CN101380555A

CN101380555A - 水杨酸衍生物颜料用分散剂及其制备方法和应用

Info

Publication number: CN101380555A
Application number: CN200810200961.1A
Authority: CN
Inventors: 蔡永奎; 董志军; 潘大伟; 陆大年
Original assignee: Donghua University
Current assignee: Donghua University
Priority date: 2008-10-09
Filing date: 2008-10-09
Publication date: 2009-03-11
Anticipated expiration: 2028-10-09
Also published as: CN101380555B

Abstract

本发明涉及一种水杨酸衍生物颜料用分散剂及其制备方法和应用，具有通式(I)、(II)和(III)的结构，其为液体，其中，母体为水杨酸(邻羟基苯甲酸)，连接基团为胺甲基－CH₂NH－，溶剂化链R为环氧烷烃类聚合物；其制备，包括：将聚醚伯胺与水杨酸加热充分搅匀，然后将甲醛溶液缓慢滴加其中，经Mannich反应制得水杨酸胺甲基化产物；其应用在于提高溶剂性或水性油墨用色淀或双偶氮颜料的分散性方面。本发明分散剂本身无色，是借助和颜料之间的协同作用来提高颜料的着色强度，添加分散剂的颜料制成的油墨着色强度和透明性提高，粘度低，适用范围广泛。

Description

水杨酸衍生物颜料用分散剂及其制备方法和应用

技术领域

本发明属有机颜料及其制备和应用领域，特别是涉及一种水杨酸衍生物颜料用分散剂及其制备方法和应用。

背景技术

有机颜料对物体实施着色均要对其进行有效的分散，进而调整对着色介质溶剂与树脂连接料的亲和力或相容性。其中一种途径是采用不同方法对有机颜料实施表面改性处理，如添加作为改性剂的第二重氮组分或偶合组分(US 4,643,770，4,468,525)、不同特性的表面活性剂(US 5,662,739)，以使颜料表面特性符合实用介质的特性；另一种途径则是调整最终产品的配方组成份(如溶剂类型与含量)与添加特定的多功能助剂(US 4,762,568；US4,812,517)，使最终着色分散体达到较理想的着色效果。

在以往的文献中，水杨酸和胺类物质都曾被报道用来作为颜料添加剂，这些方法通常能获得某些颜料性能的改善，例如着色力、透明度的提高，并获得较低的粘度。Toyo公司(特开平5—98177)报道，在制备凹版溶剂印墨过程中添加有机酸等改性工艺，如对于C.I.颜料红57：1在制备凹版印墨时添加5％～6％苯甲酸、水杨酸等，可以降低印墨的粘度，增加光泽度与鲜艳度，改进高浓度颜料分散体的贮藏稳定性能。Hoechst公司(EP 57，880)报道在制备凹版印墨的ED型黄色偶氮颜料时，可以在偶合前、后或者偶合过程中添加长碳链脂肪胺或多元胺类，如加入油酰胺与二乙撑三胺，制备的改性颜料具有高着色力，在低质地的薄纸上印刷表现出极少的穿透现象。Sun Chemical公司报道(WO 02/40596)以醚胺颜料分散剂(Etheramine pigment dispersing salt)处理铜酞菁，获得在溶剂性印墨中具有优良的流动性、低粘度与高着色强度力(可达115％)的颜料。

尽管上述的专利或文献中提供很多颜料改性的例子，使颜料在着色介质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。同时使用胺类和水杨酸或相关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

本发明所要解决的技术问题是提供一种水杨酸衍生物颜料用分散剂及其制备方法和应用，所得水杨酸衍生物分散剂弥补了现有分散剂的不足，使偶氮颜料用于溶剂性油墨和水性油墨方面都体现出应用性能的显著改善。

本发明的水杨酸衍生物颜料用分散剂，具有通式(I)、(II)和(III)的结构：

其为液体，其中，母体为水杨酸(邻羟基苯甲酸)，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。

所述的R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，平均分子量为500—20000，其结构为：

其中，x为0-500之间的正整数，y为400-0之间的正整数。

本发明的一种水杨酸衍生物颜料用分散剂的制备方法，包括：

(1)将10～20重量份的聚醚伯胺与0.5～1.0重量份的水杨酸加热到30～70℃，搅拌混合均匀；

(2)将0.2～0.7重量份的醛类化合物滴加到上述混合溶液中，加入与水杨酸摩尔比为0.1：1—10的质子酸作为催化剂，升温至70～100℃搅拌2-4h，再升温至110～140℃搅拌2-4h，最终得水杨酸胺甲基化产物。

所述的步骤(1)中聚醚伯胺是端基为伯胺基的环氧乙烷聚合物、环氧丙烷聚合物或环氧乙烷/环氧丙烷共聚物。

所述的步骤(2)中醛类化合物为37wt％的甲醛溶液，质子酸为HCl、H₂SO₄或CH₃COOH。

具体的制备反应式如下：

本发明的一种水杨酸衍生物颜料用分散剂的应用，在于提高溶剂性油墨和水性油墨中色淀或双偶氮颜料的分散性方面。

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水杨酸衍生物颜料用分散剂，分散剂组分占色淀或双偶氮颜料组分重量百分比的3—12％。

所述的颜料组分中色淀颜料为P.R.48:1，P.R.48:2，P.R.49:1，P.R.49:2，P.R.52:1，P.R.52:2，P.R.53:1，P.R.53:2，P.R.57:1，P.R.57:2或P.R.63:1。

