CN101205418B - 颜料用聚醚伯胺类衍生物分散剂、其制备方法与应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种颜料用聚醚伯胺类衍生物分散剂、其制备方法与应用，该分散剂具有通式I、II结构，其中母体为丁二酰丁二酸二烷基酯DXSS，连接基团为-CH₂NH-，R为环氧烷烃类聚合物；制备包括：选择冰醋酸作为催化剂，聚醚伯胺与多聚甲醛以及DXSS反应，制得相应的DXSS胺甲基化产物；本发明的颜料分散剂应用于提高溶剂型或水性油墨用色淀或双偶氮颜料的分散性方面。

Description

颜料用聚醚伯胺类衍生物分散剂、其制备方法与应用

技术领域

本发明属颜料用伯胺类领域，特别是涉及一种颜料用聚醚伯胺类衍生物分散剂、其制备方法及其应用。

背景技术

偶氮类颜料一直以来就是一种重要的涂层和打印用油墨的着色物质，为了获得好的颜料分散性，以往的文献中提到了很多改善此类颜料的方法。例如U.S.Patent NO.4720304描述了使用咪唑改性染料增强颜料的着色强度，流变性和印刷性能，制备这种改性剂需用到甲醛，所得的改性染料对颜料的着色力提高能起到很好的效果，是因为该染料本身就具有强的着色强度。相似的，U.S.Pat.NO.4415705；4812517；4762568使用了无色的高聚物颜料分散剂，但是该类高聚物分散剂在本发明提出的颜料组成和测试方法条件下并不是那么有效。

在以往文献中，伯胺类物质作为颜料添加剂也广泛使用，但是不外乎直接添加到颜料色浆中或者通过反应制备成薛夫碱的形式混合，这种方法通常也能获得颜料性能的改善。例如B.P.1080835提出将脂肪伯胺加入到PY12浆中，过滤，在一定温度下干燥，颜料会体现出一些卓越的性能，例如着色力，透明度的提高，并获得较低的粘度，这些会在制备溶剂型油墨时体现出来，特别是印刷用凹版油墨。同样有很多关于应用偶氮甲碱(薛夫碱或酮亚胺)作为添加剂的例子。有一些专利描述了胺与乙酰乙酰苯胺预先反应得到薛夫碱，然后再与DCB重氮化(B.P.1334570；U.S.Pat.NO.4643770)，其他使用颜料PY12干粉在溶剂中形成酮亚胺(U.S.Pat.NO.4468255)，但是很多方法是通过干燥含有胺类衍生物的PY12滤饼而形成添加剂的。越来越多的专利表明，用聚烷氧伯胺颜料衍生物作为添加剂往往比脂肪胺颜料衍生物能取得更好的效果，专利U.S.Pat.NO.5145997通过使用聚环氧伯胺(Jeffamine R Polyoxyalkyleneamines，Texaco Chemical Co.)与苯并噁嗪二酮反应，随后将生成的胺基苯酰胺乙酰化制得聚环氧烷代乙酰乙酰苯胺。经过取代的乙酰乙酰苯胺有利于制备改良的联苯胺颜料组分，从而有利于制备具有存储稳定性的印刷油墨(特别是凹版印刷类型的印墨)。专利U.S.Pat.NO.5062894也提出了在颜料结构中引入Jeffamine RTM系列的聚环氧伯胺作为添加剂，能够使未经过表面处理的颜料制成的凹版印刷油墨同样具有优良的流变性质和色泽。

尽管上述的专利或文献中提供很多颜料改性的例子，使颜料在油墨中获得了性能的改善，但是上述的颜料改性剂往往是在颜料中间体上引入胺类结构，再经过偶合反应而形成的有色化合物，并且应用方面只限于一种颜料或几种其同类有色颜料制成油墨的性能改善。使用胺类或其他本身没有着色效果的化合物对油墨进行改性却很少被涉及到，特别是水性油墨性能的改善很少涉及。

