro de
hexadecil-trimetil-amonio. La
preparación de las formulaciones acuosas se realiza de un modo
conocido en equipos para dispersar, tales como aparatos
disolvedores, un molino de rotor y estator, molinos de bolas con
mecanismo de agitación, mezcladores rápidos turbulentos, aparatos
amasadores o molinos de rodillos.
Las formulaciones acuosas contienen en parte
disolventes orgánicos, tales como p.ej. glicoles. El
propilen-glicol, que se añade como agente evitador
de la desecación o para aumentar la estabilidad frente a la
congelación, plantea problemas de olor y no se puede emplear en
formulaciones sin ningún VOC (de Volatile Organic Compound =
compuesto orgánico volátil).
Si estas formulaciones líquidas, después de haber
ajustado una viscosidad apta para la atomización, se secan p.ej. en
un secador por atomización para formar un polvo, entonces solamente
en casos excepcionales resultan polvos capaces de correr (fluir),
que además de ello no presentan las exigidas propiedades para la
técnica de aplicaciones. Con frecuencia se llega a trastornos
durante el proceso de atomización por obstrucción y taponamiento de
la boquilla, deposiciones junto a las paredes de la torre de
atomización o conglomeración del material atomizado. También por
optimización de las relaciones entre el pigmento y el agente
dispersante se obtienen, después de haber secado por atomización,
unos polvos de pigmentos sólo insuficientemente capaces de correr,
que no cumplen las exigidas propiedades para técnica de aplicaciones
en lo que se refiere a la estabilidad frente a la floculación, la
aptitud para distribución y las características colorísticas en los
medios de aplicación.
Las defectuosas propiedades para dispersión se
pueden provocar p.ej. por aglomeración renovada (reaglomeración) de
la dispersión durante el proceso de atomización o, al introducir el
material atomizado, por mala mojadura en las dispersiones de color
blanco. El documento de solicitud de patente alemana
DE-A-3839865 describe
poli(alcoholes vinílicos) en forma de polvos, extendidos
sobre pigmentos. En este contexto se trata en la mayor parte de los
casos de pigmentos blancos inorgánicos, que por causa del pequeño
tamaño de partículas se pueden secar sin haber sido previamente
dispersados. Los pigmentos orgánicos correspondientemente tratados
presentan defectuosas propiedades para ser dispersados y unas
características colorísticas insuficientes en los medios de
aplicación que entran en discusión. Subsistía por tanto una
necesidad de formulaciones de polvos de pigmentos, que se pudiesen
distribuir rápidamente y sin dejar residuos en pinturas y otros
agentes colorantes en dispersión mediante sencilla incorporación con
agitación y con ello proporcionasen pinturas estables frente a la
floculación y exentas de motas, jaspeados, franjas y manchas.
Fue misión del presente invento encontrar
formulaciones de pigmentos en forma de polvos, pobres en
desprendimiento de polvillo, que se pudiesen incorporar por
agitación fácilmente en dispersiones de resinas sintéticas y
revoques y proporcionasen pinturas estables frente a la floculación,
exentas de motas, jaspeados y franjas.
Se encontró que las formulaciones de pigmentos
seguidamente definidas resuelven de un modo sorprendente el problema
establecido por esta misión.
Son objeto del presente invento formulaciones de
pigmentos en forma de polvos, que contienen
- a)
- un pigmento orgánico o inorgánico,
- b)
- un compuesto seleccionado entre el grupo formado por novolacas, bisfenol-poliglicol-éteres, alcoholes grasos oxialquilados, aminas grasas oxialquiladas, o los productos de esterificación y/o arilación que se preparan a partir de un material graso de aceite de ricino, natural o modificado, que están oxialquilados y eventualmente enlazados con ácidos dicarboxílicos por esterificación para formar unidades estructurales repetidas,
\newpage
- c)
- una mezcla soluble en agua de un poli(alcohol vinílico) y alcohol vinílico, o de copolímeros de alcohol vinílico, y
- d)
- eventualmente otros materiales aditivos usuales,
proporcionando la suma de todos los
componentes un 100% en
peso.
Presentan interés especial las formulaciones de
pigmentos en forma de polvos, que constan
de 25 a 80% en peso, preferiblemente de 35 a 70%
en peso, del componente a),
de 3 a 40% en peso, preferiblemente de 10 a 30%
en peso, del componente b),
de 2 a 40% en peso, preferiblemente de 10 a 30%
en peso, del componente c) y
de 0 a 7% en peso, preferiblemente de 2 a 5% en
peso, del componente d).
Como pigmentos inorgánicos entran en
consideración pigmentos del tipo de óxidos, p.ej. óxido de hierro,
óxido de níquel y titanio, óxido de cromo y titanio, verde de óxido
de cromo o azul de cobalto. Como pigmentos orgánicos entran en
consideración particularmente pigmentos monoazoicos, disazoicos,
azoicos enlacados, de bencimidazolona, naftol, isoindolinona,
isoindolina, ftalocianina, quinacridona, perileno, perinona,
tioíndigo, quinoftalona, dioxazina y
diceto-pirrolopirrol.
Como novolacas presentan interés para el presente
invento preferiblemente los condensados de aldehídos y
alquil-fenoles oxialquilados que se describen en los
documentos de solicitud de patente europea
EP-A-0.065.751 y de solicitud de
patente de patente alemana
DE-A-2.901.462, particularmente
alquil-fenol-novolaca-poliglicol-
éteres, una novolaca de 7 núcleos con 105 unidades de óxido de
etileno (OE = óxido de etileno), a continuación convertida
químicamente en un éster parcial de ácido benzoico y en la sal de
sodio de un semi-éster de ácido sulfo-succínico
(Ejemplo 3.5.3 en el documento
EP-A-0.065.751) y una novolaca de 7
núcleos con 105 OE como en el Ejemplo 2 del documento
DE-A-2.901.462.
