Dispersantes de poliuretano.

Una composición que contiene menos de 2% en peso de agua y que comprende

(i) un sólido particulado,

(ii) un medio orgánico, y

(iii) un dispersante de poliuretano que tiene una cadena principal lineal y cadenas secundarias que se solubilizan en disolvente ancladas lateralmente de un poliéter,

en donde el dispersante de poliuretano es obtenible a partir de

- uno o más poliisocianatos que tienen una funcionalidad media de 2,0, y

- uno o más compuestos que tienen al menos una cadena de poliéter y dos grupos que reaccionan con los isocianatos y que se localizan en un extremo del compuesto de manera que la cadena de poliéter se dispone lateralmente con respecto a la cadena principal polimérica del poliuretano, y en donde la cadena de poliéter es poli(óxido de alquileno C2-C4) que contiene menos de 60% en peso de óxido de etileno, con respecto al peso total de la cadena de poli(óxido de alquileno C2-C4).

Dispersantes de poliuretano Campo de la invención

La presente invención se refiere a dispersantes de poliuretano, dispersiones, bases de molienda, pinturas y tintas que contienen un sólido particulado dispersado en un medio orgánico no acuoso, particularmente un medio orgánico polar, incluyendo tintas para su uso en procedimientos de impresión sin contacto tales como el procedimiento de impresión de inyección de tinta variable "Drop-on-demand". En particular, los dispersantes presentan una cadena principal lineal con cadenas secundarias ancladas lateralmente de cadenas secundarias de poliéter que se solubilizan en disolvente.

Antecedentes de la invención

Un poliuretano que contiene cadenas laterales de polioxietileno es conocido y ha sido descrito en la bibliografía de patentes. Por ejemplo, el documento EP 060430 describe un procedimiento para fabricar un poliuretano que tiene cadenas laterales de pol(óxido de alquileno), caracterizado porque el poll(óx¡do de alquileno) utilizado como alcohol de partida tiene al menos dos grupos hidroxilo libres separados por no más de 3 átomos de carbono, cuyos grupos hidroxi reaccionan con diisocianatos. El poliuretano se puede utilizar para estabilizar o desestabilizar espumas, emulsiones y dispersiones. También se puede utilizar con pigmentos y cargas. Sin embargo, no hay ninguna mención de que el poliuretano se pueda utilizar como dispersante en medios no acuosos y, especialmente, en la preparación de bases de molienda, pinturas y tintas no acuosas.

El documento US-A-4794147 describe una composición que comprende (I) una resina de poliuretano no iónica, (ii) un agente de entrecruzamiento aminoplástico y (iii) pigmentos.

El documento US-A-4092275 describe dispersiones de poliuretanos en polioles. El poliuretano contiene cadenas laterales de poliéter. La cadena principal de poliuretano se prepara a partir de poliéster polioles y diisocianatos.

El documento US-A-3925582 describe un poliuretano preparado a partir de un diisocianato en el que se han introducido cadenas de polioxipropileno pendientes por medio del aducto de óxido de propileno con glicerol.

El documento US-A-4190566 describe un poliuretano dispersable en agua que tiene una estructura molecular sustancialmente lineal y cadenas de polialquilenoxi poliéter en las que 40% consisten en unidades de óxido de etileno y 60% de unidades de óxido de propileno. El documento WO-A-0168783 describe un oligómero de Jeffamine M20025 ("M2005"). El documento WO-A-9719120 describe un poliuretano dispersable en agua que comprende grupos sal de ácido sulfónico pendientes y grupos metoxipolioxipropileno pendientes.

El documento JP1995179801 A describe un copolfmero de injerto acrílico soluble en agua con una cadena principal de poliuretano. El copolfmero Injertado tiene grupos funcionales ácido carboxílico que pueden ser incorporados a la cadena principal o dentro de la porción acrílica injertada.

Compendio de la invención

De acuerdo con la Invención, se proporciona una composición que contiene menos de 2% en peso de agua y que comprende

uno o más poliisocianatos que tienen una funcionalidad media de 2,0, y

uno o más compuestos que tienen al menos una cadena de poliéter y dos grupos que reaccionan con los ¡soclanatos y que se localizan en un extremo del compuesto de manera que la cadena de poliéter se dispone lateralmente con respecto a la cadena principal pollmérlca del poliuretano, y

en donde la cadena de poliéter es poli(óxido de alquileno C2-C4) que contiene menos de 60% en peso de óxido de etileno, con respecto al peso total de la cadena de poll(óxldo de alquileno C2-C4).

