Dispersantes.

Compuesto de fórmula (1)**Fórmula**

en la que:

Zw es un radical orgánico que comprende w grupos amino,

en el que w es un número y 5 ≤ w ≤ 3.000;

A y B son independientemente grupos oxi-alquilen C1-C20 carbonilo o grupos oxi-alquenilen C2-C20 carbonilo derivados de ácidos hidroxi carboxílicos o lactonas;

T es hidrógeno o R-CO-, donde R es un grupo hidrocarbilo C1-C50;

Y es un radical alquileno C3-C4 unido a un grupo amino de Zw;

Y' es un enlace iónico salino entre un grupo amino de Zw y el carbonilo terminal de (A)r-(B)p-T;

r y p son independientemente números entre 0 y 50 y r + p >2;

s, m y v son números;

0,99w ≤ s + m ≤ 2w;

y 0,3w ≤ s + v ≤ 2w.

Dispersantes La presente invención se refiere a compuestos adecuados como dispersantes, adyuvantes de molienda y estabilizantes de dispersión.

La invención también se refiere a procesos para preparar estos compuestos y a su uso como dispersantes, adyuvantes de molienda y estabilizantes de dispersión para pigmentos orgánicos e inorgánicos y para rellenos para sistemas orgánicos.

ANTECEDENTES DE LA TÉCNICA

Con el fin de ser capaz de incorporar sólidos en medios líquidos, se necesita fuerza mecánica elevada. Es habitual el uso de dispersantes con el fin de reducir las fuerzas de dispersión y con el fin de reducir al mínimo la entrada total en el sistema de energía necesaria para desflocular los sólidos en partículas y por lo tanto para minimizar el tiempo de dispersión. Los dispersantes de este tipo son sustancias de superficie activa de estructura aniónica, catiónica o neutra. Estas sustancias, en una pequeña cantidad, se añaden ya sea al medio de dispersión o se aplican directamente al sólido. También se sabe que, después de la desfloculación completa de los sólidos aglomerados en partículas primarias, después de la operación de dispersión, también hay casos de re-aglomeración, anulando de ese modo completa o parcialmente el esfuerzo de dispersión. Como consecuencia de la dispersión inadecuada y/o como resultado de la reaglomeración hay efectos no deseados: aumento de la viscosidad en sistemas líquidos, desplazamiento de sombra, pérdidas de brillo en pinturas y revestimientos, y reducción de la resistencia mecánica en plásticos. Diferentes formulaciones de tintas requieren el uso de dispersantes eficaces para distribuir de forma uniforme los pigmentos en un medio orgánico y para minimizar la reaglomeración que se puede producir durante el almacenamiento: la dispersión inadecuada se manifiesta como un aumento de la viscosidad en sistemas líquidos, pérdida del brillo y/o desplazamientos de tono. En particular, en tintas para sistemas inyección de tinta, en particular se necesita una buena dispersión de las partículas de pigmento para asegurar el paso sin impedimentos de las partículas de pigmento a través de las boquillas del cabezal de impresión en la impresora de inyección de tinta, que por lo general tienen solamente unos pocos micrómetros de diámetro. Además, se tiene que evitar la aglomeración de partículas de pigmento y el bloqueo asociado de las boquillas de la impresora en los períodos de espera de la impresora. En aplicaciones especiales, tales como decoración de cerámica mediante impresión por inyección de tinta, las características de los dispersantes son muy exigentes ya que necesitan la estabilización de los pigmentos inorgánicos con peso específico elevado, en formulaciones concentradas que deben tienen una viscosidad baja (es decir 8-30 mPa*s) y tamaño de partícula pequeño (< 1 μm) .

Hoy en día se usa una multiplicidad de diferentes sustancias como dispersantes para pigmentos y rellenos. Además de compuestos sencillos de bajo peso molecular, tales como lecitina, ácidos grasos y sus sales, y etoxilatos de alquilfenol, se usan estructuras complejas como dispersantes. Estos dispersantes se basan principalmente en estructuras poliméricas derivadas de oligo-o poliaminas que reaccionan con poliésteres o poliéteres, o a partir de poliuretanos y poliisocianatos.

