AGENTE UNIVERSAL HUMECTANTE Y DISPERSANTE A BASE DE MONOADUCTOS DE ISOCIANATO.

Compuesto de adición adecuado como agente humectante y dispersante,

que puede ser obtenido por medio de la reacción de A) poliepóxidos con B) al menos una amina primaria alifática y/o aralifática de la fórmula general H2N - R I en la que R = significa alquilo, cicloalquilo, arilo o aralquilo y pudiendo portar la amina primaria así mismo otros grupos funcionales elegidos entre -OH, amina terciaria o carboxilo y, a continuación, adición C) de, al menos, un isocianato modificado de la fórmula general IIa y/o IIb ** ver fórmula** en las que R 3 = significa alquilo, cicloalquilo, arilo o aralquilo, R 1 y R 2 significan, de manera independiente entre sí, H, alquilo y/o arilo, X = significa alquileno, cicloalquileno y/o aralquileno, Y = significa alquileno y/o cicloalquileno y n y m son independientes entre sí, siendo la suma n + m >= 2, con formación de un uretano

Agente universal humectante y dispersante a base de monoaductos de isocianato.

La invención se refiere a productos de reacción de epóxidos con aminas y a isocianatos modificados con óxidos de polialquileno y/o modificados con poliéster y/o modificados con polieterpoliésteres para dar polímeros amínicos así como sus sales a título de agentes humectantes y dispersantes para pigmentos y para materiales de carga así como a un procedimiento para su obtención. Los polímeros que se forman son de tipo peine. La invención se refiere, así mismo, al empleo de estos productos de reacción a título de agentes humectantes y dispersantes para pigmentos orgánicos y para pigmentos inorgánicos, así como a materiales de carga en sistemas solubles y basados en disolventes.

Los productos de reacción, que han sido citados precedentemente, son adecuados, de manera especial, para la obtención de concentrados de pigmentos así como para la estabilización de materiales sólidos en los agentes aglutinantes, en los barnices, en los materiales sintéticos y en las mezclas de materiales sintéticos. Como agentes humectantes y dispersantes estos productos de reacción reducen la viscosidad de tales sistemas, mejoran la estabilidad al almacenamiento y las propiedades de fluencia y pueden aumentar la intensidad del color.

Con objeto de incorporar, de manera estable, materiales sólidos en medios líquidos, son necesarias elevadas fuerzas mecánicas. Por lo tanto, es usual el empleo de agentes para reducir estas fuerzas de dispersión y, por lo tanto, para mantener bajo tanto el aporte necesario de energía total en el sistema así como, también, el tiempo para la dispersión. En el caso de los agentes dispersantes conocidos, éstos están constituidos en la mayoría de las ocasiones por substancias tensioactivas, que son aplicadas en cantidades menores bien directamente sobre el producto sólido o son aportadas al medio líquido. De la misma manera, después de la defloculación completa de los aglomerados del producto sólido pueden producirse reaglomeraciones tras el proceso de dispersión, con lo cual se elimina en parte o por completo el coste para la dispersión. De este modo, pueden presentarse efectos indeseados tal como un aumento de la viscosidad en los sistemas fluidos, una variación en la tonalidad del color o una pérdida de brillo en los barnices y en los recubrimientos.

Se conoce una pluralidad de diversas substancias que encuentran aplicación actualmente como agentes dispersantes para pigmentos y materiales de carga. Una recopilación sobre la literatura de patentes existente se encuentra en la publicación EP 0 318 999 A. A título de ejemplo se emplean, además de los compuestos sencillos, de bajo peso molecular, tales como la lecitina, los ácidos grasos y sus sales así como los etoxilatos de alquilfenol, también estructuras complejas a título de agentes humectantes y dispersantes.

