ES2266851T3 - Formulaciones de pigmentos y procedimiento para su preparacion. - Google Patents
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Abstract
Una formulación de pigmento que comprende: a) al menos un pigmento orgánico seleccionado entre C.I. Pigment Red 279 de fórmula (I) (Ver fórmula) C.I. Pigment Orange 80 de fórmula (II) (Ver fórmula) b) al menos un agente dispersante del pigmento seleccionado entre agentes dispersantes de pigmentos de fórmula (III) o de fórmula (IV) (Ver fórmulas)
Description
Formulaciones de pigmentos y procedimientos para
su preparación.
La presente invención se refiere a nuevas
formulaciones de pigmentos que presentan propiedades colorísticas y
reológicas mejoradas, a un procedimiento para su preparación y a su
uso en la pigmentación de materiales de alto peso molecular.
Tras la mezcla y dispersión de un pigmento en un
vehículo tal como pintura, tinta de fotograbado o tinta de
litografía offset, en general es difícil dispersar de forma estable
el pigmento en el vehículo. Las partículas finas del pigmento, que
han sido ya dispersadas en el vehículo, tienden a flocular en este
último. Esto conduce a un incremento a la viscosidad del vehículo
con el pigmento dispersado en el mismo. Además, se puede observar
una reducción en el poder de coloración de una tinta o pintura que
hace uso del vehículo con el pigmento dispersado en el mismo, así
como una reducción en el brillo de un revestimiento sobre la tinta o
pintura.
Los pigmentos de tiazina-índigo son una clase
bien conocida de pigmentos. Su preparación se describe, por ejemplo,
en la solicitud de patente publicada WO 98/32800. Dos pigmentos de
esta nueva clase de pigmentos son de particular interés: C.I.
Pigment Red 279 de fórmula (I) y C.I. Pigment Orange 80 de fórmula
(II):
Estos dos pigmentos particulares proporcionan
propiedades muy interesantes, tal como una opacidad muy elevada y
una coloración muy brillante en aplicaciones de pinturas. No
obstante, existe la necesidad de mejorar las necesidades reológicas
de estos dos pigmentos de tiazina-índigo particulares.
Las formulaciones de pigmentos son en general
combinaciones o mezclas de pigmentos con agentes dispersantes de
pigmentos. Los agentes dispersantes de pigmentos se añaden a los
pigmentos para facilitar la dispersión en el medio de aplicación, en
particular en pinturas o revestimientos, con la intención de mejorar
las propiedades reológicas y colorísticas de las formulaciones de
pigmentos. En US-4 310 359 se describen
composiciones que comprenden un pigmento y un dispersante del
pigmento y muestra el uso de combinaciones específicas en varios
sistemas de aplicación. No se mencionan aquí pigmentos de
tiazina-índigo. En US 5.958.129 se describen (véase Col. 1,1.
8-16) formulaciones de pigmentos que comprenden un
pigmento del tipo de perileno, perinona, quinacridona, azo,
bencimidazolona, antraquinona o antranona en combinación con un
agente dispersante del pigmento, estructuralmente análogo.
La adición de agentes dispersantes de pigmentos,
estructuralmente análogos, permite reducir o evitar la floculación y
mantener una baja viscosidad de la formulación de pigmento incluso a
concentraciones altas de pigmento. Sin embargo, dado que el agente
dispersante del pigmento se elige debido a la analogía estructural
con el pigmento, dicho agente dispersante no es universalmente
aplicable a pigmentos estructuralmente diferentes. De este modo, es
incluso más difícil la selección de agentes dispersantes de
pigmentos para mejorar las propiedades reológicas y colorísticas de
mezclas de pigmentos orgánicos.
Por tanto, el objeto de la invención consiste en
proporcionar formulaciones de pigmentos que solucionan los
inconvenientes antes descritos del estado de la técnica respecto a
las propiedades colorísticas, reología y capacidad de aplicación
universal.
Se ha comprobado que este objeto se consigue de
manera sorprendente mediante formulaciones de pigmentos que, además
del pigmento base, C.I. Pigment Red 279 o C.I. Pigment Orange 80,
comprenden uno de los dispersantes de fórmula (III) o (IV) como a
continuación se definen. En contraste con el enfoque general
conocido en la técnica, estos dos dispersantes tienen una estructura
completamente diferente en comparación con los pigmentos de
tiazina-índigo C.I. Pigment Red 279 y C.I. Pigment Orange 80.
En consecuencia, la invención se refiere a
formulaciones de pigmentos que comprenden:
a) al menos un pigmento orgánico seleccionado
entre C.I. Pigment Red 279 de fórmula (I) o C.I. Pigment Orange 80
de fórmula (II); y
b) al menos un agente dispersante del pigmento
seleccionado entre agentes dispersantes de pigmentos de fórmula
(III) o de fórmula (IV).
