MX2007011120A - Polieteralcanolaminas apanaladas en tintas y recubrimientos - Google Patents
Polieteralcanolaminas apanaladas en tintas y recubrimientosInfo
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Abstract
Se proporcionan aquícomposicionesútiles como tintas o recubrimientos las cuales contienen dispersante novedoso que son capaces de dispersar pigmentos los cuales con tradicionalmente difíciles de dispersar, manteniendo a la vez niveles aceptables de viscosidad. El uso de los dispersantes como se enseña aquípermite la preparación de una amplia variedad de tintas y recubrimientos que tienen un alta carga de pigmento y existen dentro de un intervalo de viscosidad convencionalmenteútil.
Description
POLIETERALCA OLAMINAS APANALADAS EN TINTAS Y RECUBRIMIENTOS
Campo de la Invención La presente invención se relaciona con tintas pigmentadas no acuosas y acuosas y recubrimientos, donde el dispersante del pigmento es un polímero en peine de poliéteralcanolamina y un método para producir el mismo. Esta invención también se relaciona con tintas pigmentadas acuosas las cuales pueden ser usadas en impresoras de chorro de tinta y recubrimientos pigmentados.
Antecedentes de la Invención Cuando un pigmento es usado como colorante, una composición de tinta es preparada mezclando la dispersión de pigmento concentrado la cual contiene pigmento, agua, dispersante y similares con agua, resina, un medio orgánico soluble en agua, y otros ingredientes. La Patente Estadounidense No. 6,818,053 describe un proceso de producción para producir una dispersión de pigmento que comprende los pasos de (a) proporcionar una mezcla que consiste esencialmente de un pigmento, un dispersante, un tensoactivo de polisiloxano y/o un alcandiol, un alcohol polihídrico y agua; y (b) dispersar la mezcla para producir la dispersión de pigmento. La patente también reclama una composición de tinta preparada a partir de la dispersión de pigmento anterior.
En las composiciones de tinta pigmentada, la dispersión de pigmento es establecida generalmente por un dispersante el cual sirve para evitar que las partículas del pigmento se aglomeren y sedimente el soporte. La Patente Estadounidense No. 5,085,698 describe una composición de tinta que comprende pigmento, medio acuoso y un copolímero de bloques de acrílico/acrilato como agente estabilizador. La Patente Estadounidense No. 5,589,522 emplea un polímero injertado que comprende un esqueleto de ácido poliacrílico hidrofílico y cadenas laterales de segmentos hidrofóbicos en una composición acuosa de tinta. La Patente Estadounidense No. 4,597,794 describe una dispersión de tinta acuosa para impresoras de chorro de tinta en las cuales el pigmento está contenido en un polímero que tiene segmentos hidrofílicos iónicos y segmentos hidrofóbicos aromáticos que se adhieren a la superficie del pigmento. La Patente Estadounidense No. 5,948,843 se relaciona con una tinta de impresión litográfica que contiene un agente dispersante de un producto de reacción de un copolímero de estireno/anhídrido maleico (SMA) y un alcohol como dispersante del pigmento. La Patente Estadounidense No. 5,302,197 emplea un polímero ramificado terminado en hidroxilo de cadena de carbono corta en una tinta de chorro de tinta.
Aunque las composiciones de tinta pigmentadas anteriores mostraban estabilidad aceptable para la dispersión de pigmento, es aún necesaria una dispersión de tinta de pigmento mejorada para hacer disminuir aún más la viscosidad de la tinta, impartir mejor densidad de impresión, incrementar la carga de pigmento y disminuir el grado de adelgazamiento al corte después del envejecimiento. Por lo tanto un objetivo de la presente invención proporciona una composición de tinta pigmentada mejorada. Adicionalmente, pueden ser incorporados pigmentos en las composiciones de recubrimiento pigmentadas mezclando una dispersión de pigmento y una resina de molienda. La composición de recubrimiento puede incluir además aditivos como ret iculadores , solventes, resinas poliméricas adicionales, agentes de control de flujo y apariencia, cargas y similares. En general, las composiciones de recubrimiento pueden ser usadas para proporcionar una capa protectora, la cual es estéticamente agradable, sobre metales, aleaciones, composiciones, plásticos, concreto, hierro colado, madera, cerámica, papel, película, hojas delgadas de metal, vinilo, textil, vidrio, cuero y materiales similares. En particular, las composiciones de recubrimiento descritas aquí pueden ser aplicadas a las superficies de automóviles, partes automotrices, cubiertas, empalizadas, cajas y superficies similares.
La Patente Estadounidense 7,005,473 describe una dispersión de pigmento usada en composiciones de recubrimiento a base de solventes. La patente describe además el uso de un dispersante de pigmento polimérico como la resina de molienda para incorporar el pigmento en la dispersión de pigmento para las composiciones de recubrimiento a base de solvente. La Patente Estadounidense No. 7, 005,473 se incorpora por lo tanto aquí como referencia en su totalidad, en el grado en que esta descripción no contradiga la descripción de la presente. Aunque las composiciones de recubrimiento pigmentadas anteriores mostraban estabilidad aceptable para la dispersión de pigmento, es aún necesaria la dispersión de pigmento mejorada para hacer disminuir aún más la viscosidad del recubrimiento, impartir mejor densidad de impresión, incrementar la carga de pigmento, y hacer disminuir el grado de adelgazamiento al corte después del envejecimiento. Por lo tanto un objetivo de la presente invención es proporcionar una composición de recubrimiento pigmentada mejorada. La presente invención define de este modo una clase novedosa e inventiva de materiales dispersantes útiles en la formulación de tintas, recubrimientos, y similares, incluyendo formulaciones de tinta y composiciones de recubrimiento pigmentadas que comprenden
esos materiales dispersantes como se define aquí.
La Invención Definiciones Como se usa aquí, el término "reacción" o
"reaccionar" significa combinar más de un reactivo, o combinar uno o más reactivos en presencia de un iniciador y/o un catalizador. Como se usa aquí, el término "dispersante" significa un polímero en peine. Los polímeros en peine adecuados y los métodos para producir los mismos se describen más adelante aquí. Como se usa aquí, el término "dispersión pigmentada" significa una mezcla del dispersante y un pigmento adecuado. Los pigmentos adecuados se describen más adelante aquí. Como se usa aquí, el término "hidrocarbilo" , cuando se refiera a un sustituyente o grupo es usado en su sentido común. Específicamente, se refiere a un grupo que tiene un átomo de carbono unido directamente al resto de la molécula y que tiene predominanteménte carácter hidrocarbúrico . Los ejemplos de sustituyentes o grupos hidrocarbilo incluyen: (1) sustituyentes hidrocarbúricos (incluyendo por ejemplo, alquilo, alquenilo, alquinilo) , sustituyentes alicíclicos (incluyendo por ejemplo,
cicloalquilo, cicloalquenilo ) , y sustituyentes aromáticos sustituidos con grupos aromáticos, alifáticos y aliciclicos, asi como sustituyentes cíclicos donde el anillo es completado a través de otra porción de la molécula (por ejemplo, dos sustituyentes juntos forman un radical alicíclico) ; (2) sustituyentes hidrocarbúricos sustituidos, es decir, sustituyentes que no contienen grupos hidrocarbúricos los cuales, en el contexto de esta invención, no alteran al sustituyente predominantemente hidrocarbúrico (por ejemplo, halo (especialmente cloro y flúor) , hidroxi, alcoxi, mercapto, alquilmercapto, nitro, nitroso y sulfoxi); (3) sustituyentes hetero, es decir, sustituyentes los cuales, aunque tiene un carácter predominantemente hidrocarbúrico, en el contexto de esta invención, contienen además de carbono en un anillo o cadena otros átomos de carbono compuestos. Los heteroátomos incluyen azufre, oxígeno, nitrógeno y abarcan sustituyentes como el piridilo, furilo, tienilo e imidazolilo. En general, estarán presentes no más de dos, de manera preferible no más de uno, sustituyentes no hidrocarbúricos por cada diez átomos de carbono en el grupo hidrocarbilo; típicamente, no existirán sustituyentes no hidrocarbúricos en el grupo hidrocarbilo) . Para los propósitos de esta solicitud, el peso molecular promedio en peso está dado por:
donde n^ es la fracción numérica de las moléculas de peso molecular Mi. El peso molecular promedio numérico está dado por:
M" = ?n
donde ni es la fracción numérica de moléculas de peso molecular Mi. Mw y Mn son determinadas típicamente por Cromatografía de Permeación en Gel como se describe en Macromolecules, Vol. 34 Número 19, Página 6812 (2001) . Para propósitos de esta invención y las reivindicaciones de esta, la viscosidad fue medida usando un Viscosímetro de Brookfield; Tint Strength (Sherwin Williams Superpaint Fiat Interior Látex Extra White para la dispersión, 50 partes a 0.50 partes, respectivamente) mezclada en un mezclador Hauschild durante 1 minuto a 1800 rpm. Se efectuaron estiramiento o trazos descendentes de la mezcla de tinta contra el estándar sobre papel bond regular Leneta 3NT-4 usando una varilla con alambre #20 enrollado, el color, transparencia y brillo se determinaron probando impresiones producidas con 360P il3 anilox sobre Leneta 3NT-3, película, y hoja delgada de metal. Además todos los
porcentajes están en peso y todos los pesos moleculares son M„, a menos que se haga notar o indique otra en el contexto. La presente invención proporciona composiciones de tinta o recubrimiento las cuales comprenden: a) un componente de pigmento; y b) una cantidad dispersante de pigmento efectiva de un dispersante que tiene la estructura:
en la cual Ri puede ser cualquier grupo hidrocarbilo alifático de C1-C100 puede ser cualquier grupo de hidrocarbilo alcoxilado definido por la estructura :
R3 (OCHC^H)p— (OCHCH)q (OCHCH)r (OCH2CH2CH2)s X! X, *3 X4 X5 *6
en la cual R3 es seleccionado del grupo que consiste de: hidrógeno, y cualquier grupo hidrocarbilo de Ci hasta aproximadamente C24," Xi, X2/ X3, X4/ X5 y e cada que ocurren son seleccionados independientemente del grupo que consiste de: hidrógeno, metilo y etilo, sujetos a la condición de que
al menos uno de los dos grupos X que están unidos a la misma unidad de alcoxi son hidrógeno, p, q y r pueden ser cada uno independientemente cualquier entero entre 0 y aproximadamente 100, incluyendo cero, sujetos a la condición de que al menos uno de p, q y r no es cero; n es cualquier entero entre 1 y aproximadamente 50; y s puede ser 0 ó 1. En otra modalidad, esta invención se relaciona con: 1) Una composición que comprende: a) un componente de pigmento; y b) una cantidad dispersante de pigmento efectiva de un dispersante que tiene la estructura:
H¡ N H
en la cual Rx puede ser cualquier grupo hidrocarbilo alifático de Ci-Cioo»" í½ puede ser cualquier grupo de hidrocarbilo alcoxilado definido por la estructura :
R3 (OCHC^H)p— (OCHCH)q (OCHCH)r (OCH2CH2CH2)s"
Xl X, *3 X4 X5 *6
cual R3 es seleccionado del grupo que
consiste de: hidrógeno, y cualquier grupo hidrocarbilo de Ci hasta aproximadamente C24; Xi, X2, X3, X , 5 y ?ß cada que ocurren son seleccionados independientemente del grupo que consiste de: hidrógeno, metilo y etilo, sujetos a la condición de que al menos uno de los dos grupos X que están unidos a la misma unidad de alcoxi son hidrógeno, p, q y r pueden ser cada uno independientemente cualquier entero entre 0 y aproximadamente 100, incluyendo cero, sujetos a la condición de que al menos uno de p, q y r no es cero; n es cualquier entero entre 1 y aproximadamente 50; y s puede ser 0 ó 1. 2) La composición de acuerdo al párrafo 1, donde el componente del pigmento es seleccionado del grupo que consiste de ftalocianina, negro de humo, óxidos de titanio, cromatos, sulfuros, óxidos de hierro, lacas azo, pigmento azo insoluble, pigmentos azo condensados, pigmentos azo quelados, pigmentos monoazo, monoarilida, B-naftol, naftol AS, bencimidazolona, azo precipitado con metal, pigmentos disazo, diarilida, condensación de disazo, diazopirazoiona, bisacetoacetarilida, pigmentos de ftalocianina, perilenos, perileno, pigmentos de perinona, pigmentos de antraquinona, pigmentos de quinacridona , pigmentos de dioxacina, pigmentos de tioindigo, pigmentos de isoindolinona , pigmentos de quinoftalona, lacas de tinte básico, lacas de tinte ácido, pigmentos nitro, pigmentos nitroso, pigmentos
fluorescentes claros de negro de anilina, negro de grafito, isoindolina, isoindolinona, indigoide, dicetopirrolopirrol, triarilcarbonio, complejos de metal, perla, pigmentos cristalino líquidos, fluorescencia, y derivados funcionales de los pigmentos mencionados anteriormente. 3) La composición de acuerdo al párrafo 1 ó 2, comprende además un solvente. 4) La composición de acuerdo al párrafo 3, donde el solvente comprende uno o más solventes orgánicos seleccionados del grupo que consiste de: alcoholes polihídricos ; glicoles; dioles; ésteres de glicol; glicol éteres; polialquilglicoles; alquil éteres inferiores de alcoholes polihídricos; alcoholes que tienen menos de aproximadamente 8 átomos de carbono por molécula; cetonas; éteres; ésteres y lactamas. 5) La composición de acuerdo al párrafo 3, donde el solvente comprende agua. 6) La composición del párrafo 3, donde el solvente es seleccionado del grupo que consiste de agua; hexano; espíritus minerales; tolueno; aceite de soya; aceite de ricino; ácidos grasos de resina líquida; alcoholes polihídricos; glicoles; dioles; ésteres de glicol; glicol éteres; polialquil glicoles; alquil éteres inferiores de alcoholes polihídricos; alcoholes que tienen de menos de aproximadamente 8 átomos de carbono por
molécula; cetonas; éteres; ésteres; lactamas, etilen glicol, propilen glicol; butandiol; pentandiol; glicerol; laurato de propilen glicol; polietilen glicol; etilenglicol monometil éter; etilen glicol mono etil éter; etilen glicol mono butil éter; alcoholes que tienen menos de aproximadamente 8 átomos de carbono por molécula como el metanol, etanol, propanol, isopropanol; acetona; dioxano; acetato de etilo, acetato de propilo, acetato de butilo terciario y 2-pirrolidona . 7 ) La composición de los párrafos 3-6, donde la cantidad del componente de solvente presente es cualquier cantidad entre aproximadamente 10% y 99% en peso sobre la base del peso total de la composición. 8) La composición de los párrafos 3-7, donde la cantidad del componente de solvente presente es cualquier cantidad entre aproximadamente 50% y 99% en peso sobre la base del peso total de la composición. 9) La composición de los párrafos 1-8, donde la composición comprende de aproximadamente 1% en peso hasta aproximadamente 80% en peso de pigmento, sobre la base del peso total de la composición. 10) La composición de los párrafos 1-9, donde la composición comprende de aproximadamente 1% en peso hasta aproximadamente 40% en peso de pigmento, sobre la base del peso total de la composición.
