MX2013008616A - Composicion a base de monomeros de acido sulfonico. - Google Patents

Composicion a base de monomeros de acido sulfonico.

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Abstract

La presente invención se refiere a una composición que comprende un dispersante soluble en agua que comprende unidades estructurales de un monómero de ácido sulfónico o una sal del mismo y un co-monómero. El dispersante de la presente invención se dirige a una necesidad en la técnica de proporcionar una manera de mejorar la eficiencia de encubrimiento de las composiciones de revestimiento.

Description

COMPOSICION A BASE DE MONOMEROS DE ACIDO SULFONICO ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a una composición polimérica útil en formulaciones de revestimiento. Las pinturas que contienen modificadores de la reologia asociativos tales como uretano de óxido de etileno hidrofóbicamente modificado (HEUR) , emulsión soluble alcalina hidrofóbicamente modificada (HASE) y espesantes de hidroxiletil celulosa hidrofóbicamente modificados (HMHEC) hacen que las partículas de látex se auto-asocien, lo cual ocasiona que las partículas de dióxido de titanio (TÍO2) se auto-asocien (amontonen) , lo cual reduce la eficiencia de encubrimiento en comparación con composiciones espesadas con espesantes no asociativos. Este efecto de amontonamiento se presenta debido a que los modificadores de la reologia asociativos crean una red con el aglomerante en el sistema de pintura, impulsando así a las partículas de T1O2 más cercanas entre sí. Por lo tanto Sería deseable descubrir una manera para mejorar la eficiencia de encubrimiento de los revestimientos formulados con los modificadores de la reologia asociativos.
SUMARIO DE LA INVENCIÓN La presente invención se dirige a una necesidad en la técnica para proporcionar una composición que comprenda un dispersante soluble en agua que comprenda unidades estructurales de un monómero de ácido sulfónico o una sal del mismo y unidades estructurales de uno o más monórneros seleccionados del grupo que consiste de acrilatos de polialquilen glicol, metacrilatos de polialquilen glicol, vinil pirrolidonas, vinil piridinas, haluros de acrilamidotrialquilamonio, acrilatos de alquilamino (óxido de polialquileno) , metacrilatos de alquilamino (óxido de polialquileno) , acrilatos de alquilamonio (óxido de polialquileno) , y metacrilatos de alquilamonio (óxido de polietileno) , en donde el peso molecular promedio en peso del dispersante es desde 1000 hasta 25,000 Daltones .
La presente invención se dirige a la necesidad en la técnica al proporcionar una forma de mejorar la eficiencia de encubrimiento de las composiciones que contienen TÍO2 y modificadores de la reologia asociativos.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a una composición que comprende un dispersante soluble en agua que comprende unidades estructurales de un monómero de ácido sulfónico o una sal del mismo y unidades estructurales de uno o más monórneros seleccionados del grupo que consiste de acrilatos de polialquilen glicol, metacrilatos de polialquilen glicol, vinil pirrolidonas, vinil piridinas, haluros de acrilamidotrialquilamonio, acrilatos de alquilamino (óxido de polietileno) , metacrilatos de alquilamino (óxido de polialquileno) , acrilatos de alquilamonio (óxido de polialquileno) , y metacrilatos de alquilamonio (óxido de polialquileno) , en donde el peso molecular promedio en peso del dispersante es desde 1000 hasta 25,000 Daltones.
El término "unidades estructurales" se utiliza en la presente para referirse a los grupos que se forman mediante la polimerización del polímero correspondiente. De este modo, una unidad estructural de ácido 2-(met ) arcrilamido-2-metil propanosulfónico se ilustra abajo: en donde las líneas punteadas indican el punto de unión al elemento principal del polímero.
Ejemplos de monómeros de ácido sulfónico adecuados incluyen ácido 2-acrilamido-2-metilpropano sulfónico, ácido vinil sulfónico, 2-sulfoetil acrilato, 2-sulfoetil metacrilato, 3-sulfopropil acrilato, 3-sulfopropil metacrilato, sulfonato de estireno de sodio y ácido 2-propeno-l-sulfónico, . y sales de los mismos y combinaciones de los mismos. El dispersante soluble en agua preferentemente comprende al menos 30%, más preferentemente al menos 50% - - hasta 100%, más preferentemente hasta 80% por peso de unidades estructurales de un monómero de ácido sulfónico, en base al peso del dispersante. Un monómero de ácido sulfónico particularmente preferido es ácido 2-acrilamido-2-metilpropano sulfónico (A PS) .
