CN104470992A - 表面改性颜料粒子、其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供表面改性颜料；其制备方法；含有所述改性粒子的颜料分散液；以及其用于电子显示器、滤色器、液体调色剂、油墨、涂料、油漆、化妆品和塑料的应用。

Description

表面改性颜料粒子、其制备方法和应用
相关申请
要求斯坦尼斯拉夫维尔纳(Stanislav Vilner)和保罗梅查克(PaulMerchak)在2012年5月9日提交的名称是“表面改性颜料粒子、其制备和应用方法(SURFACE MODIFIED PIGMENT PARTICLES,METHOD OF PREPARATION & APPLICATION THEREOF)”的美国临时申请第61/644,491号的优先权的权益。
在准许时，以上提及的临时申请的主题以其全文引用的方式并入本文中。
技术领域
本发明大体上涉及表面改性颜料粒子；其制备方法；用所述改性粒子制得的颜料分散液；以及其用于制造用于电子显示器的成像流体、滤色器、液体调色剂、包括喷墨油墨的油墨、涂料、油漆、化妆品和塑料的应用。在一个优选实施例中，其涉及用于以电润湿或/和电泳为原理工作的电子显示器的彩色成像流体。
背景技术
胶体稳定性是颜料分散液的基础性质，其决定了粒子对在颜料分散液的制备、储存和应用期间的絮凝、聚集和沉降的抗性。一般来说，胶体稳定性取决于当粒子在液体介质中彼此接近时存在于粒子之间的排斥力与吸引力的平衡。如果粒子具有相互的排斥力和对重力的抗性，那么分散液将典型地保持相对稳定。然而，如果吸引力占优势，那么某种不稳定性机制将最终发生，例如絮凝、聚集、浮动和沉降。因此，分散液将变得不可用。此外，胶体稳定性决定了颜料分散液的本质性质，例如色彩、流变行为、颜料粒子的移动性和粒度分布。
在本领域中已经使用多种技术来改进颜料分散液的胶体稳定性(例如，参看美国专利第6,113,680号、第6,120,596号、第7,855,829号、第5,401,780号、第5,482,547号；美国专利申请公开第US2011/0184096号和第US2011/0184111号；胡安(Juan)等人,染料与颜料(Dyes and Pigments)76:463-469(2008)；温(Wen)等人,染料与颜料,92:554-562(2011)；和温等人,染料与颜料,92:548-553(2011))。非水性颜料分散液稳定化的方法的详细综述可以例如见于美国专利第7,901,503号中。用以改进粒子分散液的胶体稳定性的例示性方法包括：(1)物理吸附聚合分散剂或媒剂，通常与增效剂(有机颜料或染料的衍生物)组合以促进聚合物的吸附；(2)封装颜料粒子；和(3)化学表面改性，其可以包括在表面上引入官能团和/或聚合或寡聚链。
所述改性可能对产物性能具有负面影响。举例来说，用现有技术改性颜料制得的分散液通常含有高分子量聚合物、表面活性剂、无机物质，并且在许多情况下需要在配制品中使用增效剂和聚合分散剂。这对那些分散液的应用产生了显著限制，尤其是归因于增加的粘度、低界面表面张力和颜料粒子上的非所要电荷。此外，强烈需要高度纯并且稳定的非水性专用分散液，和关于电子装置应用具有苛刻要求的成像流体，例如用于电子显示器的成像流体。
因此，虽然现有技术提供了制备改性颜料以获得改进的胶体分散和稳定性的方法，但仍需要具有改进的性能性质、尤其在组合物(例如用于电子显示器和其它电子应用的成像流体)中具有改进的性能性质的改性颜料，由此提供对先前改性颜料的有利替代方案。本领域中需要适用于电子装置的长期起作用的流体。
发明内容
本发明提供了一种用于满足颜料分散液以及适用于电子装置、具体来说以电润湿或/和电泳为原理工作的电子装置的长期起作用的流体的长期稳定性的要求的手段。
提供表面改性颜料粒子，其包括表面官能团，例如官能团Q，其可以与式(1)化合物或部分或完全水解并且缩合的式(1)化合物形成共价键或氢键。官能团Q可以经由共价键(化学吸附)、离子键、氢键或不可逆吸附而键结到颜料粒子表面。所述式(1)化合物具有以下结构：
其中ф是分子量是约100到约5,000,000的线性、支链或树枝状聚合链，L是NR3C(O)NH、OC(O)NH、C(O)OCH2CH(OH)CH2、OCH2CH(OH)CH2、NHCH2CH(OH)CH2、亚烷基、C(O)O、C(O)NR3、SO2NR3、SO2、NR3、＝N-、≡N+-、O或S，E是亚烷基、亚芳基、烷基亚芳基、芳基亚烷基、亚烷基氨基、亚烷基亚氨基、亚烷氧基亚烷基、亚芳氧基、亚芳氧基亚烷基、氧杂亚烷基、氧基亚烷基、二氧基亚烷基或氧基亚芳基；每个R1独立地是H、羟基、氧基烷基、氧基亚烷基芳基、卤素、乙酸酯或胺，每个R2独立地是烷基、环烷基、环杂烷基、芳基或亚烷基芳基，R3是H、烷基、芳基或烷基芳基，m＝1到3，n＝0到2，m+n＝3，并且x＝1或2。
所述表面改性颜料粒子还可以包括表面官能团，例如官能团Q，其可以与改性化合物M形成共价键或氢键，所述改性化合物是通过使式(1)化合物完全或部分水解所形成的产物。举例来说，式(1)化合物可以完全或部分水解，产生如下式(1)化合物：其中R1选自羟基、H、氧基烷基、氧基亚烷基芳基、卤素、乙酰基和氨基，并且所得改性化合物M可以经由与表面官能团、例如官能团Q的共价键在所述颜料粒子表面上形成基团-Q-M而键结到颜料粒子表面。一或多种改性化合物M可以经由氢键或共价键或物理吸附而键结到所述颜料粒子表面。
所述颜料粒子表面可以含有多个可以相同或不同的官能团Q。在一些情况下，所述官能团Q是羟基、烷氧基、苯酚基、硫醇基、亚烷基硫醇基和苯硫酚基，或连接到任何芳香族、杂芳香族、脂环或杂环化合物的羟基或硫醇基，或可以是可以反应以形成羟基、苯酚基、硫醇基或苯硫酚基的官能团。作为一个简化实例，所述颜料粒子表面上的所述部分-Q-M可以具有下式：
其中Q是O、氧基亚烷基、S、硫基亚烷基、氧基亚芳基、硫基亚芳基、O-亚杂芳基、S-亚杂芳基、氧基亚杂环基、硫基亚杂环基、氧基亚脂环基或硫基亚脂环基；m是1或2；n是0或1；m+n＝2；ф、L、E、R1、R2和x如上文所定义；并且每个R1独立地可以与所述颜料粒子表面上的不同官能团Q或与另一个改性化合物M的R1取代基相互作用。改性化合物M可以与所述颜料粒子表面上的两个官能团Q相互作用，以形成例如具有下式之一或其组合的部分-Q-M-Q-：
其中每个Q独立地是O、氧基亚烷基、S、硫基亚烷基、氧基亚芳基、硫基亚芳基、氧基亚杂环基、硫基亚杂环基、氧基亚脂环基或硫基亚脂环基；R1可以与所述颜料粒子表面上的不同官能团Q或与另一个改性化合物M的R1取代基相互作用；并且ф、L、E、R1、R2和x如上文所定义。在一些情况下，至少两个改性化合物M可以彼此相互作用并且与所述颜料粒子表面上的不同官能团Q相互作用，以形成例如部分-Q-M-M-Q-。所述部分-Q-M-M-Q-可以具有下式：
其中每个Q独立地是O、氧基亚烷基、S、硫基亚烷基、氧基亚芳基、硫基亚芳基、氧基亚杂环基、硫基亚杂环基、氧基亚脂环基或硫基亚脂环基；ф、L、E和R1如上文所描述；并且每个R1可以与所述颜料粒子表面上的不同官能团Q或与另一个改性化合物M的R1取代基相互作用。所述官能团Q可以通过共价键、离子键或氢键连接到所述颜料粒子表面，或可以经由不可逆吸附到所述表面上而连接到所述颜料粒子表面。
在本文中提供的所述表面改性颜料中，所述聚合物ф经选择以使分子量在约100到约5,000,000范围内。可以使用此分子量范围中的任何聚合物。例示性聚合物ф包括聚亚烷基、聚氧化烯、聚亚胺、聚酯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚氨基甲酸酯、聚脲、聚丙烯酸酯、聚丙烯腈、聚砜、聚苯乙烯、聚卤乙烯、聚卤亚乙烯、聚乙烯醇、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇缩丁醛、聚碳酸酯、聚醚砜、聚(亚芳基/亚烷基)硫醚、聚环氧化物、聚醛、聚酮、聚醚酮、苯酚-甲醛、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、烃树脂以及含有至少一个硅和/或锗原子的金属有机聚合物和其无规、嵌段、树枝状或组合共聚物。在一些情况下，聚合物ф选自聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚异丁烯、聚异戊二烯、聚缩醛、聚乙二醇、聚丙二醇、聚丁二醇、聚甲基丙烯酸酯、聚丙烯酸烷基/芳基酯、聚氯乙烯、聚氟乙烯、聚溴乙烯、聚硅氧烷；或其无规、嵌段、树枝状或组合共聚物。
所述式(1)化合物是以下各者的反应产物：式(2)化合物：
与式(3)化合物：
其中选自-NCO、-NR4R5、-N+R4R5R6、-SO3-、-OH、-SH、R7、-COOH、-COR7、-SO2R7、环氧基、丙烯酸酯和乙烯基；选自-NCO、-NR4R5、-N+R4R5R6、-SO3-、-OH、-SH、R7、-COOH、-COR7、-SO2R7、环氧基、丙烯酸酯和乙烯基；R4、R5和R6各自独立地是H或烷基；R7是F、Cl或Br；q＝1到100；并且ф、E、R1、R2、m、n和x如上文所描述，其中所述式(2)化合物的官能团可以与所述式(3)化合物的官能团反应。
在本文中提供的所述表面改性颜料粒子中，任何碳黑或有机颜料或不溶染料的粒子都可以经表面改性。所述颜料的实例包括碳黑、与一类偶氮或偶氮缩合颜料相关的任何有机颜料、金属络合物、苯并咪唑酮、偶氮甲碱、甲碱、花青、氮杂羰花青、烯胺、半花青、链花青、苯乙烯基、零甲碱(zeromethine)、单、二、三和四氮杂甲碱、类胡萝卜素、芳基甲烷、二芳基甲烷、三芳基甲烷、呫吨、噻吨、类黄酮、芪、香豆素、吖啶、芴、荧光酮、苯并二呋喃酮、甲臜、吡唑、噻唑、吖嗪、二嗪、噁嗪、二噁嗪、三苯二噁嗪、吩嗪、噻嗪、噁酮、吲达胺、亚硝基、硝基、醌、氢醌、萘醌、蒽醌、若丹明、酞菁、中性花青、二氮杂半花青、紫菜碱、芘酮、苝、派洛宁、二酮基吡咯并吡咯、靛蓝、靛蓝类染料、硫靛蓝、吲哚苯酚、萘二甲酰亚胺、异吲哚啉、异吲哚啉酮、亚氨基异吲哚啉、亚氨基异吲哚啉酮、喹吖啶酮、黄烷士酮、阴丹酮、蒽素嘧啶、喹酞酮、异蒽酮紫、皮蒽酮和其任何组合。
在一些情况下，所述颜料包含还原或分散染料；或酸的不溶性盐或络合物；直接反应性媒染剂、溶剂、天然碱性(阳离子)硫、荧光或光学增亮剂；有机颜料、无机颜料或增量剂的混合物或其固溶体；无机核经有机壳体覆盖的壳型颜料；或分散聚合物粒子；或其任何组合。
在一些情况下，所述颜料选自碳黑、二氧化钛、氧化锌、二氧化硅、氧化铁、锑黄、铬酸铅、铬酸铅硫酸盐、钼酸铅、深蓝、钴蓝、锰蓝、氧化铬绿、水合氧化铬绿、钴绿、金属硫化物、硫硒化镉、锌铁氧体、钒酸铋以及其衍生物和任何组合。在一些情况下，所述颜料选自C.I.颜料黑6、7、9、11、12、14、15、22、26、27、28、29、30、33、34和35；C.I.颜料绿18、20、21和22；C.I.颜料蓝27、30和73；C.I.颜料红265和275；C.I.颜料黄38、40、53、119、157、158、160、161、162和184；C.I.颜料白4、5、6、6:1、7、8、9、10、12、13、14、15、18、18:1、19、21、22、23、24、25、26、27、28、32、33和36；以及其任何组合。在一些情况下，所述颜料是C.I.颜料黑7。所述颜料还可以是两种或更多种有机颜料、碳黑和/或无机颜料、染料的混合物、其固溶体或反应产物。所述颜料还可以是近红外(NIR)反射或NIR透射颜料或两种或更多种NIR反射或NIR透射无机和/或有机颜料、染料的混合物、其固溶体或反应产物。所述颜料还可以是黑色着色剂，例如黑色颜料或黑色染料或其组合。
在本文中提供的所述表面改性颜料粒子中，所述改性化合物M可以按所述表面改性粒子的重量计以0.1％或约0.1％到95％或约95％的量存在。所述颜料粒子的大小可以变化，并且一般来说所述颜料粒子的平均重量直径是10nm到5μm。
本文中还提供颜料分散液组合物，其包括本文中提供的所述表面改性颜料粒子以及一或多种极性溶剂或一或多种非极性溶剂。所述颜料分散液组合物还可以包括任选的成分，例如额外有机颜料、无机颜料、表面活性剂、增效剂、用于导电性控制的添加剂、聚合分散剂、塑化剂、树脂、消泡剂和电荷导向剂以及其任何组合。如果存在，那么所述额外有机颜料或无机颜料或两者可以含有连接到所述额外有机颜料或所述无机颜料的表面的一或多个离子、非离子或聚合基团或其组合。
当存在于所述分散液组合物中时，所述极性溶剂可以包括本领域中已知的任何极性溶剂。极性溶剂的实例包括水、二醇、聚二醇、醇、多元醇、醚、酯、酮、内酰胺、吡咯烷酮、碳酸酯、砜、亚砜、酰胺、杂环胺、腈、脂肪族酸缩醛、氨基甲酸酯、醛和氯化烃以及其任何组合。所述极性溶剂可以包括选自以下的官能团的组合：醇、酮、醚、酯、胺、腈、酰胺、亚砜、羧酸、醛和卤素。举例来说，所述极性溶剂可以包括醇与酮、或醚与酯与酮、或胺与醇与卤素的组合。
在一些情况下，所述极性溶剂选自水、乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、二乙二醇、二丙二醇、甘油、碳酸乙二酯、碳酸丙二酯、碳酸1,2-丁二酯、碳酸1,2-环己烷酯、碳酸甘油酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、苯乙酮、吡啶、丙二酸二甲酯、二丙酮醇、氨基甲酸羟丙酯、氨基甲酸β-羟基-乙酯、N-甲基甲酰胺、N-甲基乙酰胺、二甲亚砜、环丁砜、2-吡咯烷酮、N-甲基-2-吡咯烷酮、N-环己基-2-吡咯烷酮、丙酮基丙酮、环己酮、乙酰乙酸乙酯、L-乳酸乙酯、吡咯、N-甲基吡咯、N-乙基吡咯、4H-吡喃-4-酮、1,3-二甲基-2-咪唑烷酮、吗啉、N-甲基-吗啉、N-乙基-吗啉、N-甲酰基吗啉、β-丙内酯、β-戊内酯、β-己内酯、γ-丁内酯、γ-戊内酯、γ-己内酯、γ-庚内酯、γ-辛内酯、γ-壬内酯、γ-癸内酯、δ-戊内酯、δ-己内酯、δ-庚内酯、δ-辛内酯、δ-壬内酯、δ-癸内酯、δ-十四内酯和δ-十八内酯以及其任何组合。
当存在于所述分散液中时，可以选择任何非极性溶剂。所述非极性溶剂可以选自以下中的一者或组合：包括一或多个硅和/或锗原子的未经取代的、经取代的、线性、支链和环状化合物，脂肪族或芳香族烃，部分氢化芳香族烃，含有卤素、硝基、亚硝基、环氧基、磷酸酯或氰基的脂环族或芳香族杂环化合物和其衍生物；脂肪醇和羧酸，和其醚、酯以及酰胺。非极性溶剂的实例包括癸烷、十二烷、十四烷、环己烷、十氢化萘、萘满、十八醇、硅酮油、线性硅氧烷、环硅氧烷、支链脂肪族烃、石油溶剂、煤油、矿物油精、十四烷环氧化物和氟化烃以及其组合。
