MX2012010309A - Particula de pigmento opacificante. - Google Patents

Particula de pigmento opacificante.

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Abstract

Se proporciona un pigmento opacificante que incluye una partícula de pigmento que tiene un diámetro de partícula promedio de desde 0.005 hasta 5 micras y un índice de refracción de al menos 1.8 tal como por ejemplo TiO2, al menos parcialmente encapsulado en polímero. También se proporcionan procesos para formar la partícula de pigmento encapsulada y composiciones que incluyen la partícula de pigmento encapsulada.

Description

PARTÍCULA DE PIGMENTO OPACIFICANTE Esta solicitud reivindica el beneficio de prioridad bajo el 35 U.S.C. §119(e) de la Solicitud de Patente Provisional de E.U. No. 61/340,071 presentada el 12 de marzo de 2010.
CAMPO DE LA INVENCIÓN Esta invención se refiere a una partícula de pigmento opacificante encapsulada en un polímero. Más específicamente, la invención se refiere a un pigmento opacificante encapsulado en polímero que incluye una partícula de pigmento gue tiene un diámetro de partícula promedio de desde 0.005 hasta 5 mieras y un índice de refracción de al menos 1.8; desde 0.1% hasta 25% por peso, en base al peso de la partícula de pigmento, un primer polímero funcional de ácido de azufre soluble en agua; y desde 10% hasta 200% por peso, en base al peso de la partícula de pigmento, un segundo polímero que ¦ encapsula al menos parcialmente la partícula de pigmento. La invención también se refiere a un proceso para formar el pigmento opacificante encapsulado en el polímero y a las composiciones que incluyen el pigmento opacificante encapsulado en el polímero.
ANTECEDENTES Los pigmentos opacificantes proporcionan blancura y opacidad o "encubrimiento" a revestimientos opacificantes , tales como pinturas, y plásticos. Estos pigmentos se encuentran presentes en la mayoría de los revestimientos diseñados para proporcionar un revestimiento opaco sobre, y cubrir ocultando, una superficie inferior o una superficie de sustrato a la cual se aplica el revestimiento. Estos pigmentos también se encuentran presentes en la mayoría de los plásticos diseñados para ser total o parcialmente opacos. En pinturas y plásticos, un pigmento opacificante se encuentra presente ya sea que la pintura sea blanca o de color. Frecuentemente es deseable que los revestimientos, pinturas y plásticos opacificantes tengan una alta eficiencia opacificante a fin de permitir que el revestimiento o pintura oculte completamente la superficie inferior, incluso si es de un color marcadamente contrastante, mientras se utiliza un grosor mínimo del revestimiento o pintura o plástico.
Por mucho tiempo, los fabricantes de revestimientos, pinturas y plásticos opacificantes han buscado formular revestimientos, pinturas y plásticos opacificantes que tengan la opacidad deseada maximizando el nivel de encubrimiento en tanto se minimiza la cantidad del pigmento opacificante utilizado. Sin vincularse a una teoría en particular, se cree que la efectividad opacificante es una función de la separación entre las partículas del pigmento opacificante en el revestimiento o plástico. La máxima eficiencia en la dispersión de la luz se presenta cuando las partículas de pigmento opacificante tienen cierto diámetro y separación, de manera que la capacidad de dispersión de la luz de cada partícula no interfiere con la capacidad de dispersión de la luz de sus partículas vecinas. Esta condición puede presentarse en revestimientos y plásticos que contienen niveles del pigmento opacificante suficientemente bajos de tal manera que las partículas individuales del pigmento opacificante se encuentran aisladas unas de otras. Sin embargo, los revestimientos y plásticos que contienen tales bajos niveles del pigmento opacificante frecuentemente no proporcionan la opacidad u encubrimiento suficiente a un grosor deseable. El logro de los niveles deseados de encubrimiento u opacidad requiere típicamente mayores niveles del pigmento opacificante. A estos altos niveles, se presenta una distribución estadística de las partículas del pigmento opacificante, lo cual da como resultado que al menos algunas de las partículas del pigmento opacificante se encuentren en tan cercana proximidad entre sí que exista una pérdida en la eficiencia de dispersión de la luz debido a la aglomeración de las partículas del pigmento opacificante. Se obtiene una incrementada eficiencia de encubrimiento reduciendo la aglomeración de las partículas del pigmento opacificante y minimizando la formación de agrupaciones de partículas del pigmento opacificante. Un método para lograr esto es la encapsulación de las partículas del pigmento opacificante dentro de una matriz polimérica polimerizando el polímero sobre la superficie de las partículas del pigmento opacificante .
La Patente de E.U. No. 4,421,660 describe sólidos inorgánicos encapsulados en una matriz polimérica, en donde los sólidos inorgánicos se encuentran encapsulados en un polímero de adición hidrófobo por medio de un proceso de polimerización en donde se dispersa un monómero no mezclable en agua en una dispersión coloidal acuosa del polímero de partículas inorgánicas mediante un proceso de polimerización de emulsión. Previo al proceso de polimerización de emulsión, las partículas del pigmento se dispersan en agua utilizando dispersantes o surfactantes . Aunque se describe que este proceso proporciona partículas de pigmento encapsuladas en un material polimérico, el proceso descrito que emplea los dispersantes y surfactantes descritos produce grandes cantidades de gel y no es viable.
Hemos descubierto que ciertos polímeros funcionales de ácido de azufre, cuando se utilizan como dispersantes para ciertas partículas de pigmento inorgánico, proporcionan la encapsulación de las partículas de pigmento a través de un proceso de polimerización de emulsión viable. El pigmento opacificante encapsulado en polímero proporciona deseablemente una alta eficiencia de encubrimiento y es capaz de formarse en un medio acuoso con bajos niveles de arenilla.
SUMARIO De acuerdo con un primer aspecto de la presente invención se proporciona un pigmento opacificante encapsulado en polímero, que comprende: una partícula de pigmento que tiene un diámetro de partícula promedio de desde 0.005 hasta 5 mieras y un índice de refracción de al menos 1.8; desde 0.1% hasta 25% por peso, en base al peso de dicha partícula de pigmento, un primer polímero funcional de ácido de azufre soluble en agua; y de 10% a 200% por peso, en base al peso de dicha partícula de pigmento, un segundo polímero que encapsula al menos parcialmente dicha partícula de pigmento.
De acuerdo con un segundo aspecto de la presente invención se proporciona un proceso para formar un pigmento opacificante encapsulado en polímero que comprende: (a) dispersar una partícula de pigmento que tiene un diámetro de partícula promedio de desde 0.005 hasta 5 mieras y un índice de refracción de al menos 1.8 en un medio con desde 0.1% hasta 25% por peso, en base al peso de dicha partícula de pigmento, un primer polímero funcional de ácido de azufre soluble en agua; y (b) llevar a cabo una polimerización de emulsión en presencia de dicha partícula de pigmento dispersa para proporcionar de 10% a 200% por peso, en base al peso de dicha partícula de pigmento, un segundo polímero que encapsula al menos parcialmente dicha partícula de pigmento dispersa .
De acuerdo con un tercer aspecto de la presente invención se proporciona una composición que comprende dicho pigmento opacificante encapsulado en polímero formado mediante el proceso del segundo aspecto de la presente invención.
De acuerdo con un cuarto aspecto de la presente invención se proporciona una formulación de pintura que comprende un pigmento opacificante encapsulado en polímero cuyo pigmento se encuentra presente a una concentración de 5% a 25% por volumen para el volumen total de sólidos en la formulación.
DESCRIPCIÓN La presente invención se refiere a un pigmento opacificante encapsulado en polímero. La partícula del pigmento opacificante tiene un diámetro de partícula promedio de desde 0.005 hasta 5 mieras y un índice de refracción de al menos 1.8. En la presente se entiende por "opacificante" que la partícula engendra opacidad cuando se somete a una luz de cierta longitud de onda, no necesariamente a la luz visible. Por ejemplo, ciertas nanopartículas incluidas en la presente proporcionan opacidad cuando se · someten a una luz de longitudes de onda menores que el rango visible. La forma de las partículas de pigmento no es importante. Las formas adecuadas para las partículas de pigmento incluyen formas esféricas, tales como una esfera regular, una esfera oblata (achatada) , una esfera prolata (alargada) , y una esfera irregular; formas cúbicas tales como un cubo regular y un rombo; formas tipo placa que incluyen una placa plana, una placa cóncava, y una placa convexa; y formas irregulares. Las partículas de pigmento que tienen formas esféricas tienen diámetros promedio en el rango de desde 5 nm hasta 5 mieras, preferentemente en el rango de 150 nm hasta 500 nm y más preferentemente en el rango de 200 nm hasta 350 nm. Las partículas de pigmento que tienen formas no esféricas tienen preferentemente diámetros promedio, definidos como su máxima dimensión, de desde 5 nm hasta 5 mieras, más preferentemente de 150 nm hasta 500 nm y de mayor preferencia de 200 nm hasta 350 nm. Los diámetros promedio de las partículas de pigmento se proporcionan típicamente por los proveedores de las partículas de pigmento.
Las partículas de pigmento también se caracterizan teniendo un índice de refracción [nD (20°C)] que es de al menos 1.8, preferentemente de al menos 1.9 y más preferentemente de al menos 2.0, hasta no más de 4.0. Los índices de refracción para diversos materiales se enlistan en CRC Handbook of Chemistry and Physics (Manual de química y física de CRC) , 80a edición, D.R. Lide, editor, CRC Press, Boca Ratón, Florida, 1999, páginas 4 a 139 a 4-146.