Ejemplos de acrilatos y metacrilatos de polialquilen glicol incluyen metacrilatos de poli (etilen glicol) , acrilatos de poli (etilen glicol), lauril-0- (CH2CH20) 23-metacrilato, CH30 (CH2CH20) n-metacrilato y HO-(CH2CH20) 23-metacrilato .
Acrilatos y metacrilatos de alquilamino (óxido de polialquileno) incluyen acrilatos y metacrilatos de mono- y dialquilamino (óxido de polialquileno), tales como CH2=CCH3~ ( OCH2CH2 ) i-so ^R2, en donde R1 es H o alquilo C!-C12, R2 es alquilo C3-C12 , y X" es un contraión.
Acrilatos y metacrilatos de alquilamonio (óxido de polialquileno) incluyen acrilatos y metacrilatos de mono-, di-, y trialquilamonio (óxido de polialquileno), tales como CH2=CCH3- ( OCH2CH2 ) NVR2R3, en donde R1 y R3 son cada uno independientemente hidrógeno o alquilo C1 -C 12 ; R2 es alquilo C3-C 12 ; y X~ es un contraión. Los ' haluros de acrilamidotrialquilamonio adecuados incluyen cloruro de [2-(acriloxi) etiljtrimetilamonio, cloruro de [2- (metacriloxi ) etil]trimetilamonio y cloruro de (3-metacrilamidopropil) trimetilamonio .
- - Los dispersantes pueden comprender además unidades estructurales de uno o más co-monómeros adicionales, ejemplos de los cuales incluyen acrilatos y metacrilatos tales como metil metacrilato, etil acrilato, butil acrilato y etil hexil acrilato; acrilatos y metacrilatos de dialquilaminoalquilo incluyendo metacrilato de 2- (N, -dimetilamino) etilo (D AEMA) , acrilato de 2- (N, -dimetilamino) etilo, metacrilato de 2-(N,N-dietilamino) etilo, acrilato de 2- (N, N-dietilamino) etilo, metacrilato de 2- ( -butilamino) etilo, acrilato de 3- (dimetilamino) propilo, metacrilato de 2-diisopropilaminoetilo y acrilato de 3-dimetilaminoneopentilo; estírenos; acrilatos y metacrilatos de hidroxialquilo tales como hidroxietil metacrilato e hidroxipropil acrilato; acrilamidas y metacrilamidas de dialquilaminoalquilo que incluyen N-[2(N,N-dimetilaminoetil]metacrilamida, N- [3 (N, N-dimetilamino) propil]acrilamida, y N-[3(N,N-dimetilamino) propil]metacrilamida .
El dispersante preferentemente contiene una ausencia sustancial de unidades estructurales de monómeros de ácido fosforoso y sales de los mismos. El término "ausencia sustancial de unidades estructurales de monómeros de ácido fosforoso y sales de los mismos" se utiliza para referirse a un dispersante que tiene menos de 0.1, más preferentemente menos de 0.01 y más preferentemente 0 por ciento en peso de unidades estructurales de un monómero de ácido fosforoso tal como fosfoetil metacrilato o una sal del mismo. Preferentemente, el dispersante contiene menos del 10 por ciento en peso de unidades estructurales de un monómero de ácido acrilico o de ácido metacrílico, en base al peso del dispersante .
En una modalidad preferida, el dispersante comprende desde 30 hasta 99 por ciento en peso de unidades estructurales de un monómero de ácido sulfónico o una sal del mismo y desde 10 hasta 50 por ciento en peso de unidades estructurales de un metacrilato de polietilen glicol, en base al peso del dispersante.
