MXPA02005944A - Copolimero injertado con un grupo funcional amida como un dispersante de pigmento. - Google Patents

Abstract

La presente invencion se refiere a un dispersante de polimero de pigmentos a base de un copolimero injertado, en donde el copolimero injertado tiene un peso de peso molecular promedio de al menos 3000 y tiene un 10 hasta 90% en peso de una estructura polimerica y 90 hasta 10% en peso de las cadenas laterales de macromonomeros unidas a la estructura, y en donde al menos 20% en peso de la estructura polimerica tiene unida a esta un grupo amida el cual sirve como un grupo de fijacion de pigmento. La estructura puede tambien tener unida a esta, un grupo de fijacion de pigmento adicional, seleccionado del grupo que consiste de grupos de ester aromatico, amina aromatica, amina alifatica y amonio cuaternarios, o mezclas de los mismos. Estos materiales dispersan una amplia variedad de pigmentos y son empleados en los revestimientos soportados por solventes, en donde pueden proporcionar eficiencia mejorada de uso de pigmento, viscosidad mas baja de pintura, y emision reducida de solvente organico volatil.

Description

COPOLIMERO INJERTADO CON UN GRUPO FUNCIONAL AMIDA COMO UN DISPERSANTE DE PIGMENTO ANTECEDENTES DE LA INVENCION Esta invención se refiere a dispersantes de pigmento poliméricos, más particularmente, se refiere a copolimeros injertados que tienen grupos funcionales amida empleados para dispersar una amplia variedad de pigmentos. Los materiales poliméricos han sido previamente conocidos, los cuales son efectivos para dispersar pigmentos sólidos en solventes orgánicos y usados para formar dispersiones de pigmentos de color uniforme empleados en la formulación de composiciones de pinturas soportadas por solventes. En la actualidad, tales dispersiones de pigmentos son ampliamente usadas por ejemplo, en punturas exteriores soportadas por solventes para automóviles y camiones. Mucha de la actividad del pasado con relación a los dispersantes poliméricos ha sido con copolimeros aleatorios, pero estos materiales relativamente ineficientes están siendo reemplazados por dispersantes de pigmentos estructurados, tales como aquellos que tienen estructuras de copolimeros injertados (o peine), como por ejemplo, como se muestra en Huybrechts Patente Estadounidense No. 5,852,123 publicada el REF. : 138433 22 de Diciembre de 1998. Tales copolimeros injertados están compuestos de manera general de un macromonomero injertado en una estructura de polímero y tienen unido a ya sea el macromonomero o estructura, un grupo polar conocido como un grupo de fijación de pigmento, el cual está diseñado para absorberse en la superficie de una partícula de pigmento, y con ello, fijar el polímero a la superficie del pigmento. Mientras el trabajo pasado indica que los copolimeros injertados son dispersantes prominentes, sufren de ciertas desventajas significantes. Por ejemplo, no son selectivamente absorbidos por ciertos tipos de pigmentos y son a menudo, desplazados de las superficies de pigmentos por solventes polares u otros grupos polares presentes en el sistema de pintura. La fijación inefectivo del dispersante a una superficie de partícula de pigmento es altamente indeseado, puesto que permite a las partículas de pigmentos, flocular o agruparse en conjunto y resulta en dispersiones de pigmentos y finalmente pinturas de escasa calidad de color. Por lo tanto, existe todavía una necesidad para mejorar la resolución de tales dispersantes de pigmentos, y en particular, encontrar nuevos copolimeros injertados que son más efectivos en la dispersión de un rango más amplio de pigmentos .

SUMARIO DE LA INVENCION La presente invención proporciona una composición adecuada para usarse como un dispersante de pigmento, la cual comprende un copolimero injertado que tiene un macromonomero injertado en una estructura polimérica, en donde el copolimero injertado contiene un grupo funcional amida como un grupo de fijación de pigmento en la estructura y preferiblemente también contiene un grupo de fijación de pigmento adicional en la estructura seleccionada del grupo que consiste de éster aromático, amina aromática, amina alifática y grupos amonio cuaternario o mezclas de los mismos. Los grupos de fijación de pigmento están unidos al copolimero injertado ya sea por copolimerización con la estructura o por reacción con grupos funcionales apropiados en la estructura. El copolimero injertado puede también contener otros grupos funcionales, tales como grupos hidroxilo en cualquiera o ambos, la estructura o macromonomero para reticular el dispersante en la composición de pintura termoestable final. La estructura polimérica comprende alrededor de 10 hasta 90% en peso del copolimero injertado, preferiblemente 20 hasta 80% en peso y el macromonomero comprende alrededor de 90 hasta 10% en peso del copolimero injertado, preferiblemente 80 hasta 20% en peso, y al menos alrededor de 20% en peso de la estructura contiene grupos funcionales amida. La estructura preferiblemente también contiene al menos alrededor de 1% en peso, basado en el peso total de la estructura, de un grupo de fijación de pigmento adicional. El copolimero injertado preferiblemente además contiene hasta alrededor de 30% en peso, basado en el peso total del copolimero injertado, de los grupos hidroxilo en cualquiera o ambos, la estructura o macromonómero . El dispersante de pigmento de esta invención es producido por un procedimiento de macromonómero el cual involucra injertar un macromonómero (el cual llega a ser la cadena lateral del copolimero injertado) en una estructura polimérica. El macromonómero es polimerizado primero en la presencia de complejos de cobalto (II) y cobalto (III) como agentes de transferencia de cadena catalítica para producir macromonómeros que tienen solamente un grupo terminal etilénicamente insaturado. El macromonómero es entonces copolimerizado con monómeros de estructuras etilénicamente insaturadas, los cuales se polimerizan para formar una estructura de polímero con cadenas laterales de macromonómeros injertados en estos. La funcionalidad amida en la estructura, es obtenida preferiblemente agregando monómeros funcionales de amida etilénicamente insaturados, durante la polimerización de la estructura. El grupo de fijación de pigmento adicional es obtenido preferiblemente por reacción con grupos funcionales adecuados también presentes en el segmento de estructura. Una dispersión de pigmento no floculante es fácilmente formada combinando el dispersante de pigmento de esta invención con cualquier número de pigmentos comercialmente disponibles y un portador liquido orgánico apropiado. Tales dispersiones son particularmente empleadas en pinturas soportadas por solventes, en donde pueden impartir color uniforme a la pintura, y al mismo tiempo, proporcionar eficiencia mejorada de uso de pigmento, viscosidad más baja de pintura, y emisión reducida de solventes orgánicos volátiles.

DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCION El dispersante de pigmento de esta invención comprende un copolimero injertado producido preferiblemente por un procedimiento de macromonómero el cual involucra injertar un macromonómero en una estructura polimérica. El macromonómero el cual contiene solamente un grupo terminal etilénicamente insaturado llega a ser la cadena lateral del copolímero injertado y se prepara primero. Es entonces copolimerizado con monómeros etilénicamente insaturados seleccionados para la composición de la estructura para formar la estructura de injerto. Para asegurar que los macromonómeros solamente tengan un grupo terminal etilénicamente insaturado el cual polimerizará con los monómeros de estructura, los macromonómeros son más convenientemente preparados por un método de polimerización de radical libre, en donde el macromonomero es polimerizado en la presencia de un agente de transferencia de cadena catalítica de cobalto que contiene un grupo Co2+, un grupo Co^, o ambos. Típicamente, el macromonomero es preparado polimerizando un monómero acrilico o combinación de tales monómeros, en particular monómeros a base de metacrilato, en la presencia de un agente de transferencia de cadena de cobalto. La polimerización de macromonomero se lleva acabo en un solvente orgánico o mezcla de solvente, usando iniciadores de polimerización convencionales. Los agentes de transferencia de cadena de cobalto preferidos, que pueden ser usados para formar los macromonómeros, se describen en la Patente Estadounidense No. 4,772,984 por Jamowicz. Los agentes de transferencia de cadena de cobalto más preferidos son pentaciano cobaltato (II), diaquabis (borodiflurodimetilglioximato) cobaltato (II), y biaquabis (borodifluorofenilglioximato ) cobaltato (II) . Típicamente, estos agentes de transferencia de cadena se usan a concentraciones de alrededor de 2-5000 ppm basado en los monómeros particulares, siendo polimerizados y el peso molecular deseado. Usando tales concentraciones, los macromonómeros que tienen un peso de peso molecular promedio (Pm) en el rango de alrededor de 1,000 hasta 50,000, preferiblemente, alrededor de 1,000 hasta 10,000, pueden ser preparados convenientemente. Los solventes típicos que pueden ser usados para formar los macromonómeros son alcoholes, tales como metanol, etanol, n-propanol, e isopropanol; cetonas, tales como acetona, butanona, pentanona, hexanona, y metil etil cetona; ésteres alquilo de ácidos acético, propiónico, y butírico, tal como acetato de etilo, acetato de butilo, y acetato de amilo; éteres, tal como tetrahidrofurano, dietil éter, y etilenglicol, y éteres de monoalquilo y dialquilo de polietilenglicol tal como celosolves y carbitoles; y, glicoles, tal como etilenglicol y propilenglicol; y mezclas de los mismos. Cualquiera de los iniciadores de polimerización azo o peroxi comúnmente usados, pueden ser usados para la preparación del macronomónero proporcionado, tiene solubilidad en la solución de los solventes, y la mezcla del monómero, y tiene una vida media apropiada en la temperatura de polimerización. "Una vida media apropiada" como se usa aquí es una vida media de alrededor de 10 minutos a 4 horas. Más preferidos son los iniciadores del tipo azo, tal como 2,2'-azobis (isobutironitrilo) , 2,2'-azobis (2,4-dimetilvaleronitrilo) , 2,2'-azobis (metilbutironitrilo) , y ?,?'-azobis (cianociclohexano) . Ejemplos de iniciadores a base de peroxi son peróxido de benzoilo, peróxido de lauroilo, peroxipivalato de t-butilo, peroctoato de t-butilo, el cual puede también ser usado siempre que no reaccione contrariamente con los agentes de transferencia de cadena, bajo las condiciones de reacción para los macromonómeros . El macromonómero contiene un grupo sencillo terminal etilénicamente insaturado, y principalmente contiene monóirteros acrilicos polimerizados y en particular, ácido metacrilico polimerizado o monómeros de metacrilato. Los monómeros preferidos incluyen ácido metacrilico, metacrilatos de alquilo, metacrilatos cicloalifáticos y metacrilatos de arilo. Los metacrilatos de alquilo típicos que pueden ser usados tienen 1-18 átomo de carbono en el grupo alquilo tal como metacrilato de metilo, metacrilato de etilo, metacrilato de propilo, metacrilato de isopropilo, metacrilato de n-butilo, metacrilato de isobutilo, metacrilato de t-butilo, metacrilato de pentilo, metacrilato de hexilo, metacrilato de 2-etilhexilo, metacrilato de nonilo, metacrilato de laurilo, metacrilato de estearilo, metacrilato de etoxitrietilenglicol y similares. Los metacrilatos cicloalifáticos pueden ser usados tales como metacrilato de trimetilciclohexilo, metacrilato de t-butilciclohexilo, metacrilato de ciclohexilo, metacrilato de isobornilo y similares. Los metacrilatos de arilo pueden también ser usados tal como metacrilato de bencilo, metacrilato de fenilo, y similares. Otros, derivados etilénicamente insaturados pueden ser usados para formar el macromonómero tal como ácido acrilico, acrilatos de alquilo, acrilatos cicloalifáticos, y acrilatos de arilo. Los acrilatos de alquilo típicos tienen 1-18 átomos de carbono en el grupo alquilo tal como acrilato de metilo, acrilato de etilo, acrilato de propilo, acrilato de isopropilo, acrilato de n-butilo, . acrilato de isobutilo, acrilato de t-butilo, acrilato de 2-etilhexilo, acrilato de nonilo, acrilato de laurilo, acrilato de 2- (2-etoxietoxi) etilo, y los similares. Los acrilatos cicloalifáticos pueden ser usados tal como ciclohexilacrilato, trimetilciclohexilacrilato, acrilato de t-butilciclohexilo, y similares. Los acrilatos de arilo tal como acrilato de bencilo, acrilato de 2-fenoxietilo y similares. Los aromáticos de vinilo tal como estireno, estireno de t-butilo, viniltolueno, y similares pueden también ser usados. Otros métodos más complejos pueden también ser usados para preparar los macromonómeros tal como elaboración de un polímero con un extremo reactivo el cual es entonces tratado con reactivo (s) para crear el enlace doble terminal polimerizable . Después que el macromonómero es formado, el solvente es opcionalmente retirado y los monómeros de estructura se agregan al macromonómero junto con solvente adicional e iniciador de la polimerización, para preparar la estructura de copolímero injertado básica por polimerización de radical libre convencional. Los monómeros de estructura son copolimerizados con los macromonómeros usando cualquiera de los iniciadores convencionales del tipo azo o peróxido y solventes orgánicos como se describe anteriormente. La estructura así formada contiene monómeros etilénicamente insaturados polimerizados, los cuales se describirán abajo, así como también cantidades menores de cualquiera de los monómeros listados anteriormente para uso en el macromonómero pueden también ser usados en la estructura. La polimerización se lleva a cabo de manera general a o por debajo de la temperatura de reflujo hasta que se forma un copolimero injertado de molecular deseado. El copolimero injertado empleado en la presente invención típicamente tiene un peso de peso molecular promedio (Pm) de alrededor de 3,000 hasta 100,000, preferiblemente de alrededor de 5,000 hasta 50,000. El copolimero injertado así formado está compuesto de una estructura que tiene una pluralidad de w cadenas laterales" o 'brazos laterales" de macromonómeros unidos a estos, en los cuales la estructura a menudo es referida como una estructura de wpeine" . Los grupos de fijación de pigmento empleados en esta invención se construyen en la estructura del copolimero injertado. Los grupos de fijación de pigmentos que tienen funcionalidad amida pueden ser, y preferiblemente están unidos al copolimero injertado por adición de monómeros funcionales de amidas apropiadas etilénicamente insaturadas durante la polimerización de la estructura. Los monómeros preferidos son monómeros etilénicamente insaturados que tienen un grupo amida acíclico y en particular acrilamidas y metacrilamidas substituidas o insubstituidas . Los monómeros típicamente empleados etilénicamente insaturados que tienen un grupo amida acíclico, están representados por la fórmula H(o CH3) , CH2 =C c= o I NR'R2 en donde R1 y R2 son cada uno independientemente seleccionados del grupo que consiste de hidrógeno, grupo alquilo, grupo arilo, grupo arilalquilo y grupo alquilarilo que tiene 1 a 20 átomos de carbono, y opcionalmente que contiene uno o más substituyentes que no interfieren con el proceso de polimerización. Tales substituyentes pueden incluir alquilo, hidroxi, amino, éster, ácido, aciloxi, amida, nitrilo, halógeno, alcoxi, etc. Los ejemplos empleados incluyen metacrilamidas tal como N-metilmetacrilamida, N-etilmetacrilamida, N-octilmetacrilamida, N-dodecilmetacrilamida, N- ( isobutoximetil ) metacrilamida, N-fenilmetacrilamida, N-bencilmetacrilamida, N,N-dimetilmetacrilamida y los similares; y acrilamidas tal como N-metilacrilamida, N-etilacrilamida, N-t-butilacrilamida, N-(isobutoximetil) acrilamida, N, N-dimetilacrilamida, N,N- dietilacrilamida, N, N-dibutilacrilamida, y similares. Otros monómeros funcionales amida preferidos, incluyen monómeros etilénicamente insaturados que contienen un grupo amida cíclico y en particular monómeros acrílicos, acrilamida c N-vinilo substituidos o insubstituidos . Los monómeros típicamente empleados son monómeros etilénicamente insaturados que tienen un grupo amida cíclico representado por la fórmula Z (C¾)B c =o O) en donde n = 3-7, preferiblemente 3-5, m=0-3, X es un substituyente en la estructura cíclica y puede ser seleccionado del grupo que consiste de grupo alquilo, grupo arilo, grupo arilalquilo, y grupo alquilarilo que tiene de 1 a 20 átomos de carbono, y puede contener substituyentes, los cuales no interfieren con la polimerización tal como hidroxi, amino, éster, ácido, aciloxi, amida, nitrilo, halógeno, alcoxi, etc. R3 se selecciona del grupo que consiste de hidrógeno, grupo alquilo, grupo arilo, grupo arilalquilo, y grupo alquilarilo que tiene de 1 a 20 átomos de carbono, y puede contener substituyentes, los cuales no interfieren con la polimerización tal como hidroxi, amino, éster, ácido, aciloxi, amida, nitrilo, halógeno, alcoxi, etc., y Z es un centro radical el cual está conectado al resto de la estructura de monómero etilénicamente insaturado. Los ejemplos empleados de monómeros acrilicos o acrilamida, están representados por la fórmula H(o CH3) ! CH2=C C= O Y 5 I i z en donde Y es O o N, R4 se selecciona del grupo que consiste de grupo alquilo, grupo arilo, grupo arilalquilo, y grupo alquilarilo que tiene de 1 a 20 átomos de carbono y pueden contener substituyentes los cuales no interfieren con la polimerización tal como hidroxi, amino, éster, ácido, aciloxi, amida, nitrilo, halógeno, alcoxi, etc., R5 no existe cuando Y es O pero cuando Y es N, R5 se selecciona del grupo que consiste de halógeno, grupo alquilo, grupo arilo, grupo arilalquilo, y grupo alquilarilo que tiene 1 a 20 átomos de carbono y puede contener substituyentes los cuales no interfieren con la polimerización tal como hidroxi, amino, éster, ácido, aciloxi, amida, nitrilo, halógeno, alcoxi, etc., y Z es un centro radical el cual está conectado a la estructura (1) o (2) . Los ejemplos útiles de monómeros de N-vinilo están representados por la fórmula Z en donde Z es un centro radical el cual está conectado a la estructura (1). Los ejemplos más empleados son N-vinil-2-pirrolidinona . Como se indica anteriormente, la concentración del grupo de fijación de pigmento funcional de amida en la estructura, deberá ser al menos alrededor de 20% en peso, y preferiblemente comprende al menos alrededor de 30% en peso, basado en el peso total de la estructura. A concentraciones más bajas, no puede ser interacción suficiente con el pigmento para evitar la floculación, particularmente en solventes más polares. A concentraciones superiores, generalmente alrededor de 30% en peso, los solventes de baja polaridad pueden no ser solventes satisfactorios para los dispersantes . Los grupos de fijación de pigmento adicional, si es cualquiera, pueden ser unidos como grupos pendientes al copolimero injertado ya sea por adición de monómeros etilénicamente insaturados adecuados que contienen los grupos de fijación de pigmento apropiado durante la polimerización de la estructura, o haciendo reaccionar grupo funcionales, preferentemente los grupos amida, o la estructura con compuestos precursores de grupos de fijación de pigmento adecuados siguiendo la formación de la estructura de copolimero injertado. Los grupos de fijación de pigmentos adicionales empleados en la presente invención incluyen: (1) grupos éster aromáticos, (2) grupos amina aromáticos, (3) grupos amina alifáticos, (4) grupos de amonio cuaternarios catiónicos, o (5) cualquiera de las mezclas de los mismos. Si se emplean, la concentración del (los) grupo (s) de fijación de pigmento adicional en la estructura, deberá ser al menos alrededor de 1% en peso, preferiblemente al menos alrededor de 5% en peso, basado en el peso total de la estructura . Los grupos de fijación de éster aromático, en particular, pueden ser, y preferiblemente están, unidos como grupos pendientes al copolimero injertado básico al hacer reaccionar grupos epoxi funcionales construidos en la estructura con un ácido carboxilico aromático. Las condiciones de reacción deberán seleccionarse, de manera que el 100% de los grupos epoxi se hagan reaccionar (es decir, esterificados) o tan cerca a 100% como pueden lograrse razonablemente, conduciendo esencialmente a grupos epoxi sin reaccionar en la molécula dispersante, la cual puede tener efectos negativos en la resolución del dispersante. Una cantidad catalítica de una amina terciaria o una sal de amonio cuaternaria, puede ser ventajosamente usada para acelerar la reacción y manejarla a terminación. Un ejemplo útil es el hidróxido de benciltrimetilamonio . La síntesis de los copolímeros que tienen grupos funcionales epoxi es bien conocida. Por ejemplo, el grupo funcional epoxi puede ser obtenido agregando monomeros epoxi funcionales etilénicamente insaturados durante polimerización de la estructura. Los monomeros acrilicos son preferidos de manera general, y en particular acrilato funcional epoxi y monomeros de metacrilato, especialmente metacrilato de glicidilo. Los ácidos carboxilicos aromáticos empleados aquí, pueden ser insubstituidos o pueden contener substituyentes, tal como por ejemplo, grupos nitro, hidroxi, amino, éster, acriloxi, amida, nitrilo, halógeno, haloalquilo, alcoxi y similares. Los ácidos carboxilicos aromáticos preferidos son ácido benzoico, ácido 2-nitrobenzoico, ácido 3-nitrobenzoico, ácido 4-nitrobenzoico, ácido 3, 5-dinitrobenzoico, ácido 1-naftoico, ácido 3-clorobenzoico, ácido 4-bifenilcarboxilico, n-ftaloilglicina, ácido 4-sulfamidobenzoico y similares. Los grupos de fijación de amina aromáticos pueden ser, y preferiblemente son, agregados al copolimero injertado básico haciendo reaccionar grupos funcionales epoxi proporcionados en la estructura con una amina aromática secundaria. Nuevamente, las condiciones de reacción deberán seleccionarse de manera que substancialmente todos los grupos epoxi se hacen reaccionar. Los grupos epoxi pueden ser colocados en el copolimero injertado por el método descrito anteriormente. Los grupos epoxi se hace reaccionar entonces en una reacción subsecuente con los compuestos precursores amina aromáticos secundarios para formar un copolimero injertado que tiene funcionalidad amina aromática terciaria pendiente. Las aminas aromáticas secundarias empleadas en esta invención, pueden ser insubstituidas o pueden contener substituyentes tales como, por ejemplo, hidroxi, áster, aciloxi, amida, nitrilo, halógeno, haloalquilo, alcoxi, y los similares. Las aminas aromáticas secundarias preferidas incluyen N-bencilmetilamina, N-benciletanolamina, N,N-dibencilamina, 2- (2-metilaminoetil ) piridina, 1-fenilpiperazina, 1-bencilpiperazina, 3- (3-piridilmetilaminas ) propionitrilo, y similares.

