ES2215271T3 - Composiciones colorantes universales. - Google Patents
Composiciones colorantes universales.Info
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Abstract
LA PRESENTE INVENCION SE REFIERE A COMPOSICIONES COLORANTES UNIVERSALES QUE CONTIENEN PIGMENTOS, DISPERSANTES Y SOLVENTES, Y QUE SE CARACTERIZAN PORQUE LOS DISPERSANTES SON DISPERSANTES POLIMERICOS SELECCIONADOS DEL GRUPO QUE CONSISTE EN COPOLIMEROS BASADOS EN POLIURETANOS O POLIACRILATOS FUNCIONALIZADOS CON GRUPOS AMINA Y SOLUCIONES DE LOS MISMOS. ESTAS COMPOSICIONES SON PARTICULARMENTE ADECUADAS PARA MEZCLARLAS CON UNA AMPLIA GAMA DE BASES DE PINTURAS RESINOSAS, EN LA PREPARACION DE PRODUCTOS DE PINTURA COLOREADOS.
Description
Composiciones colorantes universales.
En su aspecto más general, la presente invención
se refiere a composiciones colorantes universales.
La expresión "composiciones colorantes
universales" debe entenderse que se refiere a una serie de
pastas colorantes que comprenden pigmentos, dispersantes y
disolventes que pueden ser mezcladas con una amplia gama de bases
para pinturas resinosas en la preparación de productos de pinturas
coloreadas.
Es conocido que una pintura coloreada puede ser
preparada mezclando, en un mezclador adecuado, una composición
colorante universal con una base para pinturas resinosas opaca o
transparente, las cuales son ambas escogidas y mezcladas en
relaciones predefinidas como una función del color de la pintura
deseada, seleccionada a partir de un gráfico adecuado de
colores.
Generalmente, es posible preparar pinturas en una
amplia diversidad de colores y graduaciones de colores usando un
número limitado (serie) de composiciones colorantes universales y
bases para pinturas.
Es conocido también que con el fin de que una
composición colorante sea considerada "universal", los
dispersantes contenidos en la misma deben ser compatibles con las
resinas de bases para pinturas más diversas como, por ejemplo,
resinas acrílicas, epoxídicas, alquídicas, de poliésteres,
polivinílicas, etc.
Estos dispersantes deben ser también solubles o
dispersables en disolventes polares y apolares, y capaces de
interaccionar con los grupos polares y grupos funcionales de
diversos pigmentos orgánicos e inorgánicos con el fin de dispersar
los pigmentos eficazmente en la composición colorante, para
estabilizar su color y brillo y para evitar la floculación de los
pigmentos durante un largo período de tiempo, tanto en
composiciones colorantes universales como en las pinturas
coloreadas finales.
Por estas razones, diversos tensioactivos de bajo
peso molecular como, por ejemplo, ciertos sulfosuccinatos de sodio,
han sido usados como dispersantes.
Sin embargo, estos dispersantes no son
completamente satisfactorios, ya que algunos de ellos no tienen la
necesaria compatibilidad con una amplia gama de pigmentos o
sistemas resinosos de bases para pinturas, mientras que otros,
aunque son compatibles con diversos pigmentos y sistemas resinosos,
tienen un efecto negativo sobre las propiedades colorantes de las
pinturas finales o aumentan considerablemente su coste.
Además de ello, con el fin de dispersar los
pigmentos eficazmente, los dispersantes anteriormente mencionados
son usados en combinación con pequeñas cantidades de compuestos
coadyuvantes de la dispersión que consisten generalmente en
alquilfenoles etoxilados, en particular nonilfenoles etoxilados.
Estos compuestos tienen propiedades humectantes y
dispersantes y rebajan la tensión superficial de la mayoría de los
dispersantes con los que son mezclados, lo cual ayuda por tanto a
que interaccionen con los grupos funcionales de los pigmentos.
Sin embargo, junto con estas propiedades útiles,
los alquilfenoles etoxilados tienen un cierto número de
inconvenientes importantes asociados con el efecto altamente
negativo que tienen sobre el medio ambiente.
