Dispersores de pigmentos y preparados de pigmentos sólidos fácilmente dispersables.

Copolímero, consistente en las siguientes unidades estructurales:

0 a 20% en moles de la unidad estructural A**Fórmula**

0 a 20% en moles de la unidad estructural B**Fórmula**

1 a 79% en moles de la unidad estructural C**Fórmula**

1 a 79% en moles de la unidad estructural D**Fórmula**

y

20 a 80% en moles de la unidad estructural E**Fórmula**

,en donde significan

R1 y R2, independientemente uno de otro, hidrógeno, metilo o metileno,

a, b son iguales a cero o uno, y a + b es igual a uno;

R3 es oleílo, estearilo o N-propilenimidazol;

X e Y, independientemente uno de otro, -OH, -O-alquilo C1-C30, NR4R5, -O-N+H2R4R5,

R4 y R5, independientemente uno de otro, son hidrógeno, R3 o R;

Dispersores de pigmentos y preparados de pigmentos sólidos fácilmente dispersables

Objeto de la presente invención son productos de reacción de aminas con polímeros que contienen grupos anhídrido del ácido dicarboxílico, el procedimiento para su preparación y su uso en calidad de aditivos dispersantes para pigmentos. La invención se refiere, además, a preparados de pigmentos sólidos que contienen estos productos de reacción.

En la preparación de agentes de revestimiento pigmentados es decisiva para la calidad una distribución fina y uniforme de las partículas sólidas en el sistema de agentes de revestimiento. Si las partículas de pigmentos no se dispersan y estabilizan óptimamente en el sistema de aplicación, pueden aparecer fenómenos de floculación y una formación de sedimentos que pueden conducir a variaciones indeseadas de la viscosidad del sistema de aplicación, a variaciones en la tonalidad y a pérdidas de intensidad de color, capacidad de cubrición, brillo, homogeneidad, lustre, así como tonalidades malamente reproducibles y a una tendencia elevada al escurrimiento en el caso de pinturas.

Con el fin de facilitar la distribución fina y la estabilización de pigmentos en sistemas de pintura, tintas de imprenta y barnices y, con ello, alcanzar las propiedades técnicas de aplicación óptimas, se utilizan a menudo agentes humectantes y dispersantes.

A partir del documento DE 103 48 825 se conocen copolimeros a base de alqueniléteres con contenido en óxido de estireno y derivados del ácido carboxílico insaturados, que encuentran aplicación en la producción de preparados acuosos de pigmentos. En el documento EP 1 026 178 se describen copolímeros de anhídrido del ácido maleico con contenido en grupos óxidos de amina en calidad de agentes dispersantes para pigmentos que son elaborados para formar pastas acuosas de pigmentos.

La dispersión de pigmentos en un sistema de aplicación es un proceso crítico y complejo. Por norma general, los pigmentos son incorporados en una fase líquida en combinación con agentes dispersantes y humectantes mediante el empleo de molinos de bolas, molinos de bolas con mecanismo agitador o molinos de perlas de alto rendimiento con alto consumo de energía. En comparación, preparados de pigmentos sólidos fácilmente dispersables se pueden incorporar en el sistema de aplicación con un consumo de energía esencialmente menor y un mayor desarrollo del color, lo cual es de una gran ventaja industrial.

Una mejora en relación con la compatibilidad en medios de aplicación de diferente polaridad la proporcionan los preparados de pigmentos sólidos descritos en el documento WO 2007/039603. Los aditivos dispersantes utilizados para la producción de preparados de pigmentos de este tipo se componen de una cadena principal polímera, sintetizada mediante reacción en cadena, la cual porta cadenas laterales a base de poliéteres hidrófilos. Como ejemplo de aditivos dispersantes de este tipo se menciona el producto de reacción de un copolímero de estirenoanhídrido del ácido maleico con una poliéter-amina. Los preparados de pigmentos descritos se pueden dispersar fácilmente tanto en barnices acuosos como también con contenido en disolventes, no obstante no es suficiente la dispersión en sistemas de barnices muy hidrófobos tales como, p. ej., barnices industriales con contenido en disolventes a base de resinas alquídicas de aceites de cadena larga.

