MXPA98010644A - Productos de carbon modificado y composiciones que contienen iones afifilicos - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere:Se expone una composición que comprende:a) un ion anfifílico y b) un producto de carbón modificado que comprende carbón tiene unido por lo menos un grupo orgánico. El Grupo orgánico tiene una carga opuesta a la del ion anfifílico. También se exponen composiciones de revestimiento y de tinta, tanto acuosas, en las que se incorporan las composiciones de la invención. Además se describen composiciones de tinta para impresión de chorro de tinta, en las que incorporan las composiciones de la invención.

Description

PRODUCTOS DE CARBÓN MODIFICADO Y COMPOSICIONES QUE CONTIENEN IONES ANFIFÍLICOS ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN CAMPO DE IA INVENCIÓN Esta invención se refiere a productos de carbón modificado, composiciones preparadas a partir de carbón modificado y métodos que usan los mismos. ilO DISCPSIÓN DE LA TÉCNICA RELACIONADA No es nuevo el concepto de usar las propiedades acidas o básicas de una superficie para mejorar la estabilidad de humectación o dispersión. Se ha hecho uso de agentes tensoactivos iónicos para mejorar la estabilidad de humectación o dispersión de materiales iónicos o polares en un ambiente/solvente no polar. Una limitación principal de este planteamiento es que muchos sólidos no tienen un número suficiente de números polares disponibles en la superficie para permitir el uso de compuestos relativamente simples para impartir estabilización o mejorar la humectación. En estos casos, se pueden usar materiales poliméricos para impartir la estabilización. En el caso de los negros de carbón con altas áreas superficiales, como se usa en aplicaciones de recubrimiento de alto color, estas formulaciones requieren pesos casi iguales- de material P1796/98MX polimérico para tratar suficientemente la superficie. Si la interacción ácido/base entre una superficie y un absorbente es débil, esta interacción se supera fácilmente por un solvente polar. Si se puede incrementar la resistencia de la interacción, de este modo será la inestabilidad de un complejo de superficie/absorbente. El negro de carbón típicamente tiene muy pocos niveles de funcionalidad iónica en su superficie. Si se incrementa el nivel de grupos iónicos en su superficie, también debe incrementarse el número de sitios de unión potenciales en la superficie. De esta manera, se puede mejorar la presencia de una interacción absorbente, adecuadamente cargada con una superficie de carbón.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a una composición que comprende un ion anfifílico y un producto de carbón modificado que comprende carbón que tiene unido al menos un grupo orgánico. El producto de carbón modificado tiene una carga opuesta al ion anfifílico. La presente invención se refiere además a una suspensión que comprende la composición anterior de un portador o . a un vehículo líquido. La presente invención también se refiere a recubrimientos y composiciones de tinta que comprenden la P1796/98MX composición descrita anteriormente. El carbón puede ser del tipo cristalino o amorfo. Los ejemplos incluyen, de manera no excluyente: grafito, negro de carbón, carbón vitreo, fibras de carbón y carbón vegetal activado o carbón activo. Se prefieren las formas finamente divididas de los anteriores; también es posible utilizar mezclas de diferentes carbones.

DESCRIPCIÓN DE LAS MODALIDADES PREFERIDAS Las composiciones de la presente invención comprenden un ion anfifílico y un producto de carbón modificado. El producto de carbón modificado comprende carbón que tiene unido al menos un grupo orgánico. El producto de carbón modificado tiene una carga opuesta al ion anfifílico. En detalle adicional, el ion anfifílico es una molécula que tiene una "cabeza" polar hidrofílica y una "extremidad" orgánica hidrófoba. El ion anfifílico de la presente invención puede ser un ion anfifílico catiónico o aniónico. Los ejemplos de iones anfifílieos catiónícos incluyen, de manera no excluyente, iones de amonio que se pueden formar a partir de la adición de ácidos a los siguientes: una amina grasa, un éster de un aminoalcohol, una alquilamina, un polímero que contiene un grupo P1796/98MX funcional amina, una anilina y derivados de la misma, un alcohol-éster graso de aminoácido, una poliamina N-alquilada con un éster de dialquil-succinato, una amina heterocíclica, una guanidina derivada a partir de una amina grasa, una guanidina derivada a partir de una alquilamina, una guanidina derivada a partir de una arilamina, una amidina derivada a partir de una amina grasa, una amidina derivada a partir de un ácido graso, una amidina derivada a partir de un alquilamina o una amidina derivada a partir de un arilamina. Los ejemplos más específicos y preferidos de iones anfifílicos catiónicos incluyen, de manera no excluyente, iones de amonio que se pueden formar a partir de la adición de ácidos a lo siguiente: un éster de un aminodiol, un éster de un aminotriol, una polietilenimina, una polivinilpiridina, un polivinilimidazol, polímeros mezclados que contienen al menos un monómero amino-funcional (que incluye vinil-imidazol o vinilpiridina) , un éster de alcohol graso de ácido aspártico, un éster de alcohol graso de ácido glutámico, un derivado de piridina, un imidazol, o una imidazolina. Los esteres como se usan en la presente incluyen diésteres o triésteres. La pKa del ion de amonio es preferentemente mayor de la pKa de la forma protonada el grupo iónico en el carbón. Como se señala anteriormente, el ion anfifílico P1796/98MX puede ser alternativamente un ion anfifílico aniónico. Los ejemplos de estos iones anfifílieos aniónicos incluyen, de manera no excluyente: un alquilbencen-sulfonato, un sulfonato de alquilo, un alquil-sulfato, una sarcosina, un 5 sulfosuccinato, un sulfato de alcohol-etoxilato, un sulfonato de alcohol-etoxilato, un alquil-fosfonato, un fosfonato alquiletoxilado, un alquilfenol-sulfato etoxilado, un carboxilato graso, un taurato, un isotionato, un carboxilato alifático o un ion derivado a partir de un ilO polímero que contiene un grupo ácido. Las fuentes de ejemplos específicos y preferidos de iones anfifílieos aniónicos incluyen, de manera no excluyente: dodecilbencensulfonato de sodio, dodecilsulfato de sodio Aerosol OT, una sal de ácido oleico, una sal de ácido ricinoleico, una sal de ácido mirístico, una sal de ácido caproico, bis (2-etil) sulfosuccinato de sodio, un poliestireno sulfonado u homo- o copolímeros de ácido acrílico o ácido metacrílico o sales de los mismos. La Tabla 1 proporciona un listado de los compuestos preferidos útiles como fuentes de iones anfifílicos que se pueden usar en las composiciones de la presente invención.

P1796/98MX P1796/98MX glutamato Piridina Derivada 4- (1 ' -butil) entil-piridina 4-t-buti1-piridina Butilnicotinato Derivados Cuaternarios Cloruro de trimetilsoyaalquilamonio Cloruro de trimetilcetilamonio Cloruro de trimetildodecilamonio Cloruro de 1-dodecilpiridinio Cloruro de tetrafenilfosfonio Incrosoft CFI-75 Incrosoft O-90 Ethoquad 0/12 Esteres de Aminoalcohol Dioleato de dietanolamina Dimirisato de dietanolamina Dioleato de N-metildietanolamina Dimiristato de N-metildietanolamina Dioleato de 2-amino-2-metil-l, 3-propanodiol Dimiristato de 2-amino-2-metil-l, 3-propanodiol Trioleato de Tris- (hidroximetil) -aminometanol Trimiristato de Tris- (hidroximetil) -aminometanol Polimérico Copolímeros de Polietilenimina Metacrilato de Polivinilpiridina dimetilaminoetilo y metacrilato de metilo Poli (propilenglicol) bis (2- Polivinilimidazol aminopropiléter) ANFIFILOS ANIÓNICOS" Sal sódica del ácido Marlowet 4540 dodecilbencensulfónico Laureth sulfato de sodio Sal sódica de dodecilsulfato Sal sódica de ácido mirístico Sal sódica de ácido Oleato de Sodio ricinoleico Oleil-sarcosina Aerosol OT Avanel S-150 Adinol OT 16 Ethomeen y Ethoquad son de Akzo Chemicals, Inc.

