Связующее для печатных красок
АБИЕ ИЗОБРЕТЕНЙЯ:
K ПАТЕНТУ (ватт гет оссццстд ц федератттпт по патеитам и товаттиьпи злакам (21) 4895037/05 (22) 05.04.91 (3i) 90 4011376 (32) 07.04.90 (33) QE (46) 15.11.93 Бюл. Иа 41-42 (71) БАСФ Лаке унд Фарбен ar (DE) (72) Бернхард Прантль(ВЕ); Дирк Лавренц(ОЕ);
Рольф Вальц(ОЕ) (73) БАСФ Лаке унд Фарбен ar (DE) (54) СВЯЗУЮЩЕЕ ДЛЯ ПЕЧАТАТЬ}Х КРАСОК (57) Сущность изобретения: сложный эфир, являющийся продуктом взаимодействия алифатического спирта с 3 — 8 атомами углерода, содержащего по меньшей мере три и дроксильные группы, и нена(в) ВС (и) 2ОО2774 II l (51) 5 СОЗЕ7Я И С09911 10 сыщенной жирной кислоты с 8 — 40 атомами углерода или содержащего ее натурального масла и, в случае необходимости, взятой в количестве 1—
60% от массы жирной кислоты, алифатической ипи ароматической поликарбоновой кислоты с 4 — 20 атомами углерода или ее ангидрида, смешивают в атмосфере азота в присутствии неполярных органических растворителей с полиоксикарбоновой кислотой с 5 — 15 атомами углерода, содержащей по меньшей мере две гидроксильные группы, нагревают и добавляют алифатической или циклоалифатичеояй ди- или полиизоцианат. Получают прозрачный раствор смолы при соотношении компонентов связующего мас%: уретановая смола 20 — 99, раствсритель или разбавйтель остальное.
Изобретение относится к добавкам для печатных красок, в частности K связу{аще14у печатных красок, содержащему сшива!ощийся Окислением компонент.
Известна связу!ощее для печатных красок, содержащее сшивающийся Окислением компонент, представляющий -обой модиФицированну{о ненасыщенны{4и жир1{ьр4!1 кислотами полиэфирную смолу. например, из льнянаГО масла, Глицсрина и анГидрида фталевай кислоты, причем содержание твердого вещества св1!зу{ащего выбрано в зависимости от последующего использовайия в печатных Kpacl<ах.
Недостаток известного связующего закл!Очается в том, что садер>кащие ега печатные краски плохо диспергируются в ваде или расТВоре щелОчи низ«ОЙ конц8нтрации„вследствие чего избыток печатной краски нельзя быстро и надежно удалять с печатного цилиндра. Кроме того, необходимо улучшить также раствори140сть связующего B печатных красках на основе минеральных масел, стойкость красок к воздействи!о щелочи после отверждения и склонность печатных красок к образованию пленки.
Целью изобретения Является улучшение способности содержащих связующее
l!a основе смоли печатных красок диспергироваться в водных средах.
Поставленная цель достигается предлагаемьп4 связуlощим д1!я печатных кр3СОк, содер>кащих синтетическую смолу и растваритель или разбавитель, за счет тога, что она в качестве синтетической смоли садер>кит уретанавую смолу, «07ор3А является продуктам взаимодействия слаж!{аго эфира алифатического спирта с Э вЂ” 8 атомами углерода, содержащего па меньшей мере три
Гидра«сильные ГаупГ1ы, и ненас{ящен!{ОЙ жирной кислоты с {>-40 атомами углерода или содержащего ее натуральнога масла или ее смеси с взятой в количестве 1 — 60 ",4
От 143ссы жир{ lай кислОты алифатическай или ароматической паликарбанаВОЙ кисла ты с 4-20 атомами углерода или ее ангидриQoKt, Г!Олиаксикарба{{овай кислОТОЙ с 5-15 атомами углерода, содерх<3!цей по меньшеЙ мере две гидроксильные группы, и с алифатическим или циклоалифатическим ди- !{Ли полиизоцианатам, или их смесью, причем кйслатнал группа палиоксикарбоновой кислоты может быть частична или полностью неЙтрализавана при массовом саатнаш8нии указанных исходных веществ 100:(3—
120):(10 — 100) соатветствен на и при следующем общем соотношении компонентов связу{ощего, мас.,4:
У«3занная уретановая с мала 20-99
Растваритель или разбавитель Остал ь и Ос
{> качестве пригодных алифатических спиртов с З-О атомами углерода, содержащих по меньшей мере три гидраксильные группы используют, например, глицерин, триметилалпрапа 1, пентаэритрит, дипентаэритрит, сарбит или их cl46c{4, прич614 предпочтительно испольэу!от пентаэритрит, Пригод!{ы!4и ненасыщенными жирными кислотами являются па меньш8Й мер8 Одна кратна ненасыщенные жирные кислоты. с
"5. 0 — 40 атомами углерода, как, !{апример, линолевая кислота, элеастеар!{новая кислота, предпачтителhHo Додецен-ч-кислота -1 или рициналевая кист{ата, Б случае, еслй желательны более Высоc р
20 кие молекулярные массы, для удлиненич цепей можно использовать алифатические или аромати !сские паликарбоновые кислоты с
4 — 20 атомами углерода ил!4 их ангидриды.