Muchos dispersantes poliméricos contienen en una parte de la molécula el denominado grupo de anclaje, que se adsorbe sobre los pigmentos a dispersar. En una parte separada espacialmente de la molécula, los dispersantes poliméricos tienen cadenas de polímero que sobresalen a través de las cuales las partículas de pigmento se hacen compatibles con el medio de dispersión, es decir, se estabilizan. Las propiedades de los dispersantes poliméricos dependen tanto de la naturaleza de los monómeros como de su distribución en el polímero. Los dispersantes poliméricos obtenidos por polimerización de forma estadística de monómeros o por polimerización de monómeros alternantes por lo general dan como resultado una mala estabilidad de la dispersión. Las mejoras en la actividad de dispersión se obtienen usando dispersantes de copolímero de injerto.

Durante un largo período de tiempo se han conocido dispersantes de copolímero de injerto que contienen una estructura principal basada en restos de cadena de poli (alquilen) imina y poliéster derivados de uno o más ácidos hidroxicarboxílicos o lactonas de los mismos. En el documento de patente EP 158 406 y en el documento de patente EP 208 041 se hace uso de polímeros funcionales de amino y amida y oligómeros basados en poliaminas y homo-policaprolactonas, en los que la mayoría de los grupos amino reactivos se han convertido en grupos amida, para proporcionar polímeros y oligómeros que comprenden una mezcla de sal y grupos amida. Los poliésteres no terminan ni contienen un grupo alquilcarbonilo terminal. En este caso, el poliéster se puede obtener por polinización de un ácido hidroxicarboxílico o lactona del mismo en presencia de un ácido alquilcarboxílico como grupo de terminación de la polimerización para dar una cadena de poliéster que tiene solamente un ácido carboxílico libre. Se reivindica que estos dispersantes son particularmente eficaces en más de un medio polar tal como cetonas y ésteres, pero tienen un rendimiento limitado en medio no polar; en

cualquier caso su solubilidad se ve limitada en cierto modote forma en particular a temperatura inferior a la temperatura ambiente normal.

Los dispersantes informados en la patente de Estados Unidos Nº 4.224.212 son los productos de reacción de polietilenimina y un poliéster terminado con un grupo ácido carboxílico, tenido su origen en el poliéster preferente en ácidos hidroxicarboxílicos que tienen de 8 a 14 átomos de carbono entre el grupo ácido carboxílico y el grupo hidroxi, por ejemplo a partir de ácido ricinoleico y de ácido 12-hidroxiesteárico. Se reivindica que los dispersantes son eficaces en medio no polar, tal como disolventes alifáticos, sin embargo tienen un rendimiento limitado en medios polares. Se reivindica que las propiedades de tales dispersantes mejoran con la ramificación del grupo alquileno de la cadena de poliéster (documento de patente EP 958041) o mediante el uso de grupos de terminación de la polimerización que contienen cadena antipática ramificada (documento de patente US 2003/181544) .

El documento de patente EP 1911813 y el documento de patente EP 1911815 describen tintas para inyección de tinta no acuosas en las que el porcentaje molar de grupos amida en base al contenido de nitrógeno total del dispersante polimérico es importante para la formulación de una formulación de tinta para inyección de tinta estable.

También se han descrito ampliamente dispersantes poliméricos basados en poliisocianatos o poliuretanos, por ejemplo en el documento de patente EP 154 678, documento de patente EP 438 836, documento de patente WO 2004/104064, documento de patente WO 2008/ 070601 y documento de patente WO 2009/148836.