Las partículas del pigmento opacificante adecuadas incluyen óxido de zinc, óxido de antimonio, óxido de circonio, óxido de cromo, óxido de hierro, óxido de plomo, sulfuro de zinc, litopón, y formas de dióxido de titanio tales como anatasa y rutilo. Preferentemente, las partículas de pigmento se seleccionan de dióxido de titanio y óxido de plomo. Más preferentemente, las partículas de pigmento se seleccionan de dióxido de titanio de rutilo y dióxido de titanio de anatasa. De mayor preferencia, las partículas de pigmento son de dióxido de titanio de rutilo. Se considera que un revestimiento que contiene dos diferentes formas de un material, tal como el dióxido de titanio de rutilo y de anatasa, tiene dos pigmentos diferentes.
Las partículas de pigmento pueden tener una composición uniforme o una composición heterogénea con dos o más fases. Ciertas partículas de pigmento heterogéneas tienen un núcleo interno y una estructura de cubierta circundante en donde un tipo de partícula de pigmento forma el núcleo y otro tipo de partícula forma la cubierta. Las partículas de pigmento heterogéneas de núcleo y cubierta incluyen partículas de núcleo/cubierta que tienen una cubierta que encapsula completa o incompletamente al núcleo; partículas de núcleo/cubierta que tienen más de un núcleo; partículas bipolares; y partículas que tienen múltiples dominios de una fase sobre la superficie de la otra fase. Las partículas de pigmento, tales como de dióxido de titanio, pueden tener al menos un revestimiento de uno o más de sílice, alúmina, óxido de zinc y circonio. Por ejemplo, en ciertas modalidades las partículas de dióxido de titanio adecuadas para su uso en los revestimientos de la presente invención pueden tener un revestimiento de sílice y un revestimiento de alúmina.
En el primer aspecto de la invención el pigmento opacificante encapsulado en polímero incluye desde 0.1% hasta 25%, preferentemente desde 0.25% hasta 10%, más preferentemente de 0.5% a 5%, y de mayor preferencia desde 0.5% hasta 2% por peso, en base al peso de la partícula de pigmento, un primer polímero funcional de ácido de azufre soluble en agua. Típicamente las partículas de pigmento se han dispersado en un medio, preferentemente un medio acuoso, con el primer polímero funcional de ácido de azufre soluble en agua. En la presente se entiende por "medio acuoso" agua y de 0 a 30% por peso, en base al peso del medio acuoso, de (de los) compuesto (s) miscible(s) en agua. En la presente el "polímero funcional de ácido de azufre" incluye cualquier polímero soluble en agua que incluya al menos tres residuos de ácido de azufre. Como se utiliza en la presente, el término "monómero funcional de ácido de azufre" pretende incluir cualquier monómero que contiene al menos un grupo vinilo polimerizable de radical libre y al menos un residuo de ácido de azufre. Como se utiliza en la presente, el término "residuo de ácido de azufre" pretende incluir cualquiera de los siguientes residuos: -S(0)2(0H), OS (O) 2 (OH), -OS (O) (OH), -S(0) (OH). También se incluyen en la definición del término "residuo de ácido de azufre" las sales de los residuos anteriores. Como se utiliza en la presente, el término "primer polímero funcional de ácido de azufre soluble en agua" significa que el primer polímero funcional de ácido de azufre es soluble en agua a 25°C a un pH menor o igual a 5 hasta un grado de al menos 5% por peso.
El primer polímero funcional de ácido de azufre puede ser cualquier polímero con al menos tres residuos de ácido de azufre localizados aleatoriamente en la estructura del polímero, un copolímero de bloques con un bloque único que incluye el ácido de azufre y al menos un bloque que no tiene ácidos de azufre, o un polímero de injerto tipo peine con una estructura que incluye ácidos de azufre y dientes que no incluyen ácidos de azufre. Los copolímeros de bloques pueden tener el bloque que incluye el ácido de azufre localizado terminal en el polímero, o en el interior de la cadena de polímero. En una modalidad preferida de la presente invención, el polímero funcional de ácido de azufre contiene tanto ácido de azufre como residuos amina. En esta modalidad preferida de la presente invención, se prefiere además que el polímero tenga al menos dos grupos amina y tres de ácido de azufre, es más preferente que el polímero tenga al menos tres grupos amina y cinco de ácido de azufre, es de mayor preferencia que el polímero tenga al menos cuatro grupos amina y ocho grupos de ácido de azufre. El número de grupos de amina y ácido de azufre puede ser igual o diferente. Se prefiere que la proporción de los grupos amina a los de ácido de azufre sea de entre 10:1 y 1:10, es más preferente que la proporción de los grupos amina a los de ácido de azufre sea de entre 3:1 y 1:4; es de mayor preferencia que la proporción de los grupos¦ amina a l'os de ácido de azufre sea de entre 1.5:1 y 1:3, sobre una base molar. El .polímero funcional de ácido de azufre puede prepararse como un polímero en solución en agua o en un solvente no acuoso, o como un polímero en masa. El polímero funcional de ácido de azufre puede prepararse mediante cualquier proceso de polimerización adecuado, tal como la polimerización de adición de monómeros etilénicamente insaturados tales como los monómeros acrílicos, estirénicos o vinílicos. Los polímeros que contienen grupos tanto de amina como de ácido de azufre pueden prepararse mediante la copolimerización de al menos un monómero amina-funcional y al menos un monómero funcional de ácido de azufre, o pueden prepararse incluyendo al menos un monómero que sea tanto amina-funcional como funcional de ácido de azufre en la mezcla de monómeros. Como ejemplo- adicional, los polímeros que incluyen grupos tanto amina como de ácido de azufre pueden prepararse mediante la polimerización de adición de monómeros etilénicamente insaturados, incluyendo en la mezcla de monómero monómeros funcionales que pueden convertirse en grupos amina o de ácido de azufre después de completar la polimerización. Ejemplos de monómeros que pueden convertirse en aminas después de completar la polimerización incluyen monómeros funcionales de isocianato que pueden hacerse reaccionar con diaminas primarias-terciarias o secundarias-terciarias, monómeros funcionales de epoxia que pueden hacerse reaccionar con aminas y monómeros funcionales de halometilbencilo que pueden hacerse reaccionar con aminas. Ejemplos de monómeros que pueden convertirse en ácidos de azufre después de completar la polimerización incluyen monómeros funcionales de isocianato, „que pueden hacerse reaccionar con aminosulfatos . Los copolimeros de bloques que incluyen un bloque que incluye un polímero funcional de ácido de azufre pueden prepararse mediante cualquier proceso conocido capaz de producir tales polímeros. Por ejemplo, los copolimeros de bloques que incluyen un bloque que incluye el polímero ácido de azufre funcional pueden prepararse mediante la polimerización viva de radical libre de monómeros etilénicamente insaturados en donde la composición de monómero de una de las alimentaciones de monómero incluye al menos un monómero insaturado funcional de ácido de azufre. Como un ejemplo adicional, los copolimeros de bloques que incluyen un bloque que incluye el polímero funcional de ácido de azufre pueden prepararse mediante la polimerización viva de radical libre de monómeros etilénicamente insaturados, incluyendo en la mezcla de monómero monómeros funcionales que pueden convertirse en grupos de ácido de azufre después de completar la polimerización. Los polímeros de injerto tipo peine que incluyen una estructura que incluye el polímero funcional de ácido de azufre pueden prepararse mediante cualquier proceso conocido capaz de producir tales polímeros. Por ejemplo, los polímeros de injerto tipo peine que incluyen una estructura que incluye el polímero funcional de ácido de azufre pueden prepararse mediante la polimerización de radical libre de monómeros etilénicamente insaturados en donde la composición de monómero incluye al menos un macrómero insaturado y al menos un monómero insaturado funcional de ácido de azufre. Como ejemplo adicional, los polímeros de injerto tipo peine que incluyen una estructura que incluye el polímero funcional de ácido de azufre pueden prepararse mediante la polimerización viva de radical libre de monómeros etilénicamente insaturados, incluyendo en la mezcla de monómero monómeros funcionales que pueden convertirse en grupos de ácido de azufre después de completar la polimerización. Se prefiere que el polímero funcional de ácido de azufre sea un copolímero lineal aleatorio.
El polímero funcional de ácido de azufre se prepara típicamente mediante la polimerización de adición de monómeros etilénicamente insaturados. Los monómeros adecuados incluyen estireno, butadieno, alfa-metil estireno, vinil tolueno, vinil naftaleno, etileno, propileno, vinil acetato, vinil versatato, cloruro de vinilo, cloruro de vinildeno, actilonitrilo, metacrilonitrilo, (met ) acrilamida, varios alquil ésteres C1-C40 de ácido (met ) acrilico; por ejemplo, metil (met ) acrilato, etil (met-) acrilato, n-butil (met ) acrilato, 2-etilhexil (met ) acrilato, ciclohexil (met ) acrilato, n-octil (met ) acrilato, n-decil (met ) acrilato, n-dodecil (met ) acrilato, tetradecil (met ) acrilato, lauril (met ) acrilato, oleil (met ) acrilato, palmitil (met ) acrilato y estearil (met ) acrilato; otros (met ) acrilatos tales como isobornil (met ) acrilato, bencil (met ) acrilato, fenil (met ) acrilato, 2-bromoetil (met ) acrilato, 2-feniletil (met ) acrilato, y 1-naftil (met ) acrilato, alcoxialquil (met ) acrilato, tal como etoxietil (met ) acrilato, mono-, di-, trialquil ésteres de ácidos y anhídridos di- y tricarboxílieos etilénicamente insaturados, tales como etil maleato, dimetil fumarato, trimetil aconitato y etil metil itaconato; monómeros que contienen alcohol tales como hidroxietil (met ) acrilato, hidroxipropil (met ) acrilato, hidroxibutil (met ) acrilato;. monómeros que contienen ácido carboxílico, tales como ácido (met) acrilico, ácido itacónico, ácido fumárico, y ácido maleico. Ejemplos de monómeros funcionales de ácido de azufre adecuados incluyen sulfoetil (met ) acrilato, sulfopropil (met) acrilato, ácido estireno sulfónico, ácido vinil sulfónico y ácido 2- (met ) acrilamido-2-metil propanosulfónico, y sales de los mismos. Ejemplos de monómeros funcionales de amina adecuados incluyen dimetilamino . etil (met) acrilato, dimetilamino propil (met ) acrilamida y t-butilamino etil (met ) acrilato . Como se utiliza en la presente, el término (met) acrilato" se refiere ya sea a acrilato o a metacrilato y el término " (met ) acrilico" se refiere ya sea a acrilico o a metacrilico.
