CN100519667C - 改性颜料产品及包括该颜料产品的黑色基材 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了改性颜料产品，其包含已连接至少一个可光聚合基团和至少一个离子的或可离子化的基团。也公开了包含这些改性颜料产品的分散体、黑色基材和树脂组合物。
Description
发明背景
1.发明领域
本发明涉及改性颜料产品及包括这些改性颜料产品的分散体、黑色基材和树脂组合物。
2.相关技术的描述
黑色基材是一种用于彩色显示器的材料的一般名称，该材料通过分离单个彩色像素以提高图像对比。在液晶显示器(LCDs)中，黑色基材是具有高光屏蔽能力的薄膜且形成于滤色器的三个彩色元件之间。在使用薄膜晶体管(TFT)的LCD中，黑色基材也抑制了由于TFT中反射的光而形成光诱导的电流。
通常，液晶显示器中的黑色基材层是由Cr/CrO的气相沉积进行制备的。尽管铬基膜具有极好的光屏蔽能力，但金属气相沉积法是昂贵的。另外，铬的使用和处理经受日益限制性的环境条例。而且铬膜具有低的电阻率，这将LCD的电气设计限制到可能设计构型的小范围。
已将黑色颜料，诸如炭黑，用于聚合物组合物中以制备电阻性黑色基材。但是，典型的体系已不能提供所要求的综合性能的平衡。例如，虽然含有炭黑颜料的黑色基材能够提供所要求的光屏蔽能力(即，在1微米的厚度下光密度(OD)大于3)，典型地该膜仅具有适中的电阻率。可选地，如果制备高电阻膜，典型地OD低。
已公开将已连接有机基团的改性颜料用于滤色器的黑色基材中。在这些材料提供具有良好的综合性能的黑色基材和分散体的同时，仍存在对具有改善的性能，特别是电阻率和光密度的黑色基材的需求。
发明概述
本发明涉及一种包含已连接至少一个聚合基团的颜料的改性颜料产品。在一个实施方案中，聚合基团包含至少一个可光聚合基团和至少一个离子或可离子化的基团。在另一个实施方案中，聚合基团为式-X-Sp-[PP]，其中X直接与颜料连接，表示亚芳基、杂亚芳基或亚烷基，且Sp表示间隔基。基团PP表示包含至少一个可光聚合基团和至少一个酸基的聚合物。改性颜料也可以在液体载体中形成分散体。
本发明进一步涉及一种包含已连接至少一个聚合基团的颜料的改性颜料产品，其中该颜料为具有的邻苯二甲酸二丁酯吸附(DBP)为约25-70mL/100g的炭黑。改性颜料也可以在液体载体中形成分散体。
本发明进一步涉及一种通过将光敏层施涂到衬底上，将光敏层成像辐照，使涂层显影和干燥。该光敏层包含上述的改性黑色颜料产品。
本发明进一步涉及一种树脂组合物，包括：a)光敏树脂和b)上述改性颜料产品。
本发明涉及以下条目所述：
1.改性颜料产品，其包含已连接至少一个聚合基团的颜料，其中该聚合基团为均聚物、无规聚合物或交替聚合物，且该聚合基团包含至少一个可光聚合基团和至少一个离子或可离子化的基团。
2.条目1的改性颜料产品，其中离子或可离子化的基团是阴离子或可阴离子化的基团。
3.条目1的改性颜料产品，其中颜料为炭黑。
4.条目3的改性颜料产品，其中炭黑具有的邻苯二甲酸二丁酯吸附为25-70mL/100g。
5.条目4的改性颜料产品，其中炭黑具有的邻苯二甲酸二丁酯吸附为30-50mL/100g。
6.条目5的改性颜料产品，其中炭黑具有的邻苯二甲酸二丁酯吸附为30-40mL/100g。
7.条目1的改性颜料产品，其中可光聚合基团包括烯属不饱和基团。
8.条目1的改性颜料产品，其中可光聚合基团包括丙烯酸酯基、甲基丙烯酸酯基、乙烯基或苯乙烯基。
9.条目8的改性颜料产品，其中可光聚合基团是丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯。
10.条目2的改性颜料产品，其中阴离子或可阴离子化的基团包括羧酸或其盐。
11.条目2的改性颜料产品，其中阴离子或可阴离子化的基团是具有式-OOC-Alk-COOH的基团或其盐，其中Alk表示饱和或不饱和的环状或线型烷基。
12.条目11的改性颜料产品，其中Alk表示环己烷二基基团。
13.条目1的改性颜料产品，其中聚合基团包含苯基醚基团和取代的丙烷二基基团。
14.条目1的改性颜料产品，其中聚合基团包含由环氧双酚-A制得的聚合物或环氧酚醛清漆。
15.条目1的改性颜料产品，其中改性颜料产品在液体载体中形成分散体。
16.条目15的改性颜料产品，其中液体载体是非水性载体，其包含选自以下的溶剂：乙基溶纤剂、丁基溶纤剂、乙基卡必醇、乙基卡必醇乙酸酯、二乙二醇、环己酮、丙二醇单甲醚、丙二醇单甲醚乙酸酯、乳酸酯及其混合物。
17.条目15的改性颜料产品，其中该液体载体为非水性载体，其包括选自乙酸乙基溶纤剂或乙酸丁基溶纤剂的溶剂。
18.条目17的改性颜料产品，其中该聚合基团包括由环氧双酚-A树脂或环氧酚醛清漆树脂制得的聚合物。
19.条目1的改性颜料产品，其中该颜料已连接至少一个具有式-X-Sp-[PP]的聚合基团，其中X直接连接到颜料上，表示亚芳基、杂亚芳基或亚烷基；Sp表示间隔基；且PP表示包含该至少一个可光聚合基团和该至少一个离子或可离子化的基团的聚合物。
20.条目19的改性颜料产品，其中离子或可离子化的基团是阴离子或可阴离子化的基团。
21.条目19的改性颜料产品，其中颜料为炭黑。
22.条目21的改性颜料产品，其中炭黑具有的邻苯二甲酸二丁酯吸附为25-70mL/100g。
23.条目22的改性颜料产品，其中炭黑具有的邻苯二甲酸二丁酯吸附为30-50mL/100g。
24.条目23的改性颜料产品，其中炭黑具有的邻苯二甲酸二丁酯吸附为30-40mL/100g。
25.条目19的改性颜料产品，其中可光聚合基团包括烯属不饱和基团。
26.条目19的改性颜料产品，其中可光聚合基团包括丙烯酸酯基、甲基丙烯酸酯基、乙烯基或苯乙烯基。
27.条目19的改性颜料产品，其中可光聚合基团是丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯。
28.条目20的改性颜料产品，其中阴离子或可阴离子化的基团包括羧酸或其盐。
29.条目20的改性颜料产品，其中阴离子或可阴离子化的基团是具有式-OOC-Alk-COOH的基团或其盐，其中Alk表示饱和或不饱和的环状或线型烷基。
30.条目29的改性颜料产品，其中Alk表示环己烷二基基团。
31.条目19的改性颜料产品，其中聚合基团包含苯基醚基团和取代的丙烷二基基团。
32.条目19的改性颜料产品，其中聚合基团包含由环氧双酚-A制得的聚合物或环氧酚醛清漆。
33.条目19的改性颜料产品，其中PP表示具有式[T-Y-(Q-Y)n-T]的聚合物，其中Q包含二苯基醚基团，Y包含取代的丙烷二基基团，T包含末端基团，且n为1-20的整数。
34.条目33的改性颜料产品，其中T包含可光聚合基团。
35.条目33的改性颜料产品，其中T包含烷基酯。
36.条目33的改性颜料产品，其中：
Q为-O-C6H4-C(CH3)2-C6H4-O-、-O-C6H4-CH2-C6H4-O-或-O-C6H4-芴基-C6H4-O-；
Y为-CH2-CH(Z)-CH2-，其中Z为-OH、-OOC-Alk-COOH或其盐，或连接Sp的键；且Alk表示饱和或不饱和的环状或线型烷基；和
