ES2347686T3 - Dispersantes y sus componentes. - Google Patents
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Abstract
- Una composición que contiene (i) un só- lido particulado, (ii) un medio orgánico y (iii) un compuesto de Fórmula (1) y sales del mismo: B-CO-Z-R Fórmula (1) en la cual B comprende una cadena de alquilo hidrofóbica basada en poliisobutileno con un peso molecular medio de 300-5000 que, junto con el grupo -CO-, es el residuo de un anhídrido poliisobutilén succínico; Z es un grupo de enlace divalente que está unido al grupo carbonilo a través de un átomo de oxígeno o de nitrógeno y que puede ser representado de manera general por la fórmula: -N(T)-A- o -O-A-; en la cual T es un hidrógeno, o un radical hidrocarbilo C1-18, o un grupo representado por A, o el residuo del anhídrido poliisobutilén succínico; A es un radical alquileno o hidroxialquileno que contiene de 2 a 6 átomos de carbono; R es un grupo amonio cuaternario representado por la fórmula: -N + (T 2 )(T 3 )(T 4 )W - en la cual T 2 , T 3 y T 4 son cada uno de ellos independientemente hidrógeno, grupos alquil alcarilo o cicloalquilo opcionalmente sustituidos, o R es un grupo amonio cuaternario funcionalizado con N-óxido; y W - es un anión incoloro o coloreado.
Description
CAMPO DE LA INVENCIÓN
La presente invención se refiere a nuevas composiciones que contienen una sal de dispersantes, un sólido particulado y un medio orgánico. La invención se refiere además a la utilización de los dispersantes en medios tales como tintas, bases de molturación, plásticos y pinturas.ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
Muchas formulaciones tales como tintas, pinturas, bases de molturación y materiales plásticos requieren dispersantes eficaces para distribuir uniformemente un sólido particulado en un medio orgánico. El medio orgánico puede variar desde un medio orgánico polar hasta un medio orgánico no polar. Los dispersantes que contienen grupos básicos terminales tales como cadenas de poli(alquileno inferior)imina son bien conocidos y son preparados generalmente mediante reacción de la polimina con cadenas de poliéster que contienen grupos ácidos terminales, teniendo la reacción como resultado una mezcla de formas amida y sal. Sin embargo, muchos de estos dispersantes tienen un funcionamiento limitado con respecto a las propiedades de viscosidad y estabilidad, los cuales cuando se incorporan a tintas de impresión o a pinturas, proporcionan a las tintas y a las pinturas malas características de flujo. Por tanto, existe la necesidad de un dispersante capaz de proporcionar un funcionamiento aceptable con respecto a al menos una de las características de flujo y las propiedades de viscosidad y estabilidad.
U.S.-A-5.721.358 describe un proceso para la producción de ftalocianina de cobre utilizando un dispersante derivado de un dispersante succinimida no salado. El dispersante succinimida deriva de una alquilenamina y de anhídrido poliisobutilén succínico.
U.S.-A-2003/0213410 describe un pigmento modificado por un polímero que comprende un polímero con al menos un grupo carboxílico o una sal del mismo y al menos un agente de acoplamiento. El polímero incluye derivados de poliaminas que se han hecho reaccionar con un agente acilante tal como anhídrido acético o succínico.
GB-A-1.373.660 describe dispersantes poliesteramina obtenibles mediante la reacción de ácidos polihidroxicarboxílicos con diaminas, especialmente alquiléndiaminas y sales de los mismos.
U.S.-A-5.000.792 describe dispersantes poliesteramina obtenibles mediante la reacción de 2 partes de ácidos polihidroxicarboxílicos con 1 parte de dialquiléntriamina.
WO-A-2004/065430 describe en el Ejemplo 3 un(a) éster/sal succínico(a) de poliisobutileno que puede ser utilizado(a) para revestimientos y tinta. El(la) éster/sal succínico(a) de poliisobutileno se prepara mediante la reacción de anhídrido poliisobutilén succínico con trietanolamina.
WO-A-01/14433 y WO-A-03/029309 describen composiciones que contienen un sólido particulado, un medio orgánico y una sal de un agente acilante sustituido con hidrocarbilo. US-A-4.171.959 describe composiciones de combustible para motores que contienen hidrocarburos que ebullen en el rango de ebullición de la gasolina y una sal de amonio cuaternario de una succinimida.
Por tanto, sería ventajoso tener un dispersante con propiedades aceptables de viscosidad y estabilidad, que cuando se incorpore a tintas o pinturas proporcione a las tintas y a las pinturas características de flujo aceptables.RESUMEN DE LA INVENCIÓN
Se ha encontrado que ciertos dispersantes muestran una excelente capacidad para dispersar un sólido particulado en una variedad de medios orgánicos, particu
larmente de medios orgánicos no polares.