Por esta razón, la tendencia actual en la
industria de las pinturas es suprimir los alquilfenoles etoxilados
de las composiciones colorantes.
El problema técnico que subyace en la presente
invención es proporcionar composiciones colorantes universales que
no tienen los inconvenientes anteriormente mencionados con
referencia a las composiciones colorantes universales de la técnica
anterior, es decir, las composiciones colorantes universales que
pueden ser mezcladas con bases resinosas para pinturas, que estén
exentas de alquilfenoles etoxilados y en las que el dispersante sea
compatible con una amplia gama de sistemas resinosos y al mismo
tiempo capaz de interaccionar eficazmente con una amplia variedad
de pigmentos orgánicos e inorgánicos.
Este problema se resuelve mediante las
composiciones colorantes universales que se indican en las
reivindicaciones anejas.
Los pigmentos de las composiciones colorantes
universales según la invención son pigmentos convencionales
orgánicos o inorgánicos que son adecuados para la preparación de
productos para pinturas coloreadas.
Los pigmentos orgánicos pueden ser escogidos
entre el grupo que comprende las clases de pigmentos coloreados que
tienen las siguientes clasificaciones internacionales del Índice de
Colores: P.B.7, P.B.15:2, P.B.15:4, P.G.7, P.R.19, P.R.122,
P.R.168/112, P.V.23, P.Y.3, P.Y.74, P.Y.74/83 y P.Y.83.
Los pigmentos inorgánicos pueden ser escogidos
entre el grupo que comprende las clases de pigmentos coloreados que
tienen las siguientes clasificaciones internacionales del Índice de
Colores: P.B.11, P.R.101, PW.6 y P.Y.42.
Los disolventes para las composiciones colorantes
universales según la invención son escogidos preferentemente entre
el grupo que comprende agua y disolventes orgánicos solubles en
agua, y sus mezclas.
Los disolventes orgánicos solubles en agua que
son particularmente preferidos son etilenglicol, dietilenglicol,
propilenglicol y dipropilenglicol.
Los disolventes son añadidos a las composiciones
colorantes según la invención en cantidades tales que la viscosidad
de las composiciones sea apropiadamente ajustada en el intervalo
2,0-10,0 poises a 20ºC, con el fin de que se hagan
fáciles de bombear y medir usando una instalación medidora
volumétrica y/o gravimétrica.
Aparte de los ingredientes anteriormente
mencionados, las composiciones según la invención pueden comprender
también hasta 3% en peso, con relación al peso de la composición,
de otros aditivos convencionales como modificadores de la
viscosidad, agentes humectantes, agentes antiespumantes, biocidas,
diluyentes y tensioactivos, en la medida en que, en todos los
casos, estén exentos de alquilfenoles etoxilados.
Sorprendentemente, se ha encontrado que los
copolímeros basados en poliuretanos funcionalizados con grupos
amino pueden ser usados ventajosamente como dispersantes en
composiciones colorantes universales.
Estos copolímeros funcionalizados son conocidos
por sí mismos, sin embargo no han sido usados nunca como
dispersantes en composiciones colorantes universales.
No obstante, se ha encontrado que los copolímeros
anteriormente mencionados son capaces de dispersar eficazmente una
amplia diversidad de pigmentos orgánicos e inorgánicos durante un
período de tiempo largo sin la ayuda de alquilfenoles etoxilados, y
que proporcionan a los pigmentos una estabilidad del color y un
brillo mejorado.
Además, las composiciones colorantes universales
que los contienen pueden ser eficazmente mezcladas con un gran
número de productos para pinturas resinosas basados en agua o
basados en productos orgánicos sin dar lugar a ningún tipo de
floculación del pigmento ni a cambios adversos en las propiedades
colorantes de las pinturas finales.
En las composiciones colorantes universales según
la invención, es particularmente preferido usar una solución
polímera comercializada por la empresa BYK-Chemie
GmbH bajo la marca registrada Disperbyk®-183 como dispersante.