11) La composición de los párrafos 1-10, donde la composición comprende de aproximadamente 2% en peso hasta aproximadamente 10% en peso de pigmento, sobre la base del peso total de la composición. 12) El uso de dispersante como se describió en los párrafos 1-12 en una composición de tinta o una composición de recubrimiento. 13) Una dispersión que comprende agua, un pigmento, y el dispersante como se describió en el párrafo 1. 14) Una dispersión que comprende un solvente orgánico de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, un pigmento, y un dispersante como se describió en el párrafo 1. 15) Una composición de acuerdo a los párrafos 1-14, donde el pigmento comprende cualquier pigmento como se estableció en cualquier reivindicación anterior. 16) El uso de un dispersante dentro del alcance de las limitaciones especificadas para el componente del dispersante de una composición de acuerdo a los párrafos 1-15, en una tinta o recubrimiento que es aplicado o se pretende sea aplicado a un sustrato el cual comprende un material seleccionado del grupo que consiste de celulosa, cualquier polímero de olefina, vidrio, poliéster, cloruro de polivinilo, poliamidas, poliuretano y composiciones de metal y similares.
17) Cualquier composición de tinta liquida que comprende un material que caiga dentro de la definición del componente dispersante de la composición especificada en los párrafos 1-16. 18) Un articulo que comprende una tinta o recubrimiento, donde la tinta comprende además: a) un componente de pigmento; y b) una cantidad dispersante de pigmento efectiva de un dispersante que tiene la estructura:
en la cual Rx puede ser cualquier grupo hidrocarbilo alifático de Ci-Cioo; í puede ser cualquier grupo de hidrocarbilo alcoxilado definido por la estructura :
R3 (OCHCH)p— (OCHCH)q (OCHCH)r (OCH2CH2CH2)s"
?? X, *3 X4 X5 e
en la cual R3 es seleccionado del grupo que consiste de: hidrógeno, y cualquier grupo hidrocarbilo de
Ci hasta aproximadamente C24; Xi, 2 , X>3r X4, X5 y ?e cada vez que ocurren son seleccionados independientemente del grupo que consiste de: hidrógeno, metilo y etilo, sujetos a la condición de que al menos uno de los dos grupos X que estén unidos a la misma unidad de alcoxi sean hidrógeno, p, q, y r pueden ser cada uno independientemente cualquier entero entre cero y aproximadamente 100, incluyendo cero, sujetos a la condición de que al menos uno de p, q, y r no sea cero; n es cualquier entero entre 1 y aproximadamente 50; y s puede ser 0 ó 1. 19) El articulo del párrafo 18, donde el articulo está formado de un material seleccionado del grupo que consiste de metales, aleaciones, composiciones, plásticos, concreto, hierro colado, madera, cerámica, papel, película, hoja delgada de metal, vinilo, textil, vidrio y cuero. 20) Un proceso para la formación de una composición de tinta o recubrimiento que comprende: a) hacer reaccionar un poliéter terminado en amina monofuncional y un glicidil éter de un poliol para formar un dispersante; y b) poner en contacto el dispersante y un pigmento para formar una dispersión de pigmento. 21) El proceso del párrafo 20, donde el glicidil éter del poliol comprende grupos epóxido aromáticos, y
donde del 20 al 90 por ciento de los grupos epóxido aromáticos, del glicidil éter del poliol se hacen reaccionar con el poliéter terminado en amina monofuncional . 22) El proceso del párrafo 20 donde el glicidil éter del poliol comprende grupos epóxido alifáticos, y donde el 20 al 100 por ciento de los grupos epóxido alifáticos del glicidil éter del poliol se hacen reaccionar con el poliéter terminado en amina monofuncional . 23) El proceso de los párrafos 20 o 22, donde el poliéter terminado en amina monofuncional es una poliéteramina . 24) El proceso de los párrafos 20 a 23, donde el poliéter terminado en amina monofuncional y el glicidil éter del poliol se hacen reaccionar bajo una temperatura de aproximadamente 50°C hasta aproximadamente 150°C. 25) Una composición que comprende: a) un componente de pigmento; y b) una cantidad dispersante de pigmento efectiva de un dispersante que tiene la estructura:
en la cual Ri puede ser cualquier grupo hidrocarbilo de C1-C100; 2 puede ser cualquier grupo hidrocarbilo alcoxilado definido por la estructura:
en la cual R3 es seleccionado del grupo que consiste de: hidrógeno, y cualquier grupo hidrocarbilo de Ci hasta aproximadamente C2 ; Xi, X2, X3, X4í Xsf y ?e cada vez que ocurren son seleccionados independientemente del grupo que consiste de: hidrógeno, metilo y etilo, sujetos a la condición de que al menos uno de los dos grupos X que estén unidos a la misma unidad de alcoxi sean hidrógeno, p, q, y r pueden ser cada uno independientemente cualquier entero entre cero y aproximadamente 100, incluyendo cero, sujetos a la condición de que al menos uno de p, q, y r no sea cero; n es cualquier entero entre 1 y aproximadamente 50; y s puede ser 0 ó 1. 26) Una composición de acuerdo al párrafo 25, donde el componente de pigmento es seleccionado del grupo que consiste de ftalocianina, negro de humo, óxidos de titanio, cromatos, sulfuros, óxidos de hierro, lacas azo, pigmento azo insoluble, pigmentos azo condensados, pigmentos azo quelados, pigmentos monoazo, monoarilida, B-naftol, naftol AS, bencimidazolona , azo precipitado con
metal, pigmentos disazo, diarilida, condensación de disazo, diazopirazoiona, bisacetoacetarilida, pigmentos de ftalocianina , perilenos, perileno, pigmentos de perinona, pimgentos de antraquinona, pigmentos de quinacridona, pigmentos de dioxacina, pigmentos de tioindigo, pigmentos de isoindolinona, pigmentos de quinoftalona, lacas de tinte básicos, lacas de tinte ácido, pigmentos nitro, pigmentos nitroso, pigmentos fluorescentes claros de negro de anilina, negro de grafito, isoindolina, isoindolinona, indigoide, dicetopirrolopirrol, triarilcarbono, complejos de metal, perla, pigmentos cristalinos líquidos, fluorescencia, y derivados funcionales de los pigmentos mencionados anteriormente. 27) Una composición de acuerdo a los párrafos 25 ó 26, que comprende además un solvente. 28) Una composición de acuerdo al párrafo 27, donde el solvente comprende uno o más solventes orgánicos seleccionados del grupo que consiste de: alcoholes polihídricos ; glicoles; dioles; ésteres de glicol; glicol éteres; polialquil glicoles; alquil éteres inferiores de alcoholes polihídricos; alcoholes que tienen menos de aproximadamente 8 átomos de carbono por molécula; cetonas; éteres; ésteres y lactamas. 29) La composición de acuerdo al párrafo 27, donde el solvente comprende agua.
) La composición del párrafo 27, donde el solvente es seleccionado del grupo que consiste de agua; hexano; espíritus minerales; tolueno; aceite de soya; aceite de ricino; ácidos grasos de resina líquida; alcoholes polihídricos ; glicoles; dioles; ésteres de glicol; glicol éteres; polialquil glicoles; alquil éteres inferiores de alcoholes polihídricos; alcoholes que tienen menos de aproximadamente 8 átomos de carbono por molécula; cetonas; éteres; ésteres; lactamas, etilen glicol, propilen glicol; butandiol; pentandiol; glicerol; laurato de propilen glicol; polietilen glicol; etilen glicol monometil éter, etilen glicol mono-etil éter; etilen glicol mono-butil éter; alcoholes que tienen menos de aproximadamente 8 átomos de carbono por molécula como el metanol, etanol, propanol, isopropanol; acetona; dioxano; acetato de etilo, acetato de propilo, acetato de butilo terciario, y 2-pirrolidona . 31) La composición de los párrafos 27 a 30, donde la cantidad del componente del solvente presente es cualquier cantidad entre aproximadamente 10% y 99% en peso sobre la base del peso total de la composición. 32) La composición de los párrafos 27 a 31, donde la cantidad del componente del solvente presente es cualquier cantidad entre aproximadamente 50% y 99% en peso sobre la base del peso total de la composición.