P1796/98MX Chicago, IL; Norfox es de Norman Fax & Co., Vernon, CA; Aerosol es de Cytec Industrie, Inc., West Patterson, NH; Incrosoft es de Croda, Inc., Parsippany, NJ; Texapon N 25 es de Henkel KGaA/Cospha, Dusseldorf, Alemania, Avanel es de PPG Industries/Specialty Chemicals, Gurnee, IL; y Adinol es de Croda Chemical, Ltd., North Humberside, UK; Marlowet es de Hhls AG, Mari, Alemania . En general, para formar iones de amonio descritos anteriormente, los varios compuestos descritos anteriormente tal como las aminas grasas, esteres de aminoalcoholes, etc., se hacen reaccionar con un ácido tal como ácido carboxílico, un ácido mineral, un ácido alquil-sulfónico o un ácido aril-sulfónico. También se pueden usar sales de amonio cuaternario como las fuentes del ion anfifílico catiónico. Los ejemplos incluyen, de manera no excluyente: un alquil-trimetil-amonio graso, un alquil-trimetil-amonio o sales de 1-alquil-piridio, donde el contraión es un haluro, un sulfonato, un sulfato o similar. También, las sales de fosfonio, tal como cloruro de tetrafenilfosfonio se pueden usar como las fuentes del ion anfifílico. Otro ejemplo de un ion anfifílico adecuado es un polímero que contiene un ion de amonio derivado a partir de P1796/98MX un polímero que contiene amina. El polímero que contiene amina puede ser un copolímero de un monómero que contiene amina, tal como metacrilato de acrilato o dimetilaminoetilo o vinilpiridina o vinilimidazol y otro monómero tal como acrilato de metilo, metacrilato de metilo, acrilato de butilo, estireno y similares. El polímero también puede ser un ter- o tetra-polímero que contiene una mezcla de un monómero que contiene amina y dos o tres monómeros diferentes, respectivamente. Este monómero se puede preparar por cualquier medio, tal como por polimerización por radicales (en emulsión, suspensión o solución) o de tipo aniónica. Con respecto a la cantidad del ion anfifílico que está presente en la composición de la invención, en general, la cantidad del ion anfifílico adicionada debe ser suficiente para neutralizar al menos una porción de los grupos cargados de la superficie de carbón. Se prefiere neutralizar aproximadamente 75 % ó más de los grupos cargados de la superficie de carbón. La floculación puede o no presentarse durante la neutralización. En general, los compuestos anfifílieos descritos anteriormente están comercialmente disponibles o se pueden elaborar ordinariamente por un experto en la técnica. Con respecto al segundo componente de las composiciones de la presente invención, el carbón puede ser P1796/98MX de tipo cristalino o amorfo. Los ejemplos incluyen, de manera no excluyente: grafito, negro de carbón, fibras de carbón, carbón vitreo, carbón vegetal activado, carbón activado y mezclas de los mismos. Se prefieren las formas finamente divididas de los anteriores; también es posible utilizar mezclas de diferentes carbones. Los productos de carbón modificado se pueden preparar preferentemente al hacer reaccionar carbón con una sal de diazonio en un medio de reacción líquido para unir al menos un grupo orgánico a la superficie de carbón. La sal de diazonio puede contener el grupo orgánico que se va a unir al carbón. Una sal de diazonio es un compuesto orgánico que tiene uno o más compuestos de diazonio. El medio de reacción preferido incluye agua, cualquier medio que contenga agua y cualquier medio que contenga alcohol. El agua es el medio más preferido. Los ejemplos de productos de carbón modificado, en donde el carbón es negro de carbón y varios métodos preferibles para su preparación se describen en la solicitud de Patente Norteamericana No. de Serie 08/356,660 titulada "Reaction of Carbón Black with Diazonioum Salts, Resultant Carbón Black Products and Their Uses", presentada el 15 de Diciembre de 1994 y su solicitud de continuación en parte, la solicitud de Patente Norteamericana No. de Serie 08/572,525, presentada el 14 de Diciembre de 1995, ambas de las cuales se incorporan en la presente por P1796/98MX referencia. Los ejemplos de producto de carbón modificado, en donde el carbón es negro de carbón y varios métodos preferidos para su preparación se describen en la Patente Norteamericana No. 5,554,739 titulada "Reaction of Carbón 5 Materials With Diazonium Salts and Resultant Carbón Products", también incorporada en la presente por referencia. En la preparación preferida de los productos de carbón modificado anteriores, la sal de diazonio necesita ilO ser suficientemente estable para permitir la reacción con el carbón. De esta manera, esa reacción se puede llevar a cabo con algunas sales de diazonio consideradas de otro modo que son inestables y se someten a descomposición. Algunos procesos de descomposición pueden competir por la reacción entre el carbón y la sal de diazonio puede reducir el número total de grupo orgánicos unidos al carbón. Además, la reacción se puede llevar a cabo a temperaturas elevadas donde muchas sales de diazonio pueden ser susceptibles a la descomposición. Las temperaturas elevadas también pueden aumentar ventajosamente la solubilidad de la sal de diazonio en el medio de reacción y mejorar su manejo durante el proceso. Sin embargo, temperaturas elevadas pueden dar por resultado alguna pérdida de la sal de diazonio debido a otro proceso de descomposición. Se pueden preparar las sales de diazonio P1796/98MX in situ. Es preferible que los productos de carbón modificado no contengan subproductos o sales no unidas. En el proceso preferido de preparación, se puede hacer reaccionar el negro de carbón con una sal de diazonio cuando se presenta como una suspensión espesa acuosa, fácilmente agitada, diluida o en la presencia de la cantidad apropiada de agua para la formación de aglomerado o granulos de negros de carbón. Si se desea, se pueden formar granulos de negro de carbón utilizando una tecnología de granulación convencional. Se pueden hacer reaccionar de manera similar otros carbones con la sal de diazonio. Además, cuando los productos de carbón modificado que utilizan carbón diferente de negro de carbón se usan en tinta de inyección de tinta, el carbón se debe moler preferentemente en un tamaño de partícula fino antes de la reacción con la sal de diazonio en el proceso preferido para impedir la precipitación no deseada en las tintas y recubrimientos . Con respecto al grupo orgánico unido al carbón, el grupo orgánico comprende preferentemente al menos un grupo aromático o al menos un grupo alquilo de 1 a 12 átomos de carbono y contiene además al menos un grupo iónico, al menos un grupo ionizable, o una mezcla de un grupo iónico y un grupo ionizable. En forma preferente, el grupo aromático o el grupo alquilo de 1 a 12 átomos de P1796/98MX carbono se une directamente al carbón. Un conjunto preferido de grupos orgánicos que se pueden unir al carbón son grupos orgánicos sustituidos con un grupo iónico o un grupo ionizable, como un grupo funcional. Un grupo ionizable es uno que es capaz de formar un grupo orgánico en el medio de uso. El grupo iónico puede ser un grupo aniónico o un grupo catiónico y el grupo ionizable puede formar un anión o un catión. Los grupos funcionales, ionizables que forman aniones incluyen, por ejemplo, grupos ácidos o sales de grupos ácidos. Por lo tanto, los grupos orgánicos incluyen grupos derivados a partir de ácidos orgánicos . En modo preferente, cuando contienen grupo ionizable que forma un anión, este grupo orgánico tiene a) un grupo aromático o un grupo alquilo de 1 a 12 átomos de carbono y b) al menos un grupo ácido que tiene una pKa de menos de 11, ó al menos una sal de un grupo ácido que tiene una pKa de menos de 11, ó una mezcla de al menos un grupo ácido que tiene la pKa de menos de 11 y al menos una sal del grupo ácido que tiene una pKa de menos de 11. La pKa del grupo ácido se refiere a la pKa del grupo orgánico como una totalidad no como sustituyente ácido. En forma más preferente, la pKa es menos de 10 y en forma más preferente menos de 9. En forma preferente, el grupo aromático del grupo alquilo orgánico se une directamente al carbón. El grupo aromático puede P1796/98MX estar sustituido o no sustituido adicionalmente, por ejemplo, con grupos alquilo. El grupo alquilo de 1 a 12 átomos de carbono puede estar ramificado o no ramificado y es preferentemente etilo. En forma más preferente, el 5 grupo orgánico es un grupo fenilo o naftilo y el grupo ácido es un grupo ácido de ácido sulfónico, un grupo de ácido sulfínico, un grupo de ácido fosfónico, o un grupo de ácido carboxílíco. Los ejemplos incluyen -COOH, -S03H y -P03H2, -S02NH2, -SO.NHCOR, y sus sales, por ejemplo -COONa, ilO -COOK, -COONR , -S03Na, -HP03Na, -S03NR y P03Na2, donde R es un grupo alquilo o fenilo. Los sustituyentes ionizables, particularmente preferidos son -COOH y -S03H y sus sales de sodio y potasio. En forma más preferente, el grupo orgánico es un grupo sulfonilo sustituido o no sustituido o una sal del mismo; un grupo (polisulfo) fenilo sustituido o no sustituido o una sal del mismo; un grupo sulfonaftilo sustituido o no sustituido o una sal del mismo o un grupo (polisulfo) naf ilo sustituido o no sustituido o una sal del mismo. Un grupo sulfonilo preferentemente sustituido es un grupo hidroxisulfonilo o una sal del mismo. Los grupos orgánicos específicos que tienen un grupo funcional ionizable que forma un anión son p- sulfonilo, 4-hidroxi-3-sulfofenilo, y 2-sulfoetilo . 25 Las aminas representan ejemplos de grupos P1796/98 X funcionales ionizables que forman grupos catiónicos y se pueden unir a los mismos grupos orgánicos como se discute anteriormente para grupos ionizables que forman aniones. Por ejemplo, las aminas se pueden protonar para formar grupos de amonio en los medios ácidos . En forma preferente, un grupo orgánico que tiene un sustituyente de amina tiene una pKb de menos de 5. Los grupos de amonio cuaternario (-NR3+) y los grupos de fosfonio cuaternario (-PR3+) también representan ejemplos de grupos catiónicos y se pueden unir a los mismos grupos orgánicos como se discute anteriormente para los grupos ionizables que forman aniones. En forma preferente, los grupos orgánicos contienen un grupo aromático tal como un grupo naftilo o fenilo y un grupo de amonio cuaternario de fosfonio cuaternario. El grupo aromático se une preferentemente de manera directa al carbón. Las aminas cíclicas cuaternizadas, y las aminas aromáticas cuaternizadas, también se pueden usar como el grupo orgánico. De esta manera, los compuestos de piridinio, N-sustituidos, tal como N-metíl-piridilo, se pueden usar a este respecto. Los ejemplos de grupos orgánicos incluyen, de manera no excluyente: 3-C5H4N(C2H5) \ C6H4NC5H5+, C6H4COCH2N(CH3) 3+, C6H4COCH.(NC5H5)', 3-C5H4N(CH3r, y C6H4CH2N(CH3) 3* . Una ventaja de los productos de carbón modificado que tienen un grupo orgánico unido sustituido con un grupo P1796/98MX iónico o ionizable es que los productos de carbón modificado pueden tener dispersabilidad en agua incrementada con relación al carbón no tratado, correspondiente. En general, la dispersabilidad en agua de los productos de carbón modificado se incrementa con el número de grupos orgánicos unidos al carbón que tienen un grupo ionizable o el número de grupos ionizables unidos a un grupo orgánico dado. De esta manera, el incremento del número de grupos ionizables asociados con los productos de carbón modificado debe incrementar su dispersabilidad en agua y permite el control de la dispersabilidad en agua a un nivel deseado. Se debe señalar que la dispersabilidad en agua de los productos de carbón modificado que contienen amina como el grupo orgánico unido al carbón se puede incrementar al acidificar el vehículo acuoso. Cuando se preparan productos de carbón modificado, dispersables en agua, se prefiere que grupos iónicos o ionizables se ionicen en el medio de reacción. La dispersión o suspensión espesa del producto resultante se puede usar como está o se diluye antes del uso. De manera alternativa, los productos de carbón modificado se pueden secar por técnicas usadas para los negros de carbón no convencionales. Estas técnicas incluyen, de manera no excluyente: secar en estufas y hornos giratorios. Sin embargo, el sobresecado puede provocar una pérdida en el P1796/98MX grado de dispersabilidad en agua. En el caso de los productos de carbón modificado anteriores no se dispersen en el vehículo acuoso tan fácilmente como se desee, los productos de carbón modificado se pueden dispersar usando técnicas convencionalmente conocidas, como molienda o trituración. Para los propósitos de la presente invención, el producto de carbón modificado tiene una carga. La carga se crea preferentemente por el grupo orgánico unido al carbón. Como se explica anteriormente, si el producto de carbón modificado es aniónico, entonces el compuestos anfifílico será catiónico. De manera similar, si el producto de carbón modificado es catiónico, entonces el compuesto anfifílico será aniónico. En forma preferente, un grupo arilo o un grupo alquilo de 1 a 12 átomos de carbono se unen directamente al material de carbón para formar el producto de carbón modificado y el grupo arilo contiene además un grupo ionizable o iónico. Los ejemplos de grupos preferidos que forman carbones aniónicos incluyen, de manera no excluyente:, -S03H, -COOH, -P03H2, -B(OH)2, -()S03H, -OP03H2, y sales de los mismos. Los ejemplos adicionales de grupos que forman productos de carbón catiónicos incluyen grupos C6H4NC252H_+, 3- (1-metilpiridinio) , y C6H4N(CH3)3+ unido al material de carbón. Si la composición de la presente invención es P1796/98MX suficientemente hidrófoba, la adición del ion anfifílico a una dispersión acuosa del carbón de grupos iónicos da por resultado la floculación del carbón. De este material luego se puede aislar fácilmente por un medio tal como filtración. Se ha encontrado que algunos de estos tipos de composiciones luego se pueden dispersar fácilmente en solventes orgánicos tal como xileno, hepteno, metil-a il-acetona, acetato de butilo, alcohol bencílico, butanol, cloruro de metano, acetona y similares. En algunos casos, el producto de carbón de la presente invención se puede extraer de solventes orgánicos. Una manera preferida para preparar las composiciones de la presente invención incluye tomar una dispersión acuosa del producto de carbón modificado y combinarla con el ion anfifílico. Por ejemplo, una dispersión acuosa de un negro de carbón aniónicamente funcionalizado se puede combinar con un compuesto que contiene amina y uno o más equivalentes de un ácido o se puede combinar con una sal de amonio cuaternario o se puede combinar con un polímero que contiene amina, y uno o más equivalentes de un ácido. La mezcla resultante que forma las composiciones de la presente invención luego se pueden aislar (por ejemplo, por filtración o evaporación) . De manera alternativa, una expresión acuosa del producto de carbón modificado, como su ácido libre, se P1796/98MX puede combinar con un anfífilo que contenga amina. De esta manera, el producto de carbón modificado protona la amina, formando de esta manera iones a partir de cada uno de los dos componentes. El caso complementario puede ser útil para un producto de carbón modificado que tenga una base libre con un compuesto anfifílico ácido. Se puede adicionar un producto de carbón modificado que tenga grupos aniónicos unidos a un mezclador de espigas, de operación continua, junto con un ion anfifílico catiónico en una solución acuosa. Esto permite el mezclado de los materiales. Este proceso forma la composición de la presente invención. El material resultante se puede secar o usar directamente. Las composiciones de la presente invención pueden formar una suspensión con un portador adecuado o vehículo líquido. Estos portadores y vehículos líquidos se conocen por aquellos expertos en la técnica. Las composiciones y suspensiones de la presente invención se pueden incorporar en varias formulaciones tal como tintas, recubrimientos y tintas de inyección de tinta, si estas formulaciones son acuosas o no acuosas. En general, la cantidad de la composición que se va a usar en las tintas, recubrimientos, tintas de inyección y tinta, y plásticos será aproximadamente la misma como la usada cuando el negro de carbón convencional sea el pigmento.

