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ES2627101T3 - Dispersante de pigmento, método de producción para dispersante de pigmento y líquido de dispersión de pigmento - Google Patents

Dispersante de pigmento, método de producción para dispersante de pigmento y líquido de dispersión de pigmento Download PDF

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ES2627101T3
ES2627101T3 ES13861853.3T ES13861853T ES2627101T3 ES 2627101 T3 ES2627101 T3 ES 2627101T3 ES 13861853 T ES13861853 T ES 13861853T ES 2627101 T3 ES2627101 T3 ES 2627101T3
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methacrylate
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polymer
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ES13861853.3T
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Hiroyuki Shimanaka
Yoshikazu Murakami
Yoichi Tagi
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Dainichiseika Color and Chemicals Mfg Co Ltd
Original Assignee
Dainichiseika Color and Chemicals Mfg Co Ltd
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Abstract

Dispersante de pigmento que comprende, como componente principal, un polímero obtenido sometiendo monómeros particulares a polimerización viva por radicales libres usando un compuesto iniciador de la polimerización, donde el polímero es un copolímero de injerto formado a través de polimerización viva por radicales libres usando dos o más monómeros que comprenden al menos: un metacrilato (A) que tiene un grupo ácido o un grupo básico; y un macromonómero (B) basado en metacrilato que tiene un resto de metacrilato en un extremo terminal de una cualquiera de cadenas de polímero que tienen un peso molecular de 500 a 5000 y que se seleccionan entre el grupo que consiste en cadenas de polialquilenglicol (C2 a C4), cadenas de polialquilenglicol (C2 a C4) monoalquil (C1 a C18) éter y cadenas de poli(ácido hidroxialquil (C2 a C18) carboxílico), en una proporción tal que el número total de moles de los monómeros basados en metacrilato en los monómeros de material de partida es de 20 a 50 mol basado en 1 mol de compuesto iniciador de la polimerización, teniendo el copolímero de injerto: una cadena principal con el grupo ácido o el grupo básico obtenido a partir del metacrilato (A) unido a ella; y una cadena lateral que es la cadena de polímero obtenida a partir del macromonómero (B), y la proporción de la cadena de polímero que constituye el copolímero de injerto y que se selecciona entre el grupo que consiste en cadenas de polialquilenglicol (C2 a C4), cadenas de polialquilenglicol (C2 a C4) monoalquil (C1 a C18) éter y cadenas de poli(ácido hidroxialquil (C2 a C18) carboxílico) en el copolímero de injerto es de un 50 a un 90 % en masa expresado como proporción.

Description

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DESCRIPCION
Dispersante de pigmento, metodo de produccion para dispersante de pigmento y ffquido de dispersion de pigmento Campo tecnico
La presente invencion se refiere a un dispersante de pigmento que constituye un ffquido de dispersion de pigmento usado como agente colorante de pigmento en tintas basadas en aceite, pinturas, agentes de revestimiento, etc., y a un metodo para producir un dispersante de pigmento, y a un ffquido de dispersion de pigmento que es util como agente colorante de pigmento para tintas, pinturas, etc. obtenido usando el dispersante de pigmento.
Antecedentes en la tecnica
En los ultimos anos, se han requerido tintas, pinturas, y agentes de revestimiento para su uso en dispositivos de visualizacion de imagen o como agentes de registro de imagen para exhibir alta calidad de imagen, alta definicion de imagen, y alta capacidad de impresion, y por lo tanto se ha demandado un ffquido de dispersion de pigmento en el que el pigmento este finamente disperso. Algunas aplicaciones espedficas del ffquido de dispersion de pigmento incluyen ffquidos de dispersion de pigmento para tintas de inyeccion basadas en agua, ffquidos de dispersion de pigmento para agentes colorantes usados para filtros de color, ffquidos de dispersion de pigmento para tintas de inyeccion de tipo curable con rayos ultravioleta, ffquidos de dispersion de pigmento para tintas de fotograbado, etc. En la presente invencion, ffquido de dispersion de pigmento significa un ffquido que contiene un pigmento disperso en una alta concentracion en agua, un disolvente organico, o un compuesto polimerizable. Por ejemplo, el ffquido de dispersion de pigmento que contiene un pigmento disperso en una alta concentracion se usa como un agente colorante y esta contenido en un medio tal como medio basado en agua, medio basado en aceite, o una resina, haciendo de ese modo posible fabricar un producto tal como una composicion de ffquido de dispersion de pigmento tal como una tinta o una pintura en la que el pigmento esta finamente disperso, conteniendo la composicion el ffquido de dispersion de pigmento como componente constituyente.
El ffquido de dispersion de pigmento se usa como agente colorante en tintas, etc., y se desea firmemente que el pigmento este altamente disperso y se mantenga el estado de dispersion particularmente en las aplicaciones enumeradas anteriormente. Por lo tanto, se han desarrollado dispersantes de pigmento cuyas estructuras vanan de un dispersante a otro, y se ha demandado un dispersante de pigmento que exhiba un mayor grado de dispersabilidad fina, estabilidad, y fluidez como rendimiento requerido (veanse, por ejemplo, las Bibliograffas de Patente 1, 2, y 3). Ademas, tambien se conoce un dispersante de pigmento que hace uso de un poffmero de base acnlica como uno de estos dispersantes de pigmento. Y en los metodos para producir el poffmero de base acnlica que se usa en tal caso, se han inventado diversos tipos de metodos de polimerizacion viva por radicales libres para controlar la estructura aunque, sin embargo, la tecnologfa se ha aplicado no solo para producir un dispersante de pigmento sino tambien para producir un adhesivo, un elastomero, o similar (por ejemplo, Bibliograffa de Patente 4).
Lista de citas
Bibliograffa de Patente
Bibliograffa de Patente 1 Bibliograffa de Patente 2 Bibliograffa de Patente 3 Bibliograffa de Patente 4
Sumario de la invencion
Problema tecnico
La presente invencion pretende proporcionar: un dispersante de pigmento que exhibe el efecto en una pequena cantidad de adicion a pigmentos y que es capaz de conseguir un alto grado de dispersabilidad fina, estabilidad, y fluidez que nunca se ha podido conseguir con los dispersantes de pigmento convencionales cuando el pigmento se dispersa en agua, un disolvente organico, o un compuesto polimerizable; y un ffquido de dispersion de pigmento excelente que se obtiene por dispersion de un pigmento usando el dispersante de pigmento y que es aplicable a una gran diversidad de productos para los que se desea un alto grado de dispersabilidad. Ademas, la presente invencion tambien pretende proporcionar una tecnologfa que hace posible obtener el dispersante de pigmento descrito anteriormente que tiene excelente rendimiento haciendo uso de un metodo de polimerizacion viva por radicales libres: que es ecologico; cuyo proceso es sencillo y facil; y que es ventajoso en terminos de coste.
Solucion al problema
Los objetivos anteriores se consiguen mediante el seguimiento de la presente invencion. Es decir, la presente invencion proporciona un dispersante de pigmento que comprende, como componente principal, un poffmero
documento de Patente Japonesa Abierto a Inspeccion Publica n.° 2008-298967 documento de Patente Japonesa Abierto a Inspeccion Publica n.° 2007-270089 documento de Patente Japonesa Abierto a Inspeccion Publica n.° 9-176511 documento de Patente Japonesa Abierto a Inspeccion Publica n.° 2011-68865
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obtenido sometiendo monomeros particulares a polimerizacion viva por radicales libres usando un compuesto iniciador de la polimerizacion, donde el polfmero es un copoKmero de injerto formado a traves de la polimerizacion viva por radicales libres usando dos o mas monomeros que comprenden al menos: un metacrilato (A) que tiene un grupo acido o un grupo basico; y un macromonomero (B) basado en metacrilato que tiene un resto de metacrilato en un extremo terminal de una cualquiera de las cadenas de polfmero que tiene un peso molecular de 500 a 5000 y que se selecciona entre el grupo que consiste en cadenas de polialquilenglicol (C2 a C4), cadenas de polialquilenglicol (C2 a C4) monoalquil (C1 a C18) eter y cadenas de poli(acido hidroxialquil (C2 a C18) carboxflico), en una proporcion tal que el numero total de moles de los monomeros basados en metacrilato en el material de los monomeros de partida sea de 20 a 50 mol basados en 1 mol de compuesto iniciador de la polimerizacion, teniendo el copolfmero de injerto: una cadena principal con el grupo acido o el grupo basico obtenido a partir del metacrilato (A) unido a ella; y una cadena lateral que es la cadena de polfmero obtenida a partir del macromonomero (B), y la proporcion de la cadena del polfmero que constituye el copolfmero de injerto y que se selecciona entre el grupo que consiste en cadenas de polialquilenglicol (C2 a C4), cadenas de polialquilenglicol (C2 a C4) monoalquil (C1 a C18) eter y cadenas de poli(acido hidroxialquil (C2 a C18) carboxflico) en el copolfmero de injerto es de un 50 a un 90 % en masa expresado como proporcion en masa.
Las realizaciones preferentes del dispersante de pigmento de la presente invencion incluyen las siguientes. El dispersante de pigmento donde la proporcion de macromonomero (B) basado en metacrilato en el numero total de moles de los monomeros basados en metacrilato es de un 10 a un 50 % basado en el numero total de moles de los monomeros basados en metacrilato; y el dispersante de pigmento donde el polfmero como componente principal tiene un peso molecular promedio en numero de 5000 a 25.000 y tiene un mdice de acido de 15 a 70 mg KOH/g o un mdice de amina de 15 a 70 mg KOH/g.
Ademas, la presente invencion proporciona, como otra realizacion, un metodo para producir un dispersante de pigmento que comprende, como componente principal, un polfmero obtenido sometiendo monomeros particulares a polimerizacion viva por radicales libres usando un compuesto iniciador de la polimerizacion, comprendiendo el metodo:
obtener el polfmero sometiendo los monomeros a polimerizacion viva por radicales libres en presencia del compuesto iniciador de la polimerizacion y un catalizador, usando, como materiales de partida, dos o mas monomeros que comprenden al menos: un metacrilato (A) que tiene un grupo acido o un grupo basico; y un macromonomero (B) basado en metacrilato que tiene un resto de metacrilato en un extremo terminal de una cualquiera de las cadenas de polfmero que tiene un peso molecular de 500 a 5000 y que se selecciona entre el grupo que consiste en cadenas de polialquilenglicol (C2 a C4), cadenas de polialquilenglicol (C2 a C4) monoalquil (C1 a C18) eter y cadenas de poli(acido hidroxialquil (C2 a C18) carboxflico), y constituir los monomeros en una proporcion tal que el numero total de moles de los monomeros basados en metacrilato en los monomeros sea de 20 a 50 mol basado en 1 mol de compuesto iniciador de la polimerizacion y constituir tambien los monomeros de un modo tal que la proporcion de la cadena de polfmero en el polfmero formado, sea de un 50 a un 90 % en masa expresado como proporcion en masa.
Ademas, la presente invencion proporciona, como otra realizacion mas, un metodo para producir un dispersante de pigmento que comprende, como componente principal, un polfmero obtenido sometiendo monomeros particulares a polimerizacion viva por radicales libres usando un compuesto iniciador de la polimerizacion, comprendiendo el metodo:
obtener el polfmero por reaccion de
un polfmero (E) que tiene un grupo epoxi y/o un grupo isocianato, obteniendose el polfmero (E) sometiendo al menos uno o mas monomeros que comprenden un metacrilato (D) que tiene un grupo epoxi y/o un metacrilato (D) que tiene un grupo isocianato a polimerizacion viva por radicales libres en presencia del compuesto iniciador de la polimerizacion y un catalizador usando los monomeros en una proporcion tal que el numero total de moles de los monomeros basados en metacrilato sea de 20 a 50 mol basado en 1 mol del compuesto iniciador de la polimerizacion con:
un compuesto (F) que tiene uno cualquiera de los grupos funcionales seleccionados entre el grupo que consiste en un grupo hidroxi, un grupo amino primario, un grupo amino secundario, un grupo carboxilo y que tiene un grupo acido y/o un grupo basico; y
un compuesto (G) que tiene uno de los grupos funcionales seleccionados entre el grupo que consiste en un grupo hidroxi, un grupo amino primario, un grupo amino secundario, y un grupo carboxilo en un extremo terminal del mismo, y que tiene una cualquiera de las cadenas de polfmero que tienen un peso molecular de 500 a 5000 y que se seleccionan entre el grupo que consiste en cadenas de polialquilenglicol (C2 a C4), cadenas de polialquilenglicol (C2 a C4) monoalquil (C1 a C18) eter y cadenas de poli(acido hidroxialquil (C2 a C18) carboxflico),
usando de compuesto (G) de un modo tal que la proporcion de la cadena del polfmero obtenida a partir del compuesto (G) en el polfmero formado es de un 50 a un 90 % en masa expresado como proporcion en masa.
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Una realizacion preferente del metodo, para producir un dispersante de pigmento de la presente invencion se incluye el metodo para producir un dispersante de pigmento, donde el compuesto iniciador de la polimerizacion usado en la etapa de llevar a cabo la polimerizacion viva por radicales libres es al menos uno de yodo y un compuesto de yodo, y el catalizador usado en la etapa es al menos un compuesto seleccionado entre el grupo que consiste en haluros de fosforo, compuestos basados en fosfito, compuestos basados en fosfinato, compuestos basados en imida, compuestos basados en fenol, compuestos basados en difenilmetano, y compuestos basados en ciclopentadieno.
Ademas, la presente invencion proporciona, como otra realizacion, un lfquido de dispersion de pigmento obtenido por dispersion del dispersante de pigmento de acuerdo con uno cualquiera de los dispersantes de pigmento descritos anteriormente y un pigmento en uno o mas medios lfquidos seleccionados entre el grupo que consiste en agua, disolventes organicos, y compuestos polimerizables.
Una realizacion preferente del lfquido de dispersion de pigmento de la presente invencion incluye el lfquido de dispersion de pigmento, que comprende ademas un derivado de colorante, donde el derivado de colorante es un derivado de colorante que tiene un grupo basico cuando el metacrilato (A) que tiene un grupo acido o un grupo basico y que es un material de partida sintetico del polfmero que es el componente principal del dispersante de pigmento es un metacrilato que tiene un grupo acido, y el derivado de colorante es un derivado de colorante que tiene un grupo acido cuando el metacrilato (A) que tiene un grupo acido o un grupo basico es un metacrilato que tiene un grupo basico.
Efectos ventajosos de la invencion
De acuerdo con la presente invencion, se hace posible proporcionar un dispersante de pigmento que exhibe el efecto en una pequena cantidad de adicion a pigmentos y que es capaz de conseguir un alto nivel de dispersabilidad fina, estabilidad, y fluidez que nunca se habfan podido conseguir con los dispersantes de pigmento convencionales cuando el pigmento se dispersa en agua, un disolvente organico, o un compuesto polimerizable. De acuerdo con la presente invencion, un lfquido de dispersion de pigmento en el que un pigmento esta finamente disperso en un alto grado al hacer uso del dispersante de pigmento excelente y, en consecuencia, mediante el uso del lfquido de dispersion de pigmento como, por ejemplo, un agente colorante para un revestimiento protector de color usado para filtros de color, un agente colorante de pigmento para tintas de inyeccion basadas en agua o basadas en aceite, o similares, hace posible proporcionar una composicion de lfquido de dispersion del pigmento en la que el pigmento esta finamente disperso a un nivel extremadamente alto requerido en estas aplicaciones. De acuerdo con la presente invencion, el dispersante de pigmento provisto por la presente invencion exhibe un efecto en una pequena cantidad de uso en el pigmento, y el lfquido de dispersion de pigmento que se obtiene imparte un alto grado de dispersabilidad que nunca habfa existido hasta la fecha y, por lo tanto, cuando el lfquido de dispersion de pigmento se usa para las aplicaciones mencionadas anteriormente tales como dispositivos de visualizacion de imagen o agentes de registro de imagen, se pueden obtener una alta calidad de imagen y una alta definicion de imagen que nunca se habfan podido conseguir hasta la fecha mediante los productos resultantes, haciendo posible de ese modo formar una imagen excelente. Ademas, el pigmento en el lfquido de dispersion de pigmento que usa el dispersante de pigmento de la presente invencion exhibe una alta estabilidad de almacenamiento con lo cual el estado finamente disperso del pigmento se mantiene durante un penodo prolongado de tiempo, y ademas la viscosidad del lfquido de dispersion de pigmento se hace baja incluso aunque el lfquido de dispersion de pigmento contenga el pigmento en una alta concentracion y, por lo tanto, se puede obtener el siguiente efecto excelente. Es decir, el lfquido de dispersion de pigmento da una alta fluidez que es ventajosa para manipular el lfquido de dispersion de pigmento y la aplicacion a un artfculo (producto) y, por lo tanto, hace posible proporcionar un producto como un lfquido de dispersion de pigmento extremadamente excelente cuando el lfquido de dispersion de pigmento se aplica a diversos tipos de productos.
Ademas, el dispersante de pigmento de la presente invencion se puede obtener solo mediante el metodo de produccion sencillo de la presente invencion en el que monomeros espedficos se someten a polimerizacion viva por radicales libres en condiciones particulares. Con la polimerizacion viva por radicales libres, se hace posible la polimerizacion de monomeros basados en vinilo que tienen un grupo acido o un grupo amino aunque, sin embargo, el metodo de polimerizacion viva por radicales libres que se utiliza en la presente invencion es un metodo de polimerizacion facil que se puede llevar a cabo sin la necesidad de materiales especiales simplemente anadiendo un compuesto iniciador de la polimerizacion y un catalizador en la polimerizacion por radicales libres convencional, no requiere una instalacion de produccion especial ni purificacion del material y, por lo tanto, es ventajoso en terminos de coste y de ecologfa.
Descripcion de realizaciones
A continuacion, la presente invencion se describira con detalle dando realizaciones preferentes de la presente invencion. Los presentes inventores han desarrollado diligentemente estudios de los problemas mencionados anteriormente de las tecnologfas convencionales para descubrir que un polfmero formado a traves de polimerizacion viva por radicales libres y que tiene una estructura espedfica se convierte en un polfmero que tiene propiedades extremadamente utiles como dispersante de pigmento capaz de solucionar los problemas de las tecnologfas convencionales, y han logrado la presente invencion. Mas espedficamente, los presentes inventores han
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descubierto que se puede preparar un Uquido de dispersion de pigmento que es capaz de exhibir un excelente efecto en una pequena cantidad de adicion a pigmentos y que hace posible llevar a cabo todo el rendimiento de alto grado de dispersabilidad fina, estabilidad, y fluidez con respecto al pigmento en los medios usando el dispersante de pigmento de la presente invencion que contiene el polfmero. Ademas, los presentes inventores han descubierto que los productos obtenidos mediante el uso del lfquido de dispersion de pigmento como agente colorante de pigmento, tales como tintas, particularmente revestimientos protectores de color y tintas de inyeccion obtenidos cada uno usando el lfquido de la dispersion de pigmento como agente colorante para filtros de color exhiben una alta calidad de imagen, alta definicion de imagen, y alta capacidad impresion, y han completado la presente invencion.
El polfmero, descrito en detalle, que es un componente principal del dispersante de pigmento de la presente invencion, contiene, como componentes constitutivos, al menos un macromonomero (B) basado de metacrilato que tiene un resto de metacrilato que es un grupo polimerizable por radicales libres en un extremo terminal de la cadena del polfmero seleccionado entre el grupo espedfico y un metacrilato (A) que es un monomero que tiene un grupo acido o un grupo basico, y se obtiene mediante polimerizacion de estos monomeros. Espedficamente, el polfmero es un copolfmero de injerto obtenido usando, como materiales de partida, al menos el metacrilato (A) y el macromonomero (B) que tiene un resto de metacrilato que tiene una cadena de polfmero especifica, y polimerizando estos monomeros polimerizables por radicales, el copolfmero de injerto constituido por una cadena principal a la que se une el grupo acido o el grupo basico obtenido a partir del metacrilato (A) y una cadena lateral que es la cadena de polfmero espedfica obtenida a partir del macromonomero (B) que tiene un peso molecular de 500 a 5000 y que se selecciona entre el grupo espedfico. La estructura del copolfmero de injerto se obtiene a traves de polimerizacion viva por radicales libres como metodo esencial, como se menciona posteriormente.
Es decir, dado que es posible controlar de forma precisa el peso molecular de un producto polimerizado de monomeros en la polimerizacion viva por radicales libres, el polfmero que caracteriza la presente invencion se prepara de un modo tal que tiene una estructura en la que los pesos moleculares de la cadena principal obtenida mediante la polimerizacion de grupos polimerizables por radicales son regulares y uniformes haciendo uso de la polimerizacion viva por radicales libres. Ademas, el polfmero que caracteriza la presente invencion se obtiene facilmente haciendo uso de polimerizacion viva por radicales libres y formandose llevando a cabo la polimerizacion usando al menos los dos tipos de monomeros basados en metacrilato espedficos descritos anteriormente que tienen un resto de metacrilato como grupo polimerizable por radicales libres en una proporcion tal que el numero total de moles de los monomeros basados en metacrilato en los monomeros del material de partida sea de 20 a 50 mol basado en 1 mol de compuesto iniciador de la polimerizacion. Ademas, en la obtencion del polfmero, los materiales de partida de monomero estan constituidos de un modo tal que la proporcion de la cadena de polfmero particular obtenida a partir del macromonomero (B) especificada en la presente invencion en el polfmero formado es de un 50 a un 90 % en masa expresado como proporcion en masa. El polfmero que se forma de ese modo y caracteriza la presente invencion tiene, como resultado, una cadena principal relativamente corta como longitud de cadena molecular y tiene una cadena principal de polfmero cuyos pesos moleculares son uniformes. Y la estructura tiene una cadena principal corta cuyos pesos moleculares son uniformes y la cadena de polfmero obtenida a partir del macromonomero (B) tiene aproximadamente la misma longitud molecular que la de la cadena principal y esta ramificada repetidamente.
<Estructura y accion del dispersante de pigmento>
El dispersante de pigmento de la presente invencion contiene, como componente principal, un copolfmero de injerto obtenido a traves de polimerizacion viva por radicales libres usando al menos dos tipos de monomeros como componentes constitutivos, un macromonomero (B) (tambien denominado en lo sucesivo el presente documento simplemente macromonomero (B) o componente B) que tiene un resto de metacrilato que es un grupo polimerizable por radicales libres en un extremo terminal del mismo y un metacrilato (A) (tambien denominado en lo sucesivo en el presente documento simplemente metacrilato (A) o componente A) que tiene un grupo acido o un grupo basico, y usando los monomeros basados en metacrilato en una proporcion molar particular basada en el compuesto iniciador de la polimerizacion. La presente invencion hace posible conseguir la estructura de polfmero descrita anteriormente que se pretende en la presente invencion y es eficaz como dispersante de pigmento que tiene excelente rendimiento como resultado de hacer uso habilmente de la capacidad de ajustar el peso molecular y obtener un polfmero cuyos pesos moleculares son uniformes, que son las caractensticas de la polimerizacion viva por radicales libres, mediante el uso de un compuesto iniciador de la polimerizacion y ajustando la cantidad del mismo. Espedficamente, la presente invencion consigue una estructura de polfmero que tiene una cadena principal corta cuyos pesos moleculares son uniformes, que tiene un gran numero de cadenas de polfmero obtenidas a partir del macromonomero (B) que estan ramificadas de la cadena principal, y que es util como dispersante de pigmento mediante el ajuste del equilibrio de las cantidades del compuesto iniciador de la polimerizacion y el resto de metacrilato que es un grupo polimerizable por radicales libres y esta contenido en el metacrilato (A) y el macromonomero (B), que se usan en la polimerizacion viva por radicales libres. Al llevar a cabo la polimerizacion viva por radicales libres, cuando la polimerizacion viva por radicales libres se lleva a cabo usando, como el metacrilato (A), un metacrilato que tiene un grupo acido, el dispersante de pigmento se vuelve un dispersante de pigmento acido en el que un grupo acido esta unido a la cadena principal, y cuando se usa un metacrilato que tiene un grupo basico como el metacrilato (A), el dispersante de pigmento se vuelve un dispersante de pigmento basico en el que un grupo basico esta unido a la cadena principal.
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En la polimerizacion viva por radicales libres, se usan generalmente compuestos iniciadores de la polimerizacion que tienen un grupo que se disocia facilmente como un radical. Por ejemplo, la polimerizacion viva por radicales libres se expresa mediante la siguiente formula de reaccion (1) como formula general, donde el compuesto iniciador de la polimerizacion esta representado por R-X.
R-X ^ R^ + X formula (1)
Debido al calor, la luz, o un catalizador, X se separa del compuesto R-X descrito anteriormente para producir un radical de R, y una molecular de un monomero se inserta en el radical de R. Por ejemplo, si se lleva a cabo una polimerizacion por radicales libres habitual en este estado, la transferencia de cadena se produce antes de la desactivacion del radical y se inserta otro monomero, y finalmente el radical se desactiva mediante una reaccion de terminacion. Ademas, dado que el tiempo de vida del radical es corto, como se ha descrito anteriormente, la transferencia de cadena no se puede controlar, y el polfmero que se obtiene en tal caso tiene pesos moleculares que vanan de bajo a alto, y la distribucion molecular de tal polfmero se vuelve amplfa. Por otra parte, en la polimerizacion viva por radicales libres, la reaccion se desvfa al lado izquierdo en la formula descrita anteriormente, y dado que X se anade inmediatamente despues de que el monomero se inserte para estabilizar el radical, no se produce la reaccion de terminacion. Posteriormente, X se separa de nuevo debido al calor, la luz, o el catalizador, se genera un radical en el extremo terminal donde X se separa, a continuacion se inserta un monomero, y X se une de nuevo para estabilizar el radical. Y dado que los radicales se generan uniformemente de forma probabilfstica, los pesos moleculares se vuelven uniformes. Ademas, el compuesto iniciador de la polimerizacion vuelve al punto de partida de la polimerizacion, a continuacion la molecula prolonga su longitud a partir del mismo, y por lo tanto el peso molecular se puede controlar mediante la cantidad de compuesto iniciador de la polimerizacion.