33) La composición de los párrafos 25 a 32, donde la composición comprende de aproximadamente 1% en peso hasta aproximadamente 80% en peso de pigmento, sobre la base del peso total de la composición. 34) La composición de los párrafos 25 a 33, donde la composición comprende de aproximadamente 1% en peso hasta aproximadamente 40% en peso de pigmento, sobre la base del peso total de la composición. 35) La composición de los párrafos 25 a 34, donde la composición comprende de aproximadamente 2% en peso hasta aproximadamente 10% en peso de pigmento, sobre la base del peso total de la composición. 36) El uso del dispersante como se describió en los párrafos 25 a 35 en una composición de tinta o recubrimiento. 37) Una dispersión que comprende agua, un pigmento, y el dispersante como se describió en el párrafo 25. 38) Una dispersión que comprende un solvente orgánico de acuerdo a cualquier reivindicación anterior, un pigmento, y un dispersante como se describió en el párrafo 25. 39) Una composición de acuerdo con cualquiera de los párrafos 25 a 38, donde el pigmento comprende cualquier pigmento como se estableció en cualquier reivindicación anterior . 40) El uso de un dispersante dentro del alcance
de las limitaciones especificadas para el componente del dispersante de una composición de acuerdo a los párrafos 25 a 39 aquí, en una tinta la cual es aplicada a o que se pretende sea aplicada a un sustrato el cual comprende un material seleccionado del grupo que consiste de celulosa, cualquier polímero de olefina, poliéteres, cloruro de polivinilo, vidrio, poliamidas, poliuretano, composiciones de metal, y similares. 41) Cualquier composición de tinta líquida que comprenda un material que caiga dentro de la definición del componente dispersante de la composición especificada en los párrafos 25 a 40. 42) Un artículo que comprende una tinta o un recubrimiento, donde la tinta comprende además: a) un componente de pigmento; y b) una cantidad dispersante de pigmento efectiva de un dispersante que tiene la estructura:
CH20†R10—CH2CHCH2—N—CH2CHCH2—O- R-,OCH2 O OH R2 OH
en la cual Ri puede ser cualquier grupo
hidrocarbilo de C1-C100 R2 puede ser cualquier hidrocarbilo alcoxilado definido por la estructura:
en la cual R3 es seleccionado del. grupo que consiste de: hidrógeno, y cualquier grupo hidrocarbilo de Ci hasta aproximadamente C2 ; Xi, 2/ 3r / s> y ß cada vez que ocurren son seleccionados independientemente del grupo que consiste de: hidrógeno, metilo y etilo, sujetos a la condición de que al menos uno de los dos grupos X que estén unidos a la misma unidad de alcoxi sean hidrógeno, p, q, y r pueden ser cada uno independientemente cualquier entero entre cero y aproximadamente 100, incluyendo cero, sujetos a la condición de que al menos uno de p, q, y r no sea cero; n es cualquier entero entre 1 y aproximadamente 50; y s puede ser 0 ó 1. 43) El articulo del párrafo 42, donde el artículo está formado de un material seleccionado del grupo que consiste de metales, aleaciones, composiciones, plásticos, concreto, hierro colado, madera, cerámica, papel, película, hoja delgada de metal, vinilo, textil, vidrio y cuero. 44) Un proceso para la formación de una composición de tinta o recubrimiento que comprende: a) hacer reaccionar un poliéter terminado en
amina monofuncional y un glicidil éter de un poliol para formar un dispersante; y b) poner en contacto el dispersante y un pigmento para formar una dispersión de pigmento. 45) El proceso del párrafo 44, donde el glicidil éter del poliol comprende grupos epóxido aromáticos, y donde del 20 al 90 por ciento de los grupos epóxido aromáticos, del glicidil éter del poliol se hacen reaccionar con el poliéter terminado en amina monofuncional . 46) El proceso del párrafo 44 donde el glicidil éter del poliol comprende grupos epóxido alifáticos, y donde el 20 al 100 por ciento de los grupos epóxido alifáticos del glicidil éter del poliol se hacen reaccionar con el poliéter terminado en amina monofuncional . 47) El proceso de los párrafos 44 o 46, donde el poliéter terminado en amina monofuncional es una poliéteramina . 48) El proceso de los párrafos 44 a 47, donde el poliéter terminado en amina monofuncional y el glicidil éter del poliol se hacen reaccionar bajo una temperatura de aproximadamente 50°C hasta aproximadamente 150°C. 49) Una composición que comprende: a) un componente de pigmento: b) una cantidad dispersante de pigmento
efectiva de un dispersante que tiene la estructura:
en la cual Ri puede ser cualquier grupo hidrocarbilo de Ci-Ci00; R2 puede ser cualquier grupo hidrocarbilo alcoxilado definido por la estructura:
-(OCHCH)p- -(OCHCH)q- ¦(OCHCH)r- ¦(OCH2CH2CH2)s — v / \, x3 x4 X5 X6
en la cual R3 es seleccionado del grupo que consiste de: hidrógeno, y cualquier grupo hidrocarbilo de Ci hasta aproximadamente C24; Xi, X2, X3, X , X5, y ?d cada vez que ocurren son seleccionados independientemente del grupo que consiste de: hidrógeno, metilo y etilo, sujetos a la condición de que al menos uno de los dos grupos X que estén unidos a la misma unidad de alcoxi sean hidrógeno, p, q, y r pueden ser cada uno independientemente cualquier entero entre cero y aproximadamente 100, incluyendo cero, sujetos a la condición de que al menos uno de p, q, y r no sea cero; n es cualquier entero entre 1 y aproximadamente 50; y s puede ser 0 ó 1; y c) una resina de molienda.
50) La composición del párrafo 49, donde la resina de molienda y el dispersante son el mismo. 51) La composición de los párrafos 49 ó 50, donde la resina de molienda comprende: a) un estireno, monómero de estireno sustituido, o combinaciones de los mismos y b) un monómero carboxilado, donde el monómero carboxilado es seleccionado del grupo que consiste de ácido acrilico sustituido o no sustituido, ácido metacrilico, ácido maleico, los semiésteres de ácido maleico, ácido citricónico, ácido itacónico, y combinaciones de los mismos . 52) La composición de los párrafos 49 a 51, donde la resina de molienda es un acrilato de estireno. 53) La composición de los párrafos 49 a 52, donde la viscosidad de la composición es menor que o igual a la viscosidad del dispersante para todas las velocidades cortantes, y donde la viscosidad de la composición es menor que o igual a la viscosidad de la resina de molienda para todas las velocidades cortantes. 54) La composición de los párrafos 49 a 53, donde la composición comprende de aproximadamente 0.1% en peso hasta aproximadamente 40% en peso de la resina de molienda sobre la base del peso del pigmento. 55) La composición de los párrafos 49 a 54,
donde el componente de pigmento es seleccionado del grupo que consiste de ftalocianina, negro de humo, óxidos de titanio, cromatos, sulfuros, óxidos de hierro, lacas azo, pigmento azo insoluble, pigmentos azo condensados, pigmentos azo quelados, pigmentos monoazo, monoarilida, B-naftol, naftol AS, bencimidazolona, azo precipitado con metal, pigmentos disazo, diarilida, condensación de disazo, diazopirazoiona , bisacetoacetarilida, pigmentos de ftalocianina , perilenos, perileno, pigmentos de perinona, pimgentos de antraquinona, pigmentos de quinacridona, pigmentos de dioxacina, pigmentos de tioindigo, pigmentos de isoindolinona , pigmentos de quinoftalona, lacas de tinte básicos, lacas de tinte ácido, pigmentos nitro, pigmentos nitroso, pigmentos fluorescentes claros de negro de anilina, negro de grafito, isoindolina, isoindolinona, indigoide, dicetopirrolopirrol , triarilcarbono, complejos de metal, perla, pigmentos cristalinos líquidos, fluorescencia, y derivados funcionales de los pigmentos mencionados anteriormente. 56) La composición de los párrafos 49 a 55, donde la composición comprende de aproximadamente 1% en peso hasta aproximadamente 80% en peso de pigmento, sobre la base del peso total de la composición. 57) La composición de los párrafos 49 a 56, donde la composición comprende de aproximadamente 1% en
peso hasta aproximadamente 40% en peso de pigmento, sobre la base del peso total de la composición. 58) La composición de los párrafos 49 a 57, donde la composición comprende de aproximadamente 2% hasta aproximadamente 10% en peso de pigmento, sobre la base del peso total de la composición. 59) La composición de acuerdo a los párrafos 49 a 58 que comprende además un solvente. 60) La composición del párrafo 59, donde el solvente es seleccionado del grupo que consiste de agua; hexano; espíritus minerales; tolueno; aceite de soya; aceite de ricino; ácidos grasos de resina liquida; alcoholes polihídricos ; glicoles; dioles; ésteres de glicol; glicol éteres; polialquil glicoles; alquil éteres inferiores de alcoholes polihídricos; alcoholes que tienen menos de aproximadamente 8 átomos de carbono por molécula; cetonas; éteres; ésteres; lactamas, etilen glicol, propilen glicol; butandiol; pentandiol; glicerol; laurato de propilen glicol; polietilen glicol; etilen glicol monometil éter, etilen glicol mono-etil éter; etilen glicol mono-butil éter; alcoholes que tienen menos de aproximadamente 8 átomos de carbono por molécula como el metanol, etanol, propanol, isopropanol; acetona; dioxano; acetato de etilo, acetato de propilo, acetato de butilo terciario, y 2-pirrolidona.
61) La composición de los párrafos 59 ó 60, donde la cantidad del componente del solvente presente es cualquier cantidad entre aproximadamente 10% y 99% en peso sobre la base del peso total de la composición. 62) La composición de los párrafos 49 a 61, donde la cantidad del componente del solvente presente es cualquier cantidad entre aproximadamente 50% y 99% en peso sobre la base del peso total de la composición. 63) El uso del dispersante de los párrafos 49 a 62 en una composición de recubrimiento. 64) Un articulo que comprende un recubrimiento, donde el recubrimiento comprende además: a) un componente de pigmento; b) una cantidad dispersante de pigmento efectiva de un dispersante que tiene la estructura:
en la cual Ri puede ser cualquier grupo hidrocarbilo de Ci-Cioo; ¾ puede ser cualquier grupo hidrocarbilo alcoxilado definido por la estructura:
en la cual R3 se selecciona del grupo que consiste de: hidrógeno, y cualquier grupo hidrocarbilo de Ci hasta aproximadamente C2 ; Xi/ X2, X3, X-n, Xs, y ?e cada vez que ocurren son seleccionados independientemente del grupo que consiste de: hidrógeno, metilo y etilo, sujetos a la condición de que al menos uno de los dos grupos X que estén unidos a la misma unidad de alcoxi sean hidrógeno, p, q y r pueden ser cada uno independientemente cualquier entero entre 0 y aproximadamente 100, incluyendo cero, sujetos a la condición de que al menos uno de p, q y r no sean cero; n es cualquier entero entre 1 y aproximadamente 50; y s puede ser 0 ó 1; y c) una resina de molienda. 65) El articulo del párrafo 64, donde el articulo es formado a partir de un material seleccionado del grupo que consiste de metales, aleaciones, composiciones, plásticos, concreto, hierro colado, madera, cerámica, papel, película, hoja delgada de metal, vinilo, textil, vidrio y cuero. 66) Un proceso para la formación de una composición de recubrimiento que comprende: a) hacer reaccionar un poliéter terminado en amina monofuncional y un glicidil éter de un poliol para formar un dispersante;
b) poner en contacto el dispersante y un pigmento para formar una dispersión de pigmento. c) mezclar la dispersión de pigmento y una resina de molienda. 67) El proceso del párrafo 66, donde el glicidil éter del poliol comprende grupos epóxido aromáticos, y donde del 20 al 90 por ciento de los grupos epóxido aromático del glicidil éter del poliol reaccionan con el poliéter terminado en amina monofuncional . 68) El proceso del párrafo 66, donde el glicidil éter del poliol comprende grupos epóxido alifáticos, y donde del 20 al 100 por ciento de los grupos epóxido alifáticos del glicidil éter del poliol reaccionan con el poliéter terminado en amina monofuncional . 69) El proceso de los párrafos 66 a 68, donde el poliéter terminado en amina monofuncional es una poliéteramina . 70) . El proceso de los párrafos 66 a 68, donde el poliéter terminado en amina monofuncional y el glicidil éter del poliol se hacer reaccionar bajo una temperatura de aproximadamente 50°C hasta aproximadamente 150°C. 71) Una composición que comprende: a) un componente de pigmento; b) una cantidad dispersante de pigmento efectiva de un dispersante que tiene la estructura:
en la cual Ri puede ser cualquier grupo hidrocarbilo de Ci-Cioo í puede ser cualquier grupo hidrocarbilo alcoxilado definido por la estructura:
R3 (OCHCH)- (OCHCH)- (OCHCH)? (OCH2CH2CH2)s- X1 X2 X3 X4 X5 Xg
en la cual R3 se selecciona del grupo que consiste de: hidrógeno, y cualquier grupo hidrocarbilo de Ci hasta aproximadamente C24; Xi, ?r X3í X< Xs^ y ?ß cada vez que ocurren son seleccionados independientemente del grupo que consiste de: hidrógeno, metilo y etilo, sujetos a la condición de que al menos uno de los dos grupos X que están unidos a la misma unidad de alcoxi son hidrógeno, p, q y r pueden ser cada uno independientemente cualquier entero entre 0 y aproximadamente 100, incluyendo cero, sujetos a la condición de que al menos uno de p, q y r no son cero; n es cualquier entero entre 1 y aproximadamente 50; y s puede ser 0 ó 1; y c) una resina de molienda. 72) La composición del párrafo 71, donde la resina de molienda y el dispersante son el mismo.
