Preparados de pigmentos sólidos fácilmente dispersables.

Preparados de pigmentos sólidos, que contienen

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

exceptuado C.I. pigmento azul 15:3,

(B) 1 a 95% en peso de al menos un aditivo de dispersión soluble en agua a base de copolímerosconsistentes en las siguientes unidades estructurales:

(i) 1,0 a 50% en moles de la unidad estructural B1

(ii) 50 a 99,0% en moles de las unidades estructurales B2 y B3 en conjunto, en donde de las mismas puedenestar contenidos 0 a 100% en moles de la unidad estructural B2 y 0 a 100% en moles de la unidad estructural B3

(iii) 0 a 49% en moles de la unidad estructural B4

en donde

R1, R4, R6 y R8, independientemente uno de otro, son hidrógeno o alquilo C1-C4,

R2 es un enlace covalente, alquileno C1-C4, alquilen C1-C4-arileno C6-C12, arileno C6-C30 o el radicalR3 es hidrógeno, Na+, K+ o N(R1)+4,

R5 y R7 , independientemente uno de otro, significan alquilo C1-C40, cicloalquilo C5-C30, alquilen C1-C4-ariloC6-C12 o arilo C6-C30, y

R9 significa hidrógeno, alquilo C1-C40, cicloalquilo C5-C30, arilo C6-C30, alquilen C1-C4-arilo C6-C12, -F, -Cl, -Br, -OH o -CN,

y en donde arilo puede estar sustituido con grupos alquilo C1-C4;

(C) 0 a 30% en peso de un coadyuvante del grupo de los materiales de carga, agentes ignifugantes, agentesconservantes, agentes fotoprotectores, dispersadores pigmentarios y no pigmentarios, tensioactivos, agentesantioxidantes, antiespumantes, resinas y antiestáticos,

en cada caso referido al peso total del preparado de pigmentos;

y en donde el contenido en grupos sulfonato de (B1) es mayor que 1 μmol y menor que 100 μmol por gramo depreparado de pigmentos sólido.

Preparados de pigmentos sólidos fácilmente dispersables Objeto de la presente invención son preparados de pigmentos sólidos que contienen aditivos de dispersión a base de polímeros solubles en agua y con contenido en grupos sulfonato, y su uso para la tinción de materiales naturales y sintéticos.

En la producción de agentes de revestimiento pigmentados es decisivo para la calidad una distribución fina y uniforme de las partículas sólidas en el sistema de agentes de revestimiento. Si las partículas de pigmento no se dispersan y estabilizan óptimamente en el sistema de aplicación, pueden aparecer fenómenos de floculación y la formación de sedimentos que pueden conducir a variaciones indeseadas de la viscosidad del sistema de aplicación, a variaciones en la tonalidad y a pérdidas en la intensidad de color, capacidad de cubrición, brillo, homogeneidad, brillantez, así como a tonalidades difícilmente reproducibles y a una tendencia al escurrimiento elevada en el caso de barnices. Con el fin de facilitar la distribución fina y la estabilización de pigmentos en sistemas de pinturas, tintas de imprenta y barnices y, con ello, alcanzar las propiedades técnicas de aplicación óptimas se utilizan a menudo agentes humectantes y dispersantes. La dispersión de pigmentos orgánicos en un sistema de aplicación es, sin embargo, un proceso crítico y complejo. Por norma general, los pigmentos se incorporan en una fase líquida mediante el empleo de molinos de bolas, molinos de bolas con mecanismo agitador

o molinos de perlas de alto rendimiento que consumen mucha energía en combinación con agentes dispersantes y humectantes. Una posibilidad de configurar a la pigmentación de sistemas de pinturas, tintas de imprenta y barnices de manera más eficaz y menos costosa y con un menor consumo de energía consiste en utilizar preparados de pigmentos sólidos fácilmente dispersables que se puedan incorporar en el sistema de aplicación con un consumo de energía esencialmente menor y un desarrollo del color más rápido que los pigmentos habituales, lo cual es de una gran ventaja industrial.

En el documento WO 2004/046251 se describen preparados de pigmentos sólidos que contienen aditivos aniónicos solubles en agua a base de homopolímeros y copolímeros de ácidos monocarboxílicos y/o dicarboxílicos etilénicamente insaturados. A partir del documento WO 2004/074383 se conocen preparados de pigmentos sólidos que se pueden dispersar fácilmente exclusivamente en medios de aplicación con contenido en disolventes. El documento EP-A1-1 132 434 da a conocer la preparación de preparados de pigmentos fácilmente dispersables mediante el uso de agentes dispersantes a base de polialquilenglicoles aromáticos. Estos preparados son exclusivamente compatibles con sistemas de aplicación acuosos. 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 de dispersión 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 ejemplos de aditivos dispersantes de este tipo se menciona el producto de reacción de un copolímero de estireno y anhídrido de ácido maleico con una poliéteramina. Sin embargo, la dispersión en sistemas de barniz muy hidrófobos tales como, p. ej., barnices industriales con contenido en disolventes a base de resinas alquídicas de aceites de longitud larga no es suficiente. El documento US 006/0142416 da a conocer colorantes dispersables que se componen de pigmentos y copolímeros con un contenido en grupos sulfonato en la superficie de los pigmentos de más de 100 μmol/g, para tintas para impresoras de chorro de tinta exclusivamente acuosas. No obstante, estos colorantes dispersables se preparan mediante un procedimiento complejo. Primeramente, el pigmento se ha de dispersar con ayuda de coadyuvantes de dispersión y un elevado consumo de energía, a continuación se añaden monómeros a la dispersión de los pigmentos y se incorporan por polimerización durante varias horas. Los colorantes se aíslan después de varias etapas de centrifugación y lavado.