La presente invencion consigue obtener un copolfmero que tiene una cadena principal con un peso molecular bajo y en la que los pesos moleculares son uniformes, haciendo uso de la polimerizacion viva por radicales libres y ajustando el equilibrio de las cantidades del compuesto iniciador de la polimerizacion y el metacrilato que es un grupo polimerizable por radicales libres y constituye los monomeros usados para la polimerizacion. Y, de acuerdo con los estudios llevados a cabo por los presentes inventores, el equilibrio espedfico de las cantidades que es importante para conseguir los objetivos de la presente invencion es que la constitucion de los monomeros que son los materiales de partida se haga de un modo tal que el numero de moles del resto de metacrilato que es un grupo polimerizable por radicales libres sea de 20 a 50 mol expresado mediante una proporcion molar con respecto a 1 mol de compuesto iniciador de la polimerizacion. Cuando se polimerizan los monomeros espedficos con tal equilibrio de cantidades, se hace posible formar una cadena principal que tiene un grado medio de polimerizacion de 20 a 50, y en la que los pesos moleculares son uniformes. Por ejemplo, cuando el peso molecular del resto de metacrilato se ajusta al peso molecular del resto que tiene la siguiente estructura, el peso molecular es 85, y el peso molecular de la cadena principal llega a ser de 1700 a 4250, haciendo posible de ese modo preparar una cadena principal que tiene un peso molecular relativamente bajo.
imagen1
Los presentes inventores han descubierto basandose en el conocimiento descrito anteriormente que se puede preparar un polfmero que tiene una estructura espedfica y que es capaz de exhibir una alta funcionalidad como dispersante de pigmento haciendo uso de la polimerizacion viva por radicales libres y una proporcion apropiada (equilibrio de cantidades) del compuesto iniciador de la polimerizacion y el resto de metacrilato durante la polimerizacion, y han conseguido la presente invencion. Espedficamente, el polfmero que caracteriza la presente invencion se forma a traves de polimerizacion viva por radicales libres usando, como componentes constitutivos, dos o mas monomeros que contienen al menos: un metacrilato (A) que tiene un grupo acido o un grupo basico; y un macromonomero (B) basado en metacrilato que tiene un resto de metacrilato en un extremo terminal de al menos una cualquiera de las cadenas de polfmero que tienen un peso molecular de 500 a 5000 y que se seleccionan entre el grupo que consiste en cadenas de polialquilenglicol (C2 a C4), cadenas de polialquilenglicol (C2 a C4) monoalquil (C1 a C18) eter, y cadenas de poli(acido hidroxialquil (C2 a C18) carboxflico). Ademas, cuando el polfmero que caracteriza la presente invencion se forma a traves de polimerizacion viva por radicales libres, se requiere que se sometan a polimerizacion viva por radicales libres los monomeros constituidos de un modo tal que la proporcion de la cadena de polfmero obtenida a partir del componente (B) en el polfmero formado sea de un 50 a un 90 % en masa expresado como una proporcion en masa. Como resultado de la misma, el polfmero que caracteriza la presente invencion se convierte en un copolfmero de injerto que tiene una estructura de polfmero particular: en la que el grupo acido o el grupo basico obtenido a partir del componente A se introduce en la cadena principal; cuya cadena principal tiene un peso molecular relativamente bajo y tiene pesos moleculares uniformes; y, ademas de la cadena principal, que tiene ademas, como cadenas laterales, un gran numero de cadenas de polfmero que se obtienen a partir del macromonomero que es el componente B y que estan ramificadas de la cadena principal.
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El copoKmero de injerto tiene una constitucion espedfica y por lo tanto exhibe una alta funcionalidad cuando se utiliza como dispersante de pigmento como se describe a continuacion. En primer lugar, dado que la cadena principal del copolfmero de injerto tiene el grupo acido o el grupo basico obtenido a partir del componente A, la cadena principal es capaz de llegar a ser una parte del polfmero (parte de adsorcion) que se adsorbe a un pigmento debido a una accion de adsorcion tal como un enlace ionico o un enlace de hidrogeno. Espedficamente, cuando la cadena principal tiene un grupo acido, el grupo acido se convierte en un grupo que tiene adsortividad para exhibir la accion de ser adsorbido al pigmento formando un enlace ionico con un grupo basico de la superficie de un pigmento basico o un pigmento tratado obtenido a partir de un colorante que tiene un grupo basico. Ademas, cuando la cadena principal del dispersante de pigmento tiene un grupo basico, el grupo basico se convierte en un grupo que tiene adsortividad para exhibir la accion de ser adsorbido al pigmento formando un enlace ionico con un grupo acido de la superficie de un pigmento acido o un pigmento tratado obtenido a partir de colorante que tiene un grupo acido. La cadena principal del copolfmero de injerto, como se ha descrito anteriormente, exhibe la accion de ser adsorbida a diversos pigmentos basicos o acidos, trabaja como una cadena que se adsorbe a pigmentos y, como resultado de lo mismo, el copolfmero de injerto se convierte en un polfmero con el que se puede conseguir un alto grado de dispersion fina de pigmentos.
De acuerdo con estudios adicionales llevados a cabo por los presentes inventores, cuando el peso molecular de la cadena principal es demasiado bajo, la parte de adsorcion es demasiado pequena y por lo tanto el copolfmero de injerto es inferior en adsortividad a pigmentos, por otra parte, cuando el peso molecular de la cadena principal es demasiado alto, a veces ocurre que el dispersante se adsorbe a una pluralidad de partfculas de pigmento (adsorcion a multiples partfculas de pigmento) dando como resultado el fallo en la consecucion de una dispersion fina o dando como resultado la agregacion de los pigmentos despues de un penodo prolongado de almacenamiento. Es necesario, por las razones descritas anteriormente, que la cadena principal tenga un cierto intervalo de peso molecular. Con el que fin de conseguir esto, el numero de moles del resto de metacrilato en los monomeros que son los materiales de partida para su uso en la polimerizacion (el numero total de moles de los monomeros basados en metacrilato) basado en 1 mol del compuesto iniciador de la polimerizacion se especifica de un modo tal que sea de 20 a 50 mol en la presente invencion. Es decir, dado que el copolfmero de injerto que caracteriza la presente invencion se obtiene a traves de una polimerizacion viva por radicales libres disenando los monomeros de la forma que se ha descrito anteriormente, la cadena principal del copolfmero de injerto tiene un peso molecular bajo que esta alrededor del peso molecular mencionado anteriormente (de 1700 a 4250). Por razones similares a las descritas anteriormente, cuando el numero total de moles del resto de metacrilato es menor de 20 mol, la parte de adsorcion es demasiado pequena dando como resultado una adsortividad insuficiente, por otra parte, cuando el numero total de moles del residuo de metacrilato es 50 mol o mas, existe la posibilidad de que se produzca la adsorcion a multiples partfculas de pigmento dando como resultado el fallo en la consecucion de una dispersion fina o dando como resultado una deficiencia en la estabilidad de almacenamiento. Un intervalo mas preferente del numero total de moles del resto de metacrilato en la presente invencion es de 25 a 40 mol basado en 1 mol de compuesto iniciador de la polimerizacion.
De acuerdo con los estudios llevados a cabo por los presentes inventores, es preferente que los pesos moleculares de la cadena principal del polfmero sean uniformes con el fin de mejorar el rendimiento como dispersante de pigmento. Es decir, cuando los pesos moleculares de la cadena principal no son uniformes y en la cadena principal estan contenidas cadenas de polfmero que vanan de alto a bajo en terminos del peso molecular, espedficamente en la cadena principal esta contenido un gran numero de cadenas de polfmero que tiene un peso molecular que excede el intervalo del peso molecular de la cadena principal o que tiene un peso molecular menor que el intervalo del peso molecular de la cadena principal, es diffcii que el polfmero llegue a ser un dispersante de pigmento de alto rendimiento que sea un objetivo de la presente invencion. Por otra parte, en la presente invencion, el peso molecular de la cadena principal que se forma se puede determinar especificando el numero total de moles del resto de metacrilato para su uso en la polimerizacion en un intervalo particular basado en 1 mol de compuesto iniciador de la polimerizacion, y ademas el polfmero util que caracteriza la presente invencion se forma adoptando la polimerizacion viva por radicales libres que es capaz de hacer uniformes los pesos moleculares de la cadena principal, que son las caractensticas principales de la presente invencion.
Por otra parte, dado que es diffcil controlar la estructura y el peso molecular del polfmero con la polimerizacion viva por radicales libres convencional, incluso aunque se polimericen a traves de la polimerizacion viva por radicales libres convencional monomeros que son los mismos que los monomeros que se usan en la presente invencion, no se puede obtener la estructura del copolfmero de injerto que caracteriza la presente invencion debido a que el peso molecular de la cadena principal se hace demasiado alto, aumentando de ese modo la viscosidad de la solucion de polimerizacion o haciendo que el lfquido de polimerizacion se convierta en gel debido a la viscosidad estructural, o debido a que es diffcil que el extremo terminal del macromonomero de alto peso molecular contribuya a la polimerizacion y el macromonomero como material de partida quede sin reaccionar. La presente invencion hace uso de la polimerizacion viva por radicales libres, y la caractenstica de la polimerizacion viva por radicales libres es que la polimerizacion viva por radicales libres es una reaccion de un grupo terminal y se controla la polimerizacion. Y debido a la caractenstica, el grado de polimerizacion se prolonga uniformemente, y los grupos polimerizables por radicales que se consumen a medida que transcurre la polimerizacion y, por lo tanto, el polfmero que se forma, se convierte en un copolfmero de injerto que tiene una estructura de multiples ramificaciones que caracteriza el dispersante de pigmento de la presente invencion.
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Ademas, es preferente que el mdice de acido o el mdice de amina del copoKmero de injerto en su totalidad que constituye el dispersante de pigmento de la presente invencion sea de 15 a 70 mg KOH/g, aunque el intervalo preferente vana dependiendo del equilibrio entre la cadena principal y la cadena lateral, que hace diffcil decirlo definitivamente. Cuando la cantidad de los grupos acidos o los grupos basicos esta dentro de tal intervalo, es posible hacer una cadena principal que se adsorba favorablemente a pigmentos. Ademas, cuando se centra la atencion exclusivamente en la parte de la cadena principal del copolfmero de injerto, se hace la analogfa de que los grupos acidos o los grupos basicos existen densamente en la cadena principal cuando el mdice de acido o el mdice de amina esta dentro del intervalo descrito anteriormente. Es preferente que el mdice de acido o el mdice de amina en la cadena principal solo sean de 70 a 450 mg KOH/g, y esto significa que la cadena principal se hace de una cadena de polfmero que tiene un alto mdice acido o basico. El copolfmero de injerto que constituye el dispersante de pigmento de la presente invencion exhibe la accion de ser fuertemente adsorbido al pigmento debido a la densa existencia de grupos acidos o grupos basicos en la cadena principal, e incluso aunque el grupo acido o el grupo basico adsorbido en la cadena principal se desorba del pigmento, un grupo acido o un grupo amina que exista en la vecindad se adsorbe inmediatamente al pigmento para mejorar la adsortividad al pigmento debido a los grupos acidos o los grupos basicos que existen densamente en la cadena principal y, como resultado de lo mismo, se considera que la estabilidad de almacenamiento mejora. Sin embargo, cuando el mdice de acido o el mdice de amina del copolfmero de injerto en su totalidad es menos de 15 mg KOH/g, existe la posibilidad de que la adsortividad sea insuficiente, por otra parte, no es preferente que el mdice de acido o el mdice de amina del copolfmero de injerto en su totalidad sea mas de 70 mg KOH/g debido a que se produce en ocasiones el caso de que el mdice de acido o el mdice de amina de la cadena principal es tan alto que el copolfmero de injerto es insoluble en disolventes o la resistencia al agua es insuficiente. El intervalo mas preferente del mdice de acido o el mdice basico del copolfmero de injerto en su totalidad es de 20 a 50 mg KOH/g.
A continuacion, el copolfmero de injerto (tambien denominado en lo sucesivo en el presente documento dispersante de pigmento de la presente invencion) que es el componente principal del dispersante de pigmento de la presente invencion tiene una estructura en la que, como se ha descrito anteriormente, se injerta una cadena de polfmero particular obtenida a partir del componente B, como ramificacion, en la cadena principal que tiene la constitucion que se ha descrito anteriormente. Se considera que la cadena lateral se disuelve en el medio de dispersion lfquido (tambien denominado simplemente "medio lfquido") para causar repulsion esterica, previniendo de ese modo la agregacion de pigmentos, previniendo la agregacion de pigmentos durante la dispersion por medio de energfa mecanica en el lfquido de dispersion, trabajando hacia una dispersion mas fina, y exhibiendo el efecto de conseguir un alto grado de estabilidad de almacenamiento debido a la repulsion esterica. Ademas, cuando la cantidad de introduccion de la cadena ramificada (cadena lateral) con respecto a la cantidad de la cadena troncal (cadena principal) es grande, se genera una repulsion esterica muy fuerte y, como resultado de la misma, se pueden impartir la dispersabilidad fina y el alto grado de estabilidad. Ademas, se considera que se injerta un gran numero de cadenas laterales en la cadena principal que esta en un estado denso, haciendo de ese modo aun mas fuerte la fuerza de repulsion que da como resultado la consecucion del alto grado de dispersion fina y estabilidad de dispersion del pigmento. En la presente invencion, el copolfmero de injerto esta constituido de un modo tal que la proporcion de la cadena de polfmero obtenida a partir del componente B en el copolfmero de injerto es de un 50 a un 90 % en masa expresado como proporcion en masa.
La cadena de polfmero particular descrita anteriormente que puede ser la cadena lateral del dispersante de pigmento de la presente invencion es espedficamente una cadena de polfmero (tambien denominada en lo sucesivo en el presente documento cadena de polfmero particular) que tiene un peso molecular dentro de un intervalo de 500 a 5000 y que incluye cadenas de glicol o cadenas de poliester, tales como cadenas de polialquilenglicol (numero de atomos de carbono: C2 a C4) y/o cadenas de polialquilenglicol (numero de atomos de carbono: C2 a C4) monoalquil (numero de atomos de carbono: C1 a C18) eter y/o cadenas de poli(acido hidroxialquil (numero de atomos de carbono: C2 a C18) carboxflico). Estas cadenas de polfmero particulares son preferentes a causa de su alta solubilidad en medios lfquidos. Los detalles de las cadenas de polfmero particulares se mencionaran posteriormente.
El peso molecular de la cadena del polfmero tal como la cadena de glicol o la cadena de poliester es importante para impartir dispersabilidad fina y estabilidad al lfquido de dispersion de pigmento debido a la repulsion esterica mencionada anteriormente de la cadena lateral, y se requiere que el peso molecular sea de 500 a 5000. Por otra parte, cuando el peso molecular es menos de 500, la repulsion esterica es insuficiente y la estabilidad de almacenamiento se vuelve deficiente, ademas cuando el peso molecular excede de 5000, en ocasiones se produce que la estabilidad de almacenamiento se vuelve, por el contrario, mala. Se considera que el fenomeno se produce a causa de que se genera entrelazamiento de las cadenas de polfmero cuando el peso molecular excede de 5000. Ademas, cuando el peso molecular excede de 5000, se considera que el numero de ramificaciones se hace bajo con respecto a la cantidad de introduccion de ramificaciones y no se hace posible una repulsion esterica suficiente, y tambien se considera que la parte que se disuelve en el dispersante de pigmento es demasiado grande para aumentar de ese modo la solubilidad del dispersante de pigmento en su totalidad y por lo tanto existe la posibilidad de que, incluso aunque la cadena principal se adsorba al pigmento, la cadena principal se separe del pigmento. Es mas preferente que el peso molecular de la cadena del polfmero sea de 1000 a 3000.
Ademas, la distribucion de peso molecular, que es un valor obtenido al dividir el peso molecular promedio en peso por el peso molecular promedio en numero del dispersante de pigmento de la presente invencion, no se limita de
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forma particular. Esta razon es porque incluso si se obtiene el copoUmero de injerto a traves de polimerizacion viva por radicales libres, existe la posibilidad de que la distribucion de peso molecular del copoUmero de injerto se mida, debido a su estructura, como un polfmero que tiene una distribucion de peso molecular amplfa dependiendo de la extension de la molecula o la posicion del injerto cuando el peso molecular del copolfmero de injerto en un estado disuelto se mide mediante cromatograffa de permeacion en gel y es diffcil medir la distribucion de peso molecular que es inherente al copolfmero de injerto. La distribucion de peso molecular preferente que tiene en cuenta la razon es 2 o menos, mas preferentemente 1,6 o menos.
Ademas, es preferente para el fin de generar suficiente repulsion esterica que un gran numero de cadenas de polfmero que constituyen las cadenas laterales del dispersante de pigmento de la presente invencion esten ramificadas. Por lo tanto, es preferente que el macromonomero (B) se use en una proporcion molar dentro de un intervalo de un 10 a un 50 % en un numero total de moles del resto de metacrilato de 20 a 50 mol que se usa basado en 1 mol de compuesto iniciador de la polimerizacion, en concreto el macromonomero (B) se usa en una proporcion molar dentro de un intervalo de 2 a 25 mol. Sin embargo, el intervalo es diferente dependiendo del peso molecular de la cadena de polfmero que constituye el macromonomero (B). Por ejemplo, si se usan 2 mol del macromonomero que tiene una cadena de polfmero cuyo peso molecular es 500 basado en 1 mol de compuesto iniciador de la polimerizacion (en concreto, 1 mol de un grupo iniciador de la polimerizacion), la proporcion en masa de la cadena del polfmero en el macromonomero en el dispersante de pigmento se vuelve pequena, y se considera que no se puede obtener suficiente repulsion esterica. De ese modo, se vuelve importante que la proporcion en masa de la cadena del polfmero se ajuste de un modo tal que sea de un 50 a un 90 % en masa en la masa del dispersante de pigmento para el fin de obtener suficiente repulsion esterica para conseguir el efecto extraordinario de la presente invencion. Cuando la proporcion en masa es menos de un 50 % en masa, no se obtiene suficiente repulsion y la estabilidad de almacenamiento se vuelve mala, y cuando la proporcion en masa excede de un 90 % en masa, la cantidad de la cadena principal que es una parte de adsorcion se vuelve relativamente pequena, y no se consiguen la dispersion fina ni la estabilidad de almacenamiento en un alto nivel.
Ademas, con respecto al peso molecular del copolfmero de injerto que es un componente principal del dispersante de pigmento de la presente invencion, es preferente que el copolfmero de injerto tenga un peso molecular promedio en numero de 5000 a 25.000. Un valor del peso molecular promedio en numero que sea menos de 5000 muestra que la parte de adsorcion de la cadena principal es pequena a causa de que el efecto de la cadena de polfmero obtenida a partir del macromonomero (B) que tiene un peso molecular de 500 a 5000 en el peso molecular del copolfmero de injerto es grande, o que la cantidad de la cadena principal representa la mayor parte del copolfmero de injerto y la cantidad del macromonomero es pequena. Por lo tanto, no es preferente que el valor del peso molecular promedio en numero sea menos de 5000 a causa de que en ocasiones se produce que la adsortividad a pigmentos es mala o no se obtiene repulsion esterica y por lo tanto no se obtienen las suficientes dispersabilidad fina y estabilidad. Por otra parte, no es preferente que el valor del peso molecular promedio en numero sea mayor de 25.000 a causa de que el peso molecular del polfmero es demasiado grande y existe el riesgo de que no se pueda obtener el suficiente efecto que se enumera posteriormente. En este caso, en primer lugar, se considera que la cadena principal se vuelve mas grande aunque, sin embargo, en este caso, el peso molecular de la cadena principal que es una parte de adsorcion es demasiado grande, y se hace diffcil conseguir la dispersion fina descrita anteriormente. O, se considera que el numero de cadenas laterales se vuelve demasiado grande o el peso molecular de la cadena lateral se hace grande, y en este caso, la solubilidad de la cadena lateral que es una parte soluble se vuelve mucho mas grande que la adsortividad de la cadena principal, y existe la posibilidad de que incluso aunque el dispersante se adsorba a un pigmento, el dispersante se separe del pigmento. Por lo tanto, ambos casos no son preferentes. De acuerdo con los estudios llevados a cabo por los presentes inventores, un intervalo de peso molecular mas preferente del copolfmero de injerto es de 10.000 a 20.000.
(Metodo para producir el dispersante de pigmento)
El componente principal del dispersante de pigmento de la presente invencion tiene la estructura de polfmero espedfica mencionada anteriormente, y por lo tanto el dispersante de pigmento de la presente invencion llega a ser un dispersante de pigmento capaz de exhibir la accion y efecto originados de la estructura del mismo. La composicion de monomeros que llegan a ser materiales de partida para formar el polfmero se requiere que sea dos o mas monomeros que contienen al menos: un metacrilato (A) que tiene un grupo acido o un grupo basico; y un macromonomero (B) basado en metacrilato que tiene un resto de metacrilato en un extremo terminal de una cadena de polfmero particular que tiene un peso molecular de 500 a 5000. Ademas, se puede usar otro monomero polimerizable por radicales libres que sea copolimerizable con el metacrilato (A) y el macromonomero (B), como componente constituyente, segun sea necesario.
Existen dos metodos para obtener de forma estable y sencilla el copolfmero de injerto que es el componente principal del dispersante de pigmento de la presente invencion y tiene una estructura espedfica, y los metodos se describen a continuacion. El primero de ellos, el metodo I que es el primer metodo es un metodo para obtener el copolfmero de injerto sometiendo dos o mas monomeros que contienen al menos: un metacrilato (A) que tiene un grupo acido o un grupo basico; y un macromonomero (B) basado en metacrilato que tiene un resto de metacrilato en un extremo terminal de una cadena de polfmero particular que tiene un peso molecular de 500 a 5000, espedficamente al menos una cualquiera de las cadenas de polfmero (tambien denominadas en lo sucesivo en el
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presente documento simplemente "cadena de poUmero particular") seleccionadas entre el grupo que consiste en cadenas de polialquilenglicol (C2 a C4), cadenas de polialquilenglicol (C2 a C4) monoalquil (C1 a C18) eter, y cadenas de poli(acido hidroxialquil (C2 a C18) carboxflico), a polimerizacion viva por radicales libres en presencia de un compuesto iniciador de la polimerizacion usando los dos o mas monomeros en un equilibrio particular como se especifica en la presente invencion.
Ademas, mediante el metodo II que es el segundo metodo, se obtiene un copolfmero de injerto que tiene una estructura espedfica que caracteriza la presente invencion de un modo tal que cada compuesto descrito posteriormente reacciona de forma continua sin terminar la polimerizacion haciendo uso de la polimerizacion viva por radicales libres. Espedficamente, mediante el metodo II, se obtiene un polfmero (E) que tiene un grupo epoxi y/o un grupo isocianato a traves de polimerizacion viva por radicales libres en presencia de un compuesto iniciador de la polimerizacion usando uno o mas monomeros que contienen al menos un metacrilato (D) que tiene un grupo epoxi y/o un metacrilato (D) que tiene un grupo isocianato en una proporcion tal que el numero total de moles de monomeros basados en metacrilato es de 20 a 50 mol basado en 1 mol de compuesto iniciador de la polimerizacion. Y el metodo II es un metodo para obtener un copolfmero de injerto que caracteriza la presente invencion haciendo reaccionar, posteriormente, el polfmero (E) con un compuesto (F) que tiene uno cualquiera de los grupos funcionales seleccionados entre el grupo que consiste en un grupo hidroxi, un grupo amino primario, un grupo amino secundario, y un grupo carboxilo y que tiene un grupo acido o un grupo basico y un compuesto (G) que tiene uno de los grupos funcionales seleccionados entre el grupo que consiste en un grupo hidroxi, un grupo amino primario, un grupo amino secundario, y un grupo carboxilo y que tiene una cadena de polfmero particular.
En primer lugar, se describe el metodo I. Mediante el metodo, se obtiene la estructura del copolfmero de injerto que caracteriza la presente invencion a traves de polimerizacion viva por radicales libres usando al menos un metacrilato
(A) que tiene un grupo acido o un grupo basico y un macromonomero (B) que tiene una cadena de polfmero particular. En el metacrilato (A) que tiene un grupo acido o un grupo basico y usado para introducir un grupo acido o un grupo basico en la cadena principal del copolfmero de injerto, los grupos acidos incluyen un grupo carboxilo, un grupo fosfato, y con grupo sulfonato. Un grupo acido mas preferente es el grupo carboxilo o el grupo sulfonato.
El metacrilato que tiene tal grupo acido no se limita de forma particular aunque, sin embargo, se pueden usar los metacrilatos mostrados a modo de ejemplo a continuacion. Algunos ejemplos del metacrilato que tiene un grupo carboxilo incluyen: acido metacnlico; monomeros obtenidos por reaccion de un ester de hidroxialquilo de acido metacnlico con un acido polibasico tal como acido sucdnico, acido maleico, acido ftalico, acido 1,2-ciclohexano dicarboxflico, acido trimelttico, y acido piromelftico, o con un haluro de acido o un anlddrido de acido de los mismos; monomeros obtenidos por reaccion de isocianato de metacriloiloxi etilo con un compuesto que tiene un grupo amino o un grupo hidroxi, y que tiene un grupo carboxilo tal como, por ejemplo, acido lactico; etc.
Ademas, algunos monomeros que tienen un grupo fosfato incluyen fosfato de 2-(metacriloiloxi)etilo, metacrilato de 3- cloro-2-(fosfonoxi)propilo, fosfato de 2-(metacriloiloxi)propilo, metacrilato de 2-(fenoxifosfoniloxi)etilo, monometacrilato de fosfoxi acido polioxietilenglicol, monometacrilato de fosfoxi acido polioxipropilenglicol, etc. Ademas, tambien se pueden usar metacrilatos difuncionales tales como bis(2-metacriloiloxietil)fosfato dentro de un intervalo donde el polfmero obtenido no cause formacion de gel. Particularmente, el fosfato de 2-(metacriloiloxi)etilo es adecuado para la presente invencion, a causa de que el fosfato tiene versatilidad, esta disponible en el mercado, y tiene el menor peso molecular.