73) La composición de los párrafos 71 ó 72, donde la resina de molienda comprende a) un estireno, monómero de estireno sustituido, o combinaciones de los mismos y b) un monómero carboxilado, donde el monómero carboxilado es seleccionado del grupo que consiste de ácido acrilico sustituido o no sustituido, ácido metacrilico, ácido maleico, los semiésteres de ácido maleico, ácido citricónico, ácido itacónico, y combinaciones de los mismos. 74) La composición de los párrafos 71 a 73, donde la resina de molienda es un acrilato de estireno. 75) La composición de los párrafos 71 a 74, donde la viscosidad de la composición es menor que o igual a la viscosidad del dispersante para todas las velocidades cortantes, y donde la viscosidad de la composición es menor o igual a la viscosidad de la resina de molienda para todas las velocidades cortantes. 76) La composición de los párrafos 71 a 75, donde la composición comprende de aproximadamente 0.1% en peso hasta aproximadamente 40% en peso de resina de molienda, sobre la base del peso del pigmento. 77) La composición de los párrafos 71 a 76, donde el componente de pigmento es seleccionado del grupo que consiste de ftalocianina, negro de humo, óxidos de titanio, cromatos, sulfuros, óxidos de hierro, lacas azo, pigmento
azo insoluole, pigmentos azo condensados, pigmento azo quelados, pigmentos monoazo, monoarilida, B-naftol, naftol AS, bencimidazolona, azo precipitado con metal, pigmentos disazo, diarilida, condensación de disazo, diazopirazoiona, bisacetoacetarilida, pigmentos de ftalocianina, perilenos, perileno, pigmentos de perinona, pigmentos de antraquinona, pigmentos de quinacridona, pigmentos de dioxacina, pigmentos de tioindigo, pigmentos de isoindolinona, pigmentos de quinoftalona, lacas de tinte básico, lacas de tinte ácido, pigmentos nitro, pigmentos nitroso, pigmentos fluorescentes con la luz del dia de negro de anilina, negro de grafito, isoindolina, isoindolinona, indigoide, dicetopirrolopirrol , triarilcarbonio, complejo de metal, perlas, pigmentos cristalinos líquidos, fluorescencia y derivados funcionales de los pigmentos mencionados anteriormente . 78) La composición de los párrafos 71 a 77, donde la composición comprende de aproximadamente 1% en peso hasta aproximadamente 80% en peso de pigmento, sobre la base del peso de la composición. 79) La composición de los párrafos 71 a 78, donde la composición comprende de aproximadamente 1% en peso hasta aproximadamente 40% en peso de pigmento, sobre la base del peso de la composición. 80) La composición de los párrafos 71 a 79, donde
la composición comprende de aproximadamente 2% en peso hasta aproximadamente 10% en peso de pigmento, sobre la base del peso total de la composición. 81) La composición de acuerdo a los párrafos 71 a 80 que comprende además un solvente. 82) La composición del párrafo 81, donde el solvente es seleccionado del grupo que consiste de agua; hexano, espíritus minerales; tolueno; aceite de soya; aceite de ricino; ácidos grasos de resina líquida; alcoholes polihídricos; glicoles; dioles; ésteres de glicol; glicol éteres; polialquil glicoles; alquil éteres inferiores de alcoholes polihídricos; alcoholes que tienen menos de aproximadamente 8 átomos de carbono por molécula; cetonas, éteres; ésteres; lactamas, etilen glicol, propilen glicol; butandiol; pentandiol; glicerol; laurato de propilen glicol; polietilen glicol; etilen glicol monometil éter, etilen glicol monoetil éter; etilen glicol monobutil éter; alcoholes que tienen menos de aproximadamente 8 átomos de carbono por molécula como el metanol, etanol, propanol, isopropanol; acetona; dioxano, acetato de etilo, acetato de propilo, acetato de butilo terciario, y 2-pirrolidona . 83) La composición de los párrafos 81 u 82, donde la cantidad del componente del solvente presente es cualquiera cantidad de entre aproximadamente 10% y 99% en peso sobre la base del peso total de la composición.
84) La composición de los párrafos 81 a 83, donde la cantidad del componente del solvente presente es cualquiera cantidad de entre aproximadamente 50% y 99% en peso sobre la base del peso total de la composición. 85) El uso del dispersante de los párrafos 71 a 84 en una composición de recubrimiento. 86) Un articulo que comprende un recubrimiento, donde el recubrimiento comprende además: a) un componente de pigmento; b) una cantidad dispersante de pigmento efectiva de un dispersante que tiene la estructura:
en la cual Ri puede ser cualquier grupo hidrocarbilo de Ci-Cioo ? puede ser cualquier grupo hidrocarbilo alcoxilado definido por la estructura:
-(OCHCH)- (OCHCH)- (OCHCH) (OCH2CH2CH2)s- Xi X2 X3 X4 ^5 ^6
en la cual R3 se selecciona del grupo que consiste de: hidrógeno, y cualquier grupo hidrocarbilo de Ci hasta aproximadamente C24/ i, X2, X-Í, Xs> y 6 cada vez que ocurren son seleccionados independientemente del
grupo que consiste de: hidrógeno, metilo y etilo, sujetos a la condición de que al menos uno de los dos grupos X que están unidos a la misma unidad de alcoxi son hidrógeno, p, q y r pueden ser cada uno independientemente cualquier entero entre 0 y aproximadamente 100, incluyendo cero, sujetos a la condición de que al menos uno de p, q y r no son cero; n es cualquier entero entre 1 y aproximadamente 50; y s puede ser 0 ó 1; y c) una resina de molienda. 87) El articulo del párrafo 86, donde el articulo está formado de un material seleccionado del grupo que consiste de metales, aleaciones, composiciones, plásticos, concreto, hierro colado, madera, cerámica, papel, película, hoja delgada de metal, vinilo, textil, vidrio y cuero. 88) Un proceso para la formación de una composición de recubrimiento que comprende: a) hacer reaccionar un poliéter terminado en amina monofuncional y un glicidil éter de un poliol para formar un dispersante; b) poner en contacto el dispersante y un pigmento para formar una dispersión de pigmento; c) mezclar la dispersión de pigmento y una resina de molienda. 89) El proceso del párrafo 88, donde el glicidil éter del poliol comprende grupos epóxido aromáticos, y
donde del 20 al 90 por ciento de los grupos epóxido aromáticos del glicidil éter del poliol se hacen reaccionar con el poliéter terminado en amina monofucional . 90) El proceso de párrafo 88, donde el glicidil éter del poliol comprende grupos epóxido alifáticos, y donde del 20 al 100 por ciento de los grupos epóxido alifáticos de glicidil éter del poliol se hacen reaccionar con el poliéter terminado en amina monofucional . 91) El proceso de los párrafos 88 a 90, donde el poliéter terminado en amina funcional es una poliéteramina . 92) El proceso de los párrafos 88 a 90, donde el poliéter terminado en amina funcional y el glicidil éter del poliol se hacen reaccionar bajo una temperatura de aproximadamente 50°C hasta aproximadamente 150°C.
Breve Descripción de las Figuras La Figura 1 ilustra la5 viscosidad contra la velocidad cortante de varias formulaciones de premezclas de tinta o premezclas de recubrimiento usando un dispersante de acuerdo a la presente invención. La Figura 2 ilustra la viscosidad contra la velocidad cortante de concentrados de dispersión de negro de humo, donde el dispersante comprende 25% de negro de humo sobre la base del pigmento. La Figura 3 ilustra la viscosidad contra la
velocidad cortante de concentrados de dispersión de negro de humo, donde el dispersante comprende 20% de negro de humo o menos sobre la base del pigmento.
Descripción Detallada Un componente de una composición de tinta liquida terminada o una composición de recubrimiento pigmentado de acuerdo a la presente invención es un polímero en peine hecho de acuerdo con la presente, polímero en peine, el cual sirve para estabilizar el pigmento contra la aglomeración en la formulación. Un polímero en peine adecuado para usarse en una formulación de tinta o una composición de recubrimiento pigmentado de acuerdo a una modalidad de la presente invención, haciendo reaccionar un poliéter terminado en amina, monofuncional, con un glicidil éter de un poliol. El producto resultante de ese proceso puede ser referido convenientemente como una poliéteralcanolamina . De acuerdo a una modalidad preferida de la invención, el reactivo de poliéter terminado en amina (ATP) está presente en una cantidad suficiente para asegurar que el número total de átomos de hidrógeno reactivos sobre el átomo de nitrógeno de las aminas sea al menos estequiométricamente igual a la cantidad de grupos epóxido presentes en todos los glicidil éteres de un poliol presente.
En una modalidad, la presente invención proporciona un proceso el cual comprende hacer reaccionar un poliéter terminado en amina ("ATP") monofuncional, con un glicidil éter de un poliol. Un proceso de acuerdo a una modalidad de la invención comprende hacer reaccionar uno o más resinas epoxi (incluyendo sin limitación al Bisfenol A y esos derivados y análogos) con un ATP que tiene un esqueleto hidrofilico (como un esqueleto de óxido de polietileno (PEO)) a temperatura elevada, para dar una poliéteralcanolamina termoplásica que tiene muchas ramificaciones hidrofilicas . El peso molecular y propiedades físicas del polímero pueden ser controlados mediante la selección de las materias primas y la relación de los dos materiales iniciales. Una composición de poliéteralcanolamina de la presente invención puede ser preparada por la reacción de un diglicidil éter de Bisfenol A (o Bisfenol F) con poliéteraraina monofuncional que tiene una M„ de aproximadamente 100 hasta aproximadamente 12,000, de manera alternativa de aproximadamente 400 hasta aproximadamente 10,000, de manera alternativa de aproximadamente 1,000 hasta aproximadamente 7,000. La cadena de poliéter (polioxialquileno a.k.a.) puede basarse en un polímero de óxido de etileno, óxido de propileno, óxido de butileno o combinación de esos materiales. La reacción puede tomar
lugar a cualquier temperatura entre aproximadamente 50°C y aproximadamente 150°C, de manera alternativa de aproximadamente 80°C y aproximadamente 140°C, de manera alternativa de aproximadamente 100°C y aproximadamente 130°C. Los tiempos de reacción varían independientemente, y pueden ser cualquier tiempo entre aproximadamente 2 y aproximadamente 10 horas. En una modalidad, el esquema de reacción general para la preparación de un polímero en peine de acuerdo a la presente de invención es:
N— CH2C HCH2 -O— R,0" -CH2C HCH2-|-|VI- R, OH OH
en el cual una resina epoxi que contiene al menos dos grupos extremos funcionales de epoxi se hace reaccionar con una amina primaria. Ri en la reacción anterior puede ser cualquier grupo hidrocarbilo alifático de Ci a Cioo de manera alternativa cualquier grupo hidrocarbilo alifático de C6 a C50, de manera alternativa cualquier grupo hidrocarbilo de Cío a 30, de manera alternativa un grupo hidrocarbilo aromático; de este modo el reactivo epoxi puede ser cualquier resina epoxi de al menos una funcionalidad de dos, e incluye sin limitación los
materiales listados bajo la sección de glicidil éteres de esta especificación. En la ecuación anterior, n es cualquier entero de 1 hasta aproximadamente 50, de manera alternativa de 1 hasta aproximadamente 40, de manera alternativa de aproximadamente 2 hasta aproximadamente 30; R2 puede ser cualquier grupo hidrocarbilo que incluya como parte de su estructura molecular una porción que contenga al menos dos grupos alcoxi ligados entre si, es decir, que el grupo R2 puede ser un grupo:
R3 (OCHCH)p (OCHCH)- (OCHCH) , X X2 X3 X4 X5 Xe
en el cual R3 es cualquier grupo hidrocarbilo de Ci hasta aproximadamente C2 ; Xi, X2, <ir SA y ?ß cada vez que ocurren son seleccionados independientemente del grupo que consiste de: hidrógeno, metilo y etilo, sujetos a la condición de que al menos uno de los dos grupos X que estén unidos a la misma unidad de alcoxi sean hidrógeno, p, q y r pueden ser cada uno independientemente cualquier entero entre 0 y aproximadamente 100, incluyendo cero, sujetos a la condición de que al menos uno de p, q y r no sean cero. El Componente de Amina Ese grupo R2 como se especificó anteriormente
puede ser incorporado en un dispersante polimérico de la invención por la reacción de una amina que tenga la estructura :
R3 (OCHCH)- (OCHCH)- (OCHCH)? NH2 ?? X2 X3 X X5 ?d
en la cual las variables son como se definieron anteriormente, con una resina epoxi, teniendo al menos difuncionalidad, como se especificó anteriormente. De este modo, la estructura anterior incluye grupos R2 que incluyen polímeros y copolímeros aleatorios y de bloques de óxido de etileno, óxido de propileno y óxido de butileno. De acuerdo a una forma preferida de la invención, el Mw del reactivo de amina es cualquier peso molecular de aproximadamente 100 hasta aproximadamente 12,000, de manera alternativa de aproximadamente 400 hasta aproximadamente 10,000, de manera alternativa de aproximadamente 1,000 hasta aproximadamente 7,000. En casos donde las mezclas de esas aminas sean empleadas para producir el polímero proporcionado aquí, el peso molecular preferido estará en un peso molecular promedio de todas las aminas presentes, y la producción de las aminas alcoxiladas probablemente dará como resultado la producción de una mezcla de aminas. De este modo, los poliéteres terminados en amina, monofuncionales usados en esta invención incluyen
monoaminas que tienen un Mw de aproximadamente 100 hasta aproximadamente 12,000, de manera alternativa de aproximadamente 400 hasta aproximadamente 10,000, de manera alternativa de aproximadamente 1,000 hasta aproximadamente 7,000, monoaminas las cuales incluyen aquellas comercializadas por Huntsman Internacional LLC de Houston, Texas, bajo el nombre comercial de SURFONAMINE®, asi como compuestos análogos ofrecidos por otras compañías que comprenden aminas primarias polioxialquilenadas . Los poliéteres terminados en amina preferidas tienen un Mw de aproximadamente 1,000 hasta aproximadamente 7,000. Aunque esos materiales particulares están terminados en metoxi, los poliéteres terminados en amina usados en la práctica de esta invención pueden ser coronados con cualesquier otros grupos en los cuales el grupo metilo del grupo metoxi sea reemplazado con un hidrógeno o hidrocarburo superior como el etilo, propilo, butilo, etc., incluyendo cualquier sustituyente de hidrocarbilo que comprenda hasta aproximadamente 18 átomos de carbono. En una modalidad, la terminación amina es un grupo amina primaria. De este modo, los poliéteres terminadas en amina monofuncional útiles de acuerdo con una modalidad de la presente invención pueden tener la estructura general:
H2N CH2)n R3
en al cual Ri y R2 son seleccionados cada uno independientemente del grupo que consiste de: hidrógeno y cualquier grupo hidrocarbilo de Ci a C4; R3 es seleccionado independientemente del grupo que consiste de: hidrógeno, metilo, metoxi, etoxi e hidroxi; y donde n es cualquier entero en el intervalo de aproximadamente 4 hasta aproximadamente 100, de manera alternativa de aproximadamente 5 hasta aproximadamente 90, de manera alternativa de aproximadamente 10 hasta aproximadamente 70, y que incluye mezclas de isómeros de los mismos. Esos materiales están disponibles de Huntsman Internacional LLC de Houston, Texas.