El documento EP 0 688 796 A1 da a conocer productos de reacción de poliéter-aminas con polímeros de ácidos dicarboxílicos alfa, beta-insaturados, los cuales se emplean como mejoradores del flujo en destilados del petróleo. El documento US 5.369.198 da a conocer copolímeros de ácido maleico-vinilo con contenido en ésteres de polialquilenglicol. El documento WO 97/47566 da a conocer copolímeros de imida del ácido maleico para lechadas de cemento. El documento US 6.406.143 B1 da a conocer copolímeros de injerto de maleinato de estireno con contenido en grupos amida para tintas de impresión por chorro.

Existe una demanda de aditivos dispersantes que hagan posible la habilitación de preparados de pigmentos sólidos, fácilmente dispersables, universales. Por universales se entienden preparados de pigmentos sólidos que

presentan una fácil aptitud de dispersión tanto en medios de aplicación hidrófilos como también lipófilos. Pigmentos fácilmente dispersables de este tipo deben ser ampliamente tolerables, y su incorporación debe tener lugar independientemente del medio de aplicación de manera igual de sencilla y sin etapas adicionales. Fácilmente dispersables significa que el pigmento se puede incorporar en el sistema de aplicación con un bajo consumo de

energía y un rápido desarrollo del color. Son suficientes ligeras fuerzas de cizalla tales como, p. ej., el efecto de un aparato disolvedor (agitador con dientes de sierra) , con el fin de alcanzar la dispersión óptima del pigmento, de modo que se puede renunciar a etapas de dispersión en gran medida costosas en el sistema de aplicación (p. ej. molienda con perlas) .

Sorprendentemente, se encontró que los aditivos dispersantes polímeros, definidos en lo que sigue, que se pueden obtener mediante reacción de determinadas aminas con copolímeros de ácidos dicarboxílicos alfa, betainsaturados, hacen posible la habilitación de preparados sólidos de pigmentos que se pueden fácilmente dispersar, tanto en medios de aplicación hidrófilos como también en medios lipófilos.

Objeto de la presente invención son copolímeros consistentes en las siguientes unidades estructurales: 0 a 20% en moles, preferiblemente 0, 5 a 10% en moles de la unidad estructural A

0 a 20% en moles, preferiblemente 0, 5 a 10% en moles de la unidad estructural B

1 a 79% en moles, preferiblemente 2 a 46% en moles de la unidad estructural C

1 a 79% en moles, preferiblemente 2 a 46% en moles de la unidad estructural D

y 20 a 80% en moles, preferiblemente 50 a 75% en moles de la unidad estructural E

en donde significan R1 y R2, independientemente uno de otro, hidrógeno, metilo o metileno, a, b son iguales a cero o uno, y a + b es igual a uno,

R3 es oleílo, estearilo o N-propilenimidazol; X e Y, independientemente uno de otro, -OH, -O-alquilo C1-C30, NR4R5, -O-N+H2R4R5, R4 y R5, independientemente uno de otro, son hidrógeno, R3 o R;

R significa

Z alquileno C2-C4, n un número entre 1 y 1000, R6 hidrógeno, alquilo C1-C30, cicloalquilo C5-C12 o arilo C6-C30, R7 hidrógeno, alquilo C1-C4, R8 es hidrógeno o alquilo C1-C4, y

R9 alquilo C1-C60 o arilo C6-C10.

Los radicales alquilo, alquenilo, cicloalquilo, arilo y heteroarilo antes mencionados pueden estar sustituidos. Sustituyentes adecuados son, por ejemplo, alquilo (C1-C6) , halógenos tales como flúor, cloro, bromo y yodo, preferiblemente cloro, y alcoxi (C1-C6) .