Прикладными соединениями явля!атея фта25 левал кислота, изафталевая кислота, терефталевая «ислота, тетрагидрофталевая кислота, малеинавая кислота, фумаровая кислота, адипиновая кислота или малеинаВый анГидрид. Вместо чистых жирных кис0 лот можно также использовать натуральные
Гласла, содержащие соатветству!Ощие ненасыщеннис жирные кислоты в виде их сложного глицеринового эфира, например перилловое масло, соевое масло., сафлоро г
Во8 масло, ойтициковое масло или, предпочтительна, льняное масло, или рицинолевое масло {дегидратированH08 КасТороВ06 масло), прlгчем количество БибиревеloT с00ТВВТсТ венно содержанию глйцеридов жирной
«ислоты.
В такам случае количества алифатического спирта с, 3 — 8 атомами углерода Выбирают с у ieT014 содержания Глицерина в сложном эфире натуральной жирной кисло 15 ти так, что получаемый сложный эфир содержит еще такое число свобаднь{х гидра«сильных групп, соответствующее гидроксильнаму числу 50-150 мг КОН/r, Сложный эфир получа!от известными приемами при температуре 150 — 270 С. Реакцию можно осуществлять в присутствии кислотных ката>!Изаторав, например, в npucутствии и-талуалсульфанавай K{4cf{OTbt. Gбразу{ащуюся раакционнуlo воду можно удалять из реакционной смеси обычными
ftp{18Mavt{4 ч8рез Бодаатделитель. { !Олучаемый при атом сложный эфир с гидроксильным числом 50-150 мг l(OH/г модифиЦиpуют О«с!{алхан«арба!{ОВОЙ кислотой с 5-15 aTot4314{ углерода, содержа2002774
10
40
50 паненты. Получают прозрачный раствор щей па меньшей мере две .гидроксильные группы, в частности 2,2-ди(оксиметил)карбоновой кислотой, как, например, 2,2диоксиметилмасляной кислотой, 2,2-ди-(аксиметил)прапионовой кислотой, и алифатическим или циклоалифатическим ди- или полиизоцианатом или его смесью, предпочтительно гексаметилендиизацианатом, 4,4-дициклагексил метандиизацианатом или изофорондиизоцианатом.
Модификацию проводят при 50 — 150 С, предпочтительно при 60-90 С, причем можно работать как при атмосферном давлении, так и при давлении да t0 бар. Для снижения вязкости реакционной смеси реакцию про- 1 водят в присутствии неполярных органических растворителей, являющихся инертными относительно изоцианатных групп. В качестве пригодных растворителей можно назвать, например, минеральные масла с пределами кипения от 100 до 350,С, которые могутсодержать ароматические соединения.
Реакцию обычно проводят да тех пор, пока все способные к взаимодействию с 2 изоцианатами гидроксильные группы полностью прореагируют. В случае, если изоцианатный компонент используют в таком количестве, что относительно реакцианносrIoco6Hblx гидроксильных групп имеется из- 3 быток, та остаточные изацианатные группы дезактивируют путем добавки монаспирта с
1 — 18 атомами углерода. В качестве моноспиртов можно использовать также сложные моноэфиры или простые маназфиры, 3 как, например, простой моноэтиловый эфир диэтиленгликоля. Кроме того, остаточные изоцианатные группы можно также подвергать взаимодействию с аксипивалинавай кислотой. Спиртовой компонент обычно используют в количестве, которое максимально соответствует пятикратному избытку.
Дезактивацию изоцианатных групп можно осуществлять при температуре 20 — 150 С.
Содержание изоцианатных групп мож- 4 но определять через. изацианатное число известными специалисту приемами. В случае необходимости можно также определять количества необходимого монаспиртэ путем проведения простых опытов, известных специалисту.
