CN1112411C - 颜料分散剂、颜料分散体和书写或记录颜料油墨 - Google Patents
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Abstract
有机颜料的分散剂,含式(I)化合物:其中x和x′各为H,OH,烷氧基,伯、仲或叔氨基或酰氨基;Y为其4位或5位有H,OH,烷氧基、伯、仲、或叔氨基或酰氨基的蒽醌氨基、苯氨基或苯氧基;A和B各自为烷基、环烷基或芳基,A和B中至少一个具有至少一个含碱性N的取代基;Z为H,CN,卤原子,烷基,烷氧基,NO2,苯甲酰氨基或3-苯甲酰基,3-苯甲酰基可与X稠合形成吖啶酮环。用该分散剂的颜料分散体可生产书写或记录油墨。
Description
本发明涉及有机颜料的分散剂(以下简称为“颜料”)、颜料分散体和书写或记录油墨,本发明更具体涉及具有良好流动性、分散稳定性、贮存稳定性等并特别适合生产书写或记录颜料油墨的分散剂及使用该颜料分散剂的颜料分散体。
用于采用纤维束喷嘴或毛毡喷嘴的书写仪器的打印油墨通常有树脂、颜料和溶剂制备,并将染料用作颜料。考虑到对树脂的溶解性以及对染料的溶解性,已将酯或芳烃溶剂作为溶剂。
然而,要求避免使用芳烃溶剂,因为它们对工人的健康有害(有机溶剂中毒),并且它们本身是空气污染剂。尽管存在转向水基书写油墨的趋势,但溶剂基打印笔仍被广泛使用。这归因于溶剂油墨在塑料膜如聚乙烯膜上的优良书写性能,以及溶剂基油墨在塑料膜上书写后的优良快速干燥特性。
另一方面,喷墨印刷为由计算机控制的数字打印。打印信息的信号由计算机直接输送给打印机,这样不需要制版。因此,喷墨打印特别适合打印少量复制件的各种图象,且喷墨打印机目前的进展,已使其可以打印各种高清晰度的大的图象。
要求喷墨打印油墨具有低粘度和优良的稳定性。存在使用染料的有机溶剂基油墨,但对于颜料型油墨,要使用水基油墨,因为使用颜料的喷墨印刷油墨在技术上存在困难。然而,水基油墨含特别低浓度的树脂作为载体,这样不能获得良好的显色性。水基油墨可存在与塑料膜的粘结性问题。基于这些状况,特别需要开发一些使用颜料并确保良好的显示性的醇基喷墨打印油墨。
此外,正如从漆等中观察到的,为将颜料分散于树脂溶液中,常规技术希望树脂对颜料具有很高的分散性能,当树脂对颜料的分散性能不足时,要使用颜料分散剂(颜料处理剂)(以下简称为“颜料分散剂”)。在常规漆中,用惯用分散剂可获得足够的颜料分散性。
然而,与漆相比,要求印刷或记录颜料油墨具有特别低的粘度,并具有特别高的颜料分散度。尽管存在这些要求,但使用常规树脂和分散剂不能获得颜料的足够分散性,或由于分散剂从颜料中解吸附和颜料与树脂之间的相容性差导致颜料分散体的粘度随时间延续而变化,因此要获得满足性能要求的颜料分散体特别困难。
若能够将醇溶剂如乙醇在有机溶剂基颜料油墨中用作溶剂,则可减轻对书写仪器的使用者和在与这些使用者相同的环境中从事研究或工作的人们的健康的有害影响,由于避免有机溶剂因此可减少对空气的污染,此外,还可消除干燥问题和对塑料膜的润湿问题。醇溶剂是自然界中的可再生资源,因此使用此类溶剂是优选的。然而,考虑到树脂在公知的醇类溶剂中的溶解性,即使在使用分散剂的条件下要获得满足低粘度、高分散性和高分散稳定性要求的颜料油墨仍然特别困难。
本发明概述
因此,本发明的一个目的是提供一种分散剂,该分散剂具有优良的颜料分散性,并可生产具有优良的粘度稳定性的颜料分散体。本发明的另一目的是提供一种用于书写油墨或记录油墨的颜料分散体,该分散体使用一种颜料作为着色物质,它含有相对于颜料足够量的溶于有机溶剂、特别是醇类溶剂中的树脂,该颜料分散体具有低粘度、良好的颜料分散性和极好的粘度稳定性,且对书写仪器或记录仪器的使用者和在与这些使用者相同的环境中从事研究或工作的人们的健康几乎无有害影响。
为实现上述目的,本发明提供一种用于有机颜料的分散剂,它包括如下通式(I)表示的化合物:其中x和x′独立地表示氢原子,羟基,烷氧基,伯、仲或叔氨基,或酰氨基;Y表示在其4-位或5-位具有氢原子、羟基、烷氧基、伯、仲、或叔氨基或酰氨基的蒽醌氨基、苯氨基或苯氧基;A和B独立地表示烷基、环烷基或芳基,A和B中至少一个具有至少一个具有含碱性氮原子的取代基;Z表示氢原子、氰基、卤原子、烷基、烷氧基、硝基、苯甲酰氨基或3-苯甲酰基,3-苯甲酰基可与X一起稠合形成吖啶酮环;颜料分散体包括有机颜料、分散剂、成膜树脂和有机溶剂,其中分散剂为上述分散剂;书写或记录颜料油墨包括该分散体;书写或记录仪器包括油墨(颜料分散体和书写油墨或记录油墨以下统称为“油墨”)。