Alternativalente, los grupos amina aromáticos pendientes, pueden ser introducidos en el copolimero injertado usando preferentemente un compuesto precursor que contiene tanto una amina aromática terciaria como un grupo funcional de ácido carboxilico en la reacción de esterificación descrita anteriormente. Los ejemplos útiles de tales compuestos incluyen ácido nicotinico, ácido picolinico, ácido isonicotinico, ácido indol-3-acético, y similares. Alternativamente, los monómeros que contienen amina aromática, tal como 4-aminoestireno, 2-vinilpiridina, 4- vinilpiridina y similares, pueden ser directamente copolimerizados en el copolimero injertado para formar los grupos de fijación de amina aromática si se desea. Los grupos de fijación de amina alifática pueden ser, y preferiblemente están, unidos a la estructura por adición de monómeros adecuados etilénicamente insaturados los cuales contienen grupos funcionales amina alifática terciaria, durante la polimerización de la estructura. Los monómeros acrilicos son preferidos de manera general y en particular los monómeros de acrilato y metacrilato funcionales de amina terciaria particulares. Los monómeros preferidos incluyen acrilato de N, N-dimetilaminoetilo, metacrilato de N, N-dimetilaminoetilo, acrilato de N,N- dietilaminoetilo, metacrilato de N, N-dietilaminoetilo, metacrilato de N-t-butilaminoetilo, acrilato de 2-N- morfolinoetilo, metacrilato de 2-N-morfolinoetilo, y similares. Alternativamente, los grupos de fijación de amina alifática pueden ser obtenidos al hacer reaccionar una amina alifática secundaria con grupos epoxi que contienen copolimeros como se describe anteriormente. Los grupos de fijación amina preparados anteriormente, pueden ser además, cuaternizados para producir un copolimero injertado que contiene grupos de amonio cuaternario catiónicos pendientes, como el grupo de fijación de pigmento adicional. Los grupos de fijación de amonio cuaternarios pueden ser, y preferiblemente, están unidos al copolimero injertado, poniendo en contacto los grupos funcionales amina terciaria construidos en la estructura con un agente de alquilación. La alquilación total deberá ser al menos, alrededor de 30% de las porciones de amina terciaria, preferiblemente al menos alrededor de 50%. Los grupos funcionales amina terciaria son preferiblemente convertidos al estado cuaternario después de la formación de la estructura de copolimero básico, llevando la unidad precursora catiónica en contacto con los agentes de alquilación convencionales, tales como haluros de aralquilo, haluros de alquilo, alquil toluen sulfonatos, o haluros de trialquilfosfatos . Los agentes de alquilación los cuales se han encontrado ser particularmente satisfactorios incluyen, cloruro de bencilo, sulfonato de metiltolueno, y sulfato de dimetilo . Otras posibilidades para _ unir los grupos de fijación de pigmentos apartados al copolimero injertado, serán evidentes para las personas expertas en la técnica. Además de los grupos de fijación anteriores, el copolimero injertado puede también, y preferiblemente, contiene otros grupos funcionales polares, tal como los grupos hidroxilo, capaces de reaccionar con los componentes atadores que forman películas en la composición de pintura para reticular el dispersante en la matriz atadora y llegar a ser una parte permanente de la película de pintura. Esto aumenta la adhesión de la película, mejora las propiedades mecánicas totales de la pintura en general, y previene el deterioro o deslaminación de la película después del envejecimiento, como puede ocurrir si el dispersante permanece como un componente sin reaccionar. Los grupos hidroxilo pueden ser colocados en la estructura o en los brazos de macromonómeros o ambos. La ubicación preferida, se piensa, está en la estructura. Mientras una amplia variedad de monómeros etilénicamente insaturados pueden ser usadas, los cuales introducen los grupos hidroxilo pendientes apropiados al segmento deseado durante su polimerización, los monómeros acrílicos y en particular los monómeros de acrilato y metacrilato hidroxifuncionales son preferidos. Los metacrilatos funcionales hidroxi que pueden ser usados incluyen metacrilato de 2-hidroxietilo, metacrilato de 3- hidroxipropilo, metacrilato de 4-hidroxibutilo, y similares. Los acrilatos de hidroxilo pueden también ser usados tal como acrilato de 2-hidroxietilo, acrilato de 3-hidroxipropilo, acrilato de 4-hidroxibutilo y similares. Los grupos hidroxilo son preferiblemente proporcionados en una concentración de hasta alrededor de 30% en peso del copolimero injertado. Esto se traduce de manera general, a un valor hidroxilo de alrededor de 10 hasta 150. Mientras no se quiera ligar por cualquier teoría particular, estos polímeros injertados cuando se usan como dispersantes de pigmentos, se piensa, trabajan por fijación en y forman una capa de polímero que circunda la partícula de pigmento, lo cual extiende la capa en el medio de solvente circundado para proporcionar estabilización estérica de las partículas de pigmento. Las partículas de pigmento entonces no llegan lo suficientemente cerca entre sí para flocular, a menos que haya suficiente interacción entre el polímero dispersante y las superficies de pigmento. Los grupos de fijación de pigmentos empleados aquí, se han encontrado por interactuar efectivamente con una variedad mucho más amplia de pigmentos en comparación con dispersantes convencionales, los cuales permiten a los copolímeros injertados de la presente invención, ser selectivamente adsorbidos por una variedad más amplia de pigmentos y no son desplazados de las superficies del pigmento por solventes polares u otros grupos funcionales polares contenidos en la composición de pintura final lo cual podría competir para la adsorción en la superficie del pigmento. Las dispersiones estables y no floculantes, pueden ser así, fácilmente formadas. Tales copolímeros injertados pueden ser usados para formar una dispersión de pigmento o una base suave. Los pigmentos se agregan al copolímero injertado en el solvente orgánico común o mezcla de solvente y son dispersados usando técnicas convencionales tales como mezclado a alta velocidad, molienda en bola, pulverización de arenas, guiador triturador, o dos o tres molinos de rodillo. La dispersión de pigmento resultante, tiene una relación en peso de atador de pigmento a dispersante de alrededor de 0.1/100 hasta 2000/100. Cualquiera de los pigmentos convencionales usados en las pinturas, pueden ser usados para formar la dispersión del pigmento. Los ejemplos de pigmentos adecuados incluyen óxidos metálicos, tales como dióxido de titanio, óxidos de hierro de varios colores y óxido de zinc; carbón negro; pigmentos rellenadores tales como talco, arcilla china, baritos, carbonatos, y silicatos; una amplia variedad de pigmentos orgánicos tales como quinacridonas, ftalocianinas, perilenos, azo pigmentos, y carbazoles de indantronas tales como violeta carbazol, isoindolinonas , isoindolonas, rojos tioindigo, y bencimidazolinonas; y hojuelas metálicas tales como hojuelas de aluminio, hojuelas nacaradas y similares. Puede ser deseable, agregar otros ingredientes ópticos a la dispersión del pigmento tal como antioxidantes, agentes de control de flujo, estabilizadores de UV, enfriadores y absorbedores de luz, y agentes de control de reologia, tal como sílice humeada y microgeles. Otros polímeros que forman películas pueden también ser agregados, tales como acrílicos, acrilouretanos, uretanos de poliéster, poliésteres, alquidos, poliéteres y similares. Las dispersiones de pigmentos de esta invención pueden ser agregadas a una variedad de composiciones de revestimiento o pinturas soportadas por solventes tales como tapaporos, tapaporos primarios, revestimientos superiores, los cuales pueden ser monorevestimientos o base de revestimientos de un terminado, revestimientos transparentes/base de revestimientos. Estas composiciones pueden contener polímeros que forman películas tal como resinas acrílicas y poliéster hidroxifuncionales y agentes reticuladores tales como isocianatos bloqueados, melaminas alquiladas, poliisocianatos, resinas epoxi, y similares. Preferiblemente, el copolímero injertado contiene grupos funcionales que llegarán a ser parte de la estructura de red final al hacerlos reaccionar con los reticuladores . Los siguientes ejemplos ilustran la invención. Todas las partes y porcentajes están en una base en peso a menos que se indique de otro modo. Todos los pesos moleculares están determinados por la cromatografía de permeación en gel (CPG) , usando un metacrilato de polimetilo estándar. Nm representa número de peso molecular promedio, y Pm representa un peso de peso molecular promedio. Todas las mediciones de viscosidad están reportadas usando la escala Gardner Holtz.

