Dispersantes de pigmentos, métodos para preparación de composiciones de revestimiento, y composiciones de revestimiento.

Una composición, que comprende un dispersante y al menos un material dispersado por el dispersante;

en donde el dispersante comprende un polímero vinílico o acrílico de unidades de monómero polimerizadas que comprende

(a) una o más unidades (a) del monómero de grupo de anclaje que tiene al menos una de una funcionalidad ionizable, una funcionalidad de hidrógeno activo, una funcionalidad que forma un enlace covalente con el material dispersado, o una combinación de los mismos, en donde la funcionalidad ionizable es diferente de un grupo de ácido carboxílico en el cual el carbono del carbonilo está separado del carbono etilénicamente insaturado más cercano por al menos cuatro átomos y las unidades (a) de monómero del grupo ancla son diferentes de aquellos que tiene grupos polioxialquileno; y una de las unidades de monómero del grupo ancla es 1-(2-metacriloiloxietil)-2- imidazolidinona polimerizado;

(b) 5% a 45% en peso de una o más unidades (b) de monómero estabilizador que comprenden al menos uno de un grupo de ácido carboxílico en el cual el carbono del carbonilo está separado del carbono etilénicamente insaturado más cercano por al menos cuatro átomos, un grupo polioxialquileno, un grupo gamma-hidroxi carbamato, un grupo beta-hidroxi carbamato, o una combinación de los mismos; y

(c) hasta 50 por ciento en peso de unidades de monómero aromático

Dispersantes de pigmentos, métodos para preparación de composiciones de revestimiento, y composiciones de revestimiento.

Campo de la invención La invención se relaciona con dispersantes para pigmentos y otros materiales orgánicos e inorgánicos y a métodos de preparación de composiciones de revestimiento y otras composiciones con dispersantes.

Antecedentes de la invención Se aplican generalmente en dos o más capas distintas, acabados de revestimiento, en particular los acabados de revestimiento exteriores en la industria del automóvil. Se pueden aplicar una o más capas de la composición de revestimiento de imprimación primero al sustrato sin pintar, seguidas por una o más capas de capas protectoras. Los revestimientos de compuestos de capa transparente de capa base son particularmente útiles como capas protectoras para las cuales se desea un brillo excepcional, profundidad de color, claridad de imagen o efectos metálicos especiales. La capa de capa base contiene los colorantes que proveen el color para la capa protectora, mientras que la capa transparente provee un acabado liso, brillante. La industria del automóvil ha hecho uso extensivo de estos revestimientos para paneles de carrocerías de automóviles.

Los colorantes en composiciones de capa base del automóvil son típicamente uno o más pigmentos dispersos. La dispersión de pigmento en la composición debe lograr al menos dos objetivos. En primer lugar, el pigmento debe ser lo más completamente humedecido como sea posible para el desarrollo de color óptimo en la capa de revestimiento. En segundo lugar, el pigmento debe ser estabilizado frente a la sedimentación dura y reaglomeración de las partículas de pigmento de modo que la composición de capa base tendrá una vida útil razonablemente larga. Muchos tipos de dispersantes se han sugerido para composiciones a base de solventes. Las opciones para las composiciones a base de agua han sido más limitadas, tal como el dispersante debe ser en sí mismo dispersable en agua. No obstante, composiciones de capa base a base de agua están en necesidad del mismo buen desarrollo de color y la estabilidad como composiciones de capa base a base de solventes. Un dispersante de pigmento útil en ambas composiciones a base de solventes y a base de agua sería simplificar la fabricación y el almacenamiento debido a que el mismo intermediario dispersante podría ser sintetizado y utilizado para hacer dispersiones de pigmento para bien sea composiciones a base de solventes o a base de agua.

Un proceso para el espesamiento con copolímeros de diésteres itacónicos de poli (oxialquileno) alquilo se divulgan en la US-A- 4, 663, 385.

Esmaltes, incluidos cebadores, bc, cc tintados, esmaltes de un solo componente Otros materiales y aditivos que no son en sí mismos solubles en agua o dispersables en agua, también se incorporan generalmente en composiciones de revestimiento.

Resumen de la invención La invención provee un dispersante para pigmentos, resinas, polímeros, partículas de revestimiento en polvo, y otros materiales orgánicos e inorgánicos para incorporación en una composición a base de solvente o a base de agua tal como una composición de recubrimiento, una composición de tinta, un sistema de polímero, una composición de acabado, un sellador, o un adhesivo o para incorporación en un sistema de polímero sólido. En una realización, la presente invención provee dispersiones de pigmentos que ofrecen excelente desarrollo de color en composiciones de revestimiento, particularmente para composiciones de revestimiento de capa base. En ciertas realizaciones, el dispersante se utiliza para dispersar otros materiales no volátiles tales como agentes de relleno, nanopartículas, sílica coloidal, resinas o polímeros, agentes de curado, partículas de revestimiento en polvo, y/o aditivos en una composición de revestimiento. En ciertas realizaciones, la dispersión formada con el dispersante incluye más de un material disperso.