P1796/98MX Como se señala anteriormente, las composiciones de la presente invención son útiles en las formulaciones no acuosas de tinta. De esta manera, la invención proporciona una composición mejorada de tinta que comprende un solvente y una composición de la presente invención. Se pueden incorporar otros aditivos conocidos de tinta en la formulación de tinta. También está dentro de los límites de la presente invención usar una formulación de tinta que contiene una mezcla de carbón modificado con las composiciones de la presente invención. En general, una tinta incluye un colorante o pigmento y solventes para ajustar la viscosidad y secado. Una tinta puede incluir además opcionalmente un vehículo o barniz que funcione como un portador durante la impresión y/o aditivo para mejorar la capacidad de impresión, secado, y similares. Para una discusión general de las propiedades, preparación y uso de las tintas, ver The Printing Manual, 5a Ed. , R.H. Leach, y colaboradores, Eds., (Chapman & Hill, 1993). Las composiciones de la presente invención se pueden incorporar en una formulación de tinta usando técnicas normales ya sea como una predispersión o como un sólido. El uso de las composiciones de la presente invención puede proporcionar una ventaja significante y ahorros en el costo de reducir la viscosidad de la P1796/98MX relación. Esto también puede permitir mayor carga del producto del carbón en una formulación. Se puede reducir también el tiempo de molienda. Las composiciones de la presente invención también pueden proporcionar una capacidad mejorada de formación de chorro, tono azul y brillo . Las composiciones de la presente invención también se pueden usar en composiciones y recubrimientos no acuosos como pinturas o acabados. De esta manera, una modalidad de la presente invención es una composición de recubrimiento que contiene un solvente adecuado y una composición de la presente invención. Se pueden incorporar otros aditivos de recubrimiento convencionales en las composiciones de recubrimiento no acuosas como resinas. Las formulaciones de recubrimiento no acuosas varían ampliamente dependiendo de las condiciones y requerimientos de uso final. En general, los sistemas de recubrimiento contienen hasta 30 % en peso de carbón. El contenido de resina puede variar ampliamente casi a 100 %. Los ingredientes incluyen resinas acrílicas, alquídicas, uretano, epoxi, celulósicas y similares. El contenido de solvente puede variar entre 0 y 80 %. Los ejemplos incluyen hidrocarburos aromáticos, hidrocarburos alifáticos, alcoholes, polialcoholes, cetonas, éteres y similares. Otras dos clases generales de aditivos son P1796/98MX agentes de carga y modificadores los ejemplos de agentes de carga son pigmentos de coloración diferentes, arcillas, talcos, sílices y carbonatos. Los ejemplos de carga se pueden adicionar hasta 60 % dependiendo de los 5 requerimientos del uso final. Los ejemplos modificadores son ayudas al flujo e igualación y biocidas adicionadas en general a menos de 5 % . Las composiciones de la presente invención se pueden incorporar en una composición de recubrimiento no acuosa usando técnicas normales ya sea ¡ iO como dispersión o como sólido. Los ejemplos de los medios no acuosos para la incorporación de las composiciones que contienen los productos de carbón modificado de la presente invención, incluyen, de manera no excluyente: resinas melamina- 15 acrílicas, resinas melamina-alquídicas, resinas uretano- alquídicas endurecidas, resinas uretano-acrílicas j endurecidas y similares. Las composiciones de la presente invención también se pueden usar en pinturas de emulsión acuosas. En estos tipos de pinturas, hay una porción acuosa que contiene el pigmento en donde la porción acuosa luego se dispersa en la pintura acuosa. Por consiguiente, las composiciones de la presente invención se pueden usar como parte de las porciones no acuosas que luego se dispersan en las pinturas de emulsión acuosa. 25 Las composiciones de la presente invención P1796/98MX también son útiles en formulaciones acuosas de tinta y recubrimiento. Las formulaciones acuosas incluyen mezclas de agua y otras sustancias miscibles o dispersables en agua tal como alcohol. De esta manera, la invención proporciona 5 una composición acuosa de tinta que comprende agua y una composición de acuerdo con la invención. Se pueden incorporar otros aditivos acuosos conocidos para tinta en la formulación acuosa de tinta. Como se señala previamente, una tinta puede consistir de cuatro ilO componentes básicos descritos anteriormente. Las varias composiciones acuosas de tinta también se describen, por ejemplo, en las Patentes Norteamericanas Nos. 2,833,736; 3,067,813; 4,104,833; 4,308,061; 4,770,706; y 5,026,755, todas incorporadas en la presente por referencia. 15 La composición de la presente invención, ya sea como una dispersión o como un sólido, se puede incorporar en una formulación acuosa de tinta usando técnicas normales . Las tintas flexográficas representan un grupo de composiciones acuosas de tinta. Las tintas flexográficas incluyen en general un colorante, un aglutinante y un solvente. La composición de la invención puede ser útil como colorantes de tinta flexográfica. La composición de la invención se puede usar en tintas acuosas para periódico. Por ejemplo, una composición de tinta acuosa P1796/98MX para periódico puede comprender agua, las composiciones de la invención, una resina y aditivos convencionales tal como aditivos antiespuma y un agente tensioactivo. Las composiciones de esta invención también se pueden usar en composiciones acuosas de recubrimiento tal como pinturas y acabados. De esta manera, una modalidad de la invención es una composición acuosa mejorada, donde el recubrimiento comprende agua, resina y una composición de acuerdo con la invención. Se pueden incorporar a la composición acuosa de recubrimiento otros aditivos de recubrimiento, acuosos, conocidos. Ver, por ejemplo, McGraw.Hill Encyclopedia of Science & Technology, 5a Ed. (McGraw-Hill, 1983), incorporada en la presente por referencia. También, ver Patentes Norteamericanas Nos. 5,051,464, 5,319,044, 5,204,404, 5,051,464, 4,692,481, 5,356,973, 5,314,945, 5,266,406, y 5,266,361, todas incorporadas en la presente por referencia. Las composiciones de la invención, ya sea como una predispersión o como un sólido, se pueden incorporar en una composición acuosa de recubrimiento usando técnicas normales . Se puede usar una tinta de recubrimiento para una variedad de usos. En forma preferente, en tintas y recubrimientos acuoso de la presente invención, las composiciones de la presente invención están presentes en P1796/98MX una cantidad de menos o igual a 20 % en peso de la tinta o recubrimiento. También está dentro de los límites de la presente invención usar una formulación acuosa o no acuosa de tinta o recubrimiento que contiene una mezcla de carbón no modificado con las composiciones de la presente invención. Los aditivos comunes, como aquellos discutidos posteriormente se pueden adicionar a la dispersión para mejorar adicionalmente las propiedades de la tinta o recubrimiento acuoso. También, las composiciones de la presente invención se pueden usar en tintas de inyección de tinta donde la formulación de tinta se puede basar en solventes, agua o una emulsión acuosa. La formulación de una tinta de inyección de tinta, de emulsión acuosa o no acuosa que contiene un vehículo adecuado y la composición establemente dispersada de la presente invención como pigmento se puede realizar con un mínimo de componentes y paso de procesamiento cuando se utiliza los productos de carbón anteriores. Esta tinta se puede usar en impresoras de inyección de tinta que se conocen en la técnica. En forma preferente, en las tintas de inyección y tintas de la presente invención, las composiciones de la presente invención están presentes en una cantidad de menos de igual a 20 % en peso en tinta de la inyección de tinta. También está dentro de los límites P1796/98MX de la presente invención usar una formulación de inyección de tinta que contiene una mezcla de carbono modificado con las composiciones de la presente invención. Se pueden adicionar aditivos y/o aglutinantes conocidos por aquellos expertos en la técnica a la dispersión para mejorar adicionalmente las propiedades de la tinta de la inyección de tinta. Adicionalmente, las tintas de inyección de tinta pueden incorporar algún tinte para modificar el equilibrio de color y ajustar la densidad óptica. Los tintes apropiados serán conocidos por aquellos expertos en la técnica. De manera adicional, la preparación de tinta o inyección de tinta que utilizan las composiciones de la presente invención, la filtración secuencial de las tintas a través de filtros de tamaño descendiente se puede usar para obtener un producto final más deseable. Por ejemplo, la filtración primero con un filtro de 3.0 mieras y luego filtración con filtro de 1.0 mieras, y así sucesivamente, como se desee. Además, el tamaño del producto de carbón modificado en las tintas de inyección de tinta es preferentemente no mayor de aproximadamente 2 mieras. En forma preferente, el tamaño de composición de la presente invención es una miera menos . Los siguientes ejemplos se proponen para P1796/98MX ilustrar, no limitar, la invención reivindicada. Se obtuvieron las áreas de superficie de nitrógeno de BET, usando el método D-4820 de ASTM. Se obtuvieron las mediciones de área de CTAB usando el método D-3760 de ASTM. Se obtuvieron los datos de DBPA usando el método D-2414 de ASTM. Las propiedades ópticas de la tinta y películas de recubrimiento se determinaron con los siguientes instrumentos: Los valores L*a*b* con un instrumento de espacio de color Hunter Lab can 6000 a 100 grados D65 CIELAB; la densidad óptica se midió con un densímetro MacBeth RD918, el brillo se midió con un medidor de brillo modelo 4527 BYK Gardner. Se midió el área de superficie externa de nitrógeno (t-área) después de la preparación de la muestra y procedimiento de medición descrito en el método D-3037 de ASTM. Para esta medición, se extendió la isoterma de absorción de nitrógeno hasta una presión relativa de 0.55. La presión relativa es la presión (P) dividida entre la presión de saturación (Po, la presión a la cual se condensa el nitrógeno) . El espesor de la capa de absorción (t en angstroms) se calcula usando la relación: t = 0.88(P/Po)2 + 6.45(P/Po) + 2.98 El volumen (v) de nitrógeno absorbido luego se P1796/98MX gráfico con t y se trazó luego una línea recta a través de los puntos de datos para los valores t entre 3.9 y 6.2 angstroms. La t-área luego se obtuvo a partir de la pendiente de esta línea como sigue: 5 t-área, m2/g = 15.47 x pendiente Los contenidos de azufre en el producto negro de carbón se determinaron por análisis de combustión después ilO del lavado en Soxhlet de cada muestra. Los mmol de azufre unido se determinaron por la diferencia del ensayo de negro de carbón tratado .

