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BR122024016504A2 - COPOLYMER, DISPERSANT COMPOSITION, DISPERSION, WETABLE POLYMER COMPOSITION, SUSPENSION CONCENTRATE, WATER-DISPERSIBLE GRANULE OR A FILMING AND METHOD FOR MAKING A DISPERSANT - Google Patents

COPOLYMER, DISPERSANT COMPOSITION, DISPERSION, WETABLE POLYMER COMPOSITION, SUSPENSION CONCENTRATE, WATER-DISPERSIBLE GRANULE OR A FILMING AND METHOD FOR MAKING A DISPERSANT Download PDF

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BR122024016504A2
BR122024016504A2 BR122024016504-0A BR122024016504A BR122024016504A2 BR 122024016504 A2 BR122024016504 A2 BR 122024016504A2 BR 122024016504 A BR122024016504 A BR 122024016504A BR 122024016504 A2 BR122024016504 A2 BR 122024016504A2
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BR
Brazil
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glycidyl ether
copolymer
dispersant
initiator
copolymers
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Application number
BR122024016504-0A
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Portuguese (pt)
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BR122024016504B1 (en
Inventor
Timothy A. Boebel
Xue Min Dong
E. Carolina Rojas
Renee Luka
Gary Luebke
Paul W. Knox
Original Assignee
Stepan Company
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Stepan Company filed Critical Stepan Company
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Publication of BR122024016504B1 publication Critical patent/BR122024016504B1/en

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Abstract

Copolímeros compreendendo unidades recorrentes de um éter fenil glicidílico e óxidos de alquileno são divulgados. Alguns dos copolímeros compreendem um iniciador nucleofílico di ou polifuncional e unidades recorrentes do éter fenil glicidílico e um óxido de alquileno. O iniciador nucleofílico di ou polifuncional é um álcool, fenol, amina, tiol, tiofenol, ácido sulfínico ou espécies desprotonadas dos mesmos. Outros copolímeros compreendem um iniciador nucleofílico monofuncional selecionado a partir de tióis, tiofenóis, fenóis aralquilados, ácidos sulfínicos, aminas secundárias, álcoois terpenos C10-C20 e espécies desprotonadas dos mesmos. As dispersões de pigmentos compreendendo os copolímeros também são divulgados. Os copolímeros atendem às crescentes necessidades da indústria com sua facilidade de fabricação, estruturas diversas e atributos de desempenho desejáveis para dispersar uma ampla faixa de pigmentos orgânicos e inorgânicos. Aplicações agrícolas para os copolímeros também são divulgadas.Copolymers comprising recurring units of a phenyl glycidyl ether and alkylene oxides are disclosed. Some of the copolymers comprise a di- or polyfunctional nucleophilic initiator and recurring units of the phenyl glycidyl ether and an alkylene oxide. The di- or polyfunctional nucleophilic initiator is an alcohol, phenol, amine, thiol, thiophenol, sulfinic acid or deprotonated species thereof. Other copolymers comprise a monofunctional nucleophilic initiator selected from thiols, thiophenols, aralkylated phenols, sulfinic acids, secondary amines, C10-C20 terpene alcohols and deprotonated species thereof. Pigment dispersions comprising the copolymers are also disclosed. Copolymers meet the growing needs of industry with their ease of fabrication, diverse structures, and desirable performance attributes for dispersing a wide range of organic and inorganic pigments. Agricultural applications for copolymers are also disclosed.

Description

CAMPO DA INVENÇÃOFIELD OF INVENTION

[0001] A invenção se refere a copolímeros, composições dispersantes compreendendo os copolímeros e dispersões de pigmentos que usam as composições dispersantes.[0001] The invention relates to copolymers, dispersant compositions comprising the copolymers and pigment dispersions using the dispersant compositions.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃOFUNDAMENTALS OF THE INVENTION

[0002] O éter fenil glicidílico ("PGE") é conhecido como um monômero por polimerizações de abertura de anel, incluindo reações para fazer copolímeros de óxidos de alquileno aleatórios ou em bloco e PGE (vide, por exemplo, as patentes dos Estados Unidos N° 6.825.273). Alguns copolímeros relatados são gerados com um iniciador monofuncional e monoinsaturado, tal como o álcool alílico (vide, por exemplo, as patentes dos Estados Unidos 7.388.068; 7.605.224; e 7.812.114). Os copolímeros em bloco lineares de PGE e óxido de etileno produzidos com iniciadores monofuncionais de álcool (por exemplo, 1-octanol ou 3-fenil-1-propanol) e seu uso em dispersões de pigmentos também são conhecidos (vide N. Suto et al., J. Jon. Oil Chem. Soc. 31 (1982) 598 e a patente dos Estados Unidos N° 8.367.762).[0002] Phenyl glycidyl ether ("PGE") is known as a monomer for ring-opening polymerizations, including reactions to make random or block copolymers of alkylene oxides and PGE (see, e.g., U.S. Pat. Nos. 6,825,273). Some reported copolymers are generated with a monofunctional, monounsaturated initiator, such as allyl alcohol (see, e.g., U.S. Pat. Nos. 7,388,068; 7,605,224; and 7,812,114). Linear block copolymers of PGE and ethylene oxide made with monofunctional alcohol initiators (e.g., 1-octanol or 3-phenyl-1-propanol) and their use in pigment dispersions are also known (see N. Suto et al., J. Jon. Oil Chem. Soc. 31 (1982) 598 and U.S. Patent No. 8,367,762).

[0003] As dispersões de pigmentos existem em muitas variedades. O meio pode ser aquoso, orgânico polar ou orgânico não polar, e o pigmento pode ser de muitos tipos de materiais orgânicos ou inorgânicos. É difícil prever qual dispersante pode prover uma dispersão satisfatória para qualquer pigmento resultado, entre centenas de possíveis pigmentos. Isso cria uma grande necessidade de variedade comensurável nos dispersantes de pigmento disponíveis.[0003] Pigment dispersions come in many varieties. The medium may be aqueous, polar organic, or nonpolar organic, and the pigment may be of many types of organic or inorganic materials. It is difficult to predict which dispersant will provide a satisfactory dispersion for any given pigment among hundreds of possible pigments. This creates a great need for commensurate variety in the available pigment dispersants.

[0004] A natureza hidrofóbica dos blocos de éter fenil glicidílico e a natureza relativamente hidrofílica dos blocos de óxido de etileno proveem oportunidades para produzir dispersantes poliméricos que podem funcionar com vários pigmentos orgânicos e inorgânicos, especialmente em meios aquosos. Os copolímeros preferenciais poderiam efetivamente dispersar vários tipos de pigmentos para resultar dispersões aquosas com baixa viscosidade, boas propriedades ópticas e tamanhos de partículas desejáveis na faixa de 100 a 1000 nm. Os copolímeros preferenciais também teriam caráter de baixo ou zero VOC para auxiliar no cumprimento de regulamentos cada vez mais rigorosos. Preferencialmente, os copolímeros poderiam resultar em boas dispersões em baixos níveis de uso e permitir produtividade aprimorada dispersando mais pigmentos por unidade de tempo.[0004] The hydrophobic nature of the phenyl glycidyl ether blocks and the relatively hydrophilic nature of the ethylene oxide blocks provide opportunities to produce polymeric dispersants that can work with a variety of organic and inorganic pigments, especially in aqueous media. The preferred copolymers could effectively disperse various types of pigments to yield aqueous dispersions with low viscosity, good optical properties, and desirable particle sizes in the 100 to 1000 nm range. The preferred copolymers would also have low or zero VOC character to aid in compliance with increasingly stringent regulations. Preferably, the copolymers could yield good dispersions at low usage levels and allow for improved productivity by dispersing more pigments per unit time.

RESUMO DA INVENÇÃOSUMMARY OF THE INVENTION

[0005] Em um aspecto, a invenção se refere a copolímeros compreendendo unidades recorrentes de um éter fenil glicidílico, especialmente éter fenil glicidílico (não substituído) ("PGE"). Os copolímeros compreendem um iniciador nucleofílico di ou polifuncional, de 1 a 30 unidades recorrentes por equivalente de hidrogênio ativo do iniciador de um éter fenil glicidílico e de 1 a 100 unidades recorrentes por equivalente de hidrogênio ativo do iniciador de um ou mais óxidos de alquileno ("AO”) selecionado a partir de óxido de etileno, óxido de propileno, óxidos de butileno e combinações dos mesmos. O iniciador nucleofílico di ou polifuncional selecionado a partir de álcoois, fenóis, aminas, tióis, tiofenóis, ácidos sulfínicos e espécies desprotonadas dos mesmos. O copolímero compreende de 20 a 60% em peso das unidades recorrentes de éter fenil glicidílico com base nas quantidades combinadas do éter fenil glicidílico e unidades recorrentes AO. Além disso, os copolímeros possuem um número de peso molecular médio na faixa de 1.900 a 56.000 g/mol.[0005] In one aspect, the invention relates to copolymers comprising recurring units of a phenyl glycidyl ether, especially (unsubstituted) phenyl glycidyl ether ("PGE"). The copolymers comprise a di- or polyfunctional nucleophilic initiator, from 1 to 30 recurring units per active hydrogen equivalent of the initiator of a phenyl glycidyl ether and from 1 to 100 recurring units per active hydrogen equivalent of the initiator of one or more alkylene oxides (“AO”) selected from ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxides and combinations thereof. The di- or polyfunctional nucleophilic initiator is selected from alcohols, phenols, amines, thiols, thiophenols, sulfinic acids and deprotonated species thereof. The copolymer comprises from 20 to 60% by weight of the recurring units of phenyl glycidyl ether based on the combined amounts of the phenyl glycidyl ether and recurring AO units. In addition, the copolymers have a number average molecular weight in the range of 1,900 to 56,000 g/mol.

[0006] Em outro aspecto, a invenção inclui copolímeros compreendendo unidades recorrentes de um éter fenil glicidílico, um ou mais óxidos de alquileno e um iniciador nucleofílico monofuncional selecionado a partir de tióis, tiofenóis, fenóis aralquilados, ácidos sulfínicos, aminas secundárias, álcoois terpenos C10-C20 e espécies desprotonadas dos mesmos. Esses copolímeros também compreendem de 1 a 30 unidades recorrentes por equivalente de hidrogênio ativo do iniciador de um éter fenil glicidílico e de 1 a 100 unidades recorrentes por equivalente de hidrogênio ativo do iniciador de um ou mais óxidos de alquileno selecionado a partir de óxido de etileno, óxido de propileno, óxidos de butileno e combinações dos mesmos. Os copolímeros compreendem de 20 a 60% em peso das unidades recorrentes de éter fenil glicidílico com base nas quantidades combinadas do éter fenil glicidílico e unidades recorrentes AO. Além disso, os copolímeros possuem um número de peso molecular médio na faixa de 1.900 a 12.000 g/mol.[0006] In another aspect, the invention includes copolymers comprising recurring units of a phenyl glycidyl ether, one or more alkylene oxides, and a monofunctional nucleophilic initiator selected from thiols, thiophenols, aralkylated phenols, sulfinic acids, secondary amines, C10-C20 terpene alcohols, and deprotonated species thereof. Such copolymers also comprise from 1 to 30 recurring units per equivalent of active hydrogen of the initiator of a phenyl glycidyl ether and from 1 to 100 recurring units per equivalent of active hydrogen of the initiator of one or more alkylene oxides selected from ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxides, and combinations thereof. The copolymers comprise from 20 to 60 wt % of recurring phenyl glycidyl ether units based on the combined amounts of the phenyl glycidyl ether and recurring AO units. In addition, the copolymers have a number average molecular weight in the range of 1,900 to 12,000 g/mol.

[0007] A invenção inclui dispersões compreendendo um carreador (preferencialmente água), um sólido (preferencialmente um pigmento), normalmente um agente de ajuste de pH e os copolímeros descritos acima.[0007] The invention includes dispersions comprising a carrier (preferably water), a solid (preferably a pigment), typically a pH adjusting agent and the copolymers described above.

[0008] O universo de pigmentos disponíveis e seus inúmeros usos exigem dispersantes comensuráveis e diversos, com a capacidade de produzir dispersões aquosas possuindo viscosidades desejavelmente baixas e distribuições práticas de tamanho de partícula. Ao variar a identidade e a funcionalidade do iniciador, as proporções e a distribuição do éter fenil glicidílico e do(s) óxido(s) de alquileno e a natureza de qualquer grupo de proteção, uma família de composições úteis como dispersantes de pigmento são prontamente produzidas. Os copolímeros de éter fenil glicidílico descritos neste documento atendem às crescentes necessidades da indústria com sua facilidade de fabricação, estruturas diversas e atributos de desempenho desejáveis, incluindo caráter de baixo ou zero VOC, para dispersar uma ampla faixa de pigmentos orgânicos e inorgânicos em mídia orgânica.[0008] The universe of available pigments and their numerous uses require commensurate and diverse dispersants with the ability to produce aqueous dispersions having desirably low viscosities and practical particle size distributions. By varying the identity and functionality of the initiator, the proportions and distribution of the phenyl glycidyl ether and alkylene oxide(s), and the nature of any protecting groups, a family of compositions useful as pigment dispersants are readily produced. The phenyl glycidyl ether copolymers described herein meet the growing needs of industry with their ease of fabrication, diverse structures, and desirable performance attributes, including low or zero VOC character, for dispersing a wide range of organic and inorganic pigments in organic media.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃODETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Arquiteturas:Architectures:

[0009] Os copolímeros úteis como dispersantes podem possuir uma variedade de diferentes estruturas gerais ou "arquiteturas". Por exemplo, esses podem ser lineares com uma cauda que se estende a partir do iniciador, linear com duas caudas que se estendem a partir do iniciador, “no formato T” (ou seja, três caudas que se estendem a partir de um iniciador central), "no formato estrela” (ou seja, quatro ou mais caudas que se estendem a partir de um iniciador central ou "no formato pente" (cadeia principal polifuncional do iniciador com as caudas como "dentes" do pente).[0009] Copolymers useful as dispersants may have a variety of different general structures or "architectures". For example, they may be linear with one tail extending from the initiator, linear with two tails extending from the initiator, "T-shaped" (i.e., three tails extending from a central initiator), "star-shaped" (i.e., four or more tails extending from a central initiator), or "comb-shaped" (polyfunctional initiator backbone with the tails as "teeth" of the comb).

[0010] Geralmente, a estrutura incluirá um iniciador nucleofílico, uma ou mais unidades de éter fenil glicidílico (tipicamente, um bloco de 2 a 20 unidades de éter fenil glicidílico por hidrogênio ativo do iniciador), uma ou mais unidades de óxido de alquileno (óxido de etileno ("EO”), óxido de propileno (“PO”) ou óxidos de butileno (“BO”) em homopolímero ou configurações de copolímero aleatório ou em bloco) e, opcionalmente, um grupo de proteção. Como será discutido mais adiante, os copolímeros podem ser construídos partindo do iniciador ou, em alguns casos em ordem inversa, partindo do grupo de proteção ou um polioxialquileno ou um iniciador de polioxialquileno protegido com alquil.[0010] Generally, the structure will include a nucleophilic initiator, one or more phenyl glycidyl ether units (typically a block of 2 to 20 phenyl glycidyl ether units per active hydrogen of the initiator), one or more alkylene oxide units (ethylene oxide (“EO”), propylene oxide (“PO”), or butylene oxides (“BO”) in homopolymer or random or block copolymer configurations), and optionally a protecting group. As will be discussed later, copolymers can be built starting from the initiator or, in some cases in reverse order, starting from the protecting group or a polyoxyalkylene or an alkyl-protected polyoxyalkylene initiator.

[0011] Em alguns aspectos, os copolímeros podem possuir uma estrutura bolafílica ou anfifílica compreendendo blocos alternados de grupos hidrofóbicos (por exemplo, PGE) e hidrofílicos (por exemplo, EO). Por exemplo, um iniciador de polietilenoglicol poderia reagir nas duas extremidades com PGE para adicionar blocos hidrofóbicos, opcionalmente com um grupo de proteção. Bolafilas ou anfifilos também poderiam ser feitos usando as estratégias descritas para fazer copolímeros lineares, no formato T ou no formato estrela.[0011] In some aspects, the copolymers may have a bolaphilic or amphiphilic structure comprising alternating blocks of hydrophobic (e.g., PGE) and hydrophilic (e.g., EO) groups. For example, a polyethylene glycol initiator could be reacted at both ends with PGE to add hydrophobic blocks, optionally with a protecting group. Bolaphiles or amphiphiles could also be made using the strategies described for making linear, T-shaped, or star-shaped copolymers.

Iniciadores nucleofílicos:Nucleophilic initiators:

[0012] Os dispersantes de copolímero são normalmente sintetizados a partir de um iniciador nucleofílico. O iniciador nucleofílico pode ser monofuncional, difuncional ou polifuncional.[0012] Copolymer dispersants are typically synthesized from a nucleophilic initiator. The nucleophilic initiator may be monofunctional, difunctional, or polyfunctional.

1. Iniciadores nucleofílicos monofuncionais1. Monofunctional nucleophilic primers

[0013] Quando o copolímero desejado possui uma única cauda, um iniciador nucleofílico monofuncional é usado. Iniciadores nucleofílicos monofuncionais adequados incluem tióis, tiofenóis, fenóis aralquilados, fenóis substituídos por aril, ácidos sulfínicos, aminas secundárias, álcoois terpenos C10-C20 e versões desprotonadas dos mesmos.[0013] When the desired copolymer has a single tail, a monofunctional nucleophilic initiator is used. Suitable monofunctional nucleophilic initiators include thiols, thiophenols, aralkylated phenols, aryl-substituted phenols, sulfinic acids, secondary amines, C10-C20 terpene alcohols, and deprotonated versions thereof.