En particular, las unidades estructurales A, B, C y D se derivan de anhídridos del ácido dicarboxílico alfa, betainsaturados de la fórmula general H y/o G

Ejemplos son anhídrido del ácido maleico, anhídrido del ácido itacónico, anhídrido del ácido citracónico, preferiblemente anhídrido del ácido maleico.

Las unidades estructurales E se derivan de las olefinas de la fórmula general (I) :

A modo de ejemplo, se pueden mencionar las siguientes olefinas: estireno, alfa-metilestireno, dimetilestireno, alfa-etilestireno, dietilestireno, i-propilestireno, terc. butilestireno, diisobutileno, y alfa-olefinas tales como deceno, dodeceno, tetradeceno, pentadeceno, hexadeceno, octadeceno, alfa-olefina C20, alfa-olefina C24, alfa-olefina C30, tripropenilo, tetrapropenilo, pentapropenilo así como sus mezclas. Se prefieren alfa-olefinas con 10 a 24 átomos de C y estireno, siendo particularmente preferido el estireno.

La preparación de los polímeros con contenido en grupos anhídrido del ácido dicarboxílico de acuerdo con la invención tiene lugar, preferiblemente, mediante copolimerización en los radicales de los anhídridos del ácido dicarboxílico olefínicamente insaturados (G y/o H) con compuestos de vinilo (E) .

Ejemplos de polímeros con contenido en grupos anhídrido del ácido dicarboxílico usuales en el comercio, adecuados, que ya contienen... [Seguir leyendo]

1. Copolímero, consistente en las siguientes unidades estructurales: 0 a 20% en moles de la unidad estructural A

0 a 20% en moles de la unidad estructural B

1 a 79% en moles de la unidad estructural C

1 a 79% en moles de la unidad estructural D

y 20 a 80% en moles de la unidad estructural E

en donde significan R1 y R2, independientemente uno de otro, hidrógeno, metilo o metileno, a, b son iguales a cero o uno, y a + b es igual a uno;

R3 es oleílo, estearilo o N-propilenimidazol; X e Y, independientemente uno de otro, -OH, -O-alquilo C1-C30, NR4R5, -O-N+H2R4R5, R4 y R5, independientemente uno de otro, son hidrógeno, R3 o R; R tiene el significado de

Z alquileno C2-C4, n un número entre 1 y 1000,

R6 hidrógeno, alquilo C1-C30, cicloalquilo C5-C12 o arilo C6-C30; R7 hidrógeno, alquilo C1-C4; R8 es hidrógeno o alquilo C1-C4, y R9 alquilo C1-C60 o arilo C6-C10.

1.

2. Preparado de pigmentos, que contiene

(a) 5 a 99% en peso de al menos un pigmento,

(b) 1 a 95% en peso de un copolímero consistente en las siguientes unidades estructurales: 0 a 20% en moles de la unidad estructural A

0 a 20% en moles de la unidad estructural B

1 a 79% en moles de la unidad estructural C

1 a 79% en moles de la unidad estructural D

y 20 a 80% en moles de la unidad estructural E

en donde significan R1 y R2, independientemente uno de otro, hidrógeno, metilo o metileno, a, b son iguales a cero o uno, y a + b es igual a uno; R3 alquilo C1-C40, cicloalquilo C5-C30, arilo C6-C30, alquilen C1-C4-arilo C6-C30,

heteroarilo C3-C30, alquilen C1-C4-heteroarilo C3-C30 o alquenilo C2-C40; X e Y, independientemente uno de otro, -OH, -O-alquilo C1-C30, NR4R5, -O-N+H2R4R5, R4 y R5, independientemente uno de otro, son hidrógeno, R3 o R; R tiene el significado de

Z alquileno C2-C4; n un número entre 1 y 1000; R6 hidrógeno, alquilo C1-C30, cicloalquilo C5-C12 o arilo C6-C30; R7 hidrógeno, alquilo C1-C4; R8 es hidrógeno o alquilo C1-C4, y R9 alquilo C1-C60 o arilo C6-C10;

(c) 0 a 10% en peso de un coadyuvante del grupo de las cargas, agentes ignifugantes, agentes conservantes, agentes fotoprotectores, dispersantes pigmentarios y no pigmentarios, tensioactivos, agentes antioxidantes, desespumantes, resinas y antiestáticos, en cada caso referido al peso total del preparado de pigmento.

