IT8922402A1

IT8922402A1 - Masterbatch a vasto campo di utilizzazione.

Info

Publication number: IT8922402A1
Application number: IT1989A22402A
Authority: IT
Inventors: Giuseppe Moltrasio
Original assignee: Giuseppe Moltrasio
Priority date: 1989-11-16
Filing date: 1989-11-16
Publication date: 1991-05-16
Also published as: JPH03177468A; ES2075118T3; DK0432480T3; DE432480T1; ATE126244T1; IT1237195B; IT8922402A0; DE69021516D1; EP0432480B1; DE69021516T2; EP0432480A3; EP0432480A2

Description

Domanda di Brevetto per Invenzione Industriale dal titolo "Masterbatch a vasto campo di utilizzazione"

Riassunto

Masterbatch utilizzabile per colorare e/o additivare materiali diversi, come vernici a matrice polimerica differente,materie plastiche e inchiostri, costituito da miscele omogenee di resine acriliche e/o chetoniche e/o aldeidiche, particolari esteri di acidi citrico, acetilcitrico o tartarico e coloranti, pigmenti e/o additivi.

Stato della tecnica

Nell'industria delle materie plastiche, delle vernici, degli inchiostri per stampa, ecc., per aver materiali colorati si usa preparare, per ogni tipo di materiale, specifici masterbatch o paste (detti anche mescole madri) nei quali si disperdono, ad elevate concentrazioni, i pigmenti o i coloranti ed eventualmente gli altri additivi. Tali mescole vengono poi disperse nelle materie plastiche, nelle vernici, inchiostri di ogni tipo ecc., in modo che i pigmenti, coloranti e/o additivi raggiungano la concentrazione voluta. Non esiste, per quanto ? a nostra conoscenza, un masterbatch che possa essere utilizzato per colorare tutte le categorie di materiali sopra definiti.

Sarebbe quindi estremamente vantaggioso poter disporre di un masterbatch utilizzabile per pi? materiali, in modo che un determinato pigmento, colorante o additivo,una volta disperso in tale mescola madre, possa servire per colorare o per additivare indifferentemente pi? materiali diversi.

Il problema ? particolarmente sentito nell?industria delle vernici, dove lo stesso produttore prepara varie vernici aventi base polimerica diversa,nitrocellulosica, alchidica, vinilica, acrilica, epossidica,poliestere,poliuretanica, ecc., per cui il produttore stesso ? costretto a preparare, per un certo colorante, pigmento o additivo, tante paste quante sono le diverse vernici prodotte, a base polimerica diversa.

Inoltre nei punti di vendita delle vernici ? necessario avere a disposizione un vastissimo assortimento di prodotti a differente base polimerica e di svariatissimi colori, onde poter soddisfare le diversissime esigenze degli utenti finali.

Quindi il produttore deve avere sempre pronto un gran numero di paste madri per ogni sfumatura di colore e per ogni base polimerica, in modo da preparare di volta in volta le vernici secondo le esigenze del momento.

Naturalmente ci? comporta un notevole ritardo nella risposta alle richieste del mercato, per ovviare al quale ? necessario avere nei punti di vendita,per ogni colore,una vasta gamma di vernici a base nitrocellulosica, alchidica, vinidica ecc. gi? colorate. Tale stoccaggio comporta un forte immobilizzo di capitali e pu? creare notevoli problemi ambientali, in quanto le vernici gi? pronte si alterano col tempo e, se non utilizzate, devono essere scartate.

Sommario dell 'invenzione

Il presente trovato riguarda masterbatch a vasto campo d'azione, adatto per colorare e/o additivare materiali diversi, come vernici a differente matrice polimerica,materie plastiche e inchiostri, costituito essenzialmente da una miscela omogenea di 3 componenti: a) resine acriliche e/o chetoniche e/o aldeidiche; b) particolari ?steri di acidi citrico, acetilcitrico o tartarico; c) coloranti e/o pigmenti e/o additivi.