También se proporciona de acuerdo con la Invención un base de molienda, pintura o tinta no acuosas, que comprenden una resina formadora de película y la composición descrita anteriormente y el uso de un poliuretano que tiene una cadena principal lineal obtenible a partir de isocianatos que tienen una funcionalidad de 2,0 y cadenas secundarias de poliéter que se solubilizan en disolvente ancladas lateralmente de poll(óxldo de alquileno C2-C4) que contiene menos de 60% en peso de óxido de etileno, con respecto al peso total de la cadena de poli(óxido de alquileno C2-C4) como dispersante para sólidos particulados en un medio orgánico que contiene menos de 2% en peso de agua, preferiblemente en un medio polar orgánico.

Descripción detallada de la invención

En lo sucesivo, se debe entender que solamente las realizaciones que comprenden un dispersante de poliuretano que tiene una cadena principal lineal con cadenas secundarias de poliéter que se solubilizan en disolvente ancladas lateralmente son de acuerdo con la invención.

De acuerdo con la invención, se proporciona una composición no acuosa que comprende un sólido particulado, un

medio orgánico y un dispersante de poliuretano que tiene una cadena principal esencialmente lineal con cadenas secundarias de poliéter que se solubilizan en disolvente ancladas lateralmente. La elección óptima de la cadena lateral que se solubiliza en disolvente dependerá de la polaridad del medio orgánico.

La composición no acuosa contiene menos de 2% en peso de agua, más preferiblemente menos de 0,5% en peso y lo más preferiblemente no contiene agua.

Si bien las cadenas secundarias de poliéter pueden contener un grupo hidroxi alejado de la cadena principal de poliuretano es muy preferido que tales cadenas tengan un grupo [terminador] que no sea reactivo con isocianatos y especialmente un grupo hidrocarbilo C1-C50 ya que esto limita cualquier entrecruzamiento durante la preparación del dispersante. El grupo hidrocarbilo puede ser alquilo opcionalmente ramificado, cicloalquilo, arilo o aralquilo.

El grupo cicloalquilo es preferiblemente cicloalquilo C3-C6tal como ciclopropilo y especialmente ciclohexilo.

El grupo arilo es preferiblemente arilo C6-C10 tal como naftilo y especialmente fenilo que puede estar sustituido con

halógeno, alquilo C1-C20 o alcoxi C1-C20.

El grupo aralquilo es preferiblemente 2-feniletilo y especialmente bencilo donde el anillo fenilo está opcionalmente

sustituido con halógeno, alquilo C1-C20 o alcoxi C1-C20.

La longitud del grupo terminador alquilo de la cadena de poliéter depende en gran medida de la naturaleza del medio orgánico. Así, por ejemplo, cuando el medio orgánico es un líquido orgánico polar, el grupo hidrocarbilo es preferiblemente alquilo C1-C12 que puede ser lineal o ramificado. El grupo hidrocarbilo incluye etilo, propilo, isopropilo o mezclas de los mismos. El dispersante de poliuretano contiene cadenas secundarias de poliéter y se prefiere que el grupo terminador alquilo sea alquilo C1-C4, por ejemplo metilo, debido a su disponibilidad comercial. Cuando el medio orgánico es un líquido orgánico no polar, se prefiere que el grupo alquilo terminador contenga más de 8 átomos de carbono. También se prefiere que el grupo alquilo sea ramificado ya que esto ayuda a la solubilidad en el líquido orgánico no polar.

La cadena de poliéter es preferiblemente poli(óxido de alquileno C2-C4) que contiene menos de 60%, más preferiblemente menos de 40%, y especialmente menos de 20% en peso de etileno óxido con respecto al peso total de la cadena de poli(óxido de alquileno C2-C4).

El resto alquileno del (óxido de alquileno C2-C4) grupo puede ser lineal o preferiblemente ramificado y puede ser obtenido por medio de (co)polimerización de óxidos de alquileno tales como óxido de etileno, óxido de propileno y óxido de butileno o de tetrahidrofurano. Los copolímeros pueden ser copolímeros al azar o en bloque.

Preferiblemente, la cadena de poliéter es obtenible a partir de óxido de propileno. También se prefiere que la cadena de poliéter del dispersante sea obtenible a partir de un monoalquil(Ci-Cio)éter de poli(óxido de alquileno C2-C4) y especialmente un metil o butil éter.