En otra modalidad preferida, las unidades estructurales del monómero de ácido sulfónico o una sal del mismo comprenden al menos 30 por ciento en peso del peso del dispersante con la salvedad de que el dispersante incluya además desde 5 hasta 25 por ciento en peso de unidades estructurales de un metacrilato de dialquilaminoalquilo y desde 5 hasta 50 por ciento en peso de unidades estructurales de un metacrilato de dialquilamino (óxido de polietileno) , cada uno en base al peso del dispersante.
El dispersante tiene un peso molecular promedio en peso (Mw) de desde 1000, preferentemente desde 2000 Daltones, hasta 25,000, preferentemente hasta 15,000, y más preferentemente hasta 8,000 Daltones. El dispersante es útil en combinación con partículas de látex y part cul,as de pigmento, especialmente partículas de T1O2 para formar una dispersión de partículas compuestas que mejoran la eficiencia de encubrimiento en formulaciones de revestimientos. La dispersión de partículas compuestas es particularmente adecuada para formulaciones de revestimiento que contienen un espesante asociativo (e.g., espesantes HEUR, HASE y HMHEC) , aunque puede utilizarse con espesantes no asociativos tales como los espesantes de HEC. Aunque no se limita por la teoría, se cree que el dispersante es efectivo para promover la rápida adsorción de las partículas de látex en la superficie de las partículas de pigmento tales como las partículas de TÍO2 para formar compuestos. Consecuentemente, el dispersante crea partículas de T1O2 más idealmente espaciadas con la mejora concomitante en el encubrimiento.
La composición de la presente invención incluye ventajosamente un pigmento tal como Ti02; una dispersión acuosa de partículas poliméricas tales como acrílicas, estireno-acrílicas , vinil acetato-acrílicas, o partículas poliméricas de látex de vinil acetato-etileno; un modificador de la reología, ejemplos de los cuales incluyen espesantes asociativos (e.g., HEURs, HASESs y HMHECs); espesantes no asociativos (e.g., emulsiones solubles alcalinas (ASEs) , celulósicos tales como hidroxietilcelulosas (HECs) , hidroximetiletilcelulosas (HMECs) e hidroxipropilcelulosas (HPCs) ; y arcillas sintéticas tales como Laponite. La composición acuosa también puede incluir cualquiera de diversos materiales que incluyen polímeros opacos; tapaporos; pigmentos y colorantes, incluyendo pigmentos encapsulados o parcialmente encapsulados y pigmentos opacos; otros dispersantes; auxiliares humectantes; auxiliares de la dispersión; adyuvantes de dispersantes; otros modificadores de la reología; surfactantes ; co-solventes; agentes coalescentes y plastificantes ; desespumantes; conservadores; aditivos anti-desgaste; agentes de flujo; agentes niveladores; aditivos deslizantes; y agentes neutralizantes. Ejemplos Los siguientes ejemplos son solo para propósitos ilustrativos y no se proponen limitar el alcance de la invención .
Los dispersantes poliméricos se prepararon cada uno utilizando un reactor de polimerización de alto rendimiento comercialmente disponible, ScPPR, reactor disponible de Freeslate. En cada ejemplo y ejemplo comparativo, se utilizó 10% en peso de la solución polimérica dispersante con un pH ajustado a 9.
Intermediario 1: Preparación de onómero de Dibutilamino-polietilenóxido ( ) -metacrilato Se agregaron anhídrido metacrílico (10 g, 65 mmol) , (4-hidroxi-2 ,2,6, 6-tetrametilpiperidin-l-il ) oxidanilo (4-Hidroxi TEMPO, 0.005 g, 0.03 mmol) y dib'util mino- polietilenóxido {4 ) -alcohol (19.8 g, 65 mmol) a una botella de vidrio de 2 onzas y se mezclaron. Los contenidos de la botella se calentaron a 50°C durante 1 hora. El análisis por espectroscopia 1H NMR mostró 80% de conversión a Dibutilamino-polietilenóxido (4) -metacrilato .