本发明中使用的术语“至少一个含碱性氮原子的取代基”可为伯、仲或叔氨基、季铵基或吡啶鎓基,其中叔氨基是特别优选的。当存在各自含所述碱性氮原子基团的两个或多个取代基时,所述两个或多个取代基可以相同或不同。
本发明的分散剂可用作各种常规颜料的的分散剂,特别是用作在油墨、各种漆、各种打印油墨、各种颜料打印试剂和树脂中作为色素的各种颜料的分散剂。所述有机颜料为红色颜料、绿色颜料、蓝色颜料、黄色颜料、紫色颜料或黑色颜料。特别是通过将本发明的分散剂加入红色、绿色、黄色和紫色油墨中作为分散剂,可以稳定地生产低粘度油墨并最终获得优良的油墨。
下面通过一些优选的实施方案更详细地描述本发明。本发明的分散剂可用作在各种漆、各种打印油墨、各种颜料打印试剂和合成树脂中作为色素的各种常规已知颜料的分散剂。一个特殊的用途是作为油墨中的颜料的分散剂。因此,下面通过将油墨作为例举性例子描述本发明。
本发明的分散剂可通过例如JP 46-33232B、JP 46-33233B、或JP46-34518B或类似于这些制备方法的一种方法制备。作为一个例子,分散剂可通过如下方法制备:将1mol 1-氨基-5-苯甲酰氨基蒽醌、1mol苯胺或苯酚和1mol氰尿酰氯在130至160℃下在惰性溶剂如邻-二氯苯中反应2至6小时,加入1mol含至少一个仲氨基和至少一个叔氨基且不含伯氨基的多胺,然后将其在150至170℃反应3至4小时。
上面方法中使用的“含至少一个仲氨基和至少一个叔氨基且不含伯氨基的多胺”的说明性例子是:
N,N,N′-三甲基-乙二胺、
N,N-二甲基-N′-乙基-乙二胺、
N,N-二乙基-N′-甲基-乙二胺、
N,N-二甲基-N′-乙基-丙二胺
N,N,N′-三甲基-丙二胺、
N,N,N′-三乙基-丙二胺、
N,N,N′-三甲基-己二胺、
N,N-二乙基-N′-甲基-对苯二胺、
N,N-二丙基-N′-甲基-对苯二胺、
N,N,N′-三甲基-对苯二胺、
N,N,N′-三甲基-间苯二胺、
N,N,N′-三乙基-对苯二胺、
N,N-二乙基-N′-甲基-1,4-二氨基环己烷、
N,N-二乙基-N′-甲基-1,3-二氨基环己烷、
N,N,N′-三甲基-1,4-二氨基环己烷、
N,N,N′-三乙基-1,4-二氨基环己烷、
N-甲基哌嗪、
N-乙基哌嗪、
N-异丁基哌嗪、
2-氯苯基哌嗪、
N-(2-吡啶基)哌嗪、
N-(4-吡啶基)哌嗪,和
甲基高哌嗪。
除了上述化合物外,特别优选的化合物可包括:
N,N,N″,N″-四甲基二亚乙基三胺、
N,N,N″,N″-四(正丙基)二亚乙基三胺、
N,N,N″,N″-四(异丙基)二亚乙基三胺、
N,N,N″,N″-四(正丁基)二亚乙基三胺、
N,N,N″,N″-四(异丁基)二亚乙基三胺、
N,N,N″,N″-四(仲丁基)二亚乙基三胺、
N,N,N″,N″-四(叔丁基)二亚乙基三胺、
3,3′-亚氨基双(N,N-二甲基丙基胺)、
3,3′-亚氨基双(N,N-二乙基丙基胺)、
3,3′-亚氨基双[N,N-二(正丙基)丙胺]、
3,3′-亚氨基双[N,N-二(异丙基)丙胺]、
3,3′-亚氨基双[N,N-二(正丁基)丙胺]、
3,3′-亚氨基双[N,N-二(异丁基)丙胺]、
3,3′-亚氨基双[N,N-二(仲丁基)丙胺]、
3,3′-亚氨基双[N,N-二(叔丁基)丙胺]、
4,4′-亚氨基双(N,N-二甲基丁基胺)、
4,4′-亚氨基双(N,N-二乙基丁基胺)、
2,9-二甲基-2,5,9-三氮杂癸烷、
2,12-二甲基-2,6,12-三氮杂十三烷、
2,12-二甲基-2,5,12-三氮杂十三烷、
2,16-二甲基-2,9,16-三氮杂十七烷、
3-乙基-10-甲基-3,6,10-三氮杂十一烷、
5,13-二(正丁基)-5,9,13-三氮杂十七烷、
2,2′-二甲基吡啶胺、和
3,3′-二甲基吡啶胺。
根据本发明通过上述方法获得的分散剂中,优选的分散剂是如下通式(1)表示的化合物,更优选的分散剂为如下通式(2)表示的化合物,特别优选的分散剂为如下通式(3)表示的化合物:其中X、X′、Y和Z具有与上述定义相同的含义;R1-R4可相同或不同,且每一个独立地表示取代或未取代的烷基或环烷基,R1和R2和/或R3和R4可与其相邻氮原子稠合形成杂环,该杂环还可含另一个氮原子、氧原子或硫原子;R5和R6各自独立地表示亚烷基、环亚烷基或亚芳基。其中X、X′、Y、Z和R1至R4具有与上面定义的相同含义;n和m各自独立地代表2至30的整数。