[0014] Os tióis monofuncionais adequados, tiofenóis, fenóis aralquilados, fenóis substituídos por aril e ácidos sulfínicos incluem, por exemplo, hexanotiol, octanotiol, 1-dodecanotiol, benzil mercaptano, furfuril mercaptano, 2-benzotiazoliltiol, tiofenol, 4-clorotiofenóis, fenóis estirenados, 4-(trifenilmetil)fenol, 4-fenilfenol, ácido fenilsulfínico e similares e misturas dos mesmos. Após servir como iniciador, os átomos de enxofre em muitos desses iniciadores podem ser oxidados para resultar sulfóxidos ou sulfonas, conforme ilustrado abaixo. Ao controlar a estequiometria do oxidante, alguns ou todos os átomos de enxofre podem ser oxidados (vide o Esquema 6). Quando um ácido sulfínico é usado como iniciador, uma sulfona é produzida diretamente.[0014] Suitable monofunctional thiols, thiophenols, aralkylated phenols, aryl-substituted phenols, and sulfinic acids include, for example, hexanethiol, octanethiol, 1-dodecanethiol, benzyl mercaptan, furfuryl mercaptan, 2-benzothiazolylthiol, thiophenol, 4-chlorothiophenols, styrenated phenols, 4-(triphenylmethyl)phenol, 4-phenylphenol, phenylsulfinic acid, and the like, and mixtures thereof. After serving as an initiator, the sulfur atoms in many of these initiators can be oxidized to yield sulfoxides or sulfones, as illustrated below. By controlling the stoichiometry of the oxidant, some or all of the sulfur atoms can be oxidized (see Scheme 6). When a sulfinic acid is used as an initiator, a sulfone is produced directly.

[0015] As aminas secundárias também servem como iniciadores para copolímeros de cauda única. Aminas secundárias adequadas incluem, por exemplo, dietilamina, di-n-propilamina, di-n-butilamina, diisopropilamina, di-n-octilamina, N-metilanilina, morfolina, piperidina, difenilamina, dibenzilamina, imidazóis, 1,1,3,3-tetrametilguanidina e similares. Após servir como iniciador, qualquer átomo de nitrogênio terciário resultante nesses iniciadores pode ser quaternizado ou convertido em N-óxidos (vide o Esquema 6).[0015] Secondary amines also serve as initiators for single-tailed copolymers. Suitable secondary amines include, for example, diethylamine, di-n-propylamine, di-n-butylamine, diisopropylamine, di-n-octylamine, N-methylaniline, morpholine, piperidine, diphenylamine, dibenzylamine, imidazoles, 1,1,3,3-tetramethylguanidine, and the like. After serving as an initiator, any resulting tertiary nitrogen atoms in these initiators can be quaternized or converted to N-oxides (see Scheme 6).

[0016] Os álcoois terpenos C10-C20 adequados incluem, por exemplo, farnesol, terpineol, linalol, geraniol, nerolidol, geranilgeraniol e similares e misturas dos mesmos.[0016] Suitable C10-C20 terpene alcohols include, for example, farnesol, terpineol, linalool, geraniol, nerolidol, geranylgeraniol and the like and mixtures thereof.

2. Iniciadores nucleofílicos di ou polifuncionais2. Di- or polyfunctional nucleophilic initiators

[0017] Quando o copolímero desejado tem duas ou mais caudas, é usado um iniciador nucleofílico di ou polifuncional. A funcionalidade média desses iniciadores é determinada pela soma do total de hidrogênios ativos ligados a um átomo de oxigênio, nitrogênio ou enxofre. Os iniciadores nucleofílicos di ou polifuncionais preferenciais possuirão funcionalidades médias na faixa de 2 a 8, de 2 a 6 ou de 2 a 4.[0017] When the desired copolymer has two or more tails, a di- or polyfunctional nucleophilic initiator is used. The average functionality of these initiators is determined by the sum of the total active hydrogens bonded to an oxygen, nitrogen or sulfur atom. Preferred di- or polyfunctional nucleophilic initiators will have average functionalities in the range of 2 to 8, 2 to 6 or 2 to 4.

[0018] Os iniciadores nucleofílicos di ou polifuncionais adequados incluem álcoois, fenóis, aminas, tióis, tiofenóis, ácidos sulfínicos e espécies desprotonadas dos mesmos. Desta forma, iniciadores nucleofílicos di ou polifuncionais adequados incluem álcoois polifuncionais (dióis, trióis, tetróis, açúcares e similares), polifenóis, aminas primárias, aminas secundárias di ou polifuncionais, iniciadores di ou polifuncionais contendo enxofre (tióis, ditióis, tiofenóis, ácidos sulfínicos), nucleófilos mistos e similares.[0018] Suitable di- or polyfunctional nucleophilic initiators include alcohols, phenols, amines, thiols, thiophenols, sulfinic acids and deprotonated species thereof. Thus, suitable di- or polyfunctional nucleophilic initiators include polyfunctional alcohols (diols, triols, tetrols, sugars and the like), polyphenols, primary amines, di- or polyfunctional secondary amines, sulfur-containing di- or polyfunctional initiators (thiols, dithiols, thiophenols, sulfinic acids), mixed nucleophiles and the like.

[0019] Os álcoois polifuncionais adequados incluem, por exemplo, 1,3-propanodiol, 2-metil-1,3-propanodiol, 1,4-butanodiol, 3-metil-1,5- pentanodiol, 1,6-hexanodiol, 1,8- octanodiol, 1,12-dodecanodiol, etilenoglicol, dietilenoglicol, trietilenoglicol, polietilenoglicóis possuindo pesos moleculares médios de 400 a 4.000 g/mol, glicerol, trimetilolpropano, trimetiloletano, pentaeritritol, di(pentaeritritol), di(trimetilolpropano) , bis-tris metano, 1,4-ciclo-hexanodimetanol, 1,4-di-hidroxi-2-butino, 2,4,7,9- tetrametil-5-decin-4,7-diol, isossorbida, óleo de rícino, xilitol, sorbitol, glicose, 1,2-0-isopropilideno-a, D-glucofuranose, N-metildietanolamina, trietanolamina, poligliceróis, álcoois polivinílicos e similares e misturas do mesmos. Após servir como iniciador, qualquer átomo de nitrogênio terciário resultante nesses iniciadores pode ser quaternizado ou convertido em N- óxidos.[0019] Suitable polyfunctional alcohols include, for example, 1,3-propanediol, 2-methyl-1,3-propanediol, 1,4-butanediol, 3-methyl-1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 1,8-octanediol, 1,12-dodecanediol, ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, polyethylene glycols having average molecular weights of 400 to 4,000 g/mol, glycerol, trimethylolpropane, trimethylolethane, pentaerythritol, di(pentaerythritol), di(trimethylolpropane), bis-tris methane, 1,4-cyclohexanedimethanol, 1,4-dihydroxy-2-butyne, 2,4,7,9- tetramethyl-5-decyn-4,7-diol, isosorbide, castor oil, xylitol, sorbitol, glucose, 1,2-O-isopropylidene-a, D-glucofuranose, N-methyldiethanolamine, triethanolamine, polyglycerols, polyvinyl alcohols and the like, and mixtures thereof. After serving as an initiator, any resulting tertiary nitrogen atoms in these initiators may be quaternized or converted to N-oxides.

[0020] Os polifenóis adequados incluem, por exemplo, bisfenóis (por exemplo, bisfenol A, bisfenol F, bisfenol S, bisfenol acetofenona), bifenóis (2,2'-bifenol, 4,4'-bifenol), resorcinol, catecol, 1,6-di-hidroxinaftaleno, floroglucinol, pirogalol, ácido elágico, taninos, ligninas, polifenóis naturais, poli [fenol-co-formaldeído], poli [cresol-co-formaldeído] e similares e misturas dos mesmos.[0020] Suitable polyphenols include, for example, bisphenols (e.g., bisphenol A, bisphenol F, bisphenol S, bisphenol acetophenone), biphenols (2,2'-biphenol, 4,4'-biphenol), resorcinol, catechol, 1,6-dihydroxynaphthalene, phloroglucinol, pyrogallol, ellagic acid, tannins, lignins, natural polyphenols, poly[phenol-co-formaldehyde], poly[cresol-co-formaldehyde] and the like and mixtures thereof.

[0021] As aminas adequadas incluem aminas primárias tais como, por exemplo, n-butilamina, n-octilamina, cocamina, oleilamina, ciclo- hexilamina, benzidrilamina, taurina, anilinas (por exemplo, 4-cloroanilina, 4- aminofenol, 3-metoxianilina, 4,4'- diaminodifenilmetano, sulfanilamida), benzilaminas, benzenossulfonamida, etilenodiamina, dietilenotriamina, melamina, N, N-dimetiletilenodiamina, 3,3'-diaminobenzidina, polieteraminas, polietileniminas e similares.[0021] Suitable amines include primary amines such as, for example, n-butylamine, n-octylamine, cocamine, oleylamine, cyclohexylamine, benzhydrylamine, taurine, anilines (e.g., 4-chloroaniline, 4-aminophenol, 3-methoxyaniline, 4,4'-diaminodiphenylmethane, sulfanilamide), benzylamines, benzenesulfonamide, ethylenediamine, diethylenetriamine, melamine, N,N-dimethylethylenediamine, 3,3'-diaminobenzidine, polyetheramines, polyethylenimines, and the like.

[0022] As aminas adequadas também incluem aminas secundárias di ou polifuncionais tais como, por exemplo, piperazina, N, N'- dimetiletilenodiamina, N, N'-dimetil-1,6-hexanodiamina, N, N'-dimetil-1,8- octanodiamina 1,3,5-triazinano, 4,4'-trimetilenodipiperidina e similares. Após servir como iniciador, átomos de nitrogênio nesses iniciadores podem ser quaternizados ou convertidos em N-óxidos. As aminas primárias proveem iniciadores bicaudais. Alguns dos iniciadores (por exemplo, etilenodiamina, dietilenotriamina, melamina, polietileniminas, polieteraminas) proveem um ponto de partida para várias caudas.[0022] Suitable amines also include di- or polyfunctional secondary amines such as, for example, piperazine, N,N'-dimethylethylenediamine, N,N'-dimethyl-1,6-hexanediamine, N,N'-dimethyl-1,8-octanediamine, 1,3,5-triazinane, 4,4'-trimethylenedipiperidine, and the like. After serving as an initiator, nitrogen atoms in these initiators may be quaternized or converted to N-oxides. Primary amines provide two-tailed initiators. Some of the initiators (e.g., ethylenediamine, diethylenetriamine, melamine, polyethylenimines, polyetheramines) provide a starting point for multiple tails.

[0023] Os iniciadores adequados contendo enxofre di ou polifuncional incluem, por exemplo, 1,4-butanoditiol, 1,6-hexanoditiol, 2,2 '- (etilenodioxi)dietanotiol, ácido tritiocianúrico e similares e misturas dos mesmos. Após servir como iniciador, os átomos de enxofre em muitos desses iniciadores podem ser oxidados para resultar sulfóxidos ou sulfonas.[0023] Suitable initiators containing di- or polyfunctional sulfur include, for example, 1,4-butanedithiol, 1,6-hexanedithiol, 2,2'-(ethylenedioxy)diethanethiol, trithiocyanuric acid and the like, and mixtures thereof. After serving as an initiator, the sulfur atoms in many of these initiators can be oxidized to yield sulfoxides or sulfones.

[0024] Os nucleófilos mistos di ou polifuncionais adequados incluem, por exemplo, etanolamina, 2-mercaptoetanol, 2-aminoetanotiol, dietanolamina, 4-aminofenol, 4-aminotiofenol, glucosamina, 2-amino-1,3- propanodiol, 1,3-diamino-2-propanol, 3-mercapto-1,2-propanodiol, bis-tris propano, 4-hidroxi-1,2,2,6,6-pentametilpiperidina e similares e misturas dos mesmos. Após servir como iniciador, os átomos de nitrogênio e/ou enxofre podem ser oxidados ou quaternizados conforme descrito acima.[0024] Suitable di- or polyfunctional mixed nucleophiles include, for example, ethanolamine, 2-mercaptoethanol, 2-aminoethanethiol, diethanolamine, 4-aminophenol, 4-aminothiophenol, glucosamine, 2-amino-1,3-propanediol, 1,3-diamino-2-propanol, 3-mercapto-1,2-propanediol, bis-trispropane, 4-hydroxy-1,2,2,6,6-pentamethylpiperidine and the like, and mixtures thereof. After serving as an initiator, the nitrogen and/or sulfur atoms may be oxidized or quaternized as described above.

[0025] Os iniciadores nucleofílicos adequados incluem espécies parcial ou totalmente desprotonadas correspondentes a qualquer um dos materiais protonados acima. Como os versados na técnica apreciarão, muitas sínteses convenientes dos copolímeros se iniciarão pela reação de um iniciador nucleofílico monofuncional (tiol, tiofenol, amina secundária ou álcool terpeno C10-C20) ou um iniciador nucleofílico di ou polifuncional (álcool, fenol, amina, tiol ou tiofenol) com um agente desprotonante. Os agentes de desprotonação adequados são bem conhecidos e incluem, por exemplo, hidretos metálicos (LiH, NaH, KH, CaH2), alcóxidos metálicos (metóxido de sódio, etóxido de sódio, etóxido de potássio, terc-butóxido de potássio), hidróxidos de metila (NaOH, KOH), carbonatos de metal (NaHCO3, Na2CO3, K2CO3, CS2CO3), aminas (trimetilamina, N, N-diisopropiletilamina, piridina) e similares.[0025] Suitable nucleophilic initiators include partially or fully deprotonated species corresponding to any of the above protonated materials. As those skilled in the art will appreciate, many convenient syntheses of the copolymers will begin by the reaction of a monofunctional nucleophilic initiator (thiol, thiophenol, secondary amine or C10-C20 terpene alcohol) or a di- or polyfunctional nucleophilic initiator (alcohol, phenol, amine, thiol or thiophenol) with a deprotonating agent. Suitable deprotonating agents are well known and include, for example, metal hydrides (LiH, NaH, KH, CaH2), metal alkoxides (sodium methoxide, sodium ethoxide, potassium ethoxide, potassium tert-butoxide), methyl hydroxides (NaOH, KOH), metal carbonates (NaHCO3, Na2CO3, K2CO3, CS2CO3), amines (trimethylamine, N,N-diisopropylethylamine, pyridine) and the like.

Éteres fenil glicidílicosPhenyl glycidyl ethers

[0026] Os dispersantes de copolímeros compreendem unidades recorrentes de um éter fenil glicidílico, especialmente éter fenil glicidílico não substituído ("PGE"). Em alguns aspectos, os dispersantes compreendem de 1 a 30, de 2 a 20, de 2 a 15 ou de 2 a 5 unidades de éter fenil glicidílico recorrentes por equivalente de hidrogênio ativo do iniciador. Conforme usado neste documento, "equivalente de hidrogênio ativo" se refere neste documento a um grupo possuindo um átomo de hidrogênio ativo (álcool, tiol, amina) ou sua contraparte desprotonada. Em alguns aspectos, as unidades recorrentes do éter fenil glicidílico ocorrem em um único bloco. Em outros aspectos, as unidades recorrentes de éter fenil glicidílico são intercaladas com unidades recorrentes de óxidos de alquileno, éteres glicidílico funcionalizados ou outros monômeros, conforme descrito abaixo. Em um aspecto preferencial, um bloco de unidades recorrentes de éter fenil glicidílico é reagido com o iniciador nucleofílico como uma primeira etapa da reação. Em alguns aspectos, um éter fenil glicidílico alquil, alcoxi ou halo- substituído (por exemplo, éter 2-metilfenil glicidílico, éter 4-metoxifenil glicidílico ou éter 2-clorofenil glicidílico) é usado ao invés de ou em adição ao PGE. Em outros aspectos, o óxido de estireno é usado para substituir algumas ou todas as unidades recorrentes de éter fenil glicidílico.[0026] The copolymer dispersants comprise recurring units of a phenyl glycidyl ether, especially unsubstituted phenyl glycidyl ether ("PGE"). In some aspects, the dispersants comprise from 1 to 30, from 2 to 20, from 2 to 15, or from 2 to 5 recurring phenyl glycidyl ether units per active hydrogen equivalent of the initiator. As used herein, "active hydrogen equivalent" refers herein to a group having an active hydrogen atom (alcohol, thiol, amine) or its deprotonated counterpart. In some aspects, the recurring phenyl glycidyl ether units occur in a single block. In other aspects, the recurring phenyl glycidyl ether units are interspersed with recurring units of alkylene oxides, functionalized glycidyl ethers, or other monomers, as described below. In a preferred aspect, a block of recurring phenyl glycidyl ether units is reacted with the nucleophilic initiator as a first step of the reaction. In some aspects, an alkyl, alkoxy, or halo-substituted phenyl glycidyl ether (e.g., 2-methylphenyl glycidyl ether, 4-methoxyphenyl glycidyl ether, or 2-chlorophenyl glycidyl ether) is used instead of or in addition to PGE. In other aspects, styrene oxide is used to replace some or all of the recurring phenyl glycidyl ether units.

Óxidos de alquilenoAlkylene oxides

[0027] Os dispersantes de copolímero compreendem unidades recorrentes de um ou mais óxidos de alquileno. Em alguns aspectos, os dispersante compreendem de 1 a 100, de 5 a 80, de 10 a 60 ou de 20 a 40 unidades recorrentes por equivalente de hidrogênio ativo do iniciador de um ou mais óxidos de alquileno selecionados a partir do grupo que consiste em óxido de etileno, óxido de propileno, óxidos de butileno e combinações dos mesmos. As unidades recorrentes de óxido de alquileno podem ser dispostas de modo aleatório, em bloco ou gradiente, por exemplo, como blocos de um único óxido de alquileno, blocos de dois ou mais óxidos de alquileno (por exemplo, um bloco de unidades EO e um bloco de unidades PO), ou como um copolímero aleatório. Em aspectos preferenciais, o óxido de alquileno é óxido de etileno, óxido de propileno ou combinações dos mesmos. Em aspectos mais preferenciais, o óxido de alquileno consiste essencialmente em óxido de etileno, que atribui caráter hidrofílico ao copolímero.[0027] The copolymer dispersants comprise recurring units of one or more alkylene oxides. In some aspects, the dispersants comprise from 1 to 100, from 5 to 80, from 10 to 60, or from 20 to 40 recurring units per equivalent of active hydrogen of the initiator of one or more alkylene oxides selected from the group consisting of ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxides, and combinations thereof. The recurring alkylene oxide units may be arranged in a random, block, or gradient fashion, for example, as blocks of a single alkylene oxide, blocks of two or more alkylene oxides (e.g., a block of EO units and a block of PO units), or as a random copolymer. In preferred aspects, the alkylene oxide is ethylene oxide, propylene oxide, or combinations thereof. In more preferred aspects, the alkylene oxide consists essentially of ethylene oxide, which gives the copolymer a hydrophilic character.