El Componente de Gllcldil Eter Los glicidil éteres de polioles útiles para proporcionar una composición de acuerdo a la presente invención son conocidos de manera general como "resinas epoxi", las cuales incluyen varias resinas epoxi incluyendo las resinas epoxi convencionales, comercialmente disponibles. Además, pueden ser empleadas mezclas que incluyan cualesquiera de dos o más resinas epoxi en cualquier relación de combinación con otras para
proporcionar una mezcla con la cual pueda hacerse reaccionar una amina primaria como se expone aquí . En general, las resinas epoxi pueden ser resinas glicidadas, resinas cicloalifáticas, aceites epoxidados y así sucesivamente. Las resinas epoxidadas se forman recientemente como producto de reacción de glicidil éter, como la epiclorohidrina, y un compuesto de bisfenol como el bisfenol A. Alquil glicidil éteres de C2-C28, de manera alternativa de aproximadamente C4 hasta aproximadamente C22/ de manera alternativa de aproximadamente C6 hasta aproximadamente C20; alquil y alquenil glicidil ésteres de C2-C28, de manera alternativa de aproximadamente C hasta aproximadamente C22 de manera alternativa, de aproximadamente Ce hasta aproximadamente C2o; alquil-, mono-y poli-fenol glicidil éteres de Ci-C28 , de manera alternativa de aproximadamente C2 hasta aproximadamente C22/ de manera alternativa de aproximadamente C4 hasta aproximadamente C2o; poliglicidil éteres de pirocatecol, resorcinol, hidroquinona, 4- ' -dihidroxidifenil metanol (o bisfenol F) , 4 , 4 ' -dihidroxi-3 , 3 ' -dimetildifenil metano, 4 , 4 ' -dihidroxidifenil dimetil metano (o bisfenol A), 4,4'-dihidroxi-3 , 3' -dimetildifenil propano, 4,4'-dihidroxidifenil sulfona y tris (4-hidroxifenil) metano; poliglicidil éteres de resinas de NOVOLAC®; poliglicidil éteres de difenilos obtenidos por la esterificación de
ésteres de difenoles obtenidos por la esterificación de sales de un ácido hidrocarboxilico aromático con un dihaloalcano o dialquil éter dihalogenado; poliglicidil éteres de polifenoles obtenidos condensando fenoles y parafinas halogenadas de cadena larga que contienen al menos dos átomos de halógeno; ?,?' -diglicidil-anilina; , N ' -dimetil-N, ' -diglicidil-4 , 4' -diaminodifenil metano; ?,?,?' ,?' -tetraglicidil-4, 4' -diaminodifenil metano; ?,?'-diglicidil-4-aminofenil glicidil éter; y combinaciones de las mismas. Las resinas epoxi comercialmente disponibles que pueden ser usadas en la práctica de esta invención incluyen pero no se limitan a la resina ARALDITE® GY6010 (Huntsman Advanced Materials LLC) , resina ARALDITE® 6010 (Huntsman Advanced Materials LLC) , resina EPON® 828 (Resolution Polymers), y resina DER® 331 (la Dow Chemical Co.) . De este modo en una modalidad, el grupo Ri de un dispersante de acuerdo a la presente invención puede ser un residuo de hidrocarbilo derivado de uno de los materiales descritos anteriormente. En una modalidad, el poliéter terminado en amina y el glicidiléter de un poliol están presentes en cantidades tales que el grupo amina del poliéter puede ser consumido por la reacción con esencialmente toda la funcionalidad epoxi del glicidil éter. De este modo, durante la reacción y en una modalidad, la cantidad de
poliéter terminado en amina es estequiométricamente igual o mayor que la cantidad de epóxido en el glicidil éter de un poliol. El producto resultante puede tener poca, si la hay, funcionalidad epoxi sin reaccionar dejada después de la reacción. En una modalidad, reaccionan de aproximadamente 85 hasta aproximadamente 100% de los grupos epóxido del material inicial. En una modalidad alternativa, al menos el 90% de los grupos epóxido del material inicial reaccionan. En una modalidad aún más, al menos el 95% de los grupos epóxido del material inicial reaccionan. Dependiendo de la cantidad inicial usada de una amina primaria, es posible formar una amina secundaria o terciaria en el producto final. Por lo tanto es posible formar productos que contengan unidades repetidas donde un ATP haya reaccionado con dos grupos epóxido para formar una amina terciaria. Este resultado puede ser descrito por la siguiente fórmula representativa: RNHCH2CHOHCH2- [-O-A-O-CH2CHOHCH2NRCH2CHOHCH2-O-] x-A-0-CH2CHOHCH2-NRH en la cual R representa la porción de poliéter coronada del ATP; A representa un radical hidrocarbilo, como la porción hidrocarbúrica del bisfenol A hidrogenado; y x puede variar de 0- si no están presentes aminas terciarias -hasta aproximadamente 100, de manera alternativa de 1 hasta aproximadamente 80, de manera alternativa hasta aproximadamente 2 hasta aproximadamente
50. Típicamente, esta reacción puede ocurrir a cualquier temperatura en el intervalo de aproximadamente 50°C hasta aproximadamente 150°C, de manera alternativa de aproximadamente 80°C hasta aproximadamente 140°C, de manera alternativa de aproximadamente 100°C hasta aproximadamente 130°C, bajo presión ambiental. El componente polimérico en peine de la formulación de tinta o la composición de recubrimiento pigmentada de acuerdo a la presente invención típicamente comprende cualquier cantidad entre aproximadamente 0.5 hasta aproximadamente 25% en peso, sobre la base del peso total de todos los sólidos del pigmento presentes en la formulación de tinta o composición de recubrimiento pigmentada. De acuerdo a una modalidad alternativa, el componente polimérico en peine de una formulación de tinta o composición de recubrimiento pigmentada de acuerdo a la presente invención típicamente comprende cualquier cantidad de aproximadamente 1% hasta aproximadamente 10% en peso, sobre la base del peso total, de todos los sólidos del pigmento presentes en la formulación de tinta o la composición de recubrimiento pigmentada.
Pigmento El componente del pigmento de la presente invención es típicamente un material colorante insoluble,
como la ftalocianina . Sin embargo, puede estar presente una amplia variedad de pigmentos orgánicos y/o inorgánicos en una composición de tinta o una composición de recubrimiento pigmentada de acuerdo a la presente invención. Los ejemplos representativos de pigmentos inorgánicos son el negro de humo, óxidos de titanio, cromatos, sulfuros y óxidos de hierro. Los ejemplos representativos de pigmentos orgánicos son pigmentos azo (como lacas azo, pigmento azo insoluble, pigmentos azo condensados, pigmentos azo quelados, pigmentos monoazo, incluyendo la monoarilida, B-naftol, naftol AS, bencimidazolona y azo precipitado con metal, asi como pigmentos disazo, incluyendo la diarilida, condensación de disazo, diazopirazoiona , y bisacetoacetarilida ) , pigmentos policiclicos (como pigmentos de ftalocianina, perilenos, perileno y pigmentos de perinona, pigmentos de antraquinona, pigmentos de quinacridona, pigmentos de dioxacina, pigmentos de tioindigo, pigmentos de isoindolinona y pigmentos de quinoftalona ) , pigmentos de laca (como lacas de tinta básico, y lacas de tinte ácido) , pigmentos nitro, pigmentos nitroso, y pigmentos fluorescentes claros de negro de anilina. Otros pigmentos pueden incluir isoindolina, isoindolinona, indigoide, dicetopirrolopirrol , triarilcarbonio, complejos de metal, perla, pigmentos cristalinos líquidos, fluorescencia y derivados funcionales
de los pigmentos mencionados anteriormente. Adicionalmente, los pigmentos adecuados pueden incluir aquellos que estén dispersos en una fase acuosa o aquellos cuyas superficies han sido tratadas con un tensoactivo o un agente dispersante polimérico (como el negro de grafito) . La cantidad de pigmentos presentes en una formulación de tinta o composición de recubrimiento pigmentada, de acuerdo a la presente invención, puede variar dependiendo de la estructura, y pueden estar presentes en una cantidad que fluctúa de aproximadamente 1% hasta aproximadamente 50%, de manera alternativa de aproximadamente 1 hasta aproximadamente 40, y en otra modalidad, de aproximadamente 2% hasta aproximadamente 10% en peso, sobre la base del peso total de la tinta o la composición de recubrimiento pigmentada.
Componente del Medio de Soporte (Solvente) La composición de tinta o composición de recubrimiento pigmentada puede incluir un solvente, el cual algunas veces es referido como medio de soporte. El medio de soporte puede ser acuoso o no acuoso. Cuando es acuoso, el medio de soporte puede ser agua o puede comprender una mezcla de agua y al menos un solvente orgánico el cual es soluble en agua hasta un grado apreciable. Un solvente orgánico soluble en agua preferido comprende uno o más
alcoholes polihídricos . En una modalidad, los alcoholes polihidricos adecuados incluyen etilen glicol, propilen glicol y dioles como el etandiol, pentandiol. Los glicoles y glicol ésteres también son útiles, e incluyen aquellos como el glicerol, laurato de propilen glicol; poliacril glicoles como el polietilen glicol; y alquil éteres inferiores de alcoholes polihidricos, como etilen glicol monometil éter, etilen glicol mono etil éter y etilen glicol mono butil éter. Otros solventes orgánicos solubles en agua adecuados incluyen alcoholes inferiores y todos sus isómeros que tienen menos de aproximadamente 8 átomos de carbono por molécula, metanol, etanol, propanol, isopropanol; cetonas como la acetona; éteres como el dioxano; ésteres como el acetato de etilo, acetato de propilo y lactamas como la 2-pirrolidona . Los solventes adecuados adicionales incluyen alifáticos como el hexano y espíritus minerales; aromáticos como tolueno; triglicéridos como el aceite de soya y aceite de ricino; y ácidos grasos como ácidos grasos de resina líquida . La cantidad de solvente presente en la formulación de tinta o la composición de recubrimiento pigmentado de acuerdo a la invención es cualquier cantidad en el intervalo de entre aproximadamente 10% hasta
aproximadamente 99%, de manera alternativa de aproximadamente 10% hasta aproximadamente 90%, de manera alternativa de aproximadamente 50 hasta aproximadamente 99%, de manera alternativa de aproximadamente 70% hasta aproximadamente 99.8% sobre la base del peso total de la formulación de tinta o la composición de recubrimiento pigmentada. La selección de la composición de tinta particular a la composición de recubrimiento, adecuada para una formulación de uso final dada depende de los requerimientos de la aplicación especifica, como la tensión superficial y viscosidad deseadas, el pigmento seleccionado, el tiempo de secado de la tinta de chorro de tinta pigmentada, el tipo de papel sobre el cual será impresa la tinta, y propiedades de la formulación de recubrimiento final como el brillo, fuerza de color y transparencia, es generalmente reconocido o apreciado por un experto en la técnica.