Se describen
bisfenol-poliglicol-éteres por ejemplo en el
documento DE-A 3.026.127 (= documento de patente de
los EE.UU. US-PS 4.960.935), Ejemplo 1, así como en
el documento DE-A-2.913.176 (=
documento de solicitud de patente canadiense
CA-A-1.158.384), Ejemplo 1.
Como alcoholes grasos oxialquilados se emplean
con preferencia alcoholes grasos C_{12}-C_{18}
con 2 a 50 unidades de óxido de etileno y/u óxido de propileno.
Como aminas grasas oxialquiladas se emplean con
preferencia aminas grasas C_{8}-C_{22} con 2 a
30 unidades de óxido de etileno y/u óxido de propileno.
El material graso de aceite de ricino
esterificado y oxialquilado precedentemente descrito consta
preferiblemente
de 1 a 10 unidades de la fórmula (Ia)
de 1 a 72 radicales monovalentes de
la fórmula
(Ib)
(I
b)-Z
y en el caso de la presencia de dos
o más unidades de la fórmula
(Ia),
adicionalmente de 1 a 9 grupos divalentes de la
fórmula (Ic)
(I
c)-CO-E-CO-
estando definida cada una de las
valencias libres mostradas en las unidades de fórmula (Ia) de tal
manera que éstas, independientemente unas de otras, están unidas
directamente en cada caso con una unidad de fórmula (Ib) o con una
valencia de la unidad de fórmula (Ic), y realizándose en las
unidades de fórmulas (Ia) hasta (Ic)
que
- A
- representa el radical de un aceite de ricino natural o modificado o el radical de un ácido ricinoleico natural o modificado;
- D
- representa un enlace directo o un radical bivalente de un alcohol de 2- a 6- valente, lineal o ramificado, con 2 a 8 átomos de C, o representa un radical bivalente de una alquilol-amina HO-(CH_{2})_{v}-[HN-(CH_{2})_{U}]_{a}-NH_{2},
- \quad
- en que a representa un número entero de 0 a 4,
- \quad
- u y v son iguales o diferentes y representan un número entero de 2 a 14,
- \quad
- y en que cada uno, o una parte, de los grupos OH, NH ó NH_{2} está oxialquilado/a;
- E
- representa un radical alifático lineal, ramificado o cíclico con 0 a 20 átomos de carbono;
- \quad
- un radical aromático con 6 a 10 átomos de carbono;
- \quad
- un radical alquenilo sobre la base de un ácido graso C_{28}-C_{72} insaturado dimerizado;
- \quad
- o un grupo de las fórmulas -CH=CH-, -CH_{2}CH(SO_{3}M)- ó -C(SO_{3}M)CH_{2}-
- \quad
- en las que M es un catión;
- X
- representa un grupo de las fórmulas -CH_{2}CH_{2}-, -CH(CH_{3})CH_{2}- ó -CH_{2}CH(CH_{3})- o una combinación de éstas;
- Z
- representa radicales desde Z^{1} hasta Z^{6} iguales o diferentes, en los que
- Z^{1}
- significa hidrógeno,
- Z^{2}
- significa un radial acilo de la fórmula R^{1}-CO-, en la que R^{1} significa un radical fenilo, naftilo o hidroxi-naftilo,
- Z^{3}
- significa un radical acilo de un ácido resínico natural, sin modificar o modificado,
- Z^{4}
- significa un radical acilo de un ácido di- o tri-carboxílico sobre la base de un ácido graso C_{28}-C_{72} di- o tri-merizado o un radical acilo de un ácido graso C_{8}-C_{22} saturado o insaturado,
- Z^{5}
- significa radicales iguales o diferentes de las fórmulas
- \quad
- -CO-(CH_{2})_{q}-COOM, -CO-CH=CH-COOM, -CO-CH_{2}-CH(SO_{3}M)-COOM,
- \quad
- -CO-CH(SO_{3}M)-CH_{2}-COOM y -OC-C_{6}H_{4}-COOM,
- \quad
- en las que q representa un número entero de 0 a 10,
en donde M representa hidrógeno; un
metal alcalino; un equivalente de un metal
alcalino-térreo, un radical oxialquilo de la fórmula
(X-O-)_{n}H; un grupo de amonio, que está sin
sustituir o sustituido con uno a cuatro radicales alquilo
C_{1}-C_{5} o con uno a cuatro radicales
alquilol C_{2}-C_{5}; un grupo de amonio
obtenido a partir de amoníaco o de alquil
C_{1}-C_{5}-aminas o alquilol
C_{2}-C_{5}-aminas mediante
reacción por adición de 1 a 150 unidades de óxido de etileno u oxido
de propileno o de una combinación de unidades de óxido de etileno y
óxido de propileno; o un grupo de la fórmula
(II)
en la que R^{9}, R^{5} y
R^{6} son iguales o diferentes y representan un átomo de hidrógeno
o un grupo hidroxi-alquilo con 1 a 6 átomos de C, y
R^{7} y R^{8} son iguales o diferentes y representan hidrógeno o
metilo, los u son en cada caso iguales o diferentes y significan un
número entero de 2 a 14 y w representa un número entero de cero a
25;
o
en donde M representa un grupo de la fórmula
(III)
en la que R^{10} significa el
grupo H(-O-X-)_{y}, en el que X tiene los
significados precedentemente mencionados e y es un número entero de
1 a
100,
- m
- en el caso de que A sea un radical de ácido ricinoleico, representa el número 1, y en el caso de que A sea un radical de aceite de ricino, representa el número 1 ó 2,
- n
- representa un número de 1 a 250,
- p
- en el que caso de que A sea un radical de aceite de ricino, representa el número 0, y en el caso de que A sea un radical de ácido ricinoleico, representa el número 1, y
- r
- representa un número de 1 a 6,
y en que por lo menos un radical Z
que se toma entre el grupo Z^{2}, Z^{3}, Z^{4} y Z^{5} está
enlazado con A al modo de un éster; o en que por lo menos dos
unidades de la fórmula (Ia) están unidas unas con otras a través de
un grupo divalente de la fórmula (Ic), y Z tiene los significados de
Z^{1} hasta
Z^{5}.