El copolimero aleatorio del polímero funcional de ácido de azufre, el bloque que incluye ácido de azufre del copolimero de bloques o la estructura que incluye ácido de azufre del polímero de injerto tipo peine, pueden tener un peso molecular promedio por peso de 1000 a 200,000, preferentemente de 1000 a 50,000, más preferentemente de 2000 a 15,000 y de mayor preferencia de 3000 a 10,000. Cuando el polímero funcional de ácido de azufre es un copolimero de bloques o un polímero de injerto tipo peine, el (los) bloque (s) o dientes que no incluyen ácido de azufre, puede (n) tener respectivamente un peso molecular promedio por peso de 750 a 200,000, más preferentemente de 1000 a 50, 000, más preferentemente de 1500 a 25,000 y de mayor preferencia de 5000 a 15,000. Los pesos moleculares pueden determinarse mediante GPC.
Las partículas de pigmento pueden dispersarse en un medio acuoso con el polímero funcional de ácido de azufre soluble en agua. El polímero funcional de ácido de azufre puede producirse soluble en agua mediante la inclusión de grupos amina o de ácido de azufre suficientes, así como ¦ incluyendo niveles suficientes de monómeros copolimerizados solubles e"n agua tales como los monómeros funcionales de alcohol tales como hidroxietil (met ) acrilato; monómeros funcionales de amida tales como (met) acrilamida; monómeros funcionales de ácido tales como ácido (met ) acrílico; o combinaciones de los mismos. Los niveles de monómeros solubles en agua necesarios para hacer soluble en agua el polímero funcional de ácido de azufre o el bloque o diente del polímero dependerán del peso molecular y de la naturaleza de los co-monómeros incluidos en la composición del polímero funcional de ácido de azufre, los bloques o los dientes como se conoce en la técnica. Cuando el polímero ácido de azufre funcional es un copolímero de bloques o un polímero de injerto tipo peine, se prefiere que el (los) bloque (s) o dientes sin ácido de azufre, respectivamente, sean solubles en agua por sí mismos.
El pigmento opacificante encapsulado en polímero de la presente invención incluye de 10% a 200% por peso, en base al peso de la partícula de pigmento, un segundo polímero que encapsula al menos parcialmente la partícula de pigmento. El segundo polímero se prepara típicamente mediante la polimerización de emulsión de radical libre de monómeros etilénicamente insaturados en presencia de la partícula de pigmento que se ha dispersado en un medio. En algunas modalidades el segundo polímero se prepara de una mezcla de monómero que contiene al menos un monómero soluble en agua. Ejemplos de monómeros solubles en agua adecuados son los monómeros funcionales de ácido como 2-sulfoetil (met ) acrilato, sulfopropil (met ) acrilato, ácido estireno sulfónico, ácido vinil sulfónico, ácido 2- (met ) acrilamido-2-metil propanosulfónico, ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido itacónico y sales de los mismos. Otros monómeros solubles en agua adecuados son acrilamida, diacetonacrilamida, 2-hidroxietil metacrilato y 2-hidroxietil acrilato .
Por "al menos parcialmente encapsulado" en la presente se entiende que el segundo polímero se encuentra en contacto con al menos parte de la superficie de la partícula de pigmento. El grado de encapsulación de la partícula de pigmento puede determinarse utilizando un micrógrafo de electrones. La determinación del grado de encapsulación. no incluye ninguna contribución del primer polímero, del surfactante, dispersante o lo similar. Por "X% encapsulado" en la presente se entiende que X% del área de superficie de la partícula de pigmento se encuentra en contacto con el segundo polímero; preferentemente más del 50%, más preferentemente más del 75%, y de mayor preferencia el 100% del área de superficie se encuentra en contacto con el segundo polímero. El grosor de la capa o cubierta encapsuladora del segundo polímero puede ser de hasta 500 nm; por ejemplo, para el pigmento Ti02, el grosor preferido de la capa o cubierta encapsuladora del segundo polímero se encuentra típicamente entre 20 nm y 150 nm, preferentemente de 40 nm a 100 nm.
En un aspecto de la presente invención, el proceso para formar un pigmento opacificante encapsulado en polímero incluye: (a) dispersar una partícula de pigmento que tiene un diámetro de partícula promedio de 0.005 a 5 mieras y un índice de refracción de al menos 1.8 en un medio con desde 0.1% hasta 25% por peso, en base al peso de la partícula de pigmento, un primer polímero funcional de ácido de azufre soluble en agua; y (b) llevar a cabo una polimerización de emulsión en presencia de la partícula de pigmento dispersa para proporcionar de 10% a 200% por peso, en base al peso de dicha partícula de pigmento, un. segundo polímero que encapsula al menos parcialmente dicha partícula de pigmento dispersa.
Una etapa en este proceso de la presente invención consiste en dispersar las partículas del pigmento opacificante en un medio, preferentemente un medio acuoso, con un polímero funcional de ácido de azufre soluble en agua. Esta etapa, de dispersión puede efectuarse por medios comúnmente utilizados para dispersar pigmentos en un medio acuoso, incluye6ndo, por ejemplo, la trituración con un dispersador de alta velocidad o la trituración en un molino de medio o un molino de bolas. El peso del polímero funcional de ácido de azufre soluble en agua en base al peso de las partículas de¦ pigmento puede variar de 0.1% a 25%, preferentemente de 0.25% a 10%, más preferentemente de 0.5% a 5% y de mayor preferencia de 0.5% a 2%.
En cualquier caso, la dispersión del pigmento opacificante debe tener la estabilidad suficiente durante su almacenamiento (manteniendo sustancialmente el mismo tamaño de partícula, sin o con mínima formación de sedimentos) y debe tener la estabilidad suficiente para soportar la floculación durante el proceso de encapsulación del segundo polímero. Durante las etapas iniciales del proceso de encapsulación el mecanismo de estabilización cambiará típicamente de una superficie de partícula estabilizada por el dispersante a un primer pH a una superficie de polímero estabilizada por el surfactante a un pH menor. Se cree que mientras tiene lugar este cambio inevitablemente habrá un intervalo en el cual se reduce la estabilización del dispersante y si la estabilización se vuelve demasiado débil entonces se presentará la floculación de las partículas de TÍ02.
Una etapa en el proceso de la presente invención incluye encapsular al menos parcialmente las partículas de pigmento dispersas con de 10% a 200% por peso, en base al peso de la partícula de pigmento, un segundo polímero llevando a cabo una polimerización de emulsión en presencia de las partículas de pigmento dispersas. Alternativamente, se contempla que la dispersión de partículas de polímero puede secarse o secarse parcialmente y re-dispersarse en un medio acuoso antes de su encapsulación .
La polimerización de emulsión puede llevars.e a cabo mediante métodos muy conocidos en la técnica de polímeros e incluye procesos de polimerización de etapas múltiples. Opcionalmente se utilizan en la polimerización varios adyuvantes de síntesis tales como iniciadores, agentes de transferencia de cadena y surfactantes . En general, la polimerización de emulsión es una polimerización de emulsión de tipo sembrado, actuando las partículas de pigmento dispersas como las semillas. En una modalidad de la presente invención, el recipiente de reacción se carga con agua, pigmento dispersado y opcionalmente surfactantes y otros adyuvantes de polimerización, y después se agregan al hervidor los monómeros para el segundo polímero. En otra modalidad de la presente invención, el recipiente de reacción se carga con agua, pigmento dispersado y opcionalmente surfactantes y otros adyuvantes de polimerización y después se agrega al hervidor parte de los monómeros para la matriz polimérica, y después se agrega una semilla que consiste de las partículas de polímero emulsionadas, preparadas por separado, y finalmente se agrega al hervidor el resto del monómero para la matriz polimérica. Aún en otra modalidad de la presente invención, el recipiente de reacción se carga con agua y opcionalmente surfactantes y otros adyuvantes de polimerización y, opcionalmente una semilla de polímero, después se agrega al hervidor una parte de los monómeros para la matriz polimérica, después se agrega el pigmento dispersado al hervidor y finalmente se agrega al hervidor el resto del monómero para la matriz polimérica. La polimerización puede conducirse como un proceso de inyección o utilizando múltiples inyecciones o alimentando de manera continua el monómero al paso del tiempo. El monómero puede agregarse puro o emulsionado en agua con surfactantes apropiados. Para que el proceso se considere aceptable en la presente, éste debe ser capaz de efectuarse a un nivel final de sólidos de 40% por volumen o mayor, preferentemente a 45% por volumen o mayor, con una formación de arenilla menor que 1.0% por peso en base al peso de sólidos totales.
En una modalidad preferida de la presente invención, el segundo polímero incluye al menos un monómero funcional de ácido de azufre. Ejemplos de monómeros funcionales de ácido de azufre adecuados incluyen sulfoetil (met) acrilato, sulfopropil (met ) acrilato, ácido estireno sulfónico, ácido vinil sulfónico, y ácido 2- (met ) acrilamido-2-metil propanosulfónico y sales de los mismos. Preferentemente el monómero funcional de ácido de azufre es ácido estireno sulfónico o su sal. El monómero funcional de ácido de azufre puede estar presente a un nivel de desde 0.1% hasta 20% por peso de los monómeros utilizados para preparar el segundo polímero que contiene el monómero funcional de ácido de azufre, preferentemente de 0.25% a 10%, más preferentemente de 0.25% a 5%, de mayor preferencia de 0.5% a 2%. Si el segundo polímero contiene más de una fase polimérica, entonces el monómero funcional de ácido de azufre puede estar presente solamente en algunas o en todas las fases de polímero. Si el segundo polímero contiene más de una fase polimérica., es preferible que el monómero funcional de ácido de azufre se encuentre presente en la etapa del primer polímero que va a polimerizarse .
