Polimerización en sustancia de unos copolímeros de (met)acrilatos que son solubles en medios acuosos alcalinos.

Granulado destinado a su utilización como agente aglutinante para la producción de preparaciones pigmentarias,

caracterizado por que el agente aglutinante es soluble en soluciones acuosas-alcalinas,

por que el agente aglutinante se había producido exclusivamente a partir de los siguiente monómeros:

- de 40 % en peso a 70 % en peso de uno o varios metacrilatos, caracterizados por que el radical alquilo se compone de 1 hasta 8 átomos de carbono,

y/o del estireno y/o del α-metil-estireno,

- de 20 % en peso a 40 % en peso de uno o varios acrilatos, caracterizados por que el radical alquilo se compone de 1 hasta 8 átomos de carbono,

- de 1 % en peso a 15 % en peso de uno o varios (met)acrilatos, caracterizados por que el radical alquilo tiene una función hidroxi, y

- de 1 % en peso a 17 % en peso del ácido acrílico y/o del ácido metacrílico,

y por que el agente aglutinante se había producido por medio de una polimerización continua en sustancia.

Polimerización en sustancia de unos copolímeros de (met)acrilatos que son solubles en medios acuosos alcalinos Sector del invento

El presente invento se refiere a la síntesis de unos compuestos polimerizados en sustancia, que están constituidos sobre la base de (met)acrilatos, y que son solubles en medios acuosos-alcalinos. En particular, el presente invento se refiere a la síntesis de unos polímeros mediante una polimerización en sustancia. Tales compuestos polimerizados en sustancia tienen una solubilidad en medios acuosos-alcalinos que es manifiestamente mejor que la de los correspondientes compuestos polimerizados que se han preparado mediante unos métodos de polimerización heterogéneos en condiciones acuosas tales como una polimerización en emulsión o en suspensión. El concepto de mejor soluble circunscribe en este contexto el hecho de que la velocidad de disolución es más rápida en el caso de partículas del mismo tamaño, de que después de la disolución no queda ningún enturbiamiento significativo y de que la viscosidad de las soluciones obtenidas es más pequeña en el caso de presentarse un contenido idéntico de materiales sólidos. Además de esto, la compatibilidad de los compuestos conformes al invento con respecto a unos barnices que se basan en agua es por lo menos comparable o incluso mejorada.

Estado de la técnica

En el documento de patente europea EP 1 268 69 se describen unos agentes aglutinantes, que están constituidos sobre la base de unos acrilatos, para barnices acuosos, y en el documento de solicitud de patente internacional WO 25/58993 se describen unos agentes aglutinantes para la combinación constituida a base de acrilatos y poliuretanos. La preparación del componente vinílico se efectúa en tal contexto en cada caso mediante una polimerización en emulsión. Una ventaja de la polimerización en emulsión, frente a unos procedimientos tales como la polimerización en solución o también la polimerización en sustancia, reside en que un dispersamiento en condiciones acuosas se puede efectuar directamente en el medio de polimerización. Cuando el tratamiento, sin embargo, no se efectúa directamente en una solución o respectivamente dispersión acuosa, sino, p.ej. para una formulación de composiciones, en una extrusora, se manifiesta como especialmente desventajosa el agua como medio a causa de su alta polaridad y de su alta temperatura de ebullición. Otra desventaja más de la polimerización en emulsión para usos en barnices, reside en la gran cantidad de materiales auxiliares y de tratamiento (procesamiento), que se pueden eliminar desde el agente aglutinante solamente de una manera costosa y que influyen sobre la calidad de los barnices.

Los compuestos polimerizados en suspensión, por el contrario, se pueden producir con menos cantidad de materiales auxiliares y de tratamiento (procesamiento). Por el contrario, son solamente difíciles de realizar y producir unos polímeros que tienen unos altos índices de acidez y por consiguiente una buena dispersabilidad en agua. Un gran número de grupos de carácter ácido perturba a la formación de gotitas junto a la interfase de los monómeros con la fase acuosa, o una gran proporción de los monómeros que contienen grupos de carácter ácido se disuelve sencillamente en la fase acuosa y por consiguiente ya no está a disposición para la polimerización. Un ejemplo de un compuesto polimerizado en suspensión que está disponible comercialmente es el agente aglutinante del tipo de acrilato que es obtenible bajo la denominación Neocryl B 817 a partir de la entidad DSM B.V. (Geleen, Holanda). Estos efectos en las interfases, que aparecen tanto en el caso de la polimerización en emulsión como también en el de la polimerización en suspensión, dan lugar adicionalmente a una distribución irregular de los grupos de carácter ácido a lo largo de las cadenas de los polímeros. Las cadenas tienen, por consiguiente, unos segmentos de cadenas que son no polares y otros que son polares. Esta estructura de las cadenas trae consigo, sin embargo, en una solución acuosa otras dos desventajas: por un lado, unas soluciones acuosas o respectivamente unos barnices acuosos que se constituyen a base de tales dispersiones acuosas tienen tendencia al enturbiamiento a causa de las separaciones entre fases; por otro lado, unas soluciones o respectivamente dispersiones acuosas de tales polímeros segmentados tienen unas viscosidades en solución que son manifiestamente más altas que las de unos polímeros análogos que están estructurados de una manera regular.