T为CH2＝CH-COO-或CH2＝C(CH3)-COO-。
37.条目36的改性颜料产品，其中Sp为-OOC-Alk-COO-、-OOC-Alk-CONR-、-OOC-Alk-CONR(CH2-CH2)xNR-(CH2-CH2)-SO2-、-OOC-Alk-COO(CH2-CH2)xO-(CH2-CH2)-SO2-、-OOC-Alk-COO(AOX)x-(CH2-CH2)-SO2-、-OOC-Alk-CONR(AOX)x-Alk-NR-(CH2-CH2)-SO2-或-O-(CH2-CH2)-SO2-，其中R可以相同或不同，为氢或取代或未取代的芳基或烷基，AOX表示1-12个碳的烯化氧基，且x为1-500的整数。
38.条目19的改性颜料基团，其中PP表示具有式[A-(CR2B)n-CR2A]的聚合物，其中A和B包括苯基醚基团和取代的丙烷二基基团；R可以相同或不同，为氢或取代或未取代的芳基或烷基；且n为1-20的整数。
39.条目38的改性颜料基团，其中A和B进一步包括可光聚合基团。
40.条目38的改性颜料产品，其中：
A为：
或
且
B为：或
其中Y为-CH2-CH(Z)-CH2-，其中Z为-OH、-OOC-Alk-COOH或其盐，或连接Sp的键；且Alk表示饱和或不饱和的环状或线型烷基；和
T为CH2＝CH-COO-或CH2＝C(CH3)-COO-。
41.条目40的改性颜料产品，其中T包含CH2＝CH-COO-。
42.条目40的改性颜料产品，其中Sp为-OOC-Alk-COO-、-OOC-Alk-CONR-、-OOC-Alk-CONR(CH2-CH2)xNR-(CH2-CH2)-SO2-、-OOC-Alk-COO(CH2-CH2)xO-(CH2-CH2)-SO2-、-OOC-Alk-COO(AOX)x-(CH2-CH2)-SO2-、-OOC-Alk-CONR(AOX)x-Alk-NR-(CH2-CH2)-SO2-或-O-(CH2-CH2)-SO2-，其中R可以相同或不同，为氢或取代或未取代的芳基或烷基；AOX表示1-12个碳的烯化氧基；且x为1-500的整数。
43.条目19的改性颜料产品，其中改性颜料产品在液体载体中形成分散体。
44.条目43的改性颜料产品，其中液体载体是非水性载体，所述载体包含选自以下的溶剂：乙基溶纤剂、丁基溶纤剂、乙基卡必醇、乙基卡必醇乙酸酯、二乙二醇、环己酮、丙二醇单甲醚、丙二醇单甲醚乙酸酯、乳酸酯及其混合物。
45.条目43的改性颜料产品，其中该液体载体是非水性载体，其包括选自乙酸乙基溶纤剂或乙酸丁基溶纤剂的溶剂。
46.条目45的改性颜料产品，其中该聚合基团包括由环氧双酚-A树脂或环氧酚醛清漆树脂制得的聚合物。
47.黑色基材，其通过将光敏层施涂到衬底上，将光敏层成像辐照，并使涂层显影和干燥而形成，其中光敏层包含改性黑色颜料产品，所述改性黑色颜料产品包含已连接至少一个聚合基团的黑色颜料，其中该聚合基团为均聚物、无规聚合物或交替聚合物，且该聚合基团包含至少一个可光聚合基团和至少一个离子或可离子化的基团。
48.条目47的黑色基材，进一步包含光敏树脂。
49.条目47的黑色基材，其中该黑色基材具有的体积电阻率大于或等于1013ohm-cm。
50.条目49的黑色基材，其中该黑色基材在厚度为1微米下，具有的光密度为3。
51.条目47的黑色基材，其中黑色颜料为碳产品。
52.条目51的黑色基材，其中碳产品为具有邻苯二甲酸二丁酯吸附为25-70mL/100g的炭黑。
53.条目47的黑色基材，其中聚合基团包含苯基醚基团和取代的丙烷二基基团。
54.条目47的黑色基材，其中聚合基团包含由环氧双酚-A制得的聚合物或环氧酚醛清漆。
55.黑色基材，其通过将光敏层施涂到衬底上，将光敏层成像辐照，并使涂层显影和干燥而形成，其中光敏层包含改性黑色颜料产品，所述改性黑色颜料产品包含已连接至少一个具有式-X-Sp-[PP]的聚合基团的黑色颜料，其中X直接连接到颜料上，表示亚芳基、杂亚芳基或亚烷基；Sp表示间隔基；和PP表示聚合物，其包括至少一个离子或可离子化基团，和进一步任选地包含至少一个可光聚合基团。
56.条目55的黑色基材，其中该光敏层进一步包含光敏树脂。
57.条目55的黑色基材，其中该黑色基材具有的体积电阻率大于或等于1013ohm-cm。
58.条目57的黑色基材，其中该黑色基材在厚度为1微米下，具有的光密度为3。
59.条目55的黑色基材，其中黑色颜料为碳产品。
60.条目59的黑色基材，其中碳产品为具有邻苯二甲酸二丁酯吸附为25-70mL/100g的炭黑。
61.条目55的黑色基材，其中聚合基团包含苯基醚基团和取代的丙烷二基基团。
62.条目55的黑色基材，其中PP包含由环氧双酚-A制得的聚合物或环氧酚醛清漆。
63.条目55的黑色基材，其中PP表示具有式[T-Y-(Q-Y)n-T]的聚合物，其中Q包含二苯基醚基团，Y包含取代的丙烷二基基团，T包含末端基团，且n为1-20的整数。
64.条目63的黑色基材，其中T包含可光聚合基团。
65.条目63的黑色基材，其中T包含烷基酯。
66.条目63的黑色基材，其中：
Q为-O-C6H4-C(CH3)2-C6H4-O-、-O-C6H4-CH2-C6H4-O-或-O-C6H4-芴基-C6H4-O-；
Y为-CH2-CH(Z)-CH2-，其中Z为-OH、-OOC-Alk-COOH或其盐，或连接Sp的键；且Alk表示饱和或不饱和的环状或线型烷基；且
T为CH2＝CH-COO-或CH2＝C(CH3)-COO-。
67.条目66的黑色基材，其中Sp为-OOC-Alk-COO-、-OOC-Alk-CONR-、-OOC-Alk-CONR(CH2-CH2)xNR-(CH2-CH2)-SO2-、-OOC-Alk-COO(CH2-CH2)xO-(CH2-CH2)-SO2-、-OOC-Alk-COO(AOX)x-(CH2-CH2)-SO2-、-OOC-Alk-CONR(AOX)x-Alk-NR-(CH2-CH2)-SO2-或-O-(CH2-CH2)-SO2-，其中R可以相同或不同，为氢或取代或未取代的芳基或烷基，AOX表示1-12个碳的烯化氧基，且x为1-500的整数。
68.条目55的黑色基材，其中PP表示具有式[A-(CR2B)n-CR2A]的聚合物，其中A和B包含苯基醚基团和取代的丙烷二基基团；R可以相同或不同，为氢或取代或未取代的芳基或烷基；且n为1-20的整数。
69.条目68的黑色基材，其中A和B进一步包括可光聚合基团。
70.条目68的黑色基材，其中：
A为
或且
B为
或
其中Y为-CH2-CH(Z)-CH2-，其中Z为-OH、-OOC-Alk-COOH或其盐，或连接Sp的键；且Alk表示饱和或不饱和的环状或线型烷基；且
T为CH2＝CH-COO-或CH2＝C(CH3)-COO-。
71.条目70的黑色基材，其中T包含CH2＝CH-COO-。
72.条目70的黑色基材，其中Sp为-OOC-Alk-COO-、-OOC-Alk-CONR-、-OOC-Alk-CONR(CH2-CH2)xNR-(CH2-CH2)-SO2-、-OOC-Alk-COO(CH2-CH2)xO-(CH2-CH2)-SO2-、-OOC-Alk-COO(AOX)x-(CH2-CH2)-SO2-、-OOC-Alk-CONR(AOX)x-Alk-NR-(CH2-CH2)-SO2-或-O-(CH2-CH2)-SO2-，其中R可以相同或不同，为氢或取代或未取代的芳基或烷基；AOX表示1-12个碳的烯化氧基；且x为1-500的整数。