La presente invención proporciona una composición que contiene (i) un sólido particulado, (ii) un medio orgánico y (iii) un compuesto de Fórmula (1) y sales del mismo:
B-CO-Z-R Fórmula (1) en la cual B comprende una cadena de alquilo hidrofóbica basada en poliisobutileno con un peso molecular medio de 300-5000, que junto con el grupo -CO-es el residuo de un anhídrido poliisobutilén succínico; Z es un grupo de enlace divalente que está unido al grupo carbonilo a través de un átomo de oxígeno o de nitrógeno y que puede ser representado de manera general por la fórmula:
-N(T)-A-o -O-A-; en la cual T es un hidrógeno o un radical hidrocarbilo C1-18, o un grupo representado por A, o el residuo del anhídrido poliisobutilén succínico; A es un radical alquileno o hidroxialquileno que contiene 2-6 átomos de carbono; R es un grupo amonio cuaternario representado por la fórmula:
-N+(T2)(T3)(T4)Wen la cual T2, T3 y T4 son cada uno de ellos independientemente hidrógeno, grupos alquil alcarilo o cicloalquilo opcionalmente sustituidos, o R es un grupo amonio cuaternario funcionalizado con N-óxido; y
W-
es un anión incoloro o coloreado.
La presente invención se refiere además a una pintura, a una tinta o a una base de molturación que comprende dicha composición. Las realizaciones preferidas de la invención son obvias a partir de las reivindicaciones dependientes.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Agente Acilante Sustituido con Hidrocarbilo
La cadena de alquilo hidrofóbica basada en poliisobutileno tiene un peso molecular medio en varias realizaciones que varía de 300 a 5000, de 450 a 4000, de 500 a 3000 o de 550 a 2500. En varias realizaciones, la cadena de alquilo hidrofóbica basada en poliisobutileno tiene un peso molecular medio de 550 o de 750 o de 950 a 1000 ó 1600 ó 2300.
En una realización, el polímero tiene un grupo de doble enlace C=C terminal, esto es un grupo vinilideno. Típicamente, la cantidad de grupos vinilideno presentes no es importante, ya que puede prepararse un poliisobutileno succionado mediante una ruta con cloro o a partir de rutas sin cloro.
La cantidad de grupo vinilideno presente es típicamente de al menos un 2% en peso, o al menos un 40%,
o al menos un 50%, o al menos un 60%, o al menos un 70% de las moléculas de polímero. A menudo, la cantidad de grupo vinilideno presente es del 75%, el 80% o el 85%.
El polímero puede ser obtenido comercialmente bajo los nombres comerciales de Glissopal®1000 o Glissopal®2300 (disponibles comercialmente en BASF), TPC®555, TPC®575 o TPC®595 (disponibles comercialmente en Texas Petroleum Chemicals). Amina
La amina es conocida en la técnica de las aminas e incluye una amina cíclica (aromática y/o no aromática) tal como una monoamina sustituida, una poliamina
o mezclas de las mismas. Una persona con experiencia en la técnica conocerá compuestos de aminas adecuados capaces de formar una sal de amonio cuaternario.
En una realización, la amina tiene al menos un enlace N-H reactivo (enlace de nitrógeno con hidrógeno). La amina puede contener uno o más grupos funcionales de aminas primarias y secundarias. Alternativamente, la amina puede contener uno o más grupos funcionales de aminas primarias y terciarias. Opcionalmente, la amina puede estar también sustituida adicionalmente con otros grupos funcionales tales como hidroxilo.
La monoamina sustituida tiene en una realización de 1 a 22 átomos de carbono y está además sustituida con un grupo capaz de reaccionar con el agente acilante sustituido con hidrocarbilo. Típicamente, la monoamina contendrá un grupo funcional de amina secundaria o terciaria.
El catión de amonio cuaternario puede ser un catión de amonio cuaternario o un catión de benzalconio, tal como un catión de piridinio. El catión de amonio cuaternario contiene en una realización uno o dos grupos alquilo conteniendo de 6 a 20 átomos de carbono.
Ejemplos de aminas adecuadas incluyen N,Ndimetil-aminopropilamina, N,N-dietil-aminopropilamina, N,N-dimetil-aminoetilamina etiléndiamina, 1,2-propiléndiamina, 1,3-propiléndiamina, las butiléndiaminas isoméricas, pentanodiaminas, hexanodiaminas, heptanodiaminas, dietiléntriamina, dipropiléntriamina, dibutiléntriamina, trietiléntetraamina, tetraetilénpentaamina, pentaetilénhexaamina, hexametiléntetraamina y bis(hexametilén)triamina, los diaminobencenos, las diaminopiridinas o mezclas de las mismas.
Ejemplos de otros cationes de amonio cuaternario adecuados incluyen tetraetil amonio, N-octadecil-N,N,N-trimetil amonio, N,N-didodecil-N,N-dimetil amonio, N-bencil-N,N,N-trimetil amonio y el catión N-bencil-N-octadecil-N,N-dimetil amonio.