Ejemplo 1: Preparación de Glutamato de Dimiristilo 15 Este procedimiento se adaptó de aquel publicado por P. Berndt, y colaboradores, J. Amer. Chem. Soc., 1995, 117, 9515. Una mezcla de alcohol miristílico (21.43 g) , ácido L-glutámico (7.36 g) y monohidrato de p- toluensulfónico (10.77 g) en tolueno (75 mL) se sometió a reflujo bajo nitrógeno. Se separó el agua del destilado en un receptor de destilación Barrett. Cuando se colectó la cantidad teórica de agua (2.8 g) , el calentamiento se detuvo y el tolueno se removió al vacío en un evaporador giratorio. El producto se solidificó a una masa completamente blanca (38.13 g) .

P1796/98MX Este material se recristalizó a partir de acetona (100 mL) para dar el glutamato de dimiristilo como su sal de p-toluensulfonato (77 % de rendimiento total) .

Ejemplo 2: Preparación de dioleato de 2-amino-2-metil-l, 3-propanodiol A una mezcla de 2-amino-2-metil-l, 3-propanediol (5.26 g) , ácido oleico (33.4 mL) y ácido p-toluensulfónico monohidratado (11.0 g) en tolueno (75 mL) se sometió a reflujo bajo nitrógeno. Se separó el agua a partir de destilado en un receptor de destilación Barrett. Cuando se colectó la cantidad teórica de agua (3.3 g) , el calentamiento se detuvo y el tolueno se removió al vacío en un evaporador giratorio. El producto fue un aceite amarillo espeso. Este material se convirtió a la base libre al disolverse en cloruro de metileno (250 mL) y lavar con solución de NaOH 1 N (3 x 75 mL) , luego con agua desionizada (3 x 75 mL) y una solución de NaCl saturada (2 x 50 mL) . La solución se secó sobre Na2S04, se filtró y se evaporó para dar una aceite amarillo pálido (88 %) .