Ejemplo 1: Composición de Pintura con Ti02 espesada con HEUR A. Síntesis del Dispersante Polimérico Las cantidades y la concentración de las alimentaciones incluyen agua DI (0.62 g) ; solución de ácido 2-acrilamido-2-metilpropano sulfónico (AMPS) en agua (7.5 g, 40% en peso de solución) , 3-mercapto-l-propanol en dimetilformamida (DMF) (0.33 g, 91% en peso de solución); y dihidrocloruro de 2, 2-Azobis (2-metilpropionamidina) en agua (0.33 g, 9.1% en peso de solución). La celda del reactor se purgó con nitrógeno seguido por una carga inicial de agua y 10% del monómero, el agente de transferencia de cadena y las alimentaciones de iniciadores. La temperatura se incrementó hasta 80°C, la agitación se estableció a 400 rpm y 10 psig de presión de nitrógeno. El restante 90% de monómero, agente de transferencia de cadena y alimentaciones de iniciadores se alimentaron en una serie de etapas automatizadas durante un periodo de 100 minutos. Se agregó en 1 carga una segunda alimentación iniciadora de, dihidrocloruro de 2 , 2-Azobis ( 2-metilpropionamidina) (0.165 g, 9.1% en peso de solución acuosa) y la temperatura del reactor se elevó a 85°C. Se continuó la agitación durante otros 30 minutos seguida por el enfriamiento del reactor a temperatura ambiente. El pH del frasco de reacción se ajustó a pH 8-9 con 28% de solución de hidróxido de amonio. El polímero se precipitó en THF y se secó in vacuo a 60°C durante 4 días.
B. Ejemplo 1 de Pintura con Dispersión de Ti02 que Contiene Espesante HEUR Se preparó la dispersión de Ti02 al combinar agua DI (1.10 g) , la solución polimérica de dispersante (0.70 g) y Ti-Puro R-706 Ti02 (4.69 g) en una taza FlackTec SpeedMixer de 50 g seguido por mezclado a 2200 RPM durante un tiempo de mezclado combinado de 6 minutos. La adición de pintura diluida HEUR (18.72 g) (agua DI (18.95% en peso), Texanol (2.98% en peso), Modificador de la Reología ACRYSOL™ RM-2020 NPR (3% en peso), Modificador de la Reología ACRYSOL™ RM-825 (0.08% en peso), Aglutinante RHOPLEX™ SG-10M (74.45% en peso) y Surfactante no iónico TERGITOL 15-S-9 (0.57% en peso) a la dispersión de Ti02 y mezclado a 2200 RPM durante 3 minutos con el FlackTec SpeedMixer dio la pintura formulada que se utilizó para la prueba.
Ejemplo 2: Síntesis del Dispersante Polimérico Las cantidades y la concentración de las alimentaciones incluyen agua DI (0.69 g) ; solución de ácido 2-acrilamido-2-metilpropano sulfónico (AMPS) en agua (6.03 g, 40% en peso de solución) , metacrilato de 2- (dimetilamino) etilo (DMAEMA) en agua (1.18 g, 50% en peso de solución) , 3-mercapto-l-propanol en dimetilformamida (DMF) (0.33 g, 91% en peso de solución); y dihidrocloruro de 2,2-Azobis (2-metilpropionamidina) en agua (0.33 g, 9.1% en peso de solución) . La reacción de polimerización se llevó a cabo bajo sustancialmente las mismas condiciones como se describió en el Ejemplo 1 A. Se preparó un compuesto dispersante de Ti02 seguido por la preparación de una formulación de pintura (Ejemplo 2 de Pintura), como se describió en el Ejemplo IB. Ejemplo 3: Síntesis del Dispersante Polimérico Las cantidades y la concentración de las alimentaciones incluyen agua DI (0.125 g) ; solución de ácido 2-acrilamido-2-metilpropano sulfónico (AMPS) en agua (6.49 g, 35.29% en peso de solución); solución de dibutilamino-polietilenóxido ( ) -metacrilato (intermediario 1) en DMF (0.48 g, 54.02% en peso de solución); metacrilato de 2-(dimetilamino) etilo (DMAEMA) en agua (0.83 g, 54.02% en peso de solución), 3-mercapto-l-propanol en DMF (0.33 g, 91% en peso de solución); y dihidrocloruro de 2, 2-Azobis (2-metilpropionamidina) en agua (0.33 g, 9.1% en peso de solución) . La reacción de polimerización se llevó a cabo bajo sustancialmente las mismas condiciones como se describió en el Ejemplo 1 A. Se preparó un compuesto de dispersante de Ti02 seguido por la preparación de una formulación de pintura (Ejemplo 3 de Pintura) , como se describió en el Ejemplo 1 B.