此外,在上述通式(I)和上述通式(1)至(2)中的氨基酰基团为-NHCOR表示的基团,其中R为苯基、甲基、乙基、丙基、丁基或类似基团。其中X和X′各自独立地表示氢原子或苯甲酰氨基;Z表示氢原子;R1至R4可为相同或不同的并各自表示甲基或乙基;n和m各自独立地表示2或3。
本发明中优选分散剂的具体例子可包括但不限于如下化合物,其中X表示苯甲酰氨基:实例1 实例2 实例3 实例4 实例5 实例6 实例7 实例8 实例9 实例10 实例11 实例12 实例13 实例14 实例15 实例16 实例17 实例18 实例19
和具体例子1-6、9-14和17-19的季铵化合物及具体例子7-8和15-16的吡啶鎓化合物。
本发明的油墨可由上述分散剂、颜料、成膜树脂和有机溶剂形成。公知的颜料可用作本发明中的颜料。例如,可使用颜料如偶氮颜料、缩合偶氮颜料、蒽醌颜料、苝/perinone颜料、靛蓝-硫靛蓝颜料、异二氢吲哚酮颜料、偶氮甲碱颜料、偶氮甲碱偶氮颜料、喹吖啶酮颜料、酞青蓝、二噁嗪紫、苯胺黑和炭黑。特别优选的颜料包括C.I.颜料红(以下简称为“P.R.”)177、P.R.254、P.R.242,C.I.颜料绿(以下简称为“P.G.”)36、C.I.颜料蓝(以下简称为“P.B.”)15:2、P.B.15:6、P.B.60、C.I.颜料黄(以下简称为“P.Y”)138、P.Y.185、P.Y.150、P.Y.139、C.I.颜料紫23、C.I.颜料黑(以下简称“P.BL.”)6、P.BL.7。
用于各种漆、涂料配料、印刷油墨等中的公知有机溶剂都可在本发明中用作溶剂。当本发明的油墨用作书写或记录仪器的油墨时,使用醇类溶剂是优选的。对于醇类溶剂,含沸点为150℃或更低的醇的溶剂是优选的。醇的加入量为醇类溶剂的至少10重量%,优选50至100重量%。
优选的醇的例子可包括乙醇、丙醇、甲氧基丙醇、乙氧基丙醇和丙氧基乙醇。它们可单独使用或并用。除这些醇外的其它溶剂也可使用,只要不与本发明精神相矛盾即可。例如,可并用乙酸乙酯、乙酸丙酯、环己烷、甲基环己烷、乙基环己烷、甲基乙基环己酮、甲基乙基酮、甲基丙基酮等。
本发明中使用的成膜树脂(以下简称为“树脂”)要求可溶于上述有机溶剂,特别是上述醇溶剂中。这些树脂包括作为构成单体的含羧基、羟基或酰氨基的加成聚合单体和可与加成聚合单体加聚的单体。以下对构成用于本发明的树脂的上述单体进行详细描述。
含羧基的单体的例子可包括丙烯酸和甲基丙烯酸,富马酸、马来酸、衣康酸、其烷基单酯、和其羟烷基单酯,和羟烷基甲基
丙烯酸酯(如(甲基)丙烯酸羟乙基酯、(甲基)丙烯酸羟丙基酯)与二元酸如丁二酸酐、邻苯二甲酸酐和环己烷二羧酸酐之间的单酯。此外,本发明中将丙烯酸和甲基丙烯酸称为(甲基)丙烯酸。
含羟基的单体的例子包括(甲基)丙烯酸羟烷基酯如(甲基)丙烯酸羟乙基酯和(甲基)丙烯酸羟丙基酯;和上述(甲基)丙烯酸羟烷基酯和二元羧酸与二羟烷基化合物之间的单酯,如(甲基)丙烯酸羟乙基酯、(甲基)丙烯酸羟丙基酯单酯和丁二酸、邻苯二甲酸和环己烷羧酸与二羟烷基化合物如乙二醇、丙二醇之间的单酯。上述含羧基和羟基单体中的碳原子数为约1至12。
含酰氨基单体的例子可包括(甲基)丙烯酰胺和N-取代(甲基)丙烯酰胺,如(甲基)丙烯酸丁氧基甲基酰胺、N-叔丁基丙烯酰胺、N-叔丁基甲基丙烯酰胺、二丙酮丙烯酰胺、N-异丙基丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺、N,N-二乙基丙烯酰胺、N-羟甲基(甲基)丙烯酰胺和N-烷氧基乙基(甲基)丙烯酰胺。
除了上述单体外,在可溶于醇类溶剂的程度上,可使用可与上述相应单体共聚的可加成聚合单体,以使树脂具有防水性、柔韧性和/或其它物理性能。这些单体的例子可包括(甲基)丙烯酸酯,如(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸辛酯、(甲基)丙烯酸月桂基酯、(甲基)丙烯酸十八烷基酯、(甲基)丙烯酸环己基酯、(甲基)丙烯酸苄基酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯和(甲基)丙烯酸四氢呋喃基酯;苯乙烯和苯乙烯衍生物如α-甲基苯乙烯;和二元酸的二烷基酯如马来酸二烷基酯、富马酸二烷基酯和衣康酸二烷基酯;及乙酸乙烯酯和(甲基)丙烯腈。