EJEMPLOS Ejemplo 1 15 Preparación de Macromonómero BMA/MMA, 50/50% en peso Este ejemplo ilustra la preparación de un macromonómero que puede ser usado para formar un copolímero injertado de esta invención. Un matraz de 12 litros, se equipó con un termómetro, agitador, embudos adicionales, -20- --^manta calorífica, condensador a reflujo, y medios para mantener un manto de nitrógeno sobre los reactivos. El matraz se mantuvo bajo presión positiva de nitrógeno y se emplearon los siguientes ingredientes.

Porción 1 Peso (gramo) metil etil cetona 1320 metacrilato de metilo (???) 518.4 metacrilato de butilo (BMA) 518.4 Porción 2 diaquabis (glioximato de borodifluorodifenilo) cobaltato (II), 0.102 Co (DPG-BF2) metil etil cetona 167.9 Porción 3 2,2' -azobis (metilbutironitrilo) (Vazo® 67 por DuPont Co., Wilmingt DE) metil etil cetona 110 Porción 4 metacrilato de metilo (MMA) 2073.6 metacrilato de butilo (BMA) 2073.6 Porción 5 2, 2' -azobis (metilbutironitrilo) (Vazo© 67 por DuPont Co . , Wilmington, DE) 84.9 metil etil cetona 1100 Total 7975.392 La mezcla de Porción 1 se cargó en el matraz y la mezcla se calentó a temperatura de reflujo y se sometió a reflujo por alrededor de 20 minutos. La solución de la Porción 2 entonces se agregó al matraz durante un periodo de 5 minutos y la mezcla de reacción se sometió a reflujo por 10 minutos. La porción 3 entonces se agregó durante 5 minutos mientras la mezcla de reacción se mantenía a temperatura de reflujo. La Porción 4 y Porción 5 se alimentaron simultáneamente al reactor durante 240 minutos, mientras la mezcla de reacción se mantiene a la temperatura de reflujo a través del curso de las adiciones. El reflujo continuó por otras 2 horas y la solución se enfrió a temperatura ambiente y se llenó. La solución de macromonómero resultante fue una solución de polímero ligera amarillo clara y tiene un contenido de sólidos de alrededor de 65.3%. El macromonómero tiene un Pm de 5,617 y un Nm de 3,677.

Ejemplo 2 Preparación de un Copolímero injertado con Grupos de Amida Cíclicos Esto muestra la preparación de un copolímero injertado que contiene un amida cíclica y grupos hidroxilo en la estructura, específicamente N-vinil-2-pirrolidinona-co-2-hidroxietilacrilato-g-butilmetacrilato-co-metilmetacrilato, 14/8//38/39% en peso del macromonómero preparado en el Ejemplo 1. Un matraz de 2 litros se equipó como en el Ejemplo 1. El matraz se mantuvo bajo presión positiva de nitrógeno y se emplearon los siguientes ingredientes.

Porción 1 Peso (gramo) macromonómero del Ejemplo 1 864.0 acetato de etilo 15.0 Porción 2 N-vinil-2-pirrolidinona 100. acrilato de 2-hidroxietilo 57.6 Porción 3 peroctoato de t-butilo (Elf Atochem Nort America, Inc., Philadelphia, PA) 10.0 acetato de etilo 90.0 Porción 4 acetato de butilo 302.5 Total 1439.9 La mezcla de Porción 1 se cargó en el matraz y la mezcla se calentó a temperatura de reflujo y se sometió a reflujo por alrededor de 10 minutos. Las porciones 2 y 3 se agregaron simultáneamente durante 3 horas mientras la mezcla de reacción se mantenía a temperatura de reflujo. La mezcla de reacción se sometió a reflujo por 1.5 horas. La porción 4 se agregó. Después del enfriamiento la solución del polímero se llenó para proporcionar una solución de polímero al 49.5%. Este copolimero injertado contiene un copolimero aleatorio de N-vinil-2-pirrolidinona y acrilato de 2-hidroxietilo en la estructura y un copolimero aleatorio de metacrilato de butilo y metacrilato de metilo en los brazos. El copolimero injertado tiene un Pm de 36, 721 y Nm de 11,719 y una viscosidad Gardner-Holtz de N.

Ejemplo 3 Preparación de un Copollmero Injertado con Grupos de Amida y Amina Cíclicos Este ejemplo muestra la preparación de un copolímero injertado de esta invención que contiene grupos amida y amina cíclicos en la estructura, específicamente N-vinil-2-pirrolidinona-co-2-hidroxietilacrilato-co-N, N-dimetilaminoetilacrilato-g-butilmetacrilato-co-metilmetacrilato, 12/8/5//37.5/37.5% en peso de un macromonómero . Un matraz de 2 litros se equipó como en el Ejemplo 1. El matraz se mantuvo bajo presión positiva de nitrógeno y se emplearon los siguientes ingredientes.

Porción 1 Peso (gramo] macromonómero del Ejemplo 1 830.8 acetato de etilo 10.0 Porción 2 N-vinil-2-pirrolidinona 86.4 acrilato de N, N-dimetilaminoetilo 36.0 acrilato de 2-hidroxietilo 57.6 Porción 3 peroctoato de t-butilo (Elf Atochem North America, Inc., Philadelphia, PA) 10.0 acetato de etilo 90.0 Porción 4 acetato de butilo 319.2 Total 1440.0 La mezcla de Porción 1 se cargó en el matraz y la mezcla se calentó a temperatura de reflujo y se sometió a reflujo por alrededor de 10 minutos. Las porciones 2 y 3 se agregaron simultáneamente durante 3 horas mientras la mezcla de reacción se mantenía a temperatura de reflujo. La mezcla de reacción se sometió a reflujo por 1.5 horas. La solución de la porción 4 se agregó. Después del enfriamiento la solución del polímero se llenó para proporcionar una solución de polímero al 50.1%. Este copolímero injertado contiene un copolímero aleatorio de N-vinil-2-pirrolidinona y acrilato de 2-hidroxietilo, y acrilato de N, N-dimetilaminoetilo en la estructura y un copolímero aleatorio de metacrxlato de butilo y metacrilato de metilo en los brazos. El copolímero injertado tiene una viscosidad Gardner-Holtz de Q.

Ejemplo 4 Preparación de un Copolimero Injertado con Grupos de Amida Cíclicos y Amina aromática Este ejemplo muestra la preparación de un copolimero injertado de esta invención que contiene grupos amida cíclica y amina aromática en la estructura, específicamente N-vinil-2-pirrolidinona-co-2-hidroxietilacrilato-co-glicidilmetacrilato (N-bencilmetilamina) -g-butilmetacrilato-co-metilmetacrilato, 11.5/7.7/4.8 (4.1 ) //36.0/36.0% en peso de un macromonómero . Un matraz de 2 litros equipado como en el Ejemplo 1. El matraz se mantuvo bajo presión positiva de nitrógeno y se emplearon los siguientes ingredientes.

Porción 1 Peso (gramo) macromonómero del Ejemplo 1 838.0 acetato de etilo 20.0 Porción 2 N-vinil-2-pirrolidinona 86.4 metacrilato de glicidilo 36.0 acrilato de 2-hidroxietilo 57.6 Porción 3 peroctoato de t-butilo (Elf Atochem North America, Inc., Philadelphia, PA) 10.0 acetato de etilo 90.0 Porción 4 N-bencilmetilamina (Aldrich Chemical 31.0 Inc., Milwauke acetato de monometiléter de propilenglicol 350.0 Porción 5 acetato de butilo 320.2 Total 1832.0 La mezcla de Porción 1 se cargó en el matraz y la mezcla se calentó a temperatura de reflujo y se sometió a reflujo por alrededor de 10 minutos. Las porciones 2 y 3 se agregaron simultáneamente durante 3 horas mientras la mezcla de reacción se mantenía a temperatura de reflujo. La mezcla de reacción se sometió a reflujo por 1 hora. La mezcla de la porción 4 se agregó, y alrededor de 330.0 gramos de los solventes volátiles se destilaron elevando gradualmente la temperatura de reacción. El tiempo de reacción total que incluye el tiempo requerido para la destilación es 3 horas. Se agregó la porción 5. Después del enfriamiento, la solución del polímero se llenó para proporcionar una solución de polímero al 49.8%. Este copolímero injertado contiene un copolímero aleatorio de N-vinil-2-pirrolidinona, acrilato de 2-hidroxietilo, y un producto de reacción de metacrilato de glicidilo y N-bencilmetilamina en la estructura y un copolímero aleatorio de metacrilato de butilo y metacrilato de metilo en los brazos. El copolímero injertado tiene un Pm de 38,962 y Nm de 10,491 y una viscosidad Gardner-Holtz de X-1/2.

Ejemplo 5 Preparación de un Copolímero Injertado con Grupos de Amida, Amina Cíclicos y Amonio Cuaternizados Este ejemplo muestra la preparación de un copolímero injertado de esta invención que contiene grupos amida, amina cíclicas y amonio cuaternizados en la estructura, específicamente N-vinil-2-pirrolidinona-co-2- hidroxietilacrilato-co-N, N-dimetilaminoetil acrilato (p-toluensulfonato de metilo) -g-butilmetacrilato-co-metilmetacrilato, 11.6/7.7/2.9 (3.4) //37.2/37.2% en peso de un macromonómero . Un matraz de 2 litros se equipó como en el Ejemplo 1. El matraz se mantuvo bajo presión positiva de nitrógeno y se emplearon los siguientes ingredientes.