Ejemplo 4: Síntesis del Dispersante Polimérico Las cantidades y la concentración de las alimentaciones incluyen agua DI (1.25 g) ; solución de ácido 2-acrilamido-2-metilpropano sulfónico (AMPS) en agua (5.27 g, 40% en peso de solución); solución de lauril-polietilenóxido (23) -metacrilato (lauril E023 MA) en DMF (0.78 g, 55% en peso de solución); 2- (dimetilamino) etil metacrilato (DMAEMA) en agua (1.18 g, 50% en peso de solución); hidrocloruro de cisteamina en agua (0.16 g, 9.1% en peso de solución); y dihidrocloruro de 2, 2-Azobis (2-metilpropionamidina) en agua (0.33 g, 9.1% en peso de solución) . La reacción de polimerización se llevó a cabo bajo sustancialmente las mismas condiciones como se describió en el Ejemplo 1 A. Se preparó un compuesto dispersante de Ti02 seguido por la preparación de una formulación de pintura (Ejemplo 4 de Pintura), como se describió en el Ejemplo 1 B. Ejemplo 5: Síntesis del Dispersante Polimérico Las cantidades y la concentración de las alimentaciones incluyen agua DI (0.86 g) ; solución de ácido 2-acrilamido-2-metilpropano sulfónico (AMPS) en agua (4.82 g, 40% en peso de solución) , metacrilato de 2- (dimetilamino) etilo (DMAEMA) en agua (0.94 g, 40% en peso de solución) ; metacrilato de polietilenglicol (PEGMA) en agua (1.2 g, 50% en peso de solución); 3-mercapto-l-propanol en DMF (0.33 g, 9.1% en peso de solución); y dihidrocloruro de 2 , 2-Azobis (2-metilpropionamidina ) en agua (0.33 g, 9.1% en peso de solución) . La reacción de polimerización se llevó a cabo bajo sustancialmente las mismas condiciones como se describió en el Ejemplo 1 A. Se preparó un compuesto de dispersante de Ti02 seguida por la preparación de una formulación de pintura (Ejemplo 5 de Pintura), como se describió en el Ejemplo 1 B.
Ejemplo 6: Síntesis del Dispersante Polimérico Las cantidades y la concentración de las alimentaciones incluyen agua DI (0.89 g) ; solución de ácido 2-acrilamido-2-metilpropano sulfónico (AMPS) en agua (3.01 g, 40% en peso de solución) ; metacrilato de 2-(dimetilamino) etilo (DMAEMA) en DMF (0.59 g, 50% en peso de solución) ; metacrilato de polietilenglicol (PEGMA) en agua (1.20 g, 50% en peso de solución); r¡-butil acrilato (BA) en DMF (1.80 g, 50% en peso de solución); 3-mercapto-l-propanol en DMF (0.33 g, 91% en peso de solución); y dihidrocloruro de 2, 2-Azobis (2-metilpropionamidina) en agua (0.33 g, 9.1% en peso de solución) . La reacción de polimerización se llevó a cabo bajo sustancialmente las mismas condiciones como se describió en el Ejemplo 1 A. Se preparó un compuesto de dispersante de Ti02 seguido por la preparación de una formulación de pintura (Ejemplo 6 de Pintura) , como se describió en el Ejemplo 1 B.
Ejemplo 7: Síntesis del Dispersante Polimérico Las cantidades y la concentración de las alimentaciones incluyen agua DI (3.86 g) ; solución de ácido 2-acrilamido-2-metilpropano sulfónico (AMPS) en agua (3.5 g, 40% en peso de solución); n-butil acrilato (BA) en DMF (1.2 g, 50% en peso de solución) ; hidrocloruro de cisteamina en agua (0.22 g, 9.1% en peso de solución); y dihidrocloruro de 2, 2-Azobis (2-metilpropionamidina) en agua (0.221 g, 9.1% en peso de solución) . La reacción de polimerización se llevó a cabo bajo sustancialmente las mismas condiciones como se describió en el Ejemplo 1 A. Se preparó un compuesto de dispersante de T1O2 seguido por la preparación de una formulación de pintura (Ejemplo 7 de Pintura) , como se describió en el Ejemplo 1 B.
