MXPA99004927A - Mezcla de pigmento - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a mezclas de pigmento que consisten de cuando menos dos componentes, el componente A que son hojuelas de SiO2 revestidas con uno o másóxidos metálicos y/o metales, y el componente B que es uno o más pigmentos conductores de electricidad, y a su uso en barnices, pinturas, tintas para impresión y plásticos.

Description

MEZCLA. DE PIGMENTO DESCRIPCIÓN DE IA INVENCIÓN La presente invención se refiere a mezclas de pigmento que consisten de cuando menos dos componentes, el componente A que es hojuelas de SÍO2 revestidas con uno o más óxidos metálicos y/o metales y el componente B que es uno o más pigmentos conductores de electricidad, y a su uso en barnices, pinturas, tintas para impresión y plásticos. Para diversas áreas de aplicación, en la actualidad se preparan pigmentos conductores de electricidad con los cuales es posible, por ejemplo, producir revestimientos antiestáticos para equipo electrónico; recubrimientos antiestáticos para pisos, acabados antiestáticos para áreas protegidas contra explosiones o imprimadores conductores de electricidad para pintar plásticos. Para producir pigmentos conductores obscuros, en la actualidad se utiliza negro de carbón, grafito y grafito revestido con niquel, y para producir pigmentos de colores claros, se utilizan plaquetas metálicas y óxidos mixtos, tales como óxido de estaño adicionado con antimonio. Estos óxidos mixtos pueden estar en la forma en la que fueron aplicados a los vehiculos, siendo ejemplos mica, SÍO2, vidrio o sulfato de bario.