Entre las resinas de productos para pinturas
acuosas que son compatibles con las composiciones colorantes
universales según la invención, se deben mencionar, a modo de
ejemplo no limitativo, diversos tipos de copolímeros, como
versatato de vinilo, copolímeros acrílicos/estireno/butadieno y
emulsiones alquídicas modificadas.
Entre las resinas de los productos para pinturas
en disolventes orgánicos que son compatibles con las composiciones
colorantes universales según la invención, se pueden mencionar, por
ejemplo, resinas alquídicas cortas de aceite, medias de aceite y
largas de aceite y resinas acrílicas y vinílicas de cadena corta,
cadena media y cadena larga.
Las composiciones colorantes universales según la
invención pueden ser preparadas mediante procedimientos
convencionales. Pueden ser preparadas, por ejemplo, triturando una
mezcla que comprende el pigmento, el dispersante y el disolvente en
un molino de bolas, un molino de arena o un molino coloidal o en un
mezclador-amasador a velocidad elevada, hasta que se
obtiene una dispersión uniforme.
Preferentemente, las composiciones colorantes
según la invención son preparadas mezclando previamente en primer
lugar el dispersante con el disolvente en un dispositivo
dispersador a velocidad elevada, añadiendo las partículas de
pigmento a la mezcla previa de los componentes anteriormente
mencionados y triturando el conjunto en un molino de bolas durante
el tiempo requerido para obtener una dispersión uniforme de los
pigmentos y la viscosidad deseada de la composición.
Las características y ventajas de la invención
surgirán de forma incluso más clara a partir de los siguientes
ejemplos, proporcionados como referencias no limitativas, para la
preparación de dos series de composiciones colorantes universales
según la invención.
Se preparó una serie de doce composiciones
colorantes universales según la invención, en la que cada
composición de la serie se obtuvo mezclando previamente en primer
lugar, con agitación y en un dispositivo dispersador a velocidad
elevada, un dispersante con una mezcla de agua y propilenglicol,
añadiendo los pigmentos a la mezcla previa de los componentes
anteriormente mencionados y triturando el conjunto en un molino de
bolas durante el tiempo requerido para obtener una dispersión
uniforme de los pigmentos y la viscosidad deseada de la
composición.
En cada composición, el producto comercial
Disperbyk®-183 fue usado como dispersante y una mezcla de agua y
propilenglicol fue usada como disolvente.
La Tabla 1 proporciona las clases de pigmentos
coloreados según la clasificación internacional del Índice de
Colores y las relaciones en peso de las mezclas de agua y
propilenglicol usadas para cada una de las composiciones de la
serie.
La Tabla 2, por otra parte, proporciona los
porcentajes en peso de los componentes y la viscosidad para cada
composición.
Para cada una de las clases, se especifica la
naturaleza orgánica o inorgánica de los pigmentos pertenecientes a
las mismas.
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Se preparó una segunda serie de doce
composiciones colorantes universales según la invención, en la que
cada composición de la serie se obtuvo mediante el procedimiento
descrito para la preparación de la serie de composiciones
colorantes universales en el Ejemplo 1. En cada composición, se usó
el producto comercial Disperbyk®-183 como dispersante y se usó como
disolvente una mezcla de agua y propilenglicol.
La Tabla 3 proporciona las clases de pigmentos
coloreados según la clasificación internacional del Índice de
Colores y las relaciones en peso de las mezclas de agua y
propilenglicol usadas para cada una de las composiciones de la
serie. La Tabla 4, por otra parte, proporciona los porcentajes en
peso de los componentes y la viscosidad para cada composición. Para
cada una de las clases, se especifica la naturaleza orgánica o
inorgánica de los pigmentos pertenecientes a las mismas.