Ejemplo 3: Preparación de Maleato de Dioleilo Una mezcla de anhidro maleico (88.25 g) , alcohol oleilo (483.28 g) , ácido p-toluensulfónico monohidratado P1796/98MX (8.56 g) y tolueno (650 mL) se sometió a reflujo bajo nitrógeno. Se separó el agua a partir del destilado en un receptor de destilación Barrett. Cuando se colectó la cantidad teórica de agua (17 g) , el calentamiento se detuvo y el tolueno se removió al vacío en un evaporador giratorio. El producto fue un aceite café (532 g) y se usó en el Ejemplo 4 sin purificación adicional.

Ejemplo 4 Preparación de N- (dioleil-succinil) - Dipropilendiamina Se disolvió la N- (3-aminopropil) -1, 3-propano-diamina (19.68 g) en isopropanol (150 mL) en un matraz de fondo redondo de 1 litro de 3 cuellos equipado con un condensador enfriado con agua, agitador magnético y embudo de adición. Se cargó una solución de maleato de dioleilo (92.55 g, Ejemplo 3) en isopropanol (150 mL) al embudo de adición. La solución de diamina se calentó a reflujo y se adicionó la solución de maleato de dioleilo durante 7 horas. El análisis de la mezcla de reacción por cromatografía en capa fina (placa de gel de sílice etanol/acetato de etilo al 7:3 con NH4OH al 1 %) mostró consumo completo de los materiales de inicio. El solvente se removió al vacío en un evaporador giratorio para dar el producto como un aceite naranja (113 g) .

P1796/98MX Ejemplo 5: Preparación de N,N-Bis (2 ' -metoxietil) -6-hidroxihexamida Se calentó una mezcla de Bis (2-metoxietil) amina (11.85 g) y tolueno (100 mL) a 652C bajo nitrógeno. Se adicionó durante varios minutos una solución de epsilon-Caprolactona (9.23 g) en tolueno (35 mL) . La mezcla se agitó esta temperatura hasta que se consumió toda la caprolactona, como se determina por la cromatografía en capa fina (placa de gel de sílice, etanol/NH4OH 4:1). Después de 20 horas, se adicionó una porción adicional de bis (2-metoxietil) amina (3.1 g) y se continuó el calentamiento. Después de aproximadamente 36 horas, se ha consumido toda la caprolactona. El solvente se removió al vacío en un evaporador giratorio para dar el producto como un aceite (21.7 ) . El producto se purificó al pasar una solución del producto crudo en etanol al 90 % (135 mL) a través de un lecho de DOWEX 50WX4-200, resina de intercambio iónico. La resina se eluyó con una porción adicional de etanol (100 mL) . Los eluatos combinados se concentraron al vacío para dar el producto deseado como un aceite amarillo (rendimiento total de 59 %) . DOWEX es una marca comercial de Dow Chemical Co . , Midland, MI P1796/98MX Ejemplo 6: Preparación de Di- (N,N-bis (2 ' -metoxietil) -capramida-6-il) crlutamato Una mezcla de N,N-bis (2 ' -metoxietil) -6-hidroxihexa ida (10.0 g, Ejemplo 5), ácido L-glutámico (2.97 g) y ácido p-toluensulfónico monohidratado (4.03 g) en tolueno (30 mL) se sometió a reflujo bajo nitrógeno. Se separó el agua a partir del destilado en un receptor de destilación Barrett. Cuando se colecto la cantidad teórica de agua (1.1 g) se detuvo el calentamiento y se removió el tolueno al vacío en un evaporador giratorio . El producto se obtuvo como su sal de p-toluen-sulfonato como un aceite café (15.51 g) .

Ejemplo 7: Preparación de un Producto de Negro de Carbón Usando una Granuladora de Espigas Se cargó una granuladora de espigas de ocho pulgadas de diámetro con 400 g de un negro de carbón con un área de superficie de nitrógeno de 58 m2/g y un DBPA de 46 ml/100 g y 32 g de ácido sulfanílico. La granuladora se corrió a 150 rpm durante 1 minuto. Se adicionaron agua desionizada (132 mL) y nitrito de sodio (12.75 g) y la granuladora se corrió durante 2 minutos a 250 rpm. La granuladora se detuvo y las espigas se desecharon, luego la granuladora se corrió a 1100 rpm durante 2 minutos adicionales. Se generó la sal interior de hidróxido de 4- P1796/98MX sulfobencendiazonio in situ, y se hizo reaccionar con el negro de carbón. El producto se descargó de la granuladora y se secó en un horno a 70-1002C. El producto tenía unido grupos p-C6H4S03Na. El análisis de una muestra extraída por Soxhlet para el contenido de azufre se indicó que este producto tenía 0.162 m equivalente/gramos de grupos sulfonatos unidos .

Ejemplo 8: Preparación de un Producto de Negro de Carbón Este procedimiento describe la preparación de un producto de negro de carbón bajo condiciones de operación continua. Se cargaron 100 partes por hora de un negro de carbón que tiene un área de superficie de CTAB de 350 m2/g y un DBPA de 120 mL/100 g a un mezclador de espigas de operación continua con 25 partes por hora de ácido sulfanílico y 10 partes por hora de un nitrito de sodio como una solución acuosa. El material resultante se secó para dar un producto de negro de carbón que grupos p-C6H4S03Na unidos. El análisis de una muestra extraída por Soxhlet para el contenido de azufre indicó que el producto tiene 0.95 m equivalente/g de grupos sulfonatos unidos.

Ejemplo 9_ Preparación de Nitrito de N- (4-aminofeniDpiridinio Se adicionó nitrito de plata (25.4 g) a una P1796/98MX solución de 34.1 g de cloruro de N- (4-aminofenil)piridinio en 150 mL de metanol y la mezcla se calentó a reflujo durante una hora y se dejó enfriar a temperatura ambiente. La mezcla se filtró y el metanol se removió bajo vacío para dar nitrito de N- (4-aminofeniDpiridinio .

Ejemplo 10: Preparación de un Producto negro de Carbón En un mezclador de espigas, se mezclaron 35.8 g de nitrito de N- (4-aminofeniDpiridinio y 300 g de un negro de carbón con un área de superficie de 108 m2/g y un DBPA de 108 mL/100 g. Mientras se mezcla, se adicionaron secuencialmente 200 g de agua, una solución de 14.7 de ácido nítrico concentrado en 50 g de agua, y 50 g de agua. El mezclado se continuó durante 3.5 minutos adicionales. El material resultante fue una mezcla de un producto negro de carbón que tiene grupos C6H4N(C5H5) +, y agua que contiene 53.3 % de sólidos. Una muestra de este material que se ha secado y sometido a una extracción Soxhlet con etanol durante la noche contuvo 0.91 % de nitrógeno, en comparación al 0.01 % de nitrógeno para el carbón no tratado. Por lo tanto, el producto seco obtuvo 0.32 mmol/g de grupos C6H4N(C5H5) *N03 unidos . Una dispersión (50 g) que tiene 5 g de sólidos se preparó al mezclar 9.38 g de un material no secado con agua. Se adicionó bis (2-etilhexil) -sulfosuccinato de sodio P1796/98MX (1.22 g) . Se adicionaron 2-heptanona (450 mL) y agua (400 g) y la mezcla se agitó. Se adicionó cloruro de sodio para romper la emulsión, y la capa acuosa se removió en un embudo de separación. La capa acuosa esta sustancialmente libre de negro de carbón. El producto negro de carbón en la capa de heptanona tuvo un diámetro por medio de partícula de UPA de 0.15. La capa de heptanona se filtró a través de un tamiz de malla 325, y el material en el tamiz se lavó con heptanona adicional hasta que los lavados fueron incoloros. El tamiz se secó y el residuo en el mismo correspondió a 1.5 % del producto de negro de carbón usado . Los diámetros promedio de partícula y los diámetros de partícula máximo se dividieron usando un analizador de partículas ultra finas MICROTRAC de Leeds & Northrup Co., St. Petersburg, FL. Las siguientes condiciones se usaron: partículas no transparentes, atmosféricas; densidad de partículas = 1.86 g/cm3, con 2-heptanona como un líquido de dispersión (MICROTRAC es una marca registrada de Leeds & Northrup Co . ) .