Existe una demanda de preparados de pigmentos que presenten una fácil capacidad de dispersión tanto en medios de aplicación acuosos como también en medios de aplicación con contenido en disolventes. Preparados de pigmentos de este tipo han de ser universalmente compatibles y su incorporación debe tener lugar fácilmente de manera independiente del medio de aplicación y sin etapas adicionales. Dispersables fácilmente significa que el pigmento se puede incorporar en el sistema de aplicación con una aportación de energía muy baja y un elevado y rápido desarrollo del color. Fuerzas de cizalla suaves tales como, p. ej., el efecto de un disolvedor (agitador de dientes de sierra) deben ser suficientes con el fin de alcanzar una dispersión completa del pigmento, de modo que se puede renunciar a etapas de dispersión ulteriores costosas.

Sorprendentemente, se encontró que los preparados de pigmentos sólidos definidos en lo que sigue se pueden dispersar fácilmente en medios de aplicación tanto acuosos como también con contenido en disolventes no polares y, por lo tanto, resuelven el problema precedentemente mencionado.

Objeto de la invención son preparados de pigmentos sólidos, que contienen (A) 5 a 99% en peso, preferiblemente 40 a 99% en peso de al menos un pigmento, exceptuado C.I. pigmento azul 15:3,

(B) 1 a 95% en peso, preferiblemente 1 a 60% en peso de al menos un aditivo de dispersión soluble en agua a base de copolímeros consistentes en las siguientes unidades estructurales:

(i)

conjunto, en donde de las mismas pueden estar contenidos 0 a 100% en moles de la unidad estructural B2 y 0 a 100% en moles de la unidad estructural B3

(iii) 0 a 49% en moles, por ejemplo 1 a 20% en moles de la unidad estructural B4

en donde R1, R4, R6 y R8, independientemente uno de otro, son hidrógeno o alquilo C1-C4, R2 es un enlace covalente, alquileno C1-C4, alquilen C1-C4-arileno C6-C12, arileno C6-C30 o el radical

R3 es hidrógeno, Na+, K+ o N (R1) +4, R5 y R7 , independientemente uno de otro, significan alquilo C1-C40 lineal o ramificado, cicloalquilo C5-C30, alquilen C1-C4-arilo C6-C12 o arilo C6-C30, y R9 significa hidrógeno, alquilo C1-C40 lineal o ramificado, cicloalquilo C5-C30, arilo C6-C30, alquilen 30 C1-C4-arilo C6-C12, -F, -Cl, -Br, -OH o -CN, y en donde arilo puede estar sustituido con grupos alquilo C1-C4;

(C) 0 a 30% en peso, preferiblemente 0, 1 a 10% en peso de un coadyuvante del grupo de los materiales de carga, agentes ignifugantes, agentes conservantes, agentes fotoprotectores, dispersadores pigmentarios y no pigmentarios, tensioactivos, agentes antioxidantes, antiespumantes, resinas y antiestáticos, en cada caso referido al peso total del preparado de pigmentos, y en donde el contenido en grupos sulfonato de (B1) es mayor que 1 μmol y menor que 100 μmol por gramo de preparado de pigmentos sólido, preferiblemente 3 a 98 μmol/g, de manera particularmente preferida 9 a 95 μmol/g.

En calidad de pigmentos (A) se prefieren pigmentos orgánicos. Entre estos entran en consideración pigmentos monoazo, disazo, pigmentos azo con barniz, pigmentos de β-naftol, naftol AS, bencimidazolona, de condensación disazo, pigmentos de complejos azo-metálicos y pigmentos policíclicos tales como, p. ej., pigmentos de ftalocianina, excluido el C.I. pigmento azul 15:3, quinacridona, perileno, perinona, tioindigo, antantrona, antraquinona, flavantrona, indantrona, isoviolantrona, pirantrona, dioxazina, quinoftalona, isoindolinona, isoindolina y dicetopirrolopirrol, o un negro de carbono de carácter ácido a alcalino del grupo de los negros de carbono de horno y negros de carbono de gas. De los pigmentos orgánicos mencionados son particularmente adecuados aquellos que son lo más finos posible para la producción de los preparados, poseyendo preferiblemente el 95%, y de manera particularmente preferida el 99% de las partículas de pigmentos un tamaño de partículas < 500 nm. Convenientemente, las partículas de pigmentos tienen un valor d50 entre 50 y 500 nm, preferiblemente entre 70 y 350 nm. Como elección a modo de ejemplo de pigmentos orgánicos preferidos se han de mencionar en este caso pigmentos de negro de carbono tales como, p. ej., negros de carbono de gas o de horno; pigmentos monoazo y disazo, en particular los pigmentos del Índice de Color pigmento amarillo 1, pigmento amarillo 3, pigmento amarillo 12, pigmento amarillo 13, pigmento amarillo 14, pigmento amarillo 16,... [Seguir leyendo]