73.树脂组合物，包括：a)光敏树脂和b)改性颜料产品，其包含已连接至少一个聚合基团的颜料，其中该聚合基团为均聚物、无规聚合物或交替聚合物，和该聚合基团包含至少一个可光聚合基团和至少一个离子或可离子化的基团；其中该树脂组合物通过辐射固化。
74.条目73的树脂组合物，其中该至少一个聚合基团具有式-X-Sp-[PP]，其中X直接连接到颜料上，表示亚芳基、杂亚芳基或亚烷基，Sp表示间隔基，且PP表示包含该至少一个可光聚合基团和该至少一个离子或可离子化的基团的聚合物。
75.条目73树脂组合物，，其中该颜料为具有邻苯二甲酸二丁酯吸附为25-70mL/100g的炭黑。
76.条目55的黑色基体，其中该聚合基团为均聚物、无规聚合物或交替聚合物。
可以理解以上的概述及以下的详述仅为举例性的和解释性的，且意指对本发明作如所要求的进一步解释。
发明详述
本发明涉及改性颜料产品和包括改性颜料产品的黑色基材、分散体和树脂组合物。
本发明的改性颜料产品包含已连接至少一个聚合基团的颜料。该颜料可以是任意类型的颜料，如黑色颜料和其它有色颜料。优选该颜料为碳产品，如炭黑。也可以使用不同颜料的混合物。为了形成稳定的分散体，也可以将颜料与各种不同类型的分散剂结合使用。
黑色颜料的代表性的实例包括各种炭黑(颜料黑7)如槽法炭黑、炉黑和灯黑，并且包括，例如，购自Cabot Corporation以
Black 
和
商标的名义出售的炭黑(如Black
2000、Black 1400、Black 
1300、Black 
1100、Black 1000、Black 
900，Black 
880、Black 
800、Black 700、Black 
L、 
8、 1400、
1300、
1100、 1000、
900、
880、
800、 700、
L、Regal 
330、
400、
P)。其它适合的炭黑包括，但不限于，Printex 40、Printex 80、Printex 300、Printex L、Printex U、Printex V、Special Black 4、Special Black 5、Special Black250、FW200(以上购自Degussa Corporation)、Raven 780、Raven 890、Raven1020、Raven 1040、Raven 1255、Raven 1500、Raven 5000、Raven 5250(以上购自Colombian Corporation)和购自Mitsubishi Chemical Corporation的MA100和MA440。
颜料也可以从大范围的常规有色颜料中进行选择。有色颜料可以是蓝色、黑色、棕色、青色、绿色、白色、紫色、洋红色、红色、橙色、黄色及其混和。适合种类的有色颜料包括，例如，蒽醌、酞菁蓝、酞菁绿、重氮类、单偶氮类、皮蒽酮、苝、杂环黄、喹吖啶酮和硫靛。酞菁蓝的代表性的实例包括铜酞菁蓝及其衍生物(颜料蓝15)。喹吖啶酮的代表性的实例包括颜料橙48、颜料橙49、颜料红122、颜料红192、颜料红202、颜料红206、颜料红207、颜料红209、颜料紫19和颜料紫42。蒽醌的代表性的实例包括颜料红43、颜料红194(Perinone Red)、颜料红216(溴代皮蒽酮红)和颜料红226(皮蒽酮红)。苝的代表性的实例包括颜料红123(辰砂)、颜料红149(猩红)、颜料红179(栗色)、颜料红190(红)、颜料紫19、颜料红189(黄色度的红(yellow shade red))和颜料红224。硫靛的代表性的实例包括颜料红86、颜料红87、颜料红88、颜料红181、颜料红198、颜料紫36和颜料紫38。杂环黄的代表性的实例包括颜料黄1、颜料黄3、颜料黄12、颜料黄13、颜料黄14、颜料黄17、颜料黄65、颜料黄73、颜料黄74、颜料黄151、颜料黄117、颜料黄128和颜料黄138。这些颜料可以粉末或滤饼的形式从包括BASF Corporation、Engelhard Corporation和Sun Chemical Corporation的许多供应点进行商购。其它适合的有色颜料的实例在《染料索引》第三版(The Society of Dyers and Colourists，1982)中进行描述。
颜料的其它实例包括
系列如
Yellow GR(颜料13)、
Yellow(颜料83)、
Red FRLL(颜料红9)、
Rubine F6B(颜料184)、
Blue 2G(颜料蓝15：3)、
Black T(颜料黑7)和
Black TS(颜料黑7)，NormandyMagenta RD-2400B、Paliogen Violet 5100、 
Violet 5890、PermanentViolet VT2645、Heliogen Green L8730、Argyle Green XP-111-S、Brilliant GreenToner GR 0991、
Blue L6900、L7020、
Blue D6840、D7080、Sudan Blue OS、PV Fast Blue B2GO1、Irgalite Blue BCA、
Blue 6470、Sudan III、Sudan II、Sudan IV、Sudan Orange G、Sudan Orange 220、
Orange 3040、Ortho Orange OR 2673、 Yellow 152、1560、Lithol Fast Yellow 0991K、Paliotol Yellow 1840、
Yellow FG1、Permanent Yellow YE 0305、Lumogen Yellow D0790、Suco-Gelb L1250、Suco-Yellow D1355、
Pink E、Fanal Pink D4830、CinquasiaMagenta、Lithol Scarlet D3700、Toluidine Red、Scarlet for Thermoplast NSD PSPA、E.D.Toluidine Red、Lithol Rubine Toner、Lithol Scarlet 4440、Bon Red C、Royal Brilliant Red RD-8192、Oracet Pink RF、
Red 3871K、 Red 3340和Lithol Fast Scarlet L4300。这些可购自诸如以下的供应点：Hoechst Celanese Corporation、Paul Uhlich、BASF、American Hoechst、Ciba-Geigy、Aldrich、DuPont、Ugine Kuhlman of Canada、Dominion ColorCompany、Magruder和Matheson、Coleman、Bell。