Descrizione dettagliata dell'invenzione

E' stato ora trovato, e forma oggetto della presente invenzione, un masterbatch ad ampio spettro di utilizzazione, che pu? essere impiegato per disperdere coloranti, pigmenti ed additivi in vernici a differente base'polimerica, in materie plastiche varie, in inchiostri a stampa e serigrafia, ecc. Di conseguenza un solo masterbatch, che contiene disperso,p. es. un determinato colorante, pu? servire per colorare vernici a base polimerica differente, ed inoltre polietilene, resine ABS, PVC, gomme, inchiostri, ecc.

Il masterbatch oggetto del presente trovato comprende 3 componenti essenziali:

a) un primo componente costituito da una resina scelta tra: a1) resine acriliche, eventualmente in miscela con resine versatiche, aventi un punto di rammollimento compreso tra 75 e 115?C

a2) resine chetoniche o aldeidiche, preferibilmente resine da cicloesanone o da aldeidi e urea, aventi un punto di rammollimento compreso tra 70 e 115?C

b) un secondo componente scelto tra:

b1) esteri di acido citrico o acetilcitrico o tartarico con glicoli o polialchilenclicoli contenenti da 10 a 30 unit? monomeriche

esteri di acido citrico o tartarico con monoalcoli, in miscela con polialchilenclicoli contenenti da 10 a 30 unit? monomeriche, eventualmente esterificati con acidi grassi aventi da 4 a 18 atomi di carbonio

c) coloranti e/o pigmenti ed additivi.

E' necessario che il punto di rammollimento della resina a) sia sufficientemente basso da permettere l'estrusione della composizione a) b) ad una temperatura non superiore a 150?C, per non alterare i pigmenti e gli additivi dispersi nel masterbatch. La resina a) inoltre deve essere solubile nei solventi organici impiegati come veicolo per le vernici.

Invece della resina a1 da sola o da sola si possono usare anche miscele di a1 e a2 in rapporto a1:a2 compreso tra 70:30 e 10:90.

Il rapporto in peso tra la resina a) e il componente b) deve essere compreso tra 95:5 e 80:20.

Il masterbatch secondo la presente invenzione viene generalmente preparato disperdendo nel componente (b) i normali additivi, come antifloculanti, antisedimentanti, antifiamma, antistatici, mentre nella resina (a) viene incorporato il colorante e/o il pigmento.

Successivamente le due mescole vengono miscelate tra di loro preferibilmente secondo le modalit? seguenti:

In un turbo-dispersore, o in un analogo dispositivo di intimo miscelamento, si caricano la resina a) e il pigmento o il colorante desiderato. Si agita fino ad ottenere una intima dispersione. A parte si prepara una dispersione degli eventuali additivi nel componente b) e questa dispersione viene aggiunta lentamente alla dispersione del pigmento o colorante nella resina a), nel turbo-dispersore mantenuto in funzione. Se non ci sono additivi, si aggiunge lentamente il componente b) con le stesse modalit?. Si ottiene cos? una polvere, che viene caricata in un estrusore bifilare ed estrusa ad una temperatura compresa tra 90 e 150?C. All'uscita dell?estrusore ? sistemata una taglierina, che taglia l'estruso in pezzi ("pellets") delle dimensioni volute.

I pellets possono essere stoccati tal quali o macinati, ottenendo granuli o polveri. I materbatch cos? ottenuti possono essere aggiunti ai materiali da colorare e/o da additivare, per cui un determinato colorante, pigmento e/o additivo pu? essere incorporato in qualsiasi tipo di prodotto finito, come vernici, resine, inchiostri, ecc.

Qualunque tipo di pigmento, colorante o additivo che sia stabile fino a 150?C pu? essere incorporato nella miscela a) b) per costituire il masterbatch. La percentuale di pigmento e/o colorante nel masterbatch varia a seconda del prodotto: con carbon black non supera preferibilmente il 16% , con biossido di titanio pu? arrivare al 30%.

Il masterbatch del trovato pu? essere incorporato in vernici a base nitrocellulosica, alchidica, acrilica, vinilica, epossidica, poliuretanica, poliestere, clorocaucci?, in cui viene disperso mediante semplice agitazione, senza alcuna necessit? di operazioni complesse, come macinazione, dispersione cinetica, raffinazione, filtrazione, ecc., con evidenti vantaggi in termini sia di costo che ambientali.