用于本发明的树脂可通过使用上述单体并将其通过在有或无公知自由基聚合引发剂存在下采用醇溶剂进行悬浮或溶液聚合共聚制得。对于本发明中使用的树脂,优选使用其中(甲基)丙烯酸烷基酯与二元酸之间的单体被至少部分共聚的树脂,上述单体可由通式CH2=C(R1)-COO-R2-O-CO-R3-COOH表示,其中R1表示氢原子或甲基,R2表示含2至6个碳原子并含有1个或多个支链的亚烷基,R3表示可含一个或多个支链的亚烷基、环亚烷基或亚芳基。还可使用该共聚物与无上述具体单体的共聚物的共混物。无论使用何种树脂,但按整个树脂计含1至50重量%,优选3至40重量%的(甲基)丙烯酸羟烷基酯与二元酸之间的单酯单体单元是优选的。若单体单元的含量太低,则该树脂对于分散颜料不十分有效。另一方面,若单体单元的含量太高,则书写或印刷物质具有降低的耐碱性。因此单体含量超过上述范围不是优选的。
为通过共聚上述单体的混合物获得树脂,(甲基)丙烯酸羟烷基酯和二元羧酸的单酯的量可为单体混合物的1至50重量%,更优选3至40重量%。可合适地测定其它单体的比例,以使所得树脂可溶于醇类溶剂中并可满足其性能要求,且对其比例无特别限制。树脂的数均分子量(通过由GPC测量树脂,并将该数据参照聚苯乙烯标准物的相应数据进行转化,获得数均分子量)通常为2,000至100,000,优选2,000至50,000。树脂的酸值通常为0.5至300mgKOH/g,优选5至180mgKOH/mg。
本发明的油墨可按与生产常规油墨和漆类似的方式、用上述颜料、分散剂、成膜树脂和有机溶剂生产,对生产方法本身无特殊限制。生产方法的说明性例子可包括:将预先用分散剂处理的颜色分散于树脂在醇类溶剂中溶液中;将未处理的颜料和分散剂与树脂溶液混合,并将该颜料在分散器中进行分散。
当采用其中将预先用分散剂处理的颜料分散于树脂在醇类溶剂中的溶液中的方法时,该处理的颜料可按下面的描述生产。(1)将颜料和分散剂溶于硫酸或类似物中后,将所得溶液倒入水中。将如此获得的混合物碱化,以使其同时具有沉淀为固体溶液的颜料和分散剂。将该含固体溶液通过过滤收集,用水洗涤,干燥后研磨,如此获得处理形式的颜料。(2)将该分散剂用硫酸、盐酸和乙酸或其类似物转化为盐。将该盐与颜料在水中混合,和若必要将所得混合物在分散器中进行分散加工,以使分散剂吸附于颜料表面上。将如此获得的颜料在碱性条件下沉淀,经过滤收集、用水洗涤、干燥后研磨,如此获得处理形式的颜料。(3)将分散剂溶于液体有机酸如乙酸中,然后加入颜料。将分散剂吸附于颜料表面上(非必要地在分散器中进行分散处理)后,将如此处理的颜料通过过滤收集,用碱性溶液洗涤、用水洗涤、干燥后研磨,由此获得处理形式的颜料。将按上述方式获得的处理颜料分散于树脂在醇类溶剂中的溶液中,生产本发明油墨。
当采用其中将未处理的颜料和分散剂与树脂溶液混合,并将该颜料在分散器中进行分散处理的方法时,将该颜料和分散剂加入树脂在醇类溶剂中的溶液中,然后进行非必要的临时搅拌,将该混合物分散于分散器中制得油墨。对可用于本发明的分散器无特殊限制。其例子可包括捏合机、磨碎机、球磨机、砂磨机和水平分散器(其中含有翻转装置),所述砂磨机和水平分散器使用玻璃、锆石或类似物,以及胶体磨。通过使用分散剂处理的颜料,还可以将分散剂处理的颜料分散于固体树脂中,获得颜料切片,然后将该颜料切片溶于醇类溶剂中获得油墨。颜料切片溶解后,可按需要加入树脂。
颜料切片可通过(例如)如下方法之一获得:(1)将通过悬浮聚合获得的固体树脂或由通过溶液聚合获得的树脂溶液收集的固体树脂和分散剂处理过的颜料在加热下通过用捏合机、Banbury混炼机、混合辊、三辊磨等或其组合捏合,如此将颜料分散于树脂中。然后将所得颜料处理过的树脂研磨或切割获得切片。(2)将树脂在水溶性溶剂中的溶液和分散剂处理过的颜料压饼在捏合机中混合,接着加热至树脂的软化点或更高温度以除去水。若必要,将该颜料通过用三辊磨、挤出机等分散。将所得已分散颜料的树脂研磨或切割获得颜料切片。(3)将分散剂处理过的颜料和固体树脂压饼在树脂软化点或更高温度下清洗。
在本发明的油墨中,上述分散剂的使用比例通常为每100份颜料0.5至50重量份,优选1至30重量份。另一方面,颜料的使用比例通常为每100重量份树脂5至500重量份。
本发明油墨中颜料浓度通常可为0.3至50重量%,优选0.5至30重量%,尽管可根据颜料而变化。油墨中的粘度通常可为1至50mPa.s,优选2至30mPa.s。根据书写仪器的结构,在某些情况下需要粘度低于7mPa.s。特别重要的是,油墨的粘度随时间推移具有优良的稳定性。由于将分散剂和树脂与颜料一起使用,因此本发明油墨具有优良的粘度随时间变化的稳定性。
