PRODUCTOS DE ADICIÓN DE EPÓXIDO Y SUS SALES COMO AGENTES DISPERSANTES.

compuestos de adición, que son adecuados a título de agentes humectantes y de agentes dispersantes,

que pueden ser obtenidos por medio de la reacción de (I) epóxidos aromáticos monofuncionales o polifuncionales con (II) polioxialquilenmonoaminas, que presentan un peso molecular, promedio en número, con un valor > 400 g/mol, un grupo amino primario o secundario y, al menos, 4 oxígenos de tipo éter por molécula, estando transformado entre un 90 y un 100 % de los grupos epóxido del material de partida, no siendo la proporción en peso de los compuestos de adición en grupos aromáticos mayor que un 50 % y los compuestos de adición presentan, al menos, un grupo amino salificable por molécula o se presentan en forma de sal

La presente invención se refiere a los productos de reacción de epóxidos con aminas especiales y a sus sales como agentes humectantes y dispersantes para pigmentos y para materiales de carga. Por otra parte, esta invención se refiere al procedimiento para llevar a cabo la obtención de estos productos de reacción, así como a su empleo como 5 agentes humectantes y dispersantes para pigmentos orgánicos e inorgánicos así como para materiales de carga en sistemas orgánicos y acuosos y en materiales de carga pulverulentos o fibrosos, que deben ser incorporados en sistemas líquidos, cuyos materiales de carga están recubiertos con tales agentes dispersantes.

Los productos de reacción, que han sido citados más arriba, son adecuados de manera especial, para llevar a cabo la obtención de concentrados de pigmentos (pastas de pigmentos) así como para llevar a cabo la estabilización de 10 partículas de productos sólidos en agentes aglutinantes, en lacas, en materiales sintéticos y en mezclas de materiales sintéticos. Los productos de reacción reducen la viscosidad de dichos sistemas, mejoran las propiedades de fluidez y las estabilidades al almacenamiento y aumentan la intensidad del color.

Con objeto de poder incorporar productos sólidos en medios líquidos, son necesarias elevadas fuerzas mecánicas. El empleo de agentes dispersantes es usual con el fin de aminorar estas fuerzas de dispersión y con objeto de que 15 tengan el valor mas reducido posible el aporte total de energía, que es necesario para llevar a cabo la desfloculación de las partículas de los materiales sólidos en el sistema y, por lo tanto, también el tiempo necesario para llevar a cabo la dispersión. En este caso de trata, en la mayoría de las ocasiones, de productos tensioactivos, de estructura aniónica, catiónica o neutra. Estos productos son aplicados en pequeñas cantidades bien directamente sobre los productos sólidos o bien son aportados al medio de la dispersión. Por otra parte, se sabe que después del proceso 20 de dispersión se producen reaglomeraciones una vez llevada a cabo la desaglomeración completa de los aglomerados de los productos sólidos en partículas primarias, con lo cual se pierde, en parte o por completo, el coste de la formación de la dispersión. Como consecuencia de que la dispersión es insuficiente o bien como consecuencia de la reaglomeración, se presentan efectos no deseados tales como aumentos de la viscosidad en los sistemas líquidos, desplazamientos de la tonalidad de los colores y pérdidas de brillo en el caso de las lacas y de los 25 recubrimientos, así como una disminución de la resistencia mecánica, en el caso de los materiales sintéticos.

En la actualidad encuentra aplicación una pluralidad de diversas substancias como agentes dispersantes para pigmentos y para materiales de carga. En la publicación EP-A-0 318 999 se encuentra una recopilación de la literatura de patentes existente. A título de agentes dispersantes son empleadas también estructuras complejas, además de compuestos muy sencillos, de bajo peso molecular tales como, por ejemplo, la lecitina, los ácidos grasos 30 y sus sales y los alquilfenoletoxilatos.

De igual modo, son empleados como agentes humectantes y dispersantes los productos de reacción de los epóxidos. De este modo, las patentes norteamericanas US Nr. 5,128,393 y Nr. 4,710,561 describen producto de reacción de monoepóxidos con aminoimidazolinas. La publicación US-A-5128393 describe el empleo de productos de reacción de monoepóxidos o de poliepóxidos con aminas, que contienen una agrupamiento de imidazolina, a 35 título de agentes dispersantes. Las publicaciones US-A-5,128,393, US-A-4,710,561 y US-A-5128393 pueden ser consideradas como el estado de la técnica en el campo de los productos de adición de epoxi-amina.

Las publicaciones DE-A-3623296 y DE-A-3623297 describen el empleo de mezclas de poliepóxido / amina y de sus sales como agentes dispersantes para pigmentos preponderantemente en medios orgánicos, estando constituidos los poliepóxidos por Novolakas y estando constituidas las aminas por aminas alifáticas, aromáticas y/o heterocíclicas 40 de bajo peso molecular.