Eventualmente, también los grupos extremos
hidroxi de estos compuestos oxialquilados de materiales grasos con
aceite de ricino están esterificados parcial o totalmente con uno o
varios de los radicales Z^{2} hasta Z^{5}.
La preparación de los materiales grasos con
aceite de ricino esterificados y oxialquilados que precedentemente
se describen, está descrita en el documento
EP-A-0.582.928.
Por "material graso con aceite de ricino" se
entiende un aceite de ricino natural o modificado o un ácido
ricinoleico natural o modificado. Por un aceite de ricino modificado
se entiende un aceite de ricino hidrogenado una vez o múltiples
veces o un aceite de ricino arilado una vez o múltiples veces. Por
un ácido ricinoleico modificado se entiende un ácido ricinoleico
hidrogenado o arilado. El término "arilado" significa en este
contexto que un ácido fenol-carboxílico,
preferiblemente un ácido hidroxi-naftoico o un
derivado de éste, ha reaccionado por adición con un doble enlace
olefínico del material graso con aceite de ricino.
El material graso con aceite de ricino que
constituye el fundamento del grupo A es por ejemplo un aceite de
ricino usual en el comercio, que consta en lo esencial de un
glicérico de ácido ricinoleico, ácido oleico, ácido linoleico y
ácido esteárico, o es un aceite de ricino hidrogenado una vez o
múltiples veces, un ácido ricinoleico hidrogenado o un aceite de
ricino arilado una vez o múltiples veces, o ácido ricinoleico
arilado una vez, con ácidos hidroxi-naftoicos o con
derivados de ácidos hidroxi-naftoicos. Un aceite de
ricino natural contiene grupos hidroxilo libres y dobles enlaces
olefínicos.
Son de un interés especial conforme al invento
los compuestos que contienen de 1 a 5 unidades de la fórmula (Ia),
en los que
- A
- representa el radical de un aceite de ricino natural o modificado y
- \quad
- p significa por lo tanto el número 0,
- X
- representa -CH_{2}CH_{2}- y
- n
- representa un número entero de 5 a 125, preferiblemente de 10 a 80.
Son de un interés especial además los compuestos
que contienen de 1 a 5 unidades de la fórmula (Ia), en los que
- A
- representa el radical de un ácido ricinoleico natural o modificado y
- \quad
- p significa el número 1;
- D
- representa un radical bivalente de un alcohol de 2- a 6-valente, lineal o ramificado, con 2 a 6 átomos de C, o de una alquilol C_{2}-C_{3}-amina,
- \quad
- una alquilol C_{2}-C_{3}-alquilen C_{2}-C_{3}-diamina,
- \quad
- una alquilol C_{2}-C_{3}-di-alquilen C_{2}-C_{3}-triamina o
- \quad
- una alquilol C_{2}-C_{3}-tri-alquilen-C_{2}-C_{3}-tetraamina,
- X
- representa -CH_{2}-CH_{2}- y
- n
- representa un número entero de 5 a 125, preferiblemente de 10 a 80.
Son de un interés especial además los compuestos
que contienen de 2 a 9 radicales monovalentes de la fórmula (Ib), en
los que Z representa radicales iguales o diferentes de las fórmulas
Z^{2}, Z^{3}, Z^{4} y Z^{5}, con preferencia Z^{3}
y
Z^{5}.
Z^{5}.
Son de un interés especial ademas los compuestos
que contienen de 1 a 4 grupos divalentes de la fórmula (Ic), en los
que E representa un radical alquileno alifático, lineal, ramificado
o cíclico, con 2 a 10 átomos de carbono, con preferencia etileno,
butileno, pentileno, hexileno y decileno; un radical fenileno; o un
grupo de las fórmulas -CH=CH-,
-CH_{2}-CH(SO_{3}M)- ó
-CH(SO_{3}M)CH_{2}-, en las que M es un
catión.
En el caso de que como producto de partida se
emplee un ácido ricinoleico natural o modificado, es conveniente
esterificar el grupo carboxilo libre del ácido ricinoleico mediante
un alcohol de 2- a 6-valente, que constituye el
fundamento del radical D, o mediante una
alquilol-amina. La mencionada esterificación se
lleva a cabo antes de la etapa b) de oxialquilación, tal como se ha
descrito en el documento
EP-A-0.582.928. Para la
esterificación de los grupos carboxi libres del ácido ricinoleico
son de un interés especial: glicerol, diglicerol, poligliceroles,
1,2,4-butano-triol,
butano-diol-(1,4), glicol, poliglicoles,
1,1,1-trimetilol-etano,
1,1,1-trimetilol-propano,
pentaeritritol,
2,4-dihidroxi-3-metilol-pentano,
hexano-triol, sorbitol,
anhidro-sorbitol, hexitol o manitol, así las mono-,
di- y tri-etanol-aminas y además
alquilol-aminas, tales como
N-(2-hidroxi-etil)-1,2-diamino-etano,
N-(2-hidroxi-etil)-dietilen-triamina,
N-(2-hidroxi-etil)-trietilen-tetraamina
y 2-amino-etanol.
Los ácidos carboxílicos aromáticos que
constituyen el fundamento del radical Z^{2} son, por ejemplo,
ácido benzoico, ácido 1-naftoico o ácido
2-naftoico así como los ácidos
hidroxi-naftoicos, preferiblemente ácido
1-hidroxi-4-naftoico,
ácido
2-hidroxi-1-naftoico,
ácido
3-hidroxi-1-naftoico,
ácido
5-hidroxi-1-naftoico,
ácido
6-hidroxi-1-naftoico,
ácido
7-hidroxi-1-naftoico,
ácido
8-hidroxi-1-naftoico,
ácido
1-hidroxi-2-naftoico,
ácido
3-hidroxi-2-naftoico,
ácido
5-hidroxi-2-naftoico,
ácido
6-hidroxi-2-naftoico,
ácido
7-hidroxi-2-naftoico
y ácido
1-hidroxi-3-naftoico.