所述分散液组合物中表面改性颜料的量可以变化。一般来说，表面改性颜料的量以所述分散液组合物的重量计是1％到60％或5％到30％的量。可以调节所述分散液的粘度以便具有所选应用的所要流变学。一般来说，本文中提供的所述分散液组合物在25℃下在30rpm转速下使用布洛克菲尔德粘度计(Brookfield Viscometer)LVDV-II+Pro、使用适当心轴所得的动力粘度是0.5cP或约0.5cP到2,000cP或约2,000cP，或约1cP到约500cP，或约1cP到100cP。本文中提供的所述颜料分散液在80℃下储存至少7天之后在粒度分布或粘度方面未展现出显著变化。
还提供表面改性颜料粒子的制备方法。所述方法包括如下步骤：通过使式(2)化合物与式(3)化合物反应来合成式(1)化合物；用所述式(1)化合物处理所述颜料粒子以形成表面处理颜料；以及通过以下方式分离所述表面处理颜料：(i)过滤以形成压滤饼并且干燥所述压滤饼，或(ii)在不过滤的情况下直接干燥所述表面处理颜料。所述颜料可以在有或无颜料研磨的情况下在0℃到200℃范围内的温度下用所述式(1)化合物处理0.5小时到24小时的一段时间。在一些情况下，所述颜料粒子大于所要的，并且可以进行颜料研磨以减小所述颜料粒子的大小。所述方法还可以包括任选的纯化步骤以纯化所述颜料。所述颜料可以在表面处理之前或之后进行纯化以便去除杂质。所述纯化步骤可以包括萃取、升华、离心、蒸馏、再结晶、分步结晶、超滤或逆渗透或其任何组合。
如本文中提供的所述表面改性颜料粒子或其分散液可以用于使用颜料的任何应用中。举例来说，如本文中提供的表面改性颜料粒子或其分散液可以用以制备用于电子显示器的彩色成像流体、滤色器、液体调色剂、包括喷墨油墨、气雾油墨的油墨、涂料、油漆、化妆品或塑料。
还提供用于电润湿和/或电泳电子显示器的彩色成像流体。所述流体包括本文中提供的所述表面改性颜料粒子或如本文中所描述的所述表面改性颜料的分散液，其中表面改性颜料粒子的量以所述彩色成像流体的重量计在0.01％或约0.01％到30％或约30％范围内，或以所述彩色成像流体的重量计在0.2％或约0.2％到20％或约20％范围内。对于这些应用，所述表面改性颜料粒子的平均重量直径可以是10nm或约10nm到5μm或约5μm，或20nm或约20nm到500nm或约500nm，或30nm或约30nm到300nm或约300nm。一般来说，本文中提供的所述彩色成像流体在25℃下在30rpm转速下使用布洛克菲尔德粘度计LVDV-II+Pro、使用适当心轴所得的动力粘度是0.5cP或约0.5cP到2,000cP或约2,000cP，或约1cP到约500cP，或约1cP到100cP。本文中提供的所述彩色成像流体在80℃下储存至少7天之后在粒度分布或粘度方面未展现出显著变化。还提供以电润湿、电流体和/或电泳为原理操作的电子显示器和其它电子装置，其中所述装置含有本文中提供的所述表面改性颜料粒子或所述彩色成像流体。
具体实施方式
应理解，前述一般描述和以下详细描述仅是例示性和解释性的，并且不限制所要求的任何主题。
本文中所用的章节标题仅出于组织目的并且不应理解为限制所述主题。
I.定义
除非另外定义，否则本文中所用的所有技术和科学术语都具有与本发明所属领域的技术人员所通常理解相同的含义。除非另外提到，否则贯穿本文中整个公开内容参考的所有专利、专利申请、公开申请和公开、网站和其它公开材料以全文引用的方式并入用于任何目的。
在本申请中，除非另外明确陈述，否则使用单数包括复数。在本申请中，除非另外说明，否则使用“或”意味着“和/或”。
如本文中所用，除非上下文另外清楚地指示，否则单数形式“一(a)”、“一(an)”和“所述”旨在还包括复数形式。
如本文中所用，术语“包含(comprises)”和/或“包含(comprising)”规定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组分的存在，但并不排除一或多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、组分和/或其群组的存在或添加。此外，就术语“包括”、“具有(having)”、“具有(has)”、“具备”、“构成”、“包含”或其变体用于实施方式或权利要求书中来说，所述术语旨在以类似于术语“包含”的方式是包括性的。
如本文中所用，范围和量可以按“约”特定值或范围的形式表示。“约”旨在还包括确切量。因此，“约5％”意味着“约5％”以及“5％”。“约”意味着对于预期应用或目的在典型实验误差内。
如本文中所用，“任选的”或“任选地”意味着，随后描述的事件或情形发生或不发生，并且所述描述包括其中所述事件或情形发生的情况和其中所述事件或情形不发生的情况。举例来说，系统中的任选组分意味着组分可以存在或可以不存在于系统中。
如本文中所用，“单体”是指具有小于寡聚物的粘度和相对较低的分子量(即具有小于约750g/mol的分子量)并且含有一或多个可聚合基团的物质，其能够与其它单体或寡聚物聚合并且组合以形成其它寡聚物或聚合物。
如本文中所用，“寡聚物”是指具有大于单体的粘度和相对中等分子量(即具有大于约750g/mol但一般来说小于10,000g/mol的分子量)、具有一或多个可聚合基团的物质，其能够与单体或寡聚物聚合并且组合以形成其它寡聚物或聚合物。
如本文中所用，“聚合物”是指包括由一或多个聚合或交联在一起的单体、寡聚和/或聚合成分形成的子结构的分子。单体和/或寡聚物单元可以规则地或不规则地排列并且聚合物化学结构的一部分可以包括重复单元。
如本文中所用，“树枝状聚合链”是指具有规则重复的分支结构或具有不规则重复的分支结构或其组合的广泛类别的支链大分子聚合物结构。实例包括树状体聚合物、线性/树枝状混合聚合物、树枝化聚合物、树枝接枝聚合物、超支化聚合物、多臂星形聚合物、树木状聚合物、聚合物刷和超接枝聚合物。树枝状聚合链可以是对称或不对称的。树状体聚合物典型地具有规则重复的分支结构，而超支化聚合物具有不规则重复的分支结构。树状体聚合物典型地包括从其它分支延伸的分支，类似于树，而非包括从界限分明的主链片段延伸的线性分支，并且典型地包括相对较高水平的分支(参看美国专利第7,585,933号和美国专利公开第2011/0111951号)。树枝状聚合链可以具有其中聚合物链从一个焦点树枝状地分支的结构，或其中聚合物链从多个与充当主链或核心的分子连接的焦点辐射的结构。
如本文中所用，除非另外明确地提到，否则“分子量”意味着数量平均分子量。
如本文中所用，关于分散液的“极佳稳定性”是指分散液本质性质的持久性，所述性质例如粒度分布、粘度、流变行为和色彩。
如本文中所用，“脂肪族基”是指以组成性碳原子的直链、支链或环状排列以及不存在芳香族不饱和性为特征的烃基有机化合物或基团。脂肪族基包括(但不限于)烷基、亚烷基、烯基、亚烯基、炔基和亚炔基。脂肪族基典型地具有1到20个碳原子。脂肪族基包括饱和和不饱和化合物。
如本文中所用，例如“1到20”的数值范围是指给定范围中的每个整数；例如“1到20个碳原子”意味着烷基可以含有仅1个碳原子、2个碳原子、3个碳原子等、直到20个碳原子并且包括20个碳原子。
如本文中所用，“脂环族化合物”是指含有环系统但不是芳香族的有机化合物。环系统可以含有一或多个环，其中至少一个环是脂肪族的。脂环族化合物包括具有任何饱和度的环。例示性脂环族化合物包括在环中具有约4到约12个碳原子的环。
如本文中所用，“亚脂环基”是指二价脂环族基。
如本文中所用，“烷氧基”是指单价基团烷基-O-，其中烷基如下文所描述。实例包括甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、叔丁氧基、仲丁氧基、正戊氧基、正己氧基和1,2-二甲基丁氧基。
如本文中所用，单独或作为另一个取代基的一部分的“烷基”是指具有至多约40个碳原子、通常1到20个碳原子或1到10个碳原子的单价饱和脂肪族烃基，其通过从母体烷烃的单一碳原子去除一个氢原子而衍生出。仅举例来说，“C1-C4烷基”指示具有一个、两个、三个或四个碳原子的烷基，即烷基选自甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基和叔丁基。因此“C1-C4”包括C1-C2、C1-C3、C2-C3和C2-C4烷基。烃链可以是直链或支链的。此术语由例如以下的基团例示：甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、正己基、正辛基和叔辛基。
如本文中所用，单独或作为另一个取代基的一部分的“亚烷基”是指具有两个通过从直链或支链母体烷烃的两个末端碳原子中的每一者去除一个氢原子而衍生出的末端单价基团中心的二价饱和烷基二基。亚烷基可以是直链或支链的。亚烷基的实例包括亚甲基(-CH2-)、亚乙基(-CH2CH2-)和亚丙基(-CH2CH2CH2-和-CH(CH3)CH2-)。
如本文中所用，单独或组合形式的“烷基胺”是指与胺基共价连接的烷基。
如本文中所用，“亚烷基芳基”是指二价基团-亚烷基-芳基-，其中亚烷基与芳基共价连接。
如本文中所用，单独或组合形式的“烷基亚胺”是指与亚胺基共价连接的烷基。
如本文中所用，“烷基氨基”是指单价基团-烷基-NRaRb，其中Ra和Rb中的每一者独立地选自氢和烷基，并且烷基如上文所定义。
如本文中所用，“亚烷基氨基”是指二价基团-烷基-NRa-，其中Ra可以是氢或烷基，并且烷基如上文所定义。
如本文中所用，“烷基亚氨基”是指二价基团烷基-N＝，其中烷基如上文所定义。
如本文中所用，“亚烷基亚氨基”是指二价基团-烷基-N＝，其中烷基如上文所定义。
如本文中所用，“亚烷氧基”是指二价基团-亚烷基-O-，其中亚烷基如上文所定义。
如本文中所用，“烷氧基烷基”是指如本文中所定义的两个烷基经由氧键系栓在一起的部分。例示性烷氧基烷基包括经烷基(例如甲基)封端的聚氧化烯，例如聚氧化乙烯。
如本文中所用，“烷硫基”是指基团-S-烷基。代表性实例包括(但不限于)甲硫基、乙硫基、丙硫基和丁硫基。
如本文中所用，“酰胺”是指基团-C(O)NH2。
如本文中所用，“氨基”是指基团-NRhRh，其中每个Rh独立地选自氢、烷基、环烷基、芳基、杂芳基和杂环基，并且其中烷基、环烷基、芳基、杂芳基和杂环基中的每一者如本文中所描述。
如本文中所用，单独或作为另一个取代基的一部分的“芳基”是指不含环杂原子的单价芳香族单环、双环或多环(3个或更多个环)烃基，其通过从母体芳环系统的单一碳原子去除一个氢原子而衍生出。在系统不是单环时，对于每个额外环，术语芳基包括饱和形式(全氢形式)或部分不饱和形式(例如二氢形式或四氢形式)或最大限度不饱和的(非芳香族)形式。在一些情况下，术语芳基是指其中两个环是芳香族的双环基团和其中仅一个环是芳香族的双环基团。芳基的实例包括苯基、萘基、蒽基、茚满基、1,2-二氢萘基、1,4-二氢萘基、茚基、1,4-萘醌基和1,2,3,4-四氢萘基，以及衍生自以下的基团：醋蒽烯、苊烯、醋菲烯、蒽、薁、苯、屈、六苯并苯、荧蒽、芴、并六苯、己芬、己烯、不对称-引达省(as-indacene)、对称-引达省、茚满、茚、萘、并八苯、辛芬、辛搭烯(octalene)、卵苯、戊-2,4-二烯、并五苯、戊搭烯、戊芬、苝、萉、菲、二萘品苯、七曜烯、芘、皮蒽、玉红省、三亚苯和三萘。特别优选的芳基是苯基和萘基。
芳基可以由三个、四个、五个、六个、七个、八个、九个或多于九个碳原子形成。在一些情况下，芳基可以是3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13或14元芳香族单、双或多环系统。在一些情况下，芳基是指芳香族C3-C9环或芳香族C4-C8环。
如本文中所用，“亚芳基”是指通过从两个碳原子去除一个氢原子衍生的二价芳基，其中芳基如上文所述。
如本文中所用，“亚芳氧基”是指结构-Rh-O-的二价基团，其中Rh是如上文所述的亚芳基。
如本文中所用，单独或作为另一个取代基的一部分的“烷基芳基”是指与芳基共价连接的烷基。例示性烷基芳基包括苯甲基、苯乙基、苯丙基、1-苯甲基乙基、苯丁基和2-苯甲基丙基。烷基可以是C1-C20并且芳基部分可以是C6-C20。
如本文中所用，单独或作为另一个取代基的一部分的“烷基亚芳基”是指含有与芳基共价连接的烷基的二价基团-烷基-亚芳基-。
如本文中所用，“烷氧基”是指单价-烷基-OH基团，其中烷基如本文中所定义。
如本文中所用，“亚烷基硫醇”是指单价基团-亚烷基-SH，其中亚烷基如本文中所定义。
如本文中所用，“芳基烷基”是指如上文所定义的烷基之间形成的、经一或多个如上文所定义的芳基取代的单价基团，其中芳烷基通过烷基连接。
如本文中所用，“芳基亚烷基”是指如上文所定义的芳基与如上文所定义的烷基之间形成的二价基团-芳基-亚烷基-。
如本文中所用，“芳氧基”是指二价-芳基-O-基团，其中芳基如本文中所定义。
如本文中所用，“芳氧基烷基”是指芳基和烷基经由氧键系栓在一起的单价部分，其中连接点在烷基内。
如本文中所用，“羧基(carboxy)”和“羧基(carboxyl)”是指基团-C(O)OH。
如本文中所用，“氰基”是指基团-CN。
如本文中所用，单独或作为另一个取代基的一部分的“环烷基”是指具有3到约12个碳原子并且具有单一环或多个稠环(包括稠环和桥环系统)的环烷基。环烷基可以由三个、四个、五个、六个、七个、八个、九个或多于九个碳原子形成。在一些情况下，环系统包括3到12个碳原子。在一些情况下，环系统包括3到6个碳原子。
如本文中所用，“亚环烷基”是指环状二价亚烷基。
如本文中所用，单独或作为另一个取代基的一部分的“环杂烷基”是指含有一或多个独立地选自N、O、P、Si和S的杂原子的稳定杂环非芳香族环和稠环。稠合杂环系统可以包括碳环并且仅需要包括一个杂环。杂环的实例包括(但不限于)哌嗪基、高哌嗪基、哌啶基和吗啉基。
如本文中所用，“环氧基”是指其中氧原子直接连接到两个已经以某一其它方式、例如在碳链或环系统中连接的相邻碳原子的化合物。一个实例是含有由一个氧原子和两个碳原子组成的3元环的环醚(环氧乙烷)。
如本文中所用，“酯”是指基团-C(＝O)ORC，其中RC可以选自烷基、环烷基、芳基、杂芳基和杂环基。
如本文中所用，“杂”当用以描述化合物或基团时意味着，化合物或基团中的一或多个碳原子已经由杂原子(例如N、O、P、Si或S)置换。杂可以应用于上文所描述的任何烃基，例如杂烷基、环杂烷基和杂芳基，并且可以具有1到5个杂原子。
如本文中所用，“杂原子”是指不为碳的任何原子。实例包括B、N、O、P、Se、Si和S。
如本文中所用，“杂环”是指其中环中的一个或多于一个原子是不为碳的元素(例如B、N、O、P、Se、Si或S)的闭环烃，并且包括芳香族(杂芳基)和非芳香族(环杂烷基)环和系统。