La polimerización de los · monómeros para el segundo polímero se efectúa mediante la adición de un iniciador de polimerización. El iniciador de polimerización puede agregarse al hervidor antes de la adición del monómero, o concurrente con la adición del, monómero, después de la adición del monómero, o como una combinación de éstos. Ejemplos de iniciadores de polimerización adecuados incluyen iniciadores de polimerización que se descomponen térmicamente a la temperatura de polimerización para generar radicales libres. Los ejemplos incluyen especies tanto solubles en agua como insolubles en agua. Ejemplos de iniciadores adecuados que generan radicales libres incluyen persulfatos, tales como persulfato de amonio y de metal álcali (potasio, sodio, y litio); compuestos azo, tales como 2,2'-azobis ( isobutironitrilo) , 2,2' -azobis (2m4-dimetilvaleronitrilo) y t-butil azocianociclohexano; hidroperóxidos , tales como t-butil hidroperóxido e hidroperóxido de eumeno; peróxidos tales . como peróxido de benzoilo, peróxido de caprililo, di-t-butil peróxido, etil 3, 3' -di- (t-butilperoxi) butirato, etil 3,3'-di(t-amilperoxi ) butirato, t-amilperoxi-2-etil hexanoato, y t-butilperoxi pivilato; perésteres, tales como t-butil peracetato, t-butil perftalato y t-butil perbenzoato; asi como percarbonatos , tales como di- ( 1-ciano-l-metiletil ) peroxi dicarbonato; y perfosfatos.
Los iniciadores de polimerización pueden utilizarse solos y, alternativamente, como el componente oxidante de un sistema de reducción-oxidación, que también incluye un componente de reducción tal como un ácido seleccionado del grupo que consiste de: ácido ascórbico, ácido málico, ácido glicólico, ácido oxálico, ácido láctico, y ácido tioglicólico; un sulfito de metal álcali, típicamente un hidrosulfito, tal como hidrosulfito de sodio; un hiposulfito, tal como hiposulfito de potasio; o un metabisulfito, tal como metabisulfito de potasio; y formaldehido sulfoxilato de sodio.
Los niveles adecuados del iniciador y del componente de reducción opcional incluyen proporciones de desde 0.001% hasta 5% cada uno, en base al peso de los monómeros en la mezcla de monómero que va a polimerizarse . Generalmente se utilizan en pequeñas cantidades aceleradores tales como sales de cloruro y sulfato de cobalto, hierro, níquel y cobre. Ejemplos de sistemas catalizadores de reducción-oxidación incluyen t-butil hidroperóxido/formaldehido sulfoxilato de sodio/Fe (II) y persulfato de amonio/bisulfito de sodio/hidrosulfito de sodio/Fe (II) .
Opcionalmente se agregan agentes de transferencia de cadena al medio acuoso de reacción para controlar el peso molecular del segundo polímero. Ejemplos de agentes de transferencia de cadena incluyen mercaptanos, polimercaptanos y compuestos de polihalógeno . Ejemplos de agentes de transferencia de cadena adecuados incluyen alquil mercaptanos, tales como etil mercaptano, n-propil mercaptano, n-butil mercaptano, isobutil mercaptano, t-amil mercaptano, n-hexil mercaptano, ciclohexil mercaptano, n-octil mercaptano, n-decil mercaptano, n-dodecil mercaptano; ácido 3-mercaptopropiónico; 2-hidroxietil mercaptano; alcoholes, tales como isopropanol, isobutanol, lauril alcohol y t-octil alcohol; y compuestos halogenados, tales como tetracloruro de carbono, tetracloroetileno y triclorobromoetano .
Generalmente se utiliza de 0 a 10% por peso del agente de transferencia de cadena en base al peso del monómero para preparar el segundo polímero. Otras técnicas para controlar el peso molecular, conocidas en la técnica, incluyen seleccionar la proporción del iniciador a la cantidad total del monómero.
El catalizador y/o el agente de transferencia de cadena se disuelven o se dispersan opcionalmente en un medio fluido separado o en el mismo y se agregan gradualmente al recipiente de polimerización. El monómero puro, disuelto, o dispersado en un medio fluido se agrega, opcionalmente, simultáneamente con el catalizador y/o el agente de transferencia de cadena.
El medio de reacción de la polimerización de emulsión contiene típicamente un surfactante para estabilizar las partículas en crecimiento encapsuladas en el segundo polímero durante la polimerización y para abatir la agregación de las partículas de pigmento encapsuladas en el polímero en la dispersión acuosa resultante. Comúnmente se utilizan uno o más surfactantes , incluyendo surfactantes aniónicos y no iónicos, y mezclas de los mismos. Se proporcionan muchos ejemplos de surfactantes adecuados para la polimerización de emulsión en cCutcheon' s Detergents and Emulsifiers (Detergentes y emulsionantes de McCutcheon) (MC Publishing Co . , Glen Rock, NF) , publicado anualmente. Otros tipos de agentes de estabilización, tales como los coloides protectores, se utilizan opcionalmente . . Sin embargo, se prefiere que la cantidad y el tipo del surfactante de estabilización o de otro tipo de agente de estabilización empleado durante la reacción de polimerización se seleccione de manera que el agente de estabilización residual en la dispersión acuosa resultante no interfiera significativamente con las propiedades de la dispersión acuosa, con las propiedades de las composiciones incluyendo la dispersión acuosa, o de los artículos preparados a partir de la dispersión acuosa.
Los surfactantes aniónicos adecuados incluyen, por ejemplo, sulfatos de alcohol graso alcalino, tales como lauril sulfato de sodio; arilalquil sulfonatos, tales como isopropilbenceno sulfonato de potasio; alquil sulfosuccinatos alcalinos, tales como octil sulfosuccinato de sodio; y arilalquilpolietoxietanol sulfatos o sulfonatos alcalinos, tales como octil fenoxipolietoxietil sulfato de sodio, que tienen de 1 a 5 unidades de oxietileno.
Los surfactantes no iónicos adecuados incluyen, por ejemplo, alquil fenoxipolietoxi etanoles que tienen grupos alquilo de desde 7 hasta 18 átomos de carbono y de 6 a 60 unidades de oxietileno, tales como, por ejemplo, heptil fenoxipolietoxietanoles; derivados de óxido de etileno de ácidos carboxilicos de cadena larga, tales como ácido láurico, ácido miristico, ácido palmitico, ácido oleico o mezclas de ácidos, tales como las que se encuentran en el aceite de pino, que contienen de 6 a 60 unidades de oxietileno; condensados de óxido de etileno de alcoholes de cadena larga tales como alcoholes octilicos, decilicos, laurilicos o cetilicos que contienen de 6 a 60 unidades de oxietileno; y copolimeros de bloques de secciones de óxido de etileno combinadas con una o más secciones de óxido de propileno hidrófobo. También pueden utilizarse polímeros de alto peso molecular, tales como hidroxietil celulosa, metilcelulosa, y alcohol polivinílico .
En una modalidad preferida de la presente invención las partículas de pigmento dispersas se estabilizan adicionalmente con ciertos surfactantes antes de la introducción de cualquier monómero utilizado para preparar el segundo polímero. Estos surfactantes incluyen la familia de ésteres de ácido sulfosuccínico de. la fórmula R-OC (O) CH2CH (S03H) C (O) OR' , en donde R y R' pueden ser alquilo, arilo, alilo, vinilo, estirenilo, o (met)acrilo, o H, y en donde R y R' pueden ser el mismo o diferente, con la excepción de que R y R' no pueden ser ambos H. Preferentemente, R es alquilo C6 a C16 y R' es alilo. Se ha descubierto que el uso de tales surfactantes de la manera especificada permite llevar a cabo la polimerización de emulsión con niveles de gel mucho más bajos de los que resultan cuando no se utiliza ningún surfactante, o cuando se utilizan otros surfactantes .
Después de completar la polimerización de emulsión, las partículas de pigmento encapsuladas en el polímero pueden proporcionarse como una dispersión acuosa, o, alternativamente, pueden proporcionarse como un sólido en forma de un polvo o gránulo. Las partículas de pigmento encapsuladas en el polímero pueden retirarse del medio acuoso de la polimerización de emulsión mediante una técnica apropiada incluyendo, por ejemplo, secado por evaporación, secado por aspersión, filtración, centrifugación, o coagulación. Cuando las partículas de pigmento encapsuladas en el polímero se proporcionan como un sólido, -se prefiere que la Tg del segundo polímero, o la Tg de la fase más externa del segundo polímero en el caso en que el segundo polímero contenga múltiples fases, se encuentre por arriba de la temperatura a la cual las partículas de pigmento encapsuladas en el polímero se almacenarán, se transportarán y, opcionalmente se procesarán antes de su aplicación final.
La composición de la presente invención que incluye el pigmento opacificante encapsulado en el segundo polímero de la invención es típicamente un revestimiento o un plástico. Opcionalmente, el revestimiento o plástico incluye también una o más partículas extensoras, partículas de pigmento secundarias y terceros polímeros.