Porción 1 Peso (gramo! macromonómero del Ejemplo 1 852.93 acetato de etilo 10.0 Porción 2 N-vinil-2-pirrolidinona 86.4 acrilato de N, N-dimetilaminoetilo 21.6 acrilato de 2-hidroxietilo 57.6 Porción 3 peroctoato de t-butilo (Elf Atochem North America, Inc., Philadelphia, PA) 10.0 acetato de etilo 90.0 Porción 4 p-toluensulfonato de metilo (Aldrich Chemical 25.47 Co., Inc., Milwaukee, WI) acetato monometiléter de propilenglicol 480.0 Porción 5 acetato de butilo 186.8 Total 1820.8 La mezcla de Porción 1 se cargó en el matraz y la mezcla se calentó a temperatura de reflujo y se sometió a reflujo por alrededor de 10 minutos. Las porciones 2 y 3 se agregaron simultáneamente durante 3 horas mientras la mezcla de reacción se mantenía a temperatura de reflujo. La mezcla de reacción se sometió a reflujo por 1.5 horas. La porción 4 se agregó, y alrededor de 330.0 gramos de los solventes volátiles se destilaron elevando gradualmente la temperatura de reacción. El tiempo de reacción total que incluye el tiempo requerido para la destilación es 2 horas. Se agregó la porción 5. Después del enfriamiento la solución del polímero se llenó para proporcionar una solución de polímero al 50.5%.

Este copolímero injertado contiene un copolímero aleatorio de N-vinil-2-pirrolidinona, acrilato de 2- idroxietilo, y acrilato de N, N-dimetilaminoetilo (90% cuaternizado con p-toluensulfonato de metilo) en la estructura y un copolímero aleatorio de metacrilato de butilo y metacrilato de metilo en los brazos. El copolímero injertado tiene una viscosidad Gardner-Holtz de Z2.

Ejemplo 6 Preparación de un Copolímero Injertado con Grupos de Amida Cíclicos y Ester aromáticos Este ejemplo muestra la preparación de un copolímero injertado de esta invención que contiene grupos amida cíclica y éster aromáticos en la estructura, específicamente N-vinil-2-pirrolidinona-co-2-hidroxietilacrilato-co-glicidilmetacrilato (ácido p-nitrobenzoico) -g-butilmetacrilato-co-metilmetacrilato, 10.5/5.3/10.5 (12.4 ) //30.7/30.7% en peso de un macromonómero . Un matraz de 2 litros se equipó como en el Ejemplo 1. El matraz se mantuvo bajo presión positiva de nitrógeno y se emplearon los siguientes ingredientes.

Porción 1 Peso (gramo) macromonómero del Ejemplo 1 689.24 acetato de etilo 20.0 Porción 2 N-vinil-2-pirrolidinona 76.8 metacrilato de glicidilo 76.8 acrilato de 2-hidroxietilo 38.4 Porción 3 peroctoato de t-butilo (Elf Atochem North America, Inc., Philadelphia, PA) 10.0 acetato de etilo 100.0 Porción 4 ácido p-nitrobenzoico (Aldrich Chemical Co., Inc., Milwaukee, WI) 92.1 propilencarbonato 260.0 hidróxido de benciltrimetilamonio (60% de solución en metanol, Aldrich Chemical Co . , Inc., Milwaukee, WI) 7.53 Porción 5 acetato de butilo 379.7 Total 1750.57 La mezcla de Porción 1 se cargó en el matraz y la mezcla se calentó a temperatura de reflujo y se sometió a reflujo por alrededor de 10 minutos. Las porciones 2 y 3 se agregaron simultáneamente durante 3 horas mientras la mezcla de reacción se mantenía a temperatura de reflujo. La mezcla de reacción se sometió a reflujo por alrededor de 1.5 horas. La mezcla de porción 4 se agregó, y la mezcla de reacción se sometió a reflujo por 2 horas. Después, alrededor de 290.0 gramos de los solventes volátiles se destilaron elevando gradualmente la temperatura de reacción. Se agregó la Porción 5. Después del enfriamiento la solución del polímero se llenó para proporcionar una solución de polímero al 51.5%. Este copolímero injertado contiene un copolímero aleatorio de N-vinil-2-pirrolidinona, acrilato de 2-hidroxietilo, y un producto de reacción de metacrilato de glicidilo y ácido p-nitrobenzoico en la estructura y un copolímero aleatorio de metacrilato de butilo y metacrilato de metilo en los brazos. El copolímero injertado tiene un Pm de 29,519 y Nm de 10,451 y una viscosidad Gardner-Holtz de Y.

Ejemplo 7 Preparación de un Copolímero Injertado con Grupos de Amida Aciclicos Esto muestra la preparación de un copolímero injertado de esta invención que contiene grupos amida e hidroxilo en la estructura, específicamente N-N-dimetilacrilamida-co-2-hidroxietilacrilato-5-butilmetacrilato-co-metilmetacrilato, 14/8/739/39% en peso de un macromonómero .

Porción 1 Peso (gramo) macromonómero del Ejemplo 2 864.0 acetato de etilo 15.0 Porción 2 N, N-dimetilacrilamida 100.8 acrilato de 2-hidroxietilo 57.6 Porción 3 peroctoato de t-butilo (Elf Atochem North America, Inc., Philadelphia, PA) 10.0 acetato de etilo 90.0 Porción 4 acetato de butilo 302.5 Total 1439.9 La mezcla de Porción 1 se cargó en el matraz y la mezcla se calentó a temperatura de reflujo y se sometió a reflujo por alrededor de 10 minutos. Las porciones 2 y 3 se agregaron simultáneamente durante 3 horas mientras la mezcla de reacción se mantenía a temperatura de reflujo. La mezcla de reacción se sometió a reflujo por 1.5 horas. La solución de la porción 4 se agregó. Después del enfriamiento la solución del polímero se llenó para proporcionar una solución de polímero al 50.7%. Este copolímero injertado contiene un copolímero aleatorio de N, N-dimetilacrilamida y acrilato de 2-hidroxietilo, en la estructura y un copolímero aleatorio de metacrilato de butilo y metacrilato de metilo en los brazos. El copolímero injertado tiene un Pm de 37,053 y Nm de 10,957 y una viscosidad Gardner-Holtz de R.

Ejemplo 8 Preparación de un Copolímero Injertado con Grupos de Amida Amina Acíclicos Esto mué la preparación de un copolímero injertado de esta invención que contiene grupos amida y amina en la estructura, específicamente N, N-dimetilacrilamida-co-2-hidroxietilacrilato-co-N, -dimetilaminoetilacrilato-g-butil metacrilato-co-metilmetacrilato, 12/8/5//37.5/37.5% en peso, de un macromonómero . Un matraz de 2 litros se equipó como en el Ejemplo 1. El matraz se mantuvo bajo presión positiva de nitrógeno y se emplearon los siguientes ingredientes.

Porción 1 Peso (gramo! macromonómero del Ejemplo 1 830.8 acetato de etilo 10.0 Porción 2 N, -dimetilacrilamida 86.4 acrilato de N, -dimetilaminoet 36.0 Aarilato de 2-hidroxietilo 57.6 Porción 3 peroctoato de t-butilo (Elf Atochem North America, Inc., Philadelphia, PA) 10.0 acetato de etilo 90.0 Porción 4 acetato monometiléter de propilenglicol 320.5 Porción 5 acetato de butilo La mezcla de Porción 1 se cargó en el matraz y la mezcla se calentó a temperatura de reflujo y se sometió a reflujo por alrededor de 10 minutos. Las porciones 2 y 3 se agregaron simultáneamente durante 3 horas mientras la mezcla de reacción se mantenía a temperatura de reflujo. La mezcla de reacción se sometió a reflujo por 1.5 horas. La solución de la porción 4 se agregó. Después alrededor de 330.3 gramos de los solventes volátiles se destilaron elevando gradualmente la temperatura de reacción. Se agregó la porción 5. Después del enfriamiento la solución del polímero se llenó para proporcionar una solución de polímero al 51.5%. Este copolímero injertado contiene un copolímero aleatorio de N,N-dimetilacrilamida, acrilato de 2-hidroxietilo, y acrilato de N, -dimetilamonoetilo en la estructura y un copolímero aleatorio de metacrilato de butilo y metacrilato de metilo en los brazos. El copolimero injertado tiene una viscosidad Gardner-Holtz de .

