ES2639176T3 - Composición dispersante - Google Patents

Abstract

Un copolímero consistente en un polímero derivado de (a) un monómero (A), donde el monómero (A) comprende una α-olefina o un monómero aromático de vinilo; (b) un monómero (B), donde el monómero (B) deriva de anhídrido maleico o acido maleico, que contiene menos de un 20% molar de monómero (B), en base al porcentaje molar combinado de (A) y (B), donde al menos una porción de los grupos anhídrido o ácido dicarboxílico derivados del monómero (B) reaccionan posteriormente con: (i) un compuesto que contiene al menos un sitio de amina terciaria o heterocíclica y al menos un grupo adicional capaz de reaccionar con grupos funcionales ácido o anhídrido dicarboxílico, y (ii) una poliéter amina.

Description

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El líquido orgánico eventualmente incluye también agua. En una realización, el líquido orgánico está libre de agua.

Cuando el líquido orgánico contiene agua, la cantidad presente en una realización no supera el 70%, o no supera el 50%, o no supera el 40%, en peso en base a la cantidad de líquido orgánico.

El material plástico puede ser una resina termoendurecible o una resina termoplástica. Las resinas termoendurecibles útiles en esta invención incluyen resinas que sufren una reacción química cuando se calientan, catalizan o someten a radiación UV o de haz de electrones, y se vuelven relativamente infundibles. Como reacciones típicas en resinas termoendurecibles, se incluyen la oxidación de dobles enlaces insaturados, reacciones en las que participan restos epoxi/amina, epoxi/carbonilo, epoxi/hidroxilo, poliisocianato/hidroxi, aminorresina/hidroxi, reacciones de radicales libres o poliacrilato, polimerización catiónica o resinas epoxi y éter vinílico, o condensación de silanol.

Los polímeros con funcionalidad hidroxi (frecuentemente polioles) son ampliamente utilizados en sistemas termoendurecibles para entrecruzarse con aminorresinas o poliisocianatos. Los polioles incluyen polioles acrílicos, polioles alquídicos, poliéster polioles, poliéter polioles y poliuretano polioles. Como aminorresinas típicas, se incluyen resinas de melamina formaldehído, resinas de benzoguanamina formaldehído, resinas de urea formaldehído y resinas de glicolurilo formaldehído. Los poliisocianatos son resinas con dos o más grupos isocianato, incluyendo tanto diisocianatos alifáticos monoméricos como diisocianatos aromáticos monoméricos, y sus polímeros. Como diisocianatos alifáticos típicos, se incluyen diisocianato de hexametileno, diisocianato de isoforona y diisocianato de difenilmetano hidrogenado. Como isocianatos aromáticos típicos, se incluyen toluendiisocianatos y bifenilmetanodiisocianatos.

En una realización, las resinas termoplásticas incluyen poliolefinas, poliésteres, poliamidas, policarbonatos, poliuretanos, poliestirénicos, poli(met)acrilatos, celulosas y derivados de celulosa. Dichas composiciones pueden ser preparadas de una serie de formas, pero la mezcla en fusión y la mezcla de sólidos secos son métodos típicos.

Si se desea, las composiciones pueden contener otros ingredientes, por ejemplo, resinas (donde éstas ya no constituyen el medio orgánico), ligantes, agentes fluidizantes, agentes antisedimentantes, plastificantes, surfactantes, antiespumantes, modificadores de la reología, agentes nivelantes, modificadores del brillo y conservantes.

Las composiciones típicamente contienen de un 1 a un 95% en peso del sólido particulado, dependiendo la cantidad precisa 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 que el sólido es un material orgánico, tal como un pigmento orgánico, en una realización contiene de un 15 a un 60% en peso del sólido, mientras que una composición en la que el sólido es un material inorgánico, tal como un pigmento inorgánico, una carga o un expansor, en una realización contiene de un 40 a un 90% en peso del sólido en base al peso total de la composición.