REF.: 30337 Sin embargo, debido a su alta absorción de luz en el rango espectral visible, el negro de carbón y el grafito no se pueden utilizar para revestimientos transparentes, pálidos o coloridos. Un problema adicional es la fuerte absorción en el rango infrarrojo (IR), la cual causa el frecuentemente indeseado calentamiento de los artículos revestidos, por ejemplo al ser expuestos a la luz del sol. Las plaquetas metálicas tienen la desventaja de que son susceptibles a la corrosión y en formulaciones acuosas pueden causar que se forme hidrógeno. Los óxidos inorgánicos u óxidos mixtos empleados hasta la fecha, en forma de plaquetas con mica, por ejemplo, como material de vehículo o en una forma en la cual las dimensiones en las tres direcciones espaciales son aproximadamente iguales, tales como óxido de estaño adicionado con antimonio sin un vehículo, requieren, a consecuencia de su forma geométrica, del uso de altas concentraciones con el fin de exhibir un efecto distinto. Sin embargo, la aplicación de una capa adicional al pigmento implica un gasto adicional considerable en la producción y hace que el producto sea más costoso. Además, el pigmento tiene valores de conductividad que no satisfacen los altos requerimientos. Con el fin de mejorar la conductividad de sistemas poliméricos tales como plásticos, pinturas o tintas para impresión, por ejemplo, se sabe por la Patente Alemana DE-A 42 12 950 que se puede utilizar un pigmento que consiste de un componente A, el cual consiste de uno o más pigmentos con forma de plaqueta conductores de electricidad y un componente B el cual comprende uno o más pigmentos sin forma de plaqueta conductores de electricidad. Ahora, sorpresivamente se encontró que una mezcla de pigmentos que comprende hojuelas de SÍO2 revestidas en combinación con pigmentos conductores de electricidad, tiene mejores propiedades conductoras que los pigmentos conductores por si solos. Asi pues, la presente invención proporciona una mezcla de pigmento que consiste de cuando menos dos componentes, un componente A que son hojuelas de SÍO2 revestidas con uno o más óxidos metálicos y/o metales, y un componente B que es uno o más pigmentos conductores de electricidad, y proporciona su uso en barnices, pinturas, tintas para impresión y plásticos. De manera similar, la presente invención proporciona las formulaciones, tales como pinturas, barnices, materiales de revestimiento de polvos, tintas para impresión, plásticos y películas de agricultura, que comprenden la mezcla de pigmento de la presente invención. Las hojuelas de SÍO2 revestidas se pueden mezclar en cualquier proporción con los pigmentos conductores de electricidad. La relación preferida del componente A con respecto al componente B es de 1:10 a 10:1, en particular de 1:2 a 2:1. Las hojuelas de SÍO2 producidas en una banda continua de conformidad con la Publicación Internacional WO 93/08237, se basan en una matriz transparente con forma de plaqueta, colorida o incolora y generalmente poseen un espesor de entre 0.1 y 5 µm, en particular entre 0.2 y 2.0 µm. Las otras dos dimensiones por lo general caen entre 1 y 250 µm, de preferencia entre 2 y 100 µm y, en particular, entre 5 y 40 µm. Las hojuelas de SÍO2 cuentan con uno o más capas metálicas y/o capas de óxidos metálicos. Ejemplos de óxidos metálicos o mezclas de óxidos metálicos son dióxido de titanio, óxido de circonio, óxido de cinc, óxidos de fierro y/u óxido de cromo, especialmente TÍO2 y/o Fß2?3. Las hojuelas de SÍO2 se pueden revestir, por ejemplo, de la manera descrita en la Publicación Internacional WO 93/08237 (revestimiento químico en húmedo) o en la Patente Alemana DE-A 196 14 637 (proceso CVD) . En vez de la capa de óxido metálico externa, se puede utilizar una capa semitransparente de metal. Los metales adecuados para esto son, por ejemplo, Cr, Ti, Mo, W, Al, Cu, Ag, Au y Ni. Los pigmentos preferidos tienen la siguiente estructura de capas: hojuelas de SÍO2 + metal + SÍO2 + óxido metálico. Para inducir efectos de color especiales, se pueden incorporar adicionalmente a las capas de óxido metálico de alto o bajo Índice de refracción, partículas finas en el rango de tamaño de nanómetros. Ejemplos de tales cantidades adecuados son TÍO2 finamente dividido o carbón finamente dividido (negro de carbón) , con tamaños de partícula en el rango de 10 a 250 nm. Se puede ejercer una influencia controlada sobre el lustre y la capacidad de ocultamiento en virtud de las propiedades de dispersión de luz de tales partículas. De preferencia, las hojuelas de SÍO2 se revisten con uno o más óxidos metálicos. Por pigmentos conductores del componente B, se entienden todos los pigmentos conocidos para los técnicos en la materia y comprenden materiales con forma de plaqueta, aciculares o similares a fibras, tales como plaquetas de mica, plaquetas de vidrio, hojuelas de SÍO2, plaquetas de cerámica, fibras de vidrio, fibras de alúmina o fibras de dióxido de titanio, que son revestidas con una capa conductora. También son adecuadas las fibras de carbón, aunque en este caso no son necesarios revestimientos conductores adicionales, ya que las fibras ya poseen una conductividad suficiente. Los términos "partículas aciculares" y "partículas similares a fibras" significan aquellas que tienen una relación de longitud con respecto al diámetro mayor de 5. Los pigmentos con forma de plaqueta adecuados son conocidos, por ejemplo, por la Patente Europea EP 0 373 575. La presente invención adicionalmente proporciona pinturas, tintas para impresión, plásticos o materiales de revestimiento en polvo, que son pigmentados con la mezcla de pigmento de la presente invención. La proporción de la mezcla de pigmento en ellos es de 1 a 80% en peso, de preferencia más de 2% en peso, con base en el contenido total de sólidos del sistema en el cual se utiliza. Como capa conductora en un vehículo, es particularmente adecuado el óxido de cinc adicionado con aluminio y dióxido de titanio u óxido de estaño adicionado con antimonio, halógenos con y/o fósforo. La capa conductora se aplica de la manera convencional, de conformidad por ejemplo, con el proceso descrito en la Patente Europea EP-A 0 139 557. En este proceso es posible emplear todos los óxidos metálicos conductores acostumbrados y/o mezclas de óxidos metálicos. Una selección de tales materiales se proporciona en la Patente Europea EP-A 0 139 557 en la página 5, renglones 5-19. Sin embargo, se prefiere la aplicación de una capa conductora de óxido de estaño adicionado con antimonio, la cual se aplica en una cantidad de 25 a 100% en peso, en particular en una cantidad de 50 a 75% en peso, con base en el sustrato con forma de plaqueta. En el caso de utilizar una capa de óxido de cinc adicionado con aluminio, la proporción de la capa conductora de preferencia es de 40 a 200% en peso con base en el material de vehículo, sin que se utilicen de preferencia proporciones de 100 a 200% en peso. Si la capa conductora consiste de óxido de estaño (IV) o dióxido de titanio adicionado con cuando menos un halogenuro, de preferencia fluoruro, entonces la proporción de la capa conductora es de 20 a 200% en peso, de preferencia de 60 a 150% en peso, con base en el material de vehículo. Los pigmentos de este tipo son conocidos, por ejemplo, por la Patente Alemana DE-A 42 43 163. En el caso de la capa conductora que comprende óxido de estaño adicionado con fósforo, la proporción de la capa conductora es de 25 a 100% en peso, con base en el sustrato, especialmente de 50 a 75% en peso. Los pigmentos de este tipo son conocidos, por ejemplo, por la Patente Alemana DE-A 44 35 301. Aunque es posible utilizar cantidades más grandes, éstas no producen ningún incremento adicional de la conductividad y los pigmentos se vuelven cada vez más obscuros.