Outros monômerosOther monomers

[0028] Os dispersantes de copolímero podem incorporar unidades recorrentes de outros monômeros capazes de copolimerizar com éter fenil glicidílico ou os óxidos de alquileno mencionados acima. Os outros monômeros incluem, por exemplo, outros éteres glicidílicos (por exemplo, éter butil glicidílico, éter isopropil glicidílico, éter t-butil glicidílico, éter 2- etilhexil glicidílico, éter alil glicidílico, éter benzil glicidílico, éter guaiacol glicidílico, éter 1-etoxietil glicidílico, éter 2-etoxietil glicidílico, éter 2-metilfenil glicidílico, éter 2-bifenil glicidílico, éter tristirilfenol glicidílico, 3- glicidílico(oxipropil)trimetoxisilano, 3-glicidílico(oxipropil)trietoxisilano, éter propargil glicidílico), outros epóxidos (por exemplo, óxido de estireno, óxido de ciclohexeno, 1,2-epoxihexano, 1,2-epoxioctano, 1,2-epoxidecano, 1,2- epoxidodecano, 1,2-epoxiteradecano, 1,2-epoxhexadecano, 1,2- epoxioctadecano, 1, 2-epoxi-7-octeno, 3,4-epoxitetrahidrofurano, (cloreto de 2,3-epoxipropil)trimetilamônio), tiiranos (fenoximetil tiirano, 2-feniltiirano), caprolactona, tetrahidrofurano e similares. Os tiiranos podem ser produzidos a partir dos epóxidos e tioureia correspondentes conforme descrito, por exemplo, em Yu et al., Synthesis(2009) 2205.[0028] Copolymer dispersants may incorporate recurring units of other monomers capable of copolymerizing with phenyl glycidyl ether or the above-mentioned alkylene oxides. The other monomers include, for example, other glycidyl ethers (e.g., butyl glycidyl ether, isopropyl glycidyl ether, t-butyl glycidyl ether, 2-ethylhexyl glycidyl ether, allyl glycidyl ether, benzyl glycidyl ether, guaiacol glycidyl ether, 1-ethoxyethyl glycidyl ether, 2-ethoxyethyl glycidyl ether, 2-methylphenyl glycidyl ether, 2-biphenyl glycidyl ether, tristyrylphenol glycidyl ether, 3-glycidyl(oxypropyl)trimethoxysilane, 3-glycidyl(oxypropyl)triethoxysilane, propargyl glycidyl ether), other epoxides (e.g., styrene oxide, cyclohexene oxide, 1,2-epoxyhexane, 1,2-Epoxyoctane, 1,2-epoxydecane, 1,2-epoxydodecane, 1,2-epoxyteradecane, 1,2-epoxhexadecane, 1,2-epoxyoctadecane, 1,2-epoxy-7-octene, 3,4-epoxytetrahydrofuran, (2,3-epoxypropyl)trimethylammonium chloride), thiiranes (phenoxymethyl thiirane, 2-phenylthiirane), caprolactone, tetrahydrofuran and the like. Thiiranes can be produced from the corresponding epoxides and thiourea as described, for example, in Yu et al., Synthesis (2009) 2205.

[0029] Em alguns aspectos, a reação do iniciador nucleofílico com um monômero funcional de epóxi (epóxido, éter glicidílico) é usada para produzir um "iniciador" mais complexo que pode ser reagido adicionalmente com unidades recorrentes de éter fenil glicidílico e óxidos de alquileno.[0029] In some aspects, the reaction of the nucleophilic initiator with an epoxy functional monomer (epoxide, glycidyl ether) is used to produce a more complex "initiator" that can be further reacted with recurring phenyl glycidyl ether units and alkylene oxides.

[0030] Por exemplo, a reação de trietanolamina com três equivalentes de 3,4-epoxitetrahidrofurano (ou 1,2-epoxihexadecano, por exemplo provê uma composição possuindo três grupos hidroxila livres. Este "iniciador" pode ser então reagido com o éter fenil glicidílico para produzir um hidrófobo, que é posteriormente reagido com óxido de etileno (ou combinação EO/PO) para resultar em um dispersante adequado. Exemplos de hidrofóbos deste tipo são mostrados abaixo: [0030] For example, the reaction of triethanolamine with three equivalents of 3,4-epoxytetrahydrofuran (or 1,2-epoxyhexadecane, for example) provides a composition having three free hydroxyl groups. This "starter" can then be reacted with phenyl glycidyl ether to produce a hydrophobe, which is further reacted with ethylene oxide (or EO/PO combination) to give a suitable dispersant. Examples of hydrophobes of this type are shown below:

[0031] Semelhantemente, a reação de trimetilolpropano com três equivalentes de éter alil glicidílico resulta em um iniciador complexo que pode ser reagido adicionalmente com PGE para resultar um hidrófobo e, então, etoxilado para resultar o dispersante: [0031] Similarly, reaction of trimethylolpropane with three equivalents of allyl glycidyl ether results in a complex initiator which can be further reacted with PGE to give a hydrophobe and then ethoxylated to give the dispersant:

[0032] Em ainda outro exemplo, o iniciador do complexo é feito por reação da trietanolamina com três equivalentes de 2-etilhexil glicidol para resultar o iniciador do complexo funcional de hidroxi. A reação adicional com PGE e então EO provê o dispersante desejado: [0032] In yet another example, the complex initiator is made by reacting triethanolamine with three equivalents of 2-ethylhexyl glycidol to yield the hydroxy functional complex initiator. Further reaction with PGE and then EO provides the desired dispersant:

Éteres glicidílicos funcionalizadosFunctionalized glycidyl ethers

[0033] Os dispersantes de copolímeros podem incorporar uma ou mais unidades de éteres glicidílicos possuindo uma "alça" funcional embutida. Os éteres glicidílicos funcionalizados adequados possuem um grupo éter glicidílico, um grupo de ligação e uma alça funcional. O grupo de ligação é qualquer combinação de átomos ou ligações capazes de ligar o grupo éter glicidílico à alça funcional. Alças funcionais adequadas possuirão grupos funcionais capazes de manipulação adicional. Por exemplo, se o éter glicidílico funcionalizado incorporar uma “alça” de benzaldeídos, o grupo aldeído livre poderá ser reagido com uma amina para resultar uma imina, um aminoácido para resultar uma imina-ácido ou um anidrido para resultar um derivado do ácido cinâmico através da reação de Perkin. Em outro exemplo, se o éter glicidílico funcionalizado incorporar uma “alça"de tioéter, a oxidação pode prover um sulfóxido ou uma sulfona.[0033] Copolymer dispersants may incorporate one or more glycidyl ether units having an embedded functional "loop." Suitable functionalized glycidyl ethers have a glycidyl ether group, a linking group, and a functional loop. The linking group is any combination of atoms or bonds capable of linking the glycidyl ether group to the functional loop. Suitable functional loops will have functional groups capable of further manipulation. For example, if the functionalized glycidyl ether incorporates a benzaldehyde "loop," the free aldehyde group may be reacted with an amine to give an imine, an amino acid to give an imine acid, or an anhydride to give a cinnamic acid derivative via the Perkin reaction. In another example, if the functionalized glycidyl ether incorporates a thioether "loop," oxidation may provide a sulfoxide or a sulfone.

[0034] O éter 1-etoxietil glicidílico disponível comercialmente (isto é, 2- [(1-etoxietoxi)-metil]oxirano) pode ser usado para introduzir um hemiacetal sensível ao ácido (RO-CH(CH3)OEt) como a alça funcional. O tratamento subsequente com um ácido libera o álcool (ROH), que pode ser convertido em um fosfato, sulfato, acetato ou outras funcionalidades úteis.[0034] Commercially available 1-ethoxyethyl glycidyl ether (i.e., 2-[(1-ethoxyethoxy)-methyl]oxirane) can be used to introduce an acid-sensitive hemiacetal (RO-CH(CH3)OEt) as the functional handle. Subsequent treatment with an acid releases the alcohol (ROH), which can be converted to a phosphate, sulfate, acetate, or other useful functionalities.

[0035] Em outra abordagem sintética exemplar, o iniciador nucleofílico é reagido primeiro com uma porção do éter fenil glicidílico a ser usado então com uma proporção desejada de éter glicidílico funcionalizado e, então com a quantidade restante do éter fenil glicidílico para incorporar a funcionalidade dentro do bloco de unidades recorrentes de éter fenil glicidílico. A introdução de heteroátomos ou funcionalidades carregadas (por exemplo, óxidos de amina) pode ser útil para dispersar pigmentos inorgânicos.[0035] In another exemplary synthetic approach, the nucleophilic initiator is reacted first with a portion of the phenyl glycidyl ether to be used, then with a desired proportion of functionalized glycidyl ether, and then with the remaining amount of the phenyl glycidyl ether to incorporate the functionality into the recurring phenyl glycidyl ether unit block. The introduction of heteroatoms or charged functionalities (e.g., amine oxides) may be useful for dispersing inorganic pigments.

Síntese de hidrófoboHydrophobic synthesis

[0036] Em um aspecto preferencial, o iniciador nucleofílico é reagido com um éter fenil glicidílico na presença de um catalisador, preferencialmente um catalisador básico. Em alguns aspectos de 1 a 30, de 2 a 20, e preferencialmente de 2 a 15 ou de 2 a 5 equivalentes de éter fenil glicidílico são usados por equivalente de hidrogênio ativo do iniciador. Em uma abordagem preferencial, a cerca de 5 equivalentes de éter fenil glicidílico por hidrogênio ativo no iniciador são usados, pois isso provê um nível desejável de hidrofobicidade. Pode ser desejável desempenhar a reação, pelo menos inicialmente, na presença de um solvente. Os solventes de éter, tal como éter metil t-butílico (MTBE) funcionam bem com catalisadores de alcóxido. Em uma abordagem adequada, um receptáculo de reação é carregado com a quantidade requerida de iniciador nucleofílico e solvente e um catalisador adequado (por exemplo, metóxido de potássio) é adicionado. Uma carga inicial do éter fenil glicidílico é adicionada e o solvente é removido. Na medida que a temperatura aumenta, a reação de abertura do anel prossegue e a mistura é exotérmica. A adição do éter fenil glicidílico continuamente ou em incrementos permite o controle sobre as reações exotérmicas. O progresso da reação pode ser monitorado por 1H NMR ou outras técnicas adequadas. O alcóxido de hidrofóbo resultante é normalmente usado "como está"para as etapas de reação subsequentes.[0036] In a preferred aspect, the nucleophilic initiator is reacted with a phenyl glycidyl ether in the presence of a catalyst, preferably a basic catalyst. In some aspects from 1 to 30, from 2 to 20, and preferably from 2 to 15 or from 2 to 5 equivalents of phenyl glycidyl ether are used per equivalent of active hydrogen of the initiator. In a preferred approach, about 5 equivalents of phenyl glycidyl ether per active hydrogen in the initiator are used, as this provides a desirable level of hydrophobicity. It may be desirable to perform the reaction, at least initially, in the presence of a solvent. Ether solvents, such as methyl t-butyl ether (MTBE) work well with alkoxide catalysts. In a suitable approach, a reaction vessel is charged with the required amount of nucleophilic initiator and solvent and a suitable catalyst (e.g., potassium methoxide) is added. An initial charge of phenyl glycidyl ether is added and the solvent is removed. As the temperature increases, the ring-opening reaction proceeds and the mixture is exothermic. Addition of phenyl glycidyl ether continuously or in increments allows control over exothermic reactions. The progress of the reaction can be monitored by 1H NMR or other suitable techniques. The resulting hydrophobic alkoxide is typically used "as is" for subsequent reaction steps.

[0037] A porção hidrofóbica do copolímero possuirá pesos moleculares médios preferenciais, conforme medidos por cromatografia de permeação em gel (GPC) que são um pouco dependentes da funcionalidade, conforme mostrado na tabela a seguir: [0037] The hydrophobic portion of the copolymer will have preferred average molecular weights as measured by gel permeation chromatography (GPC) that are somewhat dependent on functionality as shown in the following table:

[0038] O Esquema 1 ilustra as sínteses de hidrofóbos usando PGE, catalisador de metóxido de potássio, solvente MTBE e uma variedade de iniciadores nucleofílicos para produzir hidrófobos de cauda única, bicaudal, tricaudal e quatro caudas. O esquema 2 ilustra sínteses nas quais alternativas à PGE estão incluídas.[0038] Scheme 1 illustrates hydrophobe syntheses using PGE, potassium methoxide catalyst, MTBE solvent, and a variety of nucleophilic initiators to produce single-tailed, two-tailed, three-tailed, and four-tailed hydrophobes. Scheme 2 illustrates syntheses in which alternatives to PGE are included.

AlcoxilaçãoAlkoxylation

[0039] A alcoxilação normalmente segue a reação do iniciador nucleofílico, do catalisador e do éter fenil glicidílico para produzir o hidrofóbo. Grupos hidroxila do hidrófobo reagem na presença do catalisador com um ou mais equivalentes de um óxido de alquileno para resultar o produto alcoxilado. Em alguns aspectos, é adicionado óxido de alquileno suficiente para introduzir de 1 a 100, de 2 a 80, de 5 a 60 ou de 10 a 40 unidades recorrentes de óxido de alquileno por equivalente de hidrogênio ativo do iniciador nucleofílico. Em alguns aspectos, o óxido de alquileno é selecionado a partir do grupo que consiste em óxido de etileno, óxido de propileno, óxidos de butileno e combinações dos mesmos. As unidades recorrentes de óxido de alquileno podem ser dispostas de modo aleatório, em bloco ou gradiente, por exemplo, como blocos de um único óxido de alquileno, blocos de dois ou mais óxidos de alquileno (por exemplo, um bloco de unidades EO e um bloco de unidades PO), ou como um copolímero aleatório. Em aspectos preferenciais, o óxido de alquileno é óxido de etileno, óxido de propileno ou combinações dos mesmos. Em aspectos mais preferenciais, o óxido de alquileno consiste essencialmente em óxido de etileno.[0039] Alkoxylation typically follows the reaction of the nucleophilic initiator, the catalyst, and the phenyl glycidyl ether to produce the hydrophobe. Hydroxyl groups of the hydrophobe react in the presence of the catalyst with one or more equivalents of an alkylene oxide to yield the alkoxylated product. In some aspects, sufficient alkylene oxide is added to introduce from 1 to 100, from 2 to 80, from 5 to 60, or from 10 to 40 recurring alkylene oxide units per equivalent of active hydrogen of the nucleophilic initiator. In some aspects, the alkylene oxide is selected from the group consisting of ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxides, and combinations thereof. The recurring alkylene oxide units may be arranged in a random, block or gradient fashion, for example as blocks of a single alkylene oxide, blocks of two or more alkylene oxides (e.g. a block of EO units and a block of PO units), or as a random copolymer. In preferred aspects, the alkylene oxide is ethylene oxide, propylene oxide or combinations thereof. In more preferred aspects, the alkylene oxide consists essentially of ethylene oxide.

[0040] Embora os catalisadores básicos sejam normalmente mais convenientes, catalisadores alternativos podem ser usados em alguns aspectos. Por exemplo, ácidos de Lewis, tal como o trifluoreto de boro, podem ser usado para polimerizar PGE e óxidos de alquileno. Os catalisadores de cianeto de metal duplo também podem ser usados (vide, por exemplo, patentes dos Estados Unidos N° 5.470.813; 5.482.908; 6.852.664; 7.169.956, 9.221.947, 9.605.111; e publicações nos Estados Unidos N° 2017/0088667 e 2017/0081469).[0040] Although basic catalysts are typically more convenient, alternative catalysts may be used in some aspects. For example, Lewis acids, such as boron trifluoride, may be used to polymerize PGE and alkylene oxides. Double metal cyanide catalysts may also be used (see, e.g., U.S. Patent Nos. 5,470,813; 5,482,908; 6,852,664; 7,169,956, 9,221,947, 9,605,111; and U.S. Publication Nos. 2017/0088667 and 2017/0081469).

[0041] A reação de alcoxilação é convenientemente praticada por adição gradual do óxido de alquileno como misturas ou em etapas para produzir a arquitetura desejada. A mistura de reação será normalmente aquecida até que a maior parte ou todo o óxido de alquileno tenha reagido para dar o copolímero desejado. Seguinte a alcoxilação, o copolímero pode ser neutralizado para resultar um dispersante funcional de hidroxi. Em alguns casos, pode ser desejável converter os grupos hidroxila em outros grupos funcionais, tais como sulfatos, fosfatos, aminas ou similares. Em outros casos, pode ser desejável proteger os grupos hidroxila para resultar éteres, ésteres, carbonatos, carbamatos ou similares usando os grupos de proteção discutidos anteriormente. Alguns processos de alcoxilação representativos são mostrados abaixo no Esquema 3.[0041] The alkoxylation reaction is conveniently carried out by gradual addition of the alkylene oxide as mixtures or in steps to produce the desired architecture. The reaction mixture will normally be heated until most or all of the alkylene oxide has reacted to give the desired copolymer. Following alkoxylation, the copolymer can be neutralized to yield a hydroxy functional dispersant. In some cases, it may be desirable to convert the hydroxyl groups to other functional groups such as sulfates, phosphates, amines or the like. In other cases, it may be desirable to protect the hydroxyl groups to yield ethers, esters, carbonates, carbamates or the like using the protecting groups discussed above. Some representative alkoxylation processes are shown below in Scheme 3.