还可将各种添加剂加入本发明油墨中。这些添加剂的说明性例子为牢度改进剂如紫外线吸收剂和抗氧剂;抗沉降剂;脱模剂和脱模性能改进剂;香料和抗微生物剂;增塑剂;和干燥抑制剂。若必要,可进一步加入一种或多种染料。对于树脂,还可并用与本发明中所用的树脂相容的树脂,只要不降低颜料的分散稳定性即可。
通常,可将如此获得的油墨直接使用。然而,优选的是将油墨进一步在离心分离器或超离心分离器中或通过过滤器加工,原因在于除去在某些情况下存在的痕量粗颜料颗粒,这样可提高书写或记录仪器的准确性。
本发明的书写仪器可通过将按上述方法获得的本发明的油墨填充入装有多孔喷嘴的盒子中获得。对盒子无特殊限制,只要具有便于书写的尺寸和形状即可,如装有多孔盒子的各种常规书写仪器。盒子(包括它的盖子)可为金属、塑料或其复合物,只要在实际中不渗透溶剂即可。
不限制多孔喷嘴编织纤维的结构或材料,只要随着书写进行可从盒的内部将油墨输送至喷嘴的末端即可。然而,要求优良的书写特性、耐久性和耐溶剂性。纤维束喷嘴和毡子喷嘴的合适例子可包括合成纤维如聚酯、聚丙烯、尼龙、聚丙烯腈和维尼纶纤维;纤维素和纤维素衍生的再生纤维;和天然纤维如羊毛、丝绸和棉花。开孔发泡塑料产品的合适例子包括硬质或软质聚氨酯树脂泡沫、缩醛化的聚乙烯醇泡沫和发泡的再生纤维。吸留油墨的部件的合适例子可包括纤维束、毡子纤维、编织纤维和开孔发泡纤维。
在上面的描述中,将使用本发明分散剂的油墨用作代表性例子。然而本发明并不仅限于油墨。例如,本发明的分散剂可用作各种公知涂料的分散剂,并可在各种漆、印刷油墨、颜料印刷试剂、合成树脂等中作为色素的各种颜料中用作分散剂。
下面通过实施例和比较例更详细地描述本发明,其中给出的“份数”和“%”都按重量计。
实施例1
将62份1-氨基蒽醌和25份氰尿酰氯加入600份邻二氯苯中,接着在130℃搅拌5小时。冷却后,进一步加入50份N,N,N″,N″-四乙基二亚乙基三胺,并将所得混合物在170℃下搅拌3小时,过滤后,将如此获得的滤饼用乙醇洗涤,然后干燥。如此获得上述具体例子(1),作为分散剂1。
实施例2
按与实施例1类似的方式,通过连续将1-氨基蒽醌和3,3′-亚氨基双(N,N-二甲基丙基胺)与氰尿酰氯进行缩合反应,获得上述具体例子(2),作为分散剂(2)。
实施例3
按与实施例1类似的方式,通过连续将1-氨基蒽醌和3-乙基-10-甲基-3,6,10-三氮杂十一烷与氰尿酰氯进行缩合反应,获得上述具体例子(3),作为分散剂(3)。
实施例4
按与实施例1类似的方式,通过连续将1-氨基-5-苯甲酰氨基蒽醌和3,3′-亚氨基双(N,N-二甲基丙基胺)与氰尿酰氯进行缩合反应,获得上述具体例子(4),作为分散剂(4)。
实施例5
按与实施例1类似的方式,通过连续将1-氨基-5-苯甲酰氨基蒽醌、苯胺和3,3′-亚氨基双(N,N-二甲基丙基胺)与氰尿酰氯进行缩合反应,获得上述具体例子(5),作为分散剂(5)。
实施例6
按与实施例1类似的方式,通过连续将1-氨基蒽醌和5,13-二(正丁基)-,5,9,13-三氮杂十七烷与氰尿酰氯进行缩合反应,获得上述具体例子(6),作为分散剂(6)。
实施例7
按与实施例1类似的方式,通过连续将1-氨基蒽醌和2,2′-吡啶甲基胺与氰尿酰氯进行缩合反应,获得上述具体例子(7),作为分散剂(7)。
实施例8
按与实施例1类似的方式,通过连续将1-氨基蒽醌和3,3′-吡啶甲基胺与氰尿酰氯进行缩合反应,获得上述具体例子(8),作为分散剂(8)。
实施例9
按与实施例1类似的方式,通过连续将1-氨基-4-苯甲酰氨基蒽醌和N,N″,N″-四乙基二亚乙基三胺与氰尿酰氯进行缩合反应,获得上述具体例子(9),作为分散剂(9)。
实施例10
按与实施例1类似的方式,通过连续将1-氨基-4-苯甲酰氨基蒽醌和3,3′-亚氨基双(N,N-二甲基丙基胺)与氰尿酰氟进行缩合反应,获得上述具体例子(10),作为分散剂(10)。
实施例11
按与实施例1类似的方式,通过连续将1-氨基-4-苯甲酰氨基蒽醌和3-乙基-10-甲基-3,6,10-三氮杂十一烷与氰尿酰氯进行缩合反应,获得上述具体例子(11),作为分散剂(11)。
实施例12
按与实施例1类似的方式,通过连续将1-氨基-4,5-二苯甲酰氨基蒽醌和3,3′-亚氨基双(N,N-二甲基丙基胺)与氰尿酰氯进行缩合反应,获得上述具体例子(11),作为分散剂(11)。
实施例13
按与实施例1类似的方式,通过连续将1-氨基-4-苯甲酰氨基蒽醌、苯胺和3,3′-亚氨基双(N,N-二甲基丙基胺)与氰尿酰氯进行缩合反应,获得上述具体例子(13),作为分散剂(13)。
实施例14