Junto a la claridad óptica y a la buena solubilidad o respectivamente dispersabilidad en agua, los agentes aglutinantes del tipo de acrilatos deben de tener para unos modernos sistemas acuosos de barnices otras propiedades adicionales, que hasta la fecha son cumplidas solamente de modo insuficiente por el estado de la técnica. En el caso ideal, los agentes aglutinantes deben de tener una buena compatibilidad con un gran número de otros diferentes sistemas de barnices. Como ejemplos de ellos se han de mencionar unos poliuretanos, otros poli(met)acrilatos, unos poliésteres o unos sistemas epoxídicos. Al mismo tiempo, los agentes aglutinantes, sin embargo, deberían tener también unas buenas propiedades de dispersamiento de pigmentos. Solamente unos pigmentos que están bien dispersados conducen, en un posterior barniz, a una fuerza cromática y a una uniformidad altas y por consiguiente a una deseada calidad de los barnices. Además de esto, los poli(met)acrilatos, en combinación con otros agentes aglutinantes para barnices, deberían de contribuir positivamente a estas propiedades. Sin embargo, los poli(met)acrilatos de acuerdo con el estado de la técnica no tienen sin embargo la combinación de estas deseadas propiedades.

La polimerización en sustancia que se realiza de una manera continua para la preparación de unos poli(met)acrilatos con funcionalidades de carácter ácido ha sido prescrita en principio.

En el documento EP 143 935 se describen unos copolimeros que están constituidos a base del acrilato de etilo y del ácido metacríllco, que contienen por lo menos 17 % en peso del ácido metacrilico y se utilizan para la producción de unas láminas protectoras que pueden ser disueltas mediante un tratamiento con soluciones alcalinas. La preparación de los polímeros se efectúa con una extrusora de dos husillos. Para unos usos en barnices, sin embargo, no son apropiados estos polímeros que están constituidos a base de dos eslabones diferentes. Los polímeros son Incompatibles con otros sistemas y tienen tendencia al enturbiamiento de un modo fundamentado por el alto índice de acidez.

En el documento de solicitud de patente internacional WO 1/5841 se preparan mediante una polimerización continua unos poli(met)acrilatos con funcionalidad de epoxi que están destinados a unos usos en barnices en polvo. Éstos, sin embargo, son inapropiados para sistemas acuosos. También se ha expuesto la síntesis de unos poliacrilatos de cadenas muy cortas, que contienen 35 % en peso de ácido acrílico. Éstos, sin embargo, no son apropiados ni para el dispersamiento de pigmentos ni para la formulación de composiciones con otros polímeros

En el documento WO 2/18456 se divulga un procedimiento en el que se utilizan dos zonas de reactores, por regla general unos reactores tubulares, de un modo continuo para la síntesis de unos poli(met)acrilatos que contienen grupos de carácter ácido, añadiéndose en la segunda zona del reactor una composición de monómeros, que se diferencia de la primera composición sobre todo en lo que se refiere a los grupos funcionales. Así, siempre se obtienen unas mezclas de diferentes composiciones poliméricas para unos sistemas que tienen grupos acrílicos situados en las cadenas y que son endurecidos mediante una radiación de electrones. El procedimiento se puede realizar por regla general solamente mediando la adición de unos disolventes o para unos pesos moleculares medios ponderados muy pequeños Mw, que son manifiestamente más pequeños que 1 T. Además de esto, los polímeros, que se habían producido para el dispersamiento en condiciones acuosas, tienen una proporción del ácido acrílico o respectivamente del ácido maleico de por lo menos 3 % en peso. Tales sistemas muestran las desventajas que ya se han señalado y son Inapropiados para el dispersamiento de pigmentos en sistemas acuosos.

De acuerdo con el documento WO /2933 se usa el mismo procedimiento técnico para combinar en un proceso de dos etapas una polimerización catalizada por radicales con una policondensación. Los productos que son obtenibles por medio de este costoso procedimiento constituyen una mezcla de especies poliméricas muy diferentes, que son dispersables o respectivamente solubles... [Seguir leyendo]

1. Granulado destinado a su utilización como agente aglutinante para la producción de preparaciones pigmentarias, caracterizado por que el agente aglutinante es soluble en soluciones acuosas-alcalinas,

por que el agente aglutinante se había producido exclusivamente a partir de los siguiente monómeros:

de 4 % en peso a 7 % en peso de uno o varios metacrilatos, caracterizados por que el radical alquilo se compone de 1 hasta 8 átomos de carbono, y/o del estireno y/o del a-metll-estireno,

de 2 % en peso a 4 % en peso de uno o varios acrllatos, caracterizados por que el radical alquilo se compone de 1 hasta 8 átomos de carbono,

de 1 % en peso a 15 % en peso de uno o varios (met)acrilatos, caracterizados por que el radical alquilo tiene una función hidroxi, y

de 1 % en peso a 17 % en peso del ácido acrílico y/o del ácido metacrílico, y por que el agente aglutinante se había producido por medio de una polimerización continua en sustancia.