Ejemplo 11: Floculación/Dispersión de Solvente de Producto negro de Carbón El producto negro de carbón del Ejemplo 7 que contiene 0.26 mequiv de S03Vg o un producto negro de carbón P1796/98MX del Ejemplo 8 que contiene 0.95 m equivalentes de S03"/g se dispersó en aproximadamente 10 mL de agua desionizada. Una solución de un equivalente molar del compuesto mostrado en la tabla posterior en 1 mL de ácido acético se adicionó a la dispersión con agitación y/o balanceo. Después de aproximadamente 5 minutos, la expresión se examinó para la evidencia de floculación. Estos materiales que provocan que la dispersión se flocule se indican en la tabla. Estos materiales luego se probaron para la dispersibilidad del solvente al adicionar aproximadamente 1 mL de dispersión a una mezcla de un solvente orgánico y agua desionizada, y luego agitar vigorosamente. Los resultados se indican en la tabla. Las condiciones no probadas se marcan con "-" P1796/98MX a Usó un producto de negro de carbón del Ejemplo 7 b Usó un producto de negro de carbón del Ejemplo 8 * Indica que el carbón se floculó pobremente en la fase de solvente Ejemplo 12: Floculación/Dispersión de Solvente de Productos Negro de Carbón Un producto de negro de carbón del Ejemplo 10 funcionalizado con 0.32 m equivalente/g de grupos de amonio cuaternario se dispersaron en aproximadamente 10 mL de agua desionizada. Una solución de un equivalente molar del compuesto mostrado en la' tabla posterior en 1 mL de agua desionizada se adicionó a la dispersión con agitación y/o sacudida . Después de aproximadamente 5 minutos , la dispersión se examinó para la evidencia de floculación. Estos materiales que provocaron que la dispersión se flocule se indica en la tabla posterior. Estos materiales luego se probaron para la dispersabilidad del solvente al adicionar aproximadamente 1 mL de dispersión a una mezcla de un solvente orgánico y agua desionizada, y luego al agitar vigorosamente. Los resultados se indican en la P1796/98MX tabla. * indica que el carbón se floculó débilmente en la fase del solvente Ejemplo 13: Preparación de una Sal Anfifílica de un Producto en Negro de Carbón Se hizo la dispersión del producto negro de carbón en el Ejemplo 7 (250 ) en agua desionizada (2250 mL) . A esta dispersión bien agitada se adicionó una solución de oleilamina (18.7 g) en ácido acético (250 mL) . La mezcla llegó a ser inmediatamente espesa y espumosa. Después de 1-2 horas, el producto se enfrió rápidamente para la floculación y la dispersabilidad del solvente como se describe en el Ejemplo 11. El negro se dispersó en el P1796/98MX solvente (acetato de butilo) indicando un tratamiento completo. La suspensión espesa se filtró en un embudo Buchner y se lavó con etanol al 50 % y agua desionizada. El producto se secó a peso constante en un horno a 35-45 aC.

Ejemplo 14: Preparación de Otras Sales Anfifílicas de Productos Negro de Carbón El procedimiento del Ejemplo 13 se siguió usando la cantidad de reactivos mostrado en la tabla a continuación: Armeen SD es una soyaalquilamina de Akzo Chemicals Inc., P1796/98MX Chicago, IL . Ejemplo 15: Uso de Producto de Carbón con Cationes Anfifílicos en Tinta Brillosa Se evaluaron los productos de negro de carbón de los Ejemplos 13 y 14f en una formulación de tinta brillosa, de endurecimiento térmico, normal, preparada en un molino de tres rodillos. Su desempeño se comparó a una norma no tratada, un negro de carbón con un área de superficie de 58 m2/g y un DBPA de 46 mL/100 g. Las muestras de negro de carbón se molieron en un mezclador Waring para romper la estructura granulada durante aproximadamente 30 segundos, luego se preparó para molienda en un molino de tres rodillos al mezclar manualmente 15 g de negro de carbón con 35 g del lote principal de molienda. Los tamaños de las muestras para los productos de negro de carbón del Ejemplo 13 y 14f se compensaron en peso para la cantidad de tratamiento aplicada al carbón (16.3 y 16.8 g, respectivamente). El lote principal consiste de 9 partes de LV-3427XL (vehículo de molienda de ter oendurecimiento, Lawter International, Northbrook, IL) a una parte de aceite MAGIESOL 47. Esta mezcla, 50 g, se molió en un molino de tres rodillos Kent que corre a 702F. Las muestras se dejan diluir al mezclar con una cantidad igual del lote principal de molienda y luego se aplica a un aparato medidor de molienda de P1796/98MX producción de NIPRI G-2 para la evaluación de las moliendas. Las normas se pasan típicamente cuatro veces a través del molino. Se hacen pasadas adicionales si la lectura del medidor de molienda está por arriba de 20 mieras. La tinta terminada se produjo al mezclar el material molido con un peso igual del lote principal de dilución (3 partes de LV3427XL; 12 partes de LV6025 (vehículo de gel de termoendurecimiento, Lawter International); 5 partes de aceite MAGIESOL 47) y pasando una vez a través del molino de tres rodillos. MAGIESOL es una marca comercial registrada para aceites disponibles de Magie Brothers, Franklin Park, IL. La finura de los datos de la molienda y las mediciones de viscosidad de las tintas resultantes se muestran en la tabla a continuación. Los valores en la tabla de los datos de molienda están en mieras y se mide en un medidor de molienda G-2 e indican el nivel donde 10 estrías/5 estrías /5 gramos defectuosos se detectan en el medidor. Se midió la viscosidad de Laray de la barra de acero de acuerdo con el método D4040-91 de ASTM a 252C usando un viscosímetro de Laray TMI 95-15-00 (Testing Machines , Inc . ) P1796/98MX ** Esta muestra se premezcló con el vehículo de molienda en un Dispermat CV (Getzman GmbH, Alemania) a 11,000 rpm durante 30 minutos.

Los productos de negro de carbón, tratados, anfifílicos, demuestran velocidad de dispersión significativamente mejoradas sobre aquellas de una norma no modificada. Las mediciones de viscosidad de Laray mostraron viscosidad diluida y valores de límites elástico para estas muestras . Las propiedades ópticas para las tintas hechas a partir de los productos 13 y 14f del negro de carbón y el P1796/98MX negro de carbón normal se determinaron a partir de impresiones hechas usando un probador de la capacidad de impresión RNA-52 (Research North America, Inc.) y se muestran en la tabla posterior. Los valores para los espesores de película de 1.0 y 2.0 mieras se calcularon de la regresión lineal de los datos de las impresiones elaboradas por un intervalo de espesores de película. Se usó un Hunter Lab Sean 6000 (10 grados D65 CIÉ LAB instrumento de color fabricado por Hunter Assocs . , Fairfax, VA) para medir los valores L*, a*, y b* . Se midió la densidad óptica en un densitómetro MacBeth RD918. Se midió el brillo con un medidor de brillo modelo 4527 de BYK Gardner .

Datos para un Espesor de Película de 1 Miera P1796/98MX Datos para un Espesor de Película de 2 mieras ** Esta mezcla se premezcló con el vehículo de molienda en un Dispermat CV (Getzman GmbH Alemania) a 11,000 rpm durante 30 minutos.

Estos resultados indican que las propiedades ópticas de las películas producidas a partir de los productos negro de carbón tratados, anfifílieos son de calidad similar a aquellas de la norma.

Ejemplo 16: Uso de los Productos de Carbón con Cationes Anfifílicos en la Tinta' Brillosa El procedimiento del Ejemplo 15 se repitió usando el producto de carbón producido en el Ejemplo 14a. Los tamaños de las muestras para el producto 14A de negro de carbón se compensó en peso para la cantidad de tratamiento aplicado al carbón (18 g) .

P1796/98MX Los productos de negro de carbón tratados, anfifílicos, demuestran velocidades de dispersión significativamente mejoradas sobre aquella de una norma no modificada. Las mediciones de la viscosidad de Laray muestran viscosidad disminuida para esta muestra. Las propiedades ópticas para las tintas elaboradas a partir de los productos 14a de negro de carbón y el negro de carbón normal se determinaron como en el Ejemplo 15 y se muestran en las tablas a continuación.

P1796/98MX Datos para un espesor de película de 1 miera Datos para un espesor de película de 2 mieras Estos resultados indican que las propiedades ópticas de las películas producidas a partir de estos productos de negro de carbón, tratados, anfifílicos son de calidad similar a aquellas de la norma.

Ejemplo 16' Uso de Productos de Nesro de Carbón con Cationes Anfifílicos en Tinta Brillosa El procedimiento del Ejemplo 15 se repitió usando los productos de negro de carbón producidos en el Ejemplo 14b y 14d.

P1796/98MX El producto de negro de carbón tratado, anfifílico del Ejemplo 14b demostró una velocidad de dispersión significativamente mejorada sobre aquella de una norma no modificada. El Ejemplo 14d fue algo más difícil de dispersar. Las propiedades ópticas para las tintas elaboradas a partir de los productos de negro de carbón 14b, 14d, y el medio de negro de carbón normal se determinaron como en el Ejemplo 15 y se muestran en las P1796/98MX tablas a continuación.

Datos para un espesor de película de 1 miera Datos para un espesor de película de 2 mieras Estos resultados indican que las propiedades ópticas de las películas de tinta producidas a partir de estos productos de negro de carbón, tratados, anfifílicos pueden ser de calidad similar a aquellas de la norma a pesos iguales de la muestra.