3. Preparado de pigmentos según la reivindicación 2, caracterizado porque el copolímero es una resina de estireno-anhídrido del ácido maleico, encontrándose la relación molar de anhídrido del ácido maleico a estireno entre 1 a 1 y 1 a 3.

4. Preparado de pigmentos según la reivindicación 2 ó 3, caracterizado porque R3 significa alquilo C8-C30, alquenilo C8-C30, bencilo o n-propilenimidazol.

5. Preparado de pigmentos según una o varias de las reivindicaciones 2 a 4, caracterizado porque R3 es oleilo, estearilo o n-propilenimidazol.

6. Preparado de pigmentos según al menos una de las reivindicaciones 2 a 5, caracterizado porque el pigmento es de la clase de los pigmentos monoazo, disazo, azo con barniz, β-naftol, naftol AS, bencimidazolona, de condensación disazo, azo-complejos de metales, pigmentos de ftalocianina, quinacridona, perileno, perinona, tioindigo, antantrona, antraquinona, flavantrona, indantrona, isoviolantrona, pirantrona, dioxazina, quinoftalona, isoindolinona, isoindolina y dicetopirrolopirrol, o de los negros de carbono de carácter ácido hasta alcalino del grupo de los negros de carbono de horno y negros de carbono de gas.

7. Procedimiento para la producción de un preparado de pigmentos según al menos una de las reivindicaciones 2 a 6, caracterizado porque el pigmento en forma de polvo, granulado o torta de prensado se mezcla, en presencia de agua o de un disolvente orgánico o de una mezcla a base de agua y disolventes orgánicos, con el copolímero.

8. Procedimiento según la reivindicación 7, caracterizado porque el preparado de pigmentos se aísla en forma sólida mediante filtración y subsiguiente secado.

9. Uso de un preparado de pigmentos según al menos una de las reivindicaciones 2 a 6, para la pigmentación de materiales naturales o sintéticos.

10. Uso según la reivindicación 9, para la pigmentación de pinturas acuosas, pinturas de dispersión y barniz, barnices diluibles con agua, pinturas para papeles pintados y tintas de imprenta.

11. Uso según la reivindicación 9, para la pigmentación de pinturas con contenido en disolventes, pinturas de 5 dispersión y de barniz, pinturas para papeles pintados y tintas de imprenta.

12. Uso según la reivindicación 11, para la pigmentación de pinturas con contenido en disolventes a base de barnices de resinas alquídicas.

13. Uso según la reivindicación 9, para la pigmentación y coloración de materiales fibrosos naturales y sintéticos, para la tinción en masa del papel y la tinción de estratificados, así como para la producción de tintas de chorro, tóneres electrofotográficos, barnices en polvo, filtros de color, tintas electrónicas y “papel electrónico”, sistemas para la protección de la madera, tinción de hilatura de viscosa, tripas de embutidos, material de siembra, abonos, botellas de vidrio, así como para la coloración en masa de tejas, para la coloración de enlucidos, hormigón,

nogalinas, minas para lápices de colores, rotuladores, ceras, parafinas, tintas chinas, pastas para bolígrafos, tizas, detergentes y agentes de limpieza, productos para el cuidado del calzado, productos de látex, agentes de amolado así como para la coloración de materiales sintéticos.

14. Procedimiento para teñir un material orgánico de elevado peso molecular, que comprende dispersar

uniformemente una cantidad de eficacia pigmentaria de un preparado de pigmentos según al menos una de las reivindicaciones 2 a 6 en el material orgánico mediante incorporación con agitación del preparado de pigmentos en una suspensión o disolución del material orgánico.