El aglutinante del revestimiento o plástico de la presente invención es el medio continuo que contiene las partículas de pigmento encapsuladas en el polímero. El aglutinante puede consistir únicamente del segundo polímero que encapsula las partículas de pigmento, o puede ser una mezcla del segundo polímero de encapsulación y uno o más terceros polímeros. Tanto el segundo polímero como el tercer polímero son independientemente, alternativamente un homopolímero, un copolímero, un polímero de red de interpenetración y una mezcla de dos o más polímeros o copolímeros. Los terceros polímeros adecuados incluyen (co) polímeros de acrílico, polímeros de vinil acetato, copolímeros vinílicos/acrílicos, copolímeros de estireno/acrílico, poliuretanos , poliureas, poliepóxidos , cloruros de polivinilo, polímeros de etileno/vinil acetato, polímeros de estireno/butadieno, polímeros de poliéster, poliéteres y lo similar, y mezclas de los mismos.
En una modalidad, el aglutinante puede ser una mezcla de un polímero y un material pre-polimérico . Las partículas de pigmento encapsuladas en el polímero se proporcionan alternativamente en un medio líquido tal como un solvente orgánico o agua, o en una mezcla de solventes orgánicos y agua, o se proporcionan como un sólido tal como un polvo. El tercer polímero opcional se proporciona alternativamente en un medio liquido tal como un polímero en solución, un polímero en emulsión o un polímero en suspensión, o se proporciona como un sólido, tal como un polvo de polímero o un polímero en extrusión. Cualquiera o ambos, el segundo polímero del pigmento encapsulado en el polímero . o el tercer polímero opcional, pueden contener grupos reactivos, los cuales a la formación de una película de revestimiento o parte plástica terminada o poco después, se reticulan ya sea con ellos mismos o con reticuladores agregados externamente para proporcionar un aglutinante reticulado. Ejemplos de materiales pre-poliméricos son los monómeros y oligómeros etilénicamente insaturados, . sistemas de reticulación de dos partes tales como las composiciones que contienen grupos isocianato y grupos alcohol. Los agentes de reticulación convencionales tales como, por ejemplo, poliaziridina, poliisocianato, policarbodiimida, poliepóxido, poliaminoplasto, polialcoxisilano, polioxazolina, poliamina y un compuesto de metal polivalente, pueden utilizarse como reticuladores agregados externamente. Típicamente se utiliza de 0 a 25% por peso del agente de reticulación, en base al peso en seco del polímero.
Los polímeros que forman el aglutinante tienen típicamente temperaturas de transición del vidrio en el rango de desde -60°C hasta 150°C, según se calcula mediante, la ecuación Fox [Bulletin of the American Physical Society 1, 3 página 123 (1956) ] . La composición de revestimiento o plástico contiene opcionalmente coalescentes o plastificadores para proporcionar a los polímeros temperaturas efectivas de formación de película a o por debajo de la temperatura a la cual se aplica o se cura el revestimiento, o a la cual se forma la parte plástica. El nivel del coalescente opcional se encuentra típicamente en el rango de desde 0 hasta 40% por peso, en base al peso de los sólidos del polímero.
En una modalidad preferida de la presente invención, el segundo polímero contiene al menos dos fases, en donde una fase del segundo polímero tiene una Tg mayor o igual a 30°C, preferentemente mayor o igual a 45°C, y al menos la otra fase del segundo polímero tiene una Tg menor o igual a 12 °C, preferentemente, menor o igual a 0°C, de mayor preferencia menor o igual a -5°C. En esta modalidad de la presente invención, una fase del segundo polímero puede estar entre 5% y 50%, preferentemente entre 10% y 40%, y de mayor preferencia entre 15% y 30% por peso en base al peso de la partícula de pigmento. El total del resto de las fases de polímero del segundo polímero puede estar entre 5% y 150%, preferentemente entre 10% y 125%, de mayor preferencia entre 20% y 100% por peso en base, al peso de la partícula de pigmento.
En una modalidad preferida de la presente invención, el segundo polímero contiene al menos dos fases, en donde la primera fase del segundo polímero que va a polimerizarse contiene un monómero multifuncional para reticular esa' fase. Los monómeros multifuncionales adecuados incluyen, por ejemplo, alil (met ) acrilato, divinil benceno, etilenglicol di (met ) acrilato, propilenglicol di (met ) acrilato, trimetilolpropano tri (met ) acrilato, glicerol tri (met ) acrilato, y polietilenglicol di (met ) acrilato . El monómero multifuncional puede estar presente a un nivel de desde 0.01% hasta 50% por peso en base al peso total de los monómeros que conforman la primera fase del segundo polímero, preferentemente el monómero multifuncional es de 0.1% a 10%, más preferentemente de 0.2% a 5% y de mayor preferencia de 0.2% a 2% por peso de la primera fase del monómero. En esta modalidad de la presente invención, se prefiere que todas las fases del segundo polímero tengan una Tg menor o igual a 5°C, preferentemente menor o igual a -5°C. En esta modalidad de la presente invención, la primera fase del segundo polímero puede estar entre 5% y 50%, preferentemente entre 10% y 40% y de mayor preferencia entre 15% y 30% por peso, en base al peso de la partícula de pigmento. El total del resto de las fases de polímero del segundo polímero puede estar entre 5% y 150%, preferentemente entre 10% y 125%, y de mayor preferencia entre 20% y 100% por peso en base al peso de la partícula de pigmento.
El revestimiento o plástico de esta invención contiene opcionalmente partículas extensoras. Las partículas extensoras no dispersan la luz significativamente. Las partículas extensoras tienen un índice de refracción menor que 1.8 y típicamente mayor o igual a 1.3. las partículas extensoras adecuadas incluyen carbonato de calcio, sulfato de calcio, sulfato de bario, mica, arcilla, arcilla calcinada, feldespato, nefelina, sienita, wollastonita, tierra diatomácea, silicatos de alúmina, partículas de polímero que no forman película, óxido de aluminio, sílice, y talco. Otros ejemplos de extensores incluyen extensores de gránulo sólido, también conocidos en la técnica como pigmentos de gránulo sólido, tales como los gránulos de poliestireno y cloruro de polivinilo.
El revestimiento o plástico de esta invención contiene opcionalmente partículas de pigmento secundarias. Las partículas de pigmento secundarias tienen un índice de refracción menor que el índice de refracción de la matriz polimérica. Las partículas de pigmento secundarias incluyen partículas de pigmento que contienen vacíos de aire, tales como las partículas de pigmento que contienen vacíos de aire. El vacío de aire se caracteriza por tener un índice de refracción cercano a o igual a 1. Las partículas de pigmento secundarias que incluyen pigmentos en microesferas tales como las partículas de polímero que contienen uno o más vacíos y las partículas de polímero vesiculadas se describen en la Patente de E.U. 4,427,835; en la Patente de E.U. 4,920,160; la Patente de E.U. 4,594,363; la Patente de E.U. 4,469,825; la Patente de E.U. 4,468,498; la Patente de E.U. 4,880,842; la Patente de E.U. 4,985,064; la Patente de E.U. 5,157,084; la Patente de E.U. 5,041,464; la Patente de E.U. 5, 036,109; la Patente de E.U. 5,409,776; y la Patente de E.U. 5,510,422.
El revestimiento o plástico de esta invención contiene de 1 a 50% por volumen de partículas de pigmento en forma de partículas de pigmento encapsuladas en el polímero, preferentemente de 3 a 30% por volumen, y más preferentemente de 5 a 20% por volumen en base al volumen total del revestimiento o plástico. El revestimiento o plástico contiene de 10 a 99% por volumen del segundo y el tercer polímero, preferentemente de 20 a 97% por volumen y de mayor preferencia de 25 a 80% por volumen en base al volumen total del revestimiento o plástico. El revestimiento o plástico contiene de 0 a 70% por volumen de partículas extensoras, preferentemente de 0 a 65% por volumen, y más preferentemente de 0 a 60% por volumen en base al volumen total del revestimiento o plástico. El revestimiento o plástico contiene de 0 a 20% por volumen de partículas de pigmento secundarias, preferentemente de 0 a 17% por volumen y más preferentemente de 0 a 15% por volumen en base al volumen 5 total del revestimiento o plástico.
La composición de revestimiento de la presente invención también puede incluir opcionalmente otros materiales- encontrados comúnmente en revestimientos tales como extensores, otros polímeros, pigmentos de esfera hueca, solventes, coalescentes, agentes humectantes, des-espumadores, modificadores de reología, reticuladores , tintes, nacaradores, promotores de adhesión, dispersantes, agentes de nivelación, abrillantadores ópticos, estabilizadores ultravioleta, conservadores, biocidas y antioxidantes .
Ejemplos de "revestimientos" en la presente incluyen tintas; revestimientos para papel; revestimientos arquitectónicos, tales como pinturas interiores y exteriores para casas; revestimientos para madera y revestimientos para metal; revestimientos para piel; revestimientos y saturadores para textiles y no tejidos; adhesivos; revestimientos en polvo; y pinturas para tránsito tales como las pinturas utilizadas para marcar caminos, pavimentos y carreteras. Los revestimientos líquidos pueden ser a base de agua o solventes. Cuando el revestimiento es un revestimiento en polvo, se prefiere, que la Tg de la matriz polimérica, o la Tg de la fase más exterior de la matriz polimérica en el caso en que la matriz polimérica contiene múltiples fases, se encuentre por arriba de la temperatura a la cual se almacenará, se transportará y opcionalmente se procesará el revestimiento antes de su aplicación final. Cuando el revestimiento es un revestimiento a base de solvente, se prefiere que el segundo polímero de las partículas de pigmento encapsuladas en el polímero no sea sustancialmente soluble en el solvente o en la mezcla de solventes utilizada en el revestimiento.
El plástico de la presente invención también puede incluir opcionalmente otros materiales encontrados comúnmente en plásticos tales como las partículas de pigmento que no pertenecen a la presente invención, extensores, otros polímeros, pigmentos de esfera hueca, plastificadores , agentes de flujo, y reticuladores . Los "plásticos" en la presente incluyen materiales sólidos o flexibles en forma de objetos, películas, etc.