Las poliaminas incluyen en una realización una alquiléndiamina o una alquiléndiamina sustituida tales como etiléndiamina y N-metilpropiléndiamina, polialquilén poliaminas, por ejemplo, bases de tetraetilénpentamina y polietilén poliamina, una alcanolamina conteniendo uno o más grupos hidroxi tal como 2-(2-aminoetilamino)etanol, compuestos heterocíclicos sustituidos con aminoalquilo tales como 1-(3-aminopropil)imidazol y 4-(3-aminopropil)morfolina, 1-(2-aminoetil)piperidina, 3,3-diamino-N-metildipropilamina, 3'3-aminobis(N,N-dimetilpropilamina), condensados de poliaminas con compuestos polihidroxi tales como condensados de polietilénpoliaminas con tris(hidroximetil)aminometano según está descrito en U.S.-A-5.653.152, o mezclas de los mismos. En una realización, la amina es tetraetilénpentamina.
Otros tipos útiles de mezclas de poliaminas son los resultantes de la extracción de las mezclas de poliamina anteriormente descritas para dejar como residuo lo que se denomina a menudo "bases de poliamina". En general, las bases de alquilénpoliamina pueden caracterizarse porque tienen menos de dos, normalmente menos del 1% (en peso) de material que ebulle a una temperatura por debajo de 200ºC aproximadamente. Una muestra típica de tales bases de etilénpoliamina obtenida de Dow Chemical Company of Freeport, Texas, denominada "E-100", tiene una gravedad específica a 15,6ºC de 1,0168, un porcentaje en peso de nitrógeno de 33,15 y una viscosidad a 40ºC de 1,21 m2/s (121 centistokes). El análisis mediante cromatografía de gases de tal muestra contiene un 0,93% aproximadamente de "Extremos Ligeros" (muy probablemente DBTA), un 0,72% de TETA, un 21,74% de tetraetilénpentamina y un 76,61% de pentaetilénhexamina y superiores (en peso). Estas bases de alquilénpoliamina incluyen productos de condensación cíclicos tales como piperacina y análogos superiores de dietiléntriamina o trietiléntetraamina.
En una realización, el grupo de amonio cuaternario es un contraión aniónico de cuaternización que incluye haluros tales como cloruro, yoduro o bromuro, hidróxidos, sulfonatos, sulfatos de alquilo tales como sulfato de dimetilo, sultonas, fosfatos, fosfatos de alquilo C1-12, fosfatos de dialquilo C1-12, boratos, boratos de alquilo C1-12, nitritos, nitratos, carbonatos, bicarbonatos, alcanoatos, ditiofosfatos de O,O-dialquilo C1-12 o mezclas de los mismos.
En una realización, el contraión de cuaternización puede derivar de sulfatos de dialquilo tales como sulfato de dimetilo, N-óxidos, sultonas tales como sultona de propano y de butano, haluros de alquilo o araalquilo tales como cloruro, bromuro o yoduro de metilo y etilo, o cloruro de bencilo, y carbonatos sustituidos con hidrocarbilo (o alquilo) tales como carbonato de dimetilo
o dietilo.
En una realización, el dispersante contiene una sal carbonato sustituida con hidrocarbilo de un agente acilante sustituido con hidrocarbilo.
En otras realizaciones, el contraión cuaternario puede derivar de ácido clorhídrico, ácido sulfúrico, ácido acético, ácido propiónico, ácido fórmico, ácido metanosulfónico, ácido bencenosulfónico, ácido p-toluensulfónico, ácido benzoico, o de un colorante orgánico conteniendo al menos un ácido sulfónico o carboxílico, en particular azo, colorantes de antraquinona o ftalocianina conteniendo al menos un grupo ácido sulfónico o carboxílico tales como los que están descritos en, por ejemplo, la tercera edición del Colour Index, que fue publicada en 1971.
Ejemplos de una sal adecuada de un agente acilante sustituido con hidrocarbilo incluyen:
- (a)
- un dispersante como el descrito y reivindicado en U.S.-A-4.253.980 y/o en la Patente de EE.UU. Nº 3.718.371, esto es, un éster lactona de polioxobutilén succinimida de una sal de piridinio;
- (b)
- un dispersante como el descrito y reivindicado en
U.S.-A-4.326.973 y/o U.S.-A-4.338.206, esto es, una poliisobutilén succinimida de una sal de piridinio; y
- (c)
- un dispersante como el descrito y reivindicado en U.S.-A-5.254.138, esto es, un producto de la reacción de un anhídrido polialquil succínico con una sal de amonio cuaternario de poliamino hidroxialquilo.
Métodos para preparar una sal de amonio y/o una sal de amonio cuaternario de un agente acilante sustituido con hidrocarbilo de (a), (b) y (c) están descritos también en los Ejemplos de cada patente.
Otros ejemplos de sales de amonio cuaternario adecuadas de succinimidas incluyen yoduro de amonio cuaternario de poliisobutenil (335)-N,N,N-trimetil-propa1,3-diamino succinimida, yoduro de amonio cuaternario de poliisobutenil (335)-N-metil-N-(3-amino-propil)morfolino succinimida, yoduro de amonio cuaternario de poliisobutenil (1200)-N,N,N-trimetil-propa-1,3-diamino succinimida, yoduro de amonio cuaternario de poliisobutenil (850)N,N,N-trimetileta-1,2-diamino succinimida, bromuro de amonio cuaternario de polipropenil (700)-N,N,N-trietilpropa-1,3-diamino succinimida, yoduro de amonio cuaternario de poliisobutenil (335)-N-metil-N-(3-aminopropil)piperazino succinimida y cloruro de amonio cuaternario de polipropenil (800)-N-metil-N-(2-aminoetil)piperazino succinimida. Métodos para preparar las sales yoduro de amonio cuaternario están descritos en U.S.A-4.171.959.