Кислотные группы полиоксикарбанавай кислоты можно частично или полностью нейтрализовать третичным аминам с 3-24 атомалли углерода или третичными аминос- 5 пиртами с 3-24 атомами углерода, причем амин можно также добавлять в избытке. В качестве третичных аминов можно использовать, например, триметиламин, триэтиламин, диметиламин, диметилизопропиламин, трипентиламин, три-2-зтилгексиламин.
В качестве аминоспиртов с 3-24 атомами углерода пригодны, например, триз аноламин, бутилэтаноламин, диметил неопентаноламины, диметиламинобутанол, диметиламиногексанал, диметиламинодигликоль, диэтиламино-1,2пропандиал, Обычно все реакции проводят периодически, однако, их можно также проводить неп ре рывна, нап ример, в каскаде котлов с мешалкой.
Предлагаемое связующее можно использовать ва всех обычных печатных красках в количестве 5-60 мас. %, содержащих
5 — 80 мас.% красящего компонента„да 60 мас. % другого известнага связующего и
1 — 60 мас. $ целевых добавок (растворителей, напал нителей, улучшающих переработку печатной краски.
Нижеследующие примеры иллюстрируют получение предлагаемого связующего.
Пример 1. 2520 г рицинолевой жирной кислоты смешивают в атмосфере азота с 657 r пентаэритрита, 291 г фталеваго ангидрида, 473 г ксилола и 3,5 г и-толуолсульфоновай кислоты и нагревают в течение 4 ч да температуры 180 С, причем реакционную воду удаляют через водоотделитель. Реакцию продолжа ст при температуре 180ОС до кислотного числа 8 кг КОН jr и гидроксил ьнаго числа 95 мг КОН/г. 912 r полученного продукта смешивают в атмосфере азота с 635 r свободного от ароматических соединений минерального масла с пределами кипения 240-270 С., 100 r диметилолпрапиановой кислоты и 198 г диметилизапропилэмина и смесь нагрева-. ют при температуре 100 С до получения раствора. к которому каплями добавляют
240 г изофорандиизацианата при температуре 80 С, Температуру реакции 80 С сохраняют до тех Flop, пока все изоцианатные группы не будут прореагированы. Затем реэкционную смесь нагревают до температурыы 130 С -путем создания вакуума (50 м бар).
При этом, крома высококипя щего минерального масла, отгоняют все легколетучие комсмолы, имеющий вязкость 2900 Па с при температуре 23 С, содержание твердого вещества 60% и кислотное число 50 мг K0H/г, в пересчете на твердое вещество.
П р им е р 2. 2400 л льняной жирной кислоты сллешивают в атмосфере азота с 657
r глицерина; 474 г терефталевой кислоты, 472 г ксилола и 4 r и-толуолсульфоновой кислоты и нагревают в течение 3 ч до температуры 180 С с удалением реакционной
2002774
40
50 воды. Эту темперя2уру сохраня1от да тех п012, пока кислО ГНОе числа не достиГнет 6 МГ
КОН/r, а гидраксильное число — 105 мг
K0H/г. Растворитель отгоняют в вакууме, Затем 390 r получен IDfo продукта смешива1от с 67 г диметилалпропионовой кислоты и
100 r 8-метилпи12ралидана !1 каплями добавляют при температуре 80 С 173 г изофорондиизоцианата и 1 г дибутилдилаурата олова. После реакции в течение 1 ч при температуре 80"С нагревают до 120 С да тех пор, пока все изоцианатные группы не будут прореагиравяны,.после чего добавля1ат 138 r свободного ат ароматических соединений минеральноГО мясла с пределами кипения
140 — 220 С, Палуча1от прозрачный раствор смолы вязкастьк2 800 Па . с при тсмпературе 23 С. содержанием твердого вещества
45 Я и кислотным числом 50 мг KGH/r в, пересчете на твердое вещество.