如由氮吸附所测定的，颜料可以具有大范围的BET表面积。优选颜料的表面积为约10-600m2/g。更优选表面积为约20-250m2/g，且最优选为约20-100m2/g。如果优选的颜料的表面积不是容易获得的，本领域技术人员公知的将颜料进行常规粉碎或磨碎技术，例如球磨或喷射研磨，可以将颜料碎成所要求的颗粒大小。
颜料也可以具有大范围的邻苯二甲酸二丁酯吸附(DBP)值，其为测量颜料的结构或支化。优选颜料的DBP值为约25-70mL/100g，更优选为约30-50mL/100g，且最优选为约30-40mL/100g。另外，颜料可以具有大范围的初始颗粒大小。优选初始颗粒大小为约10-100nm，更优选为15-60nm。优选颜料接近基本上总体而言的球面几何。也可以使用具有其它形状，如针状和平板状的颜料。
本发明的改性颜料产品包含已连接至少一个聚合基团的颜料。聚合基团可以是能够与颜料连接的任意类型的聚合基团，例如热塑性聚合基团或热固性聚合基团。聚合基团可以是无规聚合物、交替聚合物、接枝聚合物、嵌段聚合物、星型聚合物和/或梳状聚合物。另外，聚合基团可以是均聚物、共聚物、三元共聚物和/或含有许多不同重复单元的聚合物。聚合基团的实例包括，但不限于，聚碳酸酯、聚醚、聚酯、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚苯乙烯、聚胺和聚烯烃。优选聚合基团包括苯基醚或二苯基醚和取代的丙烷二基基团。例如，聚合基团可以是由环氧双酚-A制得的聚合物、环氧双酚-A的低聚物或环氧酚醛清漆。另一个优选的聚合基团包含苯乙烯和马来酸酐、马来酸或其盐或衍生物。例如，聚合基团可以是苯乙烯和马来酸酐半酯的聚合物。而且，通过适当选择重复单体单元上的取代基，在沿着聚合物链的多个点处可以将聚合基团连接到颜料上。
在本发明的一个实施方案中，改性颜料产品包含已连接至少一个聚合基团的颜料，其中聚合基团包含至少一个可光聚合基团和至少一个离子性或可离子化的基团。如本文所用，术语“可光聚合基团”定义为能够通过辐射，例如紫外线、红外线或电子束辐射，曝光形成聚合材料的任意有机官能团。这包括光反应基团(即，通过辐射曝光，它们形成活性反应种，如自由基)，有时也指光引发剂，以及与由光反应基团形成的活性反应种反应的基团。实例包括偶氮基和烯属不饱和基团。优选的可光聚合基团包括丙烯酸酯基、甲基丙烯酸酯基、乙烯基、苯乙烯基。更优选的为丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯。
对于该实施方案，聚合基团进一步包含至少一个离子或可离子化的基团。如本文所用，“离子基团”为阴离子或阳离子，且与相反电荷的平衡离子相连；并且“可离子化的基团”是能够在使用的介质中形成离子基团的一种基团。
聚合基团可以包含至少一种阴离子或可阴离子化的基团。阴离子基团是带负电的离子基团，其可由具有能形成阴离子(可阴离子化的基团)的可离子化的取代基(如酸基)的基团产生。它们也可以是可离子化的取代基的盐中的阴离子。优选当可离子化的取代基形成阴离子的时候，可离子化的取代基的pKa少于11。阴离子基团进一步可由具有pKa少于11的可离子化基团的物种和具有pKa少于11的可离子化取代基的盐产生。可离子化取代基的pKa指的是可离子化取代基作为总体而不仅仅是酸基的pKa。更优选地，pKa少于10，且更优选少于9。
阴离子基团的代表性的实例包括-COO-、-SO3 -、-OSO3 -、-HPO3 -、-PO3 -2、-OPO3 -2、-R′S-、-R′O-，且可阴离子化的基团的代表性的实例包括-COOH、-SO3H、-PO3H2、-R′SH、-R′OH和-SO2NHCOR′，其中R′表示取代或未取代的芳基和/或烷基。优选阴离子和可阴离子化的基团包含羧酸基、磺酸基、膦酸基或其盐。最优选的是羧酸基或其盐。
聚合基团可以包含至少一个阳离子或可阳离子化的基团。阳离子基团是带正电的有机离子基团，其可由能形成阳离子(可阳离子化的基团)的可离子化的取代基(如胺)产生。例如，可使烷基或芳基胺在酸性介质中质子化以形成铵基-NR′2H+，其中R′表示有机基团，如取代或未取代的芳基和/或烷基。优选胺的pKb少于5。阳离子基团也可以是带正电的有机离子基团。实例包括季铵基(-NR′3 +)和季鏻基(-PR′3 +)。此处，R′表示氢或有机基团，如取代或未取代的芳基和/烷基。优选阳离子或可阳离子化的基团包括胺基或其盐。
在本发明的第二个实施方案中，改性颜料产品包含已连接至少一个聚合基团的颜料，其中聚合基团为式-X-Sp-[PP]。X直接连接到颜料上，表示亚芳基或杂亚芳基或亚烷基并且被Sp基团所取代。Sp表示间隔基。基团PP表示包含重复的单体基团或多个单体基团或两者的聚合基团。聚合基团任选地包含至少一个可光聚合基团、任选地至少一个离子或可离子化的基团或任选地两者。优选聚合基团包含至少一个可光聚合基团。更优选聚合基团进一步包含至少一个离子或可离子化的基团。聚合基团也可以进一步由另外的基团所取代。包含基团PP的单体重复单元的总数优选不大于约500个单体重复单元，且更优选不大于约100个单体重复单元。
如上所述，基团PP可以是任意类型的聚合基团，例如均聚物、共聚物、三元共聚物和/或含有许多不同重复单元的聚合物。另外，基团PP可以是无规聚合物、交替聚合物、接枝聚合物、嵌段聚合物、星型聚合物和/或梳状聚合物。基团PP的优选实例是上述那些基团。
基团Sp表示间隔基，如本文所用，为两个基团之间的连接。基团Sp可以是键或化学基团。化学基团的实例包括，但不限于，-CO2-、-O2C-、-CO-、-OSO2-、-SO3-、-SO2-、-SO2C2H4O-、-SO2C2H4S-、-SO2C2H4NR-、-O-、-S-、-NR-、-NRCO-、-CONR-、-NRCO2-、-O2CNR-、-NRCONR-、-NRCOCH(CH2CO2R)-、-NRCOCH2CH(CO2R)-、-N(COR)(CO)-、-OOC-Alk-COO-、-OOC-Alk-CONR-、-OOC-Alk-CONR(CH2-CH2)xNR-(CH2-CH2)-SO2-、-OOC-Alk-COO(CH2-CH2)xO-(CH2-CH2)-SO2-、-OOC-Alk-COO(AOX)x-(CH2-CH2)-SO2-、-OOC-Alk-CONR(AOX)x-Alk-NR-(CH2-CH2)-SO2-、-O-(CH2-CH2)-SO2-、酰亚胺基、亚芳基、亚烷基等等。R可以相同或不同，表示氢或有机基团如取代或未取代的芳基或烷基；Alk表示饱和或不饱和的环状或线型亚烷基(如环己烷二基)；AOX表示约1-约12个碳的烯化氧(alkylene oxide)基，且x为1-500之间的整数。
基团X表示亚芳基或杂亚芳基或亚烷基。X直接连接到颜料上并且进一步由Sp所取代。芳香基可以进一步由任意基团(如一个或多个烷基或芳基)所取代。优选亚芳基为亚苯基、亚萘基或亚联苯基，和杂亚芳基。当X表示亚烷基时，实例包括，但不限于，可以被支化或未被支化的取代和未取代的亚烷基。亚烷基可以由一个或多个基团(如芳香基)所取代。实例包括，但不限于，像亚甲基、亚乙基、亚丙基或亚丁基的C1-C12的基团。优选X为亚芳基。