Los ácidos resínicos que constituyen el
fundamento del radical Z^{3} son ácidos resínicos naturales o
modificados, por ejemplo ácido abiético, ácido
deshidro-abiético, ácido
dihidro-abiético, ácido
tetrahidro-abiético, ácido
levo-pimárico, ácido dextro- pimárico, y ácido
iso-dextro-pimárico, tal como se
presentan en los tipos de colofonias usuales en el comercio, y
además ácidos resínicos desproporcionados, hidrogenados y
dimerizados.
Los ácidos grasos que constituyen el fundamento
del radical acilo Z^{4} son ácidos grasos dimerizados o
trimerizados con 28 a 72, particularmente 36 a 54, átomos de
carbono, así como ácidos grasos C_{8}-C_{22}
saturados o insaturados, por ejemplo ácido octanoico, ácido
pelargónico, ácido cáprico, ácido undecanoico, ácido láurico, ácido
tridecanoico, ácido mirístico, ácido pentadecanoico, ácido
palmítico, ácido heptadecanoico, ácido esteárico, ácido
nonadecanoico, ácido aráquico, ácido behénico, ácido
10-undecenoico, ácido lauroleico, ácido
miristoleico, ácido palmitoleico, los ácidos 6c- y
6t-octadecenoicos, ácido elaídico, ácido oleico,
ácido linoleico u ácido linolénico, particularmente ácidos grasos o
hidroxi-ácidos grasos pares, en cada caso con 8 a 20 átomos de C,
por ejemplo los ácidos grasos pares correspondientemente mencionados
en lo que antecede, así como particularmente sus mezclas obtenidas a
partir de productos naturales, tales como un ácido graso de aceite
de tall (= aceite de pino), un ácido graso de sebo, un ácido graso
de aceite de coco, un ácido graso de aceite de palma y un ácido
graso de aceite de linaza, preferiblemente los mencionados ácidos
grasos con 12 a 18 átomos de C.
Los ácidos o anhídridos de ácidos carboxílicos
que constituyen el fundamento del radical acilo Z^{5} son, por
ejemplo, ácido maleico, anhídrido de ácido maleico, ácido fumárico,
ácido ftálico, anhídrido de ácido ftálico, ácido isoftálico, ácido
tereftálico, ácido oxálico, ácido malónico, ácido succínico,
anhídrido de ácido succínico, ácido glutárico, anhídrido de ácido
glutárico, ácido adípico, ácido pimélico, ácido subérico, ácido
azelaico, ácido sebácico y ácido sulfo-succínico,
preferiblemente ácido succínico, ácido ftálico, tereftálico, ácido
maleico y ácido fumárico, particularmente ácido
sulfo-succínico.
Son de un interés especial en el sentido del
presente invento los productos de reacción de un aceite de ricino o
ácido ricinoleico con un ácido resínico que constituye el fundamento
del radical Z^{3}, preferiblemente con una resina de colofonia, y
con óxido de etileno y/u óxido de propileno así como eventualmente
con un ácido dicarboxílico que constituye el fundamento del radical
Z^{5}.
Ejemplos de productos de reacción especialmente
preferidos son los de (aceite de ricino)-(éster de
colofonia)-(compuesto oxietilado)-di-(semiéster de
ácido sulfo- succínico), de di-colofonia-(aceite de
ricino)-(compuesto
oxieti-
lado)-(sulfo-succinato), (aceite de ricino)-(éster de colofonia)-(compuesto oxialquilado)-di-(semiéster de ácido maleico) y su sal de trietilen-tetraamina, de (aceite de ricino)-(compuesto oxietilado)-(éster de ácido succínico)-(compuesto oxietilado)-(éster de colofonia)-(sulfo-succinato) y de (aceite de ricino)-colofonia-(éster mixto de glicerol). La preparación de estos productos se describe en el documento EP-A-0.582.828.
lado)-(sulfo-succinato), (aceite de ricino)-(éster de colofonia)-(compuesto oxialquilado)-di-(semiéster de ácido maleico) y su sal de trietilen-tetraamina, de (aceite de ricino)-(compuesto oxietilado)-(éster de ácido succínico)-(compuesto oxietilado)-(éster de colofonia)-(sulfo-succinato) y de (aceite de ricino)-colofonia-(éster mixto de glicerol). La preparación de estos productos se describe en el documento EP-A-0.582.828.
La mezcla soluble en agua de un
poli(alcohol vinílico) y alcohol vinílico es con preferencia
un poli(alcohol vinílico) parcialmente hidrolizado que tiene
un grado de hidrólisis de 70 a 92% en moles, preferiblemente 85 a
90% en moles, y con una viscosidad de derrame (en forma de una
solución acuosa al 4% en peso) de 2 a 20 mPas. La mezcla soluble en
agua de copolímeros de alcohol vinílico es preferiblemente una
mezcla de copolímeros parcial o totalmente saponificados a base de
ésteres alquil-vinílicos y acetato de vinilo con
unas proporciones de 5 a 20% en moles de ésteres
alquil-vinílicos (viscosidades de derrame de 2 a 20
mPas), particularmente copolímeros de un acetato de
alquil-vinilo y acetato de vinilo. Ejemplos de tales
productos se indican en las citas CAS-nº
9002-89-5 y CAS-nº
25213-24-5.
Como otros materiales aditivos usuales entran en
consideración por ejemplo agentes humectantes, agentes de
desempolvamiento, agentes antiespumantes y agentes
antiapelmazantes.