\vskip1.000000\baselineskip
La cantidad de agentes dispersantes de pigmentos
(b) en las formulaciones de pigmentos según la invención no está
limitada, en tanto en cuanto que la calidad del pigmento requerida
no se vea afectada de manera adversa. En general, es adecuado un
contenido de 0,5 a 20% en peso, con preferencia de 1 a 10% en peso,
de agente dispersante de pigmento, basado en el peso total de la
formulación de pigmento.
Además del pigmento (a) y del agente dispersante
del pigmento (b), las formulaciones de pigmentos según la invención
pueden comprender también otros componentes, tales como, por
ejemplo, agentes de superficie activa, resinas, desespumantes,
agentes anti-formadores de polvo, extendedores u
otros aditivos usuales.
Las formulaciones de pigmentos según la presente
invención comprenden por tanto preferentemente:
- a)
- 99,5 a 80% en peso de al menos un pigmento orgánico seleccionado entre C.I. Pigment Red 279 de fórmula (I) o C.I. Pigment Orange 80 de fórmula (II);
- b)
- 0,5 a 20% en peso, con preferencia 1 a 10% en peso, de al menos un compuesto de fórmula (III) o (VI);
- c)
- 0 a 10% en peso de agentes de superficie activa; y
- d)
- 0 a 10% en peso de aditivos usuales.
Los porcentajes son en peso y están basados en
el peso total de la formulación.
Los agentes de superficie activa posibles son
los surfactantes aniónicos, catiónicos o no iónicos usuales, por
ejemplo sustancias aniónicas, tales como tauridas de ácidos grasos,
N-tauridas de ácidos grasos, isotionatos de ácidos
grasos, alquilbencenosulfonatos, alquilnaftalensulfonatos,
alquilfenol poliglicol éter-sulfatos y poliglicol
éter-sulfatos de alcoholes grasos; ácidos grasos,
por ejemplo ácidos palmítico, esteárico y oleico; jabones, por
ejemplo sales de metales alcalinos de ácidos grasos, ácidos
nafténicos y ácidos resinosos, por ejemplo ácido abiético, y resinas
solubles en álcalis, por ejemplo resinas de maleato modificadas con
colofonia; sustancias catiónicas, tales como sales de amonio
cuaternario, oxietilatos de aminas grasas, poliglicoléteres de
aminas grasas y aminas grasas; y sustancias no iónicas, tales como
poliglicoléteres de alcoholes grasos, poliglicolésteres de alcoholes
grasos y alquilfenol poliglicol éteres.
Ejemplos de posibles aditivos usuales son
desespumantes, extendedores, cargas, agentes normalizadores,
conservantes, retardantes del secado y agentes reductores del
espumado.
Las formulaciones de pigmentos según la
invención pueden ser mezclas de uno o más pigmentos orgánicos en
cada caso con un agente dispersante del pigmento, y también mezclas
de un pigmento orgánico con uno o más agentes dispersantes de
pigmentos. Las formulaciones de pigmentos según la invención son en
general polvos o gránulos que pueden fluir libremente.
La invención se refiere además a un
procedimiento para la preparación de una formulación de pigmentos
según la invención, que comprende añadir el agente dispersante del
pigmento al pigmento orgánico en cualquier momento durante todo el
procedimiento de preparación.
El procedimiento de preparación de un pigmento
orgánico comprende generalmente las siguientes etapas: síntesis del
pigmento, división fina, acabado y aislamiento. El producto
resultante es una torta de prensa o un polvo seco. Los agentes
dispersantes de los pigmentos se pueden añadir antes o durante la
síntesis del pigmento o antes o durante el procedimiento de división
fina o antes o durante el acabado con disolvente. En todas estas
etapas, pueden darse temperaturas de 0 a 200ºC. El agente
dispersante del pigmento se puede añadir también, como es lógico, en
porciones en las diferentes etapas del procedimiento.
La etapa esencial del procedimiento de
preparación de un pigmento orgánico es la síntesis (química) del
pigmento. Todas las otras etapas son opcionales y únicamente son
requeridas en el caso de que el producto resultante de la etapa
anterior tenga que ser mejorado en cuanto a sus propiedades
(físicas).
Los métodos de división fina habituales son, por
ejemplo, molienda o reprecipitación. La adición del agente
dispersante en la etapa de división fina se efectúa, por ejemplo, en
el transcurso de la molienda en seco del pigmento en bruto, con o
sin otros auxiliares de la molienda, en un molino de cilindros o
vibratorio, o bien en el transcurso de la molienda en húmedo del
pigmento en bruto en un medio de molienda acuoso,
acuoso-orgánico u orgánico, por ejemplo en un molino
de perlas.