Una dispersión o emulsión (cuyos términos se utilizan aquí de forma intercambiable) de la invención comprende al menos un material dispersado por un vinilo dispersante o polímero acrílico de unidades de monómero polimerizadas, en donde el vinilo dispersante o polímero acrílico o unidades de monómero polimerizado comprenden:

(a) una o más unidades de monómero del grupo de ancla (A) que tiene una funcionalidad de hidrógeno ionizable o activo o una funcionalidad que forma un enlace covalente con el material dispersado, en donde la funcionalidad ionizable es diferente de un grupo ácido carboxílico en el cual el carbono de carbonilo está separado del más cercano carbono etilénicamente insaturado por al menos cuatro átomos y las unidades de monómero del grupo de ancla (a) son diferentes de aquellos que tienen grupos polioxialquileno y una de las unidades de monómero del grupo de ancla es 1 - (2-metacriloiloxietil) -2-imidazolidinona polimerizado;

(b) 5% a 45% en peso de uno o más unidades de monómero estabilizador (B) que tienen un grupo ácido carboxílico en el cual el carbono del carbonilo está separado del carbono etilénicamente insaturado más cercano por al menos cuatro átomos, que tiene grupos polioxialquileno, que tiene grupos carbamato de gamma-hidroxi o carbamato de beta-hidroxi, y combinaciones de los mismos; y (c) hasta el 50 por ciento en peso de unidades de monómero aromático. El material disperso puede ser orgánico, inorgánico, y una combinación de éstos.

Una composición de a base de agua de la invención comprende una dispersión acuosa que tiene al menos un componente insoluble, tal como un polímero, resina, agente de curado, un pigmento, agente de relleno, nanopartícula, o aditivo dispersado por el vinilo dispersante o polímero acrílico de la invención.

La presente invención provee dispersiones de pigmentos que ofrecen mejoras en las áreas de propiedades ópticas, tales como excelente desarrollo del color en composiciones de revestimiento, particularmente para composiciones de revestimiento de capa base, o la mejora de la eficiencia de dispersión, tales como la reducción del tiempo de molienda o incremento de la carga de pigmento, o mejoras en la estabilidad. Una composición de revestimiento pigmentada de la invención comprende al menos un pigmento dispersado en el vinilo dispersante o polímero acrílico de la invención. La composición puede ser a base de solvente, a base de agua, o un material sólido, tal como un revestimiento en polvo. En una realización particular, una composición de revestimiento pigmentada de la invención comprende al menos un pigmento dispersado en un polímero de vinilo o acrílico, en donde el polímero de vinilo o acrílico de unidades de monómero polimerizadas es polimerizada a partir de una mezcla de monómeros etilénicamente insaturado que comprende: (a) uno o más monómeros que tienen funcionalidad de hidrógeno activo y una de las unidades de monómero del grupo ancla es 1- (2-metacriloiloxietil) -2-imidazolidinona polimerizada, (b) al menos 5% en peso de uno o más monómeros seleccionados del grupo que consiste de monómeros que tienen un grupo ácido carboxílico en el cual el carbono del carbonilo está separado del carbono etilénicamente insaturado más cercano por al menos cuatro átomos, (met) acrilatos de w-metiloxi-polioxietileno, (met) acrilatos de w-metiloxi-poli (oxietileno-co-oxipropileno) , y combinaciones de los mismos; (c) opcionalmente (met) acrilato de hidroxietilen etil urea; y (d) hasta 50 por ciento en peso de uno o más monómeros seleccionados del grupo que consiste de monómeros polimerizables aromáticos, en donde los monómeros (b) y (c) combinados son de 5 a 45 por ciento en peso de la mezcla de monómeros etilénicamente insaturado. La composición puede ser a base de solvente o a base de agua.