发明内容

本发明的目的是提供一种颜料用聚醚伯胺类衍生物分散剂、其制备方法及其应用，该分散剂是无色聚环氧伯胺衍生物分散剂，弥补了上述已有分散剂的不足，使偶氮颜料用于溶剂型油墨和水性油墨方面都体现出应用性能的显著改善。

本发明的颜料用聚醚伯胺类衍生物分散剂，具有通式I与II的结构，其中母体为DXSS(丁二酰丁二酸二烷基酯)，母体中的X表示碳原子数为1-8的直链或支链烷基，通式中的连接基团为胺甲基(-CH₂NH-)，溶剂化链R为环氧烷烃类聚合物。

所述母体主要用于合成喹吖啶酮类颜料，结构如下：

所述环氧烷烃类聚合物的平均分子量为500-20,000，优选1000-5000，结构式为；

其中，P是4-200间的正整数，优选P为4-60间的正整数，W是H或CH₃；

所述环氧烷烃类聚合物单体中含有2-8个碳原子，优选环氧乙烷聚合物、环氧丙烷聚合物或环氧乙烷/环氧丙烷共聚物。

本发明的颜料用聚醚伯胺类衍生物分散剂的制备方法，包括下列步骤：

(1)以聚醚类伯胺作为反应介质，依次加入DXSS与多聚甲醛；

(2)在步骤(1)得到的混合物中滴加适量冰醋酸作为催化剂，经过充分搅匀并升至一定温度后，加热，得到相应的DXSS胺甲基化产物。

所述DXSS是DMSS，其中X为-CH₃。

所述聚醚类伯胺是环氧乙烷聚合物、环氧丙烷聚合物或环氧乙烷/环氧丙烷共聚物，也可以为低聚物，其中这种胺类市场上有“Sufonamine B”系列(油性)和“Sufonamine L”系列(水性)，可以购自Huntsman Corp，通过选用相应的油性或水性系列的伯胺从而达到DXSS衍生物亲水或者亲油的性能。

具体制备反应如下：

本发明的颜料用聚醚伯胺类衍生物分散剂可应用于溶剂型油墨和水性油墨中色淀或双偶氮颜料分散性提高方面。

所述的色淀或双偶氮颜料组分中至少含有一种色淀或双偶氮颜料以及聚醚伯胺类衍生物分散剂，所述分散剂组分占色淀或双偶氮颜料组分的3-12％(重量百分比)；

所述颜料组分中色淀类颜料为PY48:1，PY48:2，PY49:1，PY49:2，PY52:1，PY52:2，PY53:1，PY53:2，PY57:1，PY57:2，PY63:1或PY63:2；

所述双偶氮类颜料为PY12，PY13，PY14，PY17，PY83。

本发明的有益效果：

本发明的分散剂本身没有颜色，是借助于和颜料之间的协同作用提高颜料的着色强度。本发明的制备方法简单，制备的颜料分散剂应用于提高溶剂型或水性油墨用色淀或双偶氮颜料的分散性方面。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

下面的实例描述了环氧乙烷/环氧丙烷共聚物的制备方法以及在改善溶剂型油墨和水性油墨性能方面的应用。如果没有特别说明，实例中的百分比均是重量百分比。

                          实施例1

分散剂A：向250ml三口烧瓶中依次加入分子量为2000的B-200(亲油性聚醚伯胺，商品名为Sufonamine B-200，PO/EO比值为29/6，Huntsman Corp.)12份，DMSS(纯度99.2％)1.37份，多聚甲醛(化学纯)0.18份，于室温下搅拌均匀，滴加0.5ml冰醋酸，并逐渐加热到118℃，多聚甲醛和DMSS固体颗粒逐渐消失。红外光谱表明伯胺基完全消失，3685mm^-1(-NH₂)的峰消失，产生了3455mm^-1(-NH-)处的吸收峰。产生的红棕色液体用于例2颜料性能的评价。