Por otra parte, los grupos basicos en el metacrilato (A) que tiene un grupo basico que actua como un grupo que tiene adsortividad al pigmento incluyen un grupo amino y una sal de amonio cuaternario de un grupo amino formada con un alquilo halogenado o un sulfonato de alquilo. El metacrilato (A) que tiene un grupo basico no se limita de forma particular, y se pueden usar los metacrilatos mostrados a modo de ejemplo a continuacion. Algunos ejemplos de los mismos incluyen metacrilatos de aminoalquilo tales como metacrilato de aminoetilo, metacrilato de dimetilaminoetilo, metacrilato de dietilaminoetilo, y metacrilato de t-butilaminoetilo; metacrilatos obtenidos por reaccion de metacrilato de glicidilo con un grupo amino secundario tal como, por ejemplo, dietilamina o dietanolamina; cloruros de bencilo de los mismos, y cloruros de metacrilato cuaternario de los mismos formados con sulfonato de dietilo, etc.
A continuacion, se describe el macromonomero (B) que tiene una cadena de polfmero particular. El macromonomero
(B) es un macromonomero basado en metacrilato que tiene un resto de metacrilato en un extremo terminal de una cualquiera de las cadenas de polfmero que tienen un peso molecular de 500 a 5000 y que se seleccionan entre el grupo que consiste en cadenas de polialquilenglicol (C2 a C4), cadenas de polialquilenglicol (C2 a C4) monoalquil (C1 a Cl8) eter, y cadenas de poli(acido hidroxialquil (C2 a C18) carboxflico). El macromonomero es un polfmero que es una cadena lateral del copolfmero de injerto que constituye el dispersante de pigmento de la presente invencion, y el macromonomero exhibe la accion de solubilidad en disolventes y el efecto de repulsion esterica.
Algunos ejemplos espedficos de la cadena de polfmero particular incluyen las siguientes cadenas de polfmero. Las cadenas de polialquilenglicol (C2 a C4) incluyen: polietilenglicol; polipropilenglicol; politetrametilenglicol; y homopolfmeros, copolfmeros aleatorios y copolfmeros en bloque que tienen cada uno etilenglicol, propilenglicol, 1,3- propanodiol, o tetrametilenglicol como unidades monomericas. Las cadenas de polialquilenglicol (C2 a C4) monoalquil (C1 a C18) eter incluyen metil eteres, etil eteres, lauril eteres, y estearil eteres terminales individuales de
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las cadenas de polialquilenglicol (C2 a C4) descritas anteriormente, etc. Las cadenas de poli(acido hidroxialquil (C2 a C18) carboxflico) incluyen acido polilactico, policaprolactona, poli acido 12-hidroxiesteanlico, etc. En la presente invencion, se usa un macromonomero (B) en el que esta unido un resto de metacrilato en un extremo terminal de estas cadenas de polfmero particulares para formar un enlace ester.
En el metodo I mediante el que se produce el copolfmero de injerto que es un componente principal del dispersante de pigmento de la presente invencion, la polimerizacion viva por radicales libres se lleva a cabo usando al menos estos monomeros (A) y (B) aunque, sin embargo, se puede usar otro monomero (a) polimerizable por radicales libres que sea copolimerizable con estos monomeros dentro de un intervalo donde se pueda realizar la estructura que caracteriza la presente invencion. Como el monomero (a), se pueden usar monomeros polimerizables por radicales que incluyen monomeros basados en vinilo tales como monomeros de estireno y acetatos de vinilo, monomeros basados en amida tales como acrilamida y metacrilamida, y monomeros basados en acido maleico tales como fenil maleimida. En la presente invencion, dado que se requiere que el copolfmero de injerto se sintetice a traves de polimerizacion viva por radicales libres con el fin de hacer que el copolfmero de injerto tenga una estructura espedfica util para el dispersante de pigmento, es preferente que el monomero (a) que se usa junto con los monomeros (A) y (B) sea un monomero basado en metacrilato. La accion del monomero (a) se describira posteriormente.
Algunos monomeros basados en metacrilato que se pueden usar en este caso incluyen, pero no se limitan particularmente a, metacrilatos de (ciclo)alquilo tales como metacrilato de metilo, metacrilato de etilo, metacrilato de propilo, metacrilato de isopropilo, metacrilato de butilo, metacrilato de 2-metilpropano, metacrilato de t-butilo, metacrilato de pentilo, metacrilato de hexilo, metacrilato de octilo, metacrilato de 2-etilhexilo, metacrilato de nonilo, metacrilato de decilo, metacrilato de isodecilo, metacrilato de laurilo, metacrilato de tetradecilo, metacrilato de octadecilo, metacrilato de behenilo, metacrilato de isostearilo, metacrilato de ciclohexilo, metacrilato de t- butilciclohexilo, metacrilato de isobornilo, metacrilato de trimetilciclohexilo, metacrilato de ciclodecilo, metacrilato de ciclodecilmetilo, metacrilato de triciclodecilo, y metacrilato de adamantilo; metacrilatos de arilo tales como metacrilato de fenilo, metacrilato de naftilo, y metacrilato de bencilo; metacrilatos de alquenilo tales como metacrilato de alilo; metacrilatos que contienen grupos hidroxilo tales como metacrilato de 2-hidroxietilo, metacrilato de 2-hidroxipropilo, y monometacrilato de polietilenglicol; metacrilatos que contienen halogeno tales como metacrilato de octafluorooctilo y metacrilato de tetrafluoroetilo; metacrilatos absorbentes de rayos ultravioleta tales como metacrilato de 2-(4-benzoxi- 3-hidroxifenoxi)etilo, y 2-(2'-hidroxi-5-metacriloiloxietilfenil)-2H-benzotriazol; metacrilatos que contienen atomos de silicio que tienen un grupo trimetoxisililo o una cadena de dimetilsilicona; etc., y se pueden usar uno o mas tipos de los monomeros basados en metacrilato. En el metodo I mediante el que se produce el copolfmero de injerto que constituye el dispersante de pigmento de la presente invencion, el copolfmero de injerto que tiene una estructura espedfica se produce sometiendo el monomero basado en metacrilato como componente constituyente segun sea necesario junto con el compuesto iniciador de la polimerizacion a polimerizacion viva por radicales libres para obtener el dispersante de pigmento de la presente invencion.
Como metodo para producir el copolfmero de injerto que constituye el dispersante de pigmento de la presente invencion, existe el metodo II ademas del metodo I. En el metodo II, se obtiene un polfmero (E) que tiene un grupo epoxi y/o un grupo isocianato a traves de polimerizacion viva por radicales libres en presencia de un compuesto iniciador de la polimerizacion usando al menos uno o mas monomeros que contienen un metacrilato (D) que tiene un grupo epoxi y/o un metacrilato (D) que tiene un grupo isocianato en una proporcion tal que el numero total de moles de los monomeros basados en metacrilato basado en 1 mol de compuesto iniciador de la polimerizacion es de 20 a 50, y a continuacion se obtiene el copolfmero de injerto que tiene una estructura espedfica por reaccion del polfmero (E) con: un compuesto (F) que tiene uno de los grupos funcionales seleccionados entre el grupo que consiste en un grupo hidroxi, un grupo amino primario, un grupo amino secundario, y un grupo carboxilo y que tiene un grupo acido o un grupo basico; y un compuesto (G) que tiene uno de los grupos funcionales seleccionados entre el grupo que consiste en un grupo hidroxi, un grupo amino primario, un grupo amino secundario, y un grupo carboxilo en el extremo terminal del mismo y que tiene la cadena del polfmero especifica descrita anteriormente. En la presente invencion, los compuestos que son materiales de partida se usan en la polimerizacion de un modo tal que la proporcion de la cadena de polfmero obtenida a partir de compuesto (G) es de un 50 a un 90 % en masa expresado como proporcion en masa.
Se describen los detalles del metodo II, en primer lugar, el metacrilato (D) que tiene un grupo epoxi y/o un grupo isocianato se somete al menos a polimerizacion viva por radicales libres en presencia de un compuesto iniciador de la polimerizacion. Ademas, en la realizacion de la polimerizacion viva por radicales libres, el monomero polimerizable por radicales libres descrito anteriormente, preferentemente el metacrilato que se ha descrito anteriormente, se puede copolimerizar segun sea necesario. El polfmero (E) obtenido mediante la copolimerizacion es un polfmero basado en metacrilato en el que el resto de metacrilato se polimeriza en un intervalo de 20 a 50 mol basado en 1 mol de compuesto iniciador de la polimerizacion como se ha descrito anteriormente, y el polfmero (E) obtenido es tambien un polfmero basado en metacrilato: que tiene un grupo epoxi y/o un grupo isocianato como grupo funcional; que tiene un grado medio de polimerizacion de 20 a 50 mol; y que tiene un bajo peso molecular y pesos moleculares uniformes.
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El compuesto (F) que tiene uno de los grupos funcionales seleccionados entre el grupo que consiste en un grupo hidroxi, un grupo amino primario, un grupo amino secundario, y un grupo carboxilo y que tiene un grupo acido o un grupo basico y el compuesto (G) que tiene uno de los grupos funcionales seleccionados entre el grupo que consiste en un grupo hidroxi, un grupo amino primario, un grupo amino secundario, y un grupo carboxilo en el extremo terminal del mismo y que tiene una cadena de polfmero particular se hacen reaccionar con el polfmero (E) con el fin de hacer una estructura que es espedfica para el copolfmero de injerto que es un componente principal del dispersante de pigmento de la presente invencion y en el que se injerta una cadena de polfmero particular que tiene un grupo acido y/o un grupo basico en la cadena principal.
Los metacrilatos que tienen un grupo epoxi y que se usan en la polimerizacion incluyen, pero no se limitan particularmente a, metacrilato de glicidilo y metacrilato de epoxi ciclohexil metilo. Los metacrilatos que tienen un grupo isocianato incluyen, pero no se limitan particularmente a, metacrilato de isocianatoetilo (nombre producto: Karenz MOI fabricado por Showa Denko K.K.) y un metacrilato obtenido mediante el uso de un compuesto que tiene dos grupos isocianato con diferente reactividad, tal como un producto bloqueado del isocianato en el metacrilato de isocianatoetilo o diisocianato de isoforona, y haciendo reaccionar metacrilato de 2-hidroxietilo con uno de los dos grupos isocianato del compuesto.
Se conoce que un grupo carboxilo, un grupo amino primario, un grupo amino secundario, o un grupo hidroxi (denominado en lo sucesivo en el presente documento grupo funcional b) reacciona con un grupo epoxi o un grupo isocianato, y se pueden utilizar metodos conocidos convencionalmente para la reaccion y no se limitan de forma particular. Y, con el fin de preparar la estructura del copolfmero que se produce como la estructura que caracteriza la presente invencion, el grupo acido o el grupo basico se introduce en la cadena principal por reaccion del polfmero (E) obtenido de una forma como se ha descrito anteriormente con un compuesto (F) que tiene un grupo funcional (b) que es capaz de reaccionar con el grupo epoxi o del grupo isocianato en el polfmero (E) y que tiene un grupo acido o un grupo basico que funciona como un grupo que tiene adsortividad a pigmentos en el dispersante de pigmento de la presente invencion.
El compuesto que se usa como el compuesto (F) en la consecucion de la reaccion, que tiene un grupo acido que se introduce en la cadena principal, y que tiene un grupo funcional (b) que reacciona con el grupo epoxi o el grupo isocianato no se limita de forma particular. Cuando el grupo acido es un grupo carboxilo, es preferente que el compuesto (F) tenga un grupo funcional (b) que tenga una mayor reactividad que la reactividad del grupo carboxilo a causa de que existe la posibilidad de que el grupo epoxi o el grupo isocianato reaccione con el grupo carboxilo. Cuando el metacrilato tiene un grupo epoxi, es preferente que el compuesto (F) tenga un grupo amino primario o un grupo amino secundario como grupo funcional (b). Algunos ejemplos del compuesto (F) en este caso incluyen acido aminoetano carboxflico, varios tipos de aminoacidos, etc., y cuando el metacrilato tiene un grupo isocianato, es preferente que el compuesto (F) tenga un grupo hidroxi, un grupo amino primario, o un grupo amino secundario como grupo funcional (b), y algunos ejemplos del compuesto (F) en este caso incluyen los aminoacidos descritos anteriormente y acido hidroxietano carboxflico, etc. Cuando el grupo acido es acido fosforico o acido sulfurico, se puede usar cualquier grupo funcional (b), y algunos ejemplos de compuesto (F) en este caso incluyen acido hidroxietil fosforico, taurina, acido hidroxietil sulfonico, etc.
El compuesto que se usa como el compuesto (F), que tiene un grupo basico que se introduce en la cadena principal, y que tiene el grupo funcional (b) no se limita de forma particular. En este caso, es preferente que el compuesto (F) tenga preferentemente un grupo amino terciario cuando el grupo basico es un grupo amino primario o secundario a causa de que el grupo basico reacciona con el grupo isocianato o el grupo epoxi. Algunos ejemplos del compuesto incluyen dimetil aminoetanol, dimetil aminopropil amina, aminometil piridina, N-metilaminometil piridina, acido dimetil aminoetil carboxflico, etc., y se usan uno o mas de los compuestos.
Ademas, cuando el polfmero (E) tiene un grupo epoxi, se puede usar un compuesto monofuncional que tenga solo un grupo amino primario o un grupo amino secundario como el compuesto (F). La razon se debe a que cuando el grupo amino primario o secundario reacciona con el grupo epoxi, se producen un grupo amino secundario y un grupo hidroxi en el caso del grupo amino primario, y se producen un grupo amino terciario y un grupo hidroxi en el caso del grupo amino secundario, haciendo posible de ese modo introducir el grupo amino en la cadena principal. Algunos ejemplos del compuesto en este caso incluyen, pero no se limitan particularmente a, butilamina, dibutilamina, dodecilamina, etc.
Cuando el grupo epoxi y/o el grupo isocianato en su conjunto reaccionan con el compuesto (F), la estructura del copolfmero de injerto que constituye el dispersante de pigmento de la presente invencion no se puede preparar, y por lo tanto la cantidad de la reaccion se ajusta de un modo tal que se consiga el intervalo de moles especificado en la presente invencion, preferentemente de un modo tal que el mdice de acido o el mdice diamina, y el intervalo de moles y el peso de la cadena de polfmero entren dentro del intervalo que se ha descrito anteriormente.
A continuacion, se describe el compuesto (G) que tiene uno de los grupos funcionales seleccionados entre el grupo que consiste en un grupo hidroxi, un grupo amino primario, o un grupo amino secundario, y un grupo carboxilo y que tiene una cadena de polfmero particular. Las cadenas de polialquilenglicol (C2 a C4) que constituyen el compuesto (G) incluyen: polietilenglicol; polipropilenglicol; politetrametilenglicol; y homopolfmeros, copolfmeros aleatorios, y
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copoKmeros en bloque que tienen etilenglicol, 1,2-propilenglicol, 1,3-propilenglicol, o tetrametilenglicol como unidades monomericas. Ademas, las cadenas de polialquilenglicol (C2 a C4) monoalquil (C1 a C18) eter incluyen metil eteres, etil eteres, lauril eteres, y estearil eteres terminales individuales de las cadenas de polialquilenglicol (C2 a C4) descritas anteriormente. Ademas, las cadenas de poli(acido hidroxialquil (C2 a C18) carboxflico) incluyen acido polilactico, policaprolactona, poli acido 12-hidroxiesteanlico, etc. Ademas, las cadenas de polialquilenglicol (C2 a C4) monoalquil (C1 a C18) eter incluyen cadenas de eter tales como metil eteres, etil eteres, lauril eteres, y estearil eteres terminales individuales de las cadenas de polialquilenglicol (C2 a C4) que tienen un grupo amino o un grupo carboxilo en el otro extremo terminal. Como la cadena de glicol que tiene un grupo amino en un extremo terminal del mismo, estan disponibles Jeffamina y Surfonamina (ambos nombres de producto) preparados cada uno por Huntsman International LLC. Se pueden usar una o mas de estas cadenas de glicol o eter, y no existe ninguna limitacion particular para estas cadenas de glicol o eter.
Ademas, la distribucion de peso molecular del polfmero (E) no se limita de forma particular debido a que la estructura del polfmero (E) es diferente de la estructura de injerto descrita anteriormente, aunque se puede observar una distribucion de peso molecular mas estrecha que es una caractenstica de la polimerizacion viva por radicales libres. Sin embargo, la distribucion de peso molecular es preferentemente de 1,0 a 1,6, mas preferentemente de 1,0 a 1,3. El copolfmero de injerto que es el componente principal del dispersante de pigmento de la presente invencion se obtiene como un polfmero que tiene su estructura particular espedfica mediante el metodo I o II descrito anteriormente.
<Metodo para polimerizar el dispersante de pigmento>
El dispersante de pigmento de la presente invencion se constituye a partir del copolfmero de injerto que tiene un bajo peso molecular y pesos moleculares uniformes en la cadena principal como se ha mencionado anteriormente, y se selecciona un metodo de polimerizacion viva por radicales libres como metodo para obtener la cadena principal. Preferentemente, el metodo de polimerizacion viva por radicales libres incluye una etapa de someter los componentes monomericos que contienen los monomeros de metacrilato a polimerizacion viva por radicales libres en presencia de un compuesto iniciador de la polimerizacion y un catalizador, en el que el compuesto iniciador de la polimerizacion es al menos uno de yodo y un compuesto de yodo y el catalizador es al menos un compuesto seleccionado entre el grupo que consiste en haluros de fosforo, compuestos basados en fosfito, compuestos basados en fosfinato, compuestos basados en imida, compuestos basados en fenol, compuestos basados en difenilmetano, y compuestos basados en ciclopentadieno.
Se han inventado diversos metodos para llevar a cabo la polimerizacion viva por radicales libres, y los metodos incluyen un metodo de polimerizacion mediada por nitroxido (metodo NMP) que hace uso de la disociacion y la union de un radical oxido de amina, un metodo de polimerizacion por radicales libres por transferencia atomica (metodo ATRP) que lleva a cabo la polimerizacion usando un metal pesado tal como cobre, rutenio, mquel, o hierro y un ligando que forma un complejo con el metal pesado, y que usa ademas un compuesto halogenado como compuesto de iniciacion, un metodo de transferencia de cadena por adicion-fragmentacion reversible (metodo RAFT) y un metodo MADX (Diseno Macromolecular a traves de Intercambio de Xantato) que llevan a cabo ambos la polimerizacion usando un ester de acido ditiocarboxflico, un compuesto de xantato, o similar como compuesto de iniciacion y que usan ademas un monomero polimerizable por adicion y un radical iniciador, un metodo de transferencia degenerativa (metodo DT) que usa un metal pesado tal como un organoteluro, un organobismuto, un organoantimonio, un haluro de antimonio, un organogermanio, o un haluro de germanio, etc. Estos metodos de polimerizacion tambien usan un compuesto iniciador de la polimerizacion y se pueden aplicar a la presente invencion.
Sin embargo, los metodos descritos anteriormente tienen problemas para obtener el copolfmero de injerto que caracteriza la presente invencion. Por ejemplo, se usa un oxido de amina tal como un radical oxido de tetrametilpiperdina en el metodo NMP aunque, sin embargo, es necesario llevar a cabo la polimerizacion en unas condiciones de alta temperatura de 100 °C o mayor, y tambien existe el problema en el metodo NMP de que la polimerizacion no transcurre cuando se usa un monomero basado en metacrilato.
En el metodo ATRP, es necesario usar un metal pesado, y dado que el metodo ATRP es un metodo de polimerizacion acompanado por oxidacion y reduccion, se necesita retirar el oxfgeno, y ademas en un metodo para llevar a cabo la polimerizacion por formacion de un complejo usando un compuesto de amina como ligando, la formacion del complejo se inhibe cuando esta presente una sustancia acida en el sistema de polimerizacion y, por lo tanto, es diffcil polimerizar un monomero polimerizable por adicion que tenga un grupo acido como tal. Es necesario que se polimerice un monomero obtenido mediante proteccion del grupo acido con un grupo protector y el grupo protector se pueda separar despues de la polimerizacion aunque, sin embargo, el proceso es complicado, y no es facil introducir un grupo acido en un bloque de polfmero.
En el metodo RAFT y el metodo MADIX, en primer lugar es necesario un compuesto especial tal como un ester de acido ditiocarboxflico o un compuesto de xantato, y dado que estos compuestos son compuestos basados en azufre, es probable que quede un olor peculiar desagradable a azufre en el polfmero que se obtiene, y en ocasiones ocurre que el polfmero esta coloreado. Por lo tanto, es necesario retirar el olor o la coloracion del polfmero obtenido.
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Ademas, en ocasiones se produce el caso de que la polimerizacion del los monomeros basados en metacrilato no transcurre bien.
Ademas, es necesario usar un metal pesado en el metodo DT de forma similar al metodo ATRP. Por lo tanto, existe el problema de que el metal pesado se tiene que retirar del polfmero obtenido, y existe tambien el problema de que el agua residual que contiene el metal pesado retirado se tiene que purificar.
En tales circunstancias, el metodo de polimerizacion que se usa en la presente invencion hace posible llevar a cabo facilmente la produccion usando solo materiales relativamente baratos disponibles en el mercado sin que sea esencial el uso de metales pesados ni la purificacion de los polfmeros y sin la necesidad de sintetizar compuestos especiales. Ademas, el metodo de polimerizacion que se usa en la presente invencion es un metodo cuyas condiciones de polimerizacion son tranquilas, y con los que la polimerizacion se puede llevar a cabo en las mismas condiciones que los metodos de polimerizacion por radicales libres convencionales, y merece la pena mencionar que un monomero que tiene un grupo carboxilo o un grupo fosfato se somete a polimerizacion como tal.
Espedficamente, el metodo para producir el copolfmero de injerto que caracteriza la presente invencion incluye una etapa (etapa de polimerizacion) de someter los compuestos de monomero que contienen al menos dos tipos de los monomeros basados en metacrilato espedficos a polimerizacion viva por radicales libres en presencia de un compuesto iniciador de la polimerizacion y un catalizador. Y, el compuesto iniciador de la polimerizacion es al menos uno cualquiera de yodo y un compuesto de yodo. Se pueden usar diversos grupos funcionales en esta polimerizacion viva por radicales libres.
En la etapa de polimerizacion, los componentes de monomero que contienen los monomeros basados en metacrilato se polimerizan a traves de polimerizacion viva por radicales libres usando al menos uno cualquiera de yodo y un compuesto de yodo como compuesto iniciador de la polimerizacion. Cuando se aplica calor o luz al yodo o al compuesto de yodo usado como compuesto iniciador de la polimerizacion, se disocia un radical de yodo. E, inmediatamente despues de que se inserte un monomero en el estado donde el radical de yodo esta disociado, el radical de yodo se recombina con un radical en el extremo terminal del polfmero que se estabiliza, y la reaccion de polimerizacion transcurre mientras se previene la reaccion de terminacion.
Algunos ejemplos espedficos de compuesto de yodo incluyen: yoduros de alquilo tales como 2-yodo-1-fenil etano y 1-yodo-1-fenil etano; yoduros que contienen grupos ciano tales como 2-ciano-2-yodo propano, 2-ciano-2-yodo butano, 1-ciano-1-yodo ciclohexano, 2-ciano-2-yodo-2,4-dimetil pentano, y 2-ciano-2-yodo-4-metoxi-2,4-dimetil pentano; etc.
Se pueden usar compuestos de yodo disponibles en el mercado tal como se suministran aunque, sin embargo, tambien se pueden usar compuestos de yodo preparados mediante un metodo conocido de forma convencional. Por ejemplo, el compuesto de yodo se puede obtener por reaccion de un compuesto azoico tal como azobisbutironitrilo con yodo. Ademas, el compuesto de yodo tambien se puede obtener por reaccion de un haluro organico en el que el yodo en el compuesto de yodo descrito anteriormente esta sustituido con un atomo de halogeno tal como bromo o cloro con una sal de yoduro tal como yoduro de amonio cuaternario o yoduros sodico para llevar a cabo un intercambio de halogeno.
En la etapa de polimerizacion, se usa junto con el compuesto iniciador de la polimerizacion un catalizador que es capaz de extraer el yodo del compuesto iniciador de la polimerizacion. Como catalizador, es preferente usar: un compuesto basado en fosforo tal como un haluro de fosforo, un compuesto basado en fosfito, o un compuesto basado en fosfinato; un compuesto basado de nitrogeno tal como un compuesto basado en imida; un compuesto basado en oxfgeno tal como un compuesto basado en fenol; y un compuesto basado en hidrocarburo tal como un compuesto basado en difenilmetano y un compuesto basado en ciclopentadieno. Ademas, estos catalizadores se pueden usar solos o en combinacion de dos o mas.
Algunos ejemplos espedficos del compuesto basado en fosforo incluyen triyoduro de fosforo, fosfito de dietilo, fosfito de dibutilo, fosfinato de etoxifenilo, fenoxifosfinato de fenilo, etc. Algunos ejemplos espedficos de los compuestos basados en nitrogeno incluyen succinimida, 2,2-dimetil succinimida, maleimida, ftalimida, N-yodo succinimida, hidantoma, etc. Algunos ejemplos de los compuestos basados en oxfgeno incluyen fenol, hidroquinona, metoxi hidroquinona, t-butil fenol, catecol, di-t-butilhidroxi tolueno, etc. Algunos ejemplos del compuesto basado en hidrocarburo incluyen ciclohexadieno, difenilmetano, etc.