1. Preparados de pigmentos sólidos, que contienen

(A) 5 a 99% en peso de al menos un pigmento, exceptuado C.I. pigmento azul 15:3,

(B) a 95% en peso de al menos un aditivo de dispersión soluble en agua a base de copolímeros consistentes en las siguientes unidades estructurales:

(i)

en donde R1, R4, R6 y R8, independientemente uno de otro, son hidrógeno o alquilo C1-C4, R2 es un enlace covalente, alquileno C1-C4, alquilen C1-C4-arileno C6-C12, arileno C6-C30 o el radical

R3 es hidrógeno, Na+, K+ o N (R1) +4, R5 y R7 , independientemente uno de otro, significan alquilo C1-C40, cicloalquilo C5-C30, alquilen C1-C4-arilo C6-C12 o arilo C6-C30, y R9 significa hidrógeno, alquilo C1-C40, cicloalquilo C5-C30, arilo C6-C30, alquilen C1-C4-arilo C6-C12, -F, -Cl, -Br, -OH o -CN, y en donde arilo puede estar sustituido con grupos alquilo C1-C4;

(C) 0 a 30% en peso de un coadyuvante del grupo de los materiales de carga, agentes ignifugantes, agentes conservantes, agentes fotoprotectores, dispersadores pigmentarios y no pigmentarios, tensioactivos, agentes antioxidantes, antiespumantes, resinas y antiestáticos, en cada caso referido al peso total del preparado de pigmentos; y en donde el contenido en grupos sulfonato de (B1) es mayor que 1 μmol y menor que 100 μmol por gramo de preparado de pigmentos sólido.

3.

2. Preparado de pigmentos según la reivindicación 1, caracterizado por un contenido en pigmento (A) de 40 a 99% en peso, referido al peso total del preparado de pigmentos.

3. Preparado de pigmentos según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado por un contenido en aditivo de dispersión (B) de 1 a 60% en peso, referido al peso total del preparado de pigmentos.

4. Preparado de pigmentos según una o varias de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que la unidad 5 estructural (B1) supone 5 a 30% en moles.

5. Preparado de pigmentos según una o varias de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que la suma de las unidades estructuras (B2) + (B3) supone 60 a 95% en moles.

6. Preparado de pigmentos según una o varias de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por que la unidad estructural (B4) supone 1 a 20% en moles.

7. Preparado de pigmentos según una o varias de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por que el contenido en grupos sulfonato de (B1) es de 3 a 98 μmol/g.

1.

8. Preparado de pigmentos según una o varias de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado por que el pigmento orgánico es de la clase de los pigmentos monoazo, disazo, azo con barniz, de β-naftol, naftol AS, bencimidazolona, de condensación disazo, pigmentos de complejos azo-metálicos, de ftalocianina, excluido el C.I. pigmento azul 15:3, 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 a alcalino del grupo de los negros de carbono de horno y negros de carbono de gas.

9. Preparado de pigmentos según una o varias de las reivindicaciones 1 a 8, que contiene la unidad estructural (B3) , teniendo B3 el significado de éster vinílico de un ácido versático.

2.

10. Procedimiento para la producción de un preparado de pigmentos sólido según una o varias de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado por que un 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 de un disolvente orgánico, con al menos un aditivo de dispersión (B) soluble en agua y, a continuación, se aísla en forma sólida.

3.

11. Procedimiento para la producción de un preparado de pigmentos sólido según la reivindicación 10, caracterizado por que el preparado de pigmentos se aísla en forma sólida mediante filtración, secado y subsiguiente molienda.

12. Procedimiento para la producción de un preparado de pigmentos sólido según la reivindicación 10, caracterizado por que el preparado de pigmentos se aísla en forma sólida mediante secado por pulverización.

13. Uso de un preparado de pigmentos sólido según una o varias de las reivindicaciones 1 a 9 para la pigmentación y tinción de materiales naturales y sintéticos.

4.

14. Uso según la reivindicación 13, para la pigmentación de pinturas acuosas, pinturas de dispersión y barnices brillantes, barnices diluibles en agua, pinturas para papeles pintados y tintas de imprenta.

15. Uso según la reivindicación 13, para la pigmentación de pinturas con contenido en disolvente, pinturas de 45 dispersión y barnices brillantes, pinturas para papeles pintados y tintas de imprenta.