按与实施例1类似的方式,通过连续将1-氨基-4-苯甲酰氨基蒽醌和5,13-二(正丁基)-5,9,13-三氮杂十七烷与氰尿酰氯进行缩合反应,获得上述具体例子(14),作为分散剂(14)。
实施例15
按与实施例1类似的方式,通过连续将1-氨基-4-苯甲酰氨基蒽醌和2,2′-二甲基吡啶胺与氰尿酰氯进行缩合反应,获得上述具体例子(15),作为分散剂(15)。
实施例16
按与实施例1类似的方式,通过连续将1-氨基-4-苯甲酰氨基蒽醌和3,3′-二甲基吡啶胺与氰尿酰氯进行缩合反应,获得上述具体例子(16),作为分散剂(16)。
实施例16-2
按与实施例1类似的方式,通过连续将1-氨基-4-羟基蒽醌和3,3′-亚氨基双(N,N-二甲基-丙基胺)与氰尿酰氯进行缩合反应,获得上述具体例子(17),作为分散剂(17)。
实施例16-3
按与实施例1类似的方式,通过连续将1-氨基-4-甲氧基蒽醌和3,3′-亚氨基双(N,N-二甲基-丙基胺)与氰尿酰氯进行缩合反应,获得上述具体例子(18),作为分散剂(18)。
实施例16-4
按与实施例1类似的方式,通过连续将1-氨基-吖啶酮-1,2(2′,4′-二氯)吖啶酮和3,3′-亚氨基双(N,N-二.甲基-丙基胺)与氰尿酰氯进行缩合反应,获得上述具体例子(19),作为分散剂(19)。
成膜树脂的合成例
在聚合反应器中投入75份甲基丙烯酸羟乙基酯、25份α-甲基苯乙烯、100份甲基丙烯酸甲酯、75份邻苯二甲酸丙烯酰氧基乙基酯、75份甲基丙烯酸月桂基酯、150份二丙酮丙烯酰胺、15份偶氮二异丁腈、550份乙醇、150份甲基环己烷和50份乙酸乙酯。设置冷却盘管,接着在70℃下聚合10小时。冷却后,将树脂溶液从聚合反应器中取出。该成膜树脂以溶液形式提供,树脂含量为40%,粘度为250mPa.s。该树脂的数均分子量为8,600(通过GPC测量,并将该测量值以聚苯乙烯作为标准物转化为相应数据),树脂的酸值为39。
实施例17
将250份上述树脂溶液、50份联苯胺黄(P.Y.83)、4份实施例1的分散剂(1)、536份乙醇、60份甲基环己烷和100份乙氧基丙醇在其中含有翻转介质的水平分散器中分散。然后通过超离心分离除去粗颗粒,如此获得本发明的油墨。该颜料的平均颗粒尺寸为95nm,粘度为3.5mPa.s。将该油墨在50℃下贮存1周,但未观察到颜料沉降。当测量其粘度时,仍为3.5mPa.s,因此说明粘度未发生变化。
然后将该油墨填充入装有纤维束喷嘴的笔盒中,并在聚乙烯膜上进行书写试验。可进行光滑书写。此外,将20份乙氧基丙醇和5份苄醇进一步加入100份油墨中。使用如此获得的油墨,通过喷墨打印机进行打印。获得良好的打印结果。
实施例18-24
按与实施例17类似的方式获得黄色油墨,但分别将实施例2-8的分散剂作为分散剂。然后按照实施例17对这些黄色油墨分级。这些结果与实施例17的结果一起列于表1中。在该表中,“A”表示书写特征和可喷墨打印性都良好,“B”表示书写特征或喷墨打印打印特征差。
比较例1
按与实施例17类似的方式获得黄色油墨,但不使用分散剂。将该油墨按实施例17进行分级。这些结果也列于表1中。
表1
分散剂的总类 | 油墨的粘度稳定性 | 油墨性能 | |||
刚配制后 | 贮存一周后(50℃) | 书写特性 | 喷墨打印性能 | ||
实施例17 | 分散剂1 | 3.5 | 3.5 | A | A |
实施例18 | 分散剂2 | 3.9 | 4.0 | A | A |
实施例19 | 分散剂3 | 3.5 | 3.6 | A | A |
实施例20 | 分散剂4 | 3.6 | 3.6 | A | A |
实施例21 | 分散剂5 | 3.4 | 3.5 | A | A |
实施例22 | 分散剂6 | 3.7 | 3.7 | A | A |
实施例23 | 分散剂7 | 3.9 | 4.0 | A | A |
实施例24 | 分散剂8 | 4.0 | 4.1 | A | A |
比较例1 | 无 | 62.1 | 89.3 | B | B |
实施例25
将10份分散剂2溶于含5份冰醋酸的100份水溶液中。将所得溶液加入红色颜料(P.R.254;颜料含量:100份)的浆料中。接着搅拌60分钟。然后逐步加入10%氢氧化钠水溶液将体系的pH调节至8.5。将该混合物搅拌30分钟后,过滤收集所得固体物质,洗涤,在90℃下干燥,然后研磨,得到108份其表面用分散剂处理的红色颜料粉末。