La preparación de las formulaciones de pigmentos
conformes al invento se efectúa de una manera tal que el pigmento,
que convenientemente es un polvo de pigmento, acabado o sin acabar,
en la mayor parte de los casos obtenible comercialmente, en un medio
acuoso o acuoso-orgánico a una temperatura de 20 a
60ºC y a un valor del pH de 4 a 10, se transforma a un estado
finamente dividido y distribuido por molienda o amasadura continua o
discontinua, añadiéndose los componentes mencionados en b), c) y d)
antes, durante o después del proceso de fina división y
distribución, y la dispersión de pigmento finamente dividida y
distribuida, así obtenida, se transforma al estado seco por un
apropiado procedimiento mediando consecución de un polvo fino capaz
de correr (fluir), por ejemplo mediante desecación por atomización,
desecación en cinta y desecación en capa turbulenta
(fluidizada).
La fina división del pigmento se lleva a cabo
convenientemente por molienda y/o amasadura de la suspensión acuosa
o acuosa-orgánica, con preferencia acuosa o
acuosa-alcohólica, en un apropiado amasador o en un
equipo de molienda en húmedo, por ejemplo en un amasador en
dispersión o en un molino de bolas con mecanismo de agitación. La
adición del componente b) se efectúa con preferencia antes de la
fina división, la del componente c) con preferencia durante y/o
después de la fina división, y la del componente d) con preferencia
durante y/o después de la fina división y/o después de la
desecación. La concentración total de materiales sólidos en la
suspensión es convenientemente de 15 a 45, preferiblemente de 20 a
30,% en peso. La duración de la molienda o amasadura es usualmente
de ½ a 4 horas. La fina división se consigue en un caso normal,
cuando no más de 3% de las partículas son mayores que 1 \mum y
ninguna proporción de ellas es mayor que 3 \mum.
Las suspensiones así preparadas se secan por una
operación de desecación continua, preferiblemente mediante
desecación por atomización en una instalación apropiada para secar
por atomización. Para ello, la suspensión se atomiza en un caso
normal con aire caliente en un secador por atomización de dos
materiales, mediante empleo de boquillas de atomización o de discos
de desmenuzamiento, para formar finas gotitas. La temperatura óptima
de entrada de los gases se debe determinar mediante experimentos
previos para cada suspensión de pigmento. Son usuales las
temperaturas de 140 a 230ºC.
El tamaño de partículas de los productos secados
por atomización depende del pigmento que se emplee y se ajusta
convenientemente a un estado capaz de correr y bien dosificable
mediante la elección de la combinación de agentes auxiliares.
La desecación por atomización se efectúa sin
formación de hilos ni deposiciones sobre las paredes. Resultan
formulaciones de pigmentos en forma de polvos, bien capaces de
correr, que no se aglomeran y están muy concentradas.
Las formulaciones de pigmentos en forma de
polvos, conformes al invento, cumplen todos los requisitos de la
técnica de aplicaciones, que se establecen para tales formulaciones.
Los contenidos en pigmentos de los polvos, que en la mayor parte de
los casos son más altos en comparación con los de los ajustes de
formulaciones líquidas, se comportan en cuanto a la intensidad de
color o la fuerza colorante que se puede conseguir en la relación de
los contenidos en pigmentos entre ellos. No aparece un menor
rendimiento cromático por retención de los agentes auxiliares. La
incorporación y la redispersión de las formulaciones de pigmentos
bien capaces de correr y bien dosificables en las diferentes
pinturas blancas en dispersión, que se pueden encontrar en la
práctica, usualmente las de TiO_{2} o BaSO_{4}, cuya base pueden
ser, por ejemplo, poli(acetatos de vinilo), acrilatos o
acrilatos de estireno, se efectúan sin problemas mediante sencilla
incorporación con agitación. Al aplicar o extender con brocha
resultan pinturas exentas de motas, jaspeados, franjas y
manchas.
Junto con las excelentes propiedades para las
técnicas de aplicaciones, las formulaciones en forma de polvo tienen
considerables ventajas económicas y ecológicas. Desaparecen los
costosos envases (bidones) hechos de materiales sintéticos, que son
costosos de evacuar a vertederos, puesto que las formulaciones en
forma de polvos conformes al invento se pueden envasar en papel.
Junto a ello hay considerables ahorros al mantener en almacén,
puesto que las formulaciones en forma de polvos se pueden ajustar en
cuanto al contenido de pigmentos con frecuencia en doble cantidad
que los correspondientes ajustes de formulaciones líquidas. Los
polvos se pueden almacenar sin mermas de calidad durante un
prolongado período de tiempo, sin tener que utilizar agentes
conservantes que no son totalmente inocuos desde el punto de vista
ecológico. Una defectuosa estabilidad frente a las heladas, que en
el caso de ajustes de formulaciones líquidas conduce con frecuencia
a perturbaciones, no aparece en el caso de las formulaciones en
forma de polvos ni siquiera durante prolongados períodos de tiempo.
Puesto que los polvos se pueden sacar de los correspondientes
envases sin dejar residuos, la limpieza y el nuevo llenado de estos
envases carecen de problemas.
En el pasado no faltaron intentos de producir
formulaciones de pigmentos en forma de polvos para la tinción y
coloración de agentes colorantes para pinturas de edificios, pero
siempre había grandes problemas en lo que se refería a la
dispersabilidad renovada, a la capacidad para correr o de la
intensidad de color conseguida. Tan sólo la combinación conforme al
invento de los mencionados componentes a) hasta d) podía
sorprendentemente orillar todos estos problemas.