Resinas de Molienda Los pigmentos pueden ser incorporados en composiciones de recubrimiento pigmentadas mezclando una dispersión de pigmento y una resina de molienda. Las resinas de molienda adecuadas típicamente comprenden el residuo polimerizado del monómero de estireno y/o estireno sustituido y un monómero carboxilado. En una modalidad, el
monómero carboxilado es seleccionado del grupo que consiste de ácido acrilico sustituido o no sustituido, ácido metacrilico, ácido maleico, los semiésteres de ácido maleico, ácido citricónico, ácido itacónico, y combinaciones de los mismos. Un ejemplo de una resina de molienda adecuada es la JONCRYL® 63 disponible de Johnson Polymer Sturtevant, isconsin. El peso molecular de JONCRYL® 63 es de aproximadamente 13,000. En una modalidad alternativa, la resina de molienda y la dispersión de pigmento son la misma. En esta modalidad, una cantidad adicional de dispersión de pigmento actúa como resina de molienda . La dispersión de pigmento y la resina de molienda pueden ser mezcladas usando molinos como un molino de bolas, molino de trituración, molino continuo, o por cualesquier otros medios que integren efectivamente la dispersión de pigmento en la resina de molienda. En general, la dispersión pigmentada en la resina de molienda se integran efectivamente cuando se alcanza el tamaño de partícula deseado del pigmento, el pigmento es humectado apropiadamente por la resina de molienda, y el pigmento es dispersado uniformemente a través de la resina de molienda. En una modalidad, la resina de molienda está presente en una cantidad de aproximadamente 1% hasta aproximadamente 0.1% hasta aproximadamente 40% en peso
sobre la base del pigmento. En una modalidad alternativa, la resina de molienda está presente en una cantidad de aproximadamente 1% hasta aproximadamente 30% en peso sobre la base del pigmento. En una modalidad aún más, la resina de molienda está presente en una cantidad de aproximadamente 2% hasta aproximadamente 20% en peso sobre la base del pigmento. En una modalidad, el tamaño del pigmento es menor que o igual a aproximadamente un micrómetro después de la molienda, de acuerdo a lo medido por tecnología ultrasónica usando DT-1200, el cual es fabricado por Dispersión Technologies Company. Sin desear ser limitados por la teoría, la solicitante cree que existe una sinergia entre los polímeros en peine de la presente invención y las resinas de molienda, particularmente donde la resina de molienda es un acrilato de estireno. Una modalidad de este efecto sinérgico se ilustra con referencia a la Figura 2, donde la viscosidad de la composición mezclada es menor que, o igual a, tanto la viscosidad de la resina de molienda como la viscosidad del polímero en peine.
Otros Aditivos Un concentrado de tinta o pigmento de recubrimiento de acuerdo a la presente invención puede ser preparado de manera adecuada combinando los diferentes
componentes y mezclándolos en un mezclador para homogenizar, y moliéndolos entonces en un molino de perlas. En una modalidad, el mezclador puede ser un mezclador de cocina común. Opcionalmente, puede ser agregado un tensoactivo para mojar el pigmento y modificar la tensión superficial de la tinta para controlar la penetración de la tinta en el papel. Los ejemplos de tensoactivos adecuados incluyen tensoactivos no iónicos, anfotéricos, aniónicos, zwitteriónicos y catiónicos, y aquellos expertos en la técnic,a conocen los tensoactivos empleados en este campo.
También pueden estar presentes otros aditivos, aglutinantes (resinas, biocidas, humectantes, agentes quelantes, modificadores de la viscosidad y ant iespumantes en una composición de tinta de acuerdo a la invención. Opcionalmente, pueden agregarse polímeros de acrílico y no acrílicos para mejorar propiedades como la resistencia al agua y resistencia al corrimiento. Esos pueden basarse en solventes, emulsiones, polímeros solubles en agua, adyuvantes de coalescencia, antisedimentantes , tixotropos o plastificantes . Los siguientes ejemplos se proporcionan como ejemplos ilustrativos de la invención y no deberán constituirse en limitantes del alcance de la presente invención de ninguna manera.
Preparación de los Polímeros En Peine Ejemplo Preparativo 1 Se cargaron 200 gramos ("g") de amina SURFONA INE® L-200 fundida (0.2 equivalentes) que tenían un Mw de 2,000 y una relación de PO/EO de aproximadamente 2/42 a un matraz de 1 litro equipado con un agitador mecánico y un termómetro. Entonces se agregaron 37.6 g de diglicidil éter de bisfenol A ARALDITE® RGY6010 de un peso equivalente de 188 (0.2 equivalentes). El matraz fue calentado a 120°C durante 7 horas y entonces la temperatura del líquido se hizo disminuir a 70°C durante una hora, después de lo cual el producto fue descargado. La poliéteralcanolamina soluble en agua resultante fue un sólido a 25°C. Su peso molecular promedio numérico fue de aproximadamente 4609 y el peso molecular promedio en peso fue de aproximadamente 6155. Su tensión superficial fue de 51 dinas/cm a 100 ppm.
Ejemplo Preparativo 2 A una botella pequeña de boca ancha se agregó amina SURFONAMINE® L-100 que tenía un Mw de 1000, y una relación de PO/EO de 3/19 (100 g, 0.2 equivalentes mol) y resina epoxi EPON® 828 (30 g, 0.16 equivalentes mol). La mezcla fue agitada hasta una solución blanco mate homogénea colocada en un horno a 100 °C durante cinco horas. El producto a 25°C fue un semisólido ceroso, blando. El
producto fue soluble en agua y tuvo un peso molecular promedio numérico de aproximadamente 3413, y un peso molecular promedio en peso de aproximadamente 4973. La tensión superficial del producto fue de aproximadamente 48 dinas/cm a 100 ppm.
Ejemplo Preparativo 3 Se colocaron 300 g de amina SURFONAMINE® L-300 (0.2 equivalentes) que tenia un Mw de 3, 000 y una relación de PO/EO de aproximadamente 8/58 en un matraz de 1 litro equipado con un agitador mecánico, y un termómetro. Entonces se agregaron 37.6 g de ARALDITE® GY6010 (un diglicidil éter de bisfenol A, que tiene un peso equivalente de 188), 0.2 equivalentes. El matraz fue calentado a 120°C durante 7 horas y la temperatura de liquido se hizo disminuir entonces a 70°C durante aproximadamente 1 hora, después de lo cual el producto fue descargado. La poliéteralcanolamina resultante fue un sólido a temperatura ambiente y soluble en agua. Tuvo un peso molecular promedio numérico de aproximadamente 4876 y un peso molecular promedio en peso de aproximadamente 6713.
Ejemplo Preparativo 4 Se colocaron 300 g de amina SURFONAMINE® L-207 (0.3 equivalentes) que tenia un Mw de 2000 y una relación
de PO/EO de aproximadamente 10/31 en un matraz de 1 litro equipado con un agitador mecánico, y termómetro. Entonces se agregaron 56.4 g de ARALDITE® GY6010 (un diglicidil éter de bisfenol A, que tiene un peso equivalente de 188), 0.3 equivalentes, el matraz fue calentado a 120°C durante 6 horas y la temperatura del liquido se hizo disminuir entonces hasta 70°C durante aproximadamente 1 hora, después de lo cual el producto fue descargado. La polieteralcanolamina resultante fue soluble en agua. Tuvo un peso molecular promedio numérico de aproximadamente 3719 y un peso molecular promedio en peso de aproximadamente 4657. La tensión superficial de producto fue de aproximadamente 47 dinas/cm a 100 ppm.
Ejemplo Preparativo 5 A una botella pequeña de vidrio de boca ancha se agregó amina SURFONAMINE® L-100 que tenia un Mw de 1000, y una relación de PO/EO de 3/19 (102.2 g, 0.2 equivalentes mol), amina SURFONAMINE® B-100 que tiene un peso molecular de 1000, y PO de 12.5 (61.3 g, 0.12 equivalentes mol), y resina ARALDITE® GY6010 (61.5 g, 0.33 equivalentes mol). La mezcla fue agitada hasta una solución blanco mate homogénea y colocada en un horno a 120 °C durante 8 horas. El producto fue soluble en agua y tuvo un peso molecular promedio numérico de aproximadamente 3915, y un peso molecular
promedio en peso de aproximadamente 5996.
Ejemplo Preparativo 6 Se colocaron 300 g de amina SURFONA INE® L-100 (0.6 equivalentes) que tenían un Mw de 1000 y una relación PO/EO de aproximadamente 3/19 en un matraz de 1 litro equipado con agitador mecánico y termómetro. Entonces se agregaron 200 g de amina SURFONAMINE® B-200 (0.2 equivalentes) que tenían un peso molecular de 2000, y una relación de PO/EO de 29/6. El matraz fue calentado a 75°C y se le agregaron 150.4 g de resina ARALDITE® GY6010 (un diglicidil éter de bisfenol A, que tiene un peso equivalente de 188), 0.8 equivalentes. El matraz fue calentado a 120 °C durante 6 horas y entonces la temperatura del líquido se hizo disminuir a 70°C, después de lo cual fue descargado el producto. La polieteralcanolamina resultante fue soluble en agua. Tuvo un peso molecular promedio numérico de aproximadamente 3115 y un peso molecular promedio en peso de aproximadamente 6128.
Ejemplo Preparativo 7 A una botella pequeña de vidrio de boca ancha se agregó amina SURFONAMINE® L-100 que tenía un Mw de 1000, y una relación de PO/EO de 3/19 (100 g, 0.2 equivalentes mol), y EPON® 862 (una resina de Bisfenol F, 34.3 g, 0.2
equivalentes mol) . La mezcla fue agitada hasta una solución blanco mate homogénea y colocada en un horno a 120°C durante 10 horas. El polímero final fue un sólido a temperatura ambiente y fue soluble en agua.
Ejemplo Preparativo 8 A una botella pequeña de vidrio de boca ancha se agregó amina SURFONAINE® L-100 que tiene un „ de 1000, una relación de PO/EO de 3/19 (100 g, 0.2 equivalentes mol), y resina EPONEX® 1510 (una resina de Bisfenol A h hidrogenada, 45 g, 0.2 equivalentes mol). La mezcla fue agitada hasta una solución blanco mate homogénea y colocada en un horno a 120°C durante 7 horas. El polímero final fue sólido a temperatura ambiente y fue soluble en agua.
Ejemplos Comparativos Esos son materiales actualmente ofrecidos en el mercado como dispersante para usarse en tintas y formulaciones similares y son más o menos adecuados, para varias aplicaciones de uso final: Ejemplo 1: Copolímero de estireno-metacrilato ( w~12,000 y 30% en peso de estireno y 70% en peso de ácido metacrílico) . Este tipo de polímero es mencionado en la Patente Estadounidense No. 4,597,794; Ejemplo 2: Copolímero de estireno-
metacrilato (Mw~12 , 000 y 50% en peso de estireno y 50% en peso de ácido metacrilico) . Este tipo de polímero es mencionado en la Patente Estadounidense No. 4,597,794; Ejemplo 3: Polímero en peine de ácido metacrilico/anhídrido maleico/amina SURFONAMINE© B-30; Ejemplo 4: TENSOACTIVO SURFYNOL® CT-136, como un tensoactivo para la molienda del pigmento, distribuido por Air Products Company; Ejemplo 5: dispersante DISPERBYK-190 , un dispersante de pigmento, distribuido por BYK-Chemie, Inc; Ejemplo 6: amina SURFONAMINE® L-100, producida y vendida por Huntsman International LLC de Texas; Ejemplo 7: amina SURFONAMINE® L-200, producida y vendida por Huntsman International LLC de Texas; Ejemplo 8: amina SURFONAMINE® L-300, producida y vendida por Huntsman International LLC de Texas; Ejemplo 9: amina SURFONA INA® L-207, producida y vendida por Huntsman International LLC de Texas; Ejemplo 10: tensoactivo SURFYNOL® CT-324, un tensoactivo para la molienda de pigmento, distribuido por Air Products Company;
Formulaciones de Premezcla (Concentrado de Pigmento) El método de preparación de las siguientes rmulaciones de premezcla implica pesar el JONCRYL® 63
(aglutinante) , agua, dispersante, en un vaso de precipitados y mezclar a bajo corte usando un mezclador Silverson modelo L4RT-A hasta uniformar. Entonces se agrega el pigmento (negro de humo) en tres porciones y se mezcla bien para mojar las partículas entre adiciones. Después de la incorporación completa del pigmento esta composición (llamada la premezcla) fue mezclada durante 10 minutos a alto corte para comenzar el proceso de deshumectación y desaglomeración de los concentrados de pigmento.