En una realización, la Fórmula (1) anterior es el dispersante. En la Fórmula (1), ejemplos de los radicales representados por A incluyen etileno, propileno, tetrametileno, hexametileno y 2-hidroxitrimetileno.
En la Fórmula (1), ejemplos de los radicales representados por T incluyen metilo, etilo, n-propilo, nbutilo, hexilo, octilo y octadecilo.
En la Fórmula (1), ejemplos de los radicales representados por T2, T3 y T4 incluyen alquilo tal como metilo, etilo, n-propilo, n-butilo, hexilo, octilo y octadecilo, hidroxialquilo inferior tal como 2-hidroxietilo y ciclohexilo.
En la Fórmula (1), ejemplos de ácidos para formar sales con el grupo amina o que contienen el anión W-pueden ser cualquier ácido inorgánico o cualquier ácido orgánico incoloro o coloreado tal como ácido clorhídrico, ácido sulfúrico, sulfato de dimetilo, ácido acético, ácido propiónico, ácido fórmico, ácido metanosulfónico, ácido bencensulfónico, ácido p-toluensulfónico, ácido benzoico o un colorante orgánico conteniendo al menos un ácido sulfónico o carboxílico, en particular azo, colorantes de antraquinona o ftalocianina conteniendo al menos un grupo ácido sulfónico o carboxílico tales como están descritos en, por ejemplo, la tercera edición del Colour Index que fue publicada en 1971.
El sólido particulado presente en la composición puede ser cualquier material sólido inorgánico u orgánico que sea sustancialmente insoluble en el medio orgánico. En una realización, el sólido particulado es un pigmento.
Ejemplos de sólidos adecuados son pigmentos para tintas con solventes; pigmentos, expansores y agentes de carga para pinturas y materiales plásticos; colorantes dispersos; agentes abrillantadores ópticos y productos auxiliares textiles para baños de tintes con solventes, tintas y otros sistemas de aplicación de solventes; sólidos para lodos de perforación basados en aceite y de emulsión inversa; partículas de suciedad y sólidas en fluidos para limpieza en seco; materiales cerámicos particulados; materiales magnéticos y medios de grabación magnética; fibras tales como vidrio, acero, carbono y boro para materiales compuestos; y biocidas, productos agroquímicos y farmacéuticos que son aplicados
como dispersiones en medios orgánicos.
En una realización, el sólido es un pigmento orgánico de cualquiera de las clases reconocidas de pigmentos descritas en, por ejemplo, la tercera edición del Colour Index (1971) y revisiones posteriores y suplementos del mismo, bajo el capítulo titulado "Pigments". Ejemplos de pigmentos orgánicos son aquellos de las series azo, disazo, azo condensado, tioíndigo, indantrona, isoindantrona, antantrona, antraquinona, isodibenzantrona, trifendioxazina, quinacridona y ftalocianina, especialmente ftalocianina de cobre y sus derivados halogenados nucleares, y también lacas de colorantes ácidos, básicos y con mordiente. El negro de humo de gas natural, aunque estrictamente inorgánico, se comporta más como un pigmento orgánico en sus propiedades dispersantes. En una realización, los pigmentos orgánicos son ftalocianinas, especialmente ftalocianinas de cobre, monoazos, disazos, indantronas, antrantronas, quinacridonas y negros de humo de gas natural.
Sólidos inorgánicos incluyen: expansores y agentes de carga tales como talco, caolín, sílice, baritas y yeso; materiales cerámicos particulados tales como alúmina, sílice, zirconía, titania, nitruro de silicio, nitruro de boro, carburo de silicio, carburo de boro, nitruros mixtos de silicio-aluminio y titanatos metálicos; materiales magnéticos particulados tales como los óxidos magnéticos de metales de transición, especialmente hierro y cromo, por ejemplo gamma-Fe2O3, Fe3O4, y óxidos de hierro corregidos con cobalto, óxido de calcio, ferritas, especialmente ferritas de bario; y partículas metálicas, especialmente hierro metálico, níquel, cobalto, cobre y aleaciones de los mismos.
Otros materiales sólidos útiles incluyen productos agroquímicos tales como los fungicidas flutriafen, carbendazim, clorotalonil y mancozeb.
El medio orgánico presente en la composición de la invención es, es una realización, un material plástico y en otra realización un líquido orgánico. El líquido orgánico puede ser un líquido orgánico no polar o polar.