将如此获得的表面处理颜料用球磨机分散于市购三聚氰胺/醇酸漆中使颜料含量为15%。如此获得的着色漆具有低粘度,并显示流动性基本上接近Newtontian流。此外,将该红色漆与市购白色三聚氰胺/醇酸漆混合配制浅红色漆。即使在贮存一周后,该浅红色漆仍然为均匀形式,无任何颜色分离。
比较例2
按与实施例25类似的方式配制漆,但使用红色颜料(P.R.254),不用分散剂2进行表面处理。将该漆按照实施例25进行分级。该漆具有高粘度,并为与白色漆的混合漆形式,该红色颜料经凝聚分离和沉降。
实施例26
将8份分散剂3溶于含5份冰醋酸的100份水溶液中。将所得溶液加入红色颜料(P.R.254;颜料含量:100份)的浆料中。接着搅拌60分钟。然后逐步加入10%氢氧化钠水溶液将体系的pH调节至8.5。将该混合物搅拌30分钟后,过滤收集所得固体物质,洗涤,在90℃下干燥,然后研磨,得到105份其表面用分散剂处理的红色颜料粉末。
将如此获得的颜料组合物用砂磨机分散于市购丙烯酸漆中,如此配制颜料含量13%的红色漆。将该漆用香蕉水调节其粘度,并喷于铁板上。获得红色的并具有干膜厚度32μm的涂布板。它有优良的色彩,并显示高光泽度。
比较例3
将该漆按与实施例26类似的方式配制,但使用红色颜料(P.R.254),但表面不用分散剂3处理。同样调节粘度,并将该漆按与实施例26相同的方式分级。该板表面上的红色涂层不光滑,它的光泽低。
实施例27
将250份成膜树脂合成实施例中制备的树脂溶液、50份酞青蓝(P.B.15-2)、4份实施例9的分散剂9、536份乙醇、60份甲基环己烷和100份乙氧基丙醇在其中含翻转介质的水平分散器中分散。然后通过超离心分离除去粗颗粒,由此获得本发明的油墨。该颜料的平均颗粒尺寸为95nm,该粘度为3.8mPa.s。将该油墨在50℃下贮存一周。其粘度仍为3.8mPa.s,因此,粘度未改变。
然后将该油墨填充入装有纤维束喷嘴的笔盒中,并在聚乙烯膜上进行书写试验。可进行光滑书写。此外,将20份乙氧基丙醇和5份苄醇进一步加入100份油墨中。使用如此获得的油墨,通过喷墨打印机进行打印。获得良好的打印结果。
实施例28-34
按与实施例27类似的方式获得蓝色油墨,但将实施例10-16的分散剂分别用作分散剂。然后按照实施例27对这些蓝色颜料分级。将这些结果与实施例27的结果一起列于表27中。在该表中,“A”表示书写特性和喷墨打印结果都良好,“B”表示书写特性或喷墨打印性能差。
比较例4
按与实施例28类似的方式获得蓝色油墨,但不使用分散剂。将该油墨按实施例28分级。结果也在表2中给出。
表2
分散剂的总类 | 油墨的粘度稳定性 | 油墨性能 | |||
刚配制后 | 贮存一周后(50℃) | 书写特性 | 喷墨打印性能 | ||
实施例27 | 分散剂9 | 3.8 | 3.8 | A | A |
实施例28 | 分散剂10 | 4.3 | 4.3 | A | A |
实施例29 | 分散剂11 | 4.5 | 4.5 | A | A |
实施例30 | 分散剂12 | 5.0 | 5.0 | A | A |
实施例31 | 分散剂13 | 3.2 | 3.2 | A | A |
实施例32 | 分散剂14 | 4.1 | 4.1 | A | A |
实施例33 | 分散剂15 | 5.6 | 5.6 | A | A |
实施例34 | 分散剂16 | 5.8 | 5.8 | A | A |
比较例4 | 无 | 52.2 | 95.5 | B | B |
实施例35
将10份分散剂10溶于含5份冰醋酸的100份水溶液中。将所得溶液加入红色颜料(P.R.254;颜料含量:100份)的浆料中。接着搅拌60分钟。然后逐步加入10%氢氧化钠水溶液将体系的pH调节至8.5。将该混合物搅拌30分钟后,过滤收集所得固体物质,洗涤,在90℃下干燥,然后研磨,得到108份其表面用分散剂处理的红色颜料粉末。
将如此获得的表面处理颜料用球磨机分散于市购三聚氰胺/醇酸漆中使颜料含量为15%。如此获得的着色漆具有低粘度,并显示流动性基本上接近Newtonian流。此外,将该红色漆与市购白色三聚氰胺/醇酸漆混合配制浅红色漆。即使在贮存一周后,该浅红色漆仍然为均匀形式,无任何颜色分离。
比较例5
按与实施例35类似的方式配制漆,但使用红色颜料(P.R.254),不用分散剂10进行表面处理。将该漆按照实施例35进行分级。该漆具有高粘度,并为与白色漆的混合漆形式,该红色颜料经凝聚分离和沉降。
实施例36