П р и M е р 3. 2520 г изамергиновой жирной кислоты смешивают в атмосфаре азота с 652 r пентаэритрита, 279 r фтялевого ангидрида, 3 r тетрабутилортотитана и 470
rк,силала и нагревают в течение 4 ч при температуре 180 С с удалени и 12еакционо
HoA BopbI. Реакцию п12одалжа, От Гfpi, 180 С да получения кислотного числа 8 мг t "диметилолпрапионовой кислоты, 750 г минерального масла с пределами кипения 260-290 С и 238 r диметилизопрапиламина и при температуре 80 С медленно смешивают с 300 г изафорондиизоцианата. После реакции в течение 1 ч при температуре 80" С нагрева1ат до 120 С и летучие компоненты отгоняют в вакууме, Получаемый таким образам прозрачный раствор смолы имеет содержание твердого вещества 50%, вязкость 1200 Па с при температуре 23 С и кислотное число 40 мг КОН/г, в пересчете на твердое вещество. Пример 4. 374 г продукта реакции жирной кислоты, пентаэритритя и фгалевого ангидрида па примеру 1 смешива1ат с 57 r диметилолпропионовой кислоты и 57 r Кметилпирралидона и при температуре 85ОС каплями добавляют 174 г 4,4-диизоцианатодициклагексилметана и 1 г дибутилдилаурата Олова. После реакции в течение 1 ч при температуре 85ОС нагревают до t20 С и эг, температjp j coxpBHëют да TQx rfop, пака и прореагируют все изоцианатные группы. После добавления 348 г минерального f Ее кислотное ever!ra составляет 37 мг KOH/ã. Пример 5, В атмосфере азота смешива(ат 2520 г рицинолевой жирной кислоты, 879 r пентаэритрита, 805 г фтялевого ангидрида„4 г и-талуолсульфоновой кислоты и 450 r ксилола и смесь нагревают в течение 3 ч до температуры t80 С с удалением реакционЙой воды,,Реакцию продолжают при 180 С до тех пор, пока кислотное Iëcëo не достигнет 6 мг КОН/г. Затем при температуре 180"С отгоняют в вакууме легколетучие компоненты. 657 Г полученнОГО таким абра зам паадуKTB смешива10т с 99 Г диме-:илалГ1аагlиОновой кислоты и . 5 Г диметиляминодигликоля и за.гем смесь HB гревают при температуре 130 С до получения раствора. После добавления 94 г свободных ароматических соединений минеряльного масла с пределами кипения 160-2 l0 Ñ медленно добавля ат 111 г изафорандиизоциа1чата при температуре 80 С. После достижения содержания остаточных изацианятных групп, равно1 а 0,5%, добавля;От 99 r f2 pOCTOI 0 атил ен Гл и кол 1.ма набу I l1ловога эфира и еще 120 г указанного минерального масла, Получаемый таким обрВВоМ прозрачный p cTBop смолы имеет содержание твердого вещества 75",, и вязкость 200 Па с при температуре 23 С. Кислотное числа смолы составляет 56 мг КОН/г, Пример 6, 400 r продукта примера 1 cf QfL и ва1от с 480 г И 20 МВс, ч. HG 1 00 мас. ч. продукта примера 1) димбтилалпрапионовай кислоты, 400 r N-метилпирралидоня и 1 г дибутилдиляуратя, после чего, размешивая, при температуре 80ОС добавляют 533 г изафарандиизация ната, Реакционную смесь держат п ри температуре 80 С в течен 1е 1 ч, после чего доба вля1от 350 r минерального масла с пределами кипения 230 — 260 С и 50 г бутилавсго спирта. Продолжают размешивать при температуре 80 С в течение 30 мин. После охлаждения получяlот и 120зрячн ый 12аствОр смолы, име1ощий Содержание твердого вещества 44, и вязкость 750 ПЯ с при те i!!åpBTópQ 23 С. КислoTHoQ число смолы составляет 140 мг КОН!г. Пример 7. 50(! г продукта примера 1 смешивают с 15 г диметилолпропианавой кислоты, 20 r N-метилпирролидона и 1 г дибутилдилаурата, после -1ега, размешивая, при темпеаатуре 80 С добавля1ат 50 г (10 мас. ч. на 100 мас. ч. Продукта примера 1) и зофа 12О нди и за Циа н В та . P Q 3 K L> L1 off!I i< fo г -0гсмесь дер к.- т flp!; TQl.:перB.òróðQ 8ä O B TQ.I 2002774 ние 1 ч, после чего добавляют 18 г монометилового эфира трипропиленгликоля, Продолжают размЕшивять при температуре 120 С втечение 30мин. Затем в вакууме при 5 100ОС удаляют легколетучие компоненты. После охлаждения получают прозрачный раствор смолы, имеющий содержание твердого вещества 99=,ь и вязкость 450 Па . с при температуре 23 С. Кислотное число 10 смолы составляет 9 мг КОН/г. Нижеследующий пример иллюстрирует положительный эФфект изобретения. Пример 11. Печатная краска для металлографской печати 15 Смесь 160 г продукта согласно примеру 1 100 г пигмента гелиагенавого синего 7030 250 r флотированного мела 20 100 г бланфикса 130 г кислой канифоли согласно 38 31 242 (являющейся связующим) 40 г натриевая