分散剂B：方法步骤同例1，只是将所用伯胺B-200改变为L-207(亲水性聚醚伯胺，商品编号为Sufonamine L-207，PO/EO比值为10/31，分子量为2000)，其他反应物所用量均不变。升温加热到80℃，直到多聚甲醛和DMSS固体颗粒消失，有相似的红外光谱变化。得到红棕色粘稠液体用于例3中颜料性能的评价。

                            实施例2

1份PY83颜料(含有4％重量的分散剂A)加入到8份溶剂型油墨粘结料中，粘结料中含有硝化纤维，加上8份2-3mm直径的玻璃珠。混合物在振动式混匀机上振荡30分钟得到浓墨。把所得浓墨另加粘结料和相应的溶剂稀释并振荡，得到淡色墨。与不含有添加剂的PY83用相同的方法配成的淡色墨相比，含有添加剂的油墨着色强度提高了大约5％，且更加透明，粘度降低。表明添加分散剂A后，颜料的分散性提高。

                            实施例3

9.6份PY57:1颜料(含有4％重量的分散剂B)加入到17.76份水性油墨粘结料中，粘结料中含有丙烯酸(商品名为“Joncryl 61”，S.C.Johnson.Co.)并加上40份2-2.5mm直径的玻璃珠。混合物在振动式混匀机上振荡60分钟得到浓墨。把所得浓墨另加预先制备的白墨稀释并振荡，得到淡色墨。与把不含有添加剂的PR57:1用相同的方法配成的淡色墨相比，含有添加剂的油墨着色强度提高了大约11％，浓墨粘度降低。表明添加分散剂A后，颜料的分散性提高。

以DXSS为母体，-CH₂-NH-为桥基，聚烷氧结构为支链的分散剂可以分别用于溶剂型或水性油墨体系中，经测试结果表明，与不加该种分散剂的颜料相比，添加分散剂的颜料制成的油墨着色强度和透明性提高，粘度降低，体现出了颜料分散性方面的显著改善。

Claims (8)

1.一种颜料用聚醚伯胺类衍生物分散剂，其特征在于，该分散剂具有通式I、II结构，其中母体为丁二酰丁二酸二烷基酯DXSS，母体中的X表示碳原子数为1-8的直链或支链烷基，通式I、II中的连接基团为胺甲基-CH₂NH-，溶剂化链R为环氧烷烃类聚合物；所述环氧烷烃类聚合物为环氧乙烷聚合物、环氧丙烷聚合物或环氧乙烷/环氧丙烷共聚物

。

2.如权利要求1所述的一种颜料用聚醚伯胺类衍生物分散剂的制备方法，包括下列步骤：

(1)以聚醚类伯胺作为反应介质，依次加入DXSS与多聚甲醛；

(2)在步骤(1)得到的混合物中滴加冰醋酸作为催化剂，充分搅匀并升温加热，得相应的DXSS胺甲基化产物。

3.根据权利要求2所述的颜料用聚醚伯胺类衍生物分散剂的制备方法，其特征在于，所述聚醚类伯胺是环氧乙烷聚合物、环氧丙烷聚合物或环氧乙烷/环氧丙烷共聚物。

4.根据权利要求2所述的颜料用聚醚伯胺类衍生物分散剂的制备方法，其特征在于，所述DXSS是DMSS，其中X为-CH₃。

5.如权利要求1所述的颜料用聚醚伯胺类衍生物分散剂在溶剂型油墨和水性油墨中色淀或双偶氮颜料分散性提高方面的应用。

6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，所述的色淀或双偶氮颜料组分中至少含有一种色淀或双偶氮颜料以及聚醚伯胺类衍生物分散剂。

7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，所述分散剂组分占色淀或双偶氮颜料组分的重量百分比3-12％。

8.根据权利要求5、6或7所述的应用，其特征在于，所述颜料组分中色淀类颜料为PY48:1，PY48:2，PY49:1，PY49:2，PY52:1，PY52:2，PY53:1，PY53:2，PY57:1，PY57:2，PY63:1或PY63:2，双偶氮类颜料为PY12，PY13，PY14，PY17，PY83。