基团X可以由一个或多个官能团所取代。官能团的实例包括，但不限于，R＂、OR＂、COR＂、COOR＂、OCOR＂、羧酸酯基、卤素、CN、NR＂2、SO3H、磺酸酯基、硫酸酯基、NR＂(COR＂)、CONR＂2、NO2、PO3H2、膦酸酯基、磷酸酯基、N＝NR＂、SOR＂、NSO2R＂，其中R＂可以相同或不同，独立地为氢、支化的或未被支化的C1-C20的取代或未取代的、饱和或不饱和的烃，如烷基、烯基、炔基、取代或未取代的芳基、取代或未取代的杂芳基、取代或未取代的烷芳基或取代或未取代的芳烷基(aralkyl)。
如由上述结构式所示，基团PP通过间隔基Sp连接到颜料上。另外，通过适当选择重复单体单元上的取代基，在沿着聚合物链的多个点处也可以将基团PP连接到颜料上。这些取代基也可以包括上述的间隔基或-X-Sp-。因而，可以在末端或沿着骨架的点处将这些基团连接到颜料上。另外，这些基团可以是任意类型的聚合基团，如无规聚合物、交替聚合物、接枝聚合物、嵌段聚合物、星型聚合物和/或梳状聚合物。
在一个优选的实施方案中，基团PP表示具有式为[T-Y-(Q-Y)n-T]的聚合物，其中n表示聚合物中重复单元Q-Y的数，且为1-20的整数。Q包含二苯基醚基团如，例如-O-C6H4-C(CH3)2-C6H4-O-、-O-C6H4-CH2-C6H4-O-或-O-C6H4-芴基-C6H4-O-。Y表示包含取代的丙烷二基基团，且包括具有式为-CH2-CH(Z)-CH2-的基团，其中Z为-OH或-OOC-Alk-COOH或其盐。Alk表示饱和或不饱和的环状或直链烷基，如环己烷二基基团。Z也可以是键合到间隔基Sp的键。在这种情况下，优选的间隔基Sp包括：-OOC-Alk-COO-、-OOC-Alk-CONR-、-OOC-Alk-CONR(CH2-CH2)xNR-(CH2-CH2)-SO2-、-OOC-Alk-COO(CH2-CH2)xO-(CH2-CH2)-SO2-、-OOC-Alk-COO(AOX)x-(CH2-CH2)-SO2-、-OOC-Alk-CONR(AOX)x-Alk-NR-(CH2-CH2)-SO2-S或-O-(CH2-CH2)-SO2-，其中R可以相同或不同，为氢或取代或未取代的芳基或烷基，AOX表示约1-约12个碳的烯化氧基，且x为1-500的整数。T表示端基且包括，例如，烷基酯基如乙酸酯基和丙酸酯基。优选T进一步包含可光聚合基团且可以为诸如CH2＝CH-COO-或CH2＝C(CH3)-COO-的基团。
在第二个优选的实施方案中，基团PP表示具有式为[A-(CR2B)n-CR2A]的聚合物，其中n表示聚合物中重复单元B的数目，且为1-20的整数。R可以相同或不同，为氢或取代或未取代的芳基或烷基。A和B包括苯基醚基团和取代的丙烷二基基团，且可进一步地包括可光聚合基团。基团A的实例包括具有式为：
的基团；基团B的实例包括具有式为：
的基团，Y和T如上所述。
使用本领域技术人员已知的方法对本发明的改性颜料进行改性，以便将有机基团连接到颜料上。例如，在本发明的分散体中所用的改性颜料可以使用U.S.专利号5,851,280、5,698,016、5,922,118和5,837,045，和PCT公开号WO99/51690和WO00/22051中所公开的方法进行制备，此处将它们的说明书全文引入作为参考。与被吸附的基团，如聚合物、表面活性剂等等相比，这提供了在颜料上更稳定的基团连接。
改性颜料也可以包含已连接至少一个有机基团的颜料，其中有机基团含有已连接第一化学基团的颜料与第二化学基团的反应产物以形成连接第三有机基团的颜料。因为这样，改性颜料可以使用本领域技术人员已知的方法进行制备。例如，使用PCT公开号为WO01/51566中公开的方法制备改性颜料，此处将其全文引入作为参考。因此，例如有机基团可以包含至少一种亲电子试剂(如(2-硫酸根合乙基)-砜基团或苯甲酸基团)和至少一种亲核聚合物(如聚胺或环氧双酚-A聚合物的胺衍生物)的反应产物。此外，在这些连接的有机基团上的反应，如酰化反应也是可能的。其它实例也公开在上述引用的参考文献中。
为了获得所希望的性能特征，可以改变连接的聚合基团的量。优选连接的聚合基团的总量为0.001-10.0微摩尔聚合基团/m2颜料的表面积，如通过氮吸附所测定(BET法)。更优选连接的聚合基团的量为约0.01-约5.0微摩尔/m2，且最优选为约0.05-3.0微摩尔/m2。另外，改性颜料可进一步包含另外的连接的有机基团。这能够产生改善的特性。在一个优选的实施方案中，改性颜料包含聚合基团和离子基团、可离子化的基团或离子和可离子化的基团的混合物。实例包括上述那些用于包含离子或可离子化基团的连接的聚合基团。优选离子或可离子化的基团包括羧酸、磺酸基团或其盐。
改性颜料可以通过洗涤，如过滤、离心作用或两种方法的结合进行纯化，以除去未反应的原料、副产物盐或其它反应杂质。也可以使用本领域技术人员已知的方法，例如通过蒸发使产物析出，或通过过滤或干燥将产物回收。
也可以将本发明的改性颜料产品与液体载体结合形成分散体。液体的类型取决于连接到改性颜料上的聚合基团的类型和数量。虽然水性和非水性液体载体均可以使用，优选液体载体为非水性液体载体。非水性液体载体的实例包括乙基溶纤剂、乙酸乙基溶纤剂、丁基溶纤剂、乙酸丁基溶纤剂、乙基卡必醇、乙基卡必醇乙酸酯、二乙二醇、环己酮、丙二醇单甲醚、丙二醇单甲醚乙酸酯、乳酸酯及其混合物。也可以加入水溶剂，包括例如水和水溶性醇。
使用本领域已知的任意方法，包括例如使用高剪切混合，可将改性颜料产品形成分散体。基于分散体的总重量，改性颜料的用量为约1％-60％，且优选为约5重量％-30重量％。分散体可以采用最少的另外的组份(添加剂和/或助溶剂)和工艺步骤来形成。但是，也包括有诸如表面活性剂和助溶剂的添加剂。例如，可以加入光敏树脂，如环氧双酚-A或环氧酚醛清漆。
也可以进一步将形成分散体的改性颜料纯化或分类，以除去由于制造过程而能共存于分散体中的杂质和其它不希望有的游离的物种。例如，将分散体纯化以除去任意不希望有的游离的物种，如未反应的处理剂。使用隔膜和离子交换的超滤/透滤的已知技术可用以纯化分散体和除去基本量的游离的离子和不需要的物种。任选的平衡离子的交换步骤也可以发生在纯化过程，借此利用已知的离子交换法如超滤、反渗透、离子交换柱等，可以将形成部分改性颜料的平衡离子用可选的平衡离子(包括，例如，两性离子)进行交换或取代。可以被交换的平衡离子的具体实例包括，但不限于，Na+、K+、Li+、NH4 +、Ca2+、Mg2+、Cl-、NO3 -、NO2 -、醋酸根和Br-。
本发明进一步涉及黑色基材。如上所述，通过将光敏层施涂于衬底之上，将光敏层成像辐照，并使涂层显影和干燥。对于本发明的黑色基材，光敏层包含含有已连接至少一个聚合基团的黑色颜料的改性黑色颜料产品。优选黑色颜料为碳产品，且最优选为炭黑。如上所述，炭黑具有宽范围的表面积、结构和初始颗粒尺寸。但是优选DBP值为约25-70mL/100g。
聚合基团可以是上述任意的聚合基团。因此，聚合基团可以包含至少一个可光聚合基团和至少一个离子/可离子化的基团。例如，聚合基团可以为由式-X-Sp-[PP]表示的基团，其中X、Sp和PP如上所述。
离子或可离子化的基团的选择取决于用于使黑色基材显影的方法。例如，如果使用碱性显影剂，优选离子或可离子化的基团为阴离子或可阴离子化的基团。如果使用酸性显影剂，优选使用阳离子或可阳离子化的基团。