Ejemplo 9 Preparación de un Copolimero Injertado con Grupos Amida, Amina Aciclicos y Amonio Cuaternizados Este ejemplo muestra la preparación de un copolimero injertado de esta invención que contiene grupos amida, amina y amina cuaternizados en la estructura, específicamente N, N-dimetilacrilamida-co-2-hidroxietil acrilato-co-N, N-dimetilaminoetil acrilato (p-toluensulfonato de metilo) -g-butil metacrilato-co-metil metacrilato, 11.7/7.8/2.9 (2.7) //37.5/37.5% en peso de un macromonómero . Un matraz de 2 litros se equipó como en el Ejemplo 1. El matraz se mantuvo bajo presión positiva de nitrógeno y se emplearon los siguientes ingredientes.

Porción 1 Peso (gramo) macromonómero del Ejemplo 852.93 acetato de etilo 10.0 Porción 2 N, N-dimetilacrilamida, 86.4 acrilato de N, N-dimetilaminoetilo 21.6 acrilato de 2- idroxietilo 57.6 Porción 3 peroctoato de t-butilo (Elf Atochem North America, Inc., Philadelphia, PA) 10.0 acetato de etilo 90.0 Porción 4 p-toluensulfonato de metilo (Aldrich Chemical Co., Inc., Milwaukee, WI) 19.68 acetato monometiléter de propilenglicol 450.0 Porción 5 acetato de butilo 210.9 Total 1809.11 La mezcla de Porción 1 se cargó en el matraz y la mezcla se calentó a temperatura de reflujo y se sometió a reflujo por alrededor de 10 minutos. Las porciones 2 y 3 se agregaron simultáneamente durante 3 horas mientras la mezcla de reacción se mantenía a temperatura de reflujo. La mezcla de reacción se sometió a reflujo por 1.5 horas. La mezcla de la porción 4 se agregó, y alrededor de 330.0 gramos de los solventes volátiles se destilaron elevando gradualmente la temperatura de reacción. El tiempo de reacción total que incluye el tiempo requerido para la destilación es 2 horas. Se agregó la porción 5. Después del enfriamiento la solución del polímero se llenó para proporcionar una solución de polímero al 51.1%. Este copolímero injertado contiene un copolímero aleatorio de N, N-dimetilacrilamida, acrilato de 2-hidroxietilo, y de acrilato de N, N-dimetilaminoetilo (70% cuaternizado con p-toluensulfonato de metilo) en la estructura y un copolímero aleatorio de metacrilato de butilo y metacrilato de metilo en los brazos. El copolímero injertado tiene una viscosidad Gardner-Holtz de Z.

Ejemplo 10 Preparación de un Copolímero Injertado con Grupos de Amida Aciclicos y Ester aromáticos Este ejemplo muestra la preparación de un copolímero injertado de esta invención que contiene grupos amida y éster aromáticos en la estructura, específicamente N, N-dimetilacrilamida-co-2-hidroxietilacrilato-co-glicidilmetacrilato (ácido p-nitrobenzoico) -g-butilmetacrilato-co-metilmetacrilato, 10.5/7.0/10.5 (12.4) //29.8/29.8% en peso de un macromonómero. Un matraz de 2 litros se equipó como en el Ejemplo 1. El matraz se mantuvo bajo presión positiva de nitrógeno y se emplearon los siguientes ingredientes.

Porción 1 Peso (gramo; macromonómero del Ejemplo 1 669.54 acetato de etilo 20.0 Porción 2 acrilamida de N,N-dimetilo 76.8 metacrilato de glicidilo 76.8 acrilato de 2-hidroxietilo 51.2 Porción 3 peroctoato de t-butilo (Elf Atochem North America, Inc., Philadelphia, PA) 10.0 acetato de etilo 100.0 Porción 4 ácido p-nitrobenzoico (Aldrich Chemical Co., Inc., Milwaukee, WI) 92.1 propilencarbonato 260.0 hidróxido de benciltrimetilamonio (60% de solución en metanol, Aldrich Chemical Co . , Inc., Milwaukee, WI) 7.53 Porción 5 acetato de butilo 376. Total 1740.47 La mezcla de Porción 1 se cargó en el matraz y la mezcla se calentó a temperatura de reflujo y se sometió a reflujo por alrededor de 10 minutos. Las porciones 2 y 3 se agregaron simultáneamente durante 3 horas mientras la mezcla de reacción se mantenía a temperatura de reflujo. La mezcla de reacción se sometió a reflujo por 1.5 horas. La mezcla de la porción 4 se agregó, y la mezcla de reacción se sometió a reflujo por 2 horas. Después, alrededor de 280.0 gramos de los solventes volátiles se destilaron elevando gradualmente la temperatura de reacción. Se agregó la Porción 5. Después del enfriamiento la solución del polímero se llenó para proporcionar una solución de polímero al 50.6%. Este copolímero injertado contiene un copolímero aleatorio de acrilamida de N, N-dimetilo, acrilato de 2-hidroxietilo, y un producto de reacción de metacrilato de glicidilo y ácido p-nitrobenzoico en la estructura y un copolímero aleatorio de metacrilato de butilo y metacrilato de metilo en los brazos. El copolímero injertado tiene un Pm de 39,078 y Nm de 10,383 y una viscosidad Gardner-Holtz de Z-1/4.

Ejemplo Comparativo Esto muestra la preparación de un copolímero injertado que contiene acrilatos solamente en la estructura para propósitos comparativos, específicamente metilacrilato-co-2-hidroxietilacrilato—g-butilmetacrilato-co-metilmetacrilato, 17/8//37.5/37.5% en peso de un macromonómero usando los siguientes ingredientes.

Porción 1 Peso (gramo] macromonómero del Ejemplo 1 830.8 acetato de etilo 10.0 Porción 2 acrilato de metilo 122.4 acrilato de 2-hidroxietilo 57.6 Porción 3 peroctoato de t-butilo (Elf Atochem North America, Inc., Philadelphia, PA) 9.0 acetato de etilo 90.0 Porción 4 acetato monometiléter de propilenglicol 480.2 Total 1600.00 La mezcla de Porción 2 se repitió para proporcionar una solución de polímero clara al 49.1%. Este copolímero injertado contiene un copolímero de acrilato de metilo, y acrilato de 2-hidroxietilo, en la estructura y un copolímero aleatorio de metacrilato de butilo y metacrilato de metilo en los brazos. El copolímero injertado tiene un Pm de 59,927 y Nm de 12,000 y una viscosidad Gardner-Holtz de M.

Ejemplo 11 Evaluación de las Propiedades Dispersantes La efectividad del dispersante se determinó por pulverización de arenas de una mezcla de pigmento, solvente y dispersante, y observando la calidad de dispersión bajo un microscopio Olympus, 40X. El sistema bien dispersado podrá tener una apariencia uniforme y las partículas de pigmento podrán mostrar movimiento Brownian vigoroso. En convenio, los sistemas floculados podrán tener islas de pedazos de pigmentos floculados interdispuestos con áreas de solvente relativamente depurados. Las muestras de dispersión se prepararon por el siguiente procedimiento. Se agregó a una botella de vidrio de 2 oz, 15 gm de arena, 20 gm de acetato de butilo, 2 gm de pigmento y 1 gm de la solución de dispersante de copolímero injertado. La botella se selló y agitó en una planta sacudidora Red Devil por 15 minutos.