如本文中所用，“杂芳基”是指通过从母体杂芳环系统的原子去除氢原子而衍生的单价杂芳香族基团。杂芳基可以通过C或杂原子键而连接。典型杂芳基包括(但不限于)衍生自以下的基团：砷哚、苯、苯并噻吩、苯并[c]噻吩、苯并咪唑、苯并噁唑、苯并异噁唑、苯并噻唑、咔唑、β-咔啉、色满、色烯、噌啉、呋喃、咪唑、吲唑、吲哚、吲哚啉、吲哚嗪、异苯并呋喃、异色烯、异吲哚、异吲哚啉、异喹啉、异噻唑、异噁唑、噁二唑、噁唑、呸啶、啡啶、啡啉、啡嗪、酞嗪、喋啶、嘌呤、吡喃、吡嗪、吡唑、吡嗪、哒嗪、吡啶、嘧啶、吡咯、吡咯嗪、嘌呤、喹唑啉、喹啉、喹嗪、喹喏啉、四唑、噻二唑、噻唑、噻吩、三唑、[2,4,6]三嗪和呫吨，以及稠环系统，例如吖啶、蒽、噌啉、萘、萘啶、喹啉、异喹啉、喹喔啉和喹唑啉。在一些实施例中，杂芳基是衍生自以下的那些：噻唑、噻吩、吡咯、苯并噻吩、苯并呋喃、吲哚、吡啶、喹啉、咪唑、噁唑和吡嗪。
如本文中所用，“亚杂芳基”是指通过从含有至少一个杂原子的母体杂芳环系统的原子去除两个氢原子而衍生的二价杂芳香族基团。
如本文中所用，“杂环”或“杂环基”是指包括至少一个杂原子并且不饱和、部分饱和或完全饱和的单价基团单或多环系统。杂环包括稠环系统，其中一或多个稠环不含有杂原子。杂环基的实例包括例如吡咯烷基、吡唑啉基、吡唑烷基、咪唑啉基、咪唑烷基、哌啶基、哌嗪基、噁唑烷基、异噁唑烷基、吗啉基、噻唑烷基、异噻唑烷基、喹喔啉基、哒嗪酮基和四氢呋喃基。本领域普通技术人员将认识到，稳定的化学上可行的杂环(不论其是芳香族还是非芳香族的)中的杂原子的最大数目由环大小、不饱和度和杂原子价数决定。一般来说，杂环可以具有一个到四个杂原子，只要杂芳环化学上可行并且稳定。
如本文中所用，“亚杂环基”是指二价杂环基，其中杂环基如上文所述。
如本文中所用，“亚杂芳基”是指二价杂芳基，其中杂芳基如上文所述。
如本文中所用，“羟基”是指基团-OH。
如本文中所用，单独或作为另一个取代基的一部分的“羟基烷基”是指其中一或多个氢原子被羟基取代基置换的烷基。因此，术语“羟基烷基”包括单羟基烷基、二羟基烷基和三羟基烷基。
如本文中所用，“亚硝基”是指基团-NO。
如本文中所用，“氧杂亚烷基”是指其中一或多个不相邻-CH2-基团已经被链氧原子取代的如上文所定义的二价亚烷基，例如-CH2CH2OCH(CH3)CH2-。
如本文中所用，“氧基亚脂环基”是指结构-O-Rd-的二价基团，其中Rd是如上文所定义的亚脂环基。
如本文中所用，“氧基烷基”是指结构-O-烷基的单价基团，其中烷基如上文所定义。
如本文中所用，“氧基亚烷基”是指结构-O-Re-的二价基团，其中Re是如上文所定义的亚烷基。氧基亚烷基的实例包括(但不限于)-O-CH2-、-O-CH2-CH2-和-O-C3H6-。
如本文中所用，“二氧基亚烷基”是指结构-O-Re-O-的二价基团，其中Re是如上文所定义的亚烷基。二氧基亚烷基的实例包括(但不限于)-O-CH2-O-、-O-CH2CH2-O-和-OC3H6-O)-。
如本文中所用，“氧基亚烷基芳基”是指结构-O-ReRh的单价基团，其中Re是如上文所定义的亚烷基并且Rh是如上文所定义的芳基。
如本文中所用，“氧基亚芳基”是指结构-O-Rf-的二价基团，其中Rf是如上文所定义的亚芳基。
如本文中所用，“氧基亚杂环基”是指结构-O-RG-的二价基团，其中RG是如上文所述的亚杂环基。
如本文中所用，“苯酚基”是指基团
如本文中所用，“苯基”是指苯的芳基形式并且具有式-C6H5，其中六个碳原子以芳环结构排列。
如本文中所用，“磺酰基”是指二价基团-S(O2)-。
如本文中所用，“硫醇”是指单价基团-SH。
如本文中所用，“硫基亚脂环基”是指结构-S-Rd-的二价基团，其中Rd是如上文所定义的亚脂环基。
如本文中所用，“硫基烷基”是指单价基团-S-烷基，其中烷基如上文所定义。
如本文中所用，“硫基亚烷基”是指结构-S-Re-的二价基团，其中Re是如上文所定义的亚烷基。
如本文中所用，“硫基亚芳基”是指结构-S-Rf-的二价基团，其中Rf是如上文所定义的亚芳基。
如本文中所用，“硫基亚杂环基”是指结构-S-RG-的二价基团，其中RG是如上文所述的亚杂环基。
如本文中所用，“苯硫酚基”是指基团
如本文中所用，“乙烯基”是指单价基团-CH＝CH2。
如本文中所用，短语“无显著变化”意味着所提及参数的变化在所述参数(例如粒度和粘度)的初始测量值的7％到10％内。
在整个本发明中，除非另外指示，否则所有份数和百分比都以重量计(以总重量计的重量％或质量％；重量份)，并且所有温度都以℃为单位。
II.颜料的表面改性
用有机硅化合物对包括无机颜料的无机物质的处理是众所周知的(参看例如阿尔克勒斯(Arkles),疏水性、亲水性与硅烷表面改性(Hydrophobicity,Hydrophilicity and Silane Surface Modification)(2006)和阿尔克勒斯,疏水性、亲水性与硅烷表面改性2.0版(2011),获自盖勒斯特公司(Gelest,Inc.),莫里斯维尔(Morrisville),宾夕法尼亚州(PA)的手册)。那些物质的表面由于可以容易与各种硅改性剂反应形成共价键的极性官能团并且具体地说羟基而是高度极性的。还众所周知，绝大多数有机颜料缺乏表面极性基团，并且用硅化合物对有机颜料的改性通常由于那些化合物于颜料粒子表面上的低吸附能而非常低效。已知一些无机颜料特别难以进行表面改性。举例来说，即使当一些官能团存在于碳黑的表面上时，此物质的硅烷化也非常低效。
现有技术的分析表明，多种通用方法已经用于用硅酮和硅有机化合物改性有机颜料和碳黑。这些方法包括物理吸附表面活性剂/聚合物；微封装；使无机氧化物(例如二氧化硅和氧化铝)沉积在有机颜料表面上，接着物理吸附或化学吸附改性剂/偶合剂/聚合物；或这些方法的组合。
美国专利第6,113,680号描述了将有机烷氧基硅烷、有机硅烷和二异丙醇乙酰烷氧基铝物理吸附到有机颜料上以使有机颜料表面具有均匀疏水性。聚合物通过使单体水解和聚合而在表面上形成。
在美国专利第6,120,596号中提出了一种类似方法，其用于用可水解卤硅烷、有机卤硅烷和四氯化钛进行有机颜料改性来改进颜料于各种溶剂介质中的分散性。
在美国专利第7,855,829号中，描述了封装的有机颜料。封装的有机颜料预期用于电泳显示器并且通过使具有相对较高分子量的共聚物沉淀于颜料粒子表面上而制得。聚合物通过使三种寡聚物聚合而预先制得，所述三种寡聚物中的两者是有机硅酮。
在美国专利第5,401,780号和第5,482,547号中，有机颜料表面首先用Ti、Sn或Zr的可水解化合物进行处理以使相关氧化物沉积于颜料粒子表面上，并且然后颜料用反应性硅烷进行处理。在美国专利第5,401,780号的情况下，反应性硅烷是与其它丙烯酸单体反应以封装颜料粒子的甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。在美国专利第5,482,547号的情况下，可水解硅烷与颜料粒子表面的氧化物上形成共价键并且在颜料粒子表面上聚合。
在美国专利申请公开第US2011/0184096号中，采用溶胶-凝胶工艺在各种丙烯酸单体聚合之后使二氧化硅沉积在有机颜料表面上。假定二氧化硅与颜料之间的键和聚合物与二氧化硅之间的键都是非共价键。
美国专利申请公开第US2011/0184111号据称也描述了用二氧化硅对有机和无机颜料进行改性；然而，所述申请假定颜料粒子表面与氧化物之间的键是共价键。在无机颜料的情况下，这可能是合理的，但这对于有机颜料不大可能。
现有技术中还描述了使氧化物沉积在有机颜料表面上以便改进颜料分散性、耐热性、耐光性和其它性质。举例来说，胡安等人描述了使用层层自组装技术通过纳米二氧化硅粒子涂布颜料黄12(CI：PY12/CAS编号：6358-85-6)[胡安等人,染料与颜料76:463-469(2008)]。处理适用于电子显示器的颜料的方法也是本领域中已知的。举例来说，温等人描述了通过以下方式来制备用于电泳显示器的颜料黄13(C.I.PY13/CAS编号5102-83-0)、颜料红254(P.I.PR 254/CAS编号84632-65-5)和酞菁蓝15:3(C.I.PB 15:3/CAS编号147-14-8)：用硅酸钠处理所提及的颜料以使二氧化硅沉积在颜料粒子表面上，接着与氨基丙基三乙氧基硅烷反应[温自强(Zi-Qiang Wen)等人,染料与颜料92:554-562(2011)]。氧化铝在颜料黄3(C.I.PY 3/CAS编号6486-23-3)上的沉积描述于H.温等人,染料与颜料,92:548-553(2011)中。
所述改性可以影响颜料和所得分散液的性质。举例来说，对于一些现有技术改性颜料来说，分散液可能需要使用增效剂和聚合分散剂，而胶体稳定性通常可能仅在高分子量聚合物、表面活性剂或无机物质或其组合存在下实现。这些额外物质的存在可能会影响性能。举例来说，高分子量聚合物或表面活性剂可以增加分散液的粘度或以其它方式改变分散液的流变性质。表面活性剂的存在还可以调节界面表面张力。此外，用于现有技术的改性颜料分散液中的一些物质可能会在颜料粒子上产生非所要电荷，这可能会限制所述分散液在以电润湿和/或电泳为原理工作的电子应用(例如电子显示器或其它装置)中的应用。
本文中提供表面改性颜料粒子，例如有机和无机颜料以及碳黑的粒子。还提供颜料粒子的表面改性方法。在一些情况下，所公开的对颜料粒子表面进行改性的方法允许在改性聚合物的硅原子与颜料粒子的表面羟基之间形成共价键。还提供分散液，其包含本文中提供的改性颜料。表面改性颜料粒子的分散液可以用于制备用于电润湿、电流体或电泳装置的成像流体，以及包括喷墨油墨和气雾油墨的油墨、涂料、油漆、调色剂、滤色器、化妆品和塑料。还提供成像流体，其含有本文中提供的表面改性颜料粒子。还提供包括本文中提供的表面改性颜料粒子或成像流体的电润湿、电流体或电泳装置或其它物品。
III.表面改性颜料粒子
本文中提供表面改性颜料粒子，例如有机或无机颜料或碳黑的粒子。改性粒子可以通过用颜料粒子表面直接化学吸附含有Si原子的改性剂化合物而获得。表面改性粒子还可以在改性化合物的硅原子与颜料粒子(例如有机或无机颜料或碳黑)的表面官能团(例如羟基)之间包括共价键。用本文中提供的表面改性颜料制得的分散液一般来说在不利用额外聚合分散剂、增效剂和表面活性剂的情况下展现出于广泛范围的溶剂中的极佳稳定性，并且因此本文中提供的表面改性颜料实际上可以是自分散颜料。本文中提供的表面改性颜料尤其适用于用于电子显示器的成像流体、滤色器、液体调色剂、包括喷墨油墨和气雾油墨的油墨、涂料、油漆、化妆品和塑料，归因于表面改性颜料于极性和非极性介质中的分散稳定化的非离子机制，提供电子装置的极佳色彩和流变性质、改进的功能性和耐久性。在一些情况下，表面改性颜料在颜料表面上包括式(1)化合物。在一些情况下，表面改性颜料在颜料表面上包括改性化合物M。
A.改性化合物M
表面改性颜料粒子可以包括改性化合物M。本文中提供的改性化合物M是通过使一或多个式(1)化合物完全或部分水解所形成的产物：
其中：
E是亚烷基、亚芳基、烷基亚芳基、芳基亚烷基、亚烷基氨基、亚烷基亚氨基、亚烷氧基亚烷基、亚芳氧基、亚芳氧基亚烷基、氧杂亚烷基、氧基亚烷基、二氧基亚烷基或氧基亚芳基；
R1是H、羟基、氧基烷基、氧基亚烷基芳基、卤素、乙酸酯或胺；
R2是烷基、环烷基、环杂烷基、芳基或亚烷基芳基；
m＝1到3；
n＝0到2；
m+n＝3；
x＝1或2；
L选自NR3C(O)NH、OC(O)N-、C(O)OCH2CH(OH)CH2、OCH2CH(OH)CH2、NHCH2CH(OH)CH2、亚烷基、C(O)O、C(O)NR3、SO2NR3、SO2、NR-、＝N-、≡N+-、O和S；
R3是H、烷基、芳基或烷基芳基；并且
ф是分子量是约100到约5,000,000、优选地约1000到约100,000的线性、支链或树枝状聚合链；在无任何限制的情况下，其可以是聚亚烷基(例如聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚异丁烯、聚异戊二烯)、聚氧化烯(例如聚缩醛、聚乙二醇、聚丙二醇和聚丁二醇)、聚亚胺、聚酯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚氨基甲酸酯、聚脲、聚丙烯酸酯(例如聚甲基丙烯酸酯和聚丙烯酸烷基/芳基酯)、聚丙烯腈、聚砜、聚苯乙烯、聚卤乙烯(聚氯乙烯、聚氟乙烯、聚溴乙烯)、聚卤亚乙烯、聚乙烯醇、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇缩丁醛、聚碳酸酯、聚醚砜、聚(亚芳基/亚烷基)硫醚、聚环氧化物、聚醛、聚酮、聚醚酮、苯酚-甲醛、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、烃树脂以及包括至少一个硅和/或锗原子的金属有机聚合物，例如聚硅氧烷；其还可以是其无规、嵌段、树枝状或梳状共聚物。
在一些情况下，E是-C1-C20亚烷基-，或-C2-C20亚烷基-，或-C1-C10亚烷基-，或-C1-C6亚烷基-。在一些情况下，E是单环、双环或多环二价芳香族或杂芳香族系统。在一些情况下，E是3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13或14元二价芳香族或杂芳香族单、双或多环系统。在一些情况下，E是二价芳香族或杂芳香族C3-C9环。在一些情况下，E是二价芳香族或杂芳香族C4-C8环。在一些情况下，E是(C1-C20)亚烷基(C3-C14)亚芳基，或(C2-C20)亚烷基(C3-C14)亚芳基，或(C1-C10)亚烷基(C3-C14)亚芳基，或(C1-C6)亚烷基(C3-C14)亚芳基，或(C1-C20)亚烷基(C3-C9)亚芳基，或(C2-C20)亚烷基(C3-C9)亚芳基，或(C1-C10)亚烷基(C3-C9)亚芳基，或(C1-C6)亚烷基(C3-C9)亚芳基，或(C2-C20)亚烷基苯基。在一些情况下，E选自苯基、萘基、蒽基、茚满基、1,2-二氢萘基、1,4-二氢萘基、茚基、1,4-萘醌基和1,2,3,4-四氢萘基。在一些情况下，E是C1-C20亚烷基氨基，或C2-C20亚烷基氨基，或C1-C10亚烷基氨基，或C1-C6亚烷基氨基。在一些情况下，E是C1-C20亚烷基亚氨基，或C2-C20亚烷基亚氨基，或C1-C10亚烷基亚氨基，或C1-C6亚烷基亚氨基。在一些情况下，E是(C1-C10)亚烷氧基(C1-C20)亚烷基，或(C1-C20)亚烷氧基(C1-C10)亚烷基，或(C1-C10)亚烷氧基(C1-C10)亚烷基，或(C1-C6)亚烷氧基(C1-C6)亚烷基。在一些情况下，E是(C3-C20)亚芳氧基或(C4-C9)亚芳氧基。在一些情况下，E是(C3-C20)亚芳氧基-(C1-C20)亚烷基，或(C4-C9)亚芳氧基-(C1-C10)亚烷基，或(C3-C20)亚芳氧基-(C1-C6)亚烷基。在一些情况下，E是氧杂(C1-C20)亚烷基，或氧杂(C1-C10)亚烷基，或氧杂(C1-C6)亚烷基。在一些情况下，E是氧基(C1-C20)亚烷基，或氧基(C1-C10)亚烷基，或氧基(C1-C6)亚烷基。在一些情况下，E是二氧基(C1-C20)亚烷基，或二氧基(C1-C10)亚烷基，或二氧基(C1-C6)亚烷基。在一些情况下，E是氧基(C3-C20)亚芳基，或氧基(C4-C9)亚芳基。
