Suspensión acuosa coloidal de negro de gas.

Suspensión acuosa coloidal de negro de gas, caracterizada porque contiene

un negro de gas,

un compuesto azo de fórmula general 1

en la que R1 a R12 pueden ser iguales o diferentes y consisten en hidrógeno, grupos hidrófilos o hidrófobos, sustituyentes aceptores o dadores o partes de sistemas alifáticos, aromáticos o heteroaromáticos, acíclicos, cíclicos o policíclicos que tienen grupos aceptores, dadores, hidrófilos o hidrófobos, y el compuesto azo de fórmula general 1 contiene menos de un 10 % en peso de sal, y agua.

Suspensión acuosa coloidal de negro de gas

La invención se refiere a una suspensión acuosa coloidal de negro de gas, a un procedimiento para su producción y a su uso.

Se conoce el uso de suspensiones acuosas coloidales de negro de humo en la producción de revestimientos de superficies, tintas de impresión coloreadas y también directamente en forma de tintas, por ejemplo en impresoras de chorro de tinta (documento de patente de Estados Unidos US-A 5.085.698, documento de patente de Estados Unidos US-A 5.320.668) .

También se conoce la producción de suspensiones de negro de humo que usan tintes que al mismo tiempo actúan como agentes humectantes, sin la adición de agentes humectantes adicionales (documento de patente de Estados Unidos US 9.911.935) .

Se conoce adicionalmente la producción de suspensiones de negro de humo que usan agentes humectantes solubles en agua, por ejemplo resinas acrílicas (documento de patente de Estados Unidos US-A 5.609.671) o etoxilatos (documento de patente de Alemania DE 19824947 A1) . El documento de patente de Estados Unidos US 3 687 887 desvela una dispersión de negro de humo con negro ácido.

Las suspensiones conocidas de negro de humo estabilizadas con agentes humectantes tienen las desventajas de que, cuando se usan tensioactivos no iónicos, el potencial zeta es demasiado alto y la tensión superficial es baja, y cuando se usan tensioactivos aniónicos, el papel se humedece excesivamente debido a las fuertes interacciones con el revestimiento del papel, que también es aniónico, llevando a bajas densidades ópticas.

Las desventajas de las suspensiones conocidas de negro de humo estabilizadas con colorantes son su estabilidad inadecuada al almacenamiento y a la congelación. Cuando las dispersiones tienen periodos de caducidad relativamente largos o se almacenan a temperaturas superiores a 50 ºC o inferiores a 0 ºC, ésto lleva a un aumento pronunciado e irreversible de la viscosidad, a la reaglomeración de las partículas de pigmento suspendidas o a la floculación completa de la suspensión. Además, cuando se usan negros de horno, se va a observar una densidad óptica relativamente baja que también constituye una desventaja considerable en términos de uso.

El objetivo de la presente Invención es proporcionar una suspensión acuosa de negro de gas que tiene altas densidades ópticas sobre materiales de soporte, tales como, por ejemplo, papel, un potencial zeta bajo y una tensión superficial elevada.

La invención proporciona una suspensión acuosa coloidal de negro de gas que se caracteriza por que contiene un negro de gas, un compuesto azo de fórmula general 1

en la que R1 a R12 pueden ser los mismos o diferentes y consisten en hidrógeno, grupos hidrófilos o hidrófobos, sustituyentes aceptores o dadores o partes de sistemas alifáticos, aromáticos o heteroaromáticos, acíclicos, cíclicos o policíclicos que tienen grupos aceptores, dadores, hidrófilos o hidrófobos, y el compuesto azo de fórmula general 1 contiene menos de un 10 % en peso de sal, y agua.

Coloidal significa la distribución uniforme de las partículas que tienen un diámetro de 10 nm a 10 µm en un agente de dispersión.

Para su uso en tintas, una viscosidad baja es ventajosa, dependiendo del procedimiento de impresión, para obtener las propiedades de impresión deseadas, por ejemplo nitidez de impresión. Un bajo potencial zeta, que describe el estado de carga de las partículas en la suspensión de negro de humo, es una medida de la buena estabilidad de la suspensión. Una alta tensión superficial tiene un efecto positivo, por ejemplo, en la formación de gotitas en el procedimiento de chorro de tinta. Un alto grado de dispersión es de importancia fundamental para la buena estabilidad de almacenamiento, para buenas propiedades de color en el uso y para prevenir la obstrucción de las boquillas, particularmente en el procedimiento de chorro de tinta.