Los ejemplos siguientes ilustran los aspectos de la presente invención. La abreviatura "g" representa "gramos". La abreviatura "MI" representa "milímetros". La abreviatura "cm" representa "centímetros". La abreviatura "mil" representa "1/10003 de una pulgada".
Abreviaturas : SDS = dodecilbenceno sulfonato de sodio (23%) SSS = estireno sulfonato de sodio TREM™ LF-40 = dodecil alil sulfosuccinato de sodio (40%) t-BHP t-butil hidroperóxido AIBN azoisobutironitrilo SSF sulfoxilatb formaldehído de sodio IAA ácido isoascórbico EDTA sal de sodio de ácido etileno diamina tetra acético (VERSENE™) nDDM n-dodecilmercaptano BMA butil metacrilato BA butil acrilato MMA metil metacrilato DMAEMA dimetilamino etil metacrilato AMPS™ ácido 2-acrilamido-2-metil-l- propanosulfónico STY estireno MSi 3-mercaptopropil trimetoxisilano MAA ácido metacrilico glacial SEM sulfoetil metacrilato Agua DI agua desionizada EJEMPLO 1. Preparación del primer polímero funcional de ácido de azufre soluble en agua Un matraz de 250 mi equipado con un agitador magnético, una entrada de N2, un condensador de reflujo, un manto de calentamiento, y un termopar, se cargo con 20 g de SE , 4 g de DMAEMA, 10 g de BA, 16 g de MA, 1.1 g de nDDM, 0.5 g de AIBN y 100 g de n-propanol. El matraz se purgó con N2, y se calentó a 60°C, punto en el cual se apagó el manto de calentamiento y se permitió la exotermia de la reacción a 80°C. El manto de calentamiento se volvió a encender y la mezcla de reacción se mantuvo a 80°C durante 3 horas. Después la temperatura se elevó a 93°C y se agregaron 0.25 g de AIBN en 2.0 g de n-propanol. La temperatura se mantuvo a 93°C durante 1 hora; después el matraz se enfrió a temperatura ambiente. El producto se vació en 100 mi de hexano, después el polímero sólido se recolectó y se secó. El polímero seco se disolvió en suficiente agua y NH3 para producir una solución al 21.3% a un pH de 5.0.
EJEMPLO 2. Preparación del primer polímero funcional de ácido de azufre soluble en agua Se preparó una solución de monómero con 20 g de AMPS™, 4 g de DMAEMA, 10 g de BA, 16 g de MMA, 1.1 g de nDDM, 20.66 g de etanol y 6.88 g de agua. Un matraz de 250 mi equipado con un agitador magnético, una entrada de N2, un condensador de reflujo, un manto de calentamiento, un embudo de adición y un termopar, se cargó con 0.5 g de VAZO™ 52, 27.51 g de la solución de monómero, 5.9 g de agua y 17.67 g de etanol. El matraz se purgó con N2, y se calentó a 55°C, punto en el cual se apagó el manto de calentamiento y se permitió la exotermia de la mezcla de reacción a 70 °C. el manto de calentamiento se volvió a encender y se agregó el resto de la solución de monómero durante 30 minutos mientras se mantuvo la temperatura a 70°C. Después de completar la adición de monómero la mezcla de reacción se mantuvo a 70°C durante 0.5 horas. Después se elevó la temperatura a 77 °C y se agregaron 0.5 g de VAZO™ 52 en 1.0 g de etanol. La temperatura se mantuvo a 77 °C durante 1 hora, después el matraz se enfrió a temperatura ambiente y el solvente se desprendió. El polímero seco se disolvió en suficiente agua y NH3 para producir una solución al 21.0% a un pH de 4.0* EJEMPLO 3. Preparación del primer polímero funcional de ácido de azufre soluble en agua A un matraz de 3 cuellos de 1 litro conteniendo 300 g de etanol desnaturalizado, se agregaron 40 g de BA, 90 g de M A y 70 g de SEM. Después, se agregaron mediante pipeta 4.2 g de n-DDM y 2.72 g de iniciador VAZO™ 52. La solución combinada se colocó bajo presión positiva de nitrógeno y se calentó a 60 °C durante 4 horas. Después de este tiempo se agregó 1 g de VAZO™ 52 para encontrar el monómero sin reaccionar. La reacción se enfrió entonces a temperatura ambiente. Los sólidos se determinaron mediante el retiro de los volátiles en un horno de vacío por triplicado, 60.1%. el producto se vació en 100 mi de hexano; después el polímero sólido se recolectó y se secó. El polímero seco se disolvió en suficiente agua y NH3 para producir una solución al 10% a un pH de .0.
EJEMPLO COMPARATIVO A. Preparación del polímero funcional de ácido de azufre Un reactor de vidrio de 1 litro se cargó con 158.59 g de etanol. Bajo un manto de nitrógeno se calentó el reactor a 75°C. Cuando el reactor alcanzó los 75°C se alimentó al reactor una alimentación de monómero consistiendo de 58.83 g de etanol, 2.05 g de VAZO™ 52, 6.02 g de n-DDM, 127.87 g de MMA y 22.56 g de SEM, durante un período de 2 horas y 52 minutos. Se mantuvo una temperatura de 75 ± 2°C a través de todo el proceso. Al final de la alimentación del monómero se alimentó al reactor una solución de 1.50 g de VAZO™ 52 disuelto en 22.58 g de etanol durante un período de 28 minutos. Al final de esta alimentación la temperatura se mantuvo a 75 ± 2°C durante otros 40 minutos antes de enfriar. Los sólidos finales del producto fueron de 39.7%. El dispersante seco no fue soluble en agua a o por debajo de un pH de 5.
EJEMPLO COMPARATIVO B. Preparación del polímero funcional de ácido de azufre Un reactor de vidrio de 1 litro se cargó con 158.59 g de etanol. Bajo un manto de nitrógeno el reactor se calentó a 75°C. · Cuando el reactor alcanzó los 75°C, se alimentó al reactor una alimentación de monómero consistiendo de 58.83 g de etanol, 2.05 g de VAZO™ 52, 6.02 g de n-DDM, 100.79 g de MMA, 9.03 g de SEM y 40.62 g de AA durante un periodo de 2 horas y 52 minutos. Se mantuvo una temperatura de 75 ± 2CC a través de todo el proceso. Al final de la alimentación del monómero se alimentó al reactor una solución de 1.50 g de VAZO™ 52' disuelto en 22.58 g de etanol durante un periodo de 28 minutos. Al final de esta alimentación la temperatura se mantuvo a 75 ± 2°C durante otros 40 minutos antes de enfriar. Los sólidos finales del producto fueron de 40.4%. El dispersante seco no fue soluble en agua a o por debajo de un pH de 5. Se preparó una solución acuosa del dispersante seco agregando suficiente NH3 para neutralizar todos los grupos ácidos de MAA y SEM; el pH fue mayor que 6. EJEMPLO COMPARATIVO C. Preparación del polímero sin ácido de azufre Un matraz de 250 mi equipado con una barra magnética, una entrada de N2, un condensador de reflujo, un manto de calentamiento y un termopar, se cargó con 7.75 g de MMA, 10 g de BA, 32.25 g de MMA, 1.08 g de nDDM, 0.5 g de AIBN y 92.5 g de n-propanol. El matraz se purgó con N2 y se calentó a 65°C, punto en el cual se apagó el manto de calentamiento y se permitió la exotermia de la mezcla de reacción a 80 °C. El manto de calentamiento se volvió a encender y la mezcla de reacción se mantuvo a 80 °C durante 3 horas. Después se elevó la temperatura a 93°C y se agregaron 0.25 g de AIBN en 2.5 g de n-propanol. La temperatura se mantuvo a 93°C durante 1 hora; después el matraz se enfrió a temperatura ambiente. El dispersante seco no fue soluble en agua a o por debajo de un pH de 5. Al dispersante seco se agregaron 90.17 gramos de agua desionizada y 20.86 gramos de amoniaco (2.8%). El dispersante formó una solución transparente después de aproximadamente 15 minutos de agitación a temperatura ambiente. Los sólidos teóricos de esta solución dispersante fueron de 7.5%. El pH se midió para ser de 9.0.
EJEMPLO 4. Formación de la dispersión de pigmento opacificante Un recipiente de trituración de acero se cargó con 31.7 g del Ejemplo 1 y 95.2 g de agua. Se agregaron lentamente 450 g de Ti02 (TIPURE™ T-106) mientras se trituraba a -2000 rpm utilizando un dispersador Premier Mili Corp. Modelo 50 equipado con una cuchilla de disco. Después de la adición del Ti02, la mezcla se trituró durante 20 minutos; después se agregaron 11.3 g de agua adicionales. Los sólidos fueron el 76.5%.
EJEMPLO 5. Formación de la dispersión de pigmento opacificante Un recipiente de trituración de acero se cargó con 71.6 g del Ejemplo 2 y 235.6 g de agua. Se agregaron lentamente 1000 g de Ti02 (TIPURE™ R-706) mientras se trituraba a -2000 rpm utilizando un dispersador Premier Mili Corp., Modelo 50 equipado con una cuchilla de disco. Después de la adición del Ti02 la mezcla se trituró durante 20 minutos. Los sólidos fueron el 76.5%.
EJEMPLO 6. Formación de la dispersión de pigmento opacificante Un recipiente de trituración de acero se cargó con 40.0 g del Ejemplo 3 y 41.4 g de agua. Se agregaron lentamente 265 g de Ti02 (TIPURE™ R-706) mientras se trituraba a ~2000 rpm utilizando un dispersador Premier Mili Corp., Modelo 50 equipado con una cuchilla de disco. Después de la adición del Ti02 la mezcla se trituró durante 20 minutos. Los sólidos fueron el 76.5%.