Ejemplos de líquidos orgánicos, que pueden ser utilizados como líquidos orgánicos polares son resinas formadoras de película tales como las que son adecuadas para la preparación de tintas, pinturas y chips para utilización en diferentes aplicaciones tales como pinturas y tintas. Ejemplos de tales resinas incluyen poliamidas tales como Versamid™ y Wolfamid™, y éteres de celulosa tales como etil celulosa y etil hidroxietil celulosa, nitrocelulosa y resinas de acetato butirato de celulosa, incluyendo mezclas de las mismas. Ejemplos de resinas para pinturas incluyen formaldehído de alkido con poco aceite/melamina o alkido con exceso de aceite.
En una realización, los líquidos orgánicos no polares son compuestos que contienen grupos alifáticos, grupos aromáticos o mezclas de los mismos. Los líquidos orgánicos no polares incluyen hidrocarburos aromáticos no halogenados (por ejemplo, tolueno y xileno), hidrocarburos aromáticos halogenados (por ejemplo, clorobenceno, diclorobenceno, clorotolueno), hidrocarburos alifáticos no halogenados (por ejemplo, hidrocarburos alifáticos lineales y ramificados conteniendo seis o más átomos de carbono, totalmente y parcialmente saturados), hidrocarburos alifáticos halogenados (por ejemplo, diclorometano, tetracloruro de carbono, cloroformo, tricloroetano) y compuestos orgánicos naturales no polares (por ejemplo, aceite vegetal, aceite de girasol, aceite de linaza, terpenos y glicéridos).
En una realización, el líquido orgánico comprende al menos un 0,1% en peso, o un 1% en peso o más de un líquido orgánico polar sobre la base del líquido orgánico total. En una realización, el líquido orgánico está libre de agua.
El material plástico puede ser una resina termoestable o una resina termoplástica. Las resinas termoestables útiles en esta invención incluyen resinas que experimentan una reacción química cuando son calentadas, catalizadas o sometidas a radiación UV y resultan relativamente infundibles. Las reacciones típicas de las resinas termoestables incluyen oxidación de dobles enlaces insaturados, reacciones que implican restos epoxi/amina, epoxi/carbonilo, epoxi/hidroxilo, poliisocianato/hidroxi, resina de amino/hidroxi, reacciones de poliacrilato con radicales libres, polimerización catiónica de resinas epoxi y éter de vinilo, condensación de silanol.
En una realización, las resinas termoplásticas incluyen poliolefinas, poliésteres, poliamidas, poli-carbonatos, poliuretanos, productos poliestirénicos, poli(met)acrilatos, celulosas y derivados de celulosa. Dichas composiciones pueden ser preparadas de varias formas, pero el mezclado con fusión y el mezclado de sólidos en seco son métodos típicos.
Si se desea, las composiciones pueden contener otros ingredientes, por ejemplo resinas (cuando éstas no constituyan ya el medio orgánico), aglutinantes, agentes fluidificantes, agentes-antisedimentación, plastificantes, surfactantes, antiespumosos, modificadores de la reología, agentes niveladores, modificadores del brillo y conservantes.
Las composiciones contienen típicamente del 1 al 95% en peso del sólido particulado, dependiendo la cantidad exacta de la naturaleza del sólido y dependiendo la cantidad de la naturaleza del sólido y de las densidades relativas del sólido y del líquido orgánico polar. Por ejemplo, una composición en la cual el sólido es un material orgánico, tal como un pigmento orgánico, contiene en una realización del 15 al 60% en peso del sólido, mientras que una composición en la que el sólido es un material inorgánico, tal como un pigmento inorgánico, un agente de carga o un expansor inorgánicos, contiene en una realización del 40 al 90% en peso del sólido sobre la base del peso total de la composición.
La composición puede ser preparada mediante cualquiera de los métodos convencionales conocidos para preparar dispersiones. Así, el sólido, el medio orgánico y el dispersante pueden ser mezclados en cualquier orden, siendo sometida posteriormente la mezcla a un tratamiento mecánico para reducir las partículas del sólido a un tamaño apropiado, por ejemplo mediante trituración con bolas, trituración con pequeñas esferas, trituración con gravilla o trituración plástica, hasta que se forme la dispersión. Alternativamente, el sólido puede ser tratado para reducir su tamaño de partícula independientemente o en mezcla con el medio orgánico o con el dispersante, añadiéndose posteriormente el otro ingrediente o ingredientes y agitándose la mezcla para proporcionar la composición.
La composición de la presente invención es particularmente adecuada para dispersiones líquidas. En una realización, tales composiciones en forma de dispersión comprenden:
- (a)
- de 0,5 a 30 partes de un sólido particulado;
- (b)
- de 0,5 a 30 partes de un compuesto de Fórmula (1) y
- (c)
- de 40 a 99 partes de un líquido orgánico; donde todas las partes son en peso y las cantidades (a)+(b)+(c)= 100.
En una realización, el componente (a) comprende de 0,5 a 30 partes de un pigmento y tales dispersiones son útiles como tintas (líquidas), pinturas y bases de molturación.
Si se requiere una composición conteniendo un sólido particulado y un dispersante de Fórmula (1) en forma seca, el líquido orgánico es típicamente volátil, de tal manera que pueda ser eliminado fácilmente del sólido particulado mediante un medio de separación sencillo tal como evaporación. En una realización, la composición contiene el líquido orgánico.