Una composición de capa base a base de agua de la invención comprende una dispersión acuosa que tiene al menos un pigmento dispersado por el vinilo dispersante o polímero acrílico de la invención. En una realización particular, una composición de capa base a base de agua de la invención comprende una dispersión acuosa que tiene al menos un pigmento dispersado por un polímero de vinilo o acrílico de unidades de monómero polimerizadas, en donde el polímero de vinilo o acrílico de unidades de monómero polimerizadas se polimerizan a partir de una mezcla de monómeros etilénicamente insaturados que comprenden: (a) uno o más monómeros que tienen funcionalidad de hidrógeno activo y una de las unidades de monómero del grupo de ancla es 1- (2-metacriloiloxietil) 2-imidazolidinona polimerizada; (b) al menos 5% en peso de uno o más monómeros seleccionados del grupo que consiste en monómeros que tienen un grupo ácido carboxílico en el cual... [Seguir leyendo]

1. Una composición, que comprende un dispersante y al menos un material dispersado por el dispersante; en donde el dispersante comprende un polímero vinílico o acrílico de unidades de monómero polimerizadas que comprende

(a) una o más unidades (a) del monómero de grupo de anclaje que tiene al menos una de una funcionalidad ionizable, una funcionalidad de hidrógeno activo, una funcionalidad que forma un enlace covalente con el material dispersado, o una combinación de los mismos, en donde la funcionalidad ionizable es diferente de un grupo de ácido carboxílico en el cual el carbono del carbonilo está separado del carbono etilénicamente insaturado más cercano por al menos cuatro átomos y las unidades (a) de monómero del grupo ancla son diferentes de aquellos que tiene grupos polioxialquileno; y una de las unidades de monómero del grupo ancla es 1- (2-metacriloiloxietil) -2imidazolidinona polimerizado;

(b) 5% a 45% en peso de una o más unidades (b) de monómero estabilizador que comprenden al menos uno de un grupo de ácido carboxílico en el cual el carbono del carbonilo está separado del carbono etilénicamente insaturado más cercano por al menos cuatro átomos, un grupo polioxialquileno, un grupo gamma-hidroxi carbamato, un grupo beta-hidroxi carbamato, o una combinación de los mismos; y

(c) hasta 50 por ciento en peso de unidades de monómero aromático.

2. Una composición de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la composición es una composición de revestimiento y el material dispersado por el dispersante comprende un pigmento.

3. Una composición de acuerdo con la reivindicación 2, en donde la composición es acuosa.

4. Una composición de acuerdo con la reivindicación 2, en donde la una o más unidades (a) de monómero del grupo ancla comprenden funcionalidad de hidrógeno activo y en donde el polímero dispersante es un polímero acrílico que comprende además unidades de monómero de (met) acrilato de hidroxietilen etil urea polimerizada.

5. Una composición de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el material dispersado por el dispersante es un miembro seleccionado del grupo que consiste de pigmentos, agentes de relleno, nanopartículas, polímeros, resinas, agentes de curado, absorbentes de luz ultravioleta incluyendo absorbentes de luz de amina impedida, antioxidantes, catalizadores, y partículas de recubrimiento en polvo.

6. Una composición de acuerdo con la reivindicación 1, en donde dichas unidades (a) de monómero de grupo ancla comprenden monómeros polimerizados seleccionados del grupo que consiste en monómeros ácidos, monómeros amono, monómeros hidroxifuncionales, acrilamida, metacrilamida, carbamato alquil (met) acrilatos, carbamiloxialquil (met) acrilatos, (met) acrilato de hidroxietilen etil urea, y combinaciones de los mismos.

7. Una composición de acuerdo con la reivindicación 1, en donde dichas unidades (b) de monómero estabilizador comprender monómeros polimerizados seleccionados del grupo que consiste de acrilato de -carboxietilo; productos de reacción de hidroxialquil (met) acrilatos con anhídridos de ácido carboxílico cíclico; (met) acrilatos de w-metiloxipolioxietileno; (met) acrilatos de w-metiloxi-poli (oxiotilen-cooxipropileno) ; (met) acrilatos de w-metiloxi-polioxietileno; (met) acrilatos de w-metiloxi-poli (oxietilen-cooxipropileno) ; (met) acrilatos de w-amino-polioxietileno, (met) acrilatos de w-amino-poli (oxietilen-co-oxipropileno) , productos de reacción con funcionalidad de ácido de (met) acrilatos de wmetiloxi-polioxietileno, (met) acrilatos de w-metiloxi-poli (oxietilen-co-oxipropileno) , (met) acrilatos de w-hidroxipolioxietileno, y (met) acrilatos de w-hidroxi-poli (oxietilen-co-oxipropilono) con anhídridos cíclicos, (met) acrilatos betay gamma-carbamiloxihidroxialquilo, y combinaciones de los mismos.

8. Una composición de acuerdo con la reivindicación 1, en donde dichas unidades (b) de monómero estabilizador comprender monómeros polimerizados seleccionados del grupo que consiste de acrilato de -carboxietilo, hexahidroftalato de monometacriloiloxietilo, (met) acrilatos de w-metiloxi-polioxietileno y (met) acrilatos de w-metiloxipoli (oxietileno-co-oxipropileno) que tienen pesos moleculares de al menos 750, y combinaciones de los mismos.