在一些情况下，R1是氧基(C1-C20)烷基，或氧基(C2-C20)烷基，或氧基(C1-C10)烷基，或氧基(C1-C6)烷基。在一些情况下，R1是氧基(C1-C20)烷基(C3-C14)芳基，或氧基(C2-C20)烷基(C3-C14)芳基，或氧基(C1-C10)烷基(C3-C14)芳基，或氧基(C1-C6)烷基(C3-C14)芳基，或氧基(C1-C20)烷基(C3-C9)芳基，或氧基(C2-C20)烷基(C3-C9)芳基，或-氧基(C1-C10)烷基(C3-C9)芳基，或氧基(C1-C6)烷基(C3-C9)芳基，或氧基(C2-C20)烷基苯基。在一些情况下，R1是卤素。在一些情况下，R1是F、Cl或Br。在一些情况下，R1是(C1-C20)胺。在一些情况下，R1是羟基。在一些情况下，R1是H。
在一些情况下，R2是(C1-C20)烷基，或(C2-C20)烷基，或(C1-C10)烷基，或(C1-C6)烷基。在一些情况下，R2是(C3-C20)环烷基，或(C4-C10)环烷基，或(C4-C8)环烷基。在一些情况下，R2是含有1到5个选自B、N、O、P、Se、Si和S的杂原子的(C3-C20)环杂烷基，或含有1到3个选自N、O、P、Si和S的杂原子的(C4-C10)环杂烷基。在一些情况下，R2是单环、双环或多环芳香族或杂芳香族系统。在一些情况下，R2是3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13或14元芳香族或杂芳香族单、双或多环系统。在一些情况下，R2是芳香族C3-C9环。在一些情况下，R2是芳香族或杂芳香族C4-C8环。在一些情况下，R2是(C1-C20)亚烷基(C3-C14)芳基，或(C2-C20)亚烷基(C3-C14)芳基，或(C1-C10)亚烷基(C3-C14)芳基，或-(C1-C6)亚烷基(C3-C14)芳基，或(C1-C20)亚烷基-(C3-C9)芳基，或(C2-C20)亚烷基(C3-C9)芳基，或(C1-C10)亚烷基(C3-C9)芳基，或(C1-C6)亚烷基(C3-C9)芳基，或(C2-C20)亚烷基苯基。在一些情况下，R2选自苯基、萘基、蒽基、茚满基、1,2-二氢萘基、1,4-二氢萘基、茚基、1,4-萘醌基和1,2,3,4-四氢萘基。
在一些情况下，R3是氢。在一些情况下，R3是(C1-C20)烷基，或(C2-C20)烷基，或(C1-C10)烷基，或(C1-C6)烷基。在一些情况下，R3是单环、双环或多环芳香族或杂芳香族系统。在一些情况下，R3是3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13或14元芳香族或杂芳香族单、双或多环系统。在一些情况下，R3是芳香族C3-C9环。在一些情况下，R3是芳香族或杂芳香族C4-C8环。在一些情况下，R3是(C1-C20)烷基(C3-C14)芳基，或(C2-C20)烷基(C3-C14)芳基，或(C1-C10)烷基(C3-C14)芳基，或-(C1-C6)烷基(C3-C14)芳基，或(C1-C20)烷基(C3-C9)芳基，或(C2-C20)烷基(C3-C9)芳基，或(C1-C10)烷基(C3-C9)芳基，或(C1-C6)烷基(C3-C9)芳基，或(C2-C20)烷基苯基。在一些情况下，R3选自苯基、萘基、蒽基、茚满基、1,2-二氢萘基、1,4-二氢萘基、茚基、1,4-萘醌基和1,2,3,4-四氢萘基。在一些情况下，R3是苯基。
对于E、R1、R2、R3、ф、L、m、n和x中的任一者和所有来说，取代基可以选自所列替代方案以其任何组合的子集。
一或多个式(1)化合物的完全或部分水解可以引起式(1)的取代基的改性，以使得其具有与颜料粒子表面上的官能团的反应性，导致形成改性化合物M。举例来说，式(1)化合物可以完全或部分水解，产生如下式(1)化合物，其中R1是羟基、氧基烷基和氧基亚烷基芳基，并且R1还可以是残余H、卤素、乙酰基或氨基，并且所得改性化合物M可以经由与表面官能团(例如官能团Q)的共价键在颜料粒子表面上形成基团-Q-M而键结到颜料粒子表面。
在一些情况下，改性化合物M可以与颜料粒子表面上的一个或多于一个官能团Q反应以形成一个或多于一个共价键。在一些情况下，改性化合物M与官能团Q之间的键经由缩合或加成反应而形成。在一些情况下，颜料粒子表面包括多个可以相同或不同的官能团Q。官能团Q可以是可以与改性化合物M上的基团反应以形成共价键的任何官能团。在一些情况下，官能团Q可以选自羟基、烷氧基、苯酚基、硫醇基、亚烷基硫醇基和苯硫酚基，或连接到任何芳香族、杂芳香族、脂环或杂环化合物的羟基或硫醇基，或可以是可以反应以形成羟基、苯酚基、硫醇基或苯硫酚基的官能团。官能团Q可以是现有颜料、还原或分散染料、染料的不溶性盐或络合物、或其它络合物着色剂(例如无机核经有机颜料或染料覆盖的壳型颜料)的化学结构的一部分，或官能团Q可以在发色团本身的合成过程中或作为后续额外反应的结果而引入。此外，官能团Q还可以通过离子键或氢键或通过不可逆吸附包括官能团Q的低分子量化合物或单体或寡聚物或聚合物而引入。官能团Q还可以经由含有官能团Q的前体与颜料粒子表面的直接反应(化学吸附)而引入。
在一些情况下，改性化合物M可以与颜料粒子表面上的官能团Q相互作用以形成部分-QM。在一些情况下，Q包括羟基，并且部分-QM是使水解的式(1)化合物与Q的羟基缩合的反应产物。举例来说，式(1)化合物可以具有以下结构：
ф-L-[E-Si(R1)m(R2)n]x
其中R1是-O-甲基，m是3，并且n是0，并且ф、E、R1、R2、m、n和x中的每一者如上文所鉴定，其在水解时产生结构ф-L-[E-Si(OH)3]x的改性化合物M，其与颜料粒子表面上的Q的羟基官能团相互作用以使M经由Si原子的至少一个羟基(例如经由缩合反应)连接到颜料粒子表面。在一些情况下，改性化合物M可以与颜料粒子表面上的官能团Q以及一个或多个不同改性化合物M上的其它官能团相互作用。举例来说，表面改性颜料粒子可以包括部分-Q-M，其可以具有下式：
其中每个Q独立地是O、氧基亚烷基、S、硫基亚烷基、氧基亚芳基、硫基亚芳基、O-亚杂芳基、S-亚杂芳基、氧基亚杂环基、硫基亚杂环基、氧基亚脂环基或硫基亚脂环基；m是1或2；n是0或1；E是亚烷基、亚芳基、烷基亚芳基、芳基亚烷基、亚烷基氨基、亚烷基亚氨基、亚烷氧基亚烷基、亚芳氧基、亚芳氧基亚烷基、氧杂亚烷基、氧基亚烷基、二氧基亚烷基或氧基亚芳基；每个R1独立地是H、羟基、氧基烷基、氧基亚烷基芳基、卤素、乙酸酯或胺；每个R2独立地是烷基、环烷基、环杂烷基、芳基或亚烷基芳基；x＝1或2；L选自NR3C(O)NH、OC(O)NH、C(O)OCH2CH(OH)CH2、OCH2CH(OH)CH2、NHCH2CH(OH)CH2、亚烷基、C(O)O、C(O)NR3、SO2NR3、SO2、NR3、＝N-、≡N+-、O和S；R3是H、烷基、芳基或烷基芳基；ф是分子量是约100到约5,000,000、优选地约1000到约100,000的线性、支链或树枝状聚合链；在无任何限制的情况下，其可以是聚亚烷基(例如聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚异丁烯、聚异戊二烯)、聚氧化烯(例如聚缩醛、聚乙二醇、聚丙二醇和聚丁二醇)、聚亚胺、聚酯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚氨基甲酸酯、聚脲、聚丙烯酸酯(例如聚甲基丙烯酸酯和聚丙烯酸烷基/芳基酯)、聚丙烯腈、聚砜、聚苯乙烯、聚卤乙烯(聚氯乙烯、聚氟乙烯、聚溴乙烯)、聚卤亚乙烯、聚乙烯醇、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇缩丁醛、聚碳酸酯、聚醚砜、聚(亚芳基/亚烷基)硫醚、聚环氧化物、聚醛、聚酮、聚醚酮、苯酚-甲醛、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、烃树脂以及包括至少一个硅和/或锗原子的金属有机聚合物，例如聚硅氧烷；其还可以是其无规、嵌段、树枝状或梳状共聚物；并且每个R1独立地可以与所述颜料粒子表面上的不同官能团Q或与另一个改性化合物M的R1取代基相互作用。
改性化合物M还可以与颜料粒子表面上的多个官能团Q以及一个或多个不同改性化合物M上的其它官能团相互作用。举例来说，改性化合物M可以与颜料粒子表面上的两个官能团Q相互作用，以形成例如具有下式之一或其组合的部分-Q-M-Q-：
其中每个Q独立地是O、氧基亚烷基、S、硫基亚烷基、氧基亚芳基、硫基亚芳基、氧基亚杂环基、硫基亚杂环基、氧基亚脂环基或硫基亚脂环基；每个R1可以与所述颜料粒子表面上的不同官能团Q或与另一个改性化合物M的R1取代基相互作用；并且ф、E、R1、R2和x中的每一者如上文所描述。
在一些情况下，至少两个改性化合物M彼此相互作用并且与颜料粒子表面上的不同官能团Q相互作用。举例来说，两个改性基团M可以与颜料粒子表面上的两个不同官能团Q相互作用，以形成部分-Q-M-M-Q-。在一些情况下，部分-Q-M-M-Q-可以具有下式：
其中每个Q独立地是O、氧基亚烷基、S、硫基亚烷基、氧基亚芳基、硫基亚芳基、氧基亚杂环基、硫基亚杂环基、氧基亚脂环基或硫基亚脂环基；ф、L、E、R1中的每一者如上文所描述；并且每个R1可以与所述颜料粒子表面上的不同官能团Q或与另一个改性化合物M的R1取代基相互作用。
B.制备式(1)化合物
改性化合物M可以通过使式(1)化合物完全或部分水解而制备：
ф-L-[E-Si(R1)m(R2)n]x
其中ф、L、E、R、R1、R2、m、n和x中的每一者如上文所描述。式(1)化合物可以通过使以下各者反应而制备：式(2)化合物：
与式(3)化合物：
其中选自-NCO、-NR4R5、-N+R4R5R6、-SO3-、-OH、-SH、R7、-COOH、-COR7、-SO2R7、环氧基、丙烯酸酯和乙烯基；选自-NCO、-NR4R5、-N+R4R5R6、-SO3-、-OH、-SH、R7、-COOH、-COR7、-SO2R7、环氧基、丙烯酸酯和乙烯基；R4、R5和R6中的每一者独立地是H或C1-C20烷基；R7是F、Cl或Br；q＝1到100；并且ф、E、R1、R2、m、n和x如上文所描述，其中式(2)化合物的官能团与式(3)化合物的官能团反应。当式(3)化合物包括多个官能团时，多个式(2)化合物可以与式(2)化合物反应，其中每个式(2)化合物的官能团与式(3)化合物的不同官能团反应。在一些情况下，式(3)化合物具有少于90个或少于80个或少于70个或少于60个或少于50个或少于40个或少于30个或少于20个或少于10个或少于5个官能团在一些情况下，式(3)化合物具有5、4、3、2或1个官能团
在一些情况下，式(2)化合物的官能团与式(3)化合物的官能团之间的反应是加成或缩合反应。任选地，颜料粒子可以首先用式(2)化合物进行处理，并且然后经由官能团和与式(3)化合物反应。
一种例示性过程描绘于方案I中。
方案I：
如方案I中所示，其中m＝3，n＝0，x＝1，是-NCO并且E是-CH2CH2CH2-的式(2)化合物与其中是NH2的式(3)化合物反应，以产生式(1)化合物。
一个例示性式(1)化合物是如下化合物，其中ф是MW＝2000的聚亚烷基二醇；L是NHC(O)NH；E是C3H6；R1是OC2H5；m＝3；n＝0；并且x＝1。此例示性化合物的起始物质是L-200(获自亨茨曼国际(HuntsmanInternational))和3-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷(获自盖勒斯特公司,莫里斯维尔,宾夕法尼亚州)，其中是NCO；是NH2；E是C3H6；R1是OC2H5；m＝3；n＝0；q＝1；并且x＝1。
在式(1)化合物的另一个实例中，ф是MW＝1000-2000的聚异丁烯，L是NHCH2CH(OH)CH2；E是C3H6；R1是OCH3；m＝3；n＝0；x＝1。此实例的起始物质是PIBA 03(获自巴斯夫股份公司(BASFAG),路德维希港(Ludwigshafen),德国(Germany))和5,6-环氧基己基三乙氧基硅烷(获自盖勒斯特公司,莫里斯维尔,宾夕法尼亚州)，其中是环氧基；是NH2；E是C3H6；R1是OCH3；m＝3；n＝0；q＝1；并且x＝1。
改性颜料组合物中改性化合物M的量以改性颜料组合物的重量计可以是约0.1％到95％，并且以组合物的重量计可以是约10％到60％。改性颜料组合物中改性化合物M的量以改性颜料组合物的重量计可以是约5％到50％，或10％到45％，或15％到40％，或20％到30％，或20％到40％，或25％到60％，或30％到65％，或35％到70％，或40％到80％，或45％到90％，或50％到95％。低于约0.1重量％的改性化合物M浓度通常将无法提供所要胶体稳定性，并且高于95％的改性化合物M浓度通常将导致流变行为不充分并且界面张力(IFT)减小。
C.颜料粒子
待表面改性的颜料粒子可以包括任何有机颜料、不溶性染料或染料的盐或络合物、或碳黑的粒子。具有表面羟基或苯酚基的颜料最适用于本发明的目的。硫醇基或苯硫酚基同样可以加以利用；然而，它们由于S-Si键相较于O-Si键的较低稳定性而不太优选。羟基/苯酚基可以是现有颜料、还原或分散染料、染料的不溶性盐或络合物、或其它络合物着色剂(例如无机核经有机颜料或染料覆盖的壳型颜料)的化学结构的一部分，或其可以通过定制合成颜料或染料而引入。在两种情况下，羟基都可以在合成发色团本身的过程中或作为后续额外反应的结果引入。此外，羟基或苯酚基还可以通过不可逆吸附含有羟基或苯酚基的低分子量化合物或单体/寡聚物/聚合物而引入。
合适颜料的非限制性实例包括偶氮或偶氮缩合颜料、金属络合物、苯并咪唑酮、偶氮甲碱、甲碱(例如花青、氮杂羰花青、烯胺、半花青、链花青、苯乙烯基、零甲碱、单、二、三和四氮杂甲碱)、类胡萝卜素、芳基甲烷(例如二芳基甲烷和三芳基甲烷)、呫吨、噻吨、类黄酮、芪、香豆素、吖啶、芴、荧光酮、苯并二呋喃酮、甲臜、吡唑、噻唑、吖嗪、二嗪、噁嗪、二噁嗪、三苯二噁嗪、吩嗪、噻嗪、噁酮、吲达胺、亚硝基、硝基、醌(例如氢醌、萘醌和蒽醌)、若丹明、酞菁、中性花青、二氮杂半花青、紫菜碱、芘酮、苝、派洛宁、二酮基吡咯并吡咯、靛蓝、靛蓝类染料、硫靛蓝、吲哚苯酚、萘二甲酰亚胺、异吲哚啉、异吲哚啉酮、亚氨基异吲哚啉、亚氨基异吲哚啉酮、喹吖啶酮、黄烷士酮、阴丹酮、蒽素嘧啶、喹酞酮、异蒽酮紫、皮蒽酮以及其任何组合和/或任何固溶体；还原或分散染料；或酸的不溶性盐/络合物；直接反应性媒染剂、溶剂、天然碱性(阳离子)硫、荧光或光学增亮剂；有机、无机颜料或增量剂的混合物、其固溶体；无机核经有机壳体覆盖的壳型颜料。颜料还可以是分散聚合粒子，例如聚苯乙烯、聚酰胺、聚砜、聚酯、聚氨基甲酸酯、聚亚烷基、聚硫化物、其共聚物和混合物或共聚物，但不仅限于这些。分散聚合物粒子可以不经任何上述颜料和/或染料着色或经其着色。