Es preferente ajustar la cantidad de uso (numero de moles) del catalizador a menos de la cantidad de uso (numero de moles) del compuesto iniciador de la polimerizacion. Cuando la cantidad de uso (numero de moles) del catalizador es demasiado elevada, en ocasiones ocurre que la polimerizacion se controla mas de lo necesario y la polimerizacion diffcilmente llega a transcurrir. Ademas, es preferente que la temperatura (temperatura de polimerizacion) durante la polimerizacion viva por radicales libres se ajuste de 30 a 100 °C. Cuando la temperatura de polimerizacion es demasiado alta, en ocasiones ocurre que el yodo en el extremo terminal de polimerizacion se descompone y el extremo terminal no esta presente de forma estable haciendo imposible la polimerizacion viva por radicales libres. Ademas, es preferente en el metodo de polimerizacion que el yodo se una al extremo terminal, se
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produzca un radical permitiendo que el yodo se disocie como radical, y el extremo terminal sea estable. Aqm, en el caso de los acrilatos, monomeros basados en vinilo, o similares, el extremo terminal es un yodo secundario, y el yodo secundario es diffcil de disociar como radical de yodo, y por lo tanto existe la posibilidad de que no transcurra la polimerizacion o la distribucion de peso molecular se vuelva amplia. Es posible permitir que se disocie el yodo aumentando la temperatura aunque, sin embargo, es preferente llevar a cabo la polimerizacion de forma moderada en el intervalo de temperatura descrito anteriormente desde el punto de vista del medio ambiente y la energfa. Por lo tanto, son mas preferentes los yoduros terciarios relativamente estables con los que se generan radicales facilmente, y los monomeros de metacrilato son adecuados en la polimerizacion viva por radicales libres que se usa en la presente invencion.
Ademas, se usa habitualmente un iniciador de la polimerizacion que es capaz de generar un radical en la etapa de polimerizacion. Como el iniciador de la polimerizacion, se usa un iniciador basado en azo o basado en peroxido conocido. Ademas, es preferente usar un iniciador de la polimerizacion con el que se genere de forma suficiente un radical en el intervalo de temperatura de polimerizacion descrito anteriormente. Espedficamente, es preferente usar un iniciador basado en azo tal como as 2,2'-azobis(4-metoxi-2,4-dimetilvaleronitrilo). Es preferente que la cantidad de uso del iniciador de la polimerizacion sea de 0,001 a 0,1 veces el numero de moles del monomero, mas preferentemente de 0,002 a 0,05 veces el numero de moles del monomero. Cuando la cantidad de uso del iniciador de la polimerizacion es demasiado baja, en ocasiones ocurre que la polimerizacion no transcurre lo suficiente. Por otra parte, cuando la cantidad de uso del iniciador de la polimerizacion es demasiado grande, en ocasiones ocurre que transcurre, como reaccion secundaria, la polimerizacion por radicales libres habitual que no es la polimerizacion viva por radicales libres.
La polimerizacion viva por radicales libres puede ser polimerizacion en masa en la que no se usa disolvente organico, pero es preferentemente polimerizacion en solucion en la que se usa un disolvente organico. Es preferente que el disolvente organico sea capaz de disolver componentes tales como un componente iniciador de la polimerizacion, un catalizador, un componente de monomero, y un iniciador de la polimerizacion.
Algunos ejemplos espedficos del disolvente organico incluyen: disolventes basados en hidrocarburo tales como hexano, octano, decano, isodecano, ciclohexano, metilciclohexano, tolueno, xileno, y etilbenceno; disolventes basados en alcohol tales como metanol, etanol, propanol, isopropanol, butanol, isobutanol, hexanol, alcohol bendlico, y ciclohexanol; disolventes basados en glicol tales como etilenglicol, dietilenglicol, propilenglicol, dipropilenglicol, metil Cellosolve, etil Cellosolve, butil Cellosolve, propilenglicol monometil eter, propilenglicol monoetil eter, propilenglicol propil eter, diglime, triglime, tetraglime, dipropilenglicol dimetil eter, butil carbitol, butiltrietilenglicol, metildipropilenglicol, Cellosolve acetato de etilo, acetato de propilenglicol monometil eter, acetato de dipropilenglicol butil eter, y acetato de dietilenglicol monobutil eter; disolventes basados en eter tales como dietil eter, dipropil eter, metilciclopropil eter, tetrahidrofurano, dioxano, y anisol; disolventes basados en cetona tales como metil etil cetona, dietil cetona, metil isobutil cetona, ciclohexanona, isoforona, y acetofenona; disolventes basados en ester tales como acetato de metilo, acetato de etilo, acetato de butilo, acetato de propilo, butirato de metilo, butirato de etilo, caprolactona, lactato de metilo, lactato de etilo, succinato de dimetilo, adipato de dimetilo, y glutamato de dimetilo; disolventes halogenados tales como cloroformo y dicloroetano; disolventes basados en amida tales como dimetilformamida, dimetilacetamida, pirrolidona, N-metilpirrolidona, y caprolactama; y ademas, dimetilsulfoxido, sulfolano, tetrametilurea, carbonato de etileno, carbonato de propileno, carbonato de dimetilo, etc. Ademas, estos disolventes organicos se pueden usar solos o en combinacion de dos o mas. Sin embargo, como disolvente que se usa en el caso de la polimerizacion y la reaccion descritas anteriormente con el metodo II de la presente invencion, se requiere que el disolvente no sea un disolvente que tenga un grupo funcional que pueda reaccionar con un grupo isocianato o un grupo epoxi.
Ademas, el disolvente organico que se han usado para la polimerizacion se puede usar, como tal, como un componente constituyente del ffquido de dispersion del pigmento, y el copoffmero se extrae de la solucion para formar un estado solido segun sea necesario. El metodo para formar el estado solido no se limita de forma particular y, por ejemplo, se obtiene un cuerpo solido del poffmero extrayendo solo el poffmero por precipitacion del poffmero en un mal disolvente y a continuacion filtrando y secando, o mediante secado de la solucion. La solucion de poffmero obtenida se puede usar como tal en el ffquido de dispersion de pigmento de la presente invencion o, cuando el poffmero se extrae en forma de un solido, el poffmero se puede usar por disolucion en el medio ffquido que se usa para el ffquido de dispersion de pigmento de la presente invencion.
En el caso de llevar a cabo la polimerizacion en solucion, es preferente que la concentracion de solidos (concentracion de monomeros) del ffquido de polimerizacion se ajuste de un 5 a un 80 % en masa, mas preferentemente de un 20 a un 60 % en masa. Cuando la concentracion de solidos del ffquido de polimerizacion es menos de un 5 % en masa, en ocasiones ocurre que la concentracion del monomero es demasiado baja y la polimerizacion no se completa. Por otra parte, cuando la concentracion de solidos del ffquido de polimerizacion excede de un 80 % en masa o cuando la polimerizacion es polimerizacion en masa, la viscosidad del ffquido de polimerizacion es demasiado alta y llega a ser diffcil agitar el ffquido de polimerizacion, y por lo tanto el rendimiento de la polimerizacion tiende a disminuir. Es preferente llevar a cabo la polimerizacion viva por radicales libres hasta que desaparezcan los monomeros. Espedficamente, es preferente ajustar el tiempo de polimerizacion de 0,5 a 48 horas, mas preferentemente de 1 a 24 horas sustancialmente. Ademas, la atmosfera de polimerizacion no se limita
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de forma particular y puede ser una atmosfera en la que este presente oxfgeno dentro de un intervalo habitual o puede ser una atmosfera que sea una corriente de nitrogeno gaseoso. Ademas, los materiales (tales como los monomeros) que se usan para la polimerizacion pueden ser materiales de los que se retiran las impurezas por destilacion y tratamiento con carbon activo, tratamiento con alumina, o similar, o materiales disponibles en el mercado que se usan segun se suministran. Ademas, la polimerizacion se puede llevar a cabo en condiciones de proteccion de luz o en un recipiente transparente tal como un recipiente de vidrio.
Como se ha descrito anteriormente, el copolfmero de injerto que caracteriza la presente invencion es un copolfmero de injerto en el que el peso molecular de la cadena principal se controla ajustando el equilibrio de uso de los monomeros basados en metacrilato y el compuesto iniciador de la polimerizacion en la realizacion de la polimerizacion viva por radicales libres en terminos de proporcion molar. Espedficamente, se puede obtener un polfmero en el que la cadena principal tenga cualquier peso molecular ajustando de forma apropiada el numero de moles de los monomeros con respecto al numero de moles del compuesto iniciador de la polimerizacion. Por ejemplo, cuando la polimerizacion se lleva a cabo usando 1 mol de un compuesto iniciador de la polimerizacion y 500 mol de un monomero que tiene un peso molecular de 100, se obtiene un polfmero que tiene un peso molecular teorico de "1 x 100 x 500 = 50000". Es decir, el peso molecular teorico del polfmero de la cadena principal se puede calcular mediante la siguiente formula (1). Ademas, el concepto del "peso molecular" descrito anteriormente incluye tanto el peso molecular promedio en numero (Mn) como el peso molecular promedio en peso (Mw).
"Peso molecular teorico del polfmero de cadena principal" = "1 mol de compuesto iniciador de la polimerizacion" x "peso molecular del monomero" x "numero de moles del monomero/numero de moles de compuesto iniciador de la
polimerizacion" ... (1)
La cantidad del compuesto iniciador de la polimerizacion es como se ha descrito anteriormente.
Ademas, la etapa de polimerizacion esta acompanada en ocasiones por una reaccion secundaria tal como terminacion bimolecular o desproporcion, y por lo tanto en ocasiones ocurre que no se obtiene el polfmero de la cadena principal que tiene el peso molecular teorico descrito anteriormente aunque, sin embargo, en la presente invencion, es preferente que el polfmero de la cadena principal sea un polfmero obtenido a traves de polimerizacion viva por radicales libres durante la cual no se produzca la reaccion secundaria. Ademas, la conversion puede no ser necesariamente un 100 %. Ademas, la polimerizacion se puede completar por adicion del compuesto iniciador de la polimerizacion o un catalizador para consumir los monomeros residuales despues de que la polimerizacion haya finalizado una vez. Es decir, el dispersante de pigmento de la presente invencion puede contener, como componente principal, un copolfmero de injerto que tiene la estructura descrita anteriormente con una cadena principal particular producida mediante el metodo de produccion que se ha mencionado anteriormente. Preferentemente, cuando un 80 % o mas del copolfmero producido es el copolfmero de injerto que tiene la estructura con una cadena principal particular, se puede decir que el efecto se puede obtener suficientemente y el copolfmero de injerto obtenido es un componente principal.
El copolfmero de injerto que se obtiene mediante el metodo I o II descrito anteriormente puede ser el copolfmero de injerto como tal en el que esta unido un atomo de yodo que se origina del compuesto de iniciacion de la polimerizacion aunque, sin embargo, es preferente separar el yodo. El metodo para separar el yodo del polfmero no se limita de forma particular siempre que el metodo sea un metodo conocido de forma convencional. Espedficamente, el polfmero se puede calentar o el polfmero se puede tratar con un acido o un alcali. Ademas, el polfmero tambien se puede tratar con tiosulfato sodico. El yodo separado se puede retirar por tratamiento con un agente adsorbente de yodo tal como carbon activado o alumina. El copolfmero de injerto que es un componente principal del dispersante de pigmento de la presente invencion se puede obtener mediante el metodo de polimerizacion que se ha descrito anteriormente. El dispersante de pigmento de la presente invencion se puede usar para pinturas, tintas, material de papelena, agentes de revestimiento, etc., y es particularmente adecuado para ifquidos de dispersion de pigmento: que se usan para tintas de inyeccion, tintas del tipo curable por ultravioleta, agentes colorantes para filtros de color; y para los que se requieren dispersabilidad fina, estabilidad, rendimiento de eyeccion, rendimiento de prevencion de precipitacion, y rendimiento de recuperacion frente a la precipitacion.
<Lfquido de dispersion de pigmento y composicion de lfquido de dispersion de pigmento>
Se describen el lfquido de dispersion de pigmento obtenido mediante el uso del dispersante de pigmento de la presente invencion que tiene las caractensticas descritas anteriormente y la composicion de lfquido de dispersion de pigmento que contiene el lfquido de dispersion de pigmento como componente constitutivo. El lfquido de dispersion de pigmento se caracteriza por que el dispersante de pigmento y el pigmento estan dispersos en uno cualquiera o mas medios lfquidos seleccionados entre agua, un disolvente organico, y un compuesto polimerizable. Como el pigmento que se usa en la preparacion del lfquido de dispersion de pigmento, se pueden usar pigmentos organicos, pigmentos inorganicos, pigmentos basados en metal tales como metal en polvo o partfculas finas de un metal, cargas inorganicas, etc., y los pigmentos no se limitan de forma particular. Algunos ejemplos espedficos del pigmento organico y el pigmento inorganico incluyen pigmentos de color rojo, verde, azul, amarillo, naranja, violeta, negro, y blanco seleccionados entre el grupo que consiste en pigmentos basados en quinacridona, pigmentos basados en antraquinona, pigmentos de diceto-pirrolo-pirrol, pigmentos basados en perileno, pigmentos basados en
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ftalocianina, pigmentos basados en verde de ftalocianina, pigmentos basados en isoindolinona, pigmentos de mdigo/tiomdigo, pigmentos basados en dioxazina, pigmentos de quinoftalona, pigmentos azoicos de mquel, pigmentos insolubles basados en azo, pigmentos solubles basados en azo, pigmentos de alto peso molecular basados en azo, pigmentos de negro de humo, pigmentos de color negro basados en oxido complejo, pigmentos de color negro de oxido de hierro, pigmentos de color negro basados en oxido de titanio, pigmentos de color negro basados en azometino-azo, y pigmentos basados en oxido de titanio. Algunos ejemplos espedficos del pigmento basado en metal incluyen cobre en polvo, un copo de aluminio, etc. Ademas, algunos ejemplos espedficos de la carga inorganica incluyen, pero no se limitan particularmente a, pigmentos basados en mica, minerales naturales, sflice, etc.
Entre estos pigmentos, en la presente invencion, es preferente un pigmento que tiene una estructura molecular o una superficie modificada que contiene un grupo que forma un enlace ionico o un enlace de hidrogeno con un grupo acido (tal como un grupo carboxflico) o un grupo basico (tal como un grupo amino) que esta unido a la cadena principal del dispersante de pigmento de la presente invencion. Espedficamente, los pigmentos preferentes incluyen pigmentos que tienen la propiedad de fuerte enlace de hidrogeno, tales como carbono acido, carbono basico, pigmentos azoicos solubles, diceto-pirrolo-pirroles, y quinacridonas.
Espedficamente, los pigmentos que se usan en tintas de inyeccion son Pigmento Azul de Numero de fndice de Color (I.C.) 15:3 y 15:4, Pigmento Rojo de I.C. 122 y 269, Pigmento Violeta de I.C. 19, Pigmento Amarillo de I.C. 74, 155, 180, y 183, Pigmento Verde de I.C. 7, 36, y 58, Pigmento Naranja de I.C. 43, Pigmento Negro de I.C. 7, y Pigmento Blanco de I.C. 6. El diametro medio de partroula principal de los mismos es menos de 350 nm. Son mas preferentes Pigmento Azul de I.C. 15:3 y 15:4, Pigmento Rojo de I.C. 122 y 269, Pigmento Violeta de I.C. 19, Pigmento Amarillo de I.C. 74, 155, 180, y 183, Pigmento Verde de I.C. 7, 36, y 58, y Pigmento Naranja de I.C. 43. Con respecto al Pigmento Negro de I.C. 7, es favorable que el diametro medio de partroula sea menos de 150 nm, y con respecto al Pigmento Blanco de I.C. 6, es favorable que el diametro medio de partroula sea menos de 300 nm. Es favorable que el diametro de partroula sea pequeno desde el punto de vista de la obstruccion de las boquillas y la nitidez de las imagenes. Se pueden usar pigmentos tratados a los que se aplica un tratamiento superficial o encapsulacion con una resina o un agente de tratamiento superficial tal como un agente de acoplamiento o un agente tensioactivo.
Ademas, es preferente usar pigmentos inorganicos para matrices de color negro o un pigmento organico como pigmento para filtros de color. Los pigmentos de color rojo incluyen Pigmento Rojo (PR) de I.C. 56, 58, 122, 166, 168, 176, 177, 178, 224, 242, 254, y 255. Los pigmentos de color verde incluyen Pigmento Verde (PG) de I.C. 7, 36, y 58, poli(14 a 16)bromo ftalocianinas de cobre, y ftalocianinas poli(12 a 15)bromadas-poli(4 a 1)cloradas de cobre. Los pigmentos de color azul incluyen Pigmento Azul de I.C. 15:1, 15:3, 15:6, 60, 80, etc.
Ademas, los pigmentos complementarios a los pigmentos descritos anteriormente para filtros de color o los pigmentos para pfxeles de tipo multicolor incluyen los siguientes pigmentos. Los pigmentos de color amarillo incluyen Pigmento Amarillo (PY) de I.C. 12, 13, 14, 17, 24, 55, 60, 74, 83, 90, 93, 126, 128, 138, 139, 150, 154, 155, 180, 185, 216, y 219, y Pigmento Violeta (PV) de I.C. 19 y 23. Ademas, los pigmentos de color negro para matrices de color negro incluyen Pigmento Negro (PBk) de I.C. 6, 7, 11, y 26, y oxidos complejos basados en cobre/manganeso/hierro, etc.
El diametro de partroula promedio en numero de los pigmentos despues de la dispersion es, pero no se limita particularmente a, de 10 a 200 nm para pigmentos de negro de humo y organicos, preferentemente de 20 a 150 nm. El diametro de partroula promedio en numero de pigmentos inorganicos tales como oxido de titanio despues de la dispersion es de 50 a 300 nm para pigmentos inorganicos tales como oxido de titanio, mas preferentemente de 100 a 250 nm. Ademas, el diametro medio de partroula de los pigmentos se puede determinar por observacion con un microscopio de transmision electronica (TEM). El lfquido de dispersion de pigmento de la presente invencion obtenido por dispersion del pigmento micronizado de ese modo con el dispersante de pigmento de la presente invencion es un agente colorante que imparte altas propiedades de desarrollo de color, alta calidad de imagen, alto brillo, y alta capacidad impresion.
El dispersante de pigmento de la presente invencion se obtiene por dispersion del dispersante de pigmento de la presente invencion y el pigmento en un medio lfquido. Como el medio lfquido, se pueden usar uno cualquiera o mas medios lfquidos entre agua, un disolvente organico, y un compuesto polimerizable, y los medios lfquidos se pueden seleccionar de forma apropiada de acuerdo con el uso pretendido que sea el objetivo de la composicion (producto) de lfquido del dispersion de pigmento a la que se aplica el lfquido de dispersion de pigmento. El lfquido de dispersion de pigmento en el que esta contenida agua como medio lfquido como componente principal de los medios lfquidos se convierte en una composicion de lfquido del dispersion de pigmento acuosa, el lfquido de dispersion de pigmento en el que esta contenido un disolvente organico como componente principal de los medios lfquidos se convierte en una composicion de lfquido de dispersion de pigmento basada en aceite, y el lfquido de dispersion de pigmento en el que esta contenido un compuesto polimerizable como componente principal de los medios lfquidos se convierte en una composicion de lfquido de dispersion de pigmento curable con rayos ultravioleta o curable con haz de electrones. Las composiciones (productos) de lfquido de dispersion de pigmento incluyen pinturas, tintas, agentes de revestimiento, etc. Como medios lfquidos espedficos que se pueden usar, se pueden usar agua y los disolventes organicos descritos anteriormente, y en el caso de los compuestos polimerizables, se pueden usar monomeros y
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oligomeros que son compuestos polimerizables por radicales o compuestos polimerizables cationicamente como se enumera posteriormente.
Como los compuestos polimerizables por radicales que se pueden usar para las composiciones de Kquido de dispersion de pigmento, espedficamente, son adecuados monomeros y oligomeros basados en acido acnlico. Algunos ejemplos espedficos del monomero incluyen acrilato de butilo, acrilato de 2-metilpropano, acrilato de t- butilo, acrilato de pentilo, acrilato de hexilo, acrilato de octilo, acrilato de 2-etilhexilo, acrilato de nonilo, acrilato de decilo, acrilato de isodecilo, acrilato de laurilo, acrilato de tetradecilo, acrilato de octadecilo, acrilato de behenilo, acrilato de isoestearilo, acrilato de ciclohexilo, acrilato de t-butilciclohexilo, acrilato de isobornilo, acrilato de trimetilciclohexilo, acrilato de ciclodecilo, acrilato de ciclodecilmetilo, acrilato de triciclodecilo, acrilato de bencilo, acrilato de fenoxietilo, acrilato de fenilo, acrilato de naftilo, acrilato de 2-hidroxietilo, acrilato de 2-hidroxipropilo, acrilato de (poli)etilenglicol monometil eter, acrilato de (poli)etilenglicol monolauril eter, acrilato de (poli)propilenglicol monometil eter, acrilato de octafluorooctilo, acrilato de tetrafluoroetilo, acrilatos de aductos de oxido de etileno de nonilfenil eter, fosfato de acriloiloxietilo, acido acriloiloxi ftalico, etc. Ademas, tambien se pueden usar los monomeros basados en metacrilato descritos anteriormente.
Ademas, el oligomero polimerizable por radicales libres es un compuesto que tiene dos o mas grupos polimerizables en una molecula, y algunos ejemplos espedficos de los mismos incluyen: compuestos esterificados de un acido diacnlico con un alquil, alquenil, o cicloalquil diol tal como etilenglicol, butanodiol, hexanodiol, nonanodiol, ciclohexanodimetanol, butenodiol, butindiol, y neopentilglicol; compuestos esterificados de un acido diacnlico con un poli (n = 2 o mas) glicol eter tal como un aducto de oxido de etileno de polietilenglicol, polipropilenglicol, politetrametilenglicol, bisfenol A, o similar; compuestos diacrilados de poliester dioles tales como poli(adipato de hexanodiol), acido polibutanodiol sucdnico, y poli-caprolactona; diacrilatos de carbonato dioles tales como poli(carbonato de hexametileno); compuestos poliacrilados de uretano polioles obtenidos a partir de un diisocianato tal como diisocianato de tolueno y un diol, triol, o diamina; compuestos poliacrilados de resinas epoxi tales como aductos de glicidil eter de bisfenol A; y compuestos poliacrilados de compuestos polilddricos tales como poliglicerina, trimetilolpropano, pentaeritritol, dipentaeritritol, y sorbitol, y aductos de oxido de alquileno de los mismos; etc.
Como el compuesto polimerizable cationicamente, tambien se pueden usar compuestos que tienen una propiedad polimerizable cationicamente entre los acrilatos y los oligomeros polimerizables por radicales descritos anteriormente, y se pueden usar compuestos basados en vinil eter. Como ejemplos espedficos de los compuestos basados en vinil eter, se pueden usar vinil eteres monofuncionales tales como etil vinil eter, butil vinil eter, ciclohexil vinil eter, e hidroxietil vinil eter; y vinil eteres multifuncionales tales como (poli)etilenglicol divinil eter, butanodiol divinil eter, hexanodiol divinil eter, trimetilolpropano trivinil eter; etc. Ademas, tambien se pueden usar compuestos de epoxi y compuestos de oxetano.
El lfquido de dispersion de pigmento de la presente invencion se puede obtener por dispersion del dispersante de pigmento de la presente invencion y un pigmento en un medio lfquido aunque, sin embargo, es preferente con el fin de hacer mas favorable la dispersabilidad del pigmento con el dispersante de pigmento que se anada un derivado de colorante que forme un enlace ionico con un grupo funcional en la cadena principal del dispersante de pigmento de la presente invencion o se trate la superficie del pigmento con el derivado de colorante con el fin de permitir que el dispersante de pigmento se adsorba sobre la superficie del pigmento facilitando positivamente la formacion del enlace ionico. Espedficamente, cuando se usa el dispersante de pigmento que tiene un grupo acido en la cadena principal del dispersante de pigmento, es preferente usar un derivado de colorante que tiene un grupo basico, y cuando se usa el dispersante de pigmento que tiene un grupo basico en la cadena principal del dispersante de pigmento, es preferente usar un derivado de colorante que tiene un grupo acido. Ademas, el derivado de colorante es un compuesto: que tienen la misma estructura que la estructura del pigmento; que tiene una estructura similar a la estructura del pigmento; y que es igual que o similar al material de partida que forma de pigmento, y algunos ejemplos de la cadena principal del dispersante de pigmento incluyen cadenas principales de colorante basadas en azo, cadenas principales de colorante basadas en ftalocianina, cadenas principales de colorante basadas en antraquinona, cadenas principales de colorante basadas en triazina, cadenas principales de colorante basadas en acridina, cadenas principales de colorante basadas en perileno, etc., y teniendo la cadena principal de colorante uno o mas grupos funcionales unidos a una parte o partes de la estructura de la misma. Los grupos funcionales pueden estar unidos directamente a la cadena principal de colorante, pero pueden estar unidos a la cadena principal de colorante a traves de un grupo hidrocarburo tal como un grupo alquilo un grupo arilo; o a traves de un enlace ester, eter, sulfonamida, o uretano.
Los derivados de colorante que tienen un grupo basico incluyen derivados de colorante que tienen un grupo funcional en el que el grupo basico es un grupo amino. Los derivados de colorante que tienen un grupo acido incluyen derivados de colorante que tienen un grupo acido en el que el grupo acido es un grupo carboxilo, un grupo fosfato, o un grupo sulfonado. Entre los grupos acidos, el grupo sulfonado es preferente a causa de la fuerza de la acidez. El derivado de colorante, cuando se anade durante la smtesis, cristalizacion, o micronizacion del pigmento, puede hacer la superficie del pigmento rica en grupos funcionales adsorbiendose sobre la superficie del pigmento debido a la misma estructura que o la estructura similar al pigmento. Ademas, la cantidad del derivado de colorante es preferentemente de un 3 a un 50 % basado en la cantidad del pigmento, mas preferentemente de un 5 a un 30 %. Con respecto a los derivados de colorante, se puede adoptar cualquiera de compuestos conocidos
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convencionalmente, metodos de tratamiento superficial o cantidades de adicion, y el compuesto, el metodo de tratamiento superficial, y la cantidad de adicion no se limitan de forma particular.