Lo stesso masterbatch pu? essere disperso in polimeri vinilici, in polietilene, in resine ABS, in resine poliammidiche e in elastomeri.

Grazie al Masterbatch del trovato il sistema di commercializzazione delle vernici pu? essere notevolmente semplificato. Infatti, potendo tale masterbatch essere disperso con facilit? nelle basi polimeriche per semplice agitazione, la preparazione delle vernici di qualsiasi base o di qualsiasi colore non ? necessario sia fatta in fabbrica, ma pu? essere effettuata dal distributore, il quale dovr? avere a disposizione solo una serie di masterbatch di vari colori e una serie di basi polimeriche incolori; sciogliendo un determinato masterbatch in qualsiasi base polimerica il distributore potr? cos? ottenere immediatamente la vernice nelle tonalit? richieste dal cliente. Per meglio illustrare l'invenzione, si riportano i seguenti esempi, che hanno scopo puramente illustrativo e non intendono minimamente limitare l'invenzione stessa.

Esempio 1

In un turbo-dispersore si caricano g 100 del componente a), avente la seguente composizione in peso:PARALOID DM-55 (resina acrilica solida, solubile in solventi organici, avente flowpoint 70?C, della Rohm & Haas Co.) 45%, LAROPAL K 80 (prodotto di condensazione del cicloesanone, con punto di rammollimento 75-85?C, della BASF) 55%. Si caricano poi g 80 del pigmento Bleu ftalocianina e si agita a fondo fino ad ottenere una intima dispersione.Nel turbo-dispersore mantenuto in funzione si aggiungono lentamente g 20 del componente b), avente la seguente composizione in peso:

PEG 400 ML (COMIEL S.p.A.) ? un tensiattivo liquido non ionico ottenuto per esterificazione di polietilenglicole a catena medio-corta.

TBCP ? 2-cloro-etanolfosfato,normalmente usato come ignifugo. Elfugine V (Sandoz) ? un liquido anfotero, normalmente usato come antistatico.

L'additivo TO (Bayer) ? un liquido siliconico normalmente impiegato per migliorare la stendibilit? delle vernici e per conferire una efficace azione antigraffio.

Dopo aver aggiunto tutto il componente b), si continua a far funzionare il dispersore per altri 10 minuti, ottenendo cos? una polvere, che ? poi alimentata in estrusore bivite, alla temperatura di 120?C. L'estruso ? poi tagliato in pellets.

Nel prodotto finale (masterbatch) il colorante Bleu ftalocianina ? quindi presente per il 40% in peso.

Il masterbatch in pellets cos? ottenuto ? stato impiegato per colorare in blu vernici nitrocellulosiche della SIPE NOBEL, sia ad alta che a bassa viscosit? (tipo NORMA 37. 32, 27,24, 9 e 7), ottenendo una perfetta distribuzione del colore.Lo stesso masterbatch ? stato impiegato per la colorazione di inchiostri a stampa e offset e per colorare polimeri a base di PVC, dimostrando in tale modo la perfetta compatibilit? di questo unico masterbatch con vernici, inchiostri e materie plastiche. Esempio 2

Nell'apparecchiatura dell'Esempio 1 e operan con la stessa modalit?, si caricano g 40 del componente a) avente la seguente composizione in peso: PARALOID DM 55 30%? LAROPAL A 8l (prodotto di condensazione di urea e aldeidi alifetiche, con punto di rammollimento 80-90?C, della BASF) 70%. Si caricano poi g 150 di pigmento ossido di ferro 130 M di colore rosso e si agita fino ad ottenere una intima dispersione. Nel turbo-dispersore si aggiungono lentamente g 10 del componente b), avente la stessa composizione dell'Esempio 1. La polvere ottenuta viene estrusa a 120?C e l'estruso ? tagliato in pellets. Questi sono poi micronizzati, ottenendo una polvere a granulometria fra 20 e 50 micron.

Nel masterbatch in polvere (prodotto finale) il pigmento ? quindi presente per il 75# in peso.

Il masterbatch cos? ottenuto ? stato impiegato per colorare vernici a base alchidica, epossidica, vinilica, acrilica, poliuretanica, poliestere, con perfetta omogeneit? di colore. E' stato anche impiegato per colorare in modo perfettamente omogeneo materiali plastici costituiti essenzialmente da PVC, polietilene, polipropilene e poliammidi.