70 partes de C.I. Pigment Orange 5 (C.I. Nº
12075) se empastan con un aparato disolvedor junto con 100 partes de
agua desmineralizada, 16 partes de un ajuste de formulación acuosa
al 50% en peso de un (aceite de ricino)-(éster de
colofonia)(compuesto oxietilado)-di-(semiéster de
ácido sulfo-succínico), como se describe en el
documento EP-A-0.582.928, Ejemplo de
preparación 2, y 70 partes de una solución acuosa al 20% en peso de
un poli(alcohol vinílico) parcialmente hidrolizado que tiene
un grado de hidrólisis de aproximadamente 88% (la viscosidad de una
solución acuosa al 4% en peso a 20ºC es de 4 mPas), por ejemplo
®Mowiol 4-88, y a continuación se muele en un molino
de bolas con mecanismo de agitación hasta obtener la fina división.
Después de haber separado las perlas de vidrio y enjuagado
posteriormente con 80 partes de agua, la suspensión aproximadamente
al 20% en peso se seca en una torre de desecación por atomización
con boquillas para dos materiales. La temperatura de entrada de los
gases es de 180 a 185ºC. La desecación se realiza sin
perturbaciones. Resultan 94 partes de un polvo bien capaz de correr,
pobre en desprendimiento de polvillo.
3 partes de este polvo se incorporan por
agitación a mano durante 5 minutos en 100 partes de un agente
colorante para pintura en dispersión de color blanco usual en el
comercio, y proporcionan una pintura exenta de motas, estable frente
a la floculación y de intenso color, que se mejora sólo de manera
insignificante en la intensidad de color por agitación durante 2
minutos con un agitador rápido. También un aumento de la
pigmentación a 10% en el agente colorante para pintura en dispersión
de color blanco proporciona pinturas estables frente a la
floculación, de color extremadamente intenso y exentas de motas.
65 partes de C.I. Pigment Red 112 (C.I. Nº 12370)
se empastan con un aparato disolvedor junto con 70 partes de agua
desmineralizada, 15 partes de un ajuste de formulación acuosa al 50%
en peso del producto de reacción de un aceite de ricino y una
colofonia, a continuación se oxietila con aproximadamente 80
unidades de óxido de etileno por mol, como se describe en el
documento EP-A-0.582.928, Ejemplo de
preparación 1, 90 partes de una solución acuosa al 20% en peso de un
poli(alcohol vinílico) parcialmente hidrolizado que tiene un
grado de hidrólisis de aproximadamente 88% en moles (la viscosidad
de la solución acuosa al 4% en peso a 20ºC es de 4 mPas) y 2 partes
de una sal de amonio soluble en agua de un poli(ácido acrílico) de
bajo peso molecular y a continuación se muele hasta la fina división
en un molino de bolas con mecanismo de agitación provisto de perlas
de silicuarcita de 1 mm, igual que en el Ejemplo 1. Después de haber
separado las perlas de vidrio y enjuagado posteriormente con 90
partes de agua desmineralizada, la dispersión aproximadamente al 20%
en peso se seca en una torre para secar por atomización con
boquillas para dos materiales. La temperatura de entrada de los
gases es de 150 a 155ºC. La desecación por atomización transcurre
sin perturbaciones. Resulta un polvo bien capaz de correr, exento de
desprendimiento de polvillo.
3 partes de este polvo de pigmento se incorporan
por agitación a mano en el transcurso de 5 minutos en 100 partes de
diferentes dispersiones de color blanco usuales en el comercio y
proporcionan una pintura exenta de motas y de intenso color, que se
puede mejorar tan sólo gradualmente en cuando a la intensidad de
color por agitación durante 2 minutos con un agitador rápido.
68,5 partes de C.I. Pigment Red 5 (C.I. Nº 12490)
se empastan con un aparato disolvedor junto con 110 partes de agua
desmineralizada, 20 partes de un ajuste de formulación acuosa al 50%
en peso del producto de reacción de un aceite de ricino y una
colofonia, a continuación se oxietila con aproximadamente 80
unidades de óxido de etileno por mol, como se describe en el
documento EP-A-0.582.928, Ejemplo de
preparación 1, 100 partes de una solución acuosa al 20% en peso de
un poli(alcohol vinílico) parcialmente hidrolizado que tiene
un grado de hidrólisis de aproximadamente 88% en moles, como se
describe en el Ejemplo 1, así como 5 partes de una solución acuosa
al 30% en peso de una sal de amonio de un poli(ácido acrílico) de
bajo peso molecular, y a continuación se muele hasta obtener la fina
división con perlas de silicuarcita de 1 mm en un molino de bolas
con mecanismo de agitación (tamaño de partículas de como máximo 1
\mum).
Después de haber separado las perlas de vidrio y
enjuagado posteriormente con 25 partes de un agua desmineralizada,
la dispersión se seca a través de una torre para secar por
atomización (temperatura de entrada de los gases de 180 a 185ºC). La
desecación por atomización transcurre sin perturbaciones y resulta
un polvo bien capaz de correr, exento de desprendimiento de
polvillo, que se incorpora por agitación en diferentes dispersiones
de color blanco usuales en el comercio, y proporciona una pintura
exenta de motas, de intenso color y estable frente a la
floculación.
Si en lugar del pigmento indicado en el Ejemplo 1
se utilizan los pigmentos indicados en la tabla siguiente y por lo
demás se procede como antes se ha descrito, se obtienen asimismo
formulaciones en forma de polvos fácilmente dispersables, muy
concentradas, bien capaces de correr y asimismo pobres en
desprendimiento de polvillo, con propiedades similarmente buenas a
como en el Ejemplo 1. La duración de la molienda de la suspensión
hasta obtener la fina división se determina mediante el pigmento y
está entre 30 y 90 minutos.
Como componente b) se emplean:
- A.
- Un bisfenol-poliglicol-éter, preparado según el Ejemplo 1 del documento US-PS 4.960.935;
- B.
- Un alquil-fenol-novolaca-poliglicol-éter, preparado según el Ejemplo 2 del documento DE-A-2.901.462;
- C.