Si la composición seca consta esencialmente del dispersante de Fórmula (1) y el sólido particulado, la misma contiene típicamente al menos un 0,2%, al menos un 0,5% o al menos un 1,0% del dispersante de Fórmula (1) y/o la sal de un agente acilante sustituido con hidrocarbilo sobre la base del peso del sólido particulado. En una realización, la composición seca contiene no más del 100%, no más del 50%, no más del 20%, o no más del 10% en peso del dispersante de Fórmula (1), sobre la base del peso del sólido particulado.
Según se ha descrito en la presente anteriormente, las composiciones de la invención son adecuadas para preparar bases de molturación en las cuales el sólido particulado es triturado en un líquido orgánico en presencia de un compuesto de Fórmula (1).
Por tanto, de acuerdo con un aspecto adicional más de la invención, se proporciona una base de molturación que contiene un sólido particulado, un líquido orgánico y un compuesto de Fórmula (1).
Típicamente, la base de molturación contiene de un 20 a un 70% en peso de sólido particulado sobre la base del peso total de la base de molturación. En una realización, el sólido particulado es no menos del 10% o no menos del 20% en peso de la base de molturación. Tales bases de molturación pueden contener opcionalmente un aglutinante añadido antes o después de la trituración.
El aglutinante es un material polimérico capaz de aglutinar la composición tras la volatilización
del líquido orgánico.
La cantidad de dispersante en la base de molturación depende de la cantidad de sólido particulado, pero es típicamente del 0,5 al 5% en peso de la base de molturación.
Las dispersiones y las bases de molturación producidas a partir de la composición de la invención son particularmente idóneas para ser utilizadas en revestimientos y pinturas, especialmente pinturas con un alto contenido de sólidos; tintas, especialmente tintas flexográficas, para huecograbado y serigrafía, incluyendo tintas para impresión sin contacto directo especialmente en el caso de las impresoras de gota por demanda, en las que la tinta es típicamente expulsada desde un orificio mediante un medio térmico o piezoeléctrico; procesos cerámicos no acuosos, especialmente revestimiento de cintas, cuchillas rascadoras, procesos del tipo de moldeado por extrusión e inyección; materiales compuestos, cosméticos, adhesivos y materiales plásticos.
La invención se ilustra adicionalmente mediante los ejemplos siguientes, en los cuales todas las referencias a cantidades están en partes en peso, a no ser que se indique lo contrario. Ejemplos Producto Intermedio 1: Síntesis de Succinimida con 3-Dimetilaminopropilamina
Se agita anhídrido poliisobutilén succínico (203,7 g), con un peso molecular medio de 950-1000 (y una media de 1,3 anhídridos maleicos por cadena de poliisobutileno) a 100ºC bajo una corriente lenta de nitrógeno antes de añadir lentamente, gota a gota, 3-dimetilaminopropilamina (referida también como DMAPA) (31,22 g), y la mezcla se agita a 100ºC durante 3 horas. La mezcla es posteriormente agitada a 185ºC durante 3 horas bajo una atmósfera de nitrógeno; el exceso de DMAPA es eliminado
durante esta etapa. Se obtiene un líquido viscoso marrón
(216 g). El equivalente básico del producto es medido
como 1093 mg. Éste es el Producto Intermedio 1.
Productos Intermedios 2 a 14
Los Productos Intermedios 2 a 14 son prepara
dos mediante el mismo proceso que el Producto Intermedio
1, excepto en que el anhídrido poliisobutilén succínico
se caracteriza según sigue:
- Producto Intermedio
- Peso molecular medio de poliisobutileno en el PIBSA Proceso de Preparación del PIBSA Proporción de PIBSA Respecto al Anhídrido Maleico
- 2
- 550 DA 1:1.2
- 3
- 1000 DA 1:1,6
- 4
- 1550 DA 1:1,3
- 5
- 1000 DA 1:1,3
- 6
- 1000 CL 1:1,6
- 7
- 1550 DA 1:2,24
- 8
- 2300 DA 1:1,2
- 9
- 2000 CL 1:1,6
- 10
- 2000 CL 1:1,7
- 11
- 2000 CL 1:1,9
- 12
- 1100 DA 1:1,2
- 13
- 1400 DA 1:1,2
- 14
- 1600 DA 1:1,2
- Nota al Pie: DA PIBSA es preparado mediante un proceso de alquilación directa o mediante una reacción "ene".