Los (poli-)epóxidos son conocidos desde hace mucho tiempo como parte integrante de los agentes aglutinantes. Los sistemas de este tipo se ponen en contacto y son endurecidos muchas veces con aminas, a título de componentes endurecedores. En publicaciones recientes, relacionadas con este conjunto de temas, han sido descritas aminas especiales o productos de adición especiales de amina-epóxido a título de endurecedores para las resinas epoxi. De 45 este modo, en la publicación US 6506821 B1 se encuentran resinas epoxídicas endurecibles, autodispersables, por medio de la reacción de poliepóxidos aromáticos con polioxialquilenaminas en una relación equivalente (equivalente de epoxi : equivalente de amina) comprendida entre 1: 0,1 y 1 . 0,28. Puesto que dichos compuestos portan un considerable contenido de grupos epoxi, no son adecuados ni como agentes humectantes ni como agentes dispersantes, puesto que los concentrados de pigmentos preparados no son estables al almacenamiento. En la 50 publicación US-A-3 945 964, así como en la publicación US-A-4 485 229 han sido descritos también productos similares a título de agentes acuosos emulsionantes. Por otra parte, en las publicaciones US-A-4 051 195 y EP-A-0 245 559 se describen agentes reticulantes a base de epóxidos con polioxialquilenaminas, que se hacen reaccionar además, en el sentido de una reacción de Michael, con ésteres del ácido acrílico. Puesto que estos productos deben funcionar, también, como componentes de reticulación, se encuentra también en estos ejemplos una elevada 55 densidad de grupos capaces de reticulación, que hacen inutilizables a los productos como agentes dispersantes. Esta limitación se presenta también en el caso de los productos de conformidad con la publicación WO 96/20971, en

la que han sido descritos productos de reacción de resinas epoxídicas con productos de adición de amina-epóxido a título de resinas epoxídicas endurecibles, que son autoemulsionables. En el caso de los productos de adición de amina-epoxi, que han sido citados más arriba, se trata de los productos de reacción de poliepóxidos con un defecto de polioxialquilendiaminas. De igual modo, las polioxialquilendiaminas son empleadas en la publicación DE-A-43 09 639 a título de los denominados reactivos de modificación. En la publicación EP-A-0000 605 y en la publicación DE 5 23 32 177/GB-A-1408105 se describen productos modificados de adición de aminas, que son fácilmente dispersables en agua. De igual modo, también son empleadas polioxialquilenaminas a título de endurecedores de aminas (que son comercializadas, por ejemplo bajo la marca registrada Jeffamin de la firma Huntsman Corporation). Sin embargo, hasta el presente no han sido descritos agentes humectantes ni agentes dispersantes a base de productos de adición definidos, que estén constituidos por polioxialquilenaminas y por epóxidos sin grupos epóxido 10 libres.

En la publicación EP-A-747 413 se describen, a título de emulsionantes, productos de reacción constituidos por polioles alifáticos con epóxidos con, al menos, 2 grupos epóxido por anillo. Por lo tanto, estos compuestos no portan átomos de N salificables y, por este motivo, solamente presentan una baja afinidad con respecto a los pigmentos y a los materiales de carga. 15

Todos los agentes dispersantes, que han sido citados mas arriba, tienen en común en que han sido desarrollados, respectivamente, tan solo para un campo de aplicación muy limitado y, por este motivo, únicamente pueden ser empleados circunstancialmente con relación a un empleo conjunto en sistemas de polaridad fuertemente diferente.

En el caso de las denominadas pastas universales para matizar, entendiéndose bajo este concepto aquellas pastas de pigmentos, que son empleadas, de manera fundamental, en la industria de las pinturas para edificaciones, con 20 objeto de matizar pinturas en dispersión, acuosas, que contienen codisolventes o que contienen disolventes o en las lacas para brocha, han sido empleados durante mucho tiempo los etoxilatos de alquilfenol o bien sus ésteres con el ácido fosfórico a título de agentes humectantes y de agentes dispersantes. Estas substancias se caracterizan porque presentan una amplia compatibilidad en los agentes aglutinantes empleados, en contra de lo que ocurre en el caso de los agentes de los productos de adición de epóxidos, que han sido empleados más arriba a título de 25 agentes dispersantes. Sin embargo, estas substancias han sido criticadas desde... [Seguir leyendo]

1. compuestos de adición, que son adecuados a título de agentes humectantes y de agentes dispersantes, que pueden ser obtenidos por medio de la reacción de

(I) epóxidos aromáticos monofuncionales o polifuncionales

con

(II) polioxialquilenmonoaminas, que presentan un peso molecular, promedio en número, con un valor > 400 5 g/mol, un grupo amino primario o secundario y, al menos, 4 oxígenos de tipo éter por molécula,

estando transformado entre un 90 y un 100 % de los grupos epóxido del material de partida,

no siendo la proporción en peso de los compuestos de adición en grupos aromáticos mayor que un 50 % y

los compuestos de adición presentan, al menos, un grupo amino salificable por molécula o se presentan en forma de sal. 10

2. Compuestos de adición según la reivindicación 1, caracterizados porque, en el caso de los epóxidos polifuncionales está transformado en promedio molar, al menos un grupo epóxido por molécula con una polioxialquilenmonoamina y uno o mas grupos epóxido adicionales está o bien están transformados con otros compuestos reactivos con los epóxidos.