[0042] Os alcoxilados possuirão número de pesos moleculares médios preferenciais, conforme medidos por cromatografia de permeação em gel (GPC) que são um pouco dependentes da funcionalidade, conforme mostrado na tabela a seguir: [0042] Alkoxylates will possess preferred number average molecular weights as measured by gel permeation chromatography (GPC) that are somewhat dependent on functionality as shown in the following table:

Mais dispersantesMore dispersants

[0043] Em outro aspecto, o dispersante é produzido a partir de um tipo diferente de iniciador complexo. Neste caso, um éter glicidílico di ou polifuncional ou um epóxido di ou polifuncional são reagidos com um álcool, amina secundária ou tiol para resultar um intermediário funcional de hidroxi. Este intermediário é então reagido com um éter fenil glicidílico para produzir um hidrófobo. O hidrófobo é então alcoxilado conforme descrito anteriormente para resultar o dispersante. Um dispersante exemplar produzido dessa maneira a partir de éter diglicidílico de resorcinol, 1- dodecanotiol, PGE e óxido de etileno é mostrado abaixo: [0043] In another aspect, the dispersant is produced from a different type of complex initiator. In this case, a di- or polyfunctional glycidyl ether or a di- or polyfunctional epoxide is reacted with an alcohol, secondary amine, or thiol to yield a hydroxy functional intermediate. This intermediate is then reacted with a phenyl glycidyl ether to yield a hydrophobe. The hydrophobe is then alkoxylated as described above to yield the dispersant. An exemplary dispersant produced in this manner from resorcinol diglycidyl ether, 1-dodecanethiol, PGE, and ethylene oxide is shown below:

Síntese reversaReverse synthesis

[0044] Uma maneira alternativa de produzir os copolímeros úteis como dispersantes é usar uma síntese reversa ou inversa. Uma vantagem desta abordagem seria evitar um processo de alcoxilação quando um iniciador adequado de polialquilenoglicol protegido com éter é um artigo comercial ou de outro modo está prontamente disponível. Por exemplo, o polietilenoglicol com cobertura metoxi pode ser convertido no alcóxido com um catalisador de base e depois reagir com um número desejado de equivalentes de éter fenil glicidílico, seguido por qualquer "iniciador nucleofílico"desejado para concluir a síntese.[0044] An alternative way to produce the copolymers useful as dispersants is to use a reverse or inverse synthesis. An advantage of this approach would be to avoid an alkoxylation process when a suitable ether-protected polyalkylene glycol initiator is a commercial article or otherwise readily available. For example, methoxy-capped polyethylene glycol can be converted to the alkoxide with a base catalyst and then reacted with a desired number of equivalents of phenyl glycidyl ether, followed by any desired "nucleophilic initiator" to complete the synthesis.

[0045] Em uma estratégia de "síntese reversa", a porção hidrofílica é mais centralmente localizada. Por exemplo, o polialquilenoglicol protegido com éter (por exemplo, mPEG) pode ser reagido com uma quantidade equivalente de éter glicidílico di ou polifuncional (por exemplo, éter diglicidílico de resorcinol ou éter diglicidílico de 1,4-butanodiol) para resultar um intermediário funcional de hidroxi. Este intermediário é então reagido com um éter fenil glicidílico e quaisquer outros epóxidos e/ou grupos de proteção para ampliar a porção hidrofóbica. Os seguintes dispersantes ilustram produtos que poderiam ser feitos por essa estratégia: [0045] In a "reverse synthesis" strategy, the hydrophilic moiety is more centrally located. For example, ether-protected polyalkylene glycol (e.g., mPEG) can be reacted with an equivalent amount of di- or polyfunctional glycidyl ether (e.g., resorcinol diglycidyl ether or 1,4-butanediol diglycidyl ether) to yield a hydroxy functional intermediate. This intermediate is then reacted with a phenyl glycidyl ether and any other epoxides and/or protecting groups to extend the hydrophobic moiety. The following dispersants illustrate products that could be made by this strategy:

[0046] Em outra estratégia de "síntese inversa", um ácido carboxílico di ou polifuncional, éster, anidrido ou cloreto ácido ou um di ou poliisocianato, ou com um haleto de arilsulfonil di ou polifuncional pode ser usado para extinguir grupos hidroxila livres em uma etapa de acabamento após ampliação de uma cadeia a partir de polialquilenoglicol protegido com éter e um éter fenil glicidílico. Os seguintes dispersantes ilustram produtos feitos por essa estratégia: [0046] In another "reverse synthesis" strategy, a di- or polyfunctional carboxylic acid, ester, acid anhydride or chloride, or a di- or polyisocyanate, or a di- or polyfunctional arylsulfonyl halide may be used to quench free hydroxyl groups in a finishing step after chain extension from ether-protected polyalkylene glycol and a phenyl glycidyl ether. The following dispersants illustrate products made by this strategy:

Éteres glicidílicos funcionalizadosFunctionalized glycidyl ethers

[0047] O éter 1-etoxietil glicidílico disponível comercialmente (isto é, 2- [(1-etoxietoxi)-metil]oxirano) pode ser usado para introduzir um hemiacetal sensível ao ácido (RO-CH(CH3)OEt) como a alça funcional. O tratamento subsequente com um ácido libera o álcool (ROH), que pode ser convertido em um fosfato, sulfato, acetato ou outras funcionalidades úteis (vide o Esquema 4).[0047] Commercially available 1-ethoxyethyl glycidyl ether (i.e., 2-[(1-ethoxyethoxy)-methyl]oxirane) can be used to introduce an acid-sensitive hemiacetal (RO-CH(CH3)OEt) as the functional handle. Subsequent treatment with an acid releases the alcohol (ROH), which can be converted to a phosphate, sulfate, acetate, or other useful functionalities (see Scheme 4).

Grupos de proteção e reaçõesProtection groups and reactions

[0048] Em alguns aspectos, os dispersantes de copolímero podem incluir um grupo de proteção. O grupo de proteção pode ser usado para cobrir alguns ou todos os grupos hidroxila disponíveis dos alcoxilados. Grupos de proteção adequados para polímeros funcionais de hidroxi são bem conhecidos. Os exemplos incluem éteres, ésteres, carbonatos, carbamatos, ésteres carbamimídicos, boratos, sulfatos, fosfatos, fosfatidilcolinas, ácidos de éter, álcoois ésteres, ácidos ésteres, éter diácidos, éter aminas, éter amônios, éter amidas, éter sulfonatos, éter betaínas, éter sulfobetaínas, éter fosfonatos, fosfolanos, óxidos de fosfolano e similares e combinações dos mesmos. Para estruturas de muitos desses grupos de proteção, vide o Esquema 5, abaixo. O Esquema 6 ilustra a acetilação, fosfação, sulfatação e alquilaminação como possíveis abordagens de proteção.[0048] In some aspects, the copolymer dispersants may include a protecting group. The protecting group may be used to cover some or all of the available hydroxyl groups of the alkoxylates. Suitable protecting groups for hydroxy functional polymers are well known. Examples include ethers, esters, carbonates, carbamates, carbamimidic esters, borates, sulfates, phosphates, phosphatidylcholines, ether acids, ester alcohols, ester acids, ether diacids, ether amines, ether ammoniums, ether amides, ether sulfonates, ether betaines, ether sulfobetaines, ether phosphonates, phospholanes, phospholane oxides, and the like, and combinations thereof. For structures of many of these protecting groups, see Scheme 5, below. Scheme 6 illustrates acetylation, phosphation, sulfation, and alkylamination as possible protection approaches.

[0049] O anidrido succínico, por exemplo, pode ser usado para proteger alguns ou todos os grupos terminais hidroxila disponíveis de um dispersante. A desprotonação dos grupos de ácidos carboxílicos resultantes pode alterar significativamente a hidrofilicidade do dispersante. A reação da trietanolamina com PGE, seguida de etoxilação e proteção com anidrido succínico suficiente para reagir com um terço dos grupos hidroxila, resulta neste dispersante: [0049] Succinic anhydride, for example, can be used to protect some or all of the available terminal hydroxyl groups of a dispersant. Deprotonation of the resulting carboxylic acid groups can significantly alter the hydrophilicity of the dispersant. Reaction of triethanolamine with PGE, followed by ethoxylation and protection with sufficient succinic anhydride to react with one-third of the hydroxyl groups, results in this dispersant:

Reação adicional a enxofre ou nitrogênio; caudas ramificadas:Additional reaction to sulfur or nitrogen; branched tails:

[0050] Conforme observado acima, os átomos de nitrogênio a partir do iniciador nucleofílico podem ser alquilados ou oxidados para resultar composições quaternizadas ou óxidos de amina, respectivamente. Semelhantemente, os átomos de enxofre a partir do iniciador nucleofílico podem ser oxidados para a funcionalidade sulfóxida, funcionalidade sulfona ou ambos. O Esquema 7 fornece algumas ilustrações.[0050] As noted above, the nitrogen atoms from the nucleophilic initiator can be alkylated or oxidized to yield quaternized compositions or amine oxides, respectively. Similarly, the sulfur atoms from the nucleophilic initiator can be oxidized to sulfoxide functionality, sulfone functionality, or both. Scheme 7 provides some illustrations.

[0051] Em alguns aspectos, pode ser desejável introduzir ramificações adicionais no hidrófobo antes da alcoxilação. Isto pode ser alcançado reagindo o hidrófobo preparado com éter 1-etoxietil glicidílico seguido de hidrólise mediada por ácido da funcionalidade hemiacetal residual para efetivamente dobrar o número de grupos hidroxila livres disponíveis para alcoxilação. Por exemplo, a reação de trimetilolpropano com cerca de cinco equivalentes de PGE para resultar o hidrófobo, seguida pela reação com um equivalente de éter 1-etoxietil glicidílico, hidrólise mediada por ácido para liberar as funcionalidades hidroxila adicionais a partir dos hemiacetais e, então, a etoxilação provê um dispersante possuindo a estrutura mostrada imediatamente abaixo. [0051] In some aspects, it may be desirable to introduce additional branches into the hydrophobe prior to alkoxylation. This may be achieved by reacting the prepared hydrophobe with 1-ethoxyethyl glycidyl ether followed by acid-mediated hydrolysis of the residual hemiacetal functionality to effectively double the number of free hydroxyl groups available for alkoxylation. For example, reaction of trimethylolpropane with about five equivalents of PGE to afford the hydrophobe, followed by reaction with one equivalent of 1-ethoxyethyl glycidyl ether, acid-mediated hydrolysis to liberate the additional hydroxyl functionalities from the hemiacetals, and then ethoxylation provides a dispersant having the structure shown immediately below.

[0052] O Esquema 8 ilustra as sínteses dos hidrófobos anexados às caudas ramificadas de EO usando tanto uma estratégia sintética para a frente quanto para a frente e para trás. [0052] Scheme 8 illustrates the syntheses of hydrophobes attached to the branched EO tails using both a forward and a forward-backward synthetic strategy.

Sulfonação/sulfatação de anéis aromáticosSulfonation/sulfation of aromatic rings

[0053] Em alguns aspectos, pode ser desejável usar agentes de sulfonação convencionais, por exemplo, trióxido de enxofre, para sulfonar uma porção dos anéis aromáticos presentes no dispersante. Desta forma, anéis aromáticos de unidades recorrentes de éter fenil glicidílico, éter 2- metilfenil glicidílico, óxido de estireno ou outros anéis aromáticos podem ser sulfonados para introduzir grupos sulfonato no dispersante. Em um exemplo, trietanolamina-PGE(18)-EO(105) é reagida com trióxido de enxofre sob condições efetivas para sulfonar pelo menos uma porção dos anéis aromáticos. Sob condições típicas de sulfonação, os grupos hidroxila livres também serão sulfatados e, em alguns casos, um sulfato/sulfonato misto será o produto final desejado. Nesse caso, o produto de reação é simplesmente neutralizado com uma base adequada. Se for desejado somente um sulfonato, quaisquer sulfatos gerados podem ser hidrolisados, por exemplo, com tratamento com ácido diluído, para regenerar grupos hidroxila livres.[0053] In some aspects, it may be desirable to use conventional sulfonating agents, e.g., sulfur trioxide, to sulfonate a portion of the aromatic rings present in the dispersant. In this manner, aromatic rings of recurring units of phenyl glycidyl ether, 2-methylphenyl glycidyl ether, styrene oxide, or other aromatic rings may be sulfonated to introduce sulfonate groups into the dispersant. In one example, triethanolamine-PGE(18)-EO(105) is reacted with sulfur trioxide under conditions effective to sulfonate at least a portion of the aromatic rings. Under typical sulfonation conditions, the free hydroxyl groups will also be sulfated, and in some cases, a mixed sulfate/sulfonate will be the desired end product. In this case, the reaction product is simply neutralized with a suitable base. If only a sulfonate is desired, any sulfates generated can be hydrolyzed, for example by dilute acid treatment, to regenerate free hydroxyl groups.

Pigmentos:Pigments:

[0054] Os pigmentos adequados para uso na dispersão de pigmentos são bem conhecidos e prontamente disponíveis. Muitos dos pigmentos são compostos orgânicos, embora pigmentos inorgânicos também sejam comuns. Exemplos aparecem na Patente dos Estados Unidos. N° 4.548.724, cujos ensinamentos são incorporados neste documento por referência. Os pigmentos orgânicos adequados incluem, por exemplo, monoazos, diazos, antraquinonas, antrapirimidinas, quinacridonas, quinoftalonas, dioxazinas, flavantronas, indantronas, isoindolinas, isoindolinonas, complexos metálicos, perinonas, perilenos, ftalocianinas, pirantronas, tioindigos, trifenilmetanos, anilinas, benzimidazolonas, diarilídeos, diquetopirrolopirrolas, naftóis e aldazinas. Os pigmentos inorgânicos adequados incluem, por exemplo, pigmentos brancos, pigmentos pretos, pigmentos cromáticos e pigmentos de brilho.[0054] Pigments suitable for use in pigment dispersion are well known and readily available. Many of the pigments are organic compounds, although inorganic pigments are also common. Examples appear in U.S. Pat. No. 4,548,724, the teachings of which are incorporated herein by reference. Suitable organic pigments include, for example, monoazoles, diazos, anthraquinones, anthrapyrimidines, quinacridones, quinophthalones, dioxazines, flavanthrones, indanthrones, isoindolines, isoindolinones, metal complexes, perinones, perylenes, phthalocyanines, pyranthrones, thioindigos, triphenylmethanes, anilines, benzimidazolones, diarylides, diketopyrrolopyrroles, naphthols, and aldazines. Suitable inorganic pigments include, for example, white pigments, black pigments, chromatic pigments and luster pigments.

Dispersões de pigmentos:Pigment dispersions:

[0055] Os copolímeros são úteis na preparação de dispersões de pigmentos, especialmente dispersões de pigmentos à base de água. Muitos dos copolímeros da invenção são relativamente solúveis em água e proveem soluções ou emulsões dispersantes estáveis. O pH da solução ou emulsão dispersante é normalmente ajustado com ácido (por exemplo, cloreto de hidrogênio) ou base (por exemplo, hidróxido de sódio) para estar na faixa de 3 a 12 ou, em alguns aspectos, na faixa de 7 a 11 ou de 8 a 10 ou de 8,5 a 9,5. Os pigmentos são combinados com um carreador (preferencialmente água), o copolímero e qualquer agente de ajuste de pH, biocida, antiespumante, modificador de reologia, estabilizador ou outros componentes desejados para resultar uma mistura com a proporção desejada de copolímero para pigmento. Tipicamente, o teor de sólidos da dispersão de pigmento estará na faixa de 5 a 95% em peso, de 15 a 90% em peso ou de 25 a 85% em peso. As misturas são preferencialmente moídas, por exemplo, em um misturador de tinta com esferas de metal, cerâmica ou vidro, para produzir dispersões de pigmentos que podem ser avaliadas quanto às propriedades físicas relevantes.[0055] The copolymers are useful in the preparation of pigment dispersions, especially water-based pigment dispersions. Many of the copolymers of the invention are relatively water-soluble and provide stable dispersant solutions or emulsions. The pH of the dispersant solution or emulsion is typically adjusted with acid (e.g., hydrogen chloride) or base (e.g., sodium hydroxide) to be in the range of 3 to 12 or, in some aspects, in the range of 7 to 11 or 8 to 10 or 8.5 to 9.5. The pigments are combined with a carrier (preferably water), the copolymer, and any desired pH-adjusting agent, biocide, defoamer, rheology modifier, stabilizer, or other components to result in a mixture having the desired ratio of copolymer to pigment. Typically, the solids content of the pigment dispersion will be in the range of 5 to 95 wt.%, 15 to 90 wt.% or 25 to 85 wt.%. The mixtures are preferably ground, for example in a paint mixer with metal, ceramic or glass beads, to produce pigment dispersions that can be evaluated for the relevant physical properties.

[0056] Uma dispersão aquosa de pigmentos desejável possuirá baixa viscosidade e um tamanho de partícula intermediário. Por exemplo, a dispersão desejavelmente possui uma viscosidade inferior 5.000 cP a 25 °C e uma taxa de cisalhamento de 10 s-1, preferencialmente inferior a 3.000 cP a 25 °C e uma taxa de cisalhamento de 10 s-1, mais preferencialmente inferior a 1.000 cP a 25 °C e uma taxa de cisalhamento de 10 s-1. Essa taxa de cisalhamento corresponde à quantidade de cisalhamento tipicamente experimentada pela dispersão durante o escoamento. O tamanho de partícula da dispersão aquosa, medido pela difusão dinâmica de luz (ou outras técnicas adequadas) deve estar na faixa de 100 nm a 1000 nm, preferencialmente a partir de 100 nm a 500 nm ou a partir de 100 nm a 300 nm.[0056] A desirable aqueous pigment dispersion will have a low viscosity and an intermediate particle size. For example, the dispersion desirably has a viscosity of less than 5,000 cP at 25 °C and a shear rate of 10 s-1, preferably less than 3,000 cP at 25 °C and a shear rate of 10 s-1, more preferably less than 1,000 cP at 25 °C and a shear rate of 10 s-1. This shear rate corresponds to the amount of shear typically experienced by the dispersion during flow. The particle size of the aqueous dispersion, as measured by dynamic light scattering (or other suitable techniques) should be in the range of 100 nm to 1000 nm, preferably from 100 nm to 500 nm or from 100 nm to 300 nm.

[0057] As dispersões de pigmentos desejáveis fazem uso eficiente do dispersante, que normalmente é um componente relativamente caro da dispersão. Em outras palavras, quanto menos dispersante for necessário para uma determinada quantidade de pigmento, melhor. Os requisitos de nível de uso para os presentes copolímeros podem variar, mas tipicamente na faixa de 0,5 a 80% em peso, de 2 a 60% em peso ou de 3 a 50% em peso de dispersante de copolímero com base na quantidade total de dispersão de pigmento.[0057] Desirable pigment dispersions make efficient use of dispersant, which is typically a relatively expensive component of the dispersion. In other words, the less dispersant required for a given amount of pigment, the better. Usage level requirements for the present copolymers can vary, but typically in the range of 0.5 to 80 wt. %, 2 to 60 wt. %, or 3 to 50 wt. % copolymer dispersant based on the total amount of pigment dispersion.