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Claims (29)
1. Composiciones colorantes universales,
caracterizadas porque comprenden 5-70% en
peso de pigmentos, 1-50% en peso de Disperbyk®-183 y
20-80% en peso de disolventes, y en las que la
relación en peso de pigmentos/Dis-
perbyk®-183 varía en el intervalo de 0,1:1 a 15:1,
perbyk®-183 varía en el intervalo de 0,1:1 a 15:1,
dichos pigmentos son de naturaleza inorgánica
escogidos entre el grupo que comprende las clases de pigmentos
coloreados que tienen las clasificaciones internacionales del
Índice de Colores P.B.11, P.R.101, P.W.6 y P.Y.42, y
de naturaleza orgánica escogidos entre el grupo
que comprende las clases de pigmentos coloreados que tienen las
clasificaciones internacionales del Índice de Colores: P.B.7,
P.B.15:2, P.B.15:4, P.G.7, P.R.19, P.R.122, P.R.168/112, P.V.23,
P.Y.3, P.Y.74, P.Y.74/83 y P.Y.83.
2. Composiciones colorantes universales según la
reivindicación 1, en las que dichos disolventes se escogen entre el
grupo que comprende agua y disolventes orgánicos solubles en agua,
y sus mezclas.
3. Composiciones colorantes universales según la
reivindicación 2, en las que dichos disolventes orgánicos solubles
en agua se escogen entre el grupo que comprende etilenglicol,
dietilenglicol, propilenglicol y dipropilenglicol.
4. Composiciones colorantes universales según una
cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizadas
porque comprenden adicionalmente hasta 3% en peso, con relación al
peso de la composición, de aditivos escogidos entre el grupo que
comprende modificadores de la viscosidad, agentes humectantes,
agentes antiespumantes, biocidas, diluyentes y tensioactivos.
5. Composiciones colorantes universales según una
cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizadas
porque tienen una viscosidad de 2,0-10,0 poises a
20ºC.
6. Composición colorante universal según la
reivindicación 1, caracterizada porque comprende 25% en peso
de pigmentos P.Y.74/83, 2% en peso de Disperbyk®-183 y 73% en peso
de una mezcla de agua y propilenglicol en una relación en peso
1,5:1.
7. Composición colorante universal,
caracterizada porque comprende 10% en peso de pigmentos P.R.
168/112, 8% en peso de Disperbyk®-183 y 82% en peso de una mezcla
de agua y propilenglicol en una relación en peso 1:1,7.
8. Composición colorante universal según la
reivindicación 1, caracterizada porque comprende 65% en peso
de pigmentos P.R.101, 7% en peso de Disperbyk®-183 y 28% en peso de
una mezcla de agua y propilenglicol en una relación en peso
1:1,1.
9. Composición colorante universal según la
reivindicación 1, caracterizada porque comprende 9% en peso
de pigmentos P.R.122, 36% en peso de Disperbyk®-183 y 55% en peso
de una mezcla de agua y propilenglicol en una relación en peso
1:1,7.
10. Composición colorante universal según la
reivindicación 1, caracterizada porque comprende 46% en peso
de pigmentos P.R.101, P.B.11 y P.Y.42, 14% en peso de
Disperbyk®-183 y 40% en peso de una mezcla de agua y
propilenglicol en una relación en peso 1:1,5.
11. Composición colorante universal según la
reivindicación 1, caracterizada porque comprende 10% en peso
de pigmentos P.G.7, 50% en peso de Disperbyk®-183 y 40% en peso de
una mezcla de agua y propilenglicol en una relación en peso
1:1,65.
12. Composición colorante universal según la
reivindicación 1, caracterizada porque comprende 6% en peso
de pigmentos P.B.15:2, 47% en peso de Disperbyk®-183 y 47% en peso
de una mezcla de agua y propilenglicol en una relación en peso
1:5,5.
13. Composición colorante universal según la
reivindicación 1, caracterizada porque comprende 8% en peso
de pigmentos P.B.7, 45% en peso de Disperbyk®-183 y 47% en peso de
una mezcla de agua y propilenglicol en una relación en peso
1:2.
14. Composición colorante universal según la
reivindicación 1, caracterizada porque comprende 58% en peso
de pigmentos P.W.6, 12% en peso de Disperbyk®-183 y 30% en peso de
una mezcla de agua y propilenglicol en una relación en peso
1:1,3.