Formulación 1
* Calculado sobre la base de una actividad del 100%
Formulación 2
* Calculado sobre la base de una actividad del 100% Las viscosidades de la premezcla fueron medidas usando un reómetro Bohlin Instruments, modelo CVO 120 y Viscosímetro de Brookfield.
Preparación del Concentrado de Pigmento (dispersión) Una premezcla como la anterior fue entonces molida en un molino de medios horizontales Eiger Mini 100 durante 20 minutos para dar una dispersión .
Procedimientos de Prueba: 1) Fuerza tintórea (Sherwin Williams Superpaint
Fiat Interior Látex Extra Blanco para dispersión, 50 partes a 0.50 partes, respectivamente) - mezclado en un mezclador de Hauschild durante 1 minutos a 1800 rpm. Se hicieron estiramientos de la mezcla de tinta contra un estándar sobre papel bond regular Leneta 3NT-4 usando una varilla con alambre enrollado #20. 2) La viscosidad fue medida usando un viscosimetro de Brookfield. 3) Prueba de tinta terminada - color, transparencia, brillo (todo en impresiones hechas con 360P
113 anilox sobre Leneta 3NT-3, película, y hoja delgada de metal) , viscosidad. Las tintas fueron producidas usando 30 partes de vehículo y 20 partes de dispersión. El vehículo contiene: 65% de emulsión acrílica ECO® 2177 (de S.C. Johnson) , 25% de JONCRYL® 60 (solución al 34% de resina acrílica de estireno JONCRYL® 678, y 10% de agua. El vehículo y la dispersión fueron pesados en recipientes Max 60 Hauschild y mezclados 1 minuto a 1800 rpm.
Viscosidades Comparativas de las Premezclas La Figura 1 ilustra las viscosidades de la Formulación de premezcla 1 usando dispersantes de la Preparación 1, Preparación 2, Preparación 3, Preparación 4 (presente invención) y las viscosidades del Ejemplo 1, Ejemplo 2 y Ejemplo 5.
Prueba de ángulo de contacto del agua Se midió un ángulo de contacto del agua sobre una placa de vidrio recubierta con una formulación de Formulación de premezcla 1. La placa recubierta fue secada a temperatura ambiente antes de la medición del ángulo de contacto. Un ángulo de contacto bajo indica que el dispersante moja el pigmento (negro de humo) y por lo tanto incrementa la dispersibilidad .
Mediciones de viscosidad Las viscosidades de la dispersión de la Formulación 2 que contiene un dispersante fueron medida usando un viscosimetro de Brookfield y se listan a continuación :
Viscosidades de la Tinta a Varios Tiempos Lo siguiente muestra las viscosidades del concentrado de pigmento usando la Formulación 2 después de 24 horas.
La siguiente tabla compara la fuerza tintórea de la dispersión de varios dispersantes usando cantidades equivalentes de los dispersantes en una pluralidad de versiones de la Formulación 2.
La siguiente tabla compara el ángulo de brillo de 60° de la tinta de negro de humo de varios dispersantes usando la formulación 1:
Ejemplo 11: Se produjo una mezcla que contenia 15% de polímero empeine de poliéteralcanolamina (véase la Preparación 7 citada anteriormente), 11.25% de agua, 11.25%
de polietilen glicol (MW 400), y 62.5% de JONCRYL® 63 mezclando a temperatura ambiente con un mezclador en la parte superior durante 30 minutos. La mezcla ("Mezcla 1") fue mezclada primero con agua y desespumada, y entonces se le agregó final y lentamente negro de humo, de acuerdo con la siguiente formulación:
En este ejemplo, la mezcla 1 fue usada a una actividad del 15% sobre el pigmento. La premezcla fue mezclada a 3000 rpm durante 3 minutos usando un SpeedMixerMR y entonces fue molida a 3000 rpm durante 3 minutos. La viscosidad del concentrado de pigmento fue medida usando un Rheómetro de Bohlin.
Ejemplo 12: En este ejemplo, se usó dispersante Disperbyk 190 (40% de sólidos), distribuido por BYK CEIME, a una actividad del 20% sobre el pigmento.
La premezcla fue mezclada a 3000 rpm durante 3 minutos usando un SpeedMixerMR y entonces se molió a 3000 rpm durante 3 minutos. La viscosidad del concentrado de pigmento fue medida usando un Rheómetro de Bohlin.
Ejemplo 13:
La premezcla fue mezclada a 3000 rpm durante 3 minutos usando un SpeedMixerMR y entonces se molió a 3000 rpm durante 3 minutos. La viscosidad del concentrado de pigmento fue medida usando un Rheómetro de Bohlin. En este ejemplo, la dosis de Mezcla 1 fue 25% activa sobre el pigmento.
Ejemplo 14:
La premezcla fue mezclada a 3000 rpm durante 3 minutos usando un SpeedMixerMR y entonces se molió a 3000 rpm durante 3 minutos. La viscosidad del concentrado de pigmento fue medida usando un Rheómetro de Bohlin. En este ejemplo, se usó JONCRYL® 63 a una actividad del 25% sobre el pigmento.
Ejemplo 15:
La premezcla fue mezclada a 3000 rpm durante 3 minutos usando un SpeedMixerMR y entonces se molió a 3000
rpm durante 3 minutos. La viscosidad del concentrado de pigmento fue medida usando un Rheómetro de Bohlin. En este ejemplo, se usó la Preparación 7 anterior a una actividad del 25% sobre el pigmento.
Ejemplo 16:
La premezcla fue mezclada a 3000 rpm durante 3 minutos usando un SpeedMixerMR y entonces se molió a 3000 rpm durante 3 minutos. La viscosidad del concentrado de pigmento fue medida usando un Rheómetro de Bohlin. En este ejemplo, se usó la Preparación 7 anterior a una actividad del 20% sobre el pigmento.
Ejemplo 17:
En el Ejemplo 17, se mezclaron 24% de la Preparación 7 anterior, 18% de agua, 18% de polietilen glicol ( w de 400), y 40% de JONCRYL®HPD 96 de Johnson Polymer juntos para formar la Mezcla 2. La dosis de la Mezcla 2 fue 10% activa con el pigmento. La Mezcla 2 fue producida a temperatura ambiente con un mezclador en la parte superior durante 30 minutos. La premezcla fue mezclada a 3000 rpm durante 3 minutos usando un SpeedMixerMR y entonces se molió a 3000 rpm durante 3 minutos. La viscosidad del concentrado de pigmento fue medida usando un Rheómetro de Bohlin. Las Figuras 1 y 2 comparan las viscosidades de varios dispersantes en dispersiones de negro de humo. Debe considerarse el hecho de que aunque esta invención ha sido descrita y revelada en relación con ciertas modalidades preferidas, las modificaciones y alteraciones equivalentes obvias de las mismas serán evidentes a un experto en esta técnica tras la lectura y comprensión de esta especificación y las reivindicaciones anexas a esta. La presente descripción incluye la materia
objeto definida por cualquier combinación de cualquiera de las diferentes reivindicaciones anexas a la presente con cualquiera o más de las reivindicaciones restantes, incluyendo la incorporación de las características y/o limitaciones de cualquier reivindicación dependiente, de manera individual o en combinación con características y/o limitaciones de cualquiera o más de las otras reivindicaciones dependientes, con características y/o limitaciones de cualquiera o más de las reivindicaciones independientes, con las reivindicaciones dependientes restantes en su texto original siendo leídas y aplicadas a cualquier reivindicación independiente así modificada. Esto también incluye la combinación de características y/o limitaciones de una o más de las reivindicaciones independientes con las características y/o limitaciones de otra reivindicación independiente para arribar a una reivindicación independiente modificada, con las reivindicaciones dependientes restantes en su texto original siendo leído y aplicado a cualquier reivindicación independiente así modificada. En consecuencia, la invención descrita en la presente pretende cubrir todas aquellas modificaciones y alteraciones, y es limitada únicamente por el alcance de las reivindicaciones siguientes, en vista de lo anterior y el otro contenido de la especificación.
Claims (44)
- REIVINDICACIONES 1. Composición que comprende: a) un componente de pigmento; y b) una cantidad dispersante de pigmento efectiva de un dispersante que tiene la estructura:
- N H en la cual puede ser cualquier grupo hidrocarbilo alifático de C1-C100; R2 puede ser cualquier grupo de hidrocarbilo alcoxilado definido por la estructura : en la cual R3 es seleccionado del grupo que consiste de: hidrógeno, y cualquier grupo hidrocarbilo de Ci hasta aproximadamente C24; Xi, X2, X3/ X , 5 y e cada que ocurren son seleccionados independientemente del grupo que consiste de: hidrógeno, metilo y etilo, sujetos a la condición de que al menos uno de los dos grupos X que están unidos a la misma unidad de alcoxi son hidrógeno, p, q y r pueden ser cada uno independientemente cualquier entero entre 0 y aproximadamente 100, incluyendo cero, sujetos a la condición de que al menos uno de p, q y r no es cero; n es cualquier entero entre 1 y aproximadamente 50; y s puede ser O ó 1. c) una resina de molienda. 2. Composición según la reivindicación 1, donde la resina de molienda y el dispersante son los mismos.
- 3. Composición según la reivindicación 1, donde la resina de molienda comprende a) un estireno, monómero de estireno sustituido, o combinaciones de los mismos y b) un monómero carboxilado, donde el monómero carboxilado es seleccionado del grupo que consiste de ácido acrilico sustituido o no sustituido, ácido metacrilico, ácido maleico, los semiésteres de ácido maleico, ácido citricónico, ácido itacónico, y combinaciones de los mismos .
- 4. Composición según la reivindicación 1, donde la resina de molienda es un acrilato de estireno.
- 5. Composición según la reivindicación 1, donde la composición de la viscosidad es menor que o igual a la viscosidad del dispersante para todas las velocidades cortantes, y donde la viscosidad de la composición es menor que o igual a la viscosidad de la resina de molienda para todas las velocidades cortantes.
- 6. Composición según la reivindicación 1, donde la composición comprende de aproximadamente 0.1% en peso hasta aproximadamente 40% en peso de la resina de molienda sobre la base del peso del pigmento.
- 7. Composición según la reivindicación 1, donde el componente de pigmento es seleccionado del grupo que de ftalocianina, negro de humo, óxidos de titanio, cromatos, sulfuros, óxidos de hierro, lacas azo, pigmento azo insoluble, pigmentos azo condensados, pigmentos azo quelados, pigmentos monoazo, monoarilida, B-naftol, naftol AS, bencimidazolona, azo precipitado con metal, pigmentos disazo, diarilida, condensación de disazo, diazopirazoiona, bisacetoacetarilida, pigmentos de ftalocianina, perilenos, perileno, pigmentos de perinona, pigmentos de antraquinona, pigmentos de quinacridona , pigmentos de dioxacina, pigmentos de tioíndigo, pigmentos de isoindol inona, pigmentos de quinoftalona , lacas de tinte básicos, lacas de tinte ácido, pigmentos nitro, pigmentos nitroso, pigmentos fluorescentes claros de negro de anilina, negro de grafito, isoindolina, isoindolinona, indigoide, dicetopirrolopirrol , triarilcarbono, complejos de metal, perla, pigmentos cristalinos líquidos, fluorescencia, y derivados funcionales de los pigmentos mencionados anteriormente.
- 8. Composición según la reivindicación 1, donde la composición comprende de aproximadamente 1% hasta aproximadamente 80% en peso de pigmento, sobre la base del peso total de la composición.
- 9. Composición según la reivindicación 8, donde la composición comprende de aproximadamente 1% hasta aproximadamente 40% en peso de pigmento, sobre la base del peso total de la composición.
- 10. Composición según la reivindicación 9, donde la composición comprende de aproximadamente 2% hasta aproximadamente 10% en peso de pigmento, sobre la base del peso total de la composición.