[0058] Produtividade também é importante. A capacidade de produzir uma boa dispersão em pouco tempo se traduz em um custo total reduzido. Verificamos que os copolímeros da invenção podem resultar em dispersões não viscosas estáveis possuindo tamanhos de partículas desejáveis rapidamente com muitos pigmentos.[0058] Productivity is also important. The ability to produce a good dispersion in a short time translates into a reduced overall cost. We have found that the copolymers of the invention can result in stable, non-viscous dispersions having desirable particle sizes quickly with many pigments.

Nomes abreviadosAbbreviated names

[0059] É conveniente nomear os copolímeros indicando o iniciador usado seguido por PGE(x)AO(y) para indicar o número de moles do éter fenil glicidílico e óxido de alquileno usado para fazer o copolímero. Quando um grupo de proteção é usado, uma designação pode ser adicionada após a porção de óxido de alquileno. Desta forma, um produto de reação da morfolina com 5 moles de éter fenil glicidílico e, então, 20 moles de óxido de etileno é convenientemente abreviado como: "morfolina-PGE(5)-EO(20)." Quando o iniciador nucleofílico possui mais de um hidrogênio ativo, o número médio de unidades de PGE ou EO por braço pode ser aproximado ao dividir o número total de moles de PGE ou EO indicado pela funcionalidade do iniciador. Desta forma, “pentaeritritol-PGE(20)-EO(120)”, um iniciador com funcionalidade = 4, nominalmente possui uma média de 5 unidades de PGE e 30 unidades de OE por braço, embora, conforme o versado compreenderá, esses valores são aproximações. As convenções são usadas nos exemplos abaixo.[0059] It is convenient to name copolymers by indicating the initiator used followed by PGE(x)AO(y) to indicate the number of moles of phenyl glycidyl ether and alkylene oxide used to make the copolymer. When a protecting group is used, a designation may be added after the alkylene oxide portion. Thus, a reaction product of morpholine with 5 moles of phenyl glycidyl ether and then 20 moles of ethylene oxide is conveniently abbreviated as: "morpholine-PGE(5)-EO(20)." When the nucleophilic initiator has more than one active hydrogen, the average number of PGE or EO units per arm can be approximated by dividing the total number of moles of PGE or EO indicated by the functionality of the initiator. Thus, “pentaerythritol-PGE(20)-EO(120)”, a primer with functionality = 4, nominally has an average of 5 units of PGE and 30 units of EO per arm, although, as the skilled artisan will understand, these values are approximations. The conventions are used in the examples below.

[0060] Certos copolímeros da invenção podem prover vantagens quando combinados com pigmentos particulares. Verificamos, por exemplo, que o pigmento amarelo de monoazo provê uma excelente dispersão aquosa quando usado em pH de 8 a 10 em combinação com os dispersantes ou mescla de dispersantes listados nas Tabelas 4, 4A, 4B e 5. Semelhantemente, o pigmento violeta de quinacridona provê uma excelente dispersão aquosa quando usado em pH de 8 a 10 em combinação com os dispersantes ou mesclas de dispersantes listados nas Tabelas 6 e 6A. O azul de ftalocianina provê uma excelente dispersão aquosa quando usado em pH de 8 a 10 quando usado em combinação com os dispersantes ou mesclas de dispersantes listados nas Tabelas 7, 8, 9 e 10.[0060] Certain copolymers of the invention may provide advantages when combined with particular pigments. We have found, for example, that the pigment monoazo yellow provides excellent aqueous dispersion when used at pH 8 to 10 in combination with the dispersants or dispersant blends listed in Tables 4, 4A, 4B and 5. Similarly, the pigment quinacridone violet provides excellent aqueous dispersion when used at pH 8 to 10 in combination with the dispersants or dispersant blends listed in Tables 6 and 6A. Phthalocyanine blue provides excellent aqueous dispersion when used at pH 8 to 10 when used in combination with the dispersants or dispersant blends listed in Tables 7, 8, 9 and 10.

Estabilização da emulsão de látexStabilization of latex emulsion

[0061] Em um aspecto, a invenção inclui um método que compreende estabilizar propriedades de fluxo de um polímero de látex de emulsão. O método protege contra alterações induzidas pela temperatura nas propriedades que ocorrem na faixa de -20 °C a 50 °C. O método compreende a combinação do polímero de látex de emulsão com uma quantidade eficaz de uma composição dispersante produzida pela combinação dos copolímeros, descritos neste documento, com água.[0061] In one aspect, the invention includes a method comprising stabilizing flow properties of an emulsion latex polymer. The method protects against temperature-induced changes in properties occurring in the range of -20°C to 50°C. The method comprises combining the emulsion latex polymer with an effective amount of a dispersant composition produced by combining the copolymers described herein with water.

Composições alquídicasAlkyd compositions

[0062] Em outro aspecto, a invenção se refere a um método para melhorar o caráter hidrofóbico de um revestimento alquídico. Este método compreende combinar uma resina alquídica com uma quantidade eficaz de uma composição dispersante compreendendo os copolímeros descritos neste documento e um carreador não aquoso, tal como um solvente orgânico. Em um aspecto preferencial, a resina alquídica compreende um produto de reação de glicerol, óleo de soja e ácido isoftálico.[0062] In another aspect, the invention relates to a method for improving the hydrophobic character of an alkyd coating. This method comprises combining an alkyd resin with an effective amount of a dispersant composition comprising the copolymers described herein and a non-aqueous carrier, such as an organic solvent. In a preferred aspect, the alkyd resin comprises a reaction product of glycerol, soybean oil and isophthalic acid.

Aplicações agrícolasAgricultural applications

[0063] Os copolímeros da invenção são úteis em formulações agrícolas como emulsificadores, como dispersantes para concentrados de suspensão, como dispersantes para peliculização, como agentes umectantes, como espalhadores, como adjuvantes para promover a absorção de ativos nas superfícies foliares e como componentes dispersantes de grânulos dispersíveis em água. Verificamos, por exemplo, que os copolímeros desempenham também como ou melhor do que os controles como dispersantes para pós molháveis a partir de atrazina, clorotalonil ou imidaclopride (vide abaixo a Tabela 15). Bons concentrados de suspensão compreendendo os copolímeros da invenção também podem ser feitos (vide abaixo, por exemplo, a Tabela 16). Os carreadores adequados para aplicações agrícolas, particularmente emulsões ou concentrados de suspensão, incluem solventes orgânicos, água e combinações de água e solventes orgânicos miscíveis com água.[0063] The copolymers of the invention are useful in agricultural formulations as emulsifiers, as dispersants for suspension concentrates, as dispersants for film coatings, as wetting agents, as spreaders, as adjuvants to promote absorption of actives onto leaf surfaces, and as dispersant components of water-dispersible granules. We have found, for example, that the copolymers perform as well as or better than controls as dispersants for wettable powders from atrazine, chlorothalonil, or imidacloprid (see Table 15 below). Good suspension concentrates comprising the copolymers of the invention can also be made (see, for example, Table 16 below). Suitable carriers for agricultural applications, particularly emulsions or suspension concentrates, include organic solvents, water, and combinations of water and water-miscible organic solvents.

Outras aplicaçõesOther applications

[0064] Os polímeros podem ser usados para dispersar sólidos (por exemplo, pigmentos orgânicos e/ou inorgânicos, cargas ou látex) em revestimentos, conforme discutido acima e com mais detalhes abaixo, relacionados a pigmentos orgânicos e inorgânicos, especialmente pigmentos orgânicos. Contudo, os polímeros também podem ser utilizados em aplicações agrícolas (conforme discutido acima) e como dispersantes para outros materiais de partículas, tais como cimento, minerais, asfalteno ou partículas de solos. Os polímeros também podem ter utilidade como modificadores de reologia, espumantes, antiespumantes ou componentes auxiliares de detergentes para vestuário ou produtos para cuidados pessoais, incluindo produtos de limpeza e cosméticos. Os polímeros também podem ser úteis como aditivos de revestimento, onde podem melhorar a qualidade do filme como compatibilizadores, promotores de aderência ou agentes de nivelamento.[0064] Polymers can be used to disperse solids (e.g., organic and/or inorganic pigments, fillers, or latexes) in coatings, as discussed above and in more detail below, relating to organic and inorganic pigments, especially organic pigments. However, polymers can also be used in agricultural applications (as discussed above) and as dispersants for other particulate materials, such as cement, minerals, asphaltene, or soil particles. Polymers may also find utility as rheology modifiers, foamers, defoamers, or auxiliary components of laundry detergents or personal care products, including cleaning products and cosmetics. Polymers may also be useful as coating additives, where they can improve film quality as compatibilizers, adhesion promoters, or leveling agents.

[0065] Os exemplos a seguir ilustram a invenção; o versado na técnica reconhecerá muitas variações que estão dentro do espírito da invenção e do escopo das reivindicações. [0065] The following examples illustrate the invention; one skilled in the art will recognize many variations that are within the spirit of the invention and the scope of the claims.

Síntese de Dispersantes PoliméricosSynthesis of Polymeric Dispersants

[0066] Os procedimentos abaixo podem ser usados para produzir a ampla variedade de copolímeros da invenção listados nas Tabelas 1 e 1A. Os dispersantes adicionais podem ser feitos de maneira similar adicionando óxido de etileno, óxido de propileno ou combinações dos mesmos e, opcionalmente, um grupo de proteção aos hidrofóbos listados na Tabela 1B.[0066] The procedures below can be used to produce the wide variety of copolymers of the invention listed in Tables 1 and 1A. Additional dispersants can be made in a similar manner by adding ethylene oxide, propylene oxide, or combinations thereof, and optionally a protecting group to the hydrophobes listed in Table 1B.

1. Síntese de Hidrófobos (procedimento geral):1. Synthesis of Hydrophobes (general procedure):

[0067] Um balão de fundo redondo de 4 tubulações é equipado com uma manta de aquecimento, um controlador de temperatura, um agitador de hélice, um par termoelétrico, uma entrada de nitrogênio com um tubo de aspersão e um adaptador de destilação. Ao adaptador está anexado um funil de adição, um condensador resfriado a água, um borbulhador de saída de gás e um balão Erlenmeyer. Sob um fluxo de nitrogênio, o balão é carregado com um iniciador nucleofílico e éter metil terc-butílico (MTBE). A massa de MTBE usada é de cerca de 2-3 vezes daquela do iniciador nucleofílico. O metóxido de potássio sólido é adicionado e a mistura é aquecida a 55-65 °C. Inicia-se a destilação rápida de MTBE e a primeira das cinco adições de éter fenil glicidílico (PGE) começa a partir do funil de adição. Para cada adição, um equivalente de PGE é adicionado para cada mole de álcool, amina dissubstituída ou iniciador de tiol e dois equivalentes de PGE são adicionados para cada mole de iniciador de amina monossubstituída. Quando a primeira adição é concluída e a maior parte do MTBE é destilada, a temperatura da reação aumenta lentamente até que uma exotermia inicial seja observada. Dependendo da identidade do iniciador nucleofílico, a exotérmica começa em qualquer lugar na faixa de 70 °C a 140 °C. Durante a primeira e subsequente exotérmica, a temperatura da reação é controlada ajustando a taxa de agitação ou o ponto de definição da temperatura ou removendo a manta de aquecimento. Quando a primeira exotérmica desaparece, uma segunda adição de PGE se inicia. A partir deste ponto, a temperatura da reação é mantida na faixa de 100 °C a 120 °C. As três adições restantes de PGE procedem como antes. Após que todo o PGE for adicionado, a temperatura da reação é mantida em 105 °C e o progresso da reação é aferido monitorando o consumo de PGE por 1H NMR. Quando a reação é concluída, o produto é usado na próxima etapa sem manipulação adicional. Em geral, o material isolado contém de 0,35 a 0,55% em peso de potássio. O produto é uma mistura de compostos com uma média de cinco unidades de PGE por local nucleofílico no iniciador.[0067] A 4-necked round bottom flask is equipped with a heating mantle, a temperature controller, a propeller stirrer, a thermocouple, a nitrogen inlet with a sparge tube, and a distillation adapter. An addition funnel, a water-cooled condenser, a gas outlet bubbler, and an Erlenmeyer flask are attached to the adapter. Under a nitrogen flow, the flask is charged with a nucleophilic initiator and methyl tert-butyl ether (MTBE). The mass of MTBE used is about 2-3 times that of the nucleophilic initiator. Solid potassium methoxide is added, and the mixture is heated to 55-65 °C. Rapid distillation of MTBE is started, and the first of five additions of phenyl glycidyl ether (PGE) begins from the addition funnel. For each addition, one equivalent of PGE is added for each mole of alcohol, disubstituted amine, or thiol initiator, and two equivalents of PGE are added for each mole of monosubstituted amine initiator. When the first addition is complete and most of the MTBE has distilled off, the reaction temperature slowly increases until an initial exotherm is observed. Depending on the identity of the nucleophilic initiator, the exotherm begins anywhere in the range of 70 °C to 140 °C. During the first and subsequent exotherms, the reaction temperature is controlled by adjusting the stirring rate or the temperature set point or by removing the heating mantle. When the first exotherm subsides, a second addition of PGE begins. From this point on, the reaction temperature is maintained in the range of 100 °C to 120 °C. The remaining three additions of PGE proceed as before. After all of the PGE has been added, the reaction temperature is maintained at 105 °C, and the progress of the reaction is measured by monitoring the PGE consumption by 1H NMR. When the reaction is complete, the product is used in the next step without further manipulation. The isolated material typically contains 0.35 to 0.55 wt% potassium. The product is a mixture of compounds with an average of five PGE units per nucleophilic site on the initiator.

2. Alcoxilação por hidrófobos (procedimento geral):2. Alkoxylation by hydrophobes (general procedure):

[0068] Um reator Parr de 600 mL, equipado com um agitador mecânico, um aspersor de nitrogênio, um par termoelétrico e uma porta de amostra é carregada com o hidrófobo contendo potássio preparado conforme descrito acima. O reator é selado e os conteúdos são aquecidos lentamente a 120 °C. Quando a temperatura alvo é atingida, um ou mais óxidos de alquileno são adicionados para iniciar a alcoxilação. Para caudas de monobloco compostas por um único monômero de óxido de alquileno ou uma mistura aleatória de dois ou mais monômeros de óxido de alquileno, o(s) monômero(s) de óxido de alquileno é(são) adicionado(s) em lotes até que o número alvo de moles de monômero tenha reagido. Para caudas compostas por mais de um bloco de óxido de alquileno, o procedimento acima é repetido para cada segmento adicional. Quando a alcoxilação é considerada completa, o produto é removido a partir do reator a 80-90 °C. Exemplos Sintéticos Adicionais 1. Éter-1-dodecanotiol(2)-PGE(10) diqlicidilico de resorcinol [0068] A 600 mL Parr reactor, equipped with a mechanical stirrer, a nitrogen sparger, a thermocouple, and a sample port, is charged with the potassium-containing hydrophobe prepared as described above. The reactor is sealed and the contents are slowly heated to 120 °C. When the target temperature is reached, one or more alkylene oxides are added to initiate alkoxylation. For monoblock tails composed of a single alkylene oxide monomer or a random mixture of two or more alkylene oxide monomers, the alkylene oxide monomer(s) is added batchwise until the target number of moles of monomer has reacted. For tails composed of more than one alkylene oxide block, the above procedure is repeated for each additional segment. When the alkoxylation is considered complete, the product is removed from the reactor at 80-90 °C. Additional Synthetic Examples 1. Resorcinol dialkyl ether-1-dodecanethiol(2)-PGE(10)

[0069] Um balão de fundo redondo equipado com manta de aquecimento, controlador de temperatura, agitador de hélice, par termoelétrico e entrada de nitrogênio é carregado com 1-dodecanotiol (72,9 g, 360 mmol) e metóxido de potássio sólido (3,10 g, 44,2 mmol). A mistura resultante é aquecida a 105 °C, ao que começa a adição em porções de éter diglicidílico de resorcinol (40,0 g, 180 mmol) aquecido (54 °C). O reagente é introduzido removendo intermitentemente a saída de gás e adicionando o líquido aquecido por pipeta. Durante a adição, a temperatura de reação é mantida a ou abaixo de 133 °C, controlando a taxa de adição de reagente e a taxa de agitação. Após 10 minutos, a adição é concluída e a mistura de reação é agitada e resfriada a 100 °C. O consumo completo de éter diglicidílico de resorcinol é observado por 1H NMR após agitar por 1h a 100 °C.[0069] A round bottom flask equipped with a heating mantle, temperature controller, propeller stirrer, thermocouple, and nitrogen inlet is charged with 1-dodecanethiol (72.9 g, 360 mmol) and solid potassium methoxide (3.10 g, 44.2 mmol). The resulting mixture is heated to 105 °C, whereupon the portionwise addition of warm (54 °C) resorcinol diglycidyl ether (40.0 g, 180 mmol) is begun. The reagent is introduced by intermittently removing the gas outlet and adding the warm liquid by pipette. During the addition, the reaction temperature is maintained at or below 133 °C by controlling the rate of reagent addition and the rate of stirring. After 10 minutes, the addition is complete, and the reaction mixture is stirred and cooled to 100 °C. Complete consumption of resorcinol diglycidyl ether is observed by 1H NMR after stirring for 1 h at 100 °C.