Esempio 3

Nel turbo-dispersore dell'Esempio 1 si caricano g 100 del componente a), avente la seguente composizione: PARALOID DM 55 15%, miscela in parti uguali di LAROPAL K80 e LAROPAL A.8l 85%.

Si caricano quindi g 80 del pigmento Bleu ftalocianina e si agita fino ad ottenere una intima dispersione. Nel turbodispersore mantenuto in agitazione si aggiungono lentamente g 20 del componente b), avente la stessa composizione dell'Esempio 1. La polvere risultante ? poi estrusa a 120?C e l'estruso ? tagliato in pellets.

Nel masterbatch il colorante ? quindi presente per il 40# in peso.

Il masterbatch cos? ottenuto ? stato impiegato per colorare in blu, con perfetta omogeneit? di colore, vernici a base nitrocellulosica, alchidica, acrilica, vinilica,epossidica, poliuretanica e poliestere; inoltre,polietilene, resina ABS e gomme naturali.

Esempio 4

Nell'apparecchiatura dell'Esempio 1 e operando con la stessa modalit?, si caricano g 40 del componente a) costituito da LAROPAL A 81. Si caricano poi g 150 di pigmento ossido di ferro 130 M di colore rosso e si agita fino ad ottenere una intima dispersione. Nel turbo-dispersore si aggiungono lentamente g 10 del componente b), avente la seguente composizione in peso:

La polvere ottenuta viene estrusa a 120?C e l'estruso ? tagliato in pellets. Questi sono poi macinati, ottenendo una polvere a granulometria fra 20 e 50 micron.

Nel masterbatch in polvere (prodotto finale) il pigmento ? quindi presente per il 75% in peso.

Il masterbatch cos? ottenuto ? stato impiegato per colorare vernici a base alchidica, epossidica, vinilica, acrilica, poliuretanica, poliestere, con perfetta omogeneit? di colore. E' stato anche impiegato per colorare in modo perfettamente omogeneo materiali plastici costituiti essenzialmente da e polietilene e polipropilene.

Esempio 5

Nel turbo-dispersore dell'Esempio 1 si caricano g 100 del componente a), avente la seguente composizione:PARALOID DM 55 20%,miscela in parti uguali di LAROPAL ?80 e LAROPAL A.8180%. Si caricano quindi g 80 del pigmento Cromato di piombo e si agita fino ad ottenere una intima dispersione. Nel turbodispersore mantenuto in agitazione si aggiungono lentamente g 20 del componente b), avente la seguente composizione:

La polvere risultante ? poi estrusa a 115?C e l'estruso ? tagliato in pellets.

Nel masterbatch il colorante ? quindi presente per il 40% in peso.

Il masterbatch cos? ottenuto ? stato impiegato per colorare con perfetta omogeneit? di colore vernici a base nitrocellulosica, alchidica, acrilica, vinilica, epossidica, poliuretanica e poliestere; inoltre, polietilene, resina ABS e gomme naturali.

Esempio 6

Nell'apparecchiatura dell'Esempio 1 e operando con la stessa modalit?, si caricano g 50 del componente a) costituito da PARALOID DM 55, poi g 150 del pigmento lacca di manganese CM (Bayer) di colore rosso e si agita fino ad ottenere una intima dispersione. Nel turbo-dispersore si aggiungono lentamente g 15 del componente b), avente la stessa composizione dell'Esempio 1. La polvere ottenuta viene estrusa a 140?C e l'estruso ? tagliato in pellets. Nel masterbatch in polvere (prodotto finale) il pigmento ? quindi presente per il 67%?in peso.

Il masterbatch cos? ottenuto ? stato impiegato per colorare vernici a base nitrocellulosica, alchidica, epossidica, vinilica, acrilica, poliuretanica, poliestere, con perfetta omogeneit? di colore. E' stato anche impiegato per colorare in modo perfettamente omogeneo materiali plastici costituiti essenzialmente da resine poliammidiche. polietilene, poligropilene e poliammidi.