Resultados D: Desfloculado o dispers SF: ligeramente floculado F: floculado 1. Monastral rojo YRT-759D (Ciba Geigy Corp., Pigment Div., Newport, DE) 2. Rojo BO Irgazin DDP (Ciba Geigy Corp., Pigment Div., Newport, DE) 3. Carbón negro Raven 500 (Columbian Chemicals Co . , Atlanta, GA) ) 4. Dióxido de titanio R706 (DuPont Co., Wilmington, DE) 5. Sólido a la luz solar verde 7 (Sun Chemical Corpo. Cincinnati, OH) ) 6. Enduroftal azul BT-617D (Clariant Corpo., Coventry, RI) 7. Irgazin azul ATC (Ciba Geigy Corp., Pigment Div., Newport, DE) 8. Magenta RT-355D (Ciba Geigy Corp., Pigment Div., Newport, DE) 9. Perilen marrón R-6436 (Bayer Corp., Pittsburg, PA) 10. Sicotrans rojo (BASF Corp., Colorant División, Mount Olive, NJ) ) 11. Hostaperm amarillo H-3G (Clariant Corpo. CoventrY. RI) 12.Irgacolor amarillo (Ciba Geigy Corp., Pigment Div., Newport, DE) 13. Irgazin azul X-3367 (Ciba Geigy Corp., Pigment Div., Newport, DE) 14. Violeta RT-101D (Ciba Geigy Corp., Pigment Div., Newport, DE) . 15. Bayferrox 3920 (Bayer Corp., Pittsburg, PA) 16.Monastral magenta RT-143D (Ciba Geigy Corp., Pigment Div., Newport, DE) Basados en estos resultados de prueba, la estructura de injerto y el hidroxilo polar en la estructura han proporcionado algunos polvos de dispersión en el polímero como en el Ejemplo Comparativo. Sin embargo, unos con los grupos funcionales amida en la estructura y particularmente unos con grupos de fijación de pigmento específicos adicionales de esta invención, son más eficaces para un amplio rango de tipos de pigmentos. Varias modificaciones, alteraciones, adiciones o substituciones de los componentes de las composiciones de esta invención serán aparentes para aquellos expertos en la técnica sin apartarse del espíritu y ámbito de esta invención. Esta invención no está limitada por las modalidades ilustrativas expuestas aquí, pero preferentemente, están definidas por las siguientes reivindicaciones . Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención. ?Í;ÍÍÉÍ M-WI; H ¦ t í ri-lfaiir* ¾iii-- ft-i

Claims (19)

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones:

1. Una composición adecuada para uso como un dispersante de pigmento en un medio orgánico, que comprende un copólimero injertado que tiene un macromonómero injertado en una estructura de polímero, caracterizada porque el copólimero injertado tiene unido a la estructura, un grupo funcional amida como un grupo de fijación de pigmento.

2. La composición de la reivindicación 1, caracterizada porque la estructura contiene un grupo de fijación de pigmento adicional, seleccionado del grupo que consiste de éster aromático, amina aromática, amina alifática y grupos amonio cuaternarios, o mezclas de los mismos.

3. La composición de la reivindicación 1, caracterizada porque el copólimero injertado se forma por un enfoque de macromonómero.

4. La composición de la reivindicación 1, caracterizada porque el grupo de fijación de pigmento es un grupo amida acíclico formado de los monómeros de acrilamida o metacrilamida polimerizados representados por la fórmula H(o CH3) en donde R1 y R2 son independientemente seleccionados del grupo que consiste de hidrógeno, grupos alquilo, arilo, arilalquilo y alquilarilo que tienen 1 a 20 átomos de carbono, y opcionalmente que contienen uno o más substituyentes que no interfieren con la estructura de polimerización .

5. La composición de la reivindicación 1, caracterizada porque el grupo de fijación de pigmento es un grupo amida cíclico formado de monómeros polimerizados etilénicamente insaturados que tienen un grupo funcional amida cíclico representado por la fórmula 2 ! en donde n es un entero de 3 a 7, m es 0 o un entero de 1 a 3, X es un substituyente en la estructura cíclica seleccionado del grupo que consiste de un grupo alquilo, arilo, arilalquilo, y alquilarilo que tiene de 1 a 20 átomos de carbono, y puede contener substituyentes, los cuales no interfieren con la polimerización que incluyen un grupo hidroxi, amino, éster, ácido, aciloxi, amida, nitrilo, halógeno y alcoxi, y Z es un centro radical el cual está conectado al resto de la estructura de monómero etilénicamente insaturado.

6. La composición de la reivindicación 1, caracterizada porque el grupo de fijación de pigmento es un grupo amida cíclico formado de monómeros polimerizados etilénicamente insaturados, que tienen un grupo funcional amida cíclico representados por la fórmula (CH2)„ C = 0 Xm en donde n es un entero de 3 a 7, m es 0 o un entero de 1 a 3, X es un substituyente en la estructura cíclica seleccionado del grupo que consiste de un grupo alquilo, arilo, arilalquilo, y alquilarilo que tiene de 1 a 20 átomos de carbono, y puede contener substituyentes, los cuales no interfieren con la polimerización que incluyen un grupo hidroxi, amino, éster, ácido, aciloxi, amida, nitrilo, halógeno y alcoxi, R3 se selecciona del grupo que consiste de grupo alquilo, grupo arilo, grupo arilalquilo, y grupo alquilarilo que tienen de 1 a 20 átomos de carbono, y pueden contener substituyentes los cuales no interfieren con la polimerización que incluyen grupos hidroxi, amino, éster, ácido, aciloxi, amida, nitrilo, halógeno y alcoxi, y Z es un centro radical el cual está conectado al resto de la estructura de monómero etilénicamente insaturado.

7. La composición de la Reivindicación 1, caracterizada porque el grupo de fijación de pigmento es un grupo de amida cíclico formado de monómeros de N-vinilo polimerizados substituidos o insubstituidos .

8. La composición de la Reivindicación 1, caracterizada porque el grupo de fijación de pigmento es un grupo de amida cíclico formado de monómeros de N-vinil-2-pirrolidinona polimerizados.

9. La composición de la Reivindicación 2, caracterizada porque el grupo de fijación adicional es un grupo éster aromático preparado poniendo en contacto un grupo epoxi funcional en la estructura con un ácido carboxilico aromático substituido o insubstituido .

10. La composición de la reivindicación 2, caracterizada porque el grupo de fijación adicional es un grupo de amina aromática preparado al poner en contacto un grupo epoxi funcional en la estructura con una amina aromática secundaria substituida o insubstituida .

11. La composición de la reivindicación 2, caracterizada porque el grupo de fijación es un grupo amina alifática preparado copolimerizando directamente monómeros acrilicos que contienen grupos amina terciaria funcionales en la estructura.

12. La composición de la reivindicación 2, caracterizada porque el grupo de fijación es un grupo amonio cuaternario preparado al poner en contacto el grupo funcional amina terciaria en la estructura con un agente de alquilación.

13. La composición de la reivindicación 1, caracterizada porque el grupo funcional amida comprende al menos alrededor de 20% en peso de la estructura.

14. La composición de la reivindicación 1, caracterizada porque el copolimero injertado contiene grupos hidroxilo en cualquiera o ambas, la estructura o macromonómero .

15. Una composición de copolimero injertado adecuada para uso como un dispersante de pigmento en un medio orgánico, caracterizada porque comprende alrededor de: a) 10 a 90% en peso, basada en el peso del copolimero injertado, de una estructura polimérica : b) 90 hasta 10% en peso, basado en el peso del copolimero injertado, de un macromonómero injertado en la estructura, en donde el copolimero injertado contiene en la estructura, al menos alrededor de 20% en peso, basado en el peso total de la estructura, de un grupo de fijación de pigmento, seleccionado del grupo que consiste de grupos funcionales amida cíclicos y aciclicos.

16. La composición de la reivindicación 15, caracterizada porque la estructura además contiene al menos alrededor de 1% en peso, basado en el peso total de la estructura, de un grupo de fijación de pigmento adicional, seleccionado del grupo que consiste de grupos de éster aromático, amina aromática, amina alifática, y grupos amonio cuaternario o mezclas de los mismos.

17. La composición de la reivindicación 15, caracterizada porque el copolimero injertado además contiene hasta alrededor de 30% en peso, basado en el peso total del copolimero injertado, de grupos hidroxilo funcionales en cualquiera o ambas de las estructuras.

18. La composición de la reivindicación 15, caracterizada porque el copolimero injertado tiene un peso de peso molecular promedio de al menos alrededor de 3000.

19. Una dispersión de pigmento caracterizada porque comprende un pigmento en un solvente orgánico dispersado por medio de una composición de la reivindicación 1.