[0070] Um funil de adição carregado com éter fenil glicidílico (270,4 g, 1801 mmol) é introduzido e o éter glicidílico é adicionado ao longo de 34 minutos enquanto mantém a temperatura de reação em ou abaixo de 123 °C, controlando a taxa de adição de reagente e a taxa de agitação. Após a adição ser concluída, a mistura de reação é agitada a 110 °C. O progresso da reação é monitorado medindo o consumo do éter glicidílico por espectroscopia de 1H NMR. Após agitar por 4h a 110 °C, a análise confirma que a reação foi concluída. A mistura de reação quente é escoada em um frasco e deixada para resfriar até a temperatura ambiente. O produto, éter diglicidílico de resorcinol-1-dodecanotiol(2)-PGE(10) (374,6 g, 98%) contém 0,45% em peso de potássio. [0070] An addition funnel charged with phenyl glycidyl ether (270.4 g, 1801 mmol) is introduced and the glycidyl ether is added over 34 min while maintaining the reaction temperature at or below 123 °C by controlling the rate of reagent addition and the rate of stirring. After the addition is complete, the reaction mixture is stirred at 110 °C. The progress of the reaction is monitored by measuring the consumption of the glycidyl ether by 1H NMR spectroscopy. After stirring for 4 h at 110 °C, analysis confirms that the reaction is complete. The hot reaction mixture is poured into a flask and allowed to cool to room temperature. The product, resorcinol-1-dodecanethiol(2)-PGE(10) diglycidyl ether (374.6 g, 98%) contains 0.45 wt % potassium.

[0071] Um balão de fundo redondo é equipado com uma manta de aquecimento, um controlador de temperatura, um agitador de hélice, um par termoelétrico, uma entrada de nitrogênio/tubo de aspersão e um adaptador de destilação. Ao adaptador está anexado um funil de adição, um condensador resfriado a água e um balão Erlenmeyer. O balão é carregado sob nitrogênio com trimetilolpropano (154,6 g, 1,15 mol) e metóxido de potássio sólido (26,4 g, 0,377 mol). A mistura sólida resultante é aquecida a 110 °C com agitação. Após 15 minutos a 110 °C, uma solução amarela pálida é obtida. O éter fenil glicidílico (2597 g, 17,29 mol) é então adicionado através do funil de adição ao longo de 90 minutos. Durante a adição, a temperatura de reação é contida em ou abaixo de 140 °C, controlando a taxa de adição de reagente e a taxa de agitação. Após a adição for concluída, a mistura de reação é agitada a 110 °C. Após 4h, a 1H NMR mostra um consumo completo do éter fenil glicidílico. A agitação é descontinuada, a mistura de reação resfria à temperatura ambiente e o produto é armazenado no balão de reação sob nitrogênio durante a noite.[0071] A round bottom flask is equipped with a heating mantle, a temperature controller, a propeller stirrer, a thermocouple, a nitrogen inlet/sparge tube, and a distillation adapter. Attached to the adapter is an addition funnel, a water-cooled condenser, and an Erlenmeyer flask. The flask is charged under nitrogen with trimethylolpropane (154.6 g, 1.15 mol) and solid potassium methoxide (26.4 g, 0.377 mol). The resulting solid mixture is heated to 110 °C with stirring. After 15 minutes at 110 °C, a pale yellow solution is obtained. Phenyl glycidyl ether (2597 g, 17.29 mol) is then added via the addition funnel over 90 minutes. During the addition, the reaction temperature is kept at or below 140 °C by controlling the rate of reagent addition and the rate of stirring. After the addition is complete, the reaction mixture is stirred at 110 °C. After 4 h, 1H NMR shows complete consumption of the phenyl glycidyl ether. Stirring is discontinued, the reaction mixture is allowed to cool to room temperature, and the product is stored in the reaction flask under nitrogen overnight.

[0072] A mistura de reação sólida é aquecida lentamente até 100 °C. Uma vez que a mistura inicia o derretimento, o agitador de hélice é ativado. Quando a mistura estiver liquefeita, éter 1-etoxietil glicidílico (505,8 g, 3,46 mol) é adicionado por funil de adição ao longo de 0,5 h. Quando a adição for concluída, a mistura de reação é agitada a 110 °C. Após 16 h, a 1H NMR mostra um consumo completo do éter 1-etoxietil glicidílico.[0072] The solid reaction mixture is slowly heated to 100 °C. Once the mixture begins to melt, the propeller stirrer is activated. Once the mixture has liquefied, 1-ethoxyethyl glycidyl ether (505.8 g, 3.46 mol) is added via addition funnel over 0.5 h. When the addition is complete, the reaction mixture is stirred at 110 °C. After 16 h, 1H NMR shows complete consumption of the 1-ethoxyethyl glycidyl ether.

[0073] A mistura de reação quente é transferida quantitativamente para um balão de fundo redondo grande usando duas lavagens de tetrahidrofurano (300 g) para completar a transferência. Etanol (2,2 kg) e mais 5 tetrahidrofurano (400 g) são adicionados. Um agitador de hélice e par termoelétrico são anexados ao balão e a mistura é agitada a 47 °C. O ácido clorídrico aquoso (37%, 170 g, 1,72 mol) é adicionado e a mistura resultante agitada e resfria lentamente ao longo de 4,5 h à temperatura ambiente. Durante o resfriamento, a mistura periodicamente se torna viscosa demais para ser agitada com eficiência e tetrahidrofurano (3 x 300 g) é adicionado. A análise por 1H NMR mostra o consumo completo da funcionalidade acetal. O carbonato de potássio sólido (480 g, 3,47 mol) é adicionado e a mistura de reação é agitada à temperatura ambiente. Após 18 h, a agitação é interrompida e os sólidos são deixados para assentar. Os sólidos são removidos por filtração e lavados com tetrahidrofurano. Os filtrados são combinados e os voláteis são removidos por destilação a 100-115 °C, seguido por secagem a vácuo (120 °C, 44 mm Hg). O trimetilolpropano-15 PGE(15)-GE (3) (2,73 kg, 91,0%) é obtido. 3. Trietanolamina-1,2-epoxihexadecano(3)-PGE(15) [0073] The hot reaction mixture is quantitatively transferred to a large round bottom flask using two washes of tetrahydrofuran (300 g) to complete the transfer. Ethanol (2.2 kg) and 5 more tetrahydrofuran (400 g) are added. A propeller stirrer and thermocouple are attached to the flask and the mixture is stirred at 47 °C. Aqueous hydrochloric acid (37%, 170 g, 1.72 mol) is added and the resulting mixture is stirred and allowed to cool slowly over 4.5 h to room temperature. During cooling, the mixture periodically becomes too viscous to be stirred efficiently and tetrahydrofuran (3 x 300 g) is added. 1H NMR analysis shows complete consumption of the acetal functionality. Solid potassium carbonate (480 g, 3.47 mol) is added and the reaction mixture is stirred at room temperature. After 18 h, stirring is stopped and the solids are allowed to settle. The solids are removed by filtration and washed with tetrahydrofuran. The filtrates are combined and the volatiles are removed by distillation at 100–115 °C, followed by vacuum drying (120 °C, 44 mm Hg). Trimethylolpropane-15-PGE(15)-GE(3) (2.73 kg, 91.0%) is obtained. 3. Triethanolamine-1,2-epoxyhexadecane(3)-PGE(15)

[0074] Um balão de fundo redondo é equipado com uma manta de aquecimento, um controlador de temperatura, um agitador de hélice, um par termoelétrico, uma entrada de nitrogênio/tubo de aspersão e um adaptador de destilação com uma torneira de PTFE. Ao adaptador está anexado um funil de adição carregado com 1,2-epoxihexadecano (116 g, 483 mmol), um condensador e um balão Erlenmeyer. O balão é carregado sob nitrogênio com trietanolamina (24,0 g, 161 mmol), metóxido de potássio sólido (4,06 g, 0,36 mmol) e MTBE (225 g). A mistura de reação é aquecida a 55 °C, e éter metil t-butílico destilado é coletado. Quando cerca de metade do solvente tiver sido coletado, 1,2-epoxihexadecano é adicionado ao longo de 8 minutos. Após a adição do epóxido ser concluída, o solvente não é mais coletado. A mistura de reação é aquecida a 120 °C ao longo de 20 minutos. Após agitar por 0,5 h, a temperatura de reação é aumentada para 135 °C. Após outras 0,5 h, a 1H NMR mostra um consumo completo de 1,2- epoxihexadecano. A mistura resfria a 110 °C.[0074] A round bottom flask is equipped with a heating mantle, a temperature controller, a propeller stirrer, a thermocouple, a nitrogen inlet/sparge tube, and a distillation adapter with a PTFE stopcock. Attached to the adapter is an addition funnel charged with 1,2-epoxyhexadecane (116 g, 483 mmol), a condenser, and an Erlenmeyer flask. The flask is charged under nitrogen with triethanolamine (24.0 g, 161 mmol), solid potassium methoxide (4.06 g, 0.36 mmol), and MTBE (225 g). The reaction mixture is heated to 55 °C, and distilled methyl t-butyl ether is collected. When about half of the solvent has been collected, 1,2-epoxyhexadecane is added over 8 minutes. After the epoxide addition is complete, no more solvent is collected. The reaction mixture is heated to 120 °C over 20 min. After stirring for 0.5 h, the reaction temperature is increased to 135 °C. After another 0.5 h, 1H NMR shows complete consumption of 1,2-epoxyhexadecane. The mixture cools to 110 °C.

[0075] Um funil de adição carregado com éter fenil glicidílico (362 g, 2,41 mol) substitui o aparelho de destilação. O éter glicidílico é adicionado à mistura de reação ao longo de 0,5 h. Durante a adição, a temperatura de reação é contida a ou abaixo de 130 °C. Após a adição ser concluída, a mistura de reação é agitada a 110 °C por 4 h. A análise por 1H NMR mostra o consumo completo de éter fenil glicidílico. A mistura de reação quente é escoada em um frasco e deixada para resfriar. O produto, trietanolamina-1,2- epoxihexadecano(3)-PGE(15) (497 g, 98,8%) contém 0,45% em peso de potássio.[0075] An addition funnel charged with phenyl glycidyl ether (362 g, 2.41 mol) replaces the distillation apparatus. The glycidyl ether is added to the reaction mixture over 0.5 h. During the addition, the reaction temperature is contained at or below 130 °C. After the addition is complete, the reaction mixture is stirred at 110 °C for 4 h. 1H NMR analysis shows complete consumption of phenyl glycidyl ether. The hot reaction mixture is poured into a flask and allowed to cool. The product, triethanolamine-1,2-epoxyhexadecane(3)-PGE(15) (497 g, 98.8%) contains 0.45 wt % potassium.

4. 3 [mPEG2000-PGE(6)]1-1,3,5-benzenotricarbonila4. 3[mPEG2000-PGE(6)]1-1,3,5-benzenetricarbonyl

[0076] Um balão de fundo redondo equipado com uma manta de aquecimento, controlador de temperatura, agitador de hélice, par termoelétrico e a entrada de nitrogênio/tube de aspersão é carregada sob nitrogênio com mPEG 2000 (peso equivalente = 2070 g/mol, 67,6 g, 32,6 mmol) e metóxido de potássio sólido (2,29 g, 32,7 mmol). A mistura é aquecida a 110 °C com agitação, ao que éter fenil glicidílico (29,5 g, 196 mmol) é adicionado ao longo de 8 minutos. O reagente é introduzido removendo intermitentemente a saída de gás e adicionando o líquido aquecido por pipeta. Durante a adição, a temperatura de reação é mantida a ou abaixo de 120 °C, controlando ambas a taxa de adição de reagente e a taxa de agitação. Quando a adição for concluída, a temperatura da reação é contida a 120 ° C por 100 minutos. A análise por 1H NMR mostra o consumo completo de éter fenil glicidílico. A mistura resfria até 60 °C e é agitada a esta temperatura. [0076] A round bottom flask equipped with a heating mantle, temperature controller, propeller stirrer, thermocouple, and nitrogen inlet/sparge tube is charged under nitrogen with mPEG 2000 (equivalent weight = 2070 g/mol, 67.6 g, 32.6 mmol) and solid potassium methoxide (2.29 g, 32.7 mmol). The mixture is heated to 110 °C with stirring, whereupon phenyl glycidyl ether (29.5 g, 196 mmol) is added over 8 minutes. The reactant is introduced by intermittently removing the gas outlet and adding the heated liquid by pipette. During the addition, the reaction temperature is maintained at or below 120 °C by controlling both the rate of reactant addition and the rate of stirring. When the addition is complete, the reaction temperature is held at 120 °C for 100 minutes. 1H NMR analysis shows complete consumption of phenyl glycidyl ether. The mixture is cooled to 60 °C and stirred at this temperature.

[0077] O tricloreto de 1,3,5-benzenotricarbonila sólido (2,90 g, 10,9 mmol) é adicionado ao balão em porções ao longo de 5 minutos. Durante a adição, a temperatura de reação é contida a ou abaixo de 70 °C. A mistura é agitada a 70 °C por 1 h e então a 90 °C por 1,5 h, ponto no qual é considerada concluída pela análise por 1H NMR e infravermelho. A mistura de reação quente é decantada a partir do cloreto de potássio sólido para um frasco e resfria à temperatura ambiente. O produto é 3 [mPEG2000-PGE(6)]-1,3,5- benzenotricarbonila (94,2 g, 93,9%). 5. Trietanolamina-PGE(15)-EO(9Q)-SA(3) [0077] Solid 1,3,5-benzenetricarbonyl trichloride (2.90 g, 10.9 mmol) is added to the flask in portions over 5 min. During the addition, the reaction temperature is contained at or below 70 °C. The mixture is stirred at 70 °C for 1 h and then at 90 °C for 1.5 h, at which point it is considered complete by 1H NMR and infrared analysis. The hot reaction mixture is decanted from the solid potassium chloride into a flask and cooled to room temperature. The product is 3[mPEG2000-PGE(6)]-1,3,5-benzenetricarbonyl (94.2 g, 93.9%). 5. Triethanolamine-PGE(15)-EO(9Q)-SA(3)

[0078] Um frasco é carregado com uma barra de agitação e aquecido (75 °C) trietanolamina-3 [PGE(5)-EO(30)] (peso equivalente = 6363 g/mol, 10,0 g, 1,58 mmol). Após agitar a 75 ° C por 10 min, o anidrido succínico (471 mg, 4,71 mmol) é adicionado. O anidrido é inserido lentamente na solução. Após agitar por 3 h, a análise por 1H NMR mostra o consumo completo do anidrido succínico. A mistura de reação resfria à temperatura ambiente para resultar trietanolamina-PGE(15)-EO(90)-SA(3) (10,5 g, 100%).[0078] A flask is loaded with a stir bar and heated (75 °C) triethanolamine-3 [PGE(5)-EO(30)] (equivalent weight = 6363 g/mol, 10.0 g, 1.58 mmol) is added. After stirring at 75 °C for 10 min, succinic anhydride (471 mg, 4.71 mmol) is added. The anhydride is slowly introduced into the solution. After stirring for 3 h, 1H NMR analysis shows complete consumption of the succinic anhydride. The reaction mixture cools to room temperature to yield triethanolamine-PGE(15)-EO(90)-SA(3) (10.5 g, 100%).

6. Trietanolamina-PGE(18)- [SO3H(0,6)]-E0(105)-SO3H(3)6. Triethanolamine-PGE(18)-[SO3H(0.6)]-E0(105)-SO3H(3)

[0079] A trietanolamina-PGE(18)-EO(105) (53,9 g, 29,9 mmol) é carregada em um reator revestido por água com a temperatura da água definida em 60 °C. O trióxido de enxofre líquido (2,92 g, 36,5 mmol) é adicionado gota a gota a partir de um funil de adição a um balão vaporizador sob uma taxa de fluxo de nitrogênio de cerca de 5 L/min, e o trióxido de enxofre vaporizado é introduzido no reator para manter uma temperatura de reação de cerca de 65 °C. Quando a adição é concluída (a cerca de 10 minutos), o reator é purgado com nitrogênio por 5 minutos. O ácido resultante é um gel altamente viscoso que é transferido para um frasco e armazenado a -40 °C. A análise por 1H MNR mostra um novo sinal a 4,2 ppm atribuído aos prótons de sulfato e novos sinais a 7,3 ppm e 7,8 ppm atribuídos aos prótons de sulfonato. O grau de sulfonação de arenos: a cerca de 5%.[0079] Triethanolamine-PGE(18)-EO(105) (53.9 g, 29.9 mmol) is charged to a water-jacketed reactor with the water temperature set at 60 °C. Liquid sulfur trioxide (2.92 g, 36.5 mmol) is added dropwise from an addition funnel to a flash flask under a nitrogen flow rate of about 5 L/min, and the vaporized sulfur trioxide is introduced into the reactor to maintain a reaction temperature of about 65 °C. When the addition is complete (at about 10 min), the reactor is purged with nitrogen for 5 min. The resulting acid is a highly viscous gel that is transferred to a vial and stored at -40 °C. 1H MNR analysis shows a new signal at 4.2 ppm attributed to sulfate protons and new signals at 7.3 ppm and 7.8 ppm attributed to sulfonate protons. The degree of sulfonation of arenes: about 5%.

7. Trietanolamina-PGE(18)- [SO3H(06)]-EO(105)7. Triethanolamine-PGE(18)-[SO3H(06)]-EO(105)

[0080] Uma mistura do produto de sulfato/sulfonato descrito imediatamente acima (15.0 g) é combinada com água (34.8 g) e aquecida em uma placa quente por 4 h. Os grupos sulfatos são convertidos em grupos de ácido sulfônico e os grupos arenos sulfonatos são retidos.[0080] A mixture of the sulfate/sulfonate product described immediately above (15.0 g) is combined with water (34.8 g) and heated on a hot plate for 4 h. The sulfate groups are converted to sulfonic acid groups and the arene sulfonate groups are retained.

Soluções Dispersantes Poliméricas para Testes de PropriedadesPolymeric Dispersant Solutions for Property Testing

[0081] O dispersante polimérico é diluído em água deionizada a uma concentração de 20 a 40% em peso de polímero para facilitar a incorporação em uma formulação de teste. As soluções são ajustadas com ácido ou base para pH de 8,5 a 9,5 antes da avaliação do ângulo de contato, tensão interfacial (IFT) e propriedades de formação de espuma.[0081] The polymeric dispersant is diluted in deionized water to a concentration of 20 to 40 wt.% polymer to facilitate incorporation into a test formulation. The solutions are adjusted with acid or base to pH 8.5 to 9.5 prior to evaluation of contact angle, interfacial tension (IFT), and foaming properties.

[0082] O ângulo de contato é medido em 0.1% em peso de dispersante de polímero da invenção em dois tipos de superfícies: Lâminas de vidro de quartzo EMC e plástico Rinzle. A medição é conduzida com um tensiômetro de gota pendente (Kruss DSA 20) à temperatura ambiente. A média de cinco medições é registrada.[0082] The contact angle is measured on 0.1 wt% polymer dispersant of the invention on two types of surfaces: EMC quartz glass slides and Rinzle plastic. The measurement is conducted with a hanging drop tensiometer (Kruss DSA 20) at room temperature. The average of five measurements is recorded.