Ejemplo 8: Síntesis del Dispersante Polimérico Las cantidades y la concentración de las alimentaciones incluyen agua DI (2.07 g) ; sulfonato de estireno de sodio (SSS) en agua (5.25 g, 20% en peso de solución); metacrilato de polietilenglicol (PEGMA) en agua (1.19 g, 40% en peso de solución); hidrocloruro de cisteamina en agua (0.16 g, 9.1% en peso de solución); y dihidrocloruro de 2 , 2-Azobis ( 2-metilpropionamidina ) en agua (0.168 g, 9.1% en peso de solución) . La reacción de polimerización se llevó a cabo bajo sustancialmente las mismas condiciones como se describió en el Ejemplo 1 A. Se preparó un compuesto de dispersante de Ti02 seguido por la preparación de una formulación de pintura (Ejemplo 8 de Pintura) , como se describió en el Ejemplo 1 B.
Ejemplo 9: Síntesis del Dispersante Polimérico Las cantidades y la concentración de las alimentaciones incluyen agua DI (3.92 g) ; sal de potasio de 3-sulfopropil acrilato (SPA) en agua (3.5 g, 40% en peso de solución); n-butil acrilato (BA) en D F (1.2 g, 50% en peso de solución); hidrocloruro de cisteamina en agua (0.22 g, 9.1% en peso de solución); y dihidrocloruro de 2 , 2-Azobis (2-metilpropionamidina) en agua (0.221 g, 9.1% en peso de solución) . La reacción de polimerización se llevó a cabo bajo sustancialmente las mismas condiciones como se describió en el Ejemplo 1 A. Se preparó un compuesto de dispersante de Ti02 seguido por la preparación de una formulación de pintura (Ejemplo 9 de Pintura), como se describió en el Ejemplo IB. Ejemplo 10: Síntesis del Dispersante Polimérico Las cantidades y la concentración de las alimentaciones incluyen agua DI (0.704 g) ; solución de ácido 2-acrilamido-2-metilpropano sulfónico en agua (4.5 g, 40% en peso de solución); metil metacrilato (MMA) en DMF (2.25 g, 40% en peso de solución) ; ácido metacrílico (MAA) en agua (0.75 g, 40% en peso de solución); hidrocloruro de cisteamina (0.33 g, 9.1% en peso de solución); y dihidrocloruro de 2,2-Azobis (2-metilpropionamidina) en agua (0.33 g, 9.1% en peso de solución) . La reacción de polimerización se llevó a cabo bajo sustancialmente las mismas condiciones como se describió en el Ejemplo 1A. Se preparó un compuesto de dispersante de T1O2 seguido por la preparación de una formulación de pintura (Ejemplo 10 de Pintura), como se describió en el Ejemplo IB. Ejemplo Comparativo 1: Síntesis del Dispersante Polimérico Se utilizó en este ejemplo, una muestra de dispersante polimérico comercialmente disponible, Dispersante TA OL™1254. Se preparó un compuesto de dispersante de Ti02 seguido por la preparación de una formulación de pintura (Ejemplo Comparativo 1 de Pintura) , como se describió en el Ejemplo 1 B.
Ejemplo Comparativo 2: Síntesis del Dispersante Polimérico Las cantidades y la concentración de las alimentaciones incluyen agua DI (0.176 g) ; ácido 2-propenóico, 2-metil-, 2- ( fosfonooxi ) etil éster (PEM) en agua (7.5 g, 40% en peso de solución); hidrocloruro de cisteamina en agua (0.33 g, 9.1% en peso de solución); y dihidrocloruro de 2, 2-Azobis (2-metilpropionamidina) en agua (0.33 g, 9.1% en peso de solución) . Se preparó un compuesto de dispersante de Ti02 seguido por la preparación de una formulación de pintura (Ejemplo Comparativo 2 de Pintura), como se describió en el Ejemplo IB.