15. Composición colorante universal según la
reivindicación 1, caracterizada porque comprende 55% en peso
de pigmentos P.Y.42, 9% en peso de Disperbyk®-183 y 36% en peso de
una mezcla de agua y propilenglicol en una relación en peso
1:1.
16. Composición colorante universal según la
reivindicación 1, caracterizada porque comprende 23% en peso
de pigmentos P.Y.74, 31% en peso de Disperbyk®-183 y 46% en peso de
una mezcla de agua y propilenglicol en una relación en peso
2,3:1.
17. Composición colorante universal según la
reivindicación 1, caracterizada porque comprende 23% en peso
de pigmentos P.R.101, P.Y.42 y P.B.7, 27% en peso de Disperbyk®-183
y 50% en peso de una mezcla de agua y propilenglicol en una
relación en peso 1:1,5.
18. Composición colorante universal según la
reivindicación 1, caracterizada porque comprende 64% en peso
de pigmentos P.W.6, 5% en peso de Disperbyk®-183 y 31% en peso de
una mezcla de agua y propilenglicol en una relación en peso
1:1,3.
19. Composición colorante universal según la
reivindicación 1, caracterizada porque comprende 42% en peso
de pigmentos P.Y.74 y P.Y.3, 12% en peso de Disperbyk®-183 y 46% en
peso de una mezcla de agua y propilenglicol en una relación en peso
2,3:1.
20. Composición colorante universal según la
reivindicación 1, caracterizada porque comprende 38% en peso
de pigmentos P.Y.83, 24% en peso de Disperbyk®-183 y 38% en peso de
una mezcla de agua y propilenglicol en una relación en peso
1,5:1.
21. Composición colorante universal según la
reivindicación 1, caracterizada porque comprende 56% en peso
de pigmentos P.Y.42, 7% en peso de Disperbyk®-183 y 37% en peso de
una mezcla de agua y propilenglicol en una relación en peso
1:1.
22. Composición colorante universal según la
reivindicación 1, caracterizada porque comprende 21% en peso
de pigmentos P.R.112, 23% en peso de Disperbyk®-183 y 56% en peso
de una mezcla de agua y propilenglicol en una relación en peso
1:1,7.
23. Composición colorante universal según la
reivindicación 1, caracterizada porque comprende 16% en peso
de pigmentos P.R.19, 21% en peso de Disperbyk®-183 y 63% en peso de
una mezcla de agua y propilenglicol en una relación en peso
1:4.
24. Composición colorante universal según la
reivindicación 1, caracterizada porque comprende 55% en peso
de pigmentos P.R.101, 14% en peso de Disperbyk®-183 y 31% en peso
de una mezcla de agua y propilenglicol en una relación en peso
1:1,1.
25. Composición colorante universal según la
reivindicación 1, caracterizada porque comprende 30% en peso
de pigmentos P.G.7, 18% en peso de Disperbyk®-183 y 52% en peso de
una mezcla de agua y propilenglicol en una relación en peso
1:1,65.
26. Composición colorante universal según la
reivindicación 1, caracterizada porque comprende 12% en peso
de pigmentos P.B.15:4, 34% en peso de Disperbyk®-183 y 54% en peso
de una mezcla de agua y propilenglicol en una relación en peso
1:5,5.
27. Composición colorante universal según la
reivindicación 1, caracterizada porque comprende 7% en peso
de pigmentos P.V.23, 26% en peso de Disperbyk®-183 y 67% en peso de
una mezcla de agua y propilenglicol en una relación en peso
1:2.
28. Composición colorante universal según la
reivindicación 1, caracterizada porque comprende 28% en peso
de pigmentos P.B.7, 14% en peso de Disperbyk®-183 y 58% en peso de
una mezcla de agua y propilenglicol en una relación en peso
1:2.
29. Composición colorante universal según la
reivindicación 1, caracterizada porque comprende 53% en peso
de pigmentos P.Y.42, P.R.101 y P.B.7, 17% en peso de Disperbyk®-183
y 30% en peso de una mezcla de agua y propilenglicol en una
relación en peso 1:1,5.
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