非限制性例示性有机颜料包括C.I.颜料黑1、2、3、31和32；C.I.颜料绿7、36、37、47、54和58；C.I.颜料蓝15:1、15:2、15:3、15:4、15:6、16、21、22、25、60、64、65、75、76和79；C.I.颜料紫19、20、23、25、29、31、32、33和37；C.I.颜料棕1、25、28、38、42；C.I.颜料红12、13、14、15、21、23、32、40、85、88、89、112、114、122、123、144、147、149、166、168、170、171、175、176、177、178、179、180、181、183、184、185、187、188、189、190、192、194、195、196、202、208、209、214、216、220、221、224、226、242、245、248、251、254、255、256、260、264、266、269和271；C.I.颜料橙2、3、4、5、16、22、24、36、38、40、43、51、60、61、62、64、66、69、71、72、73和77；C.I.颜料黄7、12、13、23、24、74、83、93、94、95、97、101、108、109、110、120、123、138、139、147、148、150、151、154、155、167、170、171、173、174、175、180、181、182、185、192、193、194、199、213、218和220；C.I.还原黑1、2、7、8、25、27、28、29、30、35、65；C.I.还原绿1、2、3、4、6、8、9、11、12、17、23；C.I.还原蓝1、2、3、4、5、6、7、8、9、11、12、13、14、16、18、19、20、21、22、25、30、31、32、33、37、40、42、43、47、53、64和67；C.I.还原紫1、2、3、4、5、8、9、10、13、14、15、16、17、18和19；C.I.还原棕1、3、5、8、9、14、16、21、22、25、26、31、33、37、42和45；C.I.还原红10、13、14、15、18、19、20、21、23、24、28、29、32、35、37、38、39、40、42、44和48；C.I.还原橙1、2、3、4、7、9、11、13、15、16、17、18、19和20；C.I.还原黄1、2、3、4、9、10、11、12、13、17、18、20、23、26、27、28、29、31、33和44。
在一些情况下，例示性有机颜料包括C.I.颜料黑31和32；C.I.颜料绿7、36、47、54和58；C.I.颜料蓝15:1、15:2、15:3、15:4、15:6、16和60；C.I.颜料紫19、23、29和37；C.I.颜料棕25、28和38；C.I.颜料红122、123、144、149、168、171、175、176、177、178、179、183、185、189、190、202、208、209、220、224、242、251、254、255、260和264；C.I.颜料橙36、43、60、61、62、64和71；C.I.颜料黄74、83、95、97、110、120、138、139、150、151、154、155、167、180、181、182、185、192、194、199和213；C.I.C.I.还原黑8、25和27；C.I.还原绿1、2和4；C.I.还原蓝4、6、11、16和19；C.I.还原紫1、9、10和13；C.I.还原棕1、25、31和33；还原红13、29和31；C.I.还原橙1、2、3、7、9和11；C.I.还原黄2、4、10、12和33。
在一些情况下，选择含有至少一个羟基的颜料。含有至少一个羟基的例示性有机颜料包括C.I.颜料蓝25；C.I.颜料紫20、25和32；C.I.颜料棕1和42；C.I.颜料红12、13、14、15、21、23、32、40、85、89、112、114、147、170、171、175、176、177、183、184、185、187、188、196、208、220、221、242、245、256、266和269；C.I.颜料橙2、3、4、5、22、24、38；C.I.颜料黄7、23、101和148；C.I.还原蓝12、13、42、43和47；C.I.还原紫15和17；C.I.还原红40。
在一些情况下，选择含有至少一个芳香族伯氨基或硝基的颜料。举例来说，可以选择含有至少一个芳香族伯氨基(其可以经由重氮盐经苯酚基取代)或至少一个硝基(其首先还原为氨基接着转化为羟基，或其可以直接用羟基置换)的有机颜料。例示性所述颜料是C.I.颜料黑1；C.I.颜料红177、196；C.I.还原黑7；C.I.还原绿9和11；C.I.还原蓝31、32、33和64；C.I.还原红10、18、20、21和31。
在一些情况下，有机颜料可以是近红外(NIR)反射或NIR透射颜料或荧光颜料。所述颜料的非限制性实例是苝颜料。这些颜料可以个别地或以两种或更多种NIR反射/透射有机颜料、染料的混合物、其固溶体或反应产物形式使用。在一个特定实例中，混合物是黑色颜料或染料或其组合。
无机颜料的非限制性实例包括碳黑、二氧化钛、氧化锌、二氧化硅、氧化铁、锑黄、铬酸铅、铬酸铅硫酸盐、钼酸铅、深蓝、钴蓝、锰蓝、氧化铬绿、水合氧化铬绿、钴绿、金属硫化物、硫硒化镉、锌铁氧体、钒酸铋以及其衍生物和任何组合。无机颜料的非限制性特定实例是C.I.颜料黑6、7、9、11、12、14、15、22、26、27、28、29、30、33、34和35；C.I.颜料绿18、20、21和22；C.I.颜料蓝27、30和73；C.I.颜料红265和275；C.I.颜料黄38、40、53、119、157、158、160、161、162和184；C.I.颜料白4、5、6、6:1、7、8、9、10、12、13、14、15、18、18:1、19、21、22、23、24、25、26、27、28、32、33和36。
在一些情况下，颜料是碳黑或选自以下的无机颜料：C.I.颜料黑6、7、9、11、12、14、15、22、26、27、28、29、30、33、34和35；或C.I.颜料白4、5、6、6:1、7、18、18:1、26、28和32。在一些情况下，无机颜料是C.I.颜料黑7。在一些情况下，黑色颜料是以下中的两者或更多者的混合物：碳黑、有机和/或无机颜料、染料，其固溶体或反应产物。
在一些情况下，无机颜料是NIR反射颜料或两种或更多种NIR反射/透射无机和有机颜料、染料的混合物、其固溶体或反应产物。在一个特定实例中，混合物是黑色NIR反射颜料和NIR透射有机颜料或染料组合物。在另一个实例中，NIR反射颜料是白色颜料或NIR反射白色颜料与有机透射颜料或染料的组合。例示性NIR反射颜料包括氧化钛(TiO2)、复合氧化物系统颜料、经氧化钛涂布的云母颜料和氧化锌颜料。
D.颜料官能团改性
不具有任何优选官能团(例如羟基/苯酚基)的上述颜料可以经历额外反应以便引入所述官能团，例如官能团Q，具体来说羟基/苯酚基。可以使用本领域中已知的导致官能团Q(例如羟基/苯酚基)的加入或反应性基团转化为羟基/苯酚基的任何反应。非限制性实例包括使颜料与多聚甲醛于无机酸中反应从而产生羟甲基衍生物；用羟基或苯酚基取代氨基、硝基或卤素；使羟基加成到不饱和键；使环氧化物与羧基或氨基反应；以及使醛、酮和羧酸还原。
表面羟基或苯酚基还可以经由不可逆吸附而引入。表面羟基/苯酚基经由不可逆吸附的引入可以经由本领域中已知的任何方法进行，例如在改性剂可溶于所选溶剂中时通过从溶液吸附，或在不溶性改性剂的情况下通过机械化学改性。举例来说，颜料可以用来自溶液的颜料衍生物，或具有含有官能团(例如羟基/苯酚基)的相同或不同发色团结构的染料，或含有羟基或苯酚基的单体/寡聚物/聚合物；或使用任何类型的研磨和磨削设备，来进行处理。当使用单体/寡聚物/聚合物时，可以使用本领域中已知的在交联或不交联的情况下的任何封装或微封装方法。简化的例示性工艺展示于方案II中。
方案II：
如方案II中所示，在表面上含有芳香族-NH2基团的颜料粒子可以在酸性条件下用NaNO2处理以产生重氮基，其在颜料表面上经-OH官能团置换。
羟基或苯酚基还可以作为前体与颜料粒子表面直接反应的结果而引入。非限制性实例包括芳香族氨基苯酚(例如对氨基苯酚、氨基萘酚、氨基苯甲醇等)与亚硝酸重氮化以形成重氮盐，接着重氮盐与颜料粒子表面反应。如果反应在高于环境的温度下进行，那么重氮盐分解，形成与颜料粒子表面反应的基团。在低于5℃-7℃的温度下，重氮盐还可以经由偶氮偶合机制与合适颜料反应。
E.颜料纯化
必要时，颜料可以利用本领域中已知的任何适当技术在表面改性之前或之后或之前和之后纯化，以便最少化或消除有机和无机中间物、杂质和污染物。非限制性实例包括萃取、升华、离心、蒸馏、再结晶、分步结晶、超滤、逆渗透和其任何组合。
F.颜料粒度
颜料粒子的大小可以选择为适用于表面改性颜料的最终用途的大小。颜料粒子根据动态光散射粒度分析所得的平均重量直径优选地可以在10nm或约10nm到约5μm范围内。在一些情况下，粒度在20nm或约20nm到1,000nm或约1,000nm范围内。在一些情况下，粒度在20nm或约20nm到500nm或约500nm范围内。在一些情况下，粒度在50nm或约50nm到300nm或约300nm范围内。在一些情况下，粒度在75nm或约75nm到250nm或约250nm范围内。在一些情况下，粒度在20nm或约20nm到200nm或约200nm范围内。在一些情况下，粒度在30nm或约30nm到300nm或约300nm范围内。在一些情况下，粒度在50nm或约50nm到500nm或约500nm范围内。在一些情况下，粒度在250nm或约250nm到750nm或约750nm范围内。
IV.颜料的表面改性方法
本文中还提供对颜料进行改性、具体来说对颜料进行表面改性的方法。在一些情况下，所述方法允许在改性化合物M的硅原子与颜料粒子(例如任何有机颜料、不溶性染料或染料的盐或络合物、或碳黑或其组合)的官能团Q的表面羟基之间形成共价键。
颜料粒子的表面改性方法包括合成式(1)化合物：
ф-L-[E-Si(R1)m(R2)n]x  式(1)
通过使以下各者反应：式(2)化合物：
与式(3)化合物：
作为第一工艺步骤，其中ф、L、E、R1、R2、m、n、x、和q中的每一者如上文所描述。式(1)化合物经历完全或部分水解，导致形成改性化合物M。颜料粒子可以用改性化合物M处理，作为第二工艺步骤。任选地，颜料粒子可以首先用式(2)化合物处理，并且然后经由官能团F和F1与式(3)化合物反应。取决于式(3)化合物的极性，处理可以在亲水性聚合物的情况下在水中，或在添加或不添加水的情况下在任何合适溶剂或任何溶剂混合物中进行。颜料首先与溶剂预混合，所述溶剂任选地添加有共溶剂、表面活性剂、消泡剂、聚合分散剂和本领域的技术人员已知的其它添加剂。必要时，分散液可以在用改性化合物M或用式(2)化合物处理之前、期间或之后经研磨以减小颜料粒度。非限制性地，可以使用任何类型的研磨设备。可以使用的例示性研磨设备包括高速溶解器和均质器、旋转球磨机、振动磨机、搅拌卧式或立式介质磨机、篮式磨机、转子/定子型机器或磨碎机。研磨设备可以通过分批操作或借助于再循环和/或离散通过而工作。可以使用任何已知类型和大小的介质，例如大小在15μm到约10cm范围内的玻璃、陶瓷、砂、聚合和金属介质。介质形状可以是熟练的业内人士已知的任何形状，包括圆形、规则、不规则或其混合物。典型设备包括由艾格尔(Eiger)、耐驰(Netzsch)、布勒(Buhler)、普雷米尔(Premier)、豪美(Hockmeyer)、芝加哥锅炉(Chicago Boiler)、联合工艺(Union Process)、IKA工厂(IKA Works)、贝克-珀金斯(Baker-Perkins)、保罗-O-阿贝(Paul-O-Abbe)等制造的机器。在研磨之后，颜料分散液任选地可以经过滤或离心或过滤并且离心以去除大颜料粒子、破损介质或污染物。
第二工艺步骤过程中用改性化合物M或式(2)化合物对颜料粒子的处理可以如上文所解释在有或无颜料研磨的情况下在0℃到200℃范围内的任何温度下进行0.5-24小时的一段时间。pH可以在3到9或4到8或5到7范围内。处理可以在酸性、中性或碱性条件下进行。例示性简化工艺展示于方案III中。
方案III：
如方案III中所示，含有官能团Q(此处描绘为-OH)的颜料粒子与如下式(1)化合物反应，其中m＝3，n＝0，x＝1，E是-CH2CH2CH2-，并且L是-NHC(O)NH-，其在处理期间经历完全或部分水解，导致形成改性化合物M。如方案III中所描绘，改性化合物M与颜料粒子表面上的官能团反应并且任选地可以与其它改性化合物M反应。在一些情况下，颜料粒子表面上的全部官能团形成部分-QM。在一些情况下，未反应的官能团Q保持在颜料粒子表面上。另外，式(1)化合物还可以通过直接化学吸附或通过与颜料粒子表面氢键键结而连接到颜料粒子表面。
在第三工艺步骤中，分离经处理的颜料粒子。分离步骤可以使用本领域中已知的任何方法来进行。举例来说，粒子可以通过过滤或离心而分离以形成压滤饼并且随后干燥压滤饼。粒子还可以通过在不过滤的情况下直接干燥颜料分散液而分离。压滤饼和颜料分散液都可以使用任何已知工艺和设备类型(例如简单烘箱、喷雾干燥器、流化床干燥器、气流/急骤干燥器、旋转干燥器/蒸发器、微波、红外或射频干燥器，但不仅限于这些)来干燥。干燥过程可以在大气压下或在低压下进行。干燥过程可以在惰性气体(例如氮气或氩气)流下进行。干燥过程的持续时间和温度取决于所用工艺和设备的类型，并且可以是几秒到48小时并且温度可以从约40℃到300℃变动并且可以是约80℃到200℃，但可以使用时间与温度的其它组合。
任选地，如果需要，那么表面改性颜料可以利用任何适当技术由有机和无机中间物、杂质和污染物纯化(例如参看美国专利第4,370,269号和第4,124,582号以及美国专利公开第2006/0167236号)。非限制性实例包括萃取、升华、离心、蒸馏、超滤、逆渗透或其任何组合。
在一个例示性工艺中，式(1)化合物与颜料于溶剂中混合，所述溶剂可以是水性或非水性的(使用非水性溶剂的工艺可以包括添加水)。在颜料处理的过程中，式(1)化合物部分或完全水解以形成改性化合物M，其与颜料粒子表面上的官能团(例如官能团Q)反应。
在第二例示性工艺中，在另一步骤中，式(1)化合物可以在如上文所述的相同条件下于溶剂中混合，所述溶剂可以是水性或非水性的(使用非水性溶剂的工艺可以包括添加水)，导致式(1)化合物完全或部分水解以产生改性化合物M，接着与待改性的颜料混合。
V.含有表面改性颜料的颜料分散液