Ejemplo Comparativo 3: Síntesis del Dispersante Polimérico La polimerización se efectuó en un reactor de polimerización de alto rendimiento comercialmente disponible (reactor ScPPR) . Las cantidades y la concentración de las alimentaciones incluyen agua DI (0.91 g) ; solución de ácido 2-acrilamido-2-metilpropano sulfónico en agua (5.25 g, 40% en peso de solución); ácido metacrilico (MAA) en agua (2.25 g, 40% en peso de solución) ; hidrocloruro de cisteamina en agua (0.33 g, 9.1% en peso de solución); y dihidrocloruro de 2,2-Azobis (2-metilpropionamidina) en agua (0.33 g, 9.1% en peso de solución) . Se preparó un compuesto de dispersante de Ti02 seguido por la preparación de una formulación de pintura (Ejemplo Comparativo 3 de Pintura) , como se describió en el Ejemplo 1 B.
Método de Prueba Kubel ka-Munk S/mil Los revestimientos para el encubrimiento se hicieron en una estación de revestimiento Symyx sobre paneles de papel negro protector (gráficos Leneta RC-B-1) utilizando una abertura de 3 mil con una cuchilla raspadora de 2". Los revestimientos se secaron en un laboratorio de temperatura/humedad constante durante un día. La Reflectancia Y se midió en el módulo Symyx Color Gloss Thicmness (CGT) utilizando una Esfera de integración Ocean Optics ISP-REF con una abertura de muestreo de 0.4" conectada a un espectrómetro Ocean Optics USB 4000. Se cortó un rectángulo de 1" x 2" del centro de la muestra de revestimiento utilizando un Naef and Clicker Cutter Press. Se midió el peso de las muestras del rectángulo sobre una balanza analítica. Se utilizó cinta eléctrica para desprender limpiamente todo el revestimiento seguido por la medición del peso del rectángulo no revestido sobre una balanza analítica. Para cada muestra de pintura, se probaron 4 réplicas de revestimiento y se calculó el coeficiente S Kubelka/Munk promedio (utilizado para caracterizar la propiedad de encubrimiento) utilizando la Ecuación 1.
Ecuación 1: en donde X es el grosor de película promedio, R es la reflectancia estimada de la película gruesa (R = 0.94) y RB es la reflectancia promedio sobre el negro de la película delgada (Y iguales medidas del experimento de color) . X puede calcularse a partir del peso de la película de pintura (Wpf) , la densidad (D) de la película seca; y el área de la película (A), como se describe en la Ecuación 2.
Ecuación 2 : , ls ) = Wpf {g) x \ 000{mil/ pu lg) mi S D(lbs I gal) x 1.964(g / pul11 Ibs I gal) x A(pu lg) Método de Prueba de Adsorción por Centrifugación Se agregó agua DI a cada mezcla de compuesto (15.41 g) y se mezcló en un cilindro a 15 rpm durante 15 minutos.
Cada muestra se centrifugó entonces a 7000 rpm a 25°C durante 15 minutos utilizando una centrifuga Sorvall Legend X1R equipada con un rotor de ángulo fijo Fiberlite F15-8x50cy. Las muestras de control se prepararon utilizando la misma carga de Látex Acrilico RHOPLEX SG-10M (5.41 g) en agua DI (27.21) sin el dispersante y Ti02. El por ciento de sólidos del sobrenadante de cada muestra se determinó al pipetear aproximadamente 3 g de solución en un plato de aluminio tarado y se secó en un horno a 105 °C durante 1 hora y se registró el peso seco de la muestra. La cantidad de la adsorción de látex se calculó utilizando la Ecuación 3.
Ecuación 3 : en donde i(S es el peso inicial del sobrenadante' de la muestra, Wf/3 es el peso final del sobrenadante seco de la muestra, Wi,c es el peso inicial del sobrenadante de control, y Wf(C es el peso final del sobrenadante de control seco. Después del Método de Prueba Kubelka-Munk S/mil y utilizando la Ecuación 1, se calculó S/mil para cada pintura; los resultados pueden encontrarse en la Tabla 1.