3. Compuestos de adición según la reivindicación 2, caracterizados porque el otro o los otros grupos epóxido está o 15 bien están trasformados con un ácido carboxílico saturado o insaturado, con un alcohol o con una amina primaria o secundaria.

4. Compuestos de adición según la reivindicación 1 a 3, caracterizados porque está transformado más de un 95 % de los grupos del material de partida.

5. Compuestos de adición según la reivindicación 1 a 4, caracterizados porque se presentan en forma de sales de 20 ésteres con el ácido fosfórico de un ácido fosfórico de la fórmula general

(HO)3-n PO(OR1)n

en la que

n = es 1 o 2 y

R1 representa un resto alquilo de cadena lineal o de cadena ramificada, con 5 hasta 20 átomos de carbono o 25 un resto arilo o aralquilo con 6 hasta 26 átomos de carbono

y/o

un resto de un alcohol oxialquilado con un peso molecular, promedio en número, comprendido entre 100 y 5.000 g/mol

y/o 30

un resto con, al menos, un grupo de éster de ácido carboxílico y con un peso molecular, promedio en número, comprendido entre 400 y 5.000 g/mol

y/o

un resto con un grupo uretano y con un peso molecular, promedio en número, comprendido entre 100 y 5.000 g/mol. 35

6. Compuestos de adición según la reivindicación 1 bis 5, caracterizados porque los epóxidos (I) están transformados con polioxialquilenmonoamina (II), que contienen unidades de óxido de etileno y/o unidades de óxido de propileno en la cadena de poliéter.

7. Compuestos de adición según la reivindicación 1 bis 6, caracterizados porque está transformado con ácidos grasos desde un 10 hasta un 50 % de los grupos amino secundarios, que se forman por medio de la reacción de los epóxidos (I) con las polioxialquilenmonoaminas (II).

8. Procedimiento para la obtención de compuestos de adición, que son adecuados como agentes humectantes y como agentes dispersantes, caracterizado porque se hacen reaccionar 5

(I) epóxidos aromáticos, monofuncionales o polifuncionales

con

(II) polioxialquilenmonoaminas, que presentan un peso molecular, promedio en número, con un valor > 400 g/mol, un grupo amino primario o secundario y, al menos, 4 oxígenos de tipo éter por molécula, para dar productos, en los que 10

está transformado entre un 90 y un 100 % de los grupos epóxido del material de partida,

y la proporción en peso de los compuestos de adición sobre los grupos aromáticos no mayor que un 50 % y

los compuestos de adición presentan, al menos, un grupo amino salificable por molécula o los compuestos de adición son salificados.

9. Procedimiento según la reivindicación 8, caracterizado porque los compuestos de adición se hacen reaccionar con 15 un ácido fosfórico de la fórmula general

(HO)3-n PO(OR1)n,

y

n = es 1 o 2 y

R1 representa un resto alquilo de cadena lineal o de cadena ramificada, con 5 hasta 20 átomos de carbono o 20 un resto arilo o aralquilo con 6 hasta 26 átomos de carbono

y/o

un resto de un alcohol oxialquilado con un peso molecular, promedio en número, comprendido entre 100 y 5.000 g/mol

y/o 25

un resto con, al menos, un grupo de éster de ácido carboxílico y con un peso molecular, promedio en número, comprendido entre 400 y 5.000 g/mol

y/o

un resto con un grupo uretano y con un peso molecular, promedio en número, comprendido entre 100 y 5.000 g/mol. 30

10. Empleo de los compuestos de adición según la reivindicación 1 a 7 como agentes humectantes y/o como agentes dispersantes.

11. Empleo según la reivindicación 10, para llevar a cabo la dispersión de pigmentos y/o de materiales de carga en agentes de recubrimiento.

12. Empleo según la reivindicación 11, caracterizado se recubren pigmentos y/o materiales de carga con los 35 compuestos de adición.

13. Pigmentos o materiales de carga, que están recubiertos con los compuestos de adición según la reivindicación 1 a 7.

14. Pastas de pigmentos, que contienen pigmentos, agentes aglutinantes y compuestos de adición según la reivindicación 1 a 7. 40