El negro de gas puede tener un contenido de componentes volátiles (950 ºC) < 21 % en peso, preferentemente < 6 % en peso. El negro de gas puede tener un área de superficie BET de 80 a 350 m2/g. El negro de gas puede tener un tamaño de partícula principal de 8 a 40 nm, preferentemente de 13 a 30 nm, de forma particularmente preferente de 13 a 20 nm. El negro de gas puede tener un número de DBP de 40 a 200 ml/100 g.

El negro de gas también puede ser una mezcla de diferentes negros de gas.

Como negros de gas se pueden usar, por ejemplo, Farbruß FW 200, Farbruß FW 2, Farbruß FW 2 V, Farbruß FW 1,

Farbruß FW 18, Farbruß S 170, Farbruß S 160, Spezialschwarz 6, Spezialschwarz 5, Spezialschwarz 4, Spezialschwarz 4A, NIPex 150, NIPex 160 IQ, NIPex 170 IQ, NIPex 180 IQ, Printex U, Printex V, Printex 140 U o Printex 140 V de Degussa AG.

El contenido de negro de gas en la suspensión acuosa coloidal de negro de humo de acuerdo con la invención puede ser inferior a un 30 % en peso, preferentemente inferior a un 20 % en peso.

El compuesto azo de fórmula general 1 puede contener la fórmula general 1 una o más veces en el compuesto azo. Los sustituyentes R1 a R12 pueden ser sustituyentes alifáticos o aromáticos, sin sustituir o sustituidos, tales como fenilo, naftilo o sustituyentes heteroaromáticos, tales como, por ejemplo, pirrolilo, piridinilo, furilo o purilo, sustituyentes aceptores, tales como -COOR13, -CO-R13, -CN, -SO2R13 o - SO2OR13, en los que R13 = H, catión de metal alcalino, amonio, alquilo, arilo o alquilo o arilo funcionalizado, tal como, por ejemplo, ω-carboxialquilo, HSO3

CxHy-, H2N-CxHy-, H2N-SO2-CxHy- (x = 1-20; y = 1-45) , sustituyentes dadores, tales como alquilo, grupos arilo, OR14, N (R14) 2, SR14 o P (R142, en los que R14 = H, alquilo, arilo o alquilo o arilo funcionalizado, oligómeros o polímeros de fórmula - (O-R14) y-OR15, en la que R15 = H, alquilo o arilo. Como compuesto azo de fórmula general 1 se pueden usar, por ejemplo,

o Como compuesto azo de fórmula general 1 se pueden usar, por ejemplo, Negro Ácido 1 (C.I. 20470)

Mordiente Verde 17 (C.I. 17225) o Mordiente Azul 13 (C.I. 16680) .

La cantidad de compuesto azo de fórmula general 1 en la suspensión acuosa coloidal de negro de humo de acuerdo con la invención puede ser inferior a un 5 % en peso, preferentemente inferior a un 3 % en peso.

El compuesto azo de fórmula general 1 puede tener un contenido de impurezas inferior a un 30 % en peso, 10 preferentemente inferior a un 20 % en peso.

El compuesto azo de fórmula general 1 puede tener un contenido de sal inferior a un 10 % en peso, preferentemente inferior a un 5 % en peso.

Los compuestos azo Negro Ácido 1, Mordiente Verde 17 o Mordiente Azul 13 pueden tener un contenido de impurezas inferior a un 30 % en peso e inferior a un 10 % en peso de sal.

La suspensión acuosa coloidal de negro de gas de acuerdo con la invención puede contener biocidas, agentes humectantes y/o aditivos.

La suspensión acuosa coloidal de negro de gas de acuerdo con la invención puede contener un biocida. El biocida se puede añadir en cantidades de un 0, 01 a un 1, 0 % en peso. Se pueden usar como los derivados biocidas de isotiazolinona, agentes para la escisión de formaldehídos o productos de combinación de las dos clases de productos. Por ejemplo se pueden usar, como biocidas, Parmetol de Schülke & Mayr, Ebotec de Bode Chemie, Acticide de Thor Chemie o Proxel de Zeneca.