La composición puede ser preparada por cualquiera de los métodos convencionales conocidos para preparar dispersiones. Así, se pueden mezclar el sólido, el medio orgánico y el dispersante en cualquier orden, sometiendo luego la mezcla a un tratamiento mecánico para reducir las partículas del sólido a un tamaño apropiado, por ejemplo, por molienda de bolas, molienda de perlas, molienda de gravilla o molienda de plástico, hasta formarse la dispersión. De manera alternativa, se puede tratar el sólido para reducir su tamaño de partícula independientemente o en mezcla con el medio orgánico o con el dispersante, añadiendo luego el otro o los otros ingredientes y agitando la mezcla para obtener la composición.

En una realización, la composición de la presente invención es adecuada para dispersiones líquidas. En una realización, dichas composiciones en dispersión incluyen: (a) de 0,5 a 40 partes de un sólido particulado, (b) de 0,5 a 30 partes de un copolímero aquí descrito, y (c) de 30 a 99 partes de un medio orgánico o acuoso, donde todas las partes son en peso y las cantidades (a) +(b) +(c) = 100.

Tal como se usa aquí, el medio acuoso contiene típicamente de un 5% en peso a un 100% en peso, o de un 20% en peso a un 100%, o de un 50% en peso a un 100% en peso, de un solvente polar o de agua.

Tal como se usa aquí, el medio orgánico contiene típicamente menos de un 5% en peso, o menos de un 2% en peso, o menos de un 0,5% en peso, de agua o de un solvente polar.

En una realización, el componente a) incluye de 0,5 a 40 partes de un pigmento y dichas dispersiones son útiles como tintas líquidas, pinturas y bases de molienda.

Si se requiere una composición que incluya un sólido particulado y un copolímero como aquí se describe en forma

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30 minutos a temperatura ambiente mientras se agita bajo una manta de nitrógeno. Se observa una pequeña exotermia. Después de reposar durante la noche, se calienta y agita la mezcla de reacción a 60°C durante 3 horas, para obtener una solución amarilla transparente con un contenido en sólidos del 43,7% en peso. Se transfieren 50 partes de esta solución a otro matraz. Se añade a la solución una solución de DMAPA en acetato

5 de etilo (25% en peso activo, 0,68 partes). Se agita la solución resultante a 80°C bajo nitrógeno durante un total de 15 horas. El producto obtenido es una solución amarilla transparente con un contenido en sólidos del 43,6% en peso. (0107) Se prepara el Ejemplo 11 del mismo modo que el Ejemplo 4 usando los mismos reactivos y cantidades relativas. El producto obtenido es una solución amarilla transparente con un contenido en sólidos del 45,6% en

10 peso. (0110) Ejemplo 12: Se cargan Sartomer SMA EF40 (25,0 partes) y Jeffamine M2005 (64,1 partes) en un matraz de fondo redondo y de 3 bocas, equipado con agitador mecánico, termopar y entrada de nitrógeno, para formar una mezcla. Se calienta la mezcla con agitación bajo una atmósfera de nitrógeno hasta 110°C y se mantiene hasta que se disuelve el Sartomer SMA EF40. Se eleva la temperatura hasta 180°C y se mantiene durante 18

15 horas. Se enfrían entonces los contenidos del matraz hasta 70°C y se añade DMAPA (0,468 partes). Se vuelve a calentar la mezcla hasta 180°C y se mantiene la temperatura durante 11 horas más. El producto obtenido es un líquido naranja altamente viscoso.

(0111) Dispersiones de pigmentos negros: Se preparan bases de molienda negras añadiendo los materiales

20 detallados en la siguiente tabla a una jarra de vidrio de 125 cm3 en el orden indicado. La carga de pigmento es de 25 partes y el contenido activo del dispersante es del 25% en peso en base a la masa de pigmento usada. Las bases de molienda contienen además 12,5 partes de Elftex®415 (un pigmento negro comercializado por Cabot Corporation), 1,7 partes de Laropal® K80 (una resina de cetona comercializada por BASF) y 26,9 partes de etanol. La siguiente tabla indica la cantidad de acetato de etilo y dispersante presente.