本发明的黑色基材可以进一步包括光敏树脂，例如，如由环氧双酚-A或环氧酚醛清漆制得的树脂。其它光敏树脂对于本领域技术人员而言是已知的。
体积电阻率和光密度对于黑色基材材料而言是重要的特性。体积电阻率是对材料抑制导电能力的测量，且可以使用本领域已知的方法，例如在ASTM中方法D257-93中所定义的方法，进行测量。光密度(OD)是材料不透明性的测量，且通常使用光密度计进行测量。OD取决于包括薄膜的厚度在内的许多因素。优选本发明的黑色基材的体积电阻率大于或等于1013ohm-cm。且更优选本发明的黑色基材的光密度在薄膜厚度为1微米下大于3。
为了获得所希望的综合性能特征，可以改变在本发明的黑色基材中改性颜料的连接的聚合基团的量。连接的聚合基团的总量如上所述，如通过氮吸附所测定(BET法)，为约0.001-约10.0微摩尔聚合基团/m2颜料的表面积，更优选为约0.01-5.0微摩尔/m2，且最优选为约0.05-3.0微摩尔/m2。
本发明的黑色基材的光敏层包含的改性黑色颜料产品量，能有效获得所希望的综合性能特性。改性黑色颜料的量取决于颜料的类型和连接的聚合基团的量。优选光敏层中改性黑色颜料的量为10％-70％，更优选为20％-60％，且最优选为30％-50％。已发现与常规黑色颜料相比，需要较低水平的这些改性颜料制备所希望的综合特性。
虽然不希望被理论所束缚，据信本发明的改性颜料产品的连接的聚合基团使颜料颗粒分离，因此降低了结合颜料颗粒的黑色基材的导电性。另外，据信改性颜料具有均匀分布的连接的基团，该改性颜料包含已连接的至少一个式-X-Sp-[PP]的聚合基团的颜料。这导致更有效的颗粒分离，且在黑色基材中产生非常高的体积电阻率。据信，一般较高密度的连接的基团导致较高的体积电阻率。即使在相对低的负荷下，连接的基团也使得改性颜料在光敏层中良好分散，从而产生高光密度。可光聚合基团的存在使得改性颜料在辐射时能够反应，因此在光敏层中进行交联。离子或可离子化基团使得任何非光聚合的材料能够显影。
本发明进一步涉及树脂组合物，包括a)光敏树脂和b)上述改性颜料产品，其中树脂组合物通过辐射固化。树脂组合物可以进一步包括光引发剂。改性颜料产品如上所述，且包含已连接至少一个聚合基团的颜料，其中聚合基团包含至少一个可光聚合基团和至少一个离子或可离子化的基团。例如，聚合基团可以具有式-X-Sp-[PP]，其中X、Sp和PP如上所述。优选颜料为具有的邻苯二甲酸二丁酯吸附(DBP)值为约25-70mL/100g的炭黑。光敏树脂可以为任意本领域技术人员已知的那些，例如环氧双酚-A或环氧酚醛清漆。树脂组合物可以通过任意的辐射源(例如红外线或紫外线辐射)进行固化。
通过以下实施例对本发明进行进一步阐明，事实上所述实施例仅用于示例。
实施例
实施例1-聚合物的制备
在66℃下，将丙烯酸(4.8g)缓慢地加入到30g双酚-A环氧树脂(EPON1001F，购自Resolution Performance Products)在30gTHF中的搅拌的溶液中。加入作为催化剂的溴化四乙基铵(0.2g)和作为抗氧剂的甲氧基氢醌(0.1g)。通过酸值测量控制反应。在回流的THF中反应30分钟后，将六氢邻苯二甲酸酐(10.5g)加入到反应混合物中并在相同温度下搅拌另外2小时。将得到的羧基丙烯酸化的聚合物溶液冷却到室温，且未经进一步分离进行使用。
实施例2-聚合物的改性
将1，4-苯二胺(2.95g)与250mL THF一起加入到实施例1的聚合物溶液中，并且在溶解之后，加入5.6g二环己基碳二亚胺(DCC)。在室温下，将反应混合物搅拌2小时，并经过滤纯化以除去沉淀的尿素。
实施例3-改性颜料产品的制备
在旋转反应器中，使实施例2的改性聚合物溶液和30g炭黑混合。炭黑的表面积为50m2/g且DBP为46mL/100g。加入甲磺酸(0.96g)。以滴加的方式加入0.69g NaNO2在10g水中的溶液，并另外继续混合3小时。通过首先使用丙酮/THF(20/80)溶液，随后为丙酮，且最后为丙二醇甲氧基醚乙酸酯(PGMEA)的透滤法将所得到的分散体纯化。随后通过一系列过滤器(20微米、5微米、1微米和0.5微米)将所得到的分散体过滤。
实施例4-聚合物膜的制备
将实施例3的改性炭黑分散体与羧化的环氧酚醛清漆聚合物溶液在丁氧基乙基乙酸酯(65％固体，由Akros Chemicals制备的Actilane 340)中混合。然后将所得到的配料用1.5密耳(mil)的磁力杆涂覆到不锈钢板上，并在90℃下于烘箱中干燥45分钟。预期所得到的干燥的膜(40％的改性炭黑和60％的聚合物)厚度为约7微米。能够根据ASTM方法D257-93测量膜的体积电阻率。预期所得到的干燥的膜具有良好的综合特性。
实施例5-聚合物的改性
将Actilane 340(31.2g，丁氧基乙基乙酸酯中65％的溶液，由AkrosChemicals制备的羧化环氧甲酚酚醛清漆聚合物)溶于300mL干燥的THF中。将1，4-苯二胺(PDA，1.68g)加入到聚合物溶液中。在PDA溶解之后，加入二环己基碳二亚胺(DCC，3.22g)。在室温下，将反应混合物在氩气下搅拌24小时，并经过滤纯化以除去沉淀的尿素。
实施例6-聚合物的改性
将Actilane 340(150g，丁氧基乙基乙酸酯中65％的溶液，由AkrosChemicals制备的羧化环氧甲酚酚醛清漆聚合物)溶于700mL干燥的N-甲基吡咯烷酮(NMP)中。将1，4-苯二胺(PDA，6.55g)加入到聚合物溶液中。在PDA溶解之后，以滴加的方式加入二环己基碳二亚胺(DCC，1M二氯甲烷中的溶液60ml)。在室温下，将反应混合物在氩气下搅拌19小时，并经过滤纯化以除去沉淀的尿素。
实施例7-聚合物的改性
将Sarbox SB404(30g，PGMEA中55％的溶液，由Sartomer制备的苯乙烯和马来酸半酯与丙烯酸羟乙基酯的聚合物)溶于150mL的NMP中。将1，4-苯二胺(PDA，1.08g)加入到聚合物溶液中。在PDA溶解之后，加入二环己基碳二亚胺(DCC，2.78g)。在室温下，将反应混合物在氩气下搅拌24小时，并经过滤纯化以除去沉淀的尿素。
实施例8-改性颜料产品的制备
在旋转反应器中，使实施例5的改性聚合物溶液和30g炭黑混合并使温度保持在40℃。炭黑的表面积为50m2/g且DBP为46mL/100g。加入甲磺酸(0.95g)。以滴加的方式加入0.75g NaNO2于10g水中的溶液，并在40℃下继续混合另外3小时。通过首先使用水/THF(10/90)混合物，随后为THF，且最后为PGMEA的透滤法(diafiltration)将所得到的分散体纯化。所得到的分散体包括聚合物连接水平为26％(如通过TGA测定)的改性颜料产品，且具有的固含量为20.7％。
实施例9-改性颜料产品的制备
在旋转反应器中，于55℃下将表面积为50m2/g且DBP为46mL/100g的炭黑(150g)、1400mL的NMP和100mL的水混合。加入磺胺酸(5.7g)并搅拌10分钟。将NaNO2(4.5g)溶于10g水中并缓慢加入。然后将反应混合物采用旋转反应器混合2小时。