P1796/98 X Ejemplo 16' ' Uso de un Producto Negro de Carbón con Cationes Anfifílicos en Tinta Brillosa El procedimiento del Ejemplo 15 repitió usando el producto de negro de carbón producido en el Ejemplo 14c. El tamaño de la muestra para el producto de negro de carbón en los Ejemplo 14c se convirtió en peso para la cantidad de procesamiento aplicada al carbón (16.6 g) .

El negro de carbón tratado, anfifílico del Ejemplo 14c demuestra que la velocidad de dispersión significativamente mejoradas y menores viscosidades de Laray que aquella de una norma no modificada.

P1796/98MX Las propiedades ópticas para las tintas elaboradas a partir de los productos de negro de carbón 14C y el negro de carbón normal se determinaron como en el Ejemplo 15 y se muestran en las tablas a continuación.

Datos para un espesor de película de 1 miera Datos para un espesor de película de 2 mieras Estos resultados indican que las propiedades ópticas de las película de tinta producida a partir del producto de negro de carbón tratado, anfifílico, del Ejemplo 14c son algo más densas, con mejor capacidad de formación en chorro y más brillosas que aquellas de las P1796/98MX normas .

Ejemplo 17: Uso de un Producto Negro de Carbón Tratado con Cationes Anfifílicos en una Formulación Acrílica Endurecida con Uretano Este ejemplo ilustra el uso de productos de negro de carbón en una formulación de barniz acrílico. Los productos de negro de carbón de los Ejemplos 14e, 14g y 8 se usaron en la siguiente composición. Los productos de negro de carbón se molieron en pequeños molinos de acero (2 1/16 pulgadas de alto x 2 3/32 pulgadas de diámetro) en un agitador de pintura. Cada molino se cargó con 200 g de bolas de acero cromadas de 3/16 de pulgada, 2.19 de producto de carbón, y 19.9 g de vehículo de molienda que consiste de una mezcla 80/20 de barniz de mezcla acrílico DMR-499 (PPG Finishes, Strongsville, OH) y xileno. Esta mezcla se molió durante 50 minutos. Se lavaron las muestras en un medidor Hegman. La formulación final se hizo al adicionar 23.3 g de DMR-499, 17.3 g de xileno y 1.4 g de endurecedor de uretano DXR-80 (PPG Finishes, Strongsville, OH) al molino y agitando durante 15 minutos. Un trazo de 3 milésimas de pulgada en al formulación terminada se hizo en un cuadro Lenata sellado. La película se secó al aire durante 30 minutos, luego se cosió a 1402F durante 30 minutos. Se determinaron las propiedades P1796/98 X ópticas como se describe en el Ejemplo 15. La norma de negro de carbón con un área de superficie de CTAB de 350 m2/g y un DBPA de 120 mL/100 g sin ningún tratamiento adicional. El tamaño de la muestra para los productos de negro de carbón en los Ejemplos 14e se compensó parcialmente en peso para la cantidad de tratamiento aplicada al carbón (2.83 g) ; el tamaño de la muestra para el 14g se compensó completamente en peso (3.24 g) . Las propiedades ópticas y las moliendas Hegman se muestran en la tabla posterior. Los valores Hegman s midieron en un medidor Hegman donde se agruparon 5 partículas de "arena" .

Estos resultados muestran que el uso del producto del Ejemplo 14e en esta formulación da por resultado un recubrimiento más denso, con mayor capacidad de formación P1796/98MX de chorro y más azul que aquel producido por un negro de carbón modificado, o por el carbón precursor del Ejemplo 8. El producto del Ejemplo 14g fue más denso y con mayor capacidad de formación de chorro que las normas .

Ejemplo 18a-18n: Tratamiento del Producto de Negro de Carbón con un Anfífilo Catiónico, Polimérico Los productos de negro de carbón en estos ejemplos se prepararon usando el siguiente procedimiento. ^pLO Se preparó un polímero que contiene amina por polimerización en emulsión. A un matraz de fondo redondo de 1 litro equipado con un condensador de reflujo, embudo de adición, tubo de entrada de gas, agitador, y baño de agua caliente con termómetro se adicionaron 264.34 g de agua y 0.089 g de carbonato de sodio. El matraz se calentó a aproximadamente 702C y se roció con nitrógeno durante 1 hora. El rocío de nitrógeno se cambió a un barrido, y se adicionaron 15.0 g de una solución acuosa al 10 % de dodecilbencensulfonato de sodio. El matraz luego se calentó a 852C. una vez a esta temperatura, se adicionaron 10 % (6.0 mL) de una solución de iniciador (preparada al disolver 0.20 g de persulfato de amonio en 57.3 g de agua), seguido por 10 % (35.0 g) de una mezcla de monómero emulsionado (preparada al adicionar 196.6 g de metacrilato de metilo (MMA), 3.4 g de metacrilato de 2- P1796/98MX (dimetilamino) etilo (DMAEMA) , 1.0 g de n-dodecilmercaptano, y 5.0 g de una solución acuosa al 10 % de dodecilbenceno sulfonato de sodio a 118.0 g de agua con agitación vigorosa. Una vez emulsionada, esta mezcla se agitó continuamente para mantener una buena emulsión. Se usó un enjuague de 4.7 mL de agua para cada adición. La reacción se agitó durante 1 hora a 852C, durante los cual se observó un cambio de color indicado en la formación de polímero. Después de este tiempo, el resto de la mezcla del monómero emulsionado se adicionó gradualmente al matraz de reacción gota a gota durante las próximas 3 horas . También durante este tiempo, el resto de la solución de iniciador se adicionó al matraz de reacción en porciones de 4 mL cada 15 minutos. Al término de las adiciones de monómero e iniciador, cada matraz se enjuagó con 4.7 mL de agua, y estos enjuagues se adicionaron al matraz de reacción. La temperatura se mantuvo a 852C durante una hora adicional. Luego, la reacción se dejó enfriar a temperatura ambiente y se agitó durante la noche. Se preparó una dispersión del producto de negro de carbón del Ejemplo 8 al adicionar 3.70 g del negro de carbón seco a 400 mL de agua en un baso de precipitado de 1 litro equipado con un agitador por arriba. Esto se agitó a temperatura ambiente durante 10 minutos. A esta dispersión se adicionaron 0.214 g de ácido acético glacial seguido por P1796/98MX 131.2 g de un látex que contiene 33.3 g de un copolímero 98.3/1.7 de ' metacrilato (MMA) y metacrilato de 2- (dimetilamino) etilo (DMAEMA) preparado como se describe anteriormente. La mezcla se agitó durante 2 hora a temperatura ambiente. Una solución de 11.4 g de acetato de magnesio tetrahidratado en 400 mL de agua en un baso de precipitado de 2 litros equipado con un agitador por arriba y placa caliente se calentó a 702C, y a esto se adicionó la mezcla de negro de carbón/polímero. Esto se agitó durante 20 minutos a esta temperatura y se filtró, y el producto de negro de carbón resultante se secó en un horno al vacío a 752C a peso constante. Los siguientes productos de negro de carbón se prepararon después de este procedimiento: aquí, CB-1 se refiere al producto de negro de carbón del Ejemplo 8 y CB-2 se refiere al negro de carbón del cual se preparó el producto de negro de carbón del Ejemplo 8.

P1796/98MX Ejemplos 19a-19h: Demostración' de la Dispersabilidad de los Productos de Negro de Carbón en un Solvente Orgánico Cada uno de los productos de negro de carbón se molió manualmente para obtener un polvo razonablemente fino. Después del resultado de la muestra, el producto negro de carbón se colocó en un extractor Soxhlet y se extrajo con cloruro de metileno durante al menos 24 horas. Se secó cualquier muestra restante (residual) a peso constante. Las soluciones de cloruro de metileno se evaporaron al vacío en un evaporador giratorio, y se registró el peso del material soluble, orgánico (extraíble) . Después de este procedimiento, los siguientes resultados se obtuvieron a partir de los productos negro de P1796/98MX carbón de los Ejemplos 18aa-18e. Además de los productos de negro de carbón, se realizaron las muestras de control por el mismo método. Aquí, el polímero 1 es P (MMA/DMAEMA) (98.3/1.7) y CB-2 es el producto negro de carbón del cual se prepara el producto negro de carbón del E emplo 8.

P1796/98MX Estos ejemplos demuestran que, cuando la cantidad de los grupos anfifílicos en el polímero es equivalente a la cantidad de grupos con carga opuesta en el negro de carbón (Ejemplo 19e) , son altos los niveles extraibles . Por arriba de esto, disminuyen lo niveles extraibles. Esto demuestra que un método para producir un producto negro de carbón puede dispersarse en solventes orgánicos.

Ejemplos 20a-201; Demostración de la Dispersabilidad v Productos de Negro de Carbón en un Solvente Orgánico Siguiendo los procedimientos descritos en el Ejemplo 19, los siguientes resultados se obtuvieron para los productos de negro de carbón de los Ejemplos 18f-18n. Además de los productos de negro de carbón, se realizaron las muestras de control por el mismo método. Aquí, el polímero 2 es P (MMA/DMAEMA) (98.3/1.7), Polímero 3 es PMMA, y CB-2 es un negro de carbón del cual se prepara el producto negro de carbón del Ejemplo 8.