10 La reacción "ene" está resumida en Maleic Anhydride, páginas 147-148. Editado por B.C. Trivedi y B.C. Culbertson y Publicado por Plenum Press en 1982. CL define un PIBSA preparado mediante el proceso de Diels Alder, según está descrito en U.S-A-6.440.905 ó 6.165.235 15 ó 3.172.892 ó 4.234.435. Productos Intermedios 15 a 21 Los Productos Intermedios 15 a 21 son
preparados mediante el mismo proceso que el Producto Intermedio 1, excepto por las diferencias resaltadas a continuación:
- Producto Intermedio
- Peso molecular medio de poliisobutileno en el PIBSA Proceso de Preparación del PIBSA Amina
- 15
- 1100 DA 3,3'-Iminobis(dipropilamina)
- 16
- 1400 DA 3,3'-Iminobis(dipropilamina)
- 17
- 1600 DA 3,3'-Iminobis(dipropilamina)
- 18
- 1100 DA N,N,N'-Trimetiletiléndiamina
- 19
- 1400 DA N,N,N'-Trimetiletiléndiamina
- 20
- 1600 DA N,N,N'-Trimetiletiléndiamina
- 21
- 1000 DA 1:1,3 Tetraetilénpentamina
5 Dispersante 1
El Producto Intermedio 1 (100 g) es agitado a 90ºC bajo una corriente de nitrógeno lenta en tolueno (110,96 g) durante 15 minutos antes de la adición de sulfato de dimetilo (10,96 g). La mezcla resultante es pos
10 teriormente agitada a 90ºC durante otras 4 horas para darun líquido marrón (220 g). Éste es el Dispersante 1. Dispersantes 2 a 11
Los Dispersantes 2 a 11 son preparados mediante el mismo proceso que el descrito para el Disper15 sante 1, excepto en que se han utilizado los Productos
Intermedios 2 a 11, respectivamente.
El Ejemplo Comparativo 1 es una base de molturación preparada en ausencia de dispersante. Dispersante 12
20 Un matraz con reborde de 500 ml es cargado con el Producto Intermedio 1 (200 g, 1 equivalente). El contenido es agitado y calentado a 90ºC. Se añade cloruro de bencilo (13,5 g, 0,11 moles, 0,95 equivalentes) gota a gota a lo largo de 35 minutos y la mezcla se agita du
25 rante 70 horas. El producto resultante es un líquido viscoso marrón con un rendimiento de 204 g (96%). Dispersante 13
Un autoclave de 600 ml es cargado con el Producto Intermedio 1 (200 g, 1 equivalente), carbonato de dimetilo (19,91 g, 0,22 moles, 2 equivalentes) y metanol (35,56 g, 1,11 moles, 10 equivalentes). El recipiente es purgado con nitrógeno tres veces y el contenido es calentado a 140ºC durante 20 horas a 145 psi. El contenido es posteriormente enfriado y el exceso de carbonato de dime-tilo y metanol es eliminado mediante destilación en vacío. El producto resultante es un líquido marrón con un rendimiento de 246 g (97%). Dispersante 14
Un matraz de 50 ml es cargado con el Producto Intermedio 1 (10 g, 1 equivalente) y tolueno (11,02 g). El contenido es agitado y calentado a 90ºC. Se añade 1,3propanosultona (1,02 g, 0,0083 moles, equivalentes) gota a gota a lo largo de 35 minutos y la mezcla se agita durante 1 hora. El producto resultante es un líquido ámbar con un rendimiento de 22 g (96%). Dispersantes 15 a 24
Los Dispersantes 15 a 24 son preparados mediante el mismo proceso que el descrito para el Dispersante 1, excepto en que se han utilizado los Productos Intermedios 12 a 21, respectivamente. Dispersante 25
El Dispersante 25 es preparado premezclando 516,5 g de un producto preparado de manera similar a la del Producto Intermedio 1 con 192,7 g de metanol, 27,4 g de ácido acético y 109,8 g de óxido de estireno en un recipiente. El contenido del recipiente es sometido a reflujo a 70ºC durante 4 horas. El producto es calentado a 100ºC para destilación del metanol utilizando el equipa-miento de Dean Stark seguido por la eliminación del exceso de óxido de estireno. El producto resultante es en
friado hasta temperatura ambiente. Preparación de Bases de Molturación Se prepara una serie de bases de molturación de magenta utilizando los Dispersantes 1 a 24 y el Ejem
5 plo Comparativo 1. Las bases de molturación son preparadas disolviendo un Dispersante 1 a 11 (0,38 g) en una mezcla solvente de 6,47 g de tolueno. Se añaden esferas de vidrio (3 mm, 17 partes) y Azul Monastral BG (por ejemplo Heubach, Pigmento Azul 15,1 partes), 0,15 g de
10 Solsperse®5000 (un agente fluidificante) y la mezcla se agita en un agitador horizontal durante 16 horas. Posteriormente se determina la fluidez de las dispersiones resultantes utilizando una escala arbitraria de A a E (de buena a mala). Los grados de molturación obtenidos para
15 los Dispersantes 2 a 11 están mostrados a continuación en la Tabla 2. El Ejemplo Comparativo 1 tiene un grado de molturación de E. Tabla 2
- Ejemplos
- Tolueno Ejemplos Tolueno
- 2
- C 14 B
- 3
- B 15 A/B
- 4
- B 16 A/B
- 5
- B 17 A/B
- 6
- C 18 B/C
- 7
- B 19 B
- 8
- A/B 20 B/C
- 9
- C/D 21 C
- 10
- C 22 B/C
- 11
- C 23 B
- 12
- A/B 24 C
- 13
- B Control E
Según se utiliza en la presente, el término
"sustituyente hidrocarbilo" o "grupo hidrocarbilo" es
utilizado en su sentido habitual, que es bien conocido