EJEMPLO COMPARATIVO D. Formación de la dispersión de pigmento opacificante Un recipiente de trituración de acero inoxidable se cargó con 100.0 g de la solución acuosa del Ejemplo Comparativo B y 67.67 g de agua. A 1000 rpm se agregaron 500 g de TIPURE™ T-706 en aproximadamente 2 minutos. La agitación se mantuvo a 1000 rpm durante 1 hora. La mezcla se filtró a través de una bolsa de filtración de 325 mallas. Los sólidos se midieron para ser el 75.5%.
EJEMPLO COMPARATIVO E. Formación de la dispersión de pigmento opacificante Un recipiente de trituración de acero se cargó con 37.5 g del Ejemplo Comparativo C y 143.7 g de agua. Se agregaron lentamente 500 g de Ti02 (TIPURE™ R-706) mientras se trituraba a -2000 rpm utilizando un dispersador Premier Mili Corp., Modelo 50 equipado con una cuchilla de disco. Después, de la adición del Ti02 la mezcla se trituró durante 20 minutos. Los sólidos fueron el 73.4%.
EJEMPLO 7. Formación de las Partículas de Pigmento Encapsuladas en Polímero Un matraz de fondo redondo de cuatro cuellos de 250 mi se equipó con un agitador de palas, un termómetro, una entrada de nitrógeno y un condensador de reflujo. Se agregaron al hervidor 15 g de agua DI y 1.2 g de SDS. Mientras se agitaba el contenido del hervidor, se agregaron 94.9 g del Ejemplo 6. El hervidor se calentó entonces a 50°C bajo una atmósfera de nitrógeno. Se preparó una emulsión de monómero (ME) mezclando 7 g de agua DI, 1.5 g de SDS, 20.9 g de BMA, 14.4 g de MMA y 0.7 g de MAA. Con el agua del hervidor a 50 °C, se agregaron al hervidor 2 g de una solución al 0.15% en agua DI de heptahidrato de sulfato ferroso. A esto le siguió la alimentación en 9.5 g de una solución al 4.2% en agua DI de t-BHP y de una solución al 3.2% en agua DI de SSF durante 65 minutos. 2 minutos después, se inició la ME y se alimentó al hervidor durante un período de 44 minutos a 50 °C. Después de completar la alimentación del monómero la dispersión se mantuvo a 50°C hasta terminar todas las alimentaciones. El polímero se enfrió a 25°C. Entonces se neutralizó la dispersión con 1 g de agua amoniaco al 14% y después se filtró. Las cantidades restantes de gel se filtraron en un filtro de 100 mallas.
EJEMPLO 8. Formación de las Partículas de Pigmento Encapsuladas en Polímero A un matraz de fondo redondo de cuatro cuellos de 500 mi equipado con un agitador de palas, una entrada de N2, un condensador de reflujo, un manto de calentamiento y un termopar, se cargaron 197.3 g del'- Ejemplo 5 (73.0% de sólidos) junto con una solución de '2.5 g de SDS mezclado en 20 g de agua DI. El matraz se purgó con N2 y se calentó a 50 °C. Con la temperatura del hervidor a 50 °C, se agregó al reactor una solución de 4.0 g de sulfato de hierro al 0.1% y 0.4 g de EDTA al 1%. Dos minutos después se alimentó al reactor la co-alimentación # 1 consistente de 2.0 g de t-BHP disuelto en 36 g de agua DI y la co-alimentación #2 consistente de 1.1 g de SSF disuelto en 36 g de agua DI a una tasa de 0.3 g/min. Dos minutos después de iniciar las soluciones de co-alimentación, se alimentó al reactor una emulsión de monómero (ME 1) preparada previamente mezclando 5.2 g de agua DI, 1.25 g de SDS, 16.7 g de BMA, 11.5 g de MMA y 0.6 g de MAA a una tasa de 2.0 g/min. Cuando se completó la ME 1, se alimentó al reactor una segunda emulsión de monómero (ME 2) preparada mezclando 22.8 g de agua DI, 5.0 g de SDS, 66.8 g de BA, 47.2 g de MMA y 1.2 g de MAA a una tasa de 2.0 g/min. Al completar la alimentación de la ME 2 continuaron las co-alimentaciones durante otros 20 minutos hasta terminar. El contenido del reactor se enfrió a temperatura ambiente y se agregaron 3.0 gramos de agua amoniaco (14%). El contenido del reactor se filtró entonces para retirar todo el gel. La dispersión filtrada tuvo un contenido de sólidos de 60.8% con 2.5 gramos de gel seco retirados .
EJEMPLO 9. Formación de las Partículas de Pigmento Encapsuladas en Polímero A un matraz de fondo redondo de cuatro cuellos de 500 mi equipado con un agitador de palas, una entrada de N2, un condensador de reflujo, un manto de calentamiento y un termopar, se cargaron 188.23 g del Ejemplo 5 (76.5% de sólidos) junto con una solución de 1.5 g de TREM™ LF-40 en 29 g de agua DI. El matraz se purgó con N2 y se calentó a 50 °C. Con la temperatura del hervidor a 50°C, se agregó al reactor una solución de 4.0 g de sulfato de hierro al 0.1% y 0.4 g de EDTA al 1%. Dos minutos después se alimentó al reactor la co-alimentación # 1 consistente de 2.0 g de t-BHP disuelto en 31 g de agua DI y la co-alimentación #2 consistente de 1.1 g de IAA disuelto en 31 g de agua DI a una tasa de 0.25 g/min. Dos minutos después de iniciar las soluciones de coalimentación, ' se alimentó al reactor una emulsión de monómero (ME 1) preparada previamente mezclando 5.2 g de agua DI, 1.25 g de SDS, 16.7 g de- BMA, 11.5 g de MMA y 0.6 g de MAA a una tasa de 2.0 g/min. Cuando se completó la ME 1, se alimentó al reactor una segunda emulsión de monómero (ME 2) preparada mezclando 22.8 g de agua DI, 5.0 g de SDS, 66.8 g de BA, 47.2 g de MMA y 1.2 g de MAA a una tasa de 2.0 g/min. Al completar la alimentación de la ME 2 continuaron las coalimentaciones durante otros 20 minutos hasta terminar.. El contenido del reactor se enfrió entonces a temperatura ambiente y se agregaron 3.0 gramos de agua amoniaco (14%). El contenido del reactor se filtró entonces para retirar todo el gel. La dispersión filtrada tuvo un contenido de sólidos de 62.8% con 0.36 gramos de gel seco retirados.
EJEMPLO 10. Formación de las Partículas de Pigmento Encapsuladas en Polímero Un matraz de fondo redondo de cuatro cuellos de 500 mi se equipó con un agitador de palas, un termómetro, una entrada de nitrógeno y un condensador de reflujo. Se agregaron al hervidor 30 g de agua DI. Mientras se agitaba el contenido del hervidor, se agregar 197.3 g del 76.5% de sólidos del Ejemplo 5 al hervidor. El hervidor se calentó entonces a 50°C bajo una atmósfera de nitrógeno. Se preparó la emulsión de monómero # 1 (ME # 1) mezclando 5 g de agua DI, 1.3 g de SDS, 16.7 g de BMA, 10.2 g de MMA y 1.4 g de SSS. Se preparó la segunda emulsión de monómero (ME # 2) mezclando 22 g de agua DI, 5 g de SDS, 66.8 g de BA y 48.4 g de MMA. Con el agua del hervidor a 50°C, se agregaron al hervidor 4 g de una solución al 15% en agua DI de heptahidrato de sulfato ferroso junto con 0.4 g de una solución al 1% en agua DI de t-BHP y 37.1 g de una solución al 3% en agua DI de IAA durante 100 minutos. 2 minutos después se inició la ME # 1 y se alimentó al hervidor durante un periodo de 18 minutos a 50 °C. Después de completar la ME # 1, se inició la ME # 2. La ME # 2 se alimentó durante 75 minutos. La dispersión se mantuvo a 50 °C hasta terminar todas las alimentaciones. Después se enfrió la muestra a 25°C y se agregaron 4 g de una solución al 14% en agua DI de agua amoniaco. La muestra se filtró entonces a través de un filtro de 100 mallas. Se recolectaron 0.015 g de gel.
EJEMPLO 11. Formación de las Partículas de Pigmento Encapsuladas en Polímero Un matraz de fondo redondo de cuatro cuellos de 500 mi se equipó con un agitador de palas, un termómetro, una entrada de nitrógeno y un condensador de reflujo. Se agregaron al hervidor 25 g de agua DI. Mientras se agitaba el contenido del hervidor, se agregaron 194.9 g del 73.9% de sólidos del Ejemplo 5 al hervidor. El hervidor se calentó entonces a. 50°C bajo una atmósfera de nitrógeno. Se preparó la emulsión de monómero # 1 (ME # 1) mezclando 10 g de agua DI, 1.3 g de SDS, 16.7 g de BMA, 11.3 g de MMA y 0.3 g de SSS. Se preparó la segunda emulsión de monómero (ME # 2) mezclando 22 g de agua DI, 5 g de SDS, 66.8 g de BA, 47.2 g de MMA y 1.2 g de SSS. Con el agua del hervidor a 50 °C, se agregaron al hervidor 4 g de una solución al 0.15% en agua DI de heptahidrato de sulfato ferroso junto' con 0.4 g de una solución al 1% en agua DI de t-BHP y 37.1 g de una solución al 3% en agua DI de IAA durante 100 minutos. 2 minutos después se inició la ME # 1 y se alimentó al hervidor durante un periodo de 18 minutos a 50 °C. Después de completar la ME # 1, se inició la ME # 2. La ME # 2 se alimentó durante 75 minutos. La dispersión se mantuvo a 50 °C hasta terminar todas las alimentaciones. Después se enfrió la muestra a 25 °C y se agregaron 4 g de una solución al 14% en agua DI de agua amoniaco. La muestra se filtró entonces a través de un filtro de 100 mallas. . Se recolectaron 0.13 g de gel.