- 11. Composición de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende además un solvente.
- 12. Composición según la reivindicación 11, donde el solvente es seleccionado del grupo que consiste de agua; hexano; espíritus minerales; tolueno; aceite de soya; aceite de ricino; ácidos grasos de resina liquida; alcoholes polihídricos ; glicoles; dioles; ésteres de glicol; glicol éteres; polialquil glicoles; alquil éteres inferiores de alcoholes polihídricos; alcoholes que tienen menos de aproximadamente 8 átomos de carbono por molécula; cetonas; éteres; ésteres; lactamas, etilen glicol, propilen glicol; butandiol; pentandiol; glicerol; laurato de propilen glicol; polietilen glicol; etilen glicol monometil éter, etilen glicol mono-etil éter; etilen glicol mono-butil éter; alcoholes que tienen menos de aproximadamente 8 átomos de carbono por molécula como el metanol, etanol, propanol, isopropanol; acetona; dioxano; acetato de etilo, acetato de propilo, acetato de butilo terciario, y 2-pirrolidona .
- 13. Composición según la reivindicación 12 „ donde la cantidad del componente del solvente presente es cualquier cantidad entre aproximadamente 10% y 99% en peso sobre la base del peso total de la composición.
- 14. Composición según la reivindicación 13, donde la cantidad del componente del solvente presente es cualquier cantidad entre aproximadamente 50% y 99% en peso sobre la base del peso total de la composición.
- 15. El uso del dispersante según la reivindicación 1 en una composición de recubrimiento.
- 16. Articulo que comprende un recubrimiento, donde el recubrimiento comprende además: a) un componente de pigmento; b) una cantidad dispersante de pigmento efectiva de un dispersante que tiene la estructura: en la cual Rx puede ser cualquier grupo hidrocarbilo de Ci-Cioo; R2 puede ser cualquier grupo idrocarbilo alcoxilado definido por la estructura: (OCHCH)- (OCHCH)- (OCHCH)T (OCH2CH2CH2)S- / / en la cual R3 se selecciona del grupo que consiste de: hidrógeno, y cualquier grupo hidrocarbilo de Ci hasta aproximadamente C24; Xi, X2, 3 X<j/ 5, y *6 cada vez que ocurren son seleccionados independientemente del grupo que consiste de: hidrógeno, metilo y etilo, sujetos a la condición de que al menos uno de los dos grupos X que estén unidos a la misma unidad de alcoxi sean hidrógeno, p, q y r pueden ser cada uno independientemente cualquier entero entre 0 y aproximadamente 100, incluyendo cero, sujetos a la condición de que al menos uno de p, q y r no sean cero; n es cualquier entero entre 1 y aproximadamente 50; y s puede ser 0 ó 1; y c) una resina de molienda.
- 17. Articulo según la reivindicación 16, donde el articulo es formado a partir de un material seleccionado del grupo que consiste de metales, aleaciones, composiciones, plásticos, concreto, hierro colado, madera, cerámica, papel, película, hoja delgada de metal, vinilo, textil, vidrio y cuero.
- 18. Proceso para la formación de una composición de recubrimiento que comprende: a) hacer reaccionar un poliéter terminado en amina monofuncional y un glicidil éter de un poliol para formar un dispersante; b) poner en contacto el dispersante y un pigmento para formar una dispersión de pigmento. c) mezclar la dispersión de pigmento y una resina de molienda.
- 19. Proceso según la reivindicación 18, donde el glicidil éter del poliol comprende grupos epóxido aromáticos, y donde del 20 al 90 por ciento de los grupos epóxido aromático del glicidil éter del poliol reaccionan con el poliéter terminado en amina monofuncional .
- 20. Proceso según la reivindicación 18, donde el glicidil éter del poliol comprende grupos epóxido alifáticos, y donde del 20 al 100 por ciento de los grupos epóxido alifáticos del glicidil éter del poliol reaccionan con el poliéter terminado en amina monofuncional .
- 21. Proceso según las reivindicaciones 18 a 20, donde el poliéter terminado en amina monofuncional es una poliéteramina .
- 22. Proceso según las reivindicaciones 18 a 20, donde el poliéter terminado en amina monofuncional y el glicidil éter del poliol se hacer reaccionar bajo una temperatura de aproximadamente 50 °C hasta aproximadamente 150°C.
- 23. Composición que comprende: a) un componente de pigmento; b) una cantidad dispersante de pigmento efectiva de un dispersante que tiene la estructura: en la cual Ri puede ser cualquier grupo hidrocarbilo de Ci-Cioo; ¾ puede ser cualquier grupo hidrocarbilo alcoxilado definido por la estructura: en la cual R3 se selecciona del grupo que consiste de: hidrógeno, y cualquier grupo hidrocarbilo de Ci hasta aproximadamente C2 ; Xi, X2, X3> ??, Xs? y ?ß cada vez que ocurren son seleccionados independientemente del grupo que consiste de: hidrógeno, metilo y etilo, sujetos a la condición de que al menos uno de los dos grupos X que están unidos a la misma unidad de alcoxi son hidrógeno, p, q y r pueden ser cada uno independientemente cualquier entero entre 0 y aproximadamente 100, incluyendo cero, sujetos a la condición de que al menos uno de p, q y r no son cero; n es cualquier entero entre 1 y aproximadamente 50; y s puede ser 0 ó 1; y e) una resina de molienda.
- 24. Composición según la reivindicación 23, donde la resina de molienda y el dispersante son el mismo.
- 25. Composición según la reivindicación 23, donde la resina de molienda comprende a) un estireno, monómero de estireno sustituido, o combinaciones de los mismos y b) un monómero carboxilado, donde el monómero carboxilado es seleccionado del grupo que consiste de ácido acrílico sustituido o no sustituido, ácido metacrílico, ácido maleico, los semiésteres de ácido maleico, ácido citricónico, ácido itacónico, y combinaciones de los mismos.
- 26. Composición según la reivindicación 23, donde la resina de molienda y es un acrilato de estireno.
- 27. Composición según la reivindicación 23, donde la viscosidad de la composición es menor que o igual a la viscosidad del dispersante para todas las velocidades cortantes, y donde la viscosidad de la composición es menor o igual a la viscosidad de la resina de molienda para todas las velocidades cortantes.
- 28. Composición según la reivindicación 23, donde la composición comprende de aproximadamente 0.1% en peso hasta aproximadamente 40% en peso de resina de molienda, sobre la base del peso del pigmento.
- 29. Composición según la reivindicación 23, donde el componente de pigmento es seleccionado del grupo que consiste de ftalocianina , negro de humo, óxidos de titanio, cromatos, sulfuros, óxidos de hierro, lacas azo, pigmento azo insoluble, pigmentos azo condensados, pigmento azo quelados, pigmentos monoazo, monoarilida, B-naftol, naftol AS, bencimidazolona, azo precipitado con metal, pigmentos disazo, diarilida, condensación de disazo, diazopierazoiona, bisacetoacetarilida, pigmentos de ftalocianina, perilenos, perileno, pigmentos de perinona, pigmentos de antraquinona, pigmentos de quinacridona, pigmentos de dioxacina, pigmentos de tioindigo, pigmentos de isoindolinona , pigmentos de quinoftalona, lacas de tinte básico, lacas de tinte ácido, pigmentos nitro, pigmentos nitroso, pigmentos fluorescentes con la luz del día de negro de anilina, negro de grafito, isoindolina, isoindolinona, indigoide, dicetopirrolopirrol, triarilcarbonio, complejo de metal, perlas, pigmentos cristalinos líquidos, fluorescencia y derivados funcionales de los pigmentos mencionados anteriormente .
- 30. Composición según la reivindicación 23, donde la composición comprende de aproximadamente 1% en peso hasta aproximadamente 80% en peso de pigmento, sobre la base del peso de la composición.
- 31. Composición según la reivindicación 30, donde la composición comprende de aproximadamente 1% en peso hasta aproximadamente 40% en peso de pigmento, sobre la base del peso de la composición.
- 32. Composición según la reivindicación 31, donde la composición comprende de aproximadamente 2% en peso hasta aproximadamente 10% en peso de pigmento, sobre la base del peso de la composición.
- 33. Composición según la reivindicación 23, que comprende además un solvente.
- 34. Composición según la reivindicación 33, donde el solvente es seleccionado del grupo que consiste de agua; hexano, espíritus minerales; tolueno; aceite de soya; aceite de ricino; ácidos grasos de resina liquida; alcoholes polihídricos ; glicoles; dioles; ésteres de glicol; glicol éteres; polialquil glicoles; alquil éteres inferiores de alcoholes polihidricos; alcoholes que tienen menos de aproximadamente 8 átomos de carbono por molécula; cetonas, éteres; ésteres; lactamas, etilen glicol, propilen glicol; butandiol; pentandiol; glicerol; laurato de propilen glicol; polietilen glicol; etilen glicol monometil éter, etilen glicol monoetil éter; etilen glicol monobutil éter; alcoholes que tienen menos de aproximadamente 8 átomos de carbono por molécula como el metanol, etanol, propanol, isopropanol; acetona; dioxano, acetato de etilo, acetato de propilo, acetato de butilo terciario, y 2-pirrolidona .
- 35. Composición según la reivindicación 33 ó 34, donde la cantidad del componente del solvente presente es cualquiera cantidad de entre aproximadamente 10% y 99% en peso sobre la base del peso total de la composición.
- 36. Composición según la reivindicación 35, donde la cantidad del componente del solvente presente es cualquiera cantidad de entre aproximadamente 50% y 99% en peso sobre la base del peso total de la composición.
- 37. Uso de un dispersante según la reivindicación 23, en una composición de recubrimiento.
- 38. Articulo que comprende un recubrimiento, donde el recubrimiento comprende además: a) un componente de pigmento; b) una cantidad dispersante de pigmento efectiva de un dispersante que tiene la estructura: en la cual Ri puede ser cualquier grupo hidrocarbilo de Ci-Cioo; ¾ puede ser cualquier grupo hidrocarbilo alcoxilado definido por la estructura: R3 (OCHCH)- (OCHCH)- (OCHCH); (OCH2CH2CH2)s X-i X2 X3 X4 X5 Xe en la cual R3 se selecciona del grupo que consiste de: hidrógeno, y cualquier grupo hidrocarbilo de Ci hasta aproximadamente C24; Xi, X2, 31· ?4> Xs y e cada vez que ocurren son seleccionados independientemente del grupo que consiste de: hidrógeno, metilo y etilo, sujetos a la condición de que al menos uno de los dos grupos X que están unidos a la misma unidad de alcoxi son hidrógeno, p, q y r pueden ser cada uno independientemente cualquier entero entre 0 y aproximadamente 100, incluyendo cero, sujetos a la condición de que al menos uno de p, q y r no son cero; n es cualquier entero entre 1 y aproximadamente 50; y s puede ser 0 ó 1; y c) una resina de molienda.
- 39. Articulo según la reivindicación 38, donde el articulo está formado de un material seleccionado del grupo que consiste de metales, aleaciones, composiciones, plásticos, concentro, hierro colado, madera, cerámica, papel, película, hoja delgada de metal, vinilo, textil, vidrio y cuero.
- 40. Proceso para una formación de una composición de recubrimiento que comprende: a) hacer reaccionar un poliéter terminado en amina monofuncional y un glicidil éter de un poliol para formar un dispersante; b) poner en contacto el dispersante y un pigmento para formar una dispersión de pigmento; c) mezclar la dispersión de pigmento y resina de molienda.
- 41. Proceso según la reivindicación 40, donde el glicidil éter del poliol comprende grupos epóxido aromáticos, y donde del 20 al 90 por ciento de los grupos epóxido aromáticos del glicidil éter del poliol se hacen reaccionar con el poliéter terminado en amina monofucional .
- 42. Proceso según la reivindicación 40, donde el glicidil éter del poliol comprende grupos epóxido alifáticos, y donde del 20 al 100 por ciento de los grupos epóxido alifáticos de glicidil éter del poliol se hacen reaccionar con el poliéter terminado en amina monofucional .
- 43. Proceso según la reivindicación 40 a 42, donde el poliéter terminado en amina funcional es una poliéteramina .
- 44. Proceso según la reivindicación 40 a 42, donde el poliéter terminado en amina funcional y el glicidil éter del poliol se hacen reaccionar bajo una temperatura de aproximadamente 50°C hasta aproximadamente 150°C.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCPCT/US2005/008126 | 2005-03-10 |
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| Publication Number | Publication Date |
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