por los expertos en la técnica. Específicamente, se refiere a un grupo que tiene un átomo de carbono unido directamente al resto de la molécula y que tiene predominantemente un carácter hidrocarbonado. Ejemplos de grupos hidrocarbilo incluyen:
- (i)
- sustituyentes hidrocarbonados, esto es sustituyentes alifáticos (por ejemplo, alquilo o alquenilo), alicíclicos (por ejemplo, cicloalquilo, cicloalquenilo) y sustituyentes aromáticos sustituidos con grupos aromáticos, alifáticos y alicíclicos, así como sustituyentes cíclicos en los que el anillo es completado a través de otra porción de la molécula (por ejemplo, dos sustituyentes forman juntos un anillo);
- (ii)
- sustituyentes hidrocarbonados sustituidos, esto es sustituyentes que contienen grupos no hidrocarbonados los cuales, en el contexto de esta invención, no alteran la naturaleza predominantemente hidrocarbonada del sustituyente (por ejemplo, halo (especialmente cloro y flúor), hidroxi, alcoxi, mercapto, alquilmercapto, nitro, nitroso y sulfoxi);
(iii) heterosustituyentes, esto es, sustituyentes que aunque tienen un carácter predominantemente hidrocarbonado, en el contexto de esta invención, contienen un átomo distinto de carbono en un anillo o en una cadena compuesta por lo demás de átomos de carbono. Los heteroátomos incluyen azufre, oxígeno, nitrógeno y abarcan sustituyentes tales como piridilo, furilo, tienilo e imidazolilo. En general, estarán presentes no más de dos, o no más de uno, sustituyentes no hidrocarbonados por cada diez átomos de carbono en el grupo hidrocarbilo; típicamente, no habrá sustituyentes no hidrocarbonados en el grupo hidrocarbilo.
A no ser que se indique de otro modo, debe interpretarse que cada producto químico o cada composición a los que se hace referencia en la presente son un material de grado comercial que puede contener isómeros, subproductos, derivados y otros materiales similares que se sabe que están presentes normalmente en el grado comercial. Sin embargo, la cantidad de cada componente químico se presenta sin excluir cualquier solvente o aceite diluyente que pueda estar presente habitualmente en el material comercial, a no ser que se indique de otro modo.
Claims (3)
- REIVINDICACIONES1.-Una composición que contiene (i) un sólido particulado, (ii) un medio orgánico y (iii) un compuesto de Fórmula (1) y sales del mismo:B-CO-Z-R Fórmula (1)en la cual B comprende una cadena de alquilo hidrofóbica basada en poliisobutileno con un peso molecular medio de 300-5000 que, junto con el grupo -CO-, es el residuo de un anhídrido poliisobutilén succínico; Z es un grupo de enlace divalente que está unido al grupo carbonilo a través de un átomo de oxígeno o de nitrógeno y que puede ser representado de manera general por la fórmula:-N(T)-A-o -O-A-;en la cual T es un hidrógeno, o un radical hidrocarbilo C1-18, o un grupo representado por A, o el residuo del anhídrido poliisobutilén succínico; A es un radical alquileno o hidroxialquileno que contiene de 2 a 6 átomos de carbono; R es un grupo amonio cuaternario representado por la fórmula:-N+(T2)(T3)(T4)Wen la cual T2, T3 y T4 son cada uno de ellos independientemente hidrógeno, grupos alquil alcarilo o cicloalquilo opcionalmente sustituidos, o R es un grupo amonio cuaternario funcionalizado con N-óxido; yW-es un anión incoloro o coloreado.
- 2.-La composición de la reivindicación 1, en la que el grupo amonio cuaternario tiene un contraión aniónico de cuaternización seleccionado del grupo que consta de haluros, hidróxidos, sulfonatos, sulfatos de alquilo, sultonas, fosfatos, fosfatos de alquilo C1-12, fosfatos de dialquilo C1-12, boratos, boratos de alquilo C1-12, nitritos, nitratos, carbonatos, bicarbonatos, alcanoatos, ditiofosfatos de O,O-dialquilo C1-17 y mezclas de los mismos.5 3.-La composición de la reivindicación 1, en la que el grupo amonio cuaternario es un contraión aniónico de cuaternización seleccionado del grupo que consta de sulfatos de dialquilo, N-óxidos, sultonas, haluros de alquilo o aralquilo y carbonatos sustituidos con hidro10 carbilo. 4.-La composición según se reivindicó en la reivindicación 1, en la que el medio orgánico es un líquido orgánico o un material plástico. 5.-La composición según se reivindicó en la15 reivindicación 1, en la que el líquido orgánico comprende al menos un 0,1% en peso de un líquido orgánico polar sobre la base del líquido orgánico total.
- 6.-La composición según se reivindicó en la reivindicación 1, en la que el sólido particulado es un 20 pigmento. 7.-Una pintura o una tinta que comprende la composición de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6. 8.-Una base de molturación que comprende la composición de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6.
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