Como se ha descrito anteriormente, el lfquido de dispersion de pigmento de la presente invencion se prepara por adicion del dispersante de pigmento de la presente invencion, el pigmento, el medio lfquido y, segun sea necesario, el derivado de colorante. La concentracion del pigmento no se limita. Por ejemplo, la concentracion de pigmento es de un 30 a un 70 % en masa en el caso de pigmentos inorganicos, y de un 10 a un 30 % en masa en el caso de pigmentos organicos, aunque es diffcil de decir definitivamente debido a que la concentracion de pigmento es diferente dependiendo de si el pigmento es un pigmento organico o un pigmento inorganico o dependiendo del uso pretendido. Ademas, la cantidad del dispersante de pigmento de la presente invencion basada en la cantidad del pigmento no se limita de forma particular debido a que el area superficial espedfica cambia dependiendo del tamano de partfcula, pero es preferentemente de un 3 a un 100% en masa basado en la cantidad del pigmento, mas preferentemente de un 5 a un 80 % en masa, aun mas preferentemente de un 5 a un 50 % en masa y, de este modo, la dispersion es posible en una pequena cantidad del dispersante de pigmento.
Ademas, se puede usar otro aditivo como se enumera posteriormente en el lfquido de dispersion de pigmento de la presente invencion o la composicion de lfquido de dispersion de pigmento que usa el lfquido de dispersion de pigmento. Se pueden anadir opcionalmente uno o mas de diversos tipos de aditivos tales como, por ejemplo, un agente desespumante, un agente de nivelacion, un agente estabilizador de luz, un agente absorbente de rayos ultravioleta, un agente de ajuste de superficie, un agente colorante tal como un colorante, un componente de polfmero para ayudar a la estabilidad de dispersion o mejorar las propiedades de pelfcula, un agente repelente de agua, un agente repelente aceite, un agente de reticulacion acompanado de enlaces qmmicos, un agente mateante, un agente de acoplamiento de silano, un agente tensioactivo, un iniciador de fotopolimerizacion, un fotosensibilizador, un cosensibilizador, y un antioxidante, y el tipo de aditivo no se limita de forma particular.
A continuacion, se puede seleccionar cualquier metodo dispersion como el metodo para obtener el lfquido de dispersion de pigmento de la presente invencion, y el metodo no se limita de forma particular. Algunos ejemplos del dispersador que se usa incluyen maquinas de amasar tales como una amasadora, una de dos rodillos, tres rodillos, y Miracle KCK (fabricada por Asada Iron Works Co., Ltd.); dispersadores ultrasonicos; y homogeneizadores de alta presion tales como Microfluidizer (fabricado por Mizuho Industrial Co., Ltd.), Nanomizer (fabricado por Yoshida Kikai Co., Ltd.), Starburst (fabricado por Sugino Machine Ltd.), y G-smasher (fabricado por RIX Corporation). Ademas, entre los dispersadores que usan medios de perlas tales como vidrio y circonio, se pueden usar un molino de bolas, un molino de arena y un dispersador de molino de medios horizontales, y un molino de coloide. La formulacion de dispersion no se limita de forma particular.
Con el fin de obtener una dispersion de pigmento que tenga el tamano y la distribucion de partfcula pretendidos, se puede usar en la presente invencion un metodo en el que el tamano de un medio para pulverizacion del dispersador se hace pequeno, la proporcion de llenado de un medio para pulverizacion se hace grande, el tiempo de tratamiento se hace prolongado, la velocidad de eyeccion se hace lenta, la clasificacion de las partfculas se lleva a cabo con un filtro o un separador centnfugo despues de la pulverizacion, o similar. O, el metodo incluye una combinacion de los mismos. A continuacion, el lfquido de dispersion de pigmento obtenido se puede usar como tal aunque, sin embargo, es preferente se retiren las partfculas gruesas con un separador centnfugo o a traves de un filtro opcional. El lfquido de dispersion de pigmento de la presente invencion se puede obtener de la forma que se ha descrito anteriormente.
La propiedad ffsica del lfquido de dispersion de pigmento obtenido de la presente invencion, tal como la viscosidad, no se limita particularmente y es opcional. El intervalo de viscosidad incluye de 1 a 100 mPa s, preferentemente de 3 a 50 mPa s aunque, sin embargo, el intervalo de la viscosidad es diferente dependiendo de la concentracion de pigmento deseada y el uso pretendido y por lo tanto no se limita en absoluto. Las otras propiedades ffsicas tampoco se limitan de forma particular.
El lfquido de dispersion de pigmento de la presente invencion se puede usar como agente colorante para diversos artfculos. Por ejemplo, el lfquido de dispersion de pigmento de la presente invencion se puede usar como una composicion de agente colorante de pigmento para pinturas, tintas de fotograbado, tintas de impresion offset, tintas de inyeccion, agentes de revestimiento, un color para material de papelena, etc. El lfquido de dispersion de pigmento de la presente invencion hace posible reducir la viscosidad de los lfquidos de dispersion y conseguir un alto grado de micronizacion de pigmentos, ademas la estabilidad de almacenamiento a largo plazo del lfquido de dispersion de pigmento de la presente invencion es favorable, y por lo tanto el lfquido de dispersion de la presente invencion es particularmente adecuado como agente colorante para filtros de color o un agente colorante para tintas de inyeccion.
Ejemplos
A continuacion, la presente invencion se describira con mayor detalle dando Ejemplo de Smtesis, Ejemplos, y Ejemplos Comparativos. En lo sucesivo el presente documento, "partes" y "%" en la presente memoria descriptiva se basan en masa a menos que se indique otra cosa. Ademas, la presente invencion no se limita a los Ejemplos. El peso molecular de cada compuesto se representa por Mw.
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(Ejemplo de Smtesis 1: Dispersante-1 de Pigmento Acido)
Se cargaron los materiales respectivos descritos a continuacion en un matraz separable de 1 l equipado con un tubo de reflujo, un aparato de introduccion de gas, un termometro, y un aparato de agitacion, se llevo a cabo una polimerizacion viva por radicales libres en presencia de yodo como compuesto iniciador de la polimerizacion de la forma que se describe a continuacion para obtener un copolfmero de injerto especificado en la presente invencion, y el copolfmero de injerto se denomino dispersante-1 de pigmento acido. El metodo de produccion esta dentro del metodo I descrito anteriormente.
Como disolvente, se usaron 426,8 partes de acetato de propilenglicol monometil eter (en lo sucesivo en el presente documento, escrito como PGMAc), se usaron 3,1 partes (0,0122 mol) de yodo (I2: Mw = 253,8) como compuesto iniciador de la polimerizacion, y se usaron 14,8 partes (0,0480 mol) de 2,2'-azobis(4-metoxi-2,4-dimetil valeronitrilo) (Mw = 308,42) (fabricado por Wako Pure Chemical Industries, Ltd., en lo sucesivo en el presente documento, escrito como V-70) como iniciador de la polimerizacion capaz de generar radicales. En la polimerizacion viva por radicales libres de la presente invencion, un atomo de yodo llega a ser un compuesto iniciador de la polimerizacion, y por lo tanto la cantidad de uso del compuesto iniciador de la polimerizacion en el Ejemplo de Smtesis 0,0122 x 2 = 0,0244 mol.
La polimerizacion viva por radicales libres a traves de la cual se sometieron a una reaccion de propagacion el siguiente metacrilato (A) que tiene un grupo acido, el macromonomero (B) basado en metacrilato, y otro metacrilato cargados cada uno en el sistema de reaccion se llevo a cabo con el compuesto iniciador de la polimerizacion y un catalizador. Como catalizador, se usaron 0,5 partes de difenilmetano (en lo sucesivo en el presente documento, escrito como DPM). Como monomeros cargados en el presente Ejemplo de Smtesis, se usaron 33,3 partes (0,189 mol) de metacrilato de bencilo (Mw = 176,21) (en lo sucesivo en el presente documento, escrito como BzMA), 83,5 partes (0,300 mol) de ftalato de 2-metacriloiloxietilo (en lo sucesivo en el presente documento, escrito como PA) (Mw = 278,26) como metacrilato (A), y se usaron 175 partes (0,299 mol) de metacrilato de polipropilenglicol monometil eter (el extremo terminal de polipropilenglicol monometil eter que tiene un peso molecular de 500 es el resto de metacrilato, en lo sucesivo en el presente documento, escrito como PP 500) (Mw = 585) como macromonomero (B) basado en metacrilato. Por lo tanto, la proporcion del numero total de moles de los monomeros basados en metacrilato con respecto 1 mol del compuesto iniciador de la polimerizacion es 32,3/1.
La reaccion de iniciacion y la reaccion de propagacion que se producen posteriormente despues de la reaccion de iniciacion en la polimerizacion viva por radicales libres se llevaron a cabo de la forma que se describe a continuacion. En primer lugar, la polimerizacion se llevo a cabo a 40 °C durante 9 horas mientras se hada pasar una corriente de nitrogeno. El color pardo en el momento de la disolucion del yodo desaparecio en 2 horas y se convirtio en un color amarillo limon. En este punto, se produjo un compuesto iniciador de la polimerizacion en el que el yodo estaba unido al extremo terminal del iniciador producido por la escision de V-70. A continuacion, a medida que se dejo transcurrir la polimerizacion para llevar a cabo la reaccion de propagacion, la solucion de reaccion se hizo viscosa gradualmente. 9 horas despues de que el color pardo del yodo desapareciera, parte de la solucion de reaccion se tomo como muestra y se midio mediante cromatograffa de permeacion en gel (eluyente de THF, en terminos de poliestireno, en lo sucesivo en el presente documento abreviada como GPC) para descubrir que Mn era 12400, PDI era 1,23, y el peso molecular en la parte superior del pico era 15.100. Se confirmo por los resultados de la medicion que se habfa formado un polfmero que mostraba una distribucion de peso molecular reducida a traves de la reaccion de polimerizacion. Ademas, es posible que quedara sin reaccionar un monomero obtenido a partir de los materiales de partida, particularmente un macromonomero, en la reaccion de polimerizacion habitual de una resina aunque, sin embargo, no se observaron en absoluto los picos originados a partir del monomero y el macromonomero.
Ademas, el contenido de solidos despues de que el producto tomado como muestra en ese momento se secara a 150 °C durante 1 hora fue de un 40,3 %, y de ese modo se confirmo que la polimerizacion casi se habfa completado. Ademas, cualquiera de los contenidos de solidos mostrados posteriormente es un valor obtenido llevando a cabo la medicion de la misma forma en las mismas condiciones en seco que se han descrito anteriormente. Ademas, el mdice de acido del producto tomado como muestra en ese momento, cuando se determino despues de que el producto tomado como muestra se diluyera con tolueno y etanol mediante valoracion acido-base con una solucion etanolica al 0,1 % de hidroxido potasico usando una solucion de fenolftalema como indicador, fue de 56,4 mg KOH/g. Ademas, cualquiera de los indices de acido mostrados posteriormente es un valor calculado despues de que se aplicara la misma operacion que la operacion descrita anteriormente.
Despues de esto, se detuvo la corriente de nitrogeno, a continuacion la temperatura se aumento a 90 °C mientras se pasaba una corriente de aire en lugar de nitrogeno y se mantuvo a 90 °C durante 30 minutos, y el color de la solucion cambio de color limon claro a color pardo de nuevo. Esto es debido a que se separo el yodo en el extremo terminal y se produjo de nuevo una molecula de yodo. A continuacion, la solucion de reaccion se transfirio a un vaso de precipitados de 2 l con el fin de retirar el yodo molecular, se anadieron 247,3 partes de PGMAc de un modo tal que el contenido de solidos llegara a ser un 30 %, y la mezcla resultante se agito hasta que la mezcla llego a ser uniforme. Como carbon activado, se anadieron 50 g de SHIRASAGI M (fabricado por Japan EnviroChemicals, Inc.) para adsorber el yodo con agitacion a temperatura ambiente durante 12 horas, y despues de esto el carbon activado se retiro por filtracion con un filtro para obtener un lfquido transparente de color amarillo. Se midio que el contenido
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de solidos del Ifquido era de un 30,2 %. Se llevaron a cabo la medicion del peso molecular mediante medicion por GPC, la medicion mediante un espectrofotometro infrarrojo (en lo sucesivo en el presente documento, escrito como IR), y la medicion del mdice de acido del poKmero en la solucion de resina obtenida aunque, sin embargo, casi no se observo ningun cambio en ninguna medicion, y de ese modo se confirmo que el polfmero no se retiro con el carbon activado. Ademas, se llevo a cabo una confirmacion similar en otros Ejemplos de Smtesis. La solucion de resina se denomino dispersante-1 de pigmento acido, y el dispersante-1 de pigmento acido entra dentro de un ejemplo de la presente invencion.
(Ejemplo de Smtesis 2: Dispersante-2 de Pigmento Acido)
Se obtuvo un dispersante de pigmento especificado en la presente invencion a traves de polimerizacion viva por radicales libres usando el mismo aparato que en el Ejemplo de Smtesis 1 mediante el metodo I de la misma forma que en el Ejemplo de Smtesis 1. En el presente Ejemplo de Smtesis, se cargaron 401 partes de dietilenglicol monobutil eter (en lo sucesivo en el presente documento, escrito como BDG) como disolvente, 3,1 partes (0,0122 mol) de yodo, 14,8 partes de V-70, 47,4 partes (0,269 mol) de BzMA, 18,0 partes (0,0857 mol) de fosfato de 2-(metacriloiloxi)etilo (nombre de producto P1M, fabricado por Kyoeisha Chemical Co., Ltd., en lo sucesivo en el presente documento, escrito como PIM) (Mw = 210,12) como metacrilato (A) que tiene un grupo acido, 214,2 partes (0,197 mol) de metacrilato de polietilenglicol monometil eter (el extremo terminal de polietilenglicol monometil eter que tiene un peso molecular de 1000 es el resto de metacrilato, en lo sucesivo en el presente documento, escrito como PME1000) (Mw = 1085) como macromonomero (B) basado en metacrilato, y 0,5 partes de DPM. A continuacion, se llevo a cabo la polimerizacion a 40 °C durante 9 horas mientras se hada pasar una corriente de nitrogeno. En la polimerizacion descrita anteriormente, la proporcion del numero total de moles de los monomeros basados en metacrilato con respecto a 1 mol del compuesto iniciador de la polimerizacion es 22,6/1.
Despues de 9 horas de polimerizacion, parte de la solucion de reaccion se tomo como muestra, a continuacion se midio el peso molecular mediante medicion por GPC para descubrir que Mn era 8500, PDI era 1,30, el peso molecular en la parte superior del pico era 11100, y no se observo ningun pico originado a partir de los materiales de partida, particularmente ningun pico originado a partir del macromonomero. Se midio que el contenido de solidos del producto tomado como muestra era de un 40,5 %, y de ese modo se confirmo que la polimerizacion casi se habfa completado. Ademas, el mdice de acido del producto tomado como muestra fue 22,2 mg KOH/g.
Despues de esto, se detuvo la corriente de nitrogeno, a continuacion la temperatura se aumento a 90 °C mientras se pasaba una corriente de aire en lugar de nitrogeno y se mantuvo a 90 °C durante 30 minutos para separar el yodo terminal. A continuacion, la solucion de reaccion se transfirio a un vaso de precipitados de 2 l, se anadieron 233 partes de BDG de un modo tal que el contenido de solidos llegara a ser un 30 %, y la mezcla resultante se agito hasta que la mezcla llego a ser uniforme. Como carbon activado, se anadieron 50 g de SHIRASAGI M para adsorber el yodo al carbon activado con agitacion a temperatura ambiente durante 12 horas, y despues de esto el carbon activado se retiro por filtracion con un filtro para obtener un lfquido transparente de color amarillo. Se midio que el contenido de solidos del lfquido obtenido era de un 30,4 %. La solucion de resina se denomino dispersante-2 de pigmento acido, y el dispersante-2 de pigmento acido esta dentro de un ejemplo de la presente invencion.
(Ejemplo de Smtesis 3: Dispersante-3 de Pigmento Acido)
El dispersante-3 de pigmento acido se sintetizo mediante el metodo I usando el mismo aparato que en el Ejemplo de Smtesis 1. En el presente Ejemplo de Smtesis, en primer lugar, se obtuvo un macromonomero en el que esta unido un resto de metacrilato a un extremo terminal de la cadena de glicol a traves de un enlace de urea de la forma que se describe a continuacion. Como disolvente, se cargaron 57 partes de PGMAc, y 11,6 partes (0,0748 mol) de isocianato metacrilato de etilo (Mw = 155,15) (nombre de producto: Karenz MOI, fabricado por Showa Denko K.K., en lo sucesivo en el presente documento, escrito como mOi) y se agitaron. A continuacion, se anadio una solucion mixta de 150 partes de polfmero aleatorio poli (etilenglicol/propilenglicol) monometil eter que tema un grupo amino terminal individual y que tema un peso molecular de 2000 (nombre de producto: Jeffamina M-2005, fabricado por Huntsman International LLC., en lo sucesivo en el presente documento, escrito como M2005) y 150 partes de PGMAc. Se observo generacion de calor hasta cierto punto. Despues de 30 minutos de agitacion, se comprobaron la desaparicion de absorcion de isocianato y la generacion de un enlace de urea por IR para confirmar que todos los grupos isocianato habfan reaccionado. Por lo tanto, el producto es un macromonomero (B) basado en metacrilato en el que esta unido un resto de metacrilato a un extremo terminal de una cadena de glicol a traves de un enlace de urea. En el presente Ejemplo de Smtesis, el macromonomero se uso material de partida, y la cantidad de uso del mismo es 0,0748 mol.
A continuacion, se cargaron 41,7 partes (0,150 mol) de PA y 7,5 partes (0,075 mol) de metacrilato de metilo (en lo sucesivo en el presente documento, escrito como MMA) (Mw = 100,1) como los metacrilatos (A) en el macromonomero descrito anteriormente, a continuacion la mezcla resultante se homogeneizo, y se cargaron ademas 1,5 partes (0,00591 mol) de yodo, 7,4 partes de V-70, y 0,3 partes de DPM. A continuacion, se llevo a cabo la polimerizacion a 40 °C durante 9 horas mientras se hada pasar una corriente de nitrogeno. La cantidad de uso del compuesto iniciador de la polimerizacion en el presente Ejemplo de Smtesis llega a ser 0,0059132 = 0,0118 mol. En la polimerizacion descrita anteriormente, la proporcion del numero total de moles de los monomeros basados en
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metacrilato con respecto a 1 mol del compuesto iniciador de la polimerizacion es 25,4/1.
Despues de 9 horas de polimerizacion, parte de la solucion de reaccion se tomo como muestra, a continuacion se midio el peso molecular mediante medicion por GPC para descubrir que Mn era 17500, PDI era 1,50, el peso molecular en la parte superior del pico era 26100, y no se observo ningun pico originado a partir de los materiales de partida, particularmente ningun pico originado a partir del macromonomero. Como resultado de la medicion del contenido de solidos, la conversion fue casi un 100 %. El mdice de acido fue 39,8 mg KOH/g. Despues de esto, se detuvo la corriente de nitrogeno, a continuacion la temperatura se aumento a 90 °C mientras se pasaba una corriente de aire en lugar de nitrogeno y se mantuvo a 90 °C durante 30 minutos para separar el yodo terminal. A continuacion, la solucion de reaccion se transfirio a un vaso de precipitados de 2 l, se anadieron 175,7 partes de PGMAc de un modo tal que el contenido de solidos llegara a ser un 30 %, y la mezcla resultante se agito hasta que la mezcla llego a ser uniforme. Como carbon activado, se anadieron 25 g de SHIRASAGI M para adsorber el yodo con agitacion a temperatura ambiente durante 12 horas, y despues de esto el carbon activado se retiro por filtracion con un filtro para obtener un lfquido transparente de color amarillo. Se midio que el contenido de solidos del lfquido obtenido era de un 30,7 %. La solucion de resina se denomino dispersante-3 de pigmento acido, y el dispersante-3 de pigmento acido esta dentro de un ejemplo de la presente invencion.
(Ejemplo de Smtesis 4: Dispersante-4 de Pigmento Acido)
El dispersante-4 de pigmento acido se sintetizo mediante el metodo I usando el mismo aparato que en el Ejemplo 1. Se cargaron 402,1 partes de PGMAc, 1,5 partes (0,00591 mol) de yodo, 7,4 partes de V-70, 7,5 partes (0,075 mol) de MMA, 41,7 partes (0,150 mol) de PA, 225 partes (0,075 mol) de un macromonomero de monometacrilato de poli £-caprolactona (poli £-caprolactona que tema un metacrilato en un extremo terminal de la misma y que se obtuvo a traves de polimerizacion por apertura de anillo de £-caprolactona usando metacrilato de 2-hidroxietilo como iniciador, en copos, grado medio de polimerizacion de 26,3, en lo sucesivo en el presente documento, escrito como CLMA) que tema un peso molecular de 3000 como macromonomero (B) basado en metacrilato, y 0,3 partes de DPM. A continuacion, se llevo a cabo la polimerizacion a 40 °C durante 9 horas mientras se hada pasar una corriente de nitrogeno. En la polimerizacion descrita anteriormente, la proporcion del numero total de moles de los monomeros basados en metacrilato con respecto a 1 mol del compuesto iniciador de la polimerizacion es 25,4/1.
Despues de 9 horas de polimerizacion, parte de la solucion de reaccion se tomo como muestra, a continuacion se midio el peso molecular mediante medicion por GPC para descubrir que Mn era 22600, PDI era 1,45, y el peso molecular en la parte superior del pico era 32000, y no se observo ningun pico originado a partir de los materiales de partida, particularmente ningun pico originado a partir del macromonomero. Se midio que el contenido de solidos era de un 40,9 %, y de ese modo se confirmo que la polimerizacion casi se habfa completado. El mdice de acido fue 30,7 mg KOH/g. Despues de esto, se detuvo la corriente de nitrogeno, a continuacion la temperatura se aumento a 90 °C mientras se pasaba una corriente de aire en lugar de nitrogeno y se mantuvo a 90 °C durante 30 minutos para separar el yodo terminal. A continuacion, la solucion de reaccion se transfirio a un vaso de precipitados de 2 l, se anadieron 228,5 partes de PGMAc de un modo tal que el contenido de solidos llegara a ser un 30 %, y la mezcla resultante se agito hasta que la mezcla llego a ser uniforme. Como carbon activado, se anadieron 50 g de SHIRASAGI M para adsorber el yodo con agitacion a temperatura ambiente durante 12 horas, y despues de esto el carbon activado se retiro por filtracion con un filtro para obtener un lfquido transparente de color amarillo. Se midio que el contenido de solidos del lfquido obtenido era de un 30,3 %. La solucion de resina se denomino dispersante-4 de pigmento acido, y el dispersante-4 de pigmento acido esta dentro de un ejemplo de la presente invencion.
(Ejemplo de Smtesis 5: Dispersante-5 de Pigmento Acido)
El dispersante-5 de pigmento acido se sintetizo mediante el metodo I usando el mismo aparato que en el Ejemplo de Smtesis 1. En el presente Ejemplo de Smtesis, en primer lugar, se obtuvo un macromonomero en el que esta unido un resto de metacrilato a un extremo terminal de la cadena de glicol a traves de un enlace de urea de la forma que se describe a continuacion. Como disolvente, se cargaron 64 partes de un diester de acido dibasico (nombre de producto: DBE, fabricado por Invista, en lo sucesivo en el presente documento, escrito como DBE), y 11,6 partes (0,0748 mol) de MOI y se agitaron. A continuacion, se anadio una solucion mixta de 150 partes de M2005 y 200 partes de DBE, y la mezcla resultante se agito a temperatura ambiente durante 30 minutos. Se confirmo por iR que se habfa completado la reaccion del grupo isocianato. En el presente Ejemplo de Smtesis, el macromonomero se uso como material de partida, y por lo tanto la cantidad de uso del macromonomero (B) basado en metacrilato usado en el presente Ejemplo de Smtesis es 0,0748 mol. A continuacion, se cargaron 12,9 partes (0,150 mol) de acido metacnlico (en lo sucesivo en el presente documento, escrito como MAA) y 7,5 partes (0,075 mol) de MMA como los metacrilatos (A) en el macromonomero, a continuacion la mezcla resultante se homogeneizo, y se cargaron ademas 1,5 partes (0,00591 mol) de yodo, 7,4 partes de V-70, y 0,3 partes de DPM. A continuacion, se llevo a cabo la polimerizacion a 40 °C durante 9 horas mientras se hada pasar una corriente de nitrogeno. En la polimerizacion descrita anteriormente, la proporcion del numero total de moles de los monomeros basados en metacrilato con respecto a 1 mol del compuesto iniciador de la polimerizacion es 25,4/1.
Despues de 9 horas de polimerizacion, parte de la solucion de reaccion se tomo como muestra, a continuacion se midio el peso molecular mediante medicion por GPC para descubrir que Mn era 14900, PDI era 1,32, el peso
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molecular en la parte superior del pico era 19600, y no se observo ningun pico originado a partir de los materiales de partida, particularmente ningun pico originado a partir del macromonomero. Como resultado de la medicion del contenido de solidos, la conversion fue casi un 100 %. El mdice de acido fue 45,5 mg KOH/g. Despues de esto, se detuvo la corriente de nitrogeno, a continuacion la temperatura se aumento a 90 °C mientras se pasaba una corriente de aire en lugar de nitrogeno y se mantuvo a 90 °C durante 30 minutos para separar el yodo terminal. Ademas, la solucion de reaccion se transfirio a un vaso de precipitados de 2 l, se anadieron 151,7 partes de DBE para diluir la solucion de un modo tal que el contenido de solidos llegara a ser de un 30 %, y despues de esto la mezcla resultante se agito hasta que la mezcla llego a ser uniforme. Como carbon activado, se anadieron 25 g de SHIRASAGI M para adsorber el yodo con agitacion a temperatura ambiente durante 12 horas, y despues de esto el carbon activado se retiro por filtracion con un filtro para obtener un lfquido transparente de color amarillo. El contenido de solidos del lfquido obtenido fue de un 30,0 %. La solucion de resina se denomino dispersante-5 de pigmento acido, y el dispersante-5 de pigmento acido esta dentro de un ejemplo de la presente invencion.