La cadena de poliéster (no de acuerdo con la invención) es preferiblemente obtenible u obtenida a partir de un ácido hidroxicarboxílico que contiene de 1 a 26 átomos de carbono o una lactona del mismo. La elección del ácido hidroxicarboxílico está en gran medida influenciada por la naturaleza del propio medio orgánico. Cuando el medio orgánico es un líquido orgánico polar, el ácido hidroxicarboxílico contiene preferiblemente hasta 8 átomos de carbono y cuando el medio orgánico es un líquido orgánico no polar el ácido hidroxicarboxílico contiene preferiblemente más de 8 átomos de carbono. Se prefiere particularmente que la cadena de poliéster sea obtenible a partir de dos o más ácidos hidroxicarboxílicos diferentes o lactonas de los mismos ya que esto ayuda a la solubilidad en el medio orgánico.... [Seguir leyendo]

1. Una composición que contiene menos de 2% en peso de agua y que comprende

(i) un sólido particulado,

(ii) un medio orgánico, y

(mi) un dispersante de poliuretano que tiene una cadena principal lineal y cadenas secundarias que se solubilizan en disolvente ancladas lateralmente de un poliéter, en donde el dispersante de poliuretano es obtenible a partir de

- uno o más poliisocianatos que tienen una funcionalidad media de 2,0, y

- uno o más compuestos que tienen al menos una cadena de poliéter y dos grupos que reaccionan con los isocianatos y que se localizan en un extremo del compuesto de manera que la cadena de poliéter se dispone lateralmente con respecto a la cadena principal polimérica del poliuretano, y

en donde la cadena de poliéter es poli(óxido de alquileno C2-C4) que contiene menos de 60% en peso de óxido de etileno, con respecto al peso total de la cadena de poli(óxido de alquileno C2-C4).

2. La composición según la reivindicación 1, en donde las cadenas secundarias de poliéter contienen un grupo hidrocarbilo C1-C50 terminador.

3. La composición de la reivindicación 1, en donde el peso molecular medio numérico de la cadena secundaria de poliéter es de 300 a 10.000.

4. La composición de la reivindicación 1, en donde el dispersante de poliuretano comprende adicionalmente de 10 a 180 miliequivalentes por cada 100 g de dispersante de un grupo ácido y/o amino.

5. La composición de la reivindicación 1, en donde el dispersante de poliuretano comprende adicionalmente el residuo de un compuesto formador, teniendo dicho compuesto formador un peso molecular medio numérico de 32 a 3000 y dos grupos que reaccionan con isocianatos.

6. La composición de la reivindicación 1, en donde el porcentaje en peso total de las cadenas secundarias laterales que se solubilizan en disolvente no es menor de 5% basado en el dispersante de poliuretano.

7. La composición de la reivindicación 1, en donde el dispersante de poliuretano es obtenible u obtenido a partir de un diisocianato.

8. La composición de la reivindicación 1, en donde la cadena de poliéter que se solubiliza en disolvente contiene el residuo de un compuesto de fórmula 1

RO(CH2CHO)~

R1

en donde

R es grupo hidrocarbilo C1-C20;

R1 es hidrógeno, metilo o etilo de los cuales menos de 60% es hidrógeno; R2 y R3 son cada uno, independientemente, hidroxialquilo Ci-C8;

Z es alquileno C2-C4;

X es -O- o -NH-;

Y es el residuo de un poliisocianato; m es de 5 a 150; p es de 1, a 4; y q es 1 o 2.

9. La composición de la reivindicación 1, en donde la cadena de poliéter que se solubiliza en disolvente contiene el residuo de un compuesto de fórmula 2.

ROCH <^HO

O

__lm

en donde

R es grupo hidrocarbilo C1-C20;

R1 es hidrógeno, metilo o etilo de los cuales menos de 60% es hidrógeno;

R4 es un radical orgánico reactivo con isocianato;

R5 es hidrógeno o un radical orgánico reactivo con isocianato;

Z es alquileno C2-C4 m es de 5 a 150; y n es de 0 a 1.

10. La composición de la reivindicación 1, en donde la cadena de poliéter que se solubiliza en disolvente contiene el residuo de un compuesto de fórmula 3.

en donde

R es un grupo hidrocarbilo C1-C20;

R1 es hidrógeno, metilo o etilo de los cuales menos de 60% es hidrógeno;

W es alquileno C2-C6; y m es de 5 a 150;

11. Una base para molienda, pintura o tinta no acuosa que comprende una resina formadora de película y la composición de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10.

12. El uso de un poliuretano que tiene una cadena principal lineal obtenible a partir de isocianatos que tienen una funcionalidad de 2,0 y cadenas secundarias de poliéter que se solubilizan en disolvente ancladas lateralmente de poli(óxido de alquileno C2-C4) que contienen menos de 60% en peso de óxido de etileno, con respecto al peso total de la cadena de poli(óxido de alquileno C2-C4) como dispersante para sólidos particulados en un medio orgánico que contiene menos de 2% en peso de agua, preferiblemente en un medio polar orgánico.

RO(CH2CHO) m coch2ch2nh-----W------OH