本文中提供的表面改性颜料可以用于制备具有极佳稳定性和极佳功能的颜料分散液，具体来说用于使用电润湿技术的应用。用本文中提供的表面改性颜料制得的分散液在不需要额外聚合分散剂、增效剂和表面活性剂的情况下展现出于广泛范围的溶剂中的极佳稳定性，并且因此本文中提供的表面改性颜料实际上是自分散颜料。尽管本文中提供的改性颜料实际上是自分散的，但包括本文中提供的表面改性颜料的组合物还可以包括其它添加剂，包括聚合分散剂、增效剂和表面活性剂。本文中提供的表面改性颜料尤其适用于制造用于电子显示器的成像流体、滤色器、液体调色剂、包括喷墨油墨和气雾油墨的油墨、涂料、油漆、化妆品和塑料以及其它应用。归因于在极性和非极性介质中的分散稳定化的非离子机制，本文中提供的表面改性颜料导致分散液展现出极佳色彩和流变性质、改进的功能性和耐久性，尤其是在电子装置中。
本文中提供的分散液包括本发明的表面改性颜料，并且一般来说还可以包括至少一种极性或非极性溶剂，以及任选地额外有机或无机颜料或染料，或借助于化学改性方法通过使离子、非离子或聚合基团共价连接到颜料粒子表面而制得的表面改性颜料或不溶性染料。本文中提供的分散液还可以单独或以任何组合形式包括表面活性剂、增效剂、用于导电性控制的添加剂、聚合分散剂、树脂、消泡剂、电荷导向剂和本领域的技术人员已知的其它功能添加剂。
分散液可以用于制备用于电润湿、电流体或电泳装置的成像极性或非极性流体。分散液还可以用于制备包括本文中提供的表面改性颜料的包括喷墨油墨和气雾油墨的水性或非水性油墨、涂料、滤色器、电子图调色剂、液体显影剂、油漆、化妆品和塑料。
A.极性溶剂
包括本文中提供的表面改性颜料的分散液可以包括极性溶剂。本领域中已知的任何极性溶剂都可以包括于分散液中。对于制备成像流体来说，极性溶剂可以是个别液体极性溶剂或两种或更多种液体极性溶剂的组合。非限制性实例包括水、二醇、聚二醇、醇、多元醇、醚、酯、酮、内酰胺、吡咯烷酮、碳酸酯、砜、亚砜、酰胺、杂环胺、腈、脂肪族酸、缩醛、氨基甲酸酯和醛。溶剂还可以包括具有多种官能团的化合物，所述官能团例如选自以下的官能团：醇、酮、醚、酯、胺、腈、酰胺、亚砜、羧酸、醛和卤素以及其任何组合。举例来说，溶剂可以包括官能团的组合，例如醇/酮、醚/酯/酮和胺/醇/卤素。
极性溶剂的非限制性特定实例包括水、乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、二乙二醇、二丙二醇、甘油、碳酸乙二酯、碳酸丙二酯、碳酸1,2-丁二酯、碳酸1,2-环己烷酯、碳酸甘油酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、苯乙酮、吡啶、丙二酸二甲酯、二丙酮醇、氨基甲酸羟丙酯、氨基甲酸β-羟乙酯、N-甲基甲酰胺、N-甲基乙酰胺、二甲亚砜、环丁砜、2-吡咯烷酮、N-甲基-2-吡咯烷酮、N-环己基-2-吡咯烷酮、丙酮基丙酮、环己酮、乙酰乙酸乙酯、L-乳酸乙酯、吡咯、N-甲基吡咯、N-乙基吡咯、4H-吡喃-4-酮、1,3-二甲基-2-咪唑烷酮、吗啉、N-甲基吗啉、N-乙基吗啉、N-甲酰基吗啉、β-丙内酯、β-戊内酯、β-己内酯、γ-丁内酯、γ-戊内酯、γ-己内酯、γ-庚内酯、γ-辛内酯、γ-壬内酯、γ-癸内酯、δ-戊内酯、δ-己内酯、δ-庚内酯、δ-辛内酯、δ-壬内酯、δ-癸内酯、δ-十四内酯、δ-十八内酯和其任何组合。
B.非极性溶剂
包括本文中提供的表面改性颜料的分散液可以包括非极性溶剂。本领域中已知的任何非极性溶剂都可以包括于分散液中。对于制备成像流体来说，非极性溶剂可以是个别液体非极性溶剂或两种或更多种液体非极性溶剂的组合。
特别适用于制备成像流体的例示性非极性溶剂包括：包括硅和/或锗的未经取代的、经取代的、线性、支链和环状化合物；脂肪族或芳香族烃，部分氢化芳香族烃，含有卤素、硝基、亚硝基、环氧基、磷酸酯或氰基的脂环族或芳香族杂环化合物或其衍生物；脂肪醇和羧酸，和其醚、酯以及酰胺。溶剂还可以包括具有多种官能团的化合物。非限制性实例包括具有卤素和硝基、或氰基和环氧基的溶剂。
非极性溶剂的非限制性特定实例是癸烷、十二烷、十四烷、环己烷、十氢化萘、萘满、十八醇、硅酮油(例如线性或环硅氧烷)、支链脂肪族烃(来自埃克森(Exxon)的系列)以及其它石油溶剂(例如煤油和矿物油精)、十四烷环氧化物和氟化烃。
C.制备分散液和彩色成像流体
含有本文中提供的表面改性颜料的分散液和彩色成像流体可以使用本领域中已知的用以制造颜料分散液和彩色成像流体、具体来说彩色电光学成像流体的任何方法来制造(例如参看美国专利第8,313,576号、第8,258,231号、第8,018,640号、第7,804,561号、第6,211,347号、第5,663,224号、第5,449,582号和第5,034,508号以及美国专利公开第US2012/0307347号、第US2007/0205979号和第US2007/0187242号)。举例来说，在制备分散液和彩色成像流体时，本文中提供的表面改性颜料可以与适当溶剂并且任选地与任何其它组分例如在配备有转速在500-12,000RPM范围内的高速搅拌器的容器中预混合。混合物然后可以使用已知研磨设备进行研磨，所述研磨设备例如(但不限于)旋转球磨机、振动磨机、搅拌卧式或立式介质磨机、篮式磨机、转子/定子型机器或磨碎机。混合物可以通过分批操作或借助于再循环和/或离散通过来研磨。
可以使用任何已知类型和大小的介质，例如大小在15μm到约10cm范围内的玻璃、陶瓷、砂、聚合和金属介质。介质形状可以是圆形、规则、不规则或其混合物。典型设备包括由艾格尔、耐驰、布勒、普雷米尔、豪美、芝加哥锅炉、联合工艺、IKA工厂、贝克-珀金斯、保罗-O-阿贝等制造的机器。
研磨过程的持续时间取决于所要粒度、研磨设备类型和所用介质。举例来说，研磨过程可以是几分钟到72小时或更久，或可以是15分钟到6小时。研磨过程可以在任何温度，例如约5℃到120℃下进行。可以选择研磨时间与温度的任何组合。在研磨之后，颜料分散液任选地可以经过滤或离心或过滤并且离心以去除大颜料粒子、破损介质或污染物。
在本文中提供的分散液中，本发明的表面改性颜料可以按分散液的重量计以1重量％或约1重量％到60重量％或约60重量％、或2重量％或约2重量％到50重量％或约50重量％、或3重量％或约3重量％到40重量％或约40重量％、或5重量％或约5重量％到30重量％或约30重量％的量存在。低于1％的颜料浓度是可能的但对于研磨来说是不经济的。高于60％的颜料浓度是可能的但典型地将无法提供可接受的流变行为。在一些情况下，表面改性颜料以分散液的重量计以1重量％、2重量％、3重量％、4重量％、5重量％、6重量％、7重量％、8重量％、9重量％、10重量％、11重量％、12重量％、13重量％、14重量％、15重量％、16重量％、17重量％、18重量％、19重量％、20重量％、21重量％、22重量％、23重量％、24重量％、25重量％、26重量％、27重量％、28重量％、29重量％、30重量％、31重量％、32重量％、33重量％、34重量％、35重量％、36重量％、37重量％、38重量％、39重量％、40重量％、41重量％、42重量％、43重量％、44重量％、45重量％、46重量％、47重量％、48重量％、49重量％、50重量％、51重量％、52重量％、53重量％、54重量％、55重量％、56重量％、57重量％、58重量％或60重量％的量存在。
在本文中提供的成像流体中，本发明的表面改性颜料可以按成像流体的重量计以约0.01重量％到30重量％或约30重量％、或约0.1重量％到25重量％或约25重量％、或约0.2重量％到20重量％或约20重量％的量存在。低于0.01％的颜料浓度是可能的但通常将无法提供充足色彩贡献。高于30％的颜料浓度是可能的但典型地将无法提供可接受的流变行为并且在电子装置中将展现出不充分的性能。在一些情况下，表面改性颜料以成像流体组合物的重量计以0.01重量％、0.02重量％、0.03重量％、0.04重量％、0.05重量％、0.06重量％、0.07重量％、0.08重量％、0.09重量％、0.1重量％、0.2重量％、0.3重量％、0.4重量％、0.5重量％、0.6重量％、0.7重量％、0.8重量％、0.9重量％、1重量％、1.25重量％、1.5重量％、1.75重量％、2重量％、2.25重量％、2.5重量％、2.75重量％、3重量％、3.25重量％、3.5重量％、3.75重量％、4重量％、4.25重量％、4.5重量％、4.75重量％、5％、5.25重量％、5.5％、5.75重量％、6重量％、6.25重量％、6.5重量％、6.75重量％、7重量％、7.25重量％、7.5重量％、7.75重量％、8重量％、8.25重量％、8.5重量％、8.75重量％、9重量％、9.25重量％、9.5重量％、9.75重量％、10重量％、10.25重量％、10.5重量％、10.75重量％、11重量％、11.25重量％、11.5重量％、11.75重量％、12重量％、12.25重量％、12.5重量％、12.75重量％、13重量％、13.25重量％、13.5重量％、13.75重量％、14重量％、14.25重量％、14.5重量％、14.75重量％、15％、15.25重量％、15.5％、15.75重量％、16重量％、16.25重量％、16.5重量％、16.75重量％、17重量％、17.25重量％、17.5重量％、17.75重量％、18重量％、18.25重量％、18.5重量％、18.75重量％、19重量％、19.25重量％、19.5重量％、19.75重量％、20重量％、20.25重量％、20.5重量％、20.75重量％、21重量％、21.25重量％、21.5重量％、21.75重量％、22重量％、22.25重量％、22.5重量％、22.75重量％、23重量％、23.25重量％、23.5重量％、23.75重量％、24重量％、24.25重量％、24.5重量％、24.75重量％、25％、25.25重量％、25.5％、25.75重量％、26重量％、26.25重量％、26.5重量％、26.75重量％、27重量％、27.25重量％、27.5重量％、27.75重量％、28重量％、28.25重量％、28.5重量％、28.75重量％、29重量％、29.25重量％、29.5重量％、29.75重量％或30重量％的量存在。
分散液和成像流体中的颜料粒子通过动态光散射粒度分析测定的平均重量直径可以在约10nm到约5μm范围内。在一些情况下，粒度在20nm或约20nm到500nm或约500nm范围内。在一些情况下，粒度在50nm或约50nm到300nm或约300nm、或30nm或约30nm到300nm或约300nm、或10nm或约10nm到100nm或约100nm、或100nm或约100nm到400nm或约400nm范围内。分散液和彩色成像流体的动力粘度当在T＝25℃、30RPM转速下使用布洛克菲尔德粘度计LVDV-II+Pro、使用适当心轴测量时，在25℃下优选地是约0.5cP到2,000cP，在25℃下更优选地是约1cP到500cP，并且在25℃下最优选地是约1cP到100cP。
所述实施例的分散液和成像流体展现出极佳稳定性，展现出分散液本质性质(例如粒度分布、流变行为和色彩)的持久性。成像流体的除了上述性质之外的稳定性还包括界面表面张力的持久性和在电子装置中的适当功能。下文描述用于评估分散液和流体的实验方法。
VI.测试方法
本文中提供的分散液和彩色成像流体的粘度可以使用本领域中已知的任何方法来测量。举例来说，本文中提供的分散液和彩色成像流体的粘度值在T＝25℃、30RPM转速下使用布洛克菲尔德粘度计LVDV-II+Pro、并且使用适当心轴进行测量。还可以使用其它流变仪和剪切速率来测量粘度。
可以使用本领域中已知的任何方法来测量颜料粒子的粒度分布。对于本文中论述的粒度值，使用以动态光散射为原理工作的粒度分析仪、使用获自麦奇克公司(Microtrac,Inc.)(蒙哥马利维尔(Montgomeryville),宾夕法尼亚州)的粒度测量设备(包括NPA 250和MicrotracTM UPA)测定粒度分布。
通过将新制得的样品的粒度分布、粘度和显微图像与经历加速老化的样品进行比较来评估分散液和成像流体的稳定性。通过以下方式来进行加速老化测试：将分散液或成像流体的样品在80℃下放置在封闭的容器中一周。如果初始与老化样品的参数之间不存在显著差异，那么将分散液视为稳定。
通过评估疏水性电介质和电极衬底在电压施加下的接触角变化来测试彩色成像流体的电润湿能力。在一个例示性测试中，将涂有氧化铟锡(ITO)的玻璃用聚对二甲苯C电介质与Cytonix FluoroPelTM1601V疏水性含氟聚合物的组合覆盖作为环境。或者，电介质层可以含有Al2O3和朝日(Asahi)Cytop CTL-809M疏水性含氟聚合物。在一个点与衬底的ITO层连接的导电线充当接地电极。将衬底浸没于透明非极性溶剂中，并且将一滴具有极性流体的彩色流体放置于表面上。将以2V为增量的直流或交流电通过钨触须探针供应到所述液滴，并且使用VCA奥普替玛(Optima)软件程序(AST产品公司(AST Products Inc.),比勒利卡(Billerica),马萨诸塞州(MA))记录并且计算每个电压下的液滴接触角。如果接触角在施加电压后减小以使得最终接触角小于90°，那么将流体视为能够电润湿，例如参看巴拉吉拉伊(Balaji Raj)等人,“电润湿系统中的离子和液体依赖性电介质失效(Ion and LiquidDependent Dielectric Failure in Electrowetting Systems)”,朗缪尔(Langmuir)25(20):12387-12392(2009)，其内含以全文引用的方式并入本文中。
还在专有电润湿装置中评估彩色流体的性能(描述于K.布兰肯巴赫(K.Blankenbach)等人,“新颖电润湿显示器(Novel ElectrowettingDisplays)”,SID国际会议(SID International Symposium)(2007),第1卷,P-111,第618-621页中，其内容以全文引用的方式并入本文中)。通过切换电压将浸没到非极性溶剂中的彩色流体液滴在装置的两个腔室之间驱动。理想地，液滴应该毫无迟疑地移动，粘着于电池的表面、分裂、形成小卫星或在室温下展现出颜料絮凝至少四周。在测量过程中，进行观察以检测表面通过颜料粒子的染色、气泡形成或流体色彩变化。
VII.应用
本文中提供的表面改性颜料以及含有所述改性颜料的分散液和彩色流体可以用以配制用包括颜料或染料或其任何组合的组合物着色的任何组合物。例示性所述组合物是包括喷墨油墨和气雾油墨的油墨、涂料、调色剂、滤色器、油漆、化妆品、塑料以及用于电润湿、电流体或电泳装置的流体。
本文中提供的表面改性颜料和颜料分散液非常适用于油墨和涂料组合物。油墨或涂料可以经配制以具有适用于通过本领域中已知的任何沉积工艺沉积的粘度。例示性沉积工艺包括柔性印刷、凹版印刷、辊轮涂布、级联涂布、帘式涂布、狭缝涂布、电涂布、线结合棒、气雾剂和数字沉积工艺，包括喷墨印刷。优选的沉积工艺是喷墨印刷，其中油墨或涂料可以经配制以当在25℃下在约100sec-1到200sec-1剪切速率下测量时具有适当粘度，例如100cP或更小、或50cP或更小、或20cP或更小、或10cP或更小。