(Ejemplo Comparativo de Smtesis 1: Dispersante-1 de Pigmento Comparativo)
Se sintetizo un polfmero usando el mismo aparato que en el Ejemplo 1 de la forma que se describe a continuacion. En primer lugar, se cargaron 57 partes de PGMAc, 11,6 partes de MOI y se agitaron. A continuacion, se anadio una solucion mixta de 150 partes de M2005 y 150 partes de PGMAc, y la mezcla resultante se agito a temperatura ambiente durante 30 minutos. Se confirmo por IR que la reaccion del grupo isocianato se habfa completado. Mediante la reaccion descrita anteriormente, se sintetizo un macromonomero basado en metacrilato similar al macromonomero basado en metacrilato usado en el Ejemplo de Smtesis 3. A continuacion, el macromonomero se uso como material de partida, se cargaron 41,7 partes de PA y 7,5 partes de MMA, a continuacion la mezcla resultante se homogeneizo, se cargaron ademas 10 partes de V-70 como iniciador de la polimerizacion, y la polimerizacion se llevo a cabo mientras se calentaba la mezcla de reaccion a 40 °C. El polfmero obtenido tiene la misma composicion de monomeros que en el Ejemplo de Smtesis 3, pero es un copolfmero aleatoria obtenido a traves de polimerizacion por radicales libres habitual. Sin embargo, la solucion de reaccion llega a ser viscosa a 30 minutos despues de la polimerizacion para convertirse inmediatamente en un gel.
Parte del producto convertido en gel se tomo como muestra y se disolvio en THF para descubrir que habfa material insoluble que permaneda sin disolver. Cuando se midio el peso molecular del material que era soluble en THF, se detecto una gran cantidad de macromonomero como material de partida. A partir de este resultado, se considera que no pudieron controlarse el enlace entre las moleculas debido a un fuerte enlace de hidrogeno que se origino a partir de la urea y el peso molecular de la cadena principal haciendo de ese modo el peso molecular grande y disminuyendo la solubilidad y por lo tanto el sistema se convirtio en un gel. Ademas, se considera que una gran cantidad de macromonomero como material de partida quedo sin reaccionar debido a la formacion de gel que se produjo antes de que se completara totalmente la polimerizacion.
Por lo tanto, se ha podido confirmar a partir de la comparacion del Ejemplo de Smtesis 3 descrito anteriormente con el Ejemplo Comparativo 1 que la polimerizacion viva por radicales libres que se utiliza en la presente invencion es capaz de controlar la estructura de una resina en un alto grado incluso aunque la estructura tenga una estructura con multiples ramificaciones y por lo tanto es muy adecuada para obtener una estructura de resina que es necesaria para preparar el dispersante de pigmento de la presente invencion capaz de dar un efecto extraordinario.
Las composiciones y las propiedades ffsicas de los respectivos polfmeros especificados en la presente invencion y usados para los respectivos dispersantes de pigmento acidos que se obtuvieron en los Ejemplos de Smtesis 1 a 5 descritos anteriormente y que entran dentro de los ejemplos de la presente invencion se muestran conjuntamente en la Tabla 1.
Tabla 1: Composiciones y propiedades fisicas de los polimeros obtenidos en los Ejemplos de Smtesis 1 a 5
Ejemplo de Smtesis 1 Ejemplo de Smtesis 2 Ejemplo de Smtesis 3 Ejemplo de Smtesis 4 Ejemplo de Smtesis 5
Dispersante de pigmento acido
-1 -2 -3 -4 -5
Metodo de smtesis
Metodo I Metodo I Metodo I Metodo I Metodo I
Disolvente
PGMAc BDG PGMAc PGMAc DBE
Composicion de la cadena lateral
Polipropilenglicol Polietilenglicol Polipropilenglicol/ polietilenglicol Policaprolactona Polipropilenglicol/ polietilenglicol
Composicion de los monomeros
BzMA/PA /PP500 BzMA/P1M /PME1000 MMA/PA /MOI/M2005 MMA/PA /CLMA MMA/MAA /MOI/M2005
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Ejemplo de Smtesis 1 Ejemplo de Smtesis 2 Ejemplo de Smtesis 3 Ejemplo de Smtesis 4 Ejemplo de Smtesis 5
Proporcion de composicion (proporcion en masa)
11,4/28,6/60,0 17,0/6 /76,6 3,6/19,8/5,5/71,1 2,7/15,2/82,1 4,1/7,1 /6,4/82,4
Monomero/ compuesto de iniciacion (proporcion molar)
32,3/1 22,6/1 25,4/1 25,4/1 25,4/1
Mn
12400 8500 17500 22600 14900
PDI
1,23 1,30 1,50 1,45 1,32
fndice de acido (mg KOH/g)
56,4 22,2 39,8 30,7 45,5
Contenido de solidos (%)
30,2 30,4 30,7 30,3 30,0
(Ejemplo de Smtesis 6: Dispersante-1 de Pigmento Basico)
Se obtuvo un dispersante de pigmento especificado en la presente invencion sometiendo los monomeros junto con un compuesto iniciador de la polimerizacion a polimerizacion viva por radicales libres usando el mismo aparato que en el Ejemplo de Smtesis 1 mediante el metodo I de la misma forma que en el Ejemplo de Smtesis 1. En el presente Ejemplo de Smtesis, se uso un metacrilato que tiene un grupo basico como metacrilato (A). Como disolvente, se cargaron 443,8 partes de PGMAc, y 3,1 partes (0,0122 mol) de yodo, 14,8 partes de V-70, 47,1 partes (0,300 mol) de metacrilato de dimetilaminoetilo (en lo sucesivo en el presente documento, escrito como DMAEMA) (Mw = 157,2) como metacrilato (A) que tiene un grupo basico, 21,0 partes (0,119 mol) de BzMA, 240 partes (0,271 mol) de metacrilato de polipropilenglicol monometil eter (el extremo terminal de polipropilenglicol monometil eter que tiene un peso molecular de 800 es el resto de metacrilato, en lo sucesivo en el presente documento, escrito como PP800) (Mw = 885) como macromonomero (B) basado en metacrilato, y 0,5 partes de DPM. A continuacion, se llevo a cabo la polimerizacion a 40 °C durante 9 horas mientras se hacfa pasar una corriente de nitrogeno. En la polimerizacion descrita anteriormente, la proporcion del numero total de moles de los monomeros basados en metacrilato con respecto a 1 mol del compuesto iniciador de la polimerizacion es 28,3/1.
Despues de 9 horas de polimerizacion, parte de la solucion de reaccion se tomo como muestra, a continuacion se midio el peso molecular mediante medicion por GPC para descubrir que Mn era 12800, PDI era 1,33, el peso molecular en la parte superior del pico era 17000, no se observo ningun pico originado a partir de los materiales de partida, particularmente ningun pico originado a partir del macromonomero, y como resultado de la medicion del contenido de solidos, la conversion fue casi un 100%. Ademas, el mdice de amina del producto tomado como muestra, cuando se determino despues de que el producto tomado como muestra se diluyera con tolueno y 2- propanol mediante una valoracion acido-base con una solucion 2-propanolica 0,1 N de acido clorhudrico usando una solucion de verde de bromocresol como indicador, fue 54,6 mg KoH/g. El mdice de amina se calculo mediante la misma operacion que la operacion descrita anteriormente en los otros Ejemplos de Smtesis.
Despues de esto, se detuvo la corriente de nitrogeno, a continuacion la temperatura se aumento a 90 °C mientras se pasaba una corriente de aire en lugar de nitrogeno para separar el yodo unido al extremo terminal de la cadena del polfmero. Ademas, la solucion de reaccion se transfirio a un vaso de precipitados de 2 l, se anadieron 256,7 partes de PGMAc para diluir la solucion de un modo tal que el contenido de solidos llegara a ser de un 30 %, y despues de esto se anadieron 50 g de SHIRASAGI M como carbon activado para adsorber el yodo con agitacion a temperatura ambiente durante 12 horas. Despues de esto el carbon activado se retiro por filtracion con un filtro para obtener un lfquido transparente de color amarillo. El contenido de solidos del lfquido obtenido fue de un 30,7 %. La solucion de resina se denomino dispersante-1 de pigmento basico, y el dispersante-1 de pigmento basico esta dentro de un ejemplo de la presente invencion.
(Ejemplo de Smtesis 7: Dispersante-2 de Pigmento Basico)
El dispersante-2 de pigmento basico se sintetizo mediante el metodo I usando el mismo aparato que en el Ejemplo de Smtesis 1. En el presente Ejemplo de Smtesis, en primer lugar, se obtuvo un macromonomero en el que esta unido un resto de metacrilato a un extremo terminal de la cadena de glicol a traves de un enlace de urea de la forma que se describe a continuacion. Como disolvente, se cargaron 89,9 partes de PGMAc, y 11,6 partes (0,0748 mol) de MOI y se agitaron. A continuacion, se anadio una solucion mixta de 150 partes (0,075 mol) de M2005 y 200 partes de PGMAc, y la mezcla resultante se agito a temperatura ambiente durante 30 minutos. Se confirmo por IR que la
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reaccion del grupo isocianato se habfa completado. Por lo tanto, el producto es un macromonomero (B) basado en metacrilato en el que esta unido un resto de metacrilato a un extremo terminal de una cadena de glicol a traves de un enlace de urea. El macromonomero obtenido se uso como material de partida, y por lo tanto la cantidad de uso del mismo es 0,0748 mol.
A continuacion, se cargaron 23,6 partes (0,150 mol) de DMAEMA y 7,5 partes (0,075 mol) de MMA en el macromonomero descrito anteriormente como material de partida, a continuacion la mezcla resultante se homogeneizo, y se cargaron ademas 1,5 partes (0,00591 mol) de yodo, 7,4 partes de V-70, y 0,3 partes de DPM. A continuacion, se llevo a cabo la polimerizacion a 40 °C durante 9 horas mientras se hada pasar una corriente de nitrogeno. En la polimerizacion descrita anteriormente, la proporcion del numero total de moles de los monomeros basados en metacrilato con respecto a 1 mol del compuesto iniciador de la polimerizacion es 25,4/1.
Despues de 9 horas de polimerizacion, parte de la solucion de reaccion se tomo como muestra, a continuacion se midio el peso molecular mediante medicion por GPC para descubrir que Mn era 16000, PDI era 1,44, el peso molecular en la parte superior del pico era 23000, no se observo ningun pico originado a partir de los materiales de partida, particularmente ningun pico originado a partir del macromonomero, y como resultado de la medicion del contenido de solidos, la conversion fue casi un 100 %. El mdice de amina fue 43,6 mg KOH/g. Despues de esto, se detuvo la corriente de nitrogeno, y a continuacion la temperatura se aumento a 90 °C mientras se pasaba una corriente de aire en lugar de nitrogeno para separar el yodo unido al extremo terminal de la cadena del polfmero. Ademas, la solucion de reaccion se transfirio a un vaso de precipitados de 2 l, se anadieron 166,2 partes de PGMAc para diluir la solucion de un modo tal que el contenido de solidos llegara a ser de un 30 %, despues de esto se anadieron 25 g de SHIRASAGI M como carbon activado para adsorber el yodo con agitacion a temperatura ambiente durante 12 horas, y despues de esto el carbon activado se retiro por filtracion con un filtro para obtener un lfquido transparente de color amarillo. El contenido de solidos del lfquido obtenido fue de un 30,5 %. La solucion de resina se denomino dispersante-2 de pigmento basico, y el dispersante-2 de pigmento basico esta dentro de un ejemplo de la presente invencion.
(Ejemplo de Smtesis 8: Dispersante-3 de Pigmento Basico)
El dispersante-3 de pigmento basico se sintetizo mediante el metodo I usando el mismo aparato que en el Ejemplo de Smtesis 1. Se cargaron 349,3 partes de PGMAc, 180 partes (0,060 mol) de CLMA, 47,1 partes (0,300 mol) de DMAEMA, y 18,0 partes (0,180 mol) de MMA, y la mezcla resultante se homogeneizo mientras se disolvfa CLmA. A continuacion, se cargaron 3,1 partes (0,0122 mol) de yodo, 14,8 partes de V-70, y 0,5 partes de DPM. A continuacion, se llevo a cabo la polimerizacion a 40 °C durante 9 horas mientras se hada pasar una corriente de nitrogeno. En la polimerizacion descrita anteriormente, la proporcion del numero total de moles de los monomeros basados en metacrilato con respecto a 1 mol del compuesto iniciador de la polimerizacion es 22,1/1.
Despues de 9 horas de polimerizacion, parte de la solucion de reaccion se tomo como muestra, a continuacion se midio el peso molecular mediante medicion por GPC para descubrir que Mn era 10200, PDI era 1,43, el peso molecular en la parte superior del pico era 15000, no se observo ningun pico originado a partir de los materiales de partida, particularmente ningun pico originado a partir del macromonomero, y como resultado de la medicion del contenido de solidos, la conversion fue casi un 100 %. El mdice de amina fue 67,9 mg KOH/g. Despues de esto, se detuvo la corriente de nitrogeno, a continuacion la temperatura se aumento a 90 °C mientras se pasaba una corriente de aire en lugar de nitrogeno para aislar el yodo unido al extremo terminal de la cadena del polfmero, y se confirmo que el yodo se aislo por el hecho de que la solucion de polfmero se convirtio en una solucion transparente de color pardo. Ademas, la solucion se diluyo por adicion de 204,2 partes de PGMAc, despues de esto se anadieron 50 g de SHIRASAGI M como carbon activado para adsorber el yodo con agitacion a temperatura ambiente durante 12 horas, y despues de esto el carbon activado se retiro por filtracion con un filtro para obtener un lfquido transparente de color amarillo. El contenido de solidos del lfquido obtenido fue de un 30,2 %. La solucion de resina se denomino dispersante-3 de pigmento basico, y el dispersante-3 de pigmento basico esta dentro de un ejemplo de la presente invencion.
(Ejemplo de Smtesis 9: Dispersante-4 de Pigmento Basico)
El dispersante-4 de pigmento basico se sintetizo mediante el metodo I usando el mismo aparato que en el Ejemplo de Smtesis 1. En el presente Ejemplo de Smtesis, en primer lugar, se obtuvo un macromonomero en el que esta unido un resto de metacrilato a un extremo terminal de la cadena de glicol a traves de un enlace de urea de la forma que se describe a continuacion. Como disolvente, se cargaron 102,7 partes de DBE, y 11,6 partes (0,0748 mol) de MOI y se agitaron. A continuacion, se anadio una solucion mixta de 150 partes de M2005 y 200 partes de DBE, y la mezcla resultante se agito a temperatura ambiente durante 30 minutos. Se confirmo por IR que la reaccion del grupo isocianato se habfa completado. El macromonomero obtenido se uso como material de partida, y por lo tanto, la cantidad de uso del macromonomero (B) basado en metacrilato, usada en el presente Ejemplo de Smtesis, es 0,0748 mol. A continuacion, se cargaron 23,6 partes (0,150 mol) de DMAEMA y 22,5 partes (0,225 mol) de MMA en el macromonomero descrito anteriormente, a continuacion la mezcla resultante se homogeneizo, y se cargaron ademas 1,5 partes (0,00591 mol) de yodo, 7,4 partes de V-70, y 0,3 partes de DPM. A continuacion, se llevo a cabo la polimerizacion a 40 °C durante 9 horas mientras se hada pasar una corriente de nitrogeno. En la polimerizacion
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descrita anteriormente, la proporcion del numero total de moles de los monomeros basados en metacrilato con respecto a 1 mol del compuesto iniciador de la polimerizacion es 38/1.
Despues de 9 horas de polimerizacion, parte de la solucion de reaccion se tomo como muestra, a continuacion se midio el peso molecular mediante medicion por GPC para descubrir que Mn era 17300, PDI era 1,41, el peso molecular en la parte superior del pico era 24200, no se observo ningun pico originado a partir de los materiales de partida, particularmente ningun pico originado a partir del macromonomero, y como resultado de la medicion del contenido de solidos, la conversion fue casi un 100 %. El mdice de amina fue 40,0 mg KOH/g. Despues de esto, se detuvo la corriente de nitrogeno, a continuacion la temperatura se aumento a 90 °C mientras se pasaba una corriente de aire en lugar de nitrogeno para aislar el yodo unido al extremo terminal de la cadena del polfmero, y se confirmo que el yodo se aislo por el hecho de que la solucion de polfmero se convirtio en una solucion transparente de color pardo. Ademas, la solucion se diluyo por adicion de 173,3 partes de DBE, despues de esto se anadieron 25 g de SHIRASAGI M como carbon activado para adsorber el yodo con agitacion a temperatura ambiente durante 12 horas, y despues de esto el carbon activado se retiro por filtracion con un filtro para obtener un lfquido transparente de color amarillo. El contenido de solidos del lfquido obtenido fue de un 29,9 %. El lfquido obtenido se denomino dispersante-4 de pigmento basico, y el dispersante-4 de pigmento basico esta dentro de un ejemplo de la presente invencion.
Las composiciones y las propiedades ffsicas de los respectivos polfmeros especificados en la presente invencion y usados para los respectivos dispersantes de pigmento basicos que se obtuvieron en los Ejemplos de Smtesis 6 a 9 descritos anteriormente y que entran dentro de los ejemplos de la presente invencion se muestran conjuntamente en la Tabla 2.
Tabla 2: Composiciones y propiedades fisicas de los polimeros obtenidos en los Ejemplos de Smtesis 6 a 9
Ejemplo de Smtesis 6 Ejemplo de Smtesis 7 Ejemplo de Smtesis 8 Ejemplo de Smtesis 9
Dispersante de pigmento basico
-1 -2 -3 -4
Metodo de smtesis
Metodo I Metodo I Metodo I Metodo I
Disolvente
PGMAc PGMAc PGMAc DBE
Composicion de la cadena lateral
Polipropilenglicol Polipropilenglicol /polietilenglicol Policaprolactona Polipropilenglicol /polietilenglicol
Composicion
BzMA/DMAEMA /PP800 MMA/DMAEMA /MOI/M2005 MMA/DMAEMA /CLMA MMA/DMAEMA /MOI/M2005
Proporcion de composicion (proporcion en masa)
6,8/15,3/77,9 3,9/12,2/6,1/77,8 7,4/19,2/73,4 10,8/11,3/5,7/72,2
Monomero/ compuesto de iniciacion (proporcion molar)
28,3/1 25,4/1 22,1/1 38/1
Mn
12800 16000 10200 17300
PDI
1,33 1,44 1,43 1,41
fndice de amina (mg KOH/g)
54,6 43,6 67,9 40,0
Contenido de solidos (%)
30,7 30,5 30,2 29,9
(Ejemplo de Smtesis 10: Dispersante-5 de Pigmento Basico)
Se obtuvo un polfmero usando el mismo aparato que en el Ejemplo de Smtesis 1 mediante el metodo II descrito anteriormente de la forma que se describe a continuacion. En el presente Ejemplo de Smtesis, en primer lugar, se cargaron 174,7 partes de PGMAc, 34,9 partes (0,225 mol) de MOI como metacrilato (D) que tiene un grupo isocianato, 26,4 partes (0,150 mol) de BzMa, 1,5 partes (0,00591 mol) de yodo, 7,4 partes de V-70 y 0,3 partes de DPM y se llevo a cabo la polimerizacion viva por radicales libres a 45 °C durante 8 horas. Despues de 8 horas de polimerizacion, parte de la solucion de reaccion se tomo como muestra, a continuacion se midio el peso molecular mediante medicion por GPC para descubrir que Mn era 4900, PDI era 1,22, el peso molecular en la parte superior
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del pico era 6000, y como resultado de la medicion del contenido de solidos, la conversion fue casi un 100%. Ademas, la existencia del isocianato se confirmo por medicion de IR. El polfmero obtenido anteriormente esta dentro del polfmero (E) especificado en la presente invencion. En la polimerizacion descrita anteriormente, la proporcion del numero total de moles de los monomeros basados en metacrilato con respecto a 1 mol del compuesto iniciador de la polimerizacion es 31,7/1.
Despues de esto, se detuvo la corriente de nitrogeno, a continuacion la temperatura se aumento a 90 °C mientras se pasaba una corriente de aire en lugar de nitrogeno para aislar el yodo unido al extremo terminal de la cadena del polfmero, y se confirmo que el yodo se aislo a partir del hecho de que la solucion de polfmero se convirtio en un ifquido transparente de color pardo. A continuacion, el polfmero obtenido anteriormente se uso como material de partida, y se preparo una solucion mixta de 150 partes de M2005 que entra dentro del compuesto (G) especificado en la presente invencion y 133 partes de PGMAc y se anadio al vaso de reaccion. Se observo generacion de calor hasta cierto punto. Parte de la solucion de reaccion se tomo como muestra, y se llevo a cabo una medicion IR para confirmar que el isocianato habfa disminuido y se habfa formado el enlace de urea. Ademas, el contenido de solidos fue de un 40,5 %. Ademas, se midio el % de isocianato de la forma que se describe a continuacion. En un vaso de precipitados conico, se pusieron 0,5 partes del producto tomado como muestra y se diluyeron con 50 ml de tolueno, y se anadieron 10 ml de solucion 0,1 N en isopropanol de dibutilamina, y a continuacion se calculo el % de isocianato de acuerdo con la formula de calculo por valoracion del isocianato con una solucion 0,1 N en isopropanol de acido clorhudrico usando azul de bromofenol como indicador. Como resultado de la misma, el % de isocianato fue de un 2,95 %. Este estado es un estado donde los isocianatos que son capaces de reaccionar con la cadena principal quedan sin reaccionar. Ademas, el % de isocianato se determino de la misma forma en los siguientes Ejemplos de Smtesis.
A continuacion, se anadio una solucion mixta de 15,3 partes de 3-N,N-dimetilaminopropilamina (en lo sucesivo en el presente documento, escrito como DMAPA) que entra dentro del compuesto (F) especificado en la presente invencion y 23,0 partes de PGMAc, y la mezcla resultante se sometio a reaccion a temperatura ambiente durante 30 minutos para confirmar la desaparicion del grupo isocianato mediante medicion por iR. El peso molecular se midio mediante medicion por GPC para descubrir que Mn era 18900, PDI era 1,51, y el peso molecular en la parte superior del pico era 28100, y el mdice de amina fue 37,4 mg KOH/g. La solucion se diluyo por adicion de 188,8 partes de PGMAc, despues de esto se anadieron 30 g de SHIRASAGI M como carbon activado para adsorber el yodo con agitacion a temperatura ambiente durante 12 horas, y despues de esto el carbon activado se retiro por filtracion con un filtro para obtener un lfquido transparente de color amarillo. El contenido de solidos del lfquido obtenido fue de un 30,9 %. La solucion de resina se denomino dispersante-5 de pigmento basico, y el dispersante-5 de pigmento basico esta dentro de un ejemplo de la presente invencion.
(Ejemplo de Smtesis 11: Dispersante-6 de Pigmento Basico)
Se obtuvo un polfmero usando el mismo aparato que en el Ejemplo de Smtesis 1 mediante el metodo II de la forma que se describe a continuacion. Se cargaron 166 partes de PGMAc, 32,0 partes (0,225 mol) de metacrilato de glicidilo (en lo sucesivo en el presente documento, escrito como GMA) (Mw = 142,15), metacrilato (D) que tiene un grupo epoxi, 26,4 partes (0,150 mol) de BzMA, 1,5 partes (0,00591 mol) de yodo, 7,4 partes de V-70 y 0,3 partes de DPM, y se llevo a cabo la polimerizacion viva por radicales libres a 45 °C durante 8 horas. Despues de 8 horas de polimerizacion, parte de la solucion de reaccion se tomo como muestra, a continuacion se midio el peso molecular mediante medicion por GPC para descubrir que Mn era 5900, PDI era 1,21, el peso molecular en la parte superior del pico era 7100, y como resultado de la medicion del contenido de solidos, la conversion fue casi un 100%. Ademas, la existencia del grupo epoxi se confirmo mediante medicion por IR. El polfmero obtenido anteriormente esta dentro del polfmero (E) especificado en la presente invencion. En la polimerizacion descrita anteriormente, la proporcion del numero total de moles de los monomeros basados en metacrilato con respecto a 1 mol del compuesto iniciador de la polimerizacion es 31,7/1.
Despues de esto, se detuvo la corriente de nitrogeno, a continuacion la temperatura se aumento a 90 °C mientras se pasaba una corriente de aire en lugar de nitrogeno para aislar el yodo unido al extremo terminal de la cadena del polfmero, y se confirmo que el yodo se aislo a partir del hecho de que la solucion de polfmero se convirtio en un kquido transparente de color pardo. A continuacion, el polfmero obtenido anteriormente se uso como material de partida, la solucion de polfmero se calento a 70 °C, se anadieron 16,2 partes de 4-aminometil piridina (en lo sucesivo en el presente documento, escrito como AMP) que entra dentro del compuesto (F) especificado en la presente invencion, la mezcla resultante se calento durante 3 horas para hacer reaccionar el grupo amino con el grupo epoxi, a continuacion se anadieron ademas una solucion mixta de 150 partes de M2005 que entra dentro del compuesto (G) especificado en la presente invencion y 161,7 partes de PGMAc, y se llevo a cabo la reaccion durante 3 horas. La desaparicion del grupo epoxi se confirmo mediante medicion por IR. El peso molecular se midio mediante medicion por GPC para descubrir que Mn era 18500, PDI era 1,53, y el peso molecular en la parte superior del pico era 18200, y el mdice de amina fue 37,3 mg KOH/g. La solucion se diluyo por adicion de 187,2 partes de PGMAc, despues de esto se anadieron 30 g de SHIRASAGI M como carbon activado para adsorber el yodo con agitacion a temperatura ambiente durante 12 horas, y despues de esto el carbon activado se retiro por filtracion con un filtro para obtener un lfquido transparente de color amarillo. El contenido de solidos del lfquido obtenido fue de un 30,1 %. El lfquido obtenido se denomino dispersante-6 de pigmento basico, y el dispersante-6 de pigmento basico esta
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dentro de un ejemplo de la presente invencion.