La relación de estaño/antimonio de preferencia es de 2:1 a 20:1, en particular de 5:1 a 10:1. Si el contenido de antimonio es demasiado bajo, es imposible lograr altas conductividades, mientras que con un contenido de antimonio alto los pigmentos se vuelven cada vez más obscuros. Los pigmentos con forma de plaqueta conductores de electricidad que pueden ser asignados al componente B de la mezcla de pigmento de la presente invención, se pueden obtener en el comercio con las marcas registradas Minatec® (Merck KGaA, Dar stadt) y Zelec® ECPM (DuPont) . Un producto comercializado con la marca registrada Minatec© CM 31 consiste de hojuelas de mica revestidas con dióxido de estaño adicionado con antimonio. Bajo la designación de Minatec® CM 30 se comercializa un pigmento conductor que consiste de mica revestida con dióxido de titanio y que posee como capa conductora una capa de dióxido de estaño adicionada con antimonio. La combinación de hojuelas de SÍO2 con partículas conductoras, con forma de plaqueta y/o aciculares, produce productos conductores de electricidad cuyas propiedades eléctricas son mejores que aquellas de un pigmento conductor por sí solo. Las ventajas se vuelven particularmente distinguibles en sistemas en los que se utilizan los pigmentos, especialmente en el caso de su incorporación en plásticos. El uso de las concentraciones requeridas para la mezcla de pigmento de la presente invención en el plástico (concentración de volumen de pigmento) son marcadamente más bajas que en el caso de los pigmentos conductores convencionales. Esto es ventajoso no sólo por el costo, sino que también por las propiedades del sistema en el cual se emplean los pigmentos, ya que las propiedades del plástico se retienen con más efectividad per se si hay la necesidad de introducir menos pigmento. El uso específico de pigmentos conductores con forma de fibra a menudo también produce una estabilización adición de las propiedades mecánicas del plástico. La mezcla de pigmento de la presente invención es simple y fácil de manejar. La mezcla de pigmento se puede incorporar en el sistema en que se va a utilizar mediante una simple agitación. No son necesarias labores de molienda y dispersión de los pigmentos. La mezcla de pigmento de la presente invención se puede utilizar para pigmentar materiales revestidos, tintas para impresión, plásticos, películas agrícolas para revestir semillas o para alimentos coloridos. La concentración de la mezcla de pigmento en el sistema en el cual se va utilizar para pigmentar, en general está entre 0.01 y 50% en peso, de preferencia entre 0.1 y 10% en peso, con base en el contenido de sólidos del sistema. Esta concentración por lo general depende de la aplicación específica. Los plásticos que comprenden la mezcla de pigmento de la presente invención en cantidades de 0.1 a 50% en peso, en particular de 0.5 a 7% en peso, con frecuencia son notables por un efecto de chispas particular. Los plásticos que comprenden la mezcla de pigmento de la presente invención en cantidades de 0.1 a 10% en peso, además, son altamente adecuados para marcado con láser. Las operaciones de marcado llevadas a cabo, por ejemplo, cor. un láser de C02 o Nd-YAG, producen marcas muy definidas y resistentes a la abrasión. En el sector de revestimientos, la mezcla de pigmento se emplea en cantidades de 5 a 35% en peso. La proporción en la cual las hojuelas de SÍO2 se mezclan con el compcne te B, depende del efecto deseado. Las hojuelas de SÍO2 de preferencia se emplean con el componente B en una relación de 1:5, especialmente 1:3. En el material de revestimiento, la mezcla de pigmento de la presente invención tiene la ventaja de que el efecto de inversión de color deseado se obtiene con un acabado de una sola capa. Esta inversión de color es extremadamente pronunciada. En comparación con revestimientos que comprenden un pigmento de interfase basado en mica en vez de hojuelas de SÍO2 revestidas, los revestimientos con la mezcla de pigmento de la presente invención exhiben un marcado efecto profundo y un efecto reluciente. En la pigmentación de sistemas aglutinantes, por ejemplo para pinturas y tintas para impresión de rotograbado, impresión offset o por serigrafía, se han encontrado particularmente adecuadas las mezclas de pigmento que consisten en particular de hojuelas de SÍO2 revestidas con Minatec® (Merck KGaA, Darmstadt) . La mezcla de pigmento se incorpora en la tinta para impresión en cantidades de 2 a 35% en peso, de preferencia de 5 a 25% en peso y, en particular, de 8 a 20% en peso. La relación de mezcla del componente A con respecto al componente B de preferencia está en el rango de 1:5 a 5:1. La tintas para impresión que comprenden la mezcla de pigmento de la presente invención, exhiben tintes más puros y tienen mejores características de impresión debido a los buenos valores de viscosidad. Así pues, la presente invención también proporciona formulaciones que comprenden la mezcla de pigmento de la presente invención. Los Ejemplos que se presentan a continuación tienen la intención de ilustrar la invención, sin limitarla.