Un método de acabado típico es el así llamado
tratamiento con disolvente o acabado con disolvente. Por tanto, el
agente dispersante se añade en un medio acuoso,
acuoso-alcalino, acuoso-orgánico u
orgánico. Los agentes dispersantes de los pigmentos también se
pueden añadir a e incorporar en la torta de prensa del pigmento
mojada con agua antes del secado, en cuyo caso el propio agente
dispersante del pigmento también puede estar en forma de una torta
de prensa. Además, es posible efectuar la mezcla en seco de los
agentes dispersantes de pigmentos, pulverulentos, con el polvo de
pigmento.
Los agentes dispersantes de pigmentos usados
según la invención son adecuados para utilizarse tanto en sistemas
que contienen disolvente como en sistemas acuosos.
Las formulaciones de pigmentos según la presente
invención proporcionan propiedades colorísticas y reológicas
sobresalientes, en particular alta estabilidad en la floculación,
fácil capacidad de dispersión, alto brillo y alto poder tintóreo.
Las formulaciones de pigmentos preparadas según la invención se
pueden emplear para pigmentar (colorear) materiales orgánicos de
alto peso molecular de origen natural o sintético.
Ejemplos de materiales orgánicos de alto peso
molecular que pueden ser pigmentados con las formulaciones de
pigmentos mencionadas son éteres y ésteres de celulosa, tales como
etilcelulosa, nitrocelulosa, acetato de celulosa o butirato de
celulosa, resinas de origen natural o resinas sintéticas, tales como
resinas de polimerización por adición o resinas de condensación, por
ejemplo, aminoplastos, en particular resinas de urea- y
melamina-formaldehído, resinas alquídicas, resinas
acrílicas, fenoplastos, policarbonatos, poliolefinas, tal como
poliestireno, cloruro de polivinilo, polietileno y polipropileno,
poliacrilonitrilo, ésteres de ácido poliacrílico, poliamidas,
poliuretanos o poliésteres, caucho, caseína, silicona o resinas de
silicona, tanto individualmente como en mezclas.
Las formulaciones de pigmentos según la
invención se pueden aplicar a materiales orgánicos de alto peso
molecular independientemente de que estos últimos se encuentren en
forma de composiciones plásticas o masas fundidas o en forma de
soluciones de hilatura, revestimientos, pinturas o tintas de
impresión. Dependiendo del uso contemplado, ha resultado ser
ventajoso utilizar las formulaciones de pigmentos obtenidas según la
invención como una mezcla o en forma de preparados o dispersiones.
Las formulaciones de pigmentos según la invención se emplean en una
cantidad de preferentemente 0,1 a 10% en peso, basado en el material
orgánico de alto peso molecular a pigmentar.
Según otro aspecto de la invención, también es
posible añadir el agente dispersante del pigmento al pigmento, o
viceversa, directamente en el medio a utilizar. Por tanto, la
invención se refiere también a un preparado de pigmento que
comprende esencialmente dicho pigmento orgánico, dicho agente
dispersante del pigmento, dicho material orgánico de alto peso
molecular y, si resulta adecuado, un agente de superficie activa y/u
otros aditivos usuales. La cantidad total de pigmento orgánico más
agente dispersante del pigmento es con preferencia de 1 a 10% en
peso, basado en el peso total del preparado de pigmento.
En los siguientes ejemplos, se prepararon cuatro
formulaciones de pigmentos según la invención y dos formulaciones de
pigmentos sin agente dispersante. Para evaluar las propiedades de
las formulaciones de pigmentos según la invención, se seleccionó,
entre un número grande de revestimientos conocidos, un revestimiento
de resina alquídica-melamina conteniendo mitades
aromáticas (AM) basado en una resina alquídica de contenido medio en
aceite y una melamina butanol-eterificada.
Las mediciones del brillo se efectuaron sobre
películas coladas en un ángulo de 20º de acuerdo con DIN 37530
(ASTMD 523) con el medidor de brillo "multigloss" de
Byk-Mallinckrodt. El brillo se considera la
propiedad adecuada para determinar la estabilidad a la floculación,
ya que la floculación reduce el brillo. Por tanto, un alto brillo es
una indicación válida de una nula o poca floculación.
Las partes son partes en peso y los porcentajes
son porcentajes en peso de las sustancias así descritas.
Se prepararon las siguientes formulaciones:
Formulación
1
Se obtiene una formulación de pigmento mezclando
mecánicamente 243,75 partes de C.I. Pigment Red 279 de fórmula (I)
con 6,25 partes del agente dispersante del pigmento de fórmula
(III).