9. Una composición de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el polímero de vinilo o acrílico dispersante que comprende de 5% a 45% en peso de uno o más unidades (b) de monómero estabilizador.

10. Una composición de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el polímero de vinilo o acrílico dispersante comprende de 1% a 10% en peso de unidades de monómero de (met) acrilato de hidroxietilen etil urea polimerizado.

11. Una composición de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el material dispersado por el dispersante comprende un entrecruzamiento.

12. Una composición de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la composición es una composición de revestimiento de capa base.

13. Un método para dispersar un material, que comprende combinar el material con un polímero de vinilo o acrílico de unidades de monómero polimerizadas que comprende (a) una o más unidades (a) de monómero de grupo de anclaje que tiene al menos uno de una funcionalidad ionizable, una funcionalidad de hidrógeno activo, un funcionalidad que forma un enlace covalente con el material dispersado, o una combinación de los mismos, en donde la funcionalidad ionizable es diferente de un grupo de ácido carboxílico en el cual el carbono del carbonilo está separado del carbono etilénicamente insaturado más cercano por al menos cuatro átomos y las unidades (a) de monómero del grupo de anclaje son diferentes de aquellos que tienen grupos polioxialquileno; y una de las unidades de monómero del grupo de anclaje es 1- (2-metacriloiloxietil) -2-imidazolidinona polimerizada;

(b) 5% a 45% en peso de una o más unidades (b) de monómero estabilizador que comprenden al menos uno de un grupo de ácido carboxílico en el cual el carbono del carbonilo está separado del carbono etilénicamente insaturado más cercano por al menos cuatro átomos, un grupo polioxialquileno, un grupo gamma-hidroxi carbamato, un grupo beta-hidroxi carbamato, o una combinación de los mismos; y

(c) hasta 50 por ciento en peso de unidades de monómero aromático; y dispersan la mezcla en un medio continuo.

14. Un método de acuerdo con la reivindicación 13, en donde el material comprende un pigmento.

15. Un método de acuerdo con la reivindicación 13, en donde el medio continuo es acuoso.

16. Un método de acuerdo con la reivindicación 13, en donde el medio continuo comprende un polímero o una resina.

17. Un método de acuerdo con la reivindicación 13, en donde el medio continuo es polimérico.

18. Un método de acuerdo con la reivindicación 13, en donde la una o más unidades (a) de monómero del grupo ancla comprenden funcionalidad de hidrógeno activo y en donde el polímero acrílico comprende además unidades de monómero de (met) acrilato) de hidroxietilen etil urea polimerizado.

19. Un método de acuerdo con la reivindicación 13, en donde el material comprende un miembro seleccionado del grupo que consiste de pigmentos, agentes de relleno, nanopartículas, polímeros, resinas, agentes de curado, absorbentes de luz ultravioleta que incluyen absorbentes de luz de amina con impedimento, antioxidantes, catalizadores, y partículas de revestimiento en polvo.

20. Un método de acuerdo con la reivindicación 13, en donde dichas unidades (a) de monómero de grupo ancla comprenden monómeros polimerizados seleccionados del grupo que consiste en monómeros ácidos, monómeros amino, monómeros con funcionalidad de hidroxilo, acrilamida, metacrilamida, (met) acrilatos de carbamato alquilo, (met) acrilatos de carbamiloxialquilo, (met) acrilato de hidroxietilen etil urea, y combinaciones de los mismos.

21. Un dispersante de unidades de monómero polimerizadas que comprende

(a) una o más unidades (a) de monómero del grupo ancla que tiene una funcionalidad de hidrógeno ionizable o activo o una funcionalidad que forma un enlace covalente con el material dispersado, en donde la funcionalidad ionizable es diferente de un grupo de ácido carboxílico en el cual el carbono del carbonilo está separado del carbono etilénicamente insaturado más cercano por al menos cuatro átomos y las unidades (a) de monómero del grupo ancla son diferentes de aquellas que tienen grupos polioxialquileno; y una de las unidades de monómero del grupo ancla es 1- (2-metacriloiloxietil) -2-imidazolidinona polimerizada;

(b) 5% a 45% en peso de una o más unidades (b) de monómero estabilizador que tiene un grupo ácido carboxílico en el cual el carbono del carbonilo está separado del carbono etilénicamente insaturado más cercano por al menos cuatro átomos; y

(c) hasta 50 por ciento en peso de unidades de monómero aromático.