- El (aceite de ricino)-(éster de colofonia)-(compuesto oxialquilado)-di-(semiéster de ácido maleico)-(sal de trietilen-tetraamina), preparado según el documento EP-A-0.582.928, Ejemplo 8;
- D.
- El 2 veces-(ácido ricinoleico)-succinato-(diéster de glicerol)-(compuesto oxietilado), preparado según el documento EP-A-0.582.928, Ejemplo 19;
- E.
- El di-colofonia-(éster de ácido ricinoleico)-(compuesto oxietilado)-(sulfo-succinato), preparado según el documento EP-A-0.582.928, Ejemplo 4.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
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(Tabla pasa a página
siguiente)
Claims (11)
1. Formulación de pigmento en forma de polvo,
que contiene
- a)
- un pigmento orgánico o inorgánico,
- b)
- un compuesto seleccionado entre el grupo formado por novolacas, bisfenol-poliglicol-éteres, alcoholes grasos oxialquilados, aminas grasas oxialquiladas, o los productos de esterificación y/o arilación que se preparan a partir de un material graso de aceite de ricino, natural o modificado, que están oxialquilados y eventualmente enlazados con ácidos dicarboxílicos por esterificación para formar unidades estructurales repetidas,
- c)
- una mezcla soluble en agua de un poli(alcohol vinílico) y alcohol vinílico, o de copolímeros de alcohol vinílico, y
- d)
- eventualmente otros materiales aditivos usuales,
proporcionando la suma de todos los
componentes un 100% en
peso.
2. Formulación de pigmento según la
reivindicación 1, que consta
de 25 a 80% en peso, preferiblemente de 35 a 70%
en peso, del componente a),
de 3 a 40% en peso, preferiblemente de 10 a 30%
en peso, del componente b),
de 2 a 40% en peso, preferiblemente de 10 a 30%
en peso, del componente c) y
de 0 a 7% en peso, preferiblemente de 2 a 5% en
peso, del componente d).
3. Formulación de pigmento según la
reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque el pigmento es un
pigmento inorgánico del tipo de óxido, o un pigmento monoazoico,
disazoico, azoico enlacado, de bencimidazolona, naftol,
isoindolinona, isoindolina, ftalocianina, quinacridona, perileno,
perinona, tioíndigo, quinoftalona, dioxazina y
diceto-pirrolopirrol.
4. Formulación de pigmento en forma de polvo
según por lo menos una de las reivindicaciones 1 a 3,
caracterizada porque el componente b) es un
alquil-fenol-novolaca-poliglicol-éter,
un bisfenol-poliglicol-éter o un material graso de
aceite de ricino esterificado y oxialquilado, que consta
de 1 a 10 unidades de la fórmula (Ia)
\vskip1.000000\baselineskip
de 1 a 72 radicales monovalentes de
la fórmula
(Ib)
(I
b)-Z
y en el caso de la presencia de dos
o más unidades de la fórmula (Ia), adicionalmente de 1 a 9 grupos
divalentes de la fórmula
(Ic)
(I
c)-CO-E-CO-
estando definida cada una de las
valencias libres mostradas en las unidades de fórmula (Ia) de tal
manera que éstas, independientemente unas de otras, están unidas
directamente en cada caso con una unidad de fórmula (Ib) o con una
valencia de la unidad de fórmula (Ic), y realizándose en las
unidades de fórmulas (Ia) hasta (Ic)
que
- A
- representa el radical de un aceite de ricino natural o modificado o el radical de un ácido ricinoleico natural o modificado;
\newpage
- D
- representa un enlace directo o un radical bivalente de un alcohol de 2- a 6- valente, lineal o ramificado, con 2 a 8 átomos de C, o representa un radical bivalente de una alquilol-amina HO-(CH_{2})_{v}-[HN-(CH_{2})_{U}]_{a}-NH_{2},
- \quad
- en que a representa un número entero de 0 a 4,
- \quad
- u y v son iguales o diferentes y representan un número entero de 2 a 14,
- \quad
- y en que cada uno, o una parte, de los grupos OH, NH ó NH_{2} está oxialquilado/a;
- E
- representa un radical alifático lineal, ramificado o cíclico con 0 a 20 átomos de carbono;
- \quad
- un radical aromático con 6 a 10 átomos de carbono;
- \quad
- un radical alquenilo sobre la base de un ácido graso C_{28}-C_{72} insaturado dimerizado;
- \quad
- o un grupo de las fórmulas -CH=CH-, -CH_{2}CH(SO_{3}M)- ó -C(SO_{3}M)CH_{2}-
- \quad
- en las que M es un catión;
- X
- representa un grupo de las fórmulas -CH_{2}CH_{2}-, -CH(CH_{3})CH_{2}- ó -CH_{2}CH(CH_{3})- o una combinación de éstas;
- Z
- representa radicales desde Z^{1} hasta Z^{6} iguales o diferentes, en los que
- Z^{1}
- significa hidrógeno,
- Z^{2}
- significa un radial acilo de la fórmula R^{1}-CO-, en la que R^{1} significa un radical fenilo, naftilo o hidroxi-naftilo,
- Z^{3}
- significa un radical acilo de un ácido resínico natural, sin modificar o modificado,
- Z^{4}
- significa un radical acilo de un ácido di- o tri-carboxílico sobre la base de un ácido graso C_{28}-C_{72} di- o tri-merizado o un radical acilo de un ácido graso C_{8}-C_{22} saturado o insaturado,
- Z^{5}
- significa radicales iguales o diferentes de las fórmulas
- \quad
- -CO-(CH_{2})_{q}-COOM, -CO-CH=CH-COOM, -CO-CH_{2}-CH(SO_{3}M)-COOM,
- \quad
- -CO-CH(SO_{3}M)-CH_{2}-COOM y -OC-C_{6}H_{4}-COOM,
- \quad
- en las que q representa un número entero de 0 a 10,
en donde M representa hidrógeno; un
metal alcalino; un equivalente de un metal
alcalino-térreo, un radical oxialquilo de la fórmula
(X-O-)_{n}H; un grupo de amonio, que está sin
sustituir o sustituido con uno a cuatro radicales alquilo