Un grupo conocido de tales agentes dispersantes está basado en los productos de la reacción de monoepóxidos o de poliepóxidos con aminas, que contengan un agrupamiento de imidazolina. Una recopilación sobre este grupo de agentes dispersantes se encuentra, entre otras, en las memorias descriptivas de las patentes norteamericanas US 5 128 393 y US 4 710 561. Otro grupo de agentes dispersantes está constituido por las mezclas de poliepóxido/amina y sus sales. Se conoce por las publicaciones DE 36 23 296 A y DE 36 23 297 A el empleo de tales mezclas como agentes dispersantes para pigmentos, preponderantemente en medios orgánicos, estando constituidos los poliepóxidos por novolacas y empleándose como aminas las aminas alifáticas, aromáticas y/o heterocíclicas de bajo peso molecular.

Recientemente se ha producido otro desarrollo en el campo de los agentes dispersantes de poliepóxido/amina. En la publicación EP 747 413 A se describen, a título de emulsionantes, productos de la reacción de polioles alifáticos con epóxidos con, al menos, dos grupos epoxi por anillo. Por consiguiente, estos compuestos no portan átomos de nitrógeno salificables y por consiguiente únicamente presentan una baja afinidad para los materiales de carga y los pigmentos. Por el contrario, la publicación DE 103 26 147 A1 describe compuestos de adición de epóxidos aromáticos monofuncionales o polifuncionales con polioxialquilenmonoaminas que son adecuados a título de agentes humectantes y dispersantes. Estas aminas especiales presentan, al menos, cuatro oxígenos de tipo éter por molécula. Otro empleo de las aminas substituidas por poliéter, especiales, ha sido divulgado en la publicación WO 2005/113677 A1. En este caso, las aminas sirven a modo de emulsionantes para la obtención de una amplia gama de tintes con una elevada proporción en pigmentos.

La publicación D2 (EP-A-1 650 246) divulga en el ejemplo 35 un agente humectante y dispersante para pigmentos, que se prepara por medio de la reacción de un aducto de epoxi-amina con isocianato de estearilo.

Todos los agentes dispersantes que han sido citados precedentemente tienen en común el que han sido desarrollados, respectivamente, para un campo de aplicación muy limitado y, por lo tanto, están adaptados, especialmente, a la mezcla de pigmento-agente aglutinante. Sin embargo, estos agentes dispersantes únicamente pueden ser empleados bajo condiciones en sistemas con polaridad fuertemente variable.

Otro inconveniente de los agentes dispersantes, que están basados en aminas substituidas con poliéter, consiste en la disponibilidad limitada de las aminas. Actualmente son ofrecidas por ejemplo sólo aproximadamente cinco aminas diferentes. Por el contrario no están disponibles en absoluto las aminas primarias modificadas con polieterpoliéster.

Precisamente, con relación a las aplicaciones a escala industrial, la pequeña amplitud y la baja disponibilidad de los agentes humectantes y dispersantes, conocidos hasta ahora, representan un inconveniente puesto que se emplean, de manera preferente, componentes modulares en los desarrollos racionalizados de los procesos. Estos componentes modulares deberían ser perfectamente compatibles con los otros componentes tales como los agentes aglutinantes, los productos auxiliares y los disolventes, en el sentido de un sistema de elementos normalizados.

Por lo tanto, constituye la tarea de la presente invención proporcionar un agente humectante y dispersante, que presente una buena compatibilidad con los sistemas actuales de agentes aglutinantes y disolventes. Al mismo tiempo, debería darse una fácil disponibilidad del agente humectante y dispersante así como una buena estabilidad a largo plazo y una buena estabilidad al almacenamiento. Por otra parte debe proporcionarse un procedimiento para la obtención de tales agentes humectantes o dispersantes.