P1796/98MX P1796/98MX Estos ejemplos demuestran que, cuando tanto el polímero anfifílico como el negro de carbón que tienen la carga opuesta están presentes en cantidades equivalentes, se observa dispersabilidad mejorada en el solvente orgánico (Ejemplo 201) . Estos ejemplos también demuestran que ya sea cuando el polímero no es anfifílico (como en el Ejemplo 20g y como en el Ejemplo 2Oh en el cual no está presente amina y en el Ejemplo 20k no está presente el ácido) o cuando el negro de carbón no tiene una carga opuesta (como en los Ejemplos 20e, 20f, 20i, y 20j), este efecto no se ve. Esto demuestra que un método para producir un producto de negro de carbón puede dispersarse en solventes orgánicos .

P1796/98MX Ejemplo 21: Demostración de la Dispersabilidad de los Productos de Negro de Carbón en un Solvente Orgánico Después del procedimiento descrito en el Ejemplo 19, se obtuvieron los siguientes resultados para el producto negro de carbón del Ejemplo 18n. Además del producto de negro de carbón, se analizaron las muestras de control por el mismo método. Aquí, el polímero 2 es P (MMA/DMAEMA) (98.3/1.7) y CB-2 es el negro de carbón a partir del cual se prepara el producto negro de carbón del Ejemplo 8.

Este ejemplo demuestra que este proceso también es efectivo a grandes escalas.

P1796/98MX Ejemplo 22: Desempeño de Nicotinato de Butilo Una muestra de 1 g el producto del Ejemplo 8 se trató de acuerdo con el Ejemplo 11 con nicotinato de butilo. Este material no floculó. Un análisis de tamaño de i partículas de UPA que indicó que el material se dispersó a un bien, diámetro, por medio de partícula de 0.155 mieras. Aproximadamente se aplicaron 2 mL de muestra a esta solución a una hoja de papel de copiadora y se trazó por un aplicador Bird de 3 milésimas de pulgada. El trazo se secó al aire 10-15 minutos y se determinó que la densidad óptica de 1.30. El trazo luego se enjuaga con un corriente de agua desionizada hasta que no se observó desvanecimiento de pigmento negro. Esto se dejó secar y la densidad óptica de la región enjuagada con agua se determinó que es de 1.29. Por lo tanto, se mantuvo un 99 % de densidad óptica. Los resultados por el producto del Ejemplo 8 solo para las áreas no lavadas y lavadas fue de 1.31 y 1.18 respectivamente. En este caso, el 90 % de la densidad óptica se mantuvo . Estos resultados indican que la adición de un anfífilo catiónico a una solución dispersada del producto negro de carbón tal como aquel del Ejemplo 8 puede afectar las propiedades del producto de negro de carbón aunque no hubo cambio en el comportamiento de la solución de la mezcla.

P1796/98MX Otras modalidades de la presente invención serán aparentes para aquellos expertos en la técnica a partir de la consideración de la especificación y práctica de la invención descrita en la presente. Se propone que la especificación y ejemplo se consideren como - ejemplo únicamente, con un alcance y espíritu verdadero de la invención que se indica por las siguientes reivindicaciones .

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Claims (27)

1. NOVEDAD DE LA INVENCIÓN Habiendo descrito el presente invento, se considera como una novedad y, por lo tanto, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes i REIVINDICACIONES; 1. Una composición que comprende: a) un ion anfifílico y b) un producto de carbón modificado que comprende carbón que tiene unido al menos un grupo orgánico, en donde el al menos un grupo orgánico tiene una carga opuesta al ion anfifílico.
2. 2. La composición según la reivindicación 1, en donde el ion anfifílico es catiónico.
3. 3. La composición según la reivindicación 2, en donde el ion anfifílico es un ion de amonio formado al adicionar un ácido a: una amina grasa, un éster de un aminoalcohol, una alquilamina, un polímero que contiene un grupo funcional amina, anilina y derivados de la misma, un éster de alcohol graso de aminoácido, una poliamina N- alquilada con un éster de dialquil-succinato, una amina heterocíclica, una guanidina derivada a partir de una amina grasa, una guanidina derivada a partir de una alquilamina, una guanidina derivada a partir de un arilamina, una amidina derivada a partir de una amina grasa, una amidina derivada a partir de un ácido graso, una amidina derivada a partir de una alquilamina, o una amidina derivada de una P1796/98MX arilamina.
4. 4. La composición según la reivindicación 2, en donde el ion anfifílico es un ion de amonio formado al adicionar un ácido a: un éster de un aminodiol, un éster de un aminotriol, una polietilenimina, un polivinilimidazol, un homo- o co-polímero de vinilpiridina, un polivinilimidazol, polímeros mezclados .que contienen al menos un monómero con grupos funcionales amino, un éster de alcohol graso de ácido aspártico, un éster de alcohol de ácido glutámico, un derivado de piridina, un imidazol, o una imidazolina.
5. 5. La composición según la reivindicación 4, en donde el ion anfifílico es un ion de amonio formado al adicionar un ácido a un éster de alcohol graso de éster glutámico.
6. 6. La composición según la reivindicación 1, en donde el ion anfifílico es un ion de amonio formado al adicionar un ácido a un copolímero de metacrilato de dimetilaminoetilo y un metacrilato de metilo.
7. 7. La composición según la reivindicación 4, en donde el ion anfifílico es un ion de amonio formado al adicionar un ácido a un ácido a di (miristil) glutamato.
8. 8. La composición según la reivindicación 1, en donde el ion anfifílico es aniónico.
9. 9. La composición según la reivindicación 8, en P1796/98MX donde el ion anfifílico es un sulfonato de alquilo, un sulfonato de alquilbenceno, un alquilsulfonato, una sarcosina, un sulfosuccinato, un sulfato de alcohol-etoxilato, un sulfonato de alcoholetoxilato, un fosfato de alquilo, un fosfato alquiletoxilado, un alquilfenol sulfato etoxilado, un carboxilato grado, un taurato, un isetionato, una sal de un ácido carboxílico alifático o un ion derivado de un polímero que contiene un grupo ácido.
10. 10. La composición según la reivindicación 9, en donde el ion anfifílico se deriva del dodecilbencensulfato de sodio, dodecilsulfato de sodio, Aerosol OT, una sal de ácido oleico, una sal de ácido ricinoleico, una sal de ácido mirístico, una sal de ácido caproico, un poliestireno sulfonado, bis (2-etilhexil) sulfosuccinato de sodio, un homo- o co-polímero de ácido acrílico o ácido metacrilíco o sus sales.
11. 11. La composición según la reivindicación 10, en donde el ion anfifílico se deriva a partir de bis (2-etilhexil) -sulfosuccinato de sodio.
12. 12. La composición según la reivindicación 1, en donde el negro de carbón, grafito, carbón vitreo, fibra de carbón, carbón finamente dividido, carbón vegetal activado, o mezclas de los mismos.
13. 13. La composición según la reivindicación 12, en donde el carbón es negro de carbón. P1796/98MX
14. 14. La composición según la reivindicación 1, en donde el grupo orgánico comprende a) al menos un grupo aromático o al menos un grupo alguilo de 1 a 12 átomos de carbono y b) al menos un grupo iónico, al menos un grupo ionizable, o una mezcla de un grupo iónico y un grupo ionizable, en donde al menos un grupo aromático del grupo orgánico se une directamente al carbón, y en donde al menos un grupo alquilo de 1 a 12 átomos de carbono del grupo orgánico se une directamente al carbón.
15. 15. La composición según la reivindicación 1, en donde el grupo orgánico incluye un carboxilato, un sulfonato, un ion de amonio cuaternario.
16. 16. La composición según la reivindicación 1, en donde el grupo orgánico es C6H4S03", ó C6H4S02".
17. 17. La composición según la reivindicación 1, en donde el grupo orgánico es p-C6H4SO.".
18. 18. La composición según la reivindicación 1, en donde el grupo orgánico es C6H4CO,~.
19. 19. La composición según la reivindicación 1, en donde el grupo orgánico es C6H4NC5H." ó C6H4N (CH3) * .
20. 20. Una composición acuosa de tinta, que comprende un vehículo acuoso y la composición según la reivindicación 1.
21. 21. Una composición de recubrimiento que comprende un vehículo acuoso de la composición según la P1796/98MX reivindicación 1.
22. 22. Una composición acuosa de tinta que comprende un vehículo no acuoso y la composición según la reivindicación 1.
23. 23. Una composición no acuosa de recubrimiento que comprende un vehículo no acuoso y la composición según la reivindicación 1.
24. 24. Una composición no acuosa de tinta de inyección de tinta que comprende un vehículo y la composición según la reivindicación 1.
25. 25. Una composición acuosa de tinta de inyección de tinta en emulsión que comprende un solvente, agua y la composición según la reivindicación 1.
26. 26. La composición acuosa de tinta de inyección de tinta en emulsión según la reivindicación 25, que comprende además un agente tensioactivo.
27. 27. Una suspensión que comprende la composición según la reivindicación 1 y un portador o vehículo líquido. P1796/98MX