[0083] A tensão interfacial dos dispersantes é medida contra o dodecano a 0.1% em peso de sólidos à temperatura ambiente usando o tensiômetro de gota pendente.[0083] The interfacial tension of the dispersants is measured against dodecane at 0.1 wt% solids at room temperature using the hanging drop tensiometer.

[0084] As espumas são testadas a 0.2% em peso de solução polimérica em água da torneira. A solução de teste (100 g) é adicionada a um cilindro graduado de 500 mL. A espuma é mantida ao mínimo e o cilindro é rolhado. O cilindro é colocado em uma máquina de agitação de espuma mecânica e é invertida 10 vezes. A espuma é deixada para assentar por 15 segundos. Um valor inicial da altura da espuma é então registrado. A altura da espuma é medida e registrada novamente após 5 minutos.[0084] Foams are tested at 0.2 wt% polymer solution in tap water. The test solution (100 g) is added to a 500 mL graduated cylinder. Foaming is kept to a minimum and the cylinder is stoppered. The cylinder is placed in a mechanical foam stirring machine and inverted 10 times. The foam is allowed to settle for 15 seconds. An initial value of the foam height is then recorded. The foam height is measured and recorded again after 5 minutes.

Dispersões de PigmentosPigment Dispersions

[0085] As dispersões de pigmento são preparadas combinando os dispersantes poliméricos com pigmentos em uma formulação compreendendo de 0.5 a 50% em peso de dispersante, de 10 a 80% em peso de pigmento, de 0.5 a 6% em peso de aditivos (por exemplo, antiespumante, modificador de reologia, biocida, agente neutralizante, estabilizador) e de 10 a 85% em peso de água ou outro carreador líquido. Conforme mostrado nos exemplos de formulação abaixo, a proporção de sólidos dispersantes em relação ao pigmento pode variar ao longo de uma ampla faixa e depende da natureza do dispersante, da natureza do pigmento, do meio dispersante e de outros fatores. A formulação também pode conter de 0 a 10% em peso de resina e de 0 a 20% em peso de solvente. Preferencialmente, o pigmento é adicionado por último aos outros componentes da formulação. Em geral, os componentes da formulação são agitados com um peso igual de esferas de vidro de 0,8 a 1 mm em um agitador de tinta Red Devil por 1 a 4 horas para produzir a dispersão do pigmento. Exemplos de formulação: F1. Dispersão de pigmento amarelo de monoazo: Um dispersante polimérico da invenção (de 1,5 a 2,5% em peso de sólidos) é combinado com antiespumante BYK-024 (1,0% em peso de sólidos, produto de BYK), biocida NEOLONE® M-10 (produto da Dow, 0,1% em peso de sólidos), IRGALITE® Yellow L1254 HD (produto da BASF, 50% em peso de sólidos) e água (q.s. a 100% em peso). A mistura é agitada por 1 h para resultar a dispersão. Vide as Tabelas 4, 4A e 4B. F2. Dispersão de pigmento amarelo de monoazo: O procedimento de F1 é repetido com 2,6% em peso de dispersante polimérico e 53% em peso de sólidos de pigmento amarelo. Nesse caso, a mistura é agitada por 4 h para gerar a dispersão do pigmento. Vide a Tabela 5. F3. Dispersão de pigmento violeta de quinacridona: Um dispersante polimérico da invenção (de 1,2 a 6,0% em peso de sólidos) é combinado com antiespumante BYK-024 (1,0% em peso de sólidos), biocida NEOLONE® M- 10 (0,1% em peso de sólidos), CINQUASIA® Red L4100 HD (produto da BASF, 40% em peso de sólidos) e água (q.s. a 100% em peso). A mistura é agitada por 4 h para resultar a dispersão. Vide as Tabelas 6 e 6A. F4. Dispersão de pigmento violeta de quinacridona: O procedimento de F3 é repetido com 2,5% em peso de sólidos do dispersante polimérico e 50% em peso de sólidos do pigmento. A mistura é agitada por 4 h para resultar a dispersão. Vide a Tabela 7. F5. Dispersão de pigmento azul de ftalocianina (15:4): Um dispersante polimérico da invenção (8,0% em peso de sólidos) é combinado com antiespumante BYK-024 (1,0% em peso de sólidos), biocida NEOLONE® M-10 (0,1% em peso de sólidos), HELIOGEN® Blue L7101 F (produto da BASF, 40% em peso de sólidos) e água (q.s. a 100% em peso). A mistura é agitada por 2 h para resultar a dispersão. Vide a Tabela 8. F6. Dispersão de pigmento azul de ftalocianina (15:3): Um dispersante polimérico da invenção (de 6,0 a 8,0% em peso de sólidos) é combinado com antiespumante BYK-024 (1,0% em peso de sólidos), biocida NEOLONE® M-10 (0,1% em peso de sólidos), HELIOGEN® Blue L7085 F (produto da BASF, 40% em peso de sólidos) e água (q.s. a 100% em peso). A mistura é agitada por 4 h para resultar a dispersão. Vide a Tabela 9. F7. Dispersão de pigmento azul de ftalocianina (15:2): Um dispersante polimérico da invenção (de 3,0 a 5,0% em peso de sólidos) é combinado com antiespumante BYK-024 (1,0% em peso de sólidos), biocida NEOLONE® M-10 (0,1% em peso de sólidos), HELIOGEN® Blue L6875F (produto da BASF, 40% em peso de sólidos) e água (q.s. a 100% em peso). A mistura é agitada por 4 h para resultar a dispersão. Vide a Tabela 10. F8. Dispersão de pigmento de óxido de ferro vermelho: Um dispersante polimérico da invenção (6,0% em peso de sólidos) é combinado com antiespumante BYK-024 (1,0% em peso de sólidos), biocida NEOLONE® M-10 (0,1% em peso de sólidos), BAYFERROX® 120M (produto da LanXess, 60% em peso de sólidos) e água (q.s. a 100% em peso). A mistura é agitada por 2 h para resultar a dispersão. Vide a Tabela 11. F9. Dispersão de pigmento laranja de beta-naftol: Um dispersante polimérico da invenção (de 3,0 s 4,0% em peso de sólidos) é combinado com antiespumante BYK-024 (1,0% em peso de sólidos), biocida NEOLONE® M10 (0,1% em peso de sólidos), MONOLITE® Orange 200504 (produto da Heubach, 40% em peso de sólidos) e água (q.s. a 100% em peso). A mistura é agitada por 4 h para resultar a dispersão. Vide a Tabela 12. F10. Dispersão de pigmento preto de carbono: Um dispersante polimérico da invenção (7,8% em peso de sólidos) é combinado com antiespumante BYK-024 (1,0% em peso de sólidos), biocida NEOLONE® M10 (0,1% em peso de sólidos), FW 200 (produto da Orion, 15,75% em peso de sólidos) e água (q.s. a 100% em peso). A mistura é agitada por 4 h para resultar a dispersão. Vide a Tabela 13. F11. Dispersão de pigmento preto de carbono: Um dispersante polimérico da invenção (% variável em peso de sólidos) é combinado com antiespumante BYK-024 (1,0% em peso de sólidos), biocida NEOLONE® M10 (0,1% em peso de sólidos), MONARCH® 120(produto da Cabot, 40% em peso de sólidos) e água (q.s. a 100% em peso). A mistura é agitada por 4 h para resultar a dispersão. Vide a Tabela 14.[0085] Pigment dispersions are prepared by combining the polymeric dispersants with pigments in a formulation comprising from 0.5 to 50 wt. % dispersant, from 10 to 80 wt. % pigment, from 0.5 to 6 wt. % additives (e.g., defoamer, rheology modifier, biocide, neutralizing agent, stabilizer), and from 10 to 85 wt. % water or other liquid carrier. As shown in the formulation examples below, the ratio of dispersant solids to pigment may vary over a wide range and depends on the nature of the dispersant, the nature of the pigment, the dispersing medium, and other factors. The formulation may also contain from 0 to 10 wt. % resin and from 0 to 20 wt. % solvent. Preferably, the pigment is added last to the other components of the formulation. In general, the formulation components are shaken with an equal weight of 0.8 to 1 mm glass beads in a Red Devil paint shaker for 1 to 4 hours to produce pigment dispersion. Formulation Examples: F1. Monoazo Yellow Pigment Dispersion: A polymeric dispersant of the invention (1.5 to 2.5 wt. % solids) is combined with BYK-024 defoamer (1.0 wt. % solids, product of BYK), NEOLONE® M-10 biocide (product of Dow, 0.1 wt. % solids), IRGALITE® Yellow L1254 HD (product of BASF, 50 wt. % solids) and water (q.s. to 100 wt. %). The mixture is shaken for 1 h to produce dispersion. See Tables 4, 4A and 4B. F2. Monoazo yellow pigment dispersion: The procedure of F1 is repeated with 2.6 wt. % polymeric dispersant and 53 wt. % yellow pigment solids. In this case, the mixture is stirred for 4 h to generate pigment dispersion. See Table 5. F3. Quinacridone violet pigment dispersion: A polymeric dispersant of the invention (1.2 to 6.0 wt. % solids) is combined with BYK-024 defoamer (1.0 wt. % solids), NEOLONE® M-10 biocide (0.1 wt. % solids), CINQUASIA® Red L4100 HD (BASF product, 40 wt. % solids) and water (q.s. to 100 wt. %). The mixture is stirred for 4 h to result in dispersion. See Tables 6 and 6A. F4. Quinacridone violet pigment dispersion: The procedure of F3 is repeated with 2.5 wt. % polymeric dispersant solids and 50 wt. % pigment solids. The mixture is stirred for 4 h to result in dispersion. See Table 7. F5. Phthalocyanine blue pigment dispersion (15:4): A polymeric dispersant of the invention (8.0 wt. % solids) is combined with BYK-024 defoamer (1.0 wt. % solids), NEOLONE® M-10 biocide (0.1 wt. % solids), HELIOGEN® Blue L7101 F (BASF product, 40 wt. % solids) and water (q.s. to 100 wt. %). The mixture is stirred for 2 h to result in dispersion. See Table 8. F6. Phthalocyanine blue pigment dispersion (15:3): A polymeric dispersant of the invention (6.0 to 8.0 wt. % solids) is combined with BYK-024 defoamer (1.0 wt. % solids), NEOLONE® M-10 biocide (0.1 wt. % solids), HELIOGEN® Blue L7085 F (BASF product, 40 wt. % solids) and water (q.s. to 100 wt. %). The mixture is stirred for 4 h to result in dispersion. See Table 9. F7. Phthalocyanine blue pigment dispersion (15:2): A polymeric dispersant of the invention (3.0 to 5.0 wt. % solids) is combined with BYK-024 defoamer (1.0 wt. % solids), NEOLONE® M-10 biocide (0.1 wt. % solids), HELIOGEN® Blue L6875F (BASF product, 40 wt. % solids) and water (q.s. to 100 wt. %). The mixture is stirred for 4 h to result in dispersion. See Table 10. F8. Red iron oxide pigment dispersion: A polymeric dispersant of the invention (6.0 wt. % solids) is combined with defoamer BYK-024 (1.0 wt. % solids), biocide NEOLONE® M-10 (0.1 wt. % solids), BAYFERROX® 120M (product of LanXess, 60 wt. % solids) and water (q.s. to 100 wt. %). The mixture is stirred for 2 h to result in dispersion. See Table 11. F9. Beta-naphthol orange pigment dispersion: A polymeric dispersant of the invention (3.0 to 4.0 wt. % solids) is combined with BYK-024 defoamer (1.0 wt. % solids), NEOLONE® M10 biocide (0.1 wt. % solids), MONOLITE® Orange 200504 (Heubach product, 40 wt. % solids) and water (q.s. to 100 wt. %). The mixture is stirred for 4 h to result in dispersion. See Table 12. F10. Carbon Black Pigment Dispersion: A polymeric dispersant of the invention (7.8 wt. % solids) is combined with BYK-024 defoamer (1.0 wt. % solids), NEOLONE® M10 biocide (0.1 wt. % solids), FW 200 (Orion product, 15.75 wt. % solids) and water (q.s. to 100 wt. %). The mixture is stirred for 4 h to result in dispersion. See Table 13. F11. Carbon Black Pigment Dispersion: A polymeric dispersant of the invention (variable wt. % solids) is combined with BYK-024 defoamer (1.0 wt. % solids), NEOLONE® M10 biocide (0.1 wt. % solids), MONARCH® 120 (Cabot product, 40 wt. % solids) and water (q.s. to 100 wt. %). The mixture is stirred for 4 h to result in dispersion. See Table 14.

Teste de Dispersões de Pigmento:Pigment Dispersions Test: Viscosidade:Viscosity:

[0086] A viscosidade das dispersões de pigmentos é medida "como está" sob uma taxa de cisalhamento de 1 a 100 s-1a 25 °C, usando um reômetro (TA Instrument). A viscosidade em 10 s-1é relatada.[0086] The viscosity of the pigment dispersions is measured "as is" under a shear rate of 1 to 100 s-1 at 25 °C, using a rheometer (TA Instrument). The viscosity at 10 s-1 is reported.

Tamanho das partículas:Particle size:

[0087] O tamanho das partículas é medido em dispersões diluídas de 0,1% em peso de pigmento usando difusão dinâmica de luz (Malvern Nanosizer) a 25 °C. Os valores medidos são tamanhos de partícula médios em Z.[0087] Particle size is measured in diluted dispersions of 0.1 wt% pigment using dynamic light scattering (Malvern Nanosizer) at 25 °C. Measured values are Z-average particle sizes.

Estabilidade de dispersão:Dispersion stability:

[0088] As dispersões são examinadas visualmente quanto à uniformidade e medindo as alterações na viscosidade em função do tempo.[0088] Dispersions are visually examined for uniformity and by measuring changes in viscosity as a function of time.

Resistência à lixagem úmida:Resistance to wet sanding:

[0089] Uma tinta de base acetinada interna (Behr 7400) é pintada usando 40% de dispersões de pigmentos violeta de quinacridona contendo 1,6% de dispersante. A razão de tingimento é de 8 oz/gal. A tinta colorida é testada quanto à resistência à lixagem úmida de acordo com ASTM D248617, Método de Teste A. A película de tinta é lixada com uma escova de metal sobre o calço de latão até que uma linha contínua de tinta seja removida. O número médio de ciclos de lixagem até a falha é registrado. Um número maior de ciclos indica melhor resistência à lixagem.[0089] An interior satin base paint (Behr 7400) is painted using 40% quinacridone violet pigment dispersions containing 1.6% dispersant. The tint rate is 8 oz/gal. The colored paint is tested for wet sanding resistance in accordance with ASTM D248617, Test Method A. The paint film is sanded with a wire brush over the brass shim until a continuous line of paint is removed. The average number of sanding cycles to failure is recorded. A higher number of cycles indicates better sanding resistance.

[0090] Em um experimento de controle com o DISPERBYK® 190, o número de ciclos até a falha é 706. Quando a trietanolamina-PGE(15)- EO(90) é usada como dispersante, o número de ciclos até a falha é 745.[0090] In a control experiment with DISPERBYK® 190, the number of cycles to failure is 706. When triethanolamine-PGE(15)-EO(90) is used as the dispersant, the number of cycles to failure is 745.

Intensidade de ColoraçãoColor Intensity IncorporaçãoIncorporation

[0091] Os concentrados de dispersão são diluídos em tinta base a 8 oz/gal. A tinta esmalte acetinada interior, 7400 da Behr, é usada como a tinta de base. A tinta de base colorida resultante é agitada por 10 minutos com o agitador da Red Devil. O ar retido é removido por centrifugação suave antes do uso. A tinta colorida é extraída com um aplicador de filme do tipo Bird de 3 mil em uma cartela Leneta 18B. O filme de tinta úmida é deixado para engrossar e então é friccionado com um dedo.[0091] Dispersion concentrates are diluted in base paint at 8 oz/gal. Behr 7400 Interior Satin Enamel Paint is used as the base paint. The resulting colored base paint is agitated for 10 minutes with a Red Devil agitator. Entrapped air is removed by gentle centrifugation before use. The colored paint is drawn with a 3 mil Bird film applicator onto a Leneta 18B pad. The wet paint film is allowed to thicken and then rubbed with a finger.

[0092] A intensidade da cor do filme de tinta seca é medida com um espectrofotômetro (Minolta) usando o sistema CIE L* a* b* ou, alternativamente, o L* C* h. A intensidade da cor também pode ser representada pelo Chroma C*.[0092] The color intensity of the dried paint film is measured with a spectrophotometer (Minolta) using the CIE L* a* b* system or, alternatively, the L* C* h. The color intensity can also be represented by Chroma C*.

[0093] Se o pigmento não estiver bem disperso ou for separado, o movimento mecânico da fricção voltará a dispersar o pigmento e fará com que a cor do filme de tinta fique mais forte e mais homogênea. Ao comparar a diferença de cor, AE, entre a área friccionada e a área não friccionada, a qualidade da dispersão do pigmento pode ser revelada. O alvo é não possuir diferença de cor ou diferença mínima de cor de AE, onde o AE foi definido como: onde ΔL, Δa e Δb se referem a diferenças em claro/escuro, vermelho/verde e amarelo/azul, respectivamente. Vide as Tabelas 16, 17 e 18 quanto aos resultados. Os dispersantes da invenção desempenham tão bem ou melhor quanto o controle.[0093] If the pigment is not well dispersed or is separated, the mechanical motion of the friction will re-disperse the pigment and make the color of the paint film stronger and more homogeneous. By comparing the color difference, AE, between the rubbed area and the non-rubbed area, the quality of the pigment dispersion can be revealed. The target is to have no color difference or minimal color difference of AE, where AE has been defined as: where ΔL, Δa and Δb refer to differences in light/dark, red/green and yellow/blue, respectively. See Tables 16, 17 and 18 for results. The dispersants of the invention perform as well as or better than the control.