本文中提供的表面改性颜料和颜料分散液非常适用于彩色化妆品组合物。各种化妆品产品，例如化妆粉底、刷子、眼影和唇膏使用颜料进行着色。所形成的含有颜料的化妆品产品可以按各种形式(包括水包油乳液、油包水乳液和无水组合物)中的任一者进行配制。本文中提供的表面改性颜料和颜料分散液允许制备这些组合物，同时维持表面处理颜料的均匀分散，最小化或消除最终产品中的颜料粒子凝聚。
本文中提供的表面改性颜料可以包括于以电润湿、电流体和/或电泳为原理操作的电子显示器中。所述装置可以含有用本发明的表面改性颜料制得的成像流体。在一个特定实例中，含有本文中提供的表面改性颜料的彩色成像流体可以用于根据电润湿原理操作的显示器中以产生图像。一般来说，电润湿装置含有多个个别像素，其填充有不可混溶的极性流体和非极性流体。施加到每个像素或从每个像素去除的电压导致极性流体移动，并且由此改变像素的外观或状态，例如从彩色状态变为无色或透明状态。
通过其中可以包括本文中提供的任何表面改性颜料的成像流体工作的电润湿装置的实例描述于美国专利公开第US20123/07347号、第US2012/154896号和第US2012/092753号以及国际专利申请公开第WO2012/102802号、第WO2012/031093号、第WO2012/091776号和第WO2011/020020号以及K.布兰肯巴赫等人,“新颖电润湿显示器”,SID国际会议,2007,第1卷,P-111,第618-621页中，其中的每一者的内容全文并入本文中。
在另一个特定实例中，包括如本文中所描述的表面改性颜料的本文中提供的彩色成像流体可以用于根据电泳原理操作的显示器中以产生图像。通过其中可以包括本文中提供的任何表面改性颜料的成像流体工作的电泳装置的实例描述于美国专利公开第US2012/307347号和国际专利公开第WO2012/102802号和第WO2012/031093号中，其中的每一者的内容全文并入本文中。
VIII.实例
以下实例(包括实验和所获得的结果)仅出于说明性目的而提供并且不应理解为限制本发明的范围。
实例1
通过以下方式制备黑色颜料分散液：将100份160(基于德固赛(Degussa)气黑工艺制造并且获自俄里翁工程化碳(OrionEngineered Carbons),法兰克福(Frankfurt am Main),德国的颜料碳黑)、500份去离子(DI)水和50份异丙醇混合，接着在环境温度下使用高速混合器在3000RPM下均质化一小时。单独地，通过以下方式制备表面改性化合物：将89.0份L-200(获自亨茨曼国际有限责任公司,伍德兰兹(The Woodlands),德克萨斯州(TX)的亲水性聚醚单胺)和11.0份3-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷(获自盖勒斯特公司,莫里斯维尔,宾夕法尼亚州)在环境温度下混合一小时，然后将反应物质加热到80℃持续0.5小时，并且在此温度下搅拌两小时。然后将所得表面改性添加剂添加到颜料分散液中，并且将浆料在80℃下混合两小时，并且然后在步琪(Büchi)微型喷雾干燥器B-191(步琪公司(Büchi Corporation),纽卡斯尔(New Castle),特拉华州(DE))中在30％泵速率、215℃入口温度和142℃出口温度下喷雾干燥，产生表面改性颜料。
然后制备含有表面改性颜料的分散液。将25份表面改性颜料和225份γ-丁内酯使用高速混合器预混合，并且然后在艾格尔磨机(工程化磨机公司(Engineered Mills,Inc.),格雷斯雷克(Grayslake),伊利诺伊州(IL))中用0.5mm陶瓷介质研磨两小时。根据动态光散射粒度分析测定颜料的平均重量粒子直径，并且其测定为约185nm。将一部分分散液放置于封闭容器中，将所述容器放置于80℃下的烘箱中进行加速老化测试。在将分散液维持在80℃下7天之后，测量粒度分布并且其未展现出任何显著变化。为了制备成像流体，将分散液用γ-丁内酯稀释，以将颜料含量减少到约1％。所得成像流体展现出极佳色彩和令人满意的电润湿性质持续4+周。
比较实例1a：
通过以下方式制备比较颜料分散液：使用22份160(获自俄里翁工程化碳,法兰克福,德国)、0.5份12,000颜料增效剂和2.5份20,000聚合分散剂(两者都获自路博润有限公司(Lubrizol,Ltd.),曼彻斯特(Manchester),英国(UK))以及225份γ-丁内酯，将其使用高速混合器预混合，并且然后在艾格尔磨机中用0.5mm陶瓷介质研磨两小时。根据动态光散射粒度分析测定的平均重量粒子直径是约145nm。将一部分分散液放置于封闭容器中，将所述容器放置于80℃下的烘箱中进行加速老化测试。在将分散液维持在80℃下7天之后，粒度分布未展现出任何显著变化。为了制备成像流体，将分散液用γ-丁内酯稀释，以使颜料含量变为约1％。此成像流体展现出极佳色彩，但在电润湿装置中起作用仅几分钟。装置的表面经黑色粒子染色，指示令人不满意的性能。
实例2
通过以下方式制备红色颜料分散液：将22.5份PR177(获自DIC公司的颜料红177)、160份DI水和7份35％盐酸在环境温度下混合一小时。然后逐滴添加11份38.5％水溶液形式的亚硝酸钠到浆料中。在添加全部亚硝酸钠之后，将颜料浆料加热到70℃，并且搅拌一小时，并且将颜料经由过滤回收。将颜料用DI水洗涤直到滤液的电导率在pH＝7.5下低于20μS/cm。然后使颜料压滤饼在环境温度下于DI水中再成浆料，并且搅拌一小时。单独地，将6.9份L-200(获自亨茨曼国际有限责任公司,伍德兰兹,德克萨斯州)和0.6份3-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷(获自盖勒斯特公司,莫里斯维尔,宾夕法尼亚州)在环境温度下混合一小时，然后将反应物质加热到80℃持续0.5小时，并且在此温度下搅拌两小时。然后将所得表面改性添加剂添加到颜料分散液中，并且将混合物在80℃下混合两小时，并且然后在烘箱中在100℃温度下干燥过夜。使用掺合器碾磨干燥物质。
然后制备含有表面改性颜料的分散液。将25份表面改性颜料和225份碳酸丙二酯(获自亨茨曼国际有限责任公司,伍德兰兹,德克萨斯州)使用高速混合器预混合，并且然后在艾格尔磨机中用0.5mm陶瓷介质研磨两小时。根据动态光散射粒度分析测定的平均重量粒子直径是约215nm。将一部分分散液放置于封闭容器中，将所述容器放置于80℃下的烘箱中进行加速老化测试。在将分散液维持在80℃下7天之后，粒度分布未展现出任何显著变化。为了制备成像流体，将分散液用碳酸丙二酯稀释，以将颜料含量减少到约1.0％。此流体展现出极佳色彩和令人满意的电润湿性质持续4+周。
比较实例2a：
使用22.5份PR177(获自DIC公司)和150份DI水制备比较颜料分散液，将其在环境温度下搅拌一小时。单独地，将6.9份L-300(获自亨茨曼)和0.6份3-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷(获自盖勒斯特公司,莫里斯维尔,宾夕法尼亚州)在环境温度下混合一小时，然后将反应物质加热达到80℃持续0.5小时，并且在此温度下搅拌两小时。然后将所得表面改性添加剂添加到颜料分散液中，并且将混合物在80℃下混合两小时，并且然后在烘箱中在100℃温度下干燥过夜。使用掺合器碾磨干燥物质。
然后制备含有改性颜料的分散液。将25份改性颜料和225份碳酸丙二酯(获自亨茨曼)使用高速混合器预混合，并且然后在艾格尔磨机中用0.5mm陶瓷介质研磨两小时。根据动态光散射粒度分析测定的平均重量粒子直径是约303nm。将一部分分散液放置于封闭容器中，将所述容器放置于80℃下的烘箱中进行加速老化测试。在将分散液维持在80℃下7天之后，粒度平均重量粒子直径是450nm，指示分散液不稳定。为了制备成像流体，将分散液用碳酸丙二酯稀释，以将颜料含量减少到约1.0％。此流体在电润湿装置中根本不移动，指示令人不满意的性能。
实例3
通过以下方式制备黑色颜料分散液：混合115份160(获自俄里翁工程化碳,法兰克福,德国的颜料碳黑)、100份正庚烷、50份DI水和390份异丙醇，将其在环境温度下使用高速混合器在3000RPM下混合并且均质化一小时。单独地，将154.0份PIBA 03(分子量Mn是约1000g/mol并且已经NH2官能化到约75重量％的程度的聚异丁烯，其由巴斯夫股份公司(路德维希港,德国)以约65重量％于脂肪族烃中的浓缩物形式供应)和14.5份3-异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷(获自盖勒斯特公司,莫里斯维尔,宾夕法尼亚州)在环境温度下混合一小时，然后将反应物质加热到100℃持续0.5小时，并且在此温度下搅拌两小时。然后将所得表面活性添加剂添加到颜料分散液中，并且将混合物在80℃下混合两小时，并且然后过滤，并且将压滤饼在烘箱中在100℃下干燥12小时。使用掺合器碾磨干燥物质。
然后制备含有表面改性颜料的分散液。将25份表面改性颜料和225份正十四烷使用高速混合器预混合，并且然后在艾格尔磨机中用0.5mm陶瓷介质研磨两小时。根据动态光散射粒度分析测定的平均重量粒子直径是约168nm。在将分散液保持在80℃下7天之后，粒度分布未展现出任何显著变化。为了制备成像流体，将分散液用正十四烷稀释，以使颜料含量变为约5％。此流体展现出极佳色彩和令人满意的电润湿性质持续4+周。
比较实例3a：
通过以下方式制备比较颜料分散液：将20份160(获自俄里翁工程化碳,法兰克福,德国)、1.0份5,000和4.0份19,000(两者都获自路博润有限公司,曼彻斯特,英国)以及225份正十四烷使用高速混合器混合，并且然后在艾格尔磨机中用0.5mm陶瓷介质研磨两小时。根据动态光散射粒度分析测定的平均重量粒子直径是约150nm。将一部分分散液放置于封闭容器中，将所述容器放置于80℃下的烘箱中进行加速老化测试。在将分散液维持在80℃下7天之后，粒度分布未展现出任何显著变化。为了制备成像流体，将分散液用γ-丁内酯稀释，以将颜料含量减少到约5％。此流体展现出极佳色彩但在电润湿装置中不起作用。
实例4
制备含有表面改性颜料的黑色喷墨油墨。通过以下方式制备颜料分散液：将30份实例1(以上)的表面改性颜料、80份丙二醇和90份去离子(DI)水在3,000RPM下预混合30分钟。然后将分散液在艾格尔磨机(工程化磨机公司,格雷斯雷克,伊利诺伊州)中用0.5mm陶瓷介质研磨两小时。根据动态光散射粒度分析测定颜料的平均重量粒子直径，并且其测定为约142nm。将一部分分散液放置于封闭容器中，将所述容器放置于80℃下的烘箱中进行加速老化测试。在将分散液维持在80℃下7天之后，测量粒度分布并且其未展现出任何显著变化。为了制备喷墨油墨，将100份分散液与15份N-甲基吡咯烷酮、25份甘油、25份1,6-己二醇、1份GXL(来自阿奇化学公司(ArchChemical,Inc.),诺沃克(Norwalk),康涅狄格州(CT))的抗菌剂)和334份DI水混合以使颜料含量减少到约3％。此油墨展现出极佳光密度和可印刷性。
实例5
制备含有表面改性颜料的红色乳胶漆。通过以下方式制备颜料分散液：将15份实例2(以上)的表面改性颜料、20份乙二醇、10份Blanc Fixe、1份浓氨水和54份DI水在3,000RPM下预混合30分钟。然后将分散液在艾格尔磨机(工程化磨机公司,格雷斯雷克,伊利诺伊州)中用0.5mm陶瓷介质研磨两小时。通过将5份分散液与油漆384海海得超深基底(HiHide Ultra Deep Base)(波特油漆(PorterPaints),路易斯维尔(Louisville),肯塔基州(KY))混合制得乳胶漆。以如所描述的相同方式制备标准油漆，但代替实例2的表面改性颜料，使用标准颜料红177(获自DIC公司)，并且将7.5份DI水替换成7.5份GA(获自空气产品(Air Products),艾伦镇(Allentown),宾夕法尼亚州)。将含有实例2的表面改性颜料的所得乳胶漆与相等颜料含量的标准物比较，含有实例2的表面改性颜料的实例5的乳胶漆具有108％的色彩强度。
虽然本发明已经通过描述各种实施例而说明并且虽然这些实施例已经相当详细地进行描述，但并不打算将以上权利要求书的范围约束或以任何方式限制于所述细节。额外优势和修改对本领域的技术人员将容易显而易见。因此，本发明在其较宽方面并不限于所展示并且描述的具体细节、代表性设备和方法以及说明性实例。因此，可以在不脱离整体发明构思的精神或范围的情况下对所述细节进行变更。因为修改将对本领域的技术人员显而易见，所以预期本发明仅由以上权利要求书的范围限制。

Claims (49)

1.表面改性颜料粒子，其包含：
所述颜料粒子上的含有官能团Q的表面；和
改性化合物M，其经由氢键或经由共价键与所述官能团Q在所述表面上形成基团-Q-M而键结到所述表面；
其中：
所述改性化合物M包含通过使式(1)化合物完全或部分水解所形成的产物：
其中：
ф是分子量是约100到约5,000,000的线性、支链或树枝状聚合链；
L是-NR3C(O)NH-、-OC(O)NH-、-C(O)OCH2CH(OH)CH2-、-OCH2CH(OH)CH2-、-NHCH2CH(OH)CH2-、-亚烷基-、-C(O)O-、-C(O)NR3-、-SO2NR3-、-SO2-、-NR3-、＝N-、≡N+-、-O-或-S-；
每个E独立地是亚烷基、亚芳基、烷基亚芳基、芳基亚烷基、亚烷基氨基、亚烷基亚氨基、亚烷氧基亚烷基、亚芳氧基、亚芳氧基亚烷基、氧杂亚烷基、氧基亚烷基、二氧基亚烷基或氧基亚芳基；
每个R1独立地是H、羟基、氧基烷基、氧基亚烷基芳基、卤素、乙酸酯或胺；
每个R2独立地是烷基、环烷基、环杂烷基、芳基或亚烷基芳基；
R3是H、烷基、芳基或烷基芳基；
m＝1到3；
n＝0到2；
m+n＝3；并且
x＝1或2。
2.根据权利要求1所述的表面改性颜料粒子，其中所述表面包含多个相同或不同的官能团Q。
3.根据权利要求1或2所述的表面改性颜料粒子，其中所述官能团Q选自羟基、苯酚基、硫醇基和苯硫酚基。
4.根据权利要求1到3中任一项所述的表面改性颜料粒子，其中-Q-M具有下式：
其中：
每个Q独立地是O、氧基亚烷基、S、硫基亚烷基、氧基亚芳基、硫基亚芳基、氧基亚杂环基、硫基亚杂环基、氧基亚脂环基或硫基亚脂环基；
m是1或2；
n是0或1；
m+n＝2；
ф、L、E、R1、R2和x如权利要求1所定义；并且
每个R1独立地可以与所述颜料粒子表面上的不同官能团Q或与另一个改性化合物M的R1取代基相互作用。
5.根据权利要求1到3中任一项所述的表面改性颜料粒子，其中改性化合物M与所述颜料粒子表面上的两个官能团Q相互作用，以形成具有下式之一或其组合的部分-Q-M-Q-：