Formulación
2
Se obtiene una formulación de pigmento mezclando
mecánicamente 48,75 partes de C.I. Pigment Red 279 de fórmula (I)
con 1,25 partes del agente dispersante del pigmento de fórmula
(IV).
Formulación
3
Se obtiene una formulación de pigmento mezclando
mecánicamente 49,5 partes de C.I. Pigment Orange 80, de fórmula
(II) con 0,5 partes del agente dispersante del pigmento de fórmula
(III).
Formulación
4
Se obtiene una formulación de pigmento mezclando
mecánicamente 48,75 partes de C.I. Pigment Orange 80, de fórmula
(II) con 1,25 partes del agente dispersante del pigmento de fórmula
(III).
Se prepararon revestimientos AM de las
formulaciones 1-4 (por esparcido o vertido) y se
evaluó el brillo (como una indicación de la estabilidad a la
floculación) de cada uno de ellos en comparación con el pigmento
básico.
| Brillo, esparcido | Brillo, vertido | |
| Formulación 1 | 85 | 82 |
| Formulación 2 | 71 | 60 |
| P.R. 279 solo | 75 | 25 |
| Brillo, esparcido | Brillo, vertido | |
| Formulación 1 | 79 | 50 |
| Formulación 4 | 83 | 73 |
| P.O. 80 solo | 73 | 22 |
Estos resultados demuestran claramente la mejora
de las propiedades reológicas de pinturas AM cuando se emplea el
agente dispersante del pigmento de fórmula (III) o (IV) en
formulaciones de pigmentos que comprenden los pigmentos de
tiazina-índigo de fórmula (I) o (II).
Claims (10)
1. Una formulación de pigmento que
comprende:
a) al menos un pigmento orgánico seleccionado
entre C.I. Pigment Red 279 de fórmula (I)
o
C.I. Pigment Orange 80 de fórmula (II)
y
b) al menos un agente dispersante del pigmento
seleccionado entre agentes dispersantes de pigmentos de fórmula
(III) o de fórmula (IV)
\vskip1.000000\baselineskip
2. Una formulación de pigmento según la
reivindicación 1, que comprende:
- a)
- 99,5 a 80% en peso de al menos un pigmento orgánico seleccionado entre C.I. Pigment Red 279 de fórmula (I) o C.I. Pigment Orange 80 de fórmula (II);
- b)
- 0,5 a 20% en peso de al menos un compuesto de fórmula (III) o (VI);
- c)
- 0 a 10% en peso de agentes de superficie activa; y
- d)
- 0 a 10% en peso de aditivos usuales,
basado en el peso total de la
formulación.
3. Procedimiento para la preparación de una
formulación de pigmento según la reivindicación 1, que comprende las
etapas de añadir el agente dispersante del pigmento de fórmula (III)
o (IV) al pigmento orgánico de fórmula (I) o (II) en cualquier
momento durante todo su procedimiento de preparación.
4. Procedimiento según la reivindicación 3, en
donde el agente dispersante del pigmento de fórmula (III) o (IV) se
añade antes o durante la síntesis del pigmento.
5. Procedimiento según la reivindicación 3, en
donde el agente dispersante del pigmento de fórmula (III) o (IV) se
añade antes o durante un procedimiento de división fina del
pigmento.
6. Procedimiento según la reivindicación 3, en
donde el agente dispersante del pigmento de fórmula (III) o (IV) se
añade antes, durante o después de un tratamiento con disolvente del
pigmento.
7. Procedimiento según las reivindicaciones 3 a
6, en donde el agente dispersante del pigmento y el pigmento
orgánico se mezclan en forma de una torta de prensa mojada con
agua.
8. Procedimiento según las reivindicaciones 3 a
6, en donde el agente dispersante del pigmento y el pigmento
orgánico se mezclan en forma de polvos secos.
9. Método para pigmentar un material orgánico de
alto peso molecular de origen natural o sintético en forma de
formulaciones plásticas, masas fundidas soluciones de hilatura,
revestimientos, pinturas, tóners o tintas de impresión, que
comprende la etapa de aplicar a dicho material una formulación de
pigmento como la definida en la reivindicación 1.
10. Un preparado de pigmento que comprende:
- a)
- al menos un pigmento orgánico seleccionado entre C.I. Pigment Red 279 de fórmula (I) o C.I. Pigment Orange 80 de fórmula (II);
- b)
- al menos un agente dispersante del pigmento seleccionado entre los agentes dispersantes de pigmentos de fórmula (III) o (IV); y
- c)
- un material orgánico de alto peso molecular de origen natural o sintético en forma de formulaciones plásticas, masas fundidas, soluciones de hilatura, revestimientos, pinturas, tóners o tintas de impresión.
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