在旋转反应器中，将得自实施例6的改性聚合物溶液加入到该反应混合物中。而且加入甲磺酸(10.8g)，并将温度升至55℃。最后，缓慢加入4.5gNaNO2于10g水中的溶液。采用旋转反应器将反应混合物另外混合2小时。通过首先使用水/NMP(10/90)混合物，随后为NMP，且最后为PGMEA的透滤法将所得到的分散体纯化。所得到的分散体包括聚合物连接水平为34.8％(如通过TGA测定)的改性颜料产品，且具有的固含量为17.3％。
实施例10-改性颜料产品的制备
在旋转反应器中，使实施例7的改性聚合物溶液和30g炭黑混合并使温度保持在55℃。炭黑的表面积为50m2/g且DBP为46mL/100g。加入甲磺酸(0.95g)。以滴加的方式加入0.75g NaNO2于10g水中的溶液，并在55℃下继续混合另外3小时。通过首先使用水MP(10/90)混合物，随后为NMP，且最后为PGMEA的透滤法将所得到的分散体纯化。所得到的分散体包括聚合物连接水平为29.8％(如通过TGA所测定)的改性颜料产品，且具有的固含量为18.5％。
实施例11-改性颜料产品的制备
在旋转反应器中，于55℃下将表面积为100m2/g且DBP为31mL/100g的炭黑(150g)、1400mL的NMP和100mL的水混合。加入磺胺酸(5.7g)并搅拌10分钟。将NaNO2(4.5g)溶于10g水中并缓慢加入。然后将反应混合物采用旋转反应器混合2小时。
将得自实施例6的改性聚合物溶液加入到旋转反应器的这种反应混合物中。而且加入甲磺酸(10.8g)，并将温度升至55℃。最后，缓慢加入4.5gNaNO2于10g水中的溶液。采用旋转反应器将反应混合物混合另外2小时。通过首先使用水/NMP(10/90)混合物，随后为NMP，且最后为PGMEA的透滤法将所得到的分散体纯化。所得到的分散体包括聚合物连接水平为17.6％(如通过TGA测定)的改性颜料产品，且具有的固含量为16.9％。
实施例12-聚合物膜的制备
将实施例8、9、10和11的改性炭黑分散体与Actilane 340(65％固体，由Akros Chemicals制备)和PGMEA混合，获得的固含量大约为20％。
对于体积电阻率的测量，将所得到的配料采用医用刮刀涂覆到钢制的Q-板上并在烘箱中于90℃下干燥45分钟。所得到的干燥的膜(40％的改性炭黑和60％的聚合物；45％改性炭黑和55％聚合物；和50％改性炭黑和50％聚合物)具有的厚度为约5-8微米(如在KLA Tencor Alpha Step 500表面光度仪所测量的)。采用交变极性法，使用配备有电阻率探头的ETS 803B的Keithley Model 65仪器测量薄膜的电阻率。对于大多数测量而言的外加电压为+/-5V。
对于光密度(OD)的测量，将配料旋涂到载玻片上并在烘箱中于90℃下干燥45分钟。所得到的干燥的膜(40％的改性炭黑和60％的聚合物；45％改性炭黑和55％聚合物；和50％改性炭黑和50％聚合物)具有厚度为约0.6-1.7微米(如在KLA Tencor Alpha Step 500表面光度仪所测量的)。使用X-Rite 361T透射显像密度计测量OD。
得自实施例8的分散体的所得到的干燥的膜具有的体积电阻率为1.2 x 1014ohm-cm(40％的改性炭黑)和2 x 1014ohm-cm(50％的改性炭黑)。得自实施例9的分散体的干燥的膜具有的体积电阻率为6.5 x 1013ohm-cm(40％的改性炭黑)、5.4 x 1013ohm-cm(45％的改性炭黑)和7 x 1013ohm-cm(50％的改性炭黑)。得自实施例10的分散体的干燥的膜具有的体积电阻率为3.5 x 1013ohm-cm(40％的改性炭黑)。得自实施例11的分散体的干燥的膜具有的电阻率为7 x 1013ohm-cm(40％的改性炭黑)和3 x 1013ohm-cm(45％的改性炭黑)。通常发现光密度为约3.0/μm，特别是对于含有50％的改性炭黑的膜。因此，对于使用本发明的改性颜料产品制得的膜，发现良好的性能结合，特别是电学和光学特性的结合。
为了说明和描述，给出了本发明优选实施方案的上述公开。这并不意味着穷举或将本发明限定到精确的公开形式。根据以上教导进行改进和变动是可能的，或可以根据实施本发明获得所述改进和变动。所选择和公开的实施方案是为了解释发明原理及其实际应用，以使本领域技术人员能够以不同的实施例和采用不同的改进利用本发明，使之适合于预期的特定用途。意指用附加的权利要求及它们的等价物来限定本发明的范围。
Claims (49)
1.改性颜料产品，其包含已连接至少一个聚合基团的颜料，其中该聚合基团为均聚物、无规聚合物或交替聚合物，且该至少一个聚合基团具有式-X-Sp-[PP]，其中X直接连接到颜料上，表示亚芳基、杂亚芳基或亚烷基；Sp表示间隔基；且PP表示包含至少一个可光聚合基团和至少一个离子或可离子化的基团的聚合物。
2.权利要求1的改性颜料产品，其中离子或可离子化的基团是阴离子或可阴离子化的基团。
3.权利要求1的改性颜料产品，其中颜料为炭黑。
4.权利要求3的改性颜料产品，其中炭黑具有的邻苯二甲酸二丁酯吸附为25-70mL/100g。
5.权利要求4的改性颜料产品，其中炭黑具有的邻苯二甲酸二丁酯吸附为30-50mL/100g。
6.权利要求5的改性颜料产品，其中炭黑具有的邻苯二甲酸二丁酯吸附为30-40mL/100g。
7.权利要求1的改性颜料产品，其中可光聚合基团包括烯属不饱和基团。
8.权利要求1的改性颜料产品，其中可光聚合基团包括丙烯酸酯基、甲基丙烯酸酯基、乙烯基或苯乙烯基。
9.权利要求8的改性颜料产品，其中可光聚合基团是丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯。
10.权利要求2的改性颜料产品，其中阴离子或可阴离子化的基团包括羧酸或其盐。
11.权利要求2的改性颜料产品，其中阴离子或可阴离子化的基团是具有式-OOC-Alk-COOH的基团或其盐，其中Alk表示饱和或不饱和的环状或线型烷基。
12.权利要求11的改性颜料产品，其中Alk表示环己烷二基基团。
13.权利要求1的改性颜料产品，其中聚合基团包含苯基醚基团和取代的丙烷二基基团。
14.权利要求1的改性颜料产品，其中聚合基团包括由环氧双酚-A制得的聚合物或环氧酚醛清漆。
15.权利要求1的改性颜料产品，其中改性颜料产品在液体载体中形成分散体。
16.权利要求15的改性颜料产品，其中液体载体是非水性载体，其包括选自以下的溶剂：乙基溶纤剂、丁基溶纤剂、乙基卡必醇、乙基卡必醇乙酸酯、二乙二醇、环己酮、丙二醇单甲醚、丙二醇单甲醚乙酸酯、乳酸酯及其混合物。
17.权利要求15的改性颜料产品，其中该液体载体为非水性载体，其包括选自乙酸乙基溶纤剂或乙酸丁基溶纤剂的溶剂。
18.权利要求17的改性颜料产品，其中该聚合基团包括由环氧双酚-A树脂或环氧酚醛清漆树脂制得的聚合物。
19.权利要求1的改性颜料产品，其中PP表示具有式[T-Y-(Q-Y)n-T]的聚合物，其中Q包括二苯基醚基团，Y包括取代的丙烷二基基团，T包括末端基团，且n为1-20的整数。
20.权利要求19的改性颜料产品，其中T包括可光聚合基团。
21.权利要求19的改性颜料产品，其中T包括烷基酯。