其中：
每个Q独立地是O、氧基亚烷基、S、硫基亚烷基、氧基亚芳基、硫基亚芳基、氧基亚杂环基、硫基亚杂环基、氧基亚脂环基或硫基亚脂环基；
每个R1可以与所述颜料粒子表面上的不同官能团Q或与另一个改性化合物M的R1取代基相互作用；并且
ф、L、E、R1、R2和x如权利要求1所定义。
6.根据权利要求1到3中任一项所述的表面改性颜料粒子，其中至少两个改性化合物M彼此相互作用并且与所述颜料粒子表面上的不同官能团Q相互作用，以形成部分-Q-M-M-Q-。
7.根据权利要求6所述的表面改性颜料粒子，其中所述部分-Q-M-M-Q-具有下式：
其中：
每个Q独立地是O、氧基亚烷基、S、硫基亚烷基、氧基亚芳基、硫基亚芳基、氧基亚杂环基、硫基亚杂环基、氧基亚脂环基或硫基亚脂环基；
ф、L、E和R1如权利要求1所描述；并且
每个R1可以与所述颜料粒子表面上的不同官能团Q或与另一个改性化合物M的R1取代基相互作用。
8.根据权利要求1到7中任一项所述的表面改性颜料粒子，其中所述官能团Q通过共价键、离子键或氢键连接到所述表面。
9.根据权利要求1到7中任一项所述的表面改性颜料粒子，其中所述官能团Q经由不可逆吸附到所述表面上而连接到所述表面。
10.根据权利要求1到9中任一项所述的表面改性颜料，其中ф的分子量是约1,000到约100,000。
11.根据权利要求1到10中任一项所述的表面改性颜料，其中ф选自聚亚烷基、聚氧化烯、聚亚胺、聚酯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚氨基甲酸酯、聚脲、聚丙烯酸酯、聚丙烯腈、聚砜、聚苯乙烯、聚卤乙烯、聚卤亚乙烯、聚乙烯醇、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇缩丁醛、聚碳酸酯、聚醚砜、聚(亚芳基/亚烷基)硫醚、聚环氧化物、聚醛、聚酮、聚醚酮、苯酚-甲醛、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、烃树脂以及含有至少一个硅和/或锗原子的金属有机聚合物和其无规、嵌段、树枝状或组合共聚物。
12.根据权利要求1到11中任一项所述的表面改性颜料，其中ф选自聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚异丁烯、聚异戊二烯、聚缩醛、聚乙二醇、聚丙二醇、聚丁二醇、聚甲基丙烯酸酯、聚丙烯酸烷基/芳基酯、聚氯乙烯、聚氟乙烯、聚溴乙烯、聚硅氧烷；或其无规、嵌段、树枝状或组合共聚物。
13.根据权利要求1到12中任一项所述的表面改性颜料粒子，其中所述式(1)化合物是以下各者的反应产物：式(2)化合物：
与式(3)化合物：
其中：
选自-NCO、-NR4R5、-N+R4R5R6、-SO3-、-OH、-SH、R7、-COOH、-COR7、-SO2R7、环氧基、丙烯酸酯和乙烯基；
选自-NCO、-NR4R5、-N+R4R5R6、-SO3-、-OH、-SH、R7、-COOH、-COR7、-SO2R7、环氧基、丙烯酸酯和乙烯基；
R4、R5和R6中的每一者独立地是H或烷基；
R7是F、Cl或Br；
q＝1到100；并且
ф、E、R1、R2、m、n和x中的每一者如权利要求1所描述，
其中所述式(2)化合物的官能团与所述式(3)化合物的官能团反应。
14.根据权利要求1到13中任一项所述的表面改性颜料粒子，其中所述颜料选自碳黑、与一类偶氮或偶氮缩合颜料相关的任何有机颜料、金属络合物、苯并咪唑酮、偶氮甲碱、甲碱、花青、氮杂羰花青、烯胺、半花青、链花青、苯乙烯基、零甲碱(zeromethine)、单、二、三和四氮杂甲碱、类胡萝卜素、芳基甲烷、二芳基甲烷、三芳基甲烷、呫吨、噻吨、类黄酮、芪、香豆素、吖啶、芴、荧光酮、苯并二呋喃酮、甲臜、吡唑、噻唑、吖嗪、二嗪、噁嗪、二噁嗪、三苯二噁嗪、吩嗪、噻嗪、噁酮、吲达胺、亚硝基、硝基、醌、氢醌、萘醌、蒽醌、若丹明、酞菁、中性花青、二氮杂半花青、紫菜碱、芘酮、苝、派洛宁、二酮基吡咯并吡咯、靛蓝、靛蓝类染料、硫靛蓝、吲哚苯酚、萘二甲酰亚胺、异吲哚啉、异吲哚啉酮、亚氨基异吲哚啉、亚氨基异吲哚啉酮、喹吖啶酮、黄烷士酮、阴丹酮、蒽素嘧啶、喹酞酮、异蒽酮紫、皮蒽酮和其任何组合。
15.根据权利要求1到13中任一项所述的表面改性颜料粒子，其中所述颜料包含还原或分散染料；或酸的不溶性盐或络合物；直接反应性媒染剂、溶剂、天然碱性(阳离子)硫、荧光或光学增亮剂；有机颜料、无机颜料或增量剂的混合物或其固溶体；无机核经有机壳体覆盖的壳型颜料；或分散聚合物粒子；或其任何组合。
16.根据权利要求15所述的表面改性颜料粒子，其中所述颜料进一步包含选自以下的颜料：碳黑、二氧化钛、氧化锌、二氧化硅、氧化铁、锑黄、铬酸铅、铬酸铅硫酸盐、钼酸铅、深蓝、钴蓝、锰蓝、氧化铬绿、水合氧化铬绿、钴绿、金属硫化物、硫硒化镉、锌铁氧体、钒酸铋以及其衍生物和任何组合。
17.根据权利要求15或16所述的表面改性颜料粒子，其中所述颜料进一步包含选自以下的颜料：C.I.颜料黑6、7、9、11、12、14、15、22、26、27、28、29、30、33、34和35；C.I.颜料绿18、20、21和22；C.I.颜料蓝27、30和73；C.I.颜料红265和275；C.I.颜料黄38、40、53、119、157、158、160、161、162和184；C.I.颜料白4、5、6、6:1、7、8、9、10、12、13、14、15、18、18:1、19、21、22、23、24、25、26、27、28、32、33和36；以及其任何组合。
18.根据权利要求1到13中任一项所述的表面改性颜料粒子，其中所述颜料是C.I.颜料黑7。
19.根据权利要求1到13中任一项所述的表面改性颜料粒子，其中所述颜料是两种或更多种有机颜料、碳黑和/或无机颜料、染料的混合物、其固溶体或反应产物。
20.根据权利要求1到13中任一项所述的表面改性颜料粒子，其中所述颜料包含近红外(NIR)反射、NIR透射或荧光颜料。
21.根据权利要求1到13中任一项所述的表面改性颜料粒子，其中所述颜料是NIR反射或NIR透射颜料或两种或更多种NIR反射或NIR透射无机和/或有机颜料、染料的混合物、其固溶体或反应产物。
22.根据权利要求1到21中任一项所述的表面改性颜料粒子，其中所述颜料是包含颜料或染料或其组合的黑色着色剂。
23.根据权利要求1到22中任一项所述的表面改性颜料粒子，其中所述改性化合物M以所述表面改性粒子的重量计以0.1％或约0.1％到95％或约95％的量存在。
24.根据权利要求1到23中任一项所述的表面改性颜料粒子，其中所述颜料粒子的平均重量直径是10nm到5μm。
25.一种颜料分散液组合物，其包含根据权利要求1到24中任一项所述的表面改性颜料粒子。
26.根据权利要求25所述的分散液组合物，其进一步包含以下中的一或多者：极性溶剂、非极性溶剂、额外有机颜料、额外无机颜料、表面活性剂、增效剂、用于导电性控制的添加剂、聚合分散剂、塑化剂、树脂、消泡剂和电荷导向剂以及其任何组合。
27.根据权利要求26所述的分散液组合物，其中所述极性溶剂选自水、二醇、聚二醇、醇、多元醇、醚、酯、酮、内酰胺、吡咯烷酮、碳酸酯、砜、亚砜、酰胺、杂环胺、腈、脂肪族酸缩醛、氨基甲酸酯、醛和氯化烃以及其任何组合。
28.根据权利要求26所述的分散液组合物，其中所述极性溶剂包含选自以下的官能团的组合：醇、酮、醚、酯、胺、腈、酰胺、亚砜、羧酸、醛和卤素。
29.根据权利要求26所述的分散液组合物，其中所述极性溶剂选自水、乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、二乙二醇、二丙二醇、甘油、碳酸乙二酯、碳酸丙二酯、碳酸1,2-丁二酯、碳酸1,2-环己烷酯、碳酸甘油酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、苯乙酮、吡啶、丙二酸二甲酯、二丙酮醇、氨基甲酸羟丙酯、氨基甲酸β-羟乙酯、N-甲基甲酰胺、N-甲基乙酰胺、二甲亚砜、环丁砜、2-吡咯烷酮、N-甲基-2-吡咯烷酮、N-环己基-2-吡咯烷酮、丙酮基丙酮、环己酮、乙酰乙酸乙酯、L-乳酸乙酯、吡咯、N-甲基吡咯、N-乙基吡咯、4H-吡喃-4-酮、1,3-二甲基-2-咪唑烷酮、吗啉、N-甲基吗啉、N-乙基-吗啉、N-甲酰基吗啉、β-丙内酯、β-戊内酯、β-己内酯、γ-丁内酯、γ-戊内酯、γ-己内酯、γ-庚内酯、γ-辛内酯、γ-壬内酯、γ-癸内酯、δ-戊内酯、δ-己内酯、δ-庚内酯、δ-辛内酯、δ-壬内酯、δ-癸内酯、δ-十四内酯和δ-十八内酯以及其任何组合。
30.根据权利要求26所述的分散液组合物，其中所述非极性溶剂选自以下中的一者或组合：包括一或多个硅和/或锗原子的未经取代的、经取代的、线性、支链和环状化合物，脂肪族或芳香族烃，部分氢化芳香族烃，含有卤素、硝基、亚硝基、环氧基、磷酸酯或氰基的脂环族或芳香族杂环化合物和其衍生物；脂肪醇、羧酸，和其醚、酯以及酰胺。
31.根据权利要求26所述的分散液组合物，其中所述非极性溶剂选自癸烷、十二烷、十四烷、环己烷、十氢化萘、萘满、十八醇、硅酮油、线性硅氧烷、环硅氧烷、支链脂肪族烃、石油溶剂、煤油、矿物油精、十四烷环氧化物和氟化烃以及其组合。
32.根据权利要求25到31中任一项所述的分散液组合物，其中表面改性颜料的量以所述分散液组合物的重量计是1％到60％的量。
33.根据权利要求25到32中任一项所述的分散液组合物，其中表面改性颜料的量以所述分散液组合物的重量计是5％到30％的量。
34.根据权利要求25到33中任一项所述的分散液组合物，其在25℃下在30rpm转速下的动力粘度是0.5cP或约0.5cP到2,000cP或约2,000cP。
35.一种式(1)化合物：
其中：
ф是分子量是约100到约5,000,000的线性、支链或树枝状聚合链；
L是-NR3C(O)NH-、-OC(O)NH-、-C(O)OCH2CH(OH)CH2-、-OCH2CH(OH)CH2-、-NHCH2CH(OH)CH2-、-亚烷基-、-C(O)O-、-C(O)NR3-、-SO2NR3-、-SO2-、-NR3-、＝N-、≡N+-、-O-或-S-；
每个E独立地是亚烷基、亚芳基、烷基亚芳基、芳基亚烷基、亚烷基氨基、亚烷基亚氨基、亚烷氧基亚烷基、亚芳氧基、亚芳氧基亚烷基、氧杂亚烷基、氧基亚烷基、二氧基亚烷基或氧基亚芳基；
每个R1独立地是H、羟基、氧基烷基、氧基亚烷基芳基、卤素、乙酸酯或胺；
每个R2独立地是烷基、环烷基、环杂烷基、芳基或亚烷基芳基；
R3是H、烷基、芳基或烷基芳基；
m＝1到3；
n＝0到2；
m+n＝3；并且
x＝1或2。
36.一种制备表面改性颜料粒子的方法，其包含：
a)合成式(1)化合物：
其中：
ф是分子量是约100到约5,000,000的线性、支链或树枝状聚合链；
L是-NR3C(O)NH-、-OC(O)NH-、-C(O)OCH2CH(OH)CH2-、-OCH2CH(OH)CH2-、-NHCH2CH(OH)CH2-、-亚烷基-、-C(O)O-、-C(O)NR3-、-SO2NR3-、-SO2-、-NR3-、＝N-、≡N+-、-O-或-S-；
每个E独立地是亚烷基、亚芳基、烷基亚芳基、芳基亚烷基、亚烷基氨基、亚烷基亚氨基、亚烷氧基亚烷基、亚芳氧基、亚芳氧基亚烷基、氧杂亚烷基、氧基亚烷基、二氧基亚烷基或氧基亚芳基；
每个R1独立地是H、羟基、氧基烷基、氧基亚烷基芳基、卤素、乙酸酯或胺；
每个R2独立地是烷基、环烷基、环杂烷基、芳基或亚烷基芳基；
R3是H、烷基、芳基或烷基芳基；
m＝1到3；
n＝0到2；
m+n＝3；并且
x＝1或2；
通过使以下各者反应来进行：式(2)化合物：
其中：
选自-NCO、-NR4R5、-N+R4R5R6、-SO3-、-OH、-SH、R7、-COOH、-COR7、-SO2R7、环氧基、丙烯酸酯和乙烯基；并且
E、R1、R2、m、n和x中的每一者如上文所描述；
与式(3)化合物：
其中：
选自-NCO、-NR4R5、-N+R4R5R6、-SO3-、-OH、-SH、R7、-COOH、-COR7、-SO2R7、环氧基、丙烯酸酯和乙烯基；
R4、R5和R6中的每一者独立地是H或C1-C20烷基；
R7是F、Cl或Br；
q＝1到100；并且
ф如上文所定义；
b)用所述式(1)化合物处理所述颜料粒子以形成表面处理颜料；以及
c)通过以下方式分离所述表面处理颜料：(i)过滤以形成压滤饼并且干燥所述压滤饼，或(ii)在不过滤的情况下直接干燥所述表面处理颜料。
37.根据权利要求36所述的方法，其中步骤b)在有或无颜料研磨的情况下在0℃到200℃范围内的温度下进行0.5小时到24小时的一段时间。
38.根据权利要求36或37所述的方法，其进一步包含纯化所述表面处理颜料。
39.根据权利要求38所述的方法，其中所述纯化通过萃取、升华、离心、蒸馏、再结晶、分步结晶、超滤或逆渗透或其任何组合来实现。
40.一种根据权利要求1到24中任一项所述的表面改性颜料粒子或根据权利要求25到34中任一项所述的分散液的用途，其用于制备滤色器、液体调色剂、油墨、涂料、油漆、化妆品、塑料或用于电子显示器的彩色成像流体。
41.根据权利要求40所述的用途，其中所述油墨是喷墨油墨。
42.一种用于电润湿和/或电泳电子显示器的彩色成像流体，其包含根据权利要求1到24中任一项所述的表面改性颜料粒子或根据权利要求25到34中任一项所述的分散液，其中表面改性颜料粒子的量以所述彩色成像流体的重量计在0.01％或约0.01％到30％或约30％范围内。
43.根据权利要求42所述的彩色成像流体，其中表面改性颜料粒子的量以所述彩色成像流体的重量计在0.2％或约0.2％到20％或约20％范围内。
44.根据权利要求42或43所述的彩色成像流体，其中所述表面改性颜料粒子的平均重量直径是10nm或约10nm到5μm或约5μm，或20nm或约20nm到500nm或约500nm，或30nm或约30nm到300nm或约300nm。
45.根据权利要求42到44中任一项所述的彩色成像流体，其在25℃下在30rpm转速下测量的动力粘度是0.5cP或约0.5cP到2,000cP或约2,000cP。
46.一种以电润湿、电流体和/或电泳为原理操作的电子显示器或电子装置，其中所述装置包含根据权利要求1到24中任一项所述的表面改性颜料粒子或根据权利要求41到45中任一项所述的成像流体。
47.一种化妆品组合物，其包含根据权利要求1到24中任一项所述的表面改性颜料粒子或根据权利要求25到34中任一项所述的分散液。
48.一种油墨或涂料，其包含根据权利要求1到24中任一项所述的表面改性颜料粒子或根据权利要求25到34中任一项所述的分散液。
49.根据权利要求48所述的油墨，其是喷墨油墨。
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