Pocas patentes desvelan la combinación de polialquilenimina que reacciona con epóxidos para obtener polialquilenimina hidroxialquilada y que se injerta adicionalmente con otros polímeros. El documento de patente US 2009/0131555 describe un dispersante basado en una polialquilenoxiamina unida a una poli (alquilen inferior) imina mediante un ácido dibásico. Se reivindica que este dispersante es adecuado para dispersar partículas sólidas en medios orgánicos polares y agua. La patente de Estados Unidos Nº 7.214.653 desvela productos basados en un copolímero de alquilenóxido de polialquilenimina en el que el polialquilenóxido está constituido como promedio por al menos 2 unidades de repetición de oxialquileno (preferentemente oxietileno) que tienen grupos terminales diferentes para modular las características del producto. Los productos de la invención se pueden usar de forma adecuada como aditivos para detergente, como detergentes, como agentes para el tratamiento de agua y como dispersantes.

Por último, el documento de patente JP 248029 y el documento de patente JP 6312335 describen agentes de dispersión obtenidos por reacción de polietileniminas con óxidos para bloquear parcialmente los grupos amina en la polietilenimina y a continuación haciendo reaccionar los productos obtenidos con poliésteres a partir de copolímeros ácido hidroxiesteárico basados en ε-caprolactona y ácido hidroxiesteárico, minados con un grupo ácido carboxílico. Se puede hacer reaccionar hasta 1 parte en peso de epóxido con 1 parte en peso de polietilenimina, lo que significa que el equivalente de epóxidos es inferior al equivalente de átomos de nitrógeno en la polietilenimina; se dice... [Seguir leyendo]

1. Compuesto de fórmula (1)

** (Ver fórmula) **

en la que:

Zw es un radical orgánico que comprende w grupos amino, en el que w es un número y 5 â w â 3.000; A y B son independientemente grupos oxi-alquilen C1-C20 carbonilo o grupos oxi-alquenilen C2-C20 carbonilo derivados de ácidos hidroxi carboxílicos o lactonas; T es hidrógeno o R-CO-, donde R es un grupo hidrocarbilo C1-C50; Y es un radical alquileno C3-C4 unido a un grupo amino de Zw; Yâ? es un enlace iónico salino entre un grupo amino de Zw y el carbonilo terminal de (A) r- (B) p-T; r y p son independientemente números entre 0 y 50 y r + p > 2;

s, m y v son números; 0, 99w â s + m â 2w; y 0, 3w â s + v â 2w.

2. Compuesto de acuerdo con la reivindicación 1 en el que el radical orgánico Zw es el resto de una 20 polietilenimina.

3. Compuesto de acuerdo con la reivindicación 2 en el que el radical orgánico Zw es el resto de polietilenimina que tiene un peso molecular en número de 500 a 60.000.

4. Compuesto de acuerdo con la reivindicación 2 en el que Y es - (CH3) CH-CH2

5. Compuesto de acuerdo con la reivindicación 1 en el que r + p > 3.

6. Compuesto de acuerdo con la reivindicación 1 en el que 0, 5w â s + v â w+2. 30

7. Compuesto de acuerdo con la reivindicación 1 en el que 0, 99w â s + m â 1, 2 w.

8. Compuesto de acuerdo con la reivindicación 4 en el que v = 0.

9. Compuesto de acuerdo con la reivindicación 4 en el que s = 0.

10. Composición que comprende de un 5 a un 95 % en peso de un partículas sólidas y de un 0, 5 % a un 100 % en peso en base a las partículas sólidas de un compuesto de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones de 1 a 9.

11. Composición de acuerdo con la reivindicación 10 en la que la partícula sólida es un pigmento inorgánico.

12. Composición de acuerdo con la reivindicación 10 en la que la partícula sólida es un pigmento cerámico.

13. Composición de acuerdo con la reivindicación 12 que comprende de un 5 a un 60 % en peso de pigmento cerámico, de un 2 a un 15 % en peso de un compuesto de acuerdo con las reivindicaciones 1-9 y que tiene una viscosidad entre 5 y 50 mPa*s.

14. Composición de acuerdo con la reivindicación 13 que comprende de un 15 a un 45 % en peso de pigmento 50 cerámico, de un 4 a un 10 % en peso de un compuesto de acuerdo con las reivindicaciones 1-9 y que tiene una viscosidad entre 8 y 30 mPa*s.