C_{1}-C_{5} o con uno a cuatro radicales
alquilol C_{2}-C_{5}; un grupo de amonio
obtenido a partir de amoníaco o de alquil
C_{1}-C_{5}-aminas o alquilol
C_{2}-C_{5}-aminas mediante
reacción por adición de 1 a 150 unidades de óxido de etileno u oxido
de propileno o de una combinación de unidades de óxido de etileno y
óxido de propileno; o un grupo de la fórmula
(II)
- en la que R^{9}, R^{5} y R^{6} son iguales o diferentes y representan un átomo de hidrógeno o un grupo hidroxi-alquilo con 1 a 6 átomos de C, y R^{7} y R^{8} son iguales o diferentes y representan hidrógeno o metilo, los u son en cada caso iguales o diferentes y significan un número entero de 2 a 14 y w representa un número entero de cero a 25; o en donde M representa un grupo de la fórmula (III)
en la que R^{10} significa el
grupo H(-O-X-)_{y}, en el que X tiene los
significados precedentemente mencionados, e y es un número entero de
1 a
100,
- m
- en el caso de que A sea un radical de ácido ricinoleico, representa el número 1, y en el caso de que A sea un radical de aceite de ricino, representa el número 1 ó 2,
- n
- representa un número de 1 a 250,
- p
- en el que caso de que A sea un radical de aceite de ricino, representa el número 0, y en el caso de que A sea un radical de ácido ricinoleico, representa el número 1, y
- r
- representa un número de 1 a 6,
y en que por lo menos un radical Z
que se toma entre el grupo Z^{2}, Z^{3}, Z^{4} y Z^{5} está
enlazado con A al modo de un éster; o en que por lo menos dos
unidades de la fórmula (Ia) están unidas unas con otras a través de
un grupo divalente de la fórmula (Ic), y Z tiene los significados de
Z^{1} hasta
Z^{5}.
5. Formulación de pigmento en forma de polvo
según la reivindicación 4, caracterizada porque el material
graso con aceite de ricino esterificado y oxialquilado contiene de 1
a 5 unidades de la fórmula (Ia), en que
- A
- representa el radical de un aceite de ricino natural o modificado y
- \quad
- p significa por lo tanto el número 0,
- X
- representa -CH_{2}CH_{2}- y
- n
- representa un número entero de 5 a 125, preferiblemente de 10 a 80.
6. Formulación de pigmento en forma de polvo
según la reivindicación 4, caracterizada porque el material
graso con aceite de ricino esterificado y oxialquilado contiene de 1
a 5 unidades de la fórmula (I), en que
- A
- representa el radical de un ácido ricinoleico natural o modificado y
- \quad
- p significa el número 1;
- D
- representa un radical bivalente de
- \quad
- un alcohol de 2- a 6-valente, lineal o ramificado, con 2 a 6 átomos de C, o de
- \quad
- una alquilol C_{2}-C_{3}-amina, una alquilol C_{2}-C_{3}-alquilen C_{2}-C_{3}-diamina,
- \quad
- una alquilol C_{2}-C_{3}-di-alquilen C_{2}-C_{3}-triamina o
- \quad
- una alquilol C_{2}-C_{3}-tri-alquilen-C_{2}-C_{3}-tetraamina,
- X
- representa -CH_{2}-CH_{2}- y
- n
- representa un número entero de 5 a 125, preferiblemente de 10 a 80.
7. Formulación de pigmento en forma de polvo
según por lo menos una de las reivindicaciones 1 a 6,
caracterizada porque el componente b) es un (aceite de
ricino)-(éster de colofonia)-(compuesto
oxietilado)-di-(semiéster de ácido sulfo-
succínico), un di-colofonia-(aceite de
ricino)-(compuesto oxietilado)-(sulfo-succinato),
los de (aceite de ricino)-(éster de colofonia)-(compuesto
oxialquilado)-di-(semiéster de ácido maleico) y su
sal de trietilen-tetraamina, un (aceite de
ricino)-(compuesto oxietilado)-(éster de ácido succínico)-(compuesto
oxietilado)-(éster de colofonia)-(sulfo-succinato) y
(aceite de ricino)-colofonia-(éster mixto de
glicerol).
8. Formulación de pigmento en forma de polvo
según por lo menos una de las reivindicaciones 1 a 7,
caracterizada porque el componente c) es un
poli(alcohol vinílico) parcialmente hidrolizado que tiene un
grado de hidrólisis de 70 a 92% en moles o un copolímero parcial o
totalmente saponificado de un éster alquil-vinílico
y acetato de vinilo con unas proporciones del éster
alquil-vinílico de 5 a 20% en moles.
9. Procedimiento para la producción de una
formulación de pigmento en forma de polvo según por lo menos una de
las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque el pigmento
se transforma a un estado finamente dividido en el seno de un medio
acuoso o acuoso-orgánico por molienda o amasadura
continua o discontinua, siendo añadidos los componentes mencionados
en los apartados b), c) y d) antes, durante o después del proceso de
fina división, y la dispersión de pigmento finamente dividida así
obtenida se transforma al estado seco mediante un procedimiento
apropiado, mediando consecución de un polvo fino capaz de capaz de
correr (fluir).
10. Procedimiento según la reivindicación 9,
caracterizado porque la dispersión de pigmento finamente
dividida se transforma al estado seco mediante desecación por
atomización, desecación en cinta o desecación en capa turbulenta
(fluidizada).
11. Utilización de una formulación de pigmento
en forma de polvo según por lo menos una de las reivindicaciones 1
a 8, para la pigmentación de una pintura en dispersión acuosa o de
un revoque.
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|---|---|---|---|
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