(Ejemplo de Smtesis 12: Dispersante-7 de Pigmento Basico)
Se obtuvo un polfmero usando el mismo aparato que en el Ejemplo de Smtesis 1 mediante el metodo II de la forma que se describe a continuacion. Se cargaron 158,5 partes de tetraetilenglicol dimetil eter (en lo sucesivo en el presente documento, escrito como DMTG) como disolvente, 16,3 partes (0,105 mol) de MOI como metacrilato (D) que tiene un grupo isocianato, 39,6 partes (0,225 mol) de BzMA, 1,5 partes (0,00591 mol) de yodo, 7,4 partes de V- 70 y 0,3 partes de DPM, y se llevo a cabo la polimerizacion viva por radicales libres a 45 °C durante 8 horas. Despues de 8 horas de polimerizacion, parte de la solucion de reaccion se tomo como muestra, a continuacion se midio el peso molecular mediante medicion por GPC para descubrir que Mn era 4800, PDI era 1,25, el peso molecular en la parte superior del pico era 6100, y como resultado de la medicion del contenido de solidos, la conversion fue casi un 100%. Ademas, la existencia del isocianato se confirmo por medicion de IR. El polfmero obtenido anteriormente esta dentro del polfmero (E) especificado en la presente invencion. En la polimerizacion descrita anteriormente, la proporcion del numero total de moles de los monomeros basados en metacrilato con respecto a 1 mol del compuesto iniciador de la polimerizacion es 27,9/1.
A continuacion, se preparo una solucion mixta de 150 partes de M2005 que entra dentro del compuesto (G) especificado en la presente invencion y 141,1 partes de PGMAc y se anadio al vaso de reaccion. Parte de la solucion de reaccion se tomo como muestra, y se llevo a cabo una medicion por IR para confirmar que el isocianato habfa disminuido y se habfa formado el enlace de urea. Ademas, el contenido de solidos fue de un 40,6 %. Ademas, el % de isocianato fue de un 0,60 %. Despues de esto, se detuvo la corriente de nitrogeno, a continuacion la temperatura se aumento a 90 °C mientras se pasaba una corriente de aire en lugar de nitrogeno para aislar el yodo unido al extremo terminal de la cadena del polfmero, y se confirmo que el yodo se aislo a partir del hecho de que la solucion de polfmero se convirtio en un lfquido transparente de color pardo.
A continuacion, se anadieron 4,3 partes de fosfato de mono-2-hidroxietilo (en lo sucesivo en el presente documento, escrito como HEP) que entra dentro del compuesto (F) especificado en la presente invencion y 0,2 partes de dilaurato de dibutilestano como catalizador, y se llevo a cabo la reaccion a 70 °C durante 3 horas. La desaparicion del grupo isocianato se confirmo mediante medicion por IR. El peso molecular se midio mediante medicion por para descubrir que Mn era 17400, PDI era 1,55, y el peso molecular en la parte superior del pico era 26200, y el mdice de acido fue 22,4 mg KOH/g. El polfmero es un dispersante acido en el que esta unido un grupo fosfato a la cadena principal.
La solucion se diluyo por adicion de 181,7 partes de DMTG, despues de esto se anadieron 30 g de SHIRASAGI M como carbon activado para adsorber el yodo con agitacion a temperatura ambiente durante 12 horas, y despues de esto el carbon activado se retiro por filtracion con un filtro para obtener un lfquido transparente de color amarillo. El contenido de solidos del lfquido obtenido fue de un 30,0%. El lfquido obtenido se denomino dispersante-7 de pigmento acido, y el dispersante-7 de pigmento acido esta dentro de un ejemplo de la presente invencion.
(Ejemplo Comparativo de Smtesis 2: Dispersante-2 de Pigmento Comparativo)
En lugar de CLMA que es un monometacrilato de policaprolactona que tiene un peso molecular de 3000 y se uso en el Ejemplo de Smtesis 8, se cargaron 214,8 partes (0,60 mol) de un metacrilato de policaprolactona (nombre de producto: Placcel FM2D, fabricado por Daicel Corporation, forma lfquida, grado medio de polimerizacion de 2, en lo sucesivo en el presente documento, escrito como FM2D) que tiene un peso molecular de 358, 397,5 partes de PGMAc, 47,1 partes (0,300 mol) de DMAEMA, 15,0 partes (0,150 mol) de MMA y se homogeneizaron. A continuacion, se cargaron 3,1 partes (0,0122 mol) de yodo, 14,8 partes de V-70, y 0,5 partes de DPM. A continuacion, se llevo a cabo la polimerizacion viva por radicales libres a 40 °C durante 9 horas mientras se hada pasar una corriente de nitrogeno. En la polimerizacion descrita anteriormente, la proporcion del numero total de moles de los monomeros basados en metacrilato con respecto a 1 mol del compuesto iniciador de la polimerizacion es 43,0/1. Sin embargo, el polfmero no tiene, en la estructura del mismo, una cadena de polfmero particular que es esencial en la presente invencion
Parte de la solucion de reaccion se tomo como muestra, a continuacion se midio el peso molecular mediante medicion por GPC para descubrir que Mn era 11500, PDI era 1,38, el peso molecular en la parte superior del pico era 15700, no se observo ningun pico originado a partir de los materiales de partida, particularmente ningun pico originado a partir del macromonomero, y como resultado de la medicion del contenido de solidos, la conversion fue casi un 100 %. El mdice de amina fue 60,7 mg KOH/g. Despues de esto, se detuvo la corriente de nitrogeno, y la solucion se calento a 90 °C mientras se pasaba una corriente de aire en lugar de nitrogeno para aislar el yodo unido al extremo terminal de la cadena del polfmero, y se confirmo que el yodo se aislo a partir del hecho de que la solucion de polfmero se convirtio en un lfquido transparente de color pardo. Ademas, la solucion se diluyo por adicion de 230,2 partes de PGMAc, despues de esto se anadieron 50 g de SHIRASAGI M como carbon activado para adsorber el yodo con agitacion a temperatura ambiente, y despues de esto el carbon activado se retiro por filtracion con un filtro para obtener un lfquido transparente de color amarillo. El contenido de solidos del lfquido obtenido fue de un 30,1 %. Y el lfquido obtenido se denomino Dispersante-2 de Pigmento Comparativo.
Las composiciones y las propiedades ffsicas de los respectivos poUmeros que se especifican en la presente invencion y que se usaron para los respectivos dispersantes de pigmento que se obtuvieron en los Ejemplos de Smtesis 10 a 12 descritos anteriormente y que entran dentro de los ejemplos de la presente invencion se muestran conjuntamente en la Tabla 3. En cualquiera de los Ejemplos de Smtesis, la produccion se llevo a cabo usando el 5 metodo II.
Tabla 3: Composiciones y propiedades fisicas de los polimeros obtenidos en los Ejemplos de Smtesis 10 a 12
Ejemplo de Smtesis 10 Ejemplo de Smtesis 11 Ejemplo de Smtesis 12
Dispersante
Dispersante-5 de pigmento basico Dispersante-6 de pigmento basico Dispersante-7 de pigmento acido
Metodo de smtesis
Metodo II Metodo II Metodo II
Disolvente
PGMAc PGMAc DMTG
Composicion de la cadena lateral
Polipropilenglicol/ polietilenglicol Polipropilenglicol/ polietilenglicol Polipropilenglicol/ polietilenglicol
Composicion
BzMA/MOI/DMAPA /M2005 BzMA/GMA/AMP /M2005 BzMA/MOI/HEP /M2005
Proporcion de composicion (proporcion en masa)
11,6/15,4/6,8/66,2 11,8/14,2/7,2/66,8 18,9/7,7/2,0/71,4
Monomero/compuesto de iniciacion (proporcion molar)
31,7/1 31,7/1 27,9/1
Mn
18900 18500 17400
PDI
1,51 1,53 1,55
fndice de amina o mdice de acido (mg KOH/g)
37,4 37,3 22,4
Contenido de solidos (%)
30,9 30,1 30,0
La composicion y las propiedades fisicas del pofimero que se uso para el dispersante de pigmento que se obtuvo 10 mediante el Ejemplo de Smtesis 2 descrito anteriormente que esta dentro de un ejemplo comparativo de la presente invencion se muestran conjuntamente en la Tabla 4.
Tabla 4: Composicion y propiedades fisicas del pofimero obtenido en el Ejemplo Comparativo de Smtesis 2
Ejemplo Comparativo de Smtesis 2
Dispersante
Dispersante-2 de Pigmento Comparativo
Metodo de smtesis
Metodo I
Disolvente
PGMAc
Composicion de la cadena lateral
Policaprolactona
Composicion
MMA/DMAEMA/FM2D
Proporcion de composicion (proporcion en masa)
5,4/17/77,6
Dispersante
Dispersante-2 de Pigmento Comparativo
Monomero/compuesto de iniciacion (proporcion molar)
43,0/1
Mn
11500
PDI
1,38
fndice de amina (mg KOH/g)
60,7
Contenido de solidos (%)
30,1
5
10
15
20
25
30
<Aplicacion de agentes colorantes para filtros de color>
[Ejemplos 1 a 12, y Ejemplo Comparativo 1: L^quidos de dispersion de pigmento]
(a) Tratamiento de micronizacion de pigmentos
Como pigmentos para filtros de color, se prepararon PR 254, PG 58, PY 138, PY 150, PB 15:6 y PV 23, y se aplico un tratamiento de micronizacion mediante el metodo que se describe a continuacion. En una amasadora (amasadora presurizada, fabricada por Moriyama) equipada con una tapa de cierre hermetico para su uso durante la presurizacion, se cargaron 100 partes de cada pigmento, 400 partes de cloruro sodico, y 130 partes de dietilenglicol. Se llevo a cabo una mezcla previa hasta que se formo una masa humedecida uniformemente en la amasadora. Se cerro la capa de presurizacion, y se llevo a cabo un tratamiento de molienda y pulverizacion durante 7 horas mientras se ejercio presion sobre los contenidos a una presion de 6 kg/cm2 para obtener un material molido. El material molido obtenido se puso en 3000 partes de acido sulfurico al 2 %, y se llevo a cabo un tratamiento de agitacion durante 1 hora. Despues de que se retiraran el cloruro sodico y el dietilenglicol por filtracion, el residuo se lavo lo suficiente con agua y a continuacion se seco y se pulverizo para obtener cada polvo de pigmento. El diametro medio de partfcula de los polvos de pigmento fue aproximadamente 30 nm.
(b) Preparacion de Lfquidos-1 de Dispersion de Pigmento
Cada componente mostrado en la Tabla 5 se mezclo en una cantidad (partes) como se muestra en la Tabla 5, y la mezcla resultante se agito con un disolvente durante 2 horas. Despues de confirmar que la masa del pigmento habfa desaparecido, se llevo a cabo un tratamiento de dispersion usando un dispersador de medios horizontales para preparar cada lfquido de dispersion de pigmento. Ademas, en la Tabla 5, el "sinergista 1", el "sinergista 2", y el "sinergista 3" son cada uno un derivado de colorante que tiene un grupo amino o grupos amino y esta representado por la siguiente formula estructural (1) (en la formula, n = 1 a 2), la siguiente formula estructural (2), y la siguiente formula estructural (3) (en la formula, n = 1 a 2), respectivamente. Ademas, se uso una resina acnlica que tema una composicion de monomeros de BzMA/MAA = 80/20 (proporcion en masa) y que tema un Mn de 5500 y un PDI de 2,02 determinado cada uno mediante medicion por GpC (medido usando una solucion de PGMAc que tema una concentracion de solidos de un 30 %) como la "resina acnlica" de la Tabla 5.
imagen2
imagen3
Tabla 5: Preparacion de liquidos de dispersion de pigmento (unidad: parte)
Ejemplo 1 Ejemplo 2 Ejemplo 3 Ejemplo 4 Ejemplo 5 Ejemplo 6
PDLul)-1 Rojo
PDL-1 Verde PDL-1 Amarillo PDL-2 Amarillo PDL-1 Azul PDL-1 Violeta
PR 254 (30 nm)
13,5
PG 58 (30 nm)
13,5
PY 138 (30 nm)
13,5
PY 150 (30 nm)
13,5
PB 15:6 (30 nm)
13,5
PV 23 (30 nm)
13,5
PD(*2)-1 acido
24,8
PD-2 acido
24,7
PD-3 acido
24,4 24,4
PD-4 acido
24,8
PD-6 acido
25,0
Sinergista 1
1,5
Sinergista 2
1,5 1,5 1,5
5
10
15
20
25
30
Ejemplo 1 Ejemplo 2 Ejemplo 3 Ejemplo 4 Ejemplo 5 Ejemplo 6
PDLul)-1 Rojo
PDL-1 Verde PDL-1 Amarillo PDL-2 Amarillo PDL-1 Azul PDL-1 Violeta
Sinergista 3
1,5 1,5
Resina acnlica
15 15 15 15 15 15
PGMAc
45,3 45,2 45,2 45,0 45,6 45,6
Total
100 100 100 100 100 100
(*1) PDL representa "Uquido de dispersion de pigmento". (*2) PD representa "dispersante de pigmento".
[Evaluacion de los L^quidos de Dispersion de Pigmento (1)]
Los resultados de la medicion del diametro medio de partfcula de los pigmentos contenidos en los respectivos Ifquidos de dispersion de pigmento obtenidos como se ha descrito anteriormente, y los resultados de la medicion de la viscosidad inicial de los lfquidos de dispersion de pigmento y la viscosidad (viscosidad despues de almacenamiento) despues de que los lfquidos de dispersion de pigmento se dejaran en reposo a 45 °C durante 3 dfas se muestran conjuntamente en la Tabla 6. Ademas, se uso un viscosfmetro de tipo E para la medicion de viscosidad, y la viscosidad se midio a 60 rpm y 25 °C.
Tabla 6: Propiedades fisicas de los respectivos liquidos de dispersion de pigmento
Ejemplo 1 Ejemplo 2 Ejemplo 3 Ejemplo 4 Ejemplo 5 Ejemplo 6
PDLul)-1 Rojo
PDL-1 Verde PDL-1 Amarillo PDL-2 Amarillo PDL-1 Azul PDL-1 Violeta
Diametro medio de partfcula (nm)
41 40 37 43 36 40
Viscosidad inicial (mPas)
7,0 4,6 6,9 4,9 7,5 7,6
Viscosidad despues de almacenamiento (mPas)
7,0 4,5 6,8 4,7 7,4 7,6
(*) PDL representa "lfquido de dispersion de pigmento".
Como se muestra en la Tabla 6, cualquiera de los tamanos medios de partfcula de los pigmentos contenidos en los lfquidos de dispersion de pigmento de los Ejemplos 1 a 6 fue 50 nm o menos, y se probo que los pigmentos micronizados estaban finamente dispersos hasta un grado suficiente. Ademas, cualquiera de los lfquidos de dispersion de pigmento de los Ejemplos 1 a 6 tema una viscosidad inicial de 10 mPa s o menos. Ademas, la viscosidad inicial y la viscosidad despues de almacenamiento se compararon para confirmar que el cambio de viscosidad fue extremadamente pequeno. A partir de los resultados descritos anteriormente, es evidente que los lfquidos de dispersion de pigmento de los Ejemplos 1 a 6 tienen una estabilidad de dispersion suficiente.
(c) Preparacion de Lfquidos-2 de Dispersion de Pigmento
Cada componente mostrado en la Tabla 7 se mezclo en una cantidad (partes) como se muestra en la Tabla 7, y la mezcla resultante se agito con un disolvente durante 2 horas. Despues de confirmar que la masa del pigmento habfa desaparecido, se llevo a cabo un tratamiento de dispersion usando un dispersador de medios horizontales para preparar cada lfquido de dispersion de pigmento. Ademas, en la Tabla 7, el "sinergista 4", el "sinergista 5", y el "sinergista 6" son cada uno un derivado de colorante que tiene un grupo sulfonato o grupos sulfonato y esta representado por la siguiente formula estructural (4) (en la formula, n = 1 a 2), la siguiente formula estructural (5) (en la formula, n = 1 a 2), y la siguiente formula estructural (6) (en la formula, n = 1 a 2), respectivamente. Ademas, se uso una resina acnlica que tema una composicion de monomeros de BzMA/MAA = 80/20 (proporcion en masa) y que tema un Mn de 5500 y un PDI de 2,02 determinado cada uno mediante medicion por GPC (medido usando una solucion de PGMAc que tema una concentracion de solidos de un 30 %) como la "resina acnlica" de la Tabla 7.
imagen4
5 ______Tabla 7: Preparacion de liquidos de dispersion de pigmento (unidad: parte)
Ejemplo 7 Ejemplo 8 Ejemplo 9 Ejemplo 10
PDLl*1)-2 Rojo
PDL-2 Verde PDL-3 Amarillo PDL-4 Amarillo
PR 254 (30 nm)
13,5
PG 58 (30 nm)
13,5
PY 138 (30 nm)
13,5
PY 150 (30 nm)
13,5
Ejemplo 7 Ejemplo 8 Ejemplo 9 Ejemplo 10
PDL(*l;-2 Rojo
PDL-2 Verde PDL-3 Amarillo PDL-4 Amarillo
PB 15:6 (30 nm)
PV 23 (30 nm)
PD(*2)-1 basico
24,4
PD-2 basico
PD-3 basico
24,8
PD-5 basico
24,3
PD-6 basico
24,9
PD-2 Comparativo
Sinergista 4
1,5
Sinergista 5
1,5 1,5 1,5
Sinergista 6
Resina acnlica
15 15 15 15
PGMAc
45,6 45,1 45,2 45,7
Total
100 100 100 100
(*1) PDL representa "Ifquido de dispersion de pigmento". (*2) PD representa "dispersante de pigmento".
Tabla 7 (cont.): Preparacion de lfquidos de dispersion de pic
mento (unidad: parte)
Ejemplo 11 Ejemplo 12 Ejemplo Comparativo 1
PDLn)-2 Azul
PDL-2 Violeta PDL-3 Azul
PR 254 (30 nm)
PG 58 (30 nm)
PY 138 (30 nm)
PY 150 (30 nm)
PB 15:6 (30 nm)
13,5 13,5
PV 23 (30 nm)
13,5
PD(*2)-1 basico
PD-2 basico
24,6 24,6
PD-3 basico
PD-5 basico
PD-6 basico
PD-2 Comparativo
24,9
Sinergista 4
Sinergista 5
Sinergista 6
1,5 1,5 1,5
Resina acnlica
15 15 15
PGMAc
45,4 45,4 45,1
Total
100 100 100
(*1) PDL representa "lfquido de dispersion de pigmento". (*2) PD representa "dispersante de pigmento".
5
10
15
20
25
30
35
40
[Evaluacion de los L^quidos de Dispersion de Pigmento (2)]
Los resultados de la medicion del diametro medio de partfcula de los pigmentos contenidos en los respectivos Kquidos de dispersion de pigmento obtenidos como se ha descrito anteriormente, y los resultados de la medicion de la viscosidad inicial de los lfquidos de dispersion de pigmento y la viscosidad despues de que los lfquidos de dispersion de pigmento se dejaran en reposo a 45 °C durante 3 dfas (viscosidad despues de almacenamiento) se muestran conjuntamente en la Tabla 8.
Tabla 8: Propiedades fisicas de los liquidos de dispersion de pigmento
Ejemplo 7 Ejemplo 8 Ejemplo 9 Ejemplo 10 Ejemplo 11 Ejemplo 12 Ejemplo Comparativo 1
PDLl*1)-2 Rojo
PDL-2 Verde PDL-3 Amarillo PDL-4 Amarillo PDL-2 Azul PDL-2 Violeta PDL-3 Azul
Diametro medio de partfcula (nm)
40 39 38 39 35 41 45
Viscosidad inicial (mPas)
7,1 6,8 7,8 6,9 8,9 9,1 9,6
Viscosidad despues de almacenamiento (mPas)
7,1 6,7 7,7 6,9 8,8 8,9 57
(*1) PDL representa "lfquido de dispersion de pigmento".
Como se muestra en la Tabla 8, cualquiera de los tamanos medios de partfcula de los pigmentos contenidos en los lfquidos de dispersion de pigmento de los Ejemplos 7 a 12 fue 50 nm o menos, y se probo que los pigmentos micronizados estaban finamente dispersos hasta un grado suficiente. Ademas, cualquiera de los lfquidos de dispersion de pigmento de los Ejemplos 7 a 12 tema una viscosidad inicial de 10 mPa s o menos. Ademas, la viscosidad inicial y la viscosidad despues de almacenamiento se compararon para confirmar que el cambio de viscosidad fue extremadamente pequeno. A partir de los resultados descritos anteriormente, es evidente que a partir de los resultados descritos anteriormente que los lfquidos de dispersion de pigmento de los Ejemplos 7 a 12 tienen una estabilidad de dispersion suficiente.
Por el contrario, se entiende que el lfquido de dispersion de pigmento del Ejemplo Comparativo 1, cuando se compara con el lfquido de dispersion de pigmento del Ejemplo 11 en el que se usan un pigmento similar y un sinergista similar, tiene un mayor diametro medio de partfcula y el pigmento no esta finamente disperso hasta un grado suficiente. Ademas, a partir del hecho de que la viscosidad despues de almacenamiento aumenta en gran medida, se ha entendido que la estabilidad de dispersion tambien es insuficiente. Se considera que esto es debido a que la cadena de caprolactona que es una parte disuelta en un disolvente es corta y por lo tanto se produce la agregacion de los pigmentos durante el almacenamiento para hacer la estabilidad de dispersion insuficiente aunque la viscosidad inicial sea favorable.
<Aplicacion de revestimientos protectores para filtros de color>
[Ejemplos de Aplicacion 1 a 6: Revestimientos protectores para filtros de color]
Cada componente mostrado en la Tabla 9 y que incluye el lfquido de dispersion de pigmento obtenido en cada Ejemplo como agente colorante se mezclo en una cantidad (parte) mostrada en la Tabla 9, y la mezcla resultante se mezclo lo suficiente con una mezcladora para obtener cada composicion de agente colorante de pigmento de color (tinta de pigmento) para filtros de color como revestimiento protector de color. Ademas, el "barniz de resina acnlica fotosensible" de la Tabla 9 es un barniz que contiene una resina acnlica obtenida por reaccion de un producto copolimerizado de BzMA/MAA con metacrilato de glicidilo. Esta resina acnlica tiene un Mn de 6000, un PDI de 2,38, y un mdice de acido de 110mgKOH/g. Ademas, "TMPTA" representa triacrilato de trimetilolpropano, "HEMPA" representa acido 2-hidroxietil-2-metil propionico, y "DEAP" representa 2,2-dietoxi acetofenona.
Tabla 9: Preparacion de ^ revestimientos protectores para filtros de color (unidad: parte)
Ejemplo de Aplicacion 1 Ejemplo de Aplicacion 2 Ejemplo de Aplicacion 3
Tinta-1 de pigmento rojo
Tinta-1 de pigmento verde Tinta-1 de pigmento azul
PDLU)-1 Rojo del Ejemplo 1
56,7
Ejemplo de Aplicacion 1 Ejemplo de Aplicacion 2 Ejemplo de Aplicacion 3
Tinta-1 de pigmento rojo
Tinta-1 de pigmento verde Tinta-1 de pigmento azul
PDL-1 Verde del Ejemplo 2
40
PDL-1 Amarillo del Ejemplo 3
10
PDL-2 Amarillo del Ejemplo 4
26,7
PDL-1 Azul del Ejemplo 5
56,7
PDL-1 Violeta del Ejemplo 6
10
PDL-2 Rojo del Ejemplo 7
PDL-2 Verde del Ejemplo 8
PDL-3 Amarillo del Ejemplo 9
PDL-4 Amarillo del Ejemplo 10
PDL-2 Azul del Ejemplo 11
PDL-2 Violeta del Ejemplo 12
Barniz de resina acnlica fotosensible
25 25 25
TMPTA
5 5 5
HEMPA
1 1 1
DEAP
0,5 0,5 0,5
PGMAc
1,8 1,8 1,8
Total
100 100 100
(*) PDL representa "lfquido de dispersion de pigmento".
Tabla 9 (cont.): Preparacion de revestimientos protectores para filtros de color (unidad: parte)
Ejemplo de Aplicacion 4 Ejemplo de Aplicacion 5 Ejemplo de Aplicacion 6
Tinta-1 de pigmento rojo
Tinta-1 de pigmento verde Tinta-1 de pigmento azul
PDLU)-1 Rojo del Ejemplo 1
PDL-1 Verde del Ejemplo 2
PDL-1 Amarillo del Ejemplo 3
PDL-2 Amarillo del Ejemplo 4
PDL-1 Azul del Ejemplo 5
PDL-1 Violeta del Ejemplo 6
PDL-2 Rojo del Ejemplo 7
56,7
PDL-2 Verde del Ejemplo 8
40
PDL-3 Amarillo del Ejemplo 9
10
PDL-4 Amarillo del Ejemplo 10
26,7
PDL-2 Azul del Ejemplo 11
56,7
PDL-2 Violeta del Ejemplo 12
10
Barniz de resina acnlica fotosensible
25 25 25
5
10
15
20
25
30
35
Ejemplo de Aplicacion 4 Ejemplo de Aplicacion 5 Ejemplo de Aplicacion 6
Tinta-1 de pigmento rojo
Tinta-1 de pigmento verde Tinta-1 de pigmento azul
TMPTA
5 5 5
HEMPA
1 1 1
DEAP
0,5 0,5 0,5
PGMAc
1,8 1,8 1,8
Total
100 100 100
(*) PDL representa "lfquido de dispersion de pigmento".
Un sustrato de vidrio tratado con un agente de acoplamiento de silano se ajusto a un revestidor por rotacion. Se revistio por rotacion la tinta-1 de pigmento rojo del Ejemplo de Aplicacion 1 sobre el sustrato de vidrio con unas condiciones de 300 rpm durante 5 segundos. Despues de 10 minutos de cocido previo a 80 °C, se produjo un sustrato de vidrio rojo por exposicion del sustrato con luz a una cantidad de luz de 100 mJ/cm2 usando una lampara de mercurio de ultra alta presion. Ademas, se llevo a cabo la misma operacion con respecto a los Ejemplos de Aplicacion 2 a 6, y se produjeron sustratos de vidrio de los colores respectivos.