Es posible añadir adicionalmente agentes humectantes en cantidades de un 0 a un 1 % en peso, preferentemente de un 0, 4 un 0, 6 % en peso, en base a la suspensión total. Se pueden usar como agentes humectantes clases de compuestos tales como etoxilatos de alcoholes grasos, ácido poliacrílico o/y derivados del mismo, copolímeros que contienen ácido acrílico, derivados del ácido acrílico, estirenos, derivados del estireno y/o poliéteres, lignosulfonatos, alquilbencenosulfonatos, derivados del ácido naftalenosulfónico, copolímeros que contienen anhídrido maleico y/o derivados del ácido maleico, o combinaciones de los agentes humectantes mencionados. Los copolímeros pueden ser copolímeros de bloque o de injerto, aleatorios o alternantes. Como aditivo de ayuda para la dispersión se pueden usar, por ejemplo, Joncr y l 678, Joncr y l 680, Joncr y l 682 o Joncr y l 690 de Johnson Polymer B.V.

En una realización preferente, es posible usar como aditivos de ayuda para la dispersión formas de copolímeros de estireno-ácido acrílico que han sido completamente neutralizados con amonio o con hidróxido alcalino, especialmente con NaOH.

Otros tipos de agentes humectantes también son adecuados para la producción de la suspensión de negro de humo de acuerdo con la... [Seguir leyendo]

1. Suspensión acuosa coloidal de negro de gas, caracterizada porque contiene un negro de gas, un compuesto azo de fórmula general 1

en la que R1 a R12 pueden ser iguales o diferentes y consisten en hidrógeno, grupos hidrófilos o hidrófobos, sustituyentes aceptores o dadores o partes de sistemas alifáticos, aromáticos o heteroaromáticos, acíclicos, cíclicos o policíclicos que tienen grupos aceptores, dadores, hidrófilos o hidrófobos, y el compuesto azo de fórmula general 1 contiene menos de un 10 % en peso de sal, y agua.

2. Suspensión acuosa coloidal de negro de gas de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque el negro de gas tiene un contenido de componentes volátiles (956 ºC) < 21 % en peso, un área superficial BET de 80 a 350 m2/g, un tamaño de partícula principal de 8 a 40 nm y un número DBP de 40 a 200 ml/100 g.

3. Suspensión acuosa coloidal de negro de gas de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque el contenido de negro de gas es < 30 % en peso.

4. Suspensión acuosa coloidal de negro de gas de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque el contenido del compuesto azo de fórmula general 1 es < 5 % en peso.

5. Suspensión acuosa coloidal de negro de gas de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque el compuesto azo de fórmula general 1 contiene menos de un 30 % en peso de impurezas.

6. Suspensión acuosa coloidal de negro de gas de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque el compuesto azo es Negro Ácido 1, Mordiente Verde 17 o Mordiente Azul 13.

7. Suspensión acuosa coloidal de negro de gas de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizada porque el compuesto azo Negro Ácido 1, Mordiente Verde 17 o Mordiente Azul 13 contiene menos de un 30 % en peso de impurezas y menos de un 10 % en peso de sal.

8. Suspensión acuosa coloidal de negro de gas de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque contiene biocidas, agentes humectantes y/o aditivos.

9. Suspensión acuosa coloidal de negro de gas de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizada porque el agente humectante es un etoxilato de alcohol graso, ácido poliacrílico o/y derivados del mismo, copolímero que contiene ácido acrílico, derivados del ácido acrílico, estirenos, derivados de estireno y/o poliéteres; lignosulfonato, alquilbencenosulfonato, derivados del ácido naftalenosulfónico, copolímero que contiene anhídrido maleico y/o derivados del ácido maleico, o combinaciones de los agentes humectantes mencionados.

10. Suspensión acuosa coloidal de negro de gas de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizada porque el contenido de agente humectante es de un 0 a un 1 % en peso.

11. Suspensión acuosa coloidal de negro de gas de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizada porque el aditivo es un alcohol, glicol, compuesto heterocíclico o glicerol.

12. Suspensión acuosa coloidal de negro de gas de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizada porque el contenido de aditivo es < 25 % en peso.

13. Procedimiento para la producción de la suspensión acuosa coloidal de negro de gas de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el negro de gas y el compuesto azo de fórmula general 1 están dispersos en agua.

14. Procedimiento para la producción de la suspensión acuosa coloidal de negro de gas de acuerdo con la reivindicación 13, caracterizado porque la dispersión se realiza usando molinos de perlas, dispositivos ultrasónicos, homogeneizadores de alta presión, microfluidizadores, Ultra-Turrax o aparatos comparables.

15. Uso de la suspensión acuosa coloidal de negro de gas de acuerdo con la reivindicación 1 en tintas, tintas para chorro de tinta, revestimientos de superficies y tintas de impresión coloreadas.

16. Tinta, caracterizada porque contiene la suspensión acuosa coloidal de negro de gas de acuerdo con la reivindicación 1.