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Tabla 2

Referencia de base de molienda

Ejemplo de dispersante

Comp. K-A K-1 K-2 K-3 Comp. K-B K-4 K-5 Comp. K-C K-6 K-7 K-8 Comp. K-D K-9 K-10

A

7,62

1

7,10

2

6,94

3

7,44

B

7,10

4

6,37

5

6,37

C

7,62

6

7,26

7

7,44

8

7,44

D

7,10

9

5,90

10

7,16

Acetato de etilo

0,88 1,40 1,56 1,06 1,40 2,13 2,13 0,88 1,24 1,06 1,06 1,40 2,60 1,34

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(0112) En cada caso, se agita suavemente la mezcla para humedecer el pigmento. Se añaden 125 partes de perlas de vidrio de 3 mm de diámetro a la jarra. Se pone la jarra en un dispersador Scandex modelo 200-K y se muelen los contenidos por agitación oscilatoria durante 2 horas.

(0113) Se prepara una solución al 19,6% en peso activo de nitrocelulosa mezclando conjuntamente 126 partes de nitrocelulosa DLX™ 5-10 (70% en peso activo en isopropanol, y comercializada por Nobel Enterprises), 189 partes de etanol y 135 de partes acetato de etilo. Se prepara una formulación de tinta basada en nitrocelulosa añadiendo 1,5 partes de una base de molienda antes descrita a la solución de nitrocelulosa.

(0114) Se aplican las formulaciones de tinta resultantes sobre cartulinas Leneta negras y blancas usando un aplicador de película automático equipado con una barra del número 2 K. Se deja que los revestimientos se sequen al aire. Se miden el brillo y la turbidez de los revestimientos usando un medidor de turbidez-brillo Byk Gardner 4600. La capacidad de chorro del revestimiento es valorada visualmente bajo una iluminación D65 estándar. Se da a una aplicación preparada a partir de una formulación de control una valoración de capacidad de chorro arbitraria de 3. Se valoran las aplicaciones preparadas a partir de las tintas en relación al control en una escala de 1 a 5 (1 = gran capacidad de chorro, 5 = baja capacidad de chorro). Se detallan los resultados en la tabla siguiente:

Tabla 3

Tinta de composición de base de molienda

Brillo 60° Brillo 20° Turbidez Capacidad de chorro D65

Formulación de control

85,2 37,2 405 3

K-A

74,0 27,4 339 4

K-1

101,0 51,9 483 1

K-2

101,0 48,7 511 1

K-3

98,4 48,3 470 1-2

K-B

70,0 21,7 335 5

K-4

104,0 52,9 492 1

K-5

108,0 61,6 506 1

K-C

51,7 11,1 229 5

K-6

98,2 48,0 466 1-2

K-7

101,0 51,4 481 1-2

K-8

99,0 48,1 489 2-3

K-D

48,5 9,5 199 5

K-9

101,0 50,2 483 1-2

K-10

51,7 7,2 142 5

(0122) Excepto en los Ejemplos, o donde se indique explícitamente algo diferente, todas las cantidades numéricas en esta descripción que especifican cantidades de materiales, condiciones de reacción, pesos moleculares, número de átomos de carbono y similares, han de ser entendidas como modificadas por la palabra "aproximadamente". A menos que se indique lo contrario, cada producto químico o composición al que se hace aquí referencia debe ser interpretado como un material de grado comercial que puede contener los isómeros, subproductos, derivados y otros materiales del estilo que normalmente se entiende que están presentes en el grado comercial. Sin embargo, la cantidad de cada componente químico es presentada con exclusión de cualquier aceite solvente o diluyente, que puede estar habitualmente presente en el material comercial, a menos que se indique lo contrario. Hay que entender que los límites superiores e inferiores de cantidades, rangos y proporciones aquí indicados pueden combinarse independientemente. De forma similar, los rangos y cantidades para cada elemento de la invención pueden ser usados junto con rangos o cantidades para cualquiera de los otros elementos.

(0123) Aunque la invención ha sido explicada en relación a sus realizaciones preferidas, hay que entender que diversas modificaciones de la misma resultarán evidentes para los expertos en la técnica tras la lectura de la memoria descriptiva. Por lo tanto, hay que entender que la invención aquí desvelada pretende cubrir dichas modificaciones en la medida en que entren dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas.

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Claims (1)

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