Uno cualquiera de los sustratos de vidrio obtenidos (sustratos de vidrio de color) de los colores respectivos tiene una excelente propiedad de curva espectroscopica y tambien tiene una excelente resistencia tal como resistencia a la luz y resistencia al calor. Ademas, uno cualquiera de los sustratos de vidrio de color tema excelentes propiedades opticas tales como una propiedad de transmision de luz y una relacion de contraste.
[Ejemplo Comparativo de Aplicacion 1: Revestimiento protector para filtros de color]
Se preparo un lfquido de dispersion de pigmento para comparacion de la misma forma que en el Ejemplo 5 mencionado anteriormente excepto en que (i) se uso un dispersante basado en poliester (un condensado de poli £- caprolactona con polietilenimina, obtenido mediante el uso de acido 12-hidroxiestearico como compuesto de iniciacion, Mn: 12000, mdice de amina: 12 mg KOH/g) en lugar del "dispersante-3 de pigmento acido" que se uso en el Ejemplo 5, y (ii) se uso "sinergista 6" en lugar de "sinergista 3".
Y, se preparo una tinta de pigmento azul (Ejemplo Comparativo de Aplicacion 1) y se produjo un sustrato de vidrio azul para comparacion de la misma forma que en el Ejemplo de Aplicacion 3 excepto en que se uso el lfquido de dispersion de pigmento azul para comparacion preparado anteriormente en lugar del "lfquido-1 de dispersion de pigmento azul del Ejemplo 5" en el Ejemplo de Aplicacion 3.
(Ensayo de capacidad de revelado con alcali)
Se puso una mancha de solucion acuosa 0,1 N de hidroxido de tetrametilamonio cada 5 segundos en cada sustrato de vidrio de color producido usando cada tinta de pigmento de los Ejemplos de Aplicacion 1 a 3 y el Ejemplo Comparativo de Aplicacion 1. Y, se comprobo mediante observacion visual "cuantos segundos despues de colocar la solucion transcurrieron hasta que se disolvio la parte expuesta de la pelfcula revestida". Los resultados se muestran en la Tabla 10.
Tabla 10: Resultados del ensayo de capacidad de revelado con alcali
Tinta de pigmento usada
Color del sustrato de vidrio Tiempo de disolucion (s) Comportamiento de revelado Residuo de disolucion
Tinta-1 de pigmento rojo del Ejemplo de Aplicacion 1
Rojo 15 Disuelto No existio
Tinta-1 de pigmento verde del Ejemplo de Aplicacion 2
Verde 15 Disuelto No existio
Tinta-1 de pigmento azul del Ejemplo de Aplicacion 3
Azul 20 Disuelto No existio
Tinta de pigmento azul del Ejemplo Comparativo de Aplicacion 1
Azul > 60 Desprendido en pelfcula Existio
Como se muestra en la Tabla 10, la pelfcula revestida de la parte expuesta se disolvio en un corto penodo de tiempo sin producir un residuo de disolucion (sedimentos de pelfcula) en ninguno de los sustratos de vidrio producidos
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usando la tinta-1 de pigmento rojo del Ejemplo de Aplicacion 1, la tinta-1 de pigmento verde del Ejemplo de Aplicacion 2, y la tinta-1 de pigmento azul del Ejemplo de Aplicacion 3 para exhibir una capacidad de revelado favorable. Ademas, se pudo confirmar que ningun borde de las pelfculas revestidas que quedara sin disolver fue mtido cuando se observo mediante un microscopio. Es decir, cuando se usaron las composiciones de agente colorante de pigmento (tintas de pigmento) de los Ejemplos de Aplicacion 1 a 3, el tiempo de revelado se acorto, y por lo tanto se puede esperar una mejora en la productividad.
Por el contrario, la parte expuesta de la pelfcula revestida tardo 60 segundos o mas en desaparecer completamente en el sustrato de vidrio producido usando la tinta de pigmento azul del Ejemplo Comparativo de Aplicacion 1. Se considera que la razon por la que el tiempo de revelado llego a ser prolongado es debido a que se uso un dispersante de pigmento que no es adecuado para el revelado de alcali. Ademas, tambien con respecto al sustrato de vidrio, la parte expuesta de la pelfcula revestida se separo en estado de pelfcula, y se produjo un residuo. Se considera que esto es a causa de que el dispersante de pigmento no es soluble en alcali. A partir de los resultados descritos anteriormente, se ha probado que la pelfcula revestida formada usando cualquiera de las tintas de pigmento de los Ejemplos de Aplicacion 1 a 3 donde se usan los dispersantes de pigmento de la presente invencion, tiene una excelente capacidad de revelado de alcali.
<Aplicacion de Agentes Colorantes para Tintas de Inyeccion Acuosas>
[Ejemplos 13 y 14]
En una cubeta de 500 ml, se mezclaron 16,4 partes del dispersante-2 de pigmento acido obtenido en el Ejemplo de Smtesis 2 y 83,6 partes de agua y se homogeneizaron. Se obtuvo una solucion transparente. A continuacion, se obtuvo una base de molienda por adicion gradual de 100 partes de un pigmento de oxido de titanio (JR-407, fabricado por Tayca Corporation, diametro medio de partfcula de 210 nm) a la solucion mientras se agitaba la solucion con un Disper. A continuacion, el pigmento se disperso lo suficiente con un dispersador de medios horizontales, y se filtro con un filtro de membrana de 10 pm para obtener un lfquido de dispersion de pigmento acuoso de oxido de titanio. El lfquido de dispersion de pigmento se diluyo hasta una concentracion optima y a continuacion se observo con un microscopio optico (400 aumentos) para confirmar que el lfquido de dispersion de pigmento estaba en un estado de dispersion de pigmento favorable. El diametro medio de partfcula fue 253 nm, y la viscosidad fue 40,6 mPa s. Ademas, como ensayo de solubilidad de almacenamiento, se llevo a cabo un ensayo de almacenamiento por almacenamiento del lfquido de dispersion de pigmento a 70 °C durante 1 semana. El pigmento de oxido de titanio precipito, y se observo un lfquido sobrenadante transparente. El precipitado se raspo con una espatula para descubrir que el precipitado era algo viscoso. A continuacion, el lfquido de dispersion de pigmento con el precipitado se agito 10 veces, y el precipitado desaparecio. El estado de dispersion, cuando se comprobo mediante el microscopio optico como se ha descrito anteriormente, fue favorable, y el tamano medio de partfcula fue 284 nm, y de ese modo se confirmo que la redispersabilidad con la que se redisperso el precipitado fue favorable. El lfquido de dispersion de pigmento se denomina lfquido-1 de dispersion de pigmento de oxido de titanio acuoso (Ejemplo 13).
Ademas, se llevo a cabo el mismo ensayo cambiando la cantidad del dispersante de pigmento y la cantidad de agua a 32,4 partes y 67,2 partes, respectivamente, para confirmar que el estado de dispersion de pigmento era favorable de forma similar. En el ensayo de estabilidad de almacenamiento, se observo un precipitado de oxido de titanio aunque, sin embargo, no se observo un sobrenadante transparente. A continuacion, se agito el lfquido de dispersion de pigmento con el precipitado, y el precipitado desaparecio para confirmar que el precipitado se disperso de nuevo. El lfquido de dispersion se denomina lfquido-2 de dispersion de pigmento de oxido de titanio acuoso (Ejemplo 14).
Con un Disper, se agitaron 27,5 partes del lfquido-1 o 2 de dispersion de pigmento de oxido de titanio acuoso descrito anteriormente, 3,6 partes de glicerina, 1,8 partes de 1,2-hexanodiol, y 67,1 partes de agua y se homogeneizaron, y la mezcla resultante se filtro a traves de un filtro de 10 pm y a continuacion a traves de un filtro de 5 pm para preparar una tinta que tema una concentracion de pigmento de un 16,5 %. La tinta en la que se usa el lfquido-1 de dispersion de pigmento de oxido de titanio acuoso se denomina tinta-1 blanca, y la tinta en la que se usa el lfquido-2 de dispersion de pigmento de oxido de titanio acuoso se denomina tinta-2 blanca.
Dado que se tardana un tiempo considerablemente prolongado en formar una torta dura precipitada dejando el lfquido de dispersion de pigmento reposar en almacenamiento, se llevo a cabo una evaluacion en la que se facilito el movimiento de las partfculas de pigmento en la solucion mediante la aplicacion forzada de aceleracion centnfuga usando un separador centnfugo como un metodo para formar la torta dura en un tiempo mas corto. El metodo de ensayo se muestra a continuacion. La tinta-1 blanca o la tinta-2 blanca descrita anteriormente se diluyo 2 veces con agua para preparar una pseudo-tinta que tema una concentracion de pigmento de un 8,25 %. En un microtubo de polipropileno que tema un volumen de 2 ml, se pesaron y se colocaron 1,5 g de cada pseudo-tinta, y se llevo a cabo una separacion centnfuga con un separador centnfugo pequeno (Disc boy FB-4000, fabricado por Kurabo Industries Ltd.) por operacion del separador centnfugo a 9000 rpm durante 1 minuto, formando de ese modo de forma forzada un precipitado en la parte del fondo del microtubo. A continuacion, el micro tubo se mantuvo en una direccion vertical de un modo tal que el precipitado formado estuviera en el lado inferior, y se dejo reposar a temperatura ambiente durante 30 minutos, y despues de esto el precipitado se agito y se mezclo mediante operacion manual para
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redispersar el precipitado formado. La evaluacion se llevo a cabo mediante el numero de agitaciones en el tiempo cuando el precipitado se redisperso y desaparecio.
El ensayo de aceleracion de precipitacion se llevo a cabo usando las tintas descritas anteriormente y fue capaz de confirmar que el precipitado estaba en el fondo. El microtubo usado para la evaluacion se mantuvo en direccion vertical, y a continuacion se agito para descubrir que el precipitado desapareda con 12 veces de agitacion mediante observacion visual para la tinta-1 y que el precipitado desapareda con 5 veces de agitacion mediante observacion visual para la tinta-2. Como se ha descrito anteriormente, se confirmo que ambas tintas teman una redispersabilidad favorable, y particularmente para la tinta-2 blanca en la que la cantidad de dispersante de pigmento era grande, fue capaz de obtener un resultado favorable que se recuperaba inmediatamente de la precipitacion.
Ademas, se imprimio un patron solido sobre un papel blanco impreso con patron negro de tipo cinta usando cada una de estas tintas con una impresora de inyeccion de tinta "EM-930C" (fabricada por Seiko Epson Corp.) y se comprobo la capacidad de ocultacion de la parte impresa con patron negro de tipo cinta para descubrir que ambas tintas exhibieron una alta capacidad de ocultacion. A continuacion, la impresion se llevo a cabo con papel Xerox 4024 fabricado por Xerox Corporation, USA con un modo de impresion fotografico de 360 dpi de forma continua durante 1 hora. No se produjo ninguna obstruccion para cada tinta, y se pudo llevar a cabo una impresion favorable para cada tinta sin malas direcciones y sin producir rayas en el papel impreso.
<Aplicacion de agentes colorantes para tintas de inyeccion de tipo curable con rayos ultravioleta>
[Ejemplos 15 a 18]
(a) Preparacion del Lfquido-3 de Dispersion de Pigmento
Como preparacion de agentes colorantes para tintas de inyeccion de tipo curable con rayos ultravioleta de los colores amarillo (Y), magenta (M), cian (C), y Bk (negro), cada componente que inclrna el dispersante-4 de pigmento basico sintetizado anteriormente y mostrado en la Tabla 11 se mezclo en una cantidad (partes) mostrada en la Tabla 11 y se agito con un disolvente durante 2 horas. Despues de confirmar que la masa del pigmento desaparecio, se llevo a cabo un tratamiento de dispersion usando un dispersador de medios horizontales para preparar cada lfquido de dispersion de pigmento (composicion de agente colorante de pigmento). Ademas, en la Tabla 11, el "sinergista 5", el "sinergista 6", y el "sinergista 7" son cada uno un derivado de colorante que tiene un grupo acido o grupos acidos y estan representados por la formula estructural (5) (n = 1 a 2), la formula estructural (6) (n = 1 a 2), y la siguiente formula estructural (7) (n = 1 a 2), respectivamente. Ademas, en la Tabla 11, "PY-150" es LEVASCREEN Amarillo fabricado por Lanxess AG., "PR 122" y "PB 15:4" estan fabricados por Dainichiseika Color y Chemicals Mfg. Co., Ltd., y se uso MB-1000 (fabricado por Mitsubishi Chemical Corporation) como negro de humo.
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Tabla 11: Preparacion de liquidos de dispersion de pigmento (unidad: parte)
Ejemplo 15 Ejemplo 16 Ejemplo 17 Ejemplo 18
Lfquido de dispersion de pigmento de color Y
Lfquido de dispersion de pigmento de color M Lfquido de dispersion de pigmento de color C Lfquido de dispersion de pigmento de color Bk
PY 150
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PR 122
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PB 15:4
20
Negro de humo
20
Dispersante-4 de pigmento basico
26,7 26,7 26,7 26,7
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Ejemplo 15 Ejemplo 16 Ejemplo 17 Ejemplo 18
Lfquido de dispersion de pigmento de color Y
Lfquido de dispersion de pigmento de color M Lfquido de dispersion de pigmento de color C Lfquido de dispersion de pigmento de color Bk
Sinergista 5
2
Sinergista 7
2
Sinergista 6
2 1
Acrilato de isobornilo
51,3 51,3 51,3 52,3
Total
100 100 100 100
(b) Evaluacion de los Lfquidos-3 de Dispersion de Pigmento
Los resultados de la medicion del diametro medio de partfcula de los pigmentos contenidos en los Ifquidos de dispersion de pigmento y los resultados de la medicion de la viscosidad inicial y de la viscosidad despues de que los lfquidos de dispersion de pigmento se dejaran en reposo a 70 °C durante 1 semana (viscosidad despues de almacenamiento) se muestran en la Tabla l2.
Tabla 12: Propiedades ^ fisicas de los liquidos de dispersion de pigmento
Ejemplo 15 Ejemplo 16 Ejemplo 17 Ejemplo 18
Lfquido de dispersion de pigmento de color Y
Lfquido de dispersion de pigmento de color M Lfquido de dispersion de pigmento de color C Lfquido de dispersion de pigmento de color Bk
Diametro medio de partfcula (nm)
101 124 89 99
Diametro medio de partfcula despues de almacenamiento (nm)
99 119 90 86
Viscosidad inicial (mPas)
20,0 29,8 18,3 18,9
Viscosidad despues de almacenamiento (mPas)
19,6 28,6 18,1 18,6
Como se muestra en la Tabla 12, se entiende que los diametros medios de partfcula de los pigmentos contenidos en los lfquidos de dispersion de pigmento son casi de 100 nm y que las viscosidades iniciales son bajas. A continuacion, los cambios en los diametros medios de partfcula y las viscosidades no se observaron en el ensayo de estabilidad de almacenamiento para descubrir que los diametros medios de partfcula y las viscosidades fueron extremadamente estables.
<Ejemplo 19>
Se anadieron y se mezclaron 33,3 partes del dispersante-5 de pigmento acido sintetizado anteriormente, 66,7 partes de acrilato de isobornilo, y 100 partes de oxido de titanio (JR-405, fabricado por Tayca Corporation, diametro medio de partfcula de 240 nm), y la mezcla resultante se agito con un disolvente durante 2 horas. Despues de confirmar que la masa de pigmento desaparecio, se llevo a cabo un tratamiento de dispersion usando un dispersador de medios horizontales para preparar un lfquido de dispersion de pigmento. El lfquido de dispersion de pigmento blanco (W) obtenido se paso a traves de un filtro de 10 pm y a continuacion a traves de un filtro de 5 pm. Durante la filtracion, no se observo ninguna obstruccion de los filtros en absoluto. El diametro medio de partfcula del pigmento contenido en el lfquido de dispersion de pigmento blanco obtenido fue 234 nm, y la viscosidad fue 10,5 mPas.
El lfquido de dispersion de pigmento blanco obtenido anteriormente se puso en una botella de vidrio con proteccion de luz y se dejo reposar en una camara termostatica cuya temperatura se ajusto a 60 °C durante 1 mes, y se sometieron a ensayo el cambio en la viscosidad y el tamano de partfcula, la observacion de la existencia de
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sobrenadante o no y la existencia de precipitado o no, y si el precipitado, si existfa, desapareda por agitacion. Como resultado de los mismos, el diametro medio de partfcula fue 206 nm, y la viscosidad fue l0,6mPas. Se pudo confirmar que no se observo ningun cambio en las propiedades ffsicas debido al almacenamiento y se mantuvo un alto grado de estabilidad de dispersion. No se observo ningun sobrenadante en absoluto. Se confirmo la existencia de algunos precipitados, y los precipitados, cuando se rasparon con una espatula, se observo que eran viscosos hasta cierto punto. A continuacion, los precipitados, cuando se agitaron, casi desaparecieron, y el estado del lfquido de dispersion de pigmento volvio al mismo que el estado inicial. El diametro medio de partfcula despues de agitar se midio que era 245 nm, y se pudo confirmar que el diametro medio de partfcula llego a ser elevado hasta cierto punto debido a la agregacion en los precipitados pero los precipitados se dispersaron de nuevo para producir un estado de dispersion favorable.
Cada lfquido de dispersion de pigmento de Y, M, C, Bk, y W de los Ejemplos 15 a 19 esta altamente disperso y tiene una alta estabilidad y por lo tanto se considera que es adecuado para tintas de tipo curable con rayos ultravioleta. Cada lfquido de dispersion de pigmento de color descrito anteriormente se considera que es particularmente optimo para tintas de inyeccion de tipo curable con rayos ultravioleta para las que se requieren estabilidad de eyeccion y capacidad de impresion a alta velocidad debido a que en el lfquido de dispersion de pigmento, no se produce la agregacion de los pigmentos, los pigmentos estan finamente dispersos y son altamente estables y, en el caso del oxido de titanio, la dispersion se recupera incluso cuando se produce precipitacion.
Aplicabilidad industrial
De acuerdo con la presente invencion, por dispersion de un pigmento en un medio lfquido usando un dispersante de pigmento que contiene, como componente principal, un copolfmero de injerto que tiene una estructura particular obtenida solo a traves de la polimerizacion viva por radicales libres utilizada en la presente invencion, se puede obtener un lfquido de dispersion de pigmento en el que esta finamente disperso un pigmento a un alto nivel que nunca se habfa conseguido con dispersantes de pigmento convencionales y que tiene una alta estabilidad de almacenamiento. El lfquido de dispersion de pigmento es extremadamente adecuado para agentes colorantes para pinturas, tintas, agentes de revestimiento, etc., particularmente adecuado para agentes colorantes para tintas de inyeccion y filtros de color para los que se requiere micronizacion y estabilidad de almacenamiento a un alto nivel, y se espera una amplia diversidad de utilizacion del lfquido de dispersion de pigmento.

Claims (8)

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    REIVINDICACIONES
    1. Dispersante de pigmento que comprende, como componente principal, un poUmero obtenido sometiendo monomeros particulares a polimerizacion viva por radicales libres usando un compuesto iniciador de la polimerizacion,
    donde el poKmero es un copolfmero de injerto formado a traves de polimerizacion viva por radicales libres usando dos o mas monomeros que comprenden al menos:
    un metacrilato (A) que tiene un grupo acido o un grupo basico; y
    un macromonomero (B) basado en metacrilato que tiene un resto de metacrilato en un extremo terminal de una cualquiera de cadenas de polfmero que tienen un peso molecular de 500 a 5000 y que se seleccionan entre el grupo que consiste en cadenas de polialquilenglicol (C2 a C4), cadenas de polialquilenglicol (C2 a C4) monoalquil (C1 a C18) eter y cadenas de poli(acido hidroxialquil (C2 a C18) carboxflico),
    en una proporcion tal que el numero total de moles de los monomeros basados en metacrilato en los monomeros de material de partida es de 20 a 50 mol basado en 1 mol de compuesto iniciador de la polimerizacion, teniendo el copolfmero de injerto: una cadena principal con el grupo acido o el grupo basico obtenido a partir del metacrilato (A) unido a ella; y una cadena lateral que es la cadena de polfmero obtenida a partir del macromonomero (B), y
    la proporcion de la cadena de polfmero que constituye el copolfmero de injerto y que se selecciona entre el grupo que consiste en cadenas de polialquilenglicol (C2 a C4), cadenas de polialquilenglicol (C2 a C4) monoalquil (C1 a C18) eter y cadenas de poli(acido hidroxialquil (C2 a C18) carboxflico) en el copolfmero de injerto es de un 50 a un 90 % en masa expresado como proporcion.
  2. 2. El dispersante de pigmento de acuerdo con la reivindicacion 1, donde la proporcion del macromonomero (B) basado en metacrilato en el numero total de moles de los monomeros basados en metacrilato es de un 10 a un 50 % basado en el numero total de moles de los monomeros basados en metacrilato.
  3. 3. El dispersante de pigmento de acuerdo con la reivindicacion 1 o 2, donde el polfmero como componente principal tiene un peso molecular promedio en numero de 5000 a 25.000 y tiene un mdice de acido de 15 a 70 mg KOH/g o un mdice de amina de 15 a 70 mg KOH/g.
  4. 4. Metodo para producir un dispersante de pigmento que comprende, como componente principal, un polfmero obtenido sometiendo monomeros particulares a polimerizacion viva por radicales libres usando un compuesto iniciador de la polimerizacion, comprendiendo el metodo:
    obtener el polfmero sometiendo los monomeros a polimerizacion viva por radicales libres en presencia del compuesto iniciador de la polimerizacion y un catalizador,
    usando, como materiales de partida, dos o mas monomeros que comprenden al menos: un metacrilato (A) que tiene un grupo acido o un grupo basico; y un macromonomero (B) basado en metacrilato que tiene un resto de metacrilato en un extremo terminal de una cualquiera de cadenas de polfmero que tienen un peso molecular de 500 a 5000 y que se seleccionan entre el grupo que consiste en cadenas de polialquilenglicol (C2 a C4), cadenas de polialquilenglicol (C2 a C4) monoalquil (C1 a C18) eter y cadenas de poli(acido hidroxialquil (C2 a C18) carboxflico), y
    constituir los monomeros en una proporcion tal que el numero total de moles de los monomeros basados en metacrilato en los monomeros sea de 20 a 50 mol basado en 1 mol del compuesto iniciador de la polimerizacion y tambien constituir los monomeros de un modo tal que la proporcion de la cadena de polfmero en el polfmero formado sea de un 50 a un 90 % en masa expresado como proporcion en masa.
  5. 5. Metodo para producir un dispersante de pigmento que comprende, como componente principal, un polfmero obtenido sometiendo monomeros particulares a una polimerizacion viva por radicales libres usando un compuesto iniciador de la polimerizacion, comprendiendo el metodo:
    obtener el polfmero por reaccion de
    un polfmero (E) que tiene un grupo epoxi y/o un grupo isocianato, obteniendose el polfmero (E) sometiendo al menos uno o mas monomeros que comprenden un metacrilato (D) que tiene un grupo epoxi y/o un metacrilato (D) que tiene un grupo isocianato, a polimerizacion viva por radicales libres en presencia del compuesto iniciador de la polimerizacion y un catalizador, usando los monomeros en una proporcion tal que el numero total de moles de los monomeros basados en metacrilato sea de 20 a 50 mol basado en 1 mol del compuesto iniciador de la polimerizacion con:
    un compuesto (F) que tiene uno cualquiera de grupos funcionales seleccionados entre el grupo que consiste en un grupo hidroxi, un grupo amino primario, un grupo amino secundario, y un grupo carboxilo y que tiene un grupo acido y/o un grupo basico; y
    un compuesto (G) que tiene uno de grupos funcionales seleccionados entre el grupo que consiste en un
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    grupo hidroxi, un grupo amino primario, un grupo secundario, y un grupo carboxilo en un extremo terminal del mismo, y que tiene una cualquiera de cadenas de poKmero que tienen un peso molecular de 500 a 5000 y que se seleccionan entre el grupo que consiste en cadenas de polialquilenglicol (C2 a C4), cadenas de polialquilenglicol (C2 a C4) monoalquil (C1 a C18) eter y cadenas de poli(acido hidroxialquil (C2 a C18) carbox^lico),
    usando el compuesto (G) de un modo tal que la proporcion de la cadena de polfmero obtenida a partir del compuesto (G) en el poKmero formado es de un 50 a un 90 % en masa expresado como proporcion en masa.
  6. 6. El metodo para producir un dispersante de pigmento de acuerdo con la reivindicacion 4 o 5, donde el compuesto iniciador de la polimerizacion usado en la etapa de llevar a cabo la polimerizacion viva por radicales libres es al menos uno de yodo y un compuesto de yodo, y el catalizador usado en la etapa es al menos un compuesto seleccionado entre el grupo que consiste en haluros de fosforo, compuestos basados en fosfito, compuestos de fosfinato, compuestos basados en imida, compuestos basados en fenol, compuestos basados en difenilmetano, y compuestos basados en ciclopentadieno.
  7. 7. Lfquido de dispersion de pigmento obtenido por dispersion del dispersante de pigmento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3 y un pigmento en uno o mas medios lfquidos seleccionados entre el grupo que consiste en agua, disolventes organicos y compuestos polimerizables.
  8. 8. El lfquido de dispersion de pigmento de acuerdo con la reivindicacion 7, que comprende ademas un derivado de colorante, donde el derivado de colorante es un derivado de colorante que tiene un grupo basico cuando el metacrilato (A), que tiene un grupo acido o un grupo basico y que es un material de partida sintetico del polfmero que es el componente principal del dispersante de pigmento, es un metacrilato que tiene un grupo acido, y el derivado de colorante es un derivado de colorante que tiene un grupo acido cuando el metacrilato (A), que tiene un grupo acido o un grupo basico, es un metacrilato que tiene un grupo basico.
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