La tarea se resuelve, de conformidad con la invención, por medio de un compuesto de adición, que es adecuado como agente humectante y dispersante, que puede ser obtenido por medio de la reacción de

A)        poliepóxidos con

B)        al menos una amina primaria alifática y/o aralifática de la fórmula general

IH₂N-R

       en la que R = significa alquilo, cicloalquilo, arilo o aralquilo y pudiendo portar la amina primaria, así mismo, otros grupos funcionales elegidos entre -OH, amina terciaria o carboxilo y, a continuación, adición

C)        de, al menos, un isocianato modificado de la fórmula general IIa y/o IIb

       en las que R³ = significa alquilo, cicloalquilo, arilo o aralquilo, R¹ y R² significan, de manera independiente entre sí, H, alquilo y/o arilo, X = significa alquileno, cicloalquileno y/o aralquileno, Y = significa alquileno y/o cicloalquileno y n y m son independientes entre sí, siendo la suma n + m = 2, con formación de un uretano.

Por medio del empleo de los isocianatos modificados con poliéter, con poliéster y/o con poliéter-poliéster, los compuestos de adición, de conformidad con la invención, presentan una amplia disponibilidad. El enlace...

1. Compuesto de adición adecuado como agente humectante y dispersante, que puede ser obtenido por medio de la reacción de

        A)        poliepóxidos con

        B)        al menos una amina primaria alifática y/o aralifática de la fórmula general

IH₂N-R

                en la que R = significa alquilo, cicloalquilo, arilo o aralquilo y pudiendo portar la amina primaria así mismo otros grupos funcionales elegidos entre -OH, amina terciaria o carboxilo y, a continuación, adición

        C)        de, al menos, un isocianato modificado de la fórmula general IIa y/o IIb

                en las que R³ = significa alquilo, cicloalquilo, arilo o aralquilo, R¹ y R² significan, de manera independiente entre sí, H, alquilo y/o arilo, X = significa alquileno, cicloalquileno y/o aralquileno, Y = significa alquileno y/o cicloalquileno y n y m son independientes entre sí, siendo la suma n + m = 2, con formación de un uretano.

2. Compuesto de adición según la reivindicación 1, caracterizado porque el isocianato C es un isocianato modificado con óxidos de polialquileno de la fórmula IIc

en la que R³ = significa alquilo, cicloalquilo, arilo o aralquilo, R¹ = significa H, metilo y/o etilo, X = significa alquileno, cicloalquileno y/o aralquileno y n = significa desde 2 a 100.

3. Compuesto de adición según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque se emplea, al menos, otra amina primaria D de la fórmula general III

IIIH₂N-R'-Z

en la que R' = significa alquileno y Z significa un resto heterocíclico.

4. Compuesto de adición según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque los componentes A son diepóxidos de la fórmula general IV

en la que W = significa -CH₂-O- o -CH₂-, T = significa alquilo, cicloalquilo, arilo o aralquilo y u = significa desde 1 hasta 8.

5. Compuesto de adición según la reivindicación 4, caracterizado porque los diepóxidos son compuestos de diepóxido, que contienen hidrocarburos aromáticos, con dos funciones epoxi en promedio por molécula.

6. Compuesto de adición según la reivindicación 5, caracterizado porque los compuestos de diepóxido son diglicidiléteres de derivados difuncionales del fenol.

7. Compuesto de adición según la reivindicación 4, caracterizado porque los diepóxidos son compuestos de diepóxido alifáticos y/o cicloalifáticos con dos funciones epoxi en promedio por molécula.

8. Compuesto de adición según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque se hacen reaccionar en otra etapa los grupos amino terminales, en caso dado presentes, con isocianatos, con lactonas, con carbonatos cíclicos o con acrilatos.

9. Compuesto de adición según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque se hacen reaccionar en otra etapa los grupos epóxido terminales, en caso dado presentes, con aminas secundarias o con ácidos.

10. Compuesto de adición según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque se hacen reaccionar en otra etapa las funciones hidroxilo, en caso dado remanentes, con ácidos hidroxicarboxílicos y/o con lactonas cíclicas.

11. Compuesto de adición según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque se hacen reaccionar en otra etapa las funciones hidroxilo, en caso dado remanentes, con otros isocianatos diferentes de los que han sido indicados en C.