Resistência ao bloqueio:Blocking resistance:

[0094] A resistência ao bloqueio avalia adesão e face a face de um filme. O teste é conduzido de acordo com a norma ASTM D4946-89. A resistência ao bloqueio é classificada com base em quão bem o filme de tinta é selado ou pegajoso. Uma classificação mais alta indica aderência ou selagem. Uma tinta de base acetinada interior (Behr 7400) é colorida a 8 oz/gal, preparando dispersões de pigmentos usando o dispersante da invenção e um dispersante de controle, ambos nas concentrações ideais de dispersante. A Tabela 20, abaixo, mostra que o dispersante da invenção possui melhor resistência ao bloqueio comparado ao controle.[0094] Blocking resistance evaluates the adhesion and face-to-face of a film. The test is conducted in accordance with ASTM D4946-89. Blocking resistance is rated based on how well the paint film is sealed or tacky. A higher rating indicates adhesion or sealing. An interior satin base paint (Behr 7400) is colored at 8 oz/gal by preparing pigment dispersions using the dispersant of the invention and a control dispersant, both at the optimum dispersant concentrations. Table 20, below, shows that the dispersant of the invention has better blocking resistance compared to the control.

Compatibilidade universal:Universal compatibility:

[0095] Os dispersantes de polímeros da invenção demonstram surpreendente compatibilidade universal e capacidade de coloração para tintas à base tanto de água quanto de solvente. Uma tinta alquídica à base de óleo (Behr 3800) é colorida com as dispersões de pigmento à base de água a 12 oz/gal. Na maioria dos casos, os 5 dispersantes da invenção mostram valores de Chroma muito mais altos em comparação com o controle, o que indica melhor compatibilidade e cores fortes após a coloração da tinta branca à base de óleo. Os resultados aparecem na tabela 21. [0095] The polymer dispersants of the invention demonstrate surprising universal compatibility and tinting ability for both water-based and solvent-based paints. An oil-based alkyd paint (Behr 3800) is tinted with the water-based pigment dispersions at 12 oz/gal. In most cases, the 5 dispersants of the invention show much higher Chroma values compared to the control, indicating better compatibility and strong colors after tinting the oil-based white paint. The results are shown in Table 21.

[0096] Os dados do ângulo de contato mostram que os copolímeros da invenção podem umedecer as superfícies hidrofílicas e hidrofóbicas. Os dados de tensão interfacial também demonstram que os copolímeros são potencialmente úteis como emulsificantes porque podem diminuir a IFT entre o dodecano e a água a partir de cerca de 53 mN/m para menos de 20 mN/m na maioria dos casos. [0096] The contact angle data show that the copolymers of the invention can wet both hydrophilic and hydrophobic surfaces. The interfacial tension data also demonstrate that the copolymers are potentially useful as emulsifiers because they can decrease the IFT between dodecane and water from about 53 mN/m to less than 20 mN/m in most cases.

[0097] Um dispersante que provê uma espuma baixa ou instável é desejável para tintas e outros produtos de dispersão. Alguns dos copolímeros da invenção, por exemplo, os dispersantes iniciados pela morfolina, mostram uma dissipação surpreendentemente rápida da espuma em comparação com as amostras de controle. [0097] A dispersant that provides low or unstable foam is desirable for paints and other dispersion products. Some of the copolymers of the invention, e.g., the morpholine-initiated dispersants, show surprisingly rapid foam dissipation compared to control samples.

[0098] Os exemplos na Tabela 16 são dispersões feitas em uma formulação livre de VOC com água como o único solvente. Os dispersantes da invenção desempenham tão bem ou melhor quanto o controle. [0098] The examples in Table 16 are dispersions made in a VOC-free formulation with water as the sole solvent. The dispersants of the invention perform as well or better than the control.

[0099] Em alguns casos, uma pequena proporção de solvente pode ajudar nas propriedades de formação de filme de uma tinta ou revestimento, conforme nos exemplos de formulação mostrados na Tabela 19. [0099] In some cases, a small proportion of solvent can aid in the film-forming properties of a paint or coating, as in the formulation examples shown in Table 19.

Desempenho em formulações agrícolasPerformance in agricultural formulations 1. Pós molháveis1. Wettable powders

[0100] Os copolímeros da invenção são avaliados como dispersantes para formulações em pó molháveis com três ativos agrícolas: atrazina, clorotalonil e imidaclopride.[0100] The copolymers of the invention are evaluated as dispersants for wettable powder formulations with three agricultural actives: atrazine, chlorothalonil and imidacloprid.

[0101] As amostras são preparadas combinando de 80 a 95% em peso de ativo agrícola, de 0,1 a 5% em peso de agente umectante e de 0 a 10% em peso de aditivos (por exemplo, agente antiespuma, argila). A mistura é moída até um tamanho de partícula desejado (de 5 a 30 pm). Uma solução dispersante é feita combinando o dispersante polimérico (0,1 g) com água (50 mL). A formulação de ativos moídos (1,0 g) é adicionada à solução dispersante e a mistura resultante é diluída ao volume em um cilindro graduado de 100 mL. O cilindro é invertido 15 vezes e avaliado após 0,5 h, 1 h, 2 h e 24 h quanto ao grau de separação. Os resultados aparecem na tabela 22. Em cada caso, o copolímero da invenção desempenha tão bem quanto o surfactante de controle, STEPFAC® TSP-PE N (um sal de fosfato de tristirilfenol etoxilato). Formulações: a. Atrazina (92,0% em peso); Agente umectante STEPWET® DF-90 (produto de Stepan, 1,0% em peso); dispersante (7,0% em peso, vide a Tabela 22). b. Clorotalonil (92,8% em peso); agente umectante STEPWET® DF- 90 (1,0% em peso); dispersante (6,2% em peso, vide a Tabela 22). c. Imidaclopride (73,7% em peso); agente umectante STEPWET® DF- 95 (produto de Stepan, 0,5% em peso); sílica precipitada RUBBERSIL ™ RS200 (produto de Glassven C.A., 0,5% em peso); argila de caulino (19,3% em peso); dispersante (6,0% em peso, vide a Tabela 22).[0101] Samples are prepared by combining 80 to 95 wt.% agricultural active, 0.1 to 5 wt.% wetting agent and 0 to 10 wt.% additives (e.g. antifoaming agent, clay). The mixture is ground to a desired particle size (5 to 30 μm). A dispersant solution is made by combining the polymeric dispersant (0.1 g) with water (50 mL). The ground active formulation (1.0 g) is added to the dispersant solution and the resulting mixture is diluted to volume in a 100 mL graduated cylinder. The cylinder is inverted 15 times and evaluated after 0.5 h, 1 h, 2 h and 24 h for the degree of separation. The results are shown in Table 22. In each case, the copolymer of the invention performed as well as the control surfactant, STEPFAC® TSP-PE N (a phosphate salt of tristyrylphenol ethoxylate). Formulations: a. Atrazine (92.0 wt %); STEPWET® DF-90 wetting agent (Stepan's product, 1.0 wt %); dispersant (7.0 wt %), see Table 22. b. Chlorothalonil (92.8 wt %); STEPWET® DF-90 wetting agent (1.0 wt %); dispersant (6.2 wt %), see Table 22. c. Imidacloprid (73.7 wt %); STEPWET® DF-95 wetting agent (Stepan's product, 0.5 wt %); RUBBERSIL™ RS200 precipitated silica (product of Glassven C.A., 0.5% by weight); kaolin clay (19.3% by weight); dispersant (6.0% by weight, see Table 22).

2 Concentrados de suspensão2 Suspension concentrates

[0102] Os copolímeros da invenção são avaliados como dispersantes para formulações de concentrado em suspensão com dois ativos agrícolas: tebuconazol e imidaclopride. As formulações de tebuconazol são avaliadas quanto à suspensibilidade inicial e de duas semanas. Todos os copolímeros da invenção testados desempenharam bem neste teste. As amostras de imidaclopride foram avaliadas por duas semanas quanto à suspensibilidade em forno e suspensibilidade por congelamento e descongelamento (cinco ciclos).[0102] The copolymers of the invention are evaluated as dispersants for suspension concentrate formulations with two agricultural actives: tebuconazole and imidacloprid. The tebuconazole formulations are evaluated for initial and two-week suspendability. All of the copolymers of the invention tested performed well in this test. The imidacloprid samples were evaluated for two weeks for oven suspendability and freeze-thaw suspendability (five cycles).

[0103] Os concentrados da suspensão foram preparados combinando o dispersante de copolímero (de 0,5 a 3,5% em peso), ativo agrícola (de 20 a 60% em peso), aditivos (por exemplo, modificador de reologia, agente antiespuma, agente anticongelamento, biocida; de 0,1 a 10% em peso) e água (de 25 a 75% em peso). A proporção de sólidos dispersantes em relação ao ingrediente ativo pode variar em uma ampla faixa e depende da natureza do dispersante, da natureza do ingrediente ativo e de outros fatores. Preferencialmente, o ingrediente ativo é adicionado por último aos outros componentes da formulação. Em geral, os componentes da formulação são moídos úmidos até o tamanho de partícula desejado d50 de 1 a 3 μm. O modificador de reologia pode ser incorporado a seguir do processo de moagem. Formulações: a. Tebuconazol (45,0% em peso); agente umectante STEPFLOW® 26F (produto de Stepan, 1,0% em peso); dispersante (2,0% em peso); agente antiespumante SAG ™ 1572 (produto de Momentive Performance Materials, 0,20% em peso), propilenoglicol (5,0% em peso), solução de xantano a 2% (10,0% em peso) e água (36,8% em peso). b. Imidaclopride (20,0% em peso; agente umectante STEPFLOW® 26F (1,3% em peso); dispersante (2,70% em peso); agente antiespumante SAG ™ 1572 (0,20% em peso); propileno glicol (5,0% em peso); 2% solução de xantano (10,0% em peso), surfactante não iônico TOXIMUL® 8240 (produto de Stepan, 2,0% em peso) e água (58,8% em peso).[0103] Suspension concentrates were prepared by combining the copolymer dispersant (0.5 to 3.5 wt. %), agricultural active (20 to 60 wt. %), additives (e.g. rheology modifier, antifoaming agent, antifreeze agent, biocide; 0.1 to 10 wt. %) and water (25 to 75 wt. %). The ratio of dispersant solids to active ingredient may vary over a wide range and depends on the nature of the dispersant, the nature of the active ingredient and other factors. Preferably, the active ingredient is added last to the other formulation components. In general, the formulation components are wet milled to the desired particle size d50 of 1 to 3 μm. The rheology modifier may be incorporated following the milling process. Formulations: a. Tebuconazole (45.0 wt. %); wetting agent STEPFLOW® 26F (product of Stepan, 1.0 wt. %); dispersant (2.0 wt. %); antifoaming agent SAG™ 1572 (product of Momentive Performance Materials, 0.20 wt. %); propylene glycol (5.0 wt. %); 2% xanthan solution (10.0 wt. %) and water (36.8 wt. %); b. Imidacloprid (20.0 wt%; wetting agent STEPFLOW® 26F (1.3 wt%); dispersant (2.70 wt%); antifoaming agent SAG™ 1572 (0.20 wt%); propylene glycol (5.0 wt%); 2% xanthan solution (10.0 wt%), nonionic surfactant TOXIMUL® 8240 (Stepan's product, 2.0 wt%) and water (58.8 wt%).

Avaliação da suspensibilidade:Assessment of suspensibility:

[0104] Uma formulação de concentrado de suspensão (10 g) é adicionada a um cilindro graduado de 250 mL contendo 1000 ppm de água TDS (200 mL). A amostra é diluída em volume e invertida 15 vezes. Após 0,5 h, os 225 mL superiores são removidos usando um aparelho a vácuo. A solução restante é transferida para um prato tarado e deixado para secar para a medição do peso de sólidos não suspensos. Além disso, uma amostra da formulação de concentrado de suspensão é medida para o teor de sólidos usando um forno a 50 °C para identificar a porcentagem de sólidos suspensos na solução diluída. Os resultados aparecem na tabela 23. [0104] A suspension concentrate formulation (10 g) is added to a 250 mL graduated cylinder containing 1000 ppm TDS water (200 mL). The sample is diluted to volume and inverted 15 times. After 0.5 h, the top 225 mL is removed using a vacuum apparatus. The remaining solution is transferred to a tared dish and allowed to dry for measurement of the weight of unsuspended solids. Additionally, a sample of the suspension concentrate formulation is measured for solids content using an oven at 50 °C to identify the percentage of suspended solids in the diluted solution. The results appear in Table 23.

[0105] Os exemplos anteriores são somente para ilustrações; as seguintes reivindicações definem o escopo da invenção.[0105] The above examples are for illustration only; the following claims define the scope of the invention.

Claims (8)

1. Copolímero caracterizado pelo fato de compreender um produto de reação de: (a) um iniciador nucleofílico monofuncional selecionado a partir do grupo que consiste em tióis, tiofenóis, fenóis aralquilados, ácidos sulfínicos, aminas secundárias, álcoois terpenos C10-C20 e espécies desprotonadas dos mesmos; (b) de 1 a 30 unidades recorrentes por equivalente de hidrogênio ativo do iniciador de um éter fenil glicidílico; e (c) de 1 a 100 unidades recorrentes por equivalente de hidrogênio ativo do iniciador de um ou mais óxidos de alquileno (AO) selecionados a partir do grupo que consiste em óxido de etileno, óxido de propileno, óxidos de butileno e combinações dos mesmos, em que o copolímero compreende de 20 a 60% em peso das unidades recorrentes de éter fenil glicidílico com base nas quantidades combinadas do éter fenil glicidílico e unidades recorrentes AO; e em que o copolímero possui um peso molecular médio em número na faixa de 900 a 12.000 g/mol.1. A copolymer comprising a reaction product of: (a) a monofunctional nucleophilic initiator selected from the group consisting of thiols, thiophenols, aralkylated phenols, sulfinic acids, secondary amines, C10-C20 terpene alcohols and deprotonated species thereof; (b) from 1 to 30 recurring units per equivalent of active hydrogen of the initiator of a phenyl glycidyl ether; and (c) from 1 to 100 recurring units per equivalent of active hydrogen of the initiator of one or more alkylene oxides (AO) selected from the group consisting of ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxides, and combinations thereof, wherein the copolymer comprises from 20 to 60% by weight of the recurring units of phenyl glycidyl ether based on the combined amounts of the phenyl glycidyl ether and recurring AO units; and wherein the copolymer has a number average molecular weight in the range of from 900 to 12,000 g/mol. 2. Copolímero, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o iniciador nucleofílico monofuncional é um iniciador complexo compreendendo um produto de reação funcional hidróxi de um epóxido ou um éter glicidílico com um nucleófilo monofuncional selecionado a partir do grupo que consiste em álcoois, fenóis, aminas, tióis, tiofenóis, ácidos sulfínicos e espécies desprotonadas dos mesmos.2. Copolymer, according to claim 1, characterized by the fact that the monofunctional nucleophilic initiator is a complex initiator comprising a hydroxy functional reaction product of an epoxide or a glycidyl ether with a monofunctional nucleophile selected from the group consisting of alcohols, phenols, amines, thiols, thiophenols, sulfinic acids and deprotonated species thereof. 3. Composição dispersante caracterizada pelo fato de compreender água e o copolímero conforme definido na reivindicação 1.3. Dispersing composition characterized by the fact that it comprises water and the copolymer as defined in claim 1. 4. Dispersão caracterizada pelo fato de compreender um pigmento, água, um agente de ajuste de pH e o copolímero conforme definido na reivindicação 1.4. Dispersion characterized by the fact that it comprises a pigment, water, a pH adjusting agent and the copolymer as defined in claim 1. 5. Composição de polímero molhável caracterizada pelo fato de compreender de 80 a 95% em peso de pelo menos um ativo agrícola, de 0,1 a 5% em peso de um surfactante aniônico, e de 1 a 20% em peso do copolímero conforme definido na reivindicação 1.5. Wettable polymer composition characterized by the fact that it comprises from 80 to 95% by weight of at least one agricultural active, from 0.1 to 5% by weight of an anionic surfactant, and from 1 to 20% by weight of the copolymer as defined in claim 1. 6. Concentrado de suspensão caracterizado pelo fato de compreender de 20 a 60% em peso de pelo menos um ativo agrícola, de 25 a 75% em peso de água, e de 0,5 a 3,5% em peso do copolímero conforme definido na reivindicação 1.6. Suspension concentrate characterized by the fact that it comprises from 20 to 60% by weight of at least one agricultural active ingredient, from 25 to 75% by weight of water, and from 0.5 to 3.5% by weight of the copolymer as defined in claim 1. 7. Grânulo dispersível em água ou uma peliculização caracterizado pelo fato de compreender um ativo agrícola e o copolímero conforme definido na reivindicação 1.7. Water-dispersible granule or film coating characterized by the fact that it comprises an agricultural active ingredient and the copolymer as defined in claim 1. 8. Método para fazer um dispersante caracterizado pelo fato de compreender: (a) reagir um éter glicidílico di ou polifuncional com um iniciador nucleofílico monofuncional selecionado a partir do grupo que consiste em álcoois, aminas secundárias e tióis, para resultar em um intermediário hidróxi funcional; (b) reagir o intermediário com 1 a 30 equivalentes de um éter fenil glicidílico para produzir um hidrófobo; e (c) reagir o hidrófobo com 1 a 100 equivalentes de um ou mais óxidos de alquileno (AO) selecionados a partir do grupo que consiste em óxido de etileno, óxido de propileno, óxidos de butileno e combinações dos mesmos.8. A method for making a dispersant comprising: (a) reacting a di- or polyfunctional glycidyl ether with a monofunctional nucleophilic initiator selected from the group consisting of alcohols, secondary amines, and thiols to yield a hydroxy-functional intermediate; (b) reacting the intermediate with 1 to 30 equivalents of a phenyl glycidyl ether to yield a hydrophobe; and (c) reacting the hydrophobe with 1 to 100 equivalents of one or more alkylene oxides (AO) selected from the group consisting of ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxides, and combinations thereof.
BR122024016504-0A 2017-10-10 2018-10-09 COPOLYMER, DISPERSANT COMPOSITION, DISPERSION, WETABLE POLYMER COMPOSITION, SUSPENSION CONCENTRATE, WATER-DISPERSIBLE GRANULE OR A FILMING AND METHOD FOR MAKING A DISPERSANT BR122024016504B1 (en)

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