- - Tabla 1 S/mil de Pinturas con espesante HEUR a 16 PVC Ti02 La Tabla 1 muestra que la pintura modificada con HEUR que contiene el dispersante de la presente invención muestra una mejora marcada de encubrimiento sobre una pintura espesada con el mismo HEUR pero que contiene un dispersante fuera del alcance de la presente invención.
Medición de Adsorción del Dispersante de TiQ2 Los compuestos dispersantes de Ti02 de los Ejemplos - - 1, 2, 3, 5 y el Ejemplo Comparativo 1 (10.00 g, 43 PVC) , se combinaron por separado con Látex Acrilico RHOPLEX SG-10M (5.41 g) ; cada muestra se mezcló entonces en un cilindro a 15 rpm durante la noche en un tubo centrifugo de 40 mi.
Después del Método de Prueba de Centrifugación para Adsorción de Látex y utilizando la Ecuación 3, se calculó el porcentaje del látex adsorbido para los compuestos del dispersantes Ti02 y se muestra en la Tabla 2. La cantidad del látex adsorbido es el porcentaje de peso total de látex presente dentro de la muestra que se extrajo durante la centrifugación y se asume que se adsorbe sobre el pigmento. Tabla 2: Adsorción de Látex de los Compuestos dispersantes de Ti02 a 43 PVC Ti02 La Tabla 2 muestra que las composiciones que contienen el dispersante de la presente invención muestran una mejora marcada en la adsorción de látex sobre una composición con el mismo látex y Ti02 pero que contienen un dispersante que no incluye las unidades estructurales de un ácido sulfónico tal como AMPS.

Claims (6)

REIVINDICACIONES
1. Una composición que comprende un dispersante soluble en agua que comprende unidades estructurales de un monómero de ácido sulfónico o una sal del mismo y unidades estructurales de uno o más monómeros seleccionados del grupo que consiste de acrilatos de polialquilen glicol, metacrilatos de polialquilen glicol, haluros de acrilamidotrialquilamonio, acrilatos de alquilamino (óxido de polialquileno) , metacrilatos de alquilamino (óxido de polialquileno) , acrilatos de alquilamonio (óxido de polialquileno) , metacrilatos de alquilamino (óxido de polialquileno), vinil pirrolidonas y vinil piridinas en donde el peso molecular promedio en peso del dispersante es desde 1000 hasta 25,000 Daltones.
2. La composición de la reivindicación 1 en donde el monómero de ácido sulfónico es al menos un monómero seleccionado del grupo que consiste de ácido 2-acrilamido-2-metilpropano sulfónico, ácido vinil sulfónico, 2-sulfoetil acrilato, 2-sulfoetil metacrilato, sulfopropil acrilato, sulfopropil metacrilato, sulfonato de estireno de sodio y ácido 2-propeno-l-sulfónico, y sales de los mismos.
3. La composición de cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2 en donde el dispersante comprende desde 10 hasta 50 por ciento en peso de unidades estructurales de un metacrilato de polietilen glicol y comprende además desde 5 hasta 25 por ciento en peso de unidades estructurales de un metacrilato de dialquilaminoalquilo y al menos 30 por ciento en peso de unidades estructurales del monómero de ácido sulfónico.
4. La composición de cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2 en donde el dispersante comprende desde 5 hasta 50 por ciento en peso de unidades estructurales de un metacrilato de dialquilamino (óxido de polietileno) y comprende además desde 5 hasta 25 por ciento en peso de unidades estructurales de un ' metacrilato de dialquilaminoalquilo .
5. La composición de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4 en donde el dispersante comprende menos del 10 por ciento en peso de unidades estructurales de un ácido acrilico o monómero de ácido metacrilico.
6. La composición de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5 en donde el monómero ¡ de' ácido sulfónico es ácido 2-acrilamido-2-metilpropano sulfónico o 3-sulfopropil acrilato o una sal del mismo; y en donde el peso molecular promedio en peso del dispersante es desde 2,000 hasta 8,000 Daltones.
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