EJEMPLO COMPARATIVO F. Formación de las Partículas de Pigmento Encapsuladas en Polímero Un reactor de 1 litro se cargó con 233.0 g de agua DI y 6.3 g de TRITON™ X-405 (35% de sólidos). Bajo agitación se agregaron lentamente al reactor 290.0 g de la mezcla de Ti02 del Ejemplo Comparativo D. Bajo una atmósfera de nitrógeno el reactor se calentó a 50°C. Cuando el reactor alcanzó los 50°C se inició una alimentación de 0.87 g de SSF disuelto en 26.1 g de agua DI simultánea con una alimentación de 1.58 g de t-BHP (70% activo) disuelto en 24.5 g de agua DI. Ambas alimentaciones se ajustaron para procesarse durante. 4 horas y 5 minutos. Después de 5 minutos en la alimentación, se agregó al reactor una mezcla de 4.5 g de FeS04 (0.1% de sólidos) y 11.0 g de VERSENE™ (1% de sólidos) y se inició una alimentación de monómero pre-emulsionado consistente de 28.8 g de agua DI, 4.8 g de DS-4 (23%), 43.7 g de MA, 63.5 g de B A y 2.2 g de AA. La alimentación del monómero pre-emulsionado se ajustó para procesarse durante 3.5 horas. Después de aproximadamente 1 hora y 12 minutos en la alimentación de monómero, las cantidades masivas de sedimento formadas hicieron imposible la agitación. El lote se abandonó.
EJEMPLO COMPARATIVO G. Formación de las Partículas de Pigmento Encapsuladas en Polímero A un matraz de fondo redondo de cuatro cuellos de 250 mi equipado con un agitador de palas, una entrada de N2, un condensador de reflujo, un manto de calentamiento y un termopar, se cargaron 98.09 g del Ejemplo Comparativo E (73.4% de sólidos) . También se agregó al matraz una solución de 1.2 g de SDS mezclada en 15 g de agua DI. El matraz se purgó con N2 y se calentó a 50 °C. Con la temperatura del hervidor a 50°C, se agregó al reactor una solución de 2.0 g de sulfato de hierro al 0.1%. Dos minutos después se alimentó al reactor la co-alimentación # 1 consistente de 0.5 g de t-BHP disuelto en 9 g de agua DI y la co-alimentación # 2 consistente de 0.28 g de SSF disuelto en 9 g de agua DI a una tasa de 0.15 g/min. Dos minutos después de iniciar las soluciones de co-alimentación, se alimentó al reactor una emulsión de monómero (ME) preparada previamente mezclando 7.0 g de agua DI, 1.45 g de SDS, 20.9 g de BMA, 14.4 g de MMA y 0.7 g de MAA a una tasa de 1.0 g/min. Después de cinco minutos de la alimentación de la ME, el lote tuvo que abandonarse debido a la cantidad masiva de coagulación en el reactor.
EJEMPLO 12. Formación de las Partículas de Pigmento Encapsuladas en Polímero A un matraz de fondo redondo de cuatro cuellos de 500 mi equipado con un agitador de palas, una entrada de N2, un condensador . de reflujo, un manto de calentamiento y un termopar, se cargaron 188.23 g del Ejemplo 5 (73.0 de sólidos) junto con una solución de 2.5 g de SDS mezclado en 20 g de agua DI. El matraz se purgó con N2 y se calentó a 50°C. Con la temperatura del hervidor a 50°C, se agregó al reactor una solución de 4.0 g de sulfato de hierro al 0.1% y 0.4 g de EDTA al 1%. Dos minutos después se alimentó al reactor la co-alimentación # 1 consistente de 2.0 g de t-BHP disuelto en 36 g de agua DI y la co-alimentación # 2 consistente de 1.1 g de IAA disuelto en 36 g de agua DI a una tasa de 0.3 g/min. Dos minutos después de iniciar las soluciones de co-alimentación, se alimentó al reactor una emulsión de monómero (ME 1) preparada previamente mezclando 5.2 g de agua DI, 1.25 g de SDS, 16.7 g de BMA, 11.5 g de MMA y 0.6 g de MAA a una tasa de 2.0 g/min. Cuando se completó la ME 1, una segunda emulsión de monómero (ME 2) previamente preparada consistente de 22.8 g de agua DI, 5.0 g de SDS, 66.8 g de BA y 47.2 g de MMA se dividió a la mitad. Se retiraron setenta y un g de la . ME 2 (designada ME 2 B) , y se apartaron. A la mitad restante de la ME 2 se agregaron¦ 1.2 g de MAA (designada ME 2 A) . La ME 2 A se alimentó al reactor a una tasa de 2.0 g/min. Al completar la alimentación de la ME 2 A, se alimentó la ME 2 B al reactor a una tasa de 2.0 g/min. Cinco minutos después de iniciar la ME 2 B, se agregaron al hervidor 3.0 g de agua amoniaco (14%) . Al completar la alimentación de la ME 2 B continuaron las coalimentaciones durante otros 20 minutos gasta terminar. El contenido del reactor se enfrió entonces a temperatura ambiente y se filtró para retirar todo el gel. La dispersión filtrada tuvo un contenido de sólidos de 61.0% con 0.04 gramos de gel seco retirados.

Claims (19)

REIVINDICACIONES
1. Un pigmento opacificante encapsulado en polímero, que comprende: una partícula de pigmento que tiene un diámetro de partícula promedio de desde 0.005 hasta 5 mieras y un índice de refracción de al menos 1.8; desde 0.1% hasta 25% por peso, en base al peso de dicha partícula de pigmento, un primer polímero funcional de ácido de azufre soluble en agua; y desde 10% hasta 200% por peso, en base al peso de dicha partícula de pigmento, un segundo polímero que encapsula al menos parcialmente dicha partícula de pigmento.
2. El pigmento opacificante encapsulado en polímero de la reivindicación 1, en donde dicho primer polímero funcional de ácido de azufre comprende al menos dos residuos de amina.
3. El pigmento opacificante encapsulado en polímero de la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en donde dicho segundo polímero comprende, como unidad copolimerizada, al menos un monómero funcional de ácido.
4. El pigmento opacificante encapsulado en polímero de la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en donde dicho segundo polímero comprende al menos dos fases, en donde una fase polimérica tiene una Tg mayor o igual a 40°C y una fase polimérica tiene una Tg menor o igual a 25°C.
5. El pigmento opacificante encapsulado en polímero de la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en donde dicho segundo polímero comprende al menos dos fases, en donde la primera fase polimérica incluye al menos un monómero multifuncional .
6. El pigmento opacificante encapsulado -en polímero de la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en donde dicha partícula de pigmento comprende Ti02.
7. El pigmento opacificante encapsulado en polímero de la reivindicación 3, en donde dicho monómero funcional de ácido es un monómero funcional de ácido de azufre.
8. Un proceso para formar un pigmento opacificante encapsulado en polímero, que comprende: (a) dispersar una partícula de pigmento que tiene un diámetro de partícula promedio de desde 0.005 hasta 5 mieras y un índice de refracción de al menos 1.8 en un medio con desde 0.1% hasta 25% por peso, en base al peso de dicha partícula de pigmento, un primer polímero funcional de ácido de azufre soluble en agua; y (b) llevar a cabo una polimerización de emulsión en presencia de dicha partícula de pigmento dispersa para proporcionar de 10% a 200% por peso, en base al peso de dicha partícula de pigmento,' un segundo polímero que encápsula al menos parcialmente dicha partícula de pigmento dispersa.
9. El proceso de la reivindicación 8, en donde dicho primer polímero funcional de ácido de azufre comprende al menos dos residuos de amina.
10. El proceso de la reivindicación 8, en donde dicho segundo polímero comprende, como unidad polimerizada, al menos un monómero funcional de ácido.
11. El proceso de la reivindicación 8, en donde dicho segundo- polímero comprende al menos dos fases, en donde la primera fase polimérica formada tiene una Tg mayor o igual a 30°C y una fase polimérica tiene una Tg menor o igual a 12°C.
12. El proceso de la reivindicación 8, en el cual dicha partícula de pigmento dispersa comprende además al menos un surfactante seleccionado del grupo que consiste de ésteres de ácido sulfosuccínico de la fórmula R-OC (O) CH2CH (S03H) C (O) OR' , en donde R y R' pueden ser alquilo, arilo, alilo, vinilo, estirenilo, o (met)acrilo, o H, y en donde R y R' pueden ser el mismo o diferente, con la excepción de que R y R' no pueden ser ambos H, antes de llevar a cabo dicha polimerización de emulsión para formar dicho segundo polímero.
13. El proceso de la reivindicación 8, en donde dicha partícula de pigmento comprende Ti02.
14. El proceso de la reivindicación 10, en donde dicho monómero funcional de ácido es un monómero funcional de ácido de azufre.
15. El proceso de la reivindicación 8, en donde dicho segundo polímero comprende al menos dos fases, en donde la primera fase polimérica incluye al menos un monómero multifuncional .
16. Una composición que comprende dicho pigmento opacificante encapsulado en polímero formado mediante el proceso de la reivindicación 8.
17. El pigmento opacificante encapsulado en polímero de la reivindicación 1, en donde la partícula de pigmento tiene un diámetro de partícula promedio en el rango de 150 a 500 nm y un índice de refracción en el rango de 2.0 a 4.0.
18. El pigmento opacificante -encapsulado en polímero de cualquiera de las reivindicaciones 1 o 17, en donde el primer polímero funcional de ácido de azufre soluble en agua se encuentra presente en una concentración de 0.5% a 5% por peso, en base al peso de la partícula de pigmento, y en donde la partícula de pigmento comprende Ti02.
19. Una formulación de pintura que comprende un pigmento opacificante encapsulado en polímero de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, 17 y 18, cuyo pigmento se encuentra presente a una concentración de 5% a 25% por volumen para el volumen total de sólidos en la formulación.
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