Claims

Rivendicazioni

1. Masterbatch ad ampio campo di utilizzazione, costituito essenzialmente da una miscela uniforme dei seguenti componenti:

a) una resina scelta tra:

a1) resine acriliche, eventualmente in miscela con resine versatiche, aventi un punto di rammollimento compreso tra 75 e 115?C

a2) resine chetoniche o aldeidiche, aventi un punto di rammollimento compreso tra 70 e 115?C

oppure una miscela delle resine a1 e a2, in rapporto in peso compreso tra 70:30 e 10:90

b) un secondo componente scelto tra:

b1) esteri di acido citrico o acetilcitrico o tartarico con glicoli o polialchilenglicoli contenenti da 10 a 30 unit? monomeriche

esteri di acido citrico o acetilcitrico o tartarico con monoalcoli, in miscela con polialchilenglicoli contenenti da 10 a 30 unit? monomeriche, eventualmente esterificati con acidi grassi aventi da 4 a 18 atomi di carbonio

c) coloranti e/o pigmenti e/o additivi.

2. Masterbatch come da rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che le resine contenenti il componente a) sono solubili nei solventi organici impiegati come veicolo per vernici.

3. Masterbatch come da rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che il componente a) ? costituito da resine acriliche.

4. Masterbatch come da rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che il componente a) ? costituito da resine chetoniche.

5- Masterbatch come da rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che il componente a) ? costituito da resine aldeidiche.

6. Masterbatch come da rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che il componente a) ? costituito da una miscela di resine acriliche e resine chetoniche.

7. Masterbatch come da rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che il componente a) ? costituito una miscela di resine acriliche e resine aldeidiche.

8. Masterbatch come da rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che il componente a) ? costituito da una miscela di resine chetoniche e aldeidiche.

9. Masterbatch come da rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che il componente a) ? costituito da una miscela di resine acriliche, chetoniche e aldeidiche.

10. Masterbatch come da rivendicazioni 4, 6, 8 e 9 caratterizzate dal fatto che le resine chetoniche sono prodotti di condensazione del cicloesanone.

11. Masterbatch come da rivendicazioni 5, 7, 8 e 9.

caratterizzato dal fatto che la resina aldeidica ? un prodotto di condensazione di aldeidi e urea.

12. Masterbatch come da rivendicazioni da 2 a 11, caratterizzato dal fatto che il componente b) ? costituito da una miscela di trib?tilcitrato ed esteri di acidi grassi con polialchilenglicoli.

13 Masterbatch come da rivendicazioni da 2 a 11, caratterizzato dal fatto che il componente b) ? costituito da una miscela di acetiltributilcitrato ed esteri di acidi grassi con polialchilenglicoli.

14. Masterbatch come da rivendicazioni da 1 a 13, caratterizzato dal fatto che il rapporto in peso tra i componenti a) e b) ? compreso tra 90:10 e 80:20.

15. Masterbatch come da rivendicazioni da 1 a 14, caratterizzato dal fatto che la percentuale di coloranti o pigmenti ? compresa tra il 16 e il 90%.

16. Impiego del masterbatch come da rivendicazioni da 1 a 14 per colorare in modo uniforme vernici a base nitrocellulosica, alchidica, acrilica, vinilica, epossidica, poliuretanica, poliestere, clorocaucci?.

17. Impiego del masterbatch come da rivendicazioni da 1 a 14 per colorare in modo uniforme polimeri vinilici, polietilene, polipropilene, resine ABS, resine poliammidiche e gomma.

18. Processo per la preparazione del masterbatch di cui alle rivendicazioni da 1 a 15, comprendente le seguenti fasi successive

- intima miscelazione del componente a) con il colorante o il pigmento in un'apparecchiatura di miscelazione

- graduale aggiunta del componente b), eventualmente contenente dispersi uno o pi? additivi, alla miscela di a) con il colorante

- ulteriore miscelazione della massa, dopo completata l'aggiunta del componente b), fino ad ottenere una polvere omogenea

- estrusione della massa a temperatura non superiore a 150?C.

19. Processo come da rivendicazione 18, caratterizzato dal fatto che l'apparecchiatura di miscelazione ? un turbodispersore.