12. Compuesto de adición según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque se hacen reaccionar en otra etapa las funciones hidroxilo, en caso dado remanentes, con ácido fosfórico o con ácido polifosfórico y/o con ésteres ácidos del ácido fosfórico y/o con ácidos carboxílicos.

13. Compuesto de adición según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque se lleva a cabo en otra etapa una alquilación o una oxidación de los grupos amino, en caso dado remanentes, con formación de sales de amonio cuaternario o de óxidos de nitrógeno.

14. Procedimiento para la obtención de un compuesto de adición adecuado como agente humectante y como agente dispersante, por medio de la reacción de

        A)        poliepóxidos con

        B)        al menos una amina primaria alifática y/o aralifática de la fórmula general

IH₂N-R

                en la que R = significa alquilo, cicloalquilo, arilo o aralquilo y pudiendo portar la amina primaria así mismo otros grupos funcionales elegidos entre -OH, amina terciaria o carboxilo y, a continuación, adición

        C)        de, al menos, un isocianato modificado de la fórmula general IIa y/o IIb

                en las que R³ = significa alquilo, cicloalquilo, arilo o aralquilo, R¹ y R² significan, de manera independiente entre sí, H, alquilo y/o arilo, X = significa alquileno, cicloalquileno y/o aralquileno, Y = significa alquileno y/o cicloalquileno y n y m son independientes entre sí, siendo la suma n + m = 2, con formación de un uretano.

15. Procedimiento para la obtención de un compuesto de adición según la reivindicación 14, caracterizado porque el isocianato C es un isocianato modificado con óxidos de polialquileno de la fórmula IIc

en la que R³ = significa alquilo, cicloalquilo, arilo o aralquilo, R¹ = significa H, metilo y/o etilo, X = significa alquileno, cicloalquileno y/o aralquileno y n = significa desde 2 hasta 100.

16. Procedimiento para la obtención de un compuesto de adición según la reivindicación 14 o 15, caracterizado porque se emplea, al menos, otra amina primaria D de la fórmula general III

IIIH₂N-R'-Z

en la que R' = significa alquileno y Z significa un resto heterocíclico.

17. Procedimiento para la obtención de un compuesto de adición según una de las reivindicaciones 14 a 16, caracterizado porque como componente A se emplean diepóxidos de la fórmula general IV

en la que W = significa -CH₂-O- o -CH₂-, T = significa alquilo, cicloalquilo, arilo o aralquilo y u = significa desde 1 hasta 8.

18. Procedimiento según una de las reivindicaciones 14 o 17, caracterizado porque los componentes A y B se emplean en una relación molar comprendida entre 2:3 y 3:2.

19. Procedimiento según una de las reivindicaciones 14 o 17, caracterizado porque los componentes A, B y D se emplean en una relación molar comprendida entre 2:3 y 3:2.

20. Procedimiento según una de las reivindicaciones 14 a 19, caracterizado porque en la reacción de adición se emplea el componente C en una cantidad tal que se convierta desde un 5 hasta un 100%, de manera preferente desde un 20 hasta un 100% y, de manera especialmente preferente, desde un 40 hasta un 100% de los grupos OH, generados por medio de la adición de los componentes A y B, con formación de uretano.

21. Procedimiento según una de las reivindicaciones 14 a 19, caracterizado porque en la reacción de adición se emplea el componente C en una cantidad tal que se convierta desde un 5 hasta un 100%, de manera preferente desde un 20 hasta un 100% y, de manera especialmente preferente, desde un 40 hasta un 100% de los grupos OH, generados por medio de la adición de los componentes A, B y D, con formación de uretano.

22. Empleo de un compuesto de adición según una de las reivindicaciones 1 a 13 como agente humectante y/o como agente dispersante para pigmentos o para materiales de carga orgánicos y/o inorgánicos.

23. Materiales sólidos pulverulentos o fibrosos, que están recubiertos con compuestos de adición según una de las reivindicaciones 1 a 13.