所述的颜料组分中双偶氮颜料为P.Y.12，P.Y.13，P.Y.14，P.Y.17或P.Y.83。

本发明采用聚醚伯胺与水杨酸为原料，加热充分搅匀，然后将甲醛溶液慢慢滴加其中，通过Mannich反应制得相应的水杨酸胺甲基化产物，通过选用相应的油性或水性系列的聚醚伯胺从而达到水杨酸衍生物分散剂亲水或者亲油性能。

本发明的颜料用分散剂应用于提高溶剂性或水性油墨用色淀或双偶氮颜料的分散性方面，其分散剂本身没有颜色，是借助和颜料之间的协同作用来提高颜料的着色强度，添加分散剂的颜料制成的油墨着色强度和透明性提高，粘度低，适用范围广泛，制备方法简单。

有益效果

(1)本发明分散剂本身没有颜色，是借助和颜料之间的协同作用来提高颜料的着色强度，添加分散剂的颜料制成的油墨着色强度和透明性提高，粘度低，适用范围广泛；

(2)制备方法简单，对环境友好，无污染。

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性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分散剂A和B分别为以下三种不同水杨酸取代物的混合物，其结构通式为：

其中，x和y的比例见下表：

分散剂	所使用聚醚伯胺	y/x
分散剂	所使用聚醚伯胺	y/x	分散剂A	Surfonamine B-200	29/6
分散剂B	Surfonamine L-207	10/31	分散剂A	Surfonamine B-200	29/6

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Surfonamine B—200，环氧丙烷/环氧乙烷(PO/EO)比值为29/6，Huntsman Corp.)12份，水杨酸(纯度为99.2％)0.83份，于50℃下搅拌均匀，然后滴加甲醛溶液(37％)0.5份，升温至90℃搅拌两小时，然后再升温至120℃搅拌两小时。¹H—NMR上显示3.8-3.9有化学位移，是Mannich碱亚甲基的显著标志，FT—IR表明伯胺基完全消失，3610mm^-1(—NH₂)峰消失，产生了3454mm^-1(-NH-)处的吸收峰。产生的琥珀色液体用于实施例2颜料性能的评价。

分散剂B：方法步骤同上，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Surfonamine L—207，环氧丙烷/环氧乙烷(PO/EO)比值为10/31，分子量为2000)，其他反应物所用量均不变。FT—IR和¹H—NMR有相似的变化，得到红棕色液体用于实施例3中颜料性能的评价。

实施例2

1份P.Y.83颜料(含有4％重量的分散剂A)加入到8份溶剂性油墨粘结料中，粘结料中含有硝化纤维，加上8份2—3mm直径的玻璃珠。混合物在振荡式混匀机上振荡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。与不含添加剂的P.Y.83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P.R.57:1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。混合物在振荡混匀机上振荡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P.R.57:1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B后，颜料的分散性提高。

以水杨酸为母体，—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性或水性油墨体系中，经测试结果表明，与不加该种水杨酸衍生物分散剂的颜料相比，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。

实施例4

7份P.R.53:1颜料(含有4％重量的分散剂B)加入到18.13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30份2—2.5mm直径的玻璃珠。混合物在振荡混匀机上振荡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P.R.53:1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9％，浓墨粘度降低。表明添加分散剂B后，颜料的分散性提高。

实施例5

以水杨酸为母体，—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性或水性油墨体系中，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

1.一种水杨酸衍生物颜料用分散剂，具有通式(I)、(II)和(III)的结构：

都为液体，其中，母体为水杨酸，即邻羟基苯甲酸，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。

2.根据权利要求1所述的水杨酸衍生物颜料用分散剂，其特征在于：所述的R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，平均分子量为500—20000，其结构为:

其中，x为0-500之间的正整数，y为400-0之间的正整数。

3.一种水杨酸衍生物颜料用分散剂的制备方法，包括：

(1)将重量份10～20聚醚伯胺与0.5～1.0的水杨酸加热到30～70℃，搅拌混合均匀；

(2)将重量份0.2～0.7醛类化合物滴加到上述混合溶液中，加入与水杨酸摩尔比为0.1：1—10的质子酸作为催化剂，升温至70～100℃搅拌2-4h，再升温至110～140℃搅拌2-4h，最终得水杨酸胺甲基化产物。

4.根据权利要求3所述的水杨酸衍生物颜料用分散剂的制备方法，其特征在于：所述的步骤(1)中聚醚伯胺是端基为伯胺基的环氧乙烷聚合物、环氧丙烷聚合物或环氧乙烷/环氧丙烷共聚物。

5.根据权利要求3所述的水杨酸衍生物颜料用分散剂的制备方法，其特征在于：所述的步骤(2)中醛类化合物为37wt％的甲醛溶液，质子酸为HCl、H₂SO₄或CH₃COOH。

6.一种水杨酸衍生物颜料用分散剂的应用，在于提高溶剂性油墨和水性油墨中色淀或双偶氮颜料分散性方面。

7.根据权利要求6所述的水杨酸衍生物颜料用分散剂的应用，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水杨酸衍生物颜料用分散剂，分散剂组分占色淀或双偶氮颜料组分重量百分比的3—12％。

8.根据权利要求7所述的水杨酸衍生物颜料用分散剂的应用，其特征在于：所述的颜料组分中色淀颜料为P.R.48:1，P.R.48:2，P.R.49:1，P.R.49:2，P.R.52:1，P.R.52:2，P.R.53:1，P.R.53:2，P.R.57:1，P.R.57:2或P.R.63:1，颜料组分中双偶氮颜料为P.Y.12，P.Y.13，P.Y.14，P.Y.17或P.Y.83。