2. Granulado destinado a la producción de preparaciones pigmentarias de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que el agente aglutinante es soluble en soluciones acuosas-alcalinas,

por que el agente aglutinante se había producido exclusivamente a partir de los siguientes monómeros:

de 4 % en peso a 6 % en peso de uno o varios metacrilatos, caracterizados por que el radical alquilo se compone de 1 hasta 8 átomos de carbono,

de 2 % en peso a 4 % en peso de uno o varios acrilatos, caracterizados por que el radical alquilo se compone de 1 hasta 8 átomos de carbono,

de % en peso a 1 % en peso del estireno y/o del a-metil-estireno

de 1 % en peso a 15 % en peso de uno o varios (met)acrilatos, caracterizados por que el radical alquilo tiene una función hidroxi, y

de 1 % en peso a 17 % en peso del ácido acrílico y/o del ácido metacrílico, y por que el agente aglutinante se había producido por medio de una polimerización continua en sustancia.

3. Granulado destinado a la producción de preparaciones pigmentarias de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado por que el agente aglutinante se había producido exclusivamente a partir de los siguientes monómeros:

de 45 % en peso a 6 % en peso de uno o varios metacrilatos, caracterizados por que el radical alquilo se compone de 1 hasta 8 átomos de carbono,

de 25 % en peso a 35 % en peso de uno o varios acrilatos, caracterizados por que el radical alquilo se

compone de 1 hasta 8 átomos de carbono,

de % en peso a 5 % en peso del estireno y/o del a-metil-estireno

de 4 % en peso a 1 % en peso de uno o varios (met)acrilatos, caracterizados por que el radical alquilo tiene una función hidroxi, y

de 7 % en peso a 15 % en peso del ácido acrílico y/o del ácido metacrílico.

4. Granulado destinado a la producción de preparaciones pigmentarias de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que el agente aglutinante es soluble en soluciones acuosas-alcalinas,

por que el agente aglutinante se había producido exclusivamente a partir de los siguientes monómeros:

de % en peso a 1 % en peso de uno o varios metacrilatos, caracterizados por que el radical alquilo se compone de 1 hasta 8 átomos de carbono,

de 2 % en peso a 4 % en peso de uno o varios acrilatos, caracterizados por que el radical alquilo se compone de 1 hasta 8 átomos de carbono, de 4 % en peso a 6 % en peso de estireno,

de 1 % en peso a 15 % en peso de uno o varios (met)acrilatos, caracterizados por que el radical alquilo tiene una función hidroxi, y

de 1 % en peso a 17 % en peso del ácido acrílico y/o del ácido metacrílico, y porque el agente aglutinante se había producido por medio de una polimerización continua en sustancia.

5. Granulado destinado a la producción de preparaciones pigmentarias de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 hasta 4, caracterizado por que en particular

en el caso del metacrilato con un radical alquilo a base de 1 hasta 8 átomos de carbono se trata del metacrilato de metilo,

en el caso del acrilato con un radical alquilo a base de 1 hasta 8 átomos de carbono se trata del acrilato de etilo, del estireno,

en el caso del (met)acrilato con el radical alquilo que tiene una función hidroxi se trata de un (met)acrilato de hidroxipropilo o de un (met)acrilato de hidroxietilo y se trata del ácido acrílico.

6. Granulado destinado a la producción de preparaciones pigmentarias de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 hasta 5, caracterizado por que el agente aglutinante tiene un peso molecular Mw de por lo menos 1 T y como máximo de 5 T.

7. Procedimiento para la producción de granulados de acuerdo con una o varias de las reivindicaciones 1 hasta 6, 5 caracterizado por que la polimerización se lleva a cabo de una manera continua en una amasadora, por que la

mezcla de monómeros está exenta de disolventes y por que el polímero es granulado directamente a continuación de la polimerización.

8. Utilización de un granulado producido de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizado por que, mediante extrusión a partir del granulado, de los pigmentos y de los opcionales aditivos, se produce una preparación

pigmentaria.

9. Utilización de un granulado producido de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizado por que la preparación pigmentaria se disuelve o dispersa, junto con un agente aglutinante y otros componentes de barnices, en un medio alcalino-acuoso.

1. Utilización de la solución o dispersión de acuerdo con la reivindicación 9 como un barniz acuoso.