соль додецилбензолсуль25 фоновой кислоты 20 г октоата кобальта 100 r минерального масла с пределами кипения t60 — 290 С 100 r горного воска 30 Известными приемами перерабатывают в пасту для печатания, которую использу от для печатания влагостойкой бумаги способом глубокой печати. Запечатанные листы не являются клейкими, благодаря че35 му можно отказаться от использования промежуточных листов. Избыточную краску можно быстро, без затруднений и полностью удалять обработкой 0,3-1 -ным щелоком, 40 После отверждения в течение 5 — 6 дней четкие оттиски оказываются стойкими к воздействию щелочи. Сравнительный опыт. Паста для печатания, в которой продукт, 45 согласно прототипу, растворяется только медленно и не полностью в 0,3-1 -ном водном растворе щелочи. - (56) Printing Ink, ManuaL 4th edition, London, 50 1988, р. 184-186, 202-203. СВЯЗУЮЩЕЕ ДЛЯ ПЕЧАТНЫХ КРАСОК, содержащее синтетическую смолу и растворитель или разбавитель, отличающееся тем; что, с целью улучшения способности печатных красок диспергироваться в водных средах, оно в качестве синтетической смолы содержит уретановую смолу, ние 1 ч, после чего добавляют 37 r минерального масла с пределами кипения 280 — 310 С. Продолжают размешивать при температуре 85ОС в течение 30 мин, После охлаждения получают прозрачный раствор смолы, имеющий содержание твердого вещества 75 и вязкость 220 Па . с при температуре 23 С. Кислотное число смолы составляет 11 мг КОН/г. Пример 8. 400 г продукта примера 1 смешивают с 295 г диметилолпропионовой кислоты, 240 г N-метилпирролидона и 1 r дибутилдилаурата, после чего, размешивая, при температуре 80 С добавляют 400 r (100 мас. ч; на 100 мас. ч. продукта примера 1} терефталдиизоцианата. Реакционную смесь держат при температуре 80 С в течение одного часа, после чего добавляют 500 г минерального масла с пределами кипения 280 — 310 С и 50 r бутилового спирта. Про. должают размешивать при температуре 80 С в течение 30 мин. После охлаждения получают прозрачный раствор смолы, имеющий содержание твердого вещества 30 и вязкость?60 Па . с при температуре 23 С. Кислотное число смолы составляет 113 мг КОН/r. Пример 9. 100 г продукта примера 1 смешивают с 120 г диметилолпропионовой кислоты, 100 г N-метилпирролидона и 1 г дибутилдилаурата олова, после чего, размешивая, при температуре 80ОС добавляют 133 г изофорондиизоцианата. Реакционную смесь держат при температуре 80 С в течение 1 ч, после чего добавляют 1666 г минерального масла с пределами кипения 260 — 290ОС. Продолжают размешивать при температуре 80 С в течение 30 мин. После охлаждения получа.от прозрачныи раствор смолы, имеющий содержание твердого ве-. щества 20% и вязкость 330 Па с при температуре 23ОС. Кислотное число смолы составляет 113 мг КОН/г. Пример.10. 100 г продукта примера 1 смешивают с 3 г диметилолпропионовой кислоты, l0 г диметилизопропиламина и 1 г дибутилдилаурата олова, после чего, размешивая, при температуре 80 С добавля от 40 г изофорондиизоцианата. Реакционную смесь держат при температуре 80ОС в течеФормула изобретения являющуюся продуктом взаимодеиствия сложного эфира алифатического спирта с 3 - 8 атомами углерода, содержащего по 55-меньшей мере три гидроксильные группы, и ненасыщенной жирной кислоты с 8 - 40 атомами углерода, или содержащего ее натуральные масла, или ее смеси с взятой о количестве 1 - 60% от массы жирной кислоты .алифатической или ароматической 2002774 Составитель О. Квасенкова Редактор Т, Никольская Техред М.Моргентал Корректор А. Козориз Тираж Подписное ИПО "Поиск™ Роспатента 113035, Москва, Ж-З5, Раушская наб„4/5 Заказ 3215 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина. 101 поликарбоновой кислотой с 4 - 20 атомами углерода, или ее ангидридом, с полиоксикарбоновой кислотой с 5- 15 атомами углерода, содержащей по меньшей мере две гидроксильные группы, и алифатическим или циклоалифатическим ди- или полииэоцианатом, или их смесью, причем кислотная группа полиоксикарбоновой кислоты может быть частично или полностьа нейтрализована, при массовом соотношении указанных эфира, полиоксикарбо новой кислоты и изоцианатного компонента 100: (3 - 120): (10 - 100) соответственно и при следующем соотношении компонентов связующего, мас, о/: Указанная уретановая смола 20 — 99 Раствсритель или разбавитель Остальное