EJEMPLOS Ejemplo 1 Tinta para impresión de rotograbado Consiste de: 70 g de aglutinante basado en nitrocelulosa de Gebrüder Schmidt, 95MB011, con un contenido de sólidos del 20% 15 g de Minatec® 31 CN (pigmento conductor de Merck KGaA, Darmstadt, RFA) 15 g de hojuelas de SÍO2 revestidas con TÍO2, con un tamaño de partícula de 5 a 40 µm 30 g de l-etoxi-2-propanol Ejemplo 2 Plástico Se humedecieron uniformemente 1 kg de granulos de polietileno (PE-HD) en una mezcladora de tambor con 2 g de un agente de adhesión. Después se agregaron 10 g de hojuelas de SÍO2 revestidas con TÍO2 con un tamaño de partícula de 5 a 40 µm y 2 g de Iriodin® LS 825 (pigmento conductor de Merck KGaA, Darmstadt, RFA) con un tamaño de partícula < 15 µm y los componentes se mezclaron durante 2 minutos. Estos granulos se procesaron bajo las condiciones convencionales en una máquina de moldeo por inyección, para obtener pequeñas placas escalonadas con medidas de 4 x 3 x 0.5 c . Las pequeñas placas escalonadas son notables por su lustre y su marcabilidad por láser. Ejemplo 3 Material de revestimiento 30 g de hojuelas de SÍO2 revestidas con ÍO2 con un tamaño de partícula de 5-40 µm (Merck KGaA) 10 g de Minatec 40 CM (pigmento conductor de Merck KGaA) 42 g de base para pintura (sistema AU-MF, sólidos = 19%) 18 g de mezcla diíuyente El revestimiento se caracteriza por propiedades antiestéticas y una inversión de color de lila pálido a verde pálido. Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (1)

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecedente, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones: 1. Una mezcla de pigmento caracterizada porque comprende cuando menos dos componentes, siendo el componente A hojuelas de SÍO2 revestidas con uno o más óxidos metálicos y/o metales, y siendo el componente B uno o más pigmentos conductores de electricidad. 2. La mezcla de pigmento de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el componente A comprende hojuelas de SÍO2 revestidas con TÍO2 y/o Fe2?3- 3. La mezcla de pigmento de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizada porque el componente B comprende plaquetas de SÍO2 o plaquetas de mica revestidas con uno o más óxidos metálicos y que tienen como capa conductora una capa de dióxido de estaño adicionada con antimonio, flúor y/o fósforo. 4. La mezcla de pigmento de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque el componente A y el componente B se mezclan en una relación de 10:1 a 1:10. 5. El uso de la mezcla de pigmento de conformidad con la reivindicación 1 en pinturas, barnices, tintas para impresión, plásticos, para colorear semillas y para marcado con láser. 6. Una formulación caracterizada porque comprende una mezcla de pigmento de conformidad con la reivindicación

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