22.权利要求19的改性颜料产品，其中：
Q为-O-C6H4-C(CH3)2-C6H4-O-、-O-C6H4-CH2-C6H4-O-或-O-C6H4-芴基-C6H4-O-；
Y为-CH2-CH(Z)-CH2-，其中Z为-OH、-OOC-Alk-COOH或其盐，或连接Sp的键；且Alk表示饱和或不饱和的环状或线型烷基；和
T为CH2＝CH-COO-或CH2＝C(CH3)-COO-。
23.权利要求22的改性颜料产品，其中Sp为-OOC-Alk-COO-、-OOC-Alk-CONR-、-OOC-Alk-CONR(CH2-CH2)xNR-(CH2-CH2)-SO2-、-OOC-Alk-COO(CH2-CH2)xO-(CH2-CH2)-SO2-、-OOC-Alk-COO(AOX)x-(CH2-CH2)-SO2-、-OOC-Alk-CONR(AOX)x-Alk-NR-(CH2-CH2)-SO2-或-O-(CH2-CH2)-SO2-，其中R相同或不同，为氢或取代或未取代的芳基或烷基，AOX表示1-12个碳的烯化氧基，且x为1-500的整数。
24.权利要求1的改性颜料产品，其中PP表示具有式[A-(CR2B)n-CR2A]的聚合物，其中A和B包括苯基醚基团和取代的丙烷二基基团；R相同或不同，为氢或取代或未取代的芳基或烷基；且n为1-20的整数。
25.权利要求24的改性颜料产品，其中A和B进一步包括可光聚合基团。
26.权利要求24的改性颜料产品，其中：
A为：
或
且
B为：
或
其中Y为-CH2-CH(Z)-CH2-，其中Z为-OH、-OOC-Alk-COOH或其盐，或连接Sp的键；且Alk表示饱和或不饱和的环状或线型烷基；和
T为CH2＝CH-COO-或CH2＝C(CH3)-COO-。
27.权利要求26的改性颜料产品，其中T包括CH2＝CH-COO-。
28.权利要求26的改性颜料产品，其中Sp为-OOC-Alk-COO-、-OOC-Alk-CONR-、-OOC-Alk-CONR(CH2-CH2)xNR-(CH2-CH2)-SO2-、-OOC-Alk-COO(CH2-CH2)xO-(CH2-CH2)-SO2-、-OOC-Alk-COO(AOX)x-(CH2-CH2)-SO2-、-OOC-Alk-CONR(AOX)x-Alk-NR-(CH2-CH2)-SO2-或-O-(CH2-CH2)-SO2-，其中R相同或不同，为氢或取代或未取代的芳基或烷基；AOX表示1-12个碳的烯化氧基；且x为1-500的整数。
29.黑色基材，其通过将光敏层施涂到衬底上，将光敏层成像辐照，并使涂层显影和干燥而形成，其中光敏层包含改性黑色颜料产品，所述改性黑色颜料产品包含已连接至少一个具有式-X-Sp-[PP]的聚合基团的黑色颜料，其中X直接连接到颜料上，表示亚芳基、杂亚芳基或亚烷基；Sp表示间隔基；和PP表示聚合物，其包括至少一个离子或可离子化基团，和进一步包含至少一个可光聚合基团。
30.权利要求29的黑色基材，其中该光敏层进一步包含光敏树脂。
31.权利要求29的黑色基材，其中该黑色基材具有的体积电阻率大于或等于1013ohm-cm。
32.权利要求31的黑色基材，其中该黑色基材在厚度为1微米下，具有的光密度为3。
33.权利要求29的黑色基材，其中黑色颜料为碳产品。
34.权利要求33的黑色基材，其中碳产品为具有邻苯二甲酸二丁酯吸附为25-70mL/100g的炭黑。
35.权利要求29的黑色基材，其中聚合基团包含苯基醚基团和取代的丙烷二基基团。
36.权利要求29的黑色基材，其中PP包含由环氧双酚-A制得的聚合物或环氧酚醛清漆。
37.权利要求29的黑色基材，其中PP表示具有式[T-Y-(Q-Y)n-T]的聚合物，其中Q包括二苯基醚基团，Y包括取代的丙烷二基基团，T包括末端基团，且n为1-20的整数。
38.权利要求37的黑色基材，其中T包括可光聚合基团。
39.权利要求37的黑色基材，其中T包括烷基酯。
40.权利要求37的黑色基材，其中：
Q为-O-C6H4-C(CH3)2-C6H4-O-、-O-C6H4-CH2-C6H4-O-或-O-C6H4-芴基-C6H4-O-；
Y为-CH2-CH(Z)-CH2-，其中Z为-OH、-OOC-Alk-COOH或其盐，或连接Sp的键；且Alk表示饱和或不饱和的环状或线型烷基；且
T为CH2＝CH-COO-或CH2＝C(CH3)-COO-。
41.权利要求40的黑色基材，其中Sp为-OOC-Alk-COO-、-OOC-Alk-CONR-、-OOC-Alk-CONR(CH2-CH2)xNR-(CH2-CH2)-SO2-、-OOC-Alk-COO(CH2-CH2)xO-(CH2-CH2)-SO2-、-OOC-Alk-COO(AOX)x-(CH2-CH2)-SO2-、-OOC-Alk-CONR(AOX)x-Alk-NR-(CH2-CH2)-SO2-或-O-(CH2-CH2)-SO2-，其中R相同或不同，为氢或取代或未取代的芳基或烷基，AOX表示1-12个碳的烯化氧基，且x为1-500的整数。
42.权利要求29的黑色基材，其中PP表示具有式[A-(CR2B)n-CR2A]的聚合物，其中A和B包含苯基醚基团和取代的丙烷二基基团；R相同或不同，为氢或取代或未取代的芳基或烷基；且n为1-20的整数。
43.权利要求42的黑色基材，其中A和B进一步包括可光聚合基团。
44.权利要求42的黑色基材，其中：
A为
或
且
B为
或
其中Y为-CH2-CH(Z)-CH2-，其中Z为-OH、-OOC-Alk-COOH或其盐，或连接Sp的键；且Alk表示饱和或不饱和的环状或线型烷基；且
T为CH2＝CH-COO-或CH2＝C(CH3)-COO-。
45.权利要求44的黑色基材，其中T包括CH2＝CH-COO-。
46.权利要求44的黑色基材，其中Sp为-OOC-Alk-COO-、-OOC-Alk-CONR-、-OOC-Alk-CONR(CH2-CH2)xNR-(CH2-CH2)-SO2-、-OOC-Alk-COO(CH2-CH2)xO-(CH2-CH2)-SO2-、-OOC-Alk-COO(AOX)x-(CH2-CH2)-SO2-、-OOC-Alk-CONR(AOX)x-Alk-NR-(CH2-CH2)-SO2-或-O-(CH2-CH2)-SO2-，其中R相同或不同，为氢或取代或未取代的芳基或烷基；AOX表示1-12个碳的烯化氧基；且x为1-500的整数。
47.权利要求29的黑色基材，其中该聚合基团为均聚物、无规聚合物或交替聚合物。
48.树脂组合物，包括：a)光敏树脂和b)改性颜料产品，其包含已连接至少一个聚合基团的颜料，其中该聚合基团为均聚物、无规聚合物或交替聚合物，和该至少一个聚合基团具有式-X-Sp-[PP]，其中X直接连接到颜料上，表示亚芳基、杂亚芳基或亚烷基；Sp表示间隔基；且PP表示包含至少一个可光聚合基团和至少一个离子或可离子化的基团的聚合物；其中该树脂组合物通过辐射固化。
49.权利要求48树脂组合物，其中该颜料为具有邻苯二甲酸二丁酯吸附为25-70mL/100g的炭黑。
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