将8份分散剂11溶于含5份冰醋酸的100份水溶液中。将所得溶液加入红色颜料(P.R.254;颜料含量:100份)的浆料中。接着搅拌60分钟。然后逐步加入10%氢氧化钠水溶液将体系的pH调节至8.5。将该混合物搅拌30分钟后,过滤收集所得固体物质,洗涤,在90℃下干燥,然后研磨,得到105份其表面用分散剂处理的红色颜料粉末。
将如此获得的颜料组合物用砂磨机分散于市购丙烯酸漆中,如此配制颜料含量13%的红色漆。将该漆用香蕉水调节其粘度,并喷于铁板上。获得红色的并具有干膜厚度32μm的涂布板。它有优良的色彩,并显示高光泽度。
比较例6
将该漆按与实施例36类似的方式配制,但使用红色颜料(P.R.254),但表面不用分散剂11处理。同样调节粘度,并将该漆按与实施例36相同的方式分级。该板表面上的红色涂层不光滑,它的光泽低。
实施例37
将250份成膜树脂合成实施例中制备的树脂溶液、750份C.I.颜料黑、4份实施例1的分散剂(1)、536份乙醇和60份甲基环己烷和100份乙氧基丙醇在其中含有翻转介质的水平分散器中。然后通过超滤分离除去粗颗粒,由此获得本发明黑色油墨。该CB颜料的平均颗粒尺寸为95nm,粘度为3.5mPa.s。将该黑色油墨在50℃下贮存1周,但未观察到CB颜料沉降。当测量其粘度时,仍为3.5mPa.s,因此,粘度未发生变化。
然后将该油墨填充入装有纤维束喷嘴的笔盒中,并在聚乙烯膜上进行书写试验。可进行光滑书写。此外,将20份乙氧基丙醇和5份苄醇进一步加入100份油墨中。使用如此获得的油墨,通过喷墨打印机进行打印。获得良好的打印结果。
实施例38-44
按与实施例37类似的方式获得黑色油墨,但将实施例2-8的分散剂分别用作分散剂。然后按照实施例37对这些黑色颜料分级。将这些结果与实施例37的结果一起列于表3中。在该表中,“A”表示书写特性和喷墨打印结果都良好,“B”表示书写特性或喷墨打印性能差。
比较例7
按与实施例37类似的方式获得黑色油墨,但不使用分散剂。将该油墨按实施例37分级。结果也表3中给出。
表3
分散剂的总类 | 油墨的粘度稳定性 | 油墨性能 | |||
刚配制后 | 贮存一周后(50℃) | 书写特性 | 喷墨打印性能 | ||
实施例37 | 分散剂1 | 3.5 | 3.5 | A | A |
实施例38 | 分散剂2 | 3.9 | 3.9 | A | A |
实施例39 | 分散剂3 | 3.8 | 3.9 | A | A |
实施例40 | 分散剂4 | 4.4 | 4.5 | A | A |
实施例41 | 分散剂5 | 4.1 | 4.1 | A | A |
实施例42 | 分散剂6 | 4.3 | 4.4 | A | A |
实施例43 | 分散剂7 | 3.9 | 3.9 | A | A |
实施例44 | 分散剂8 | 4.0 | 4.0 | A | A |
比较例7 | 无 | 63.5 | 89.0 | B | B |
实施例45
将10份分散剂2溶于含5份冰醋酸的100份水溶液中。将所得溶液加入C.I.颜料黑色7(C.B颜料含量:100份)的浆料中,接着搅拌60分钟。然后逐步加入10%氢氧化钠水溶液将体系的pH调节至8.5。将该混合物搅拌30分钟后,过滤收集所得固体物质,洗涤,在90℃下干燥,然后研磨,得到108份其表面用分散剂处理的黑色颜料粉末。
将如此获得的表面处理颜料用球磨机分散于市购三聚氰胺/醇酸漆中使CB颜料含量为15%。如此获得的着色漆具有低粘度,并显示流动性基本上接近Newtonian流。此外,将该黑色漆与市购白色三聚氰胺/醇酸漆混合配制灰色漆。即使在贮存一周后,该灰色漆仍然为均匀形式,无任何颜色分离。
比较例8
按与实施例45类似的方式配制漆,但使用相同的CB颜料,不用分散剂2进行表面处理。将该漆按照实施例45进行分级。该漆具有高粘度,并为与白色漆的混合漆形式,该CB颜料经凝聚分离和沉降。
实施例46
将8份分散剂3溶于含5份冰醋酸的100份水溶液中。将所得溶液加入C.I颜料黑色7(CB颜料含量:100份)的浆料中,接着搅拌60分钟。然后逐步加入10%氢氧化钠水溶液将体系的pH调节至8.5。将该混合物搅拌30分钟后,过滤收集所得固体物质,洗涤,在90℃下干燥,然后研磨,得到105份其表面用分散剂处理的黑色颜料粉末。
将如此获得的颜料组合物用砂磨机分散于市购丙烯酸漆中,如此配制CB颜料含量13%的黑色漆。将该漆用香蕉水调节其粘度,并喷于铁板上。获得黑色的并具有干膜厚度32μm的涂布板。它有优良的色彩,并显示高光泽度。
比较例9
将该漆按与实施例46类似的方式配制,但使用相同的CB颜料,但表面不用分散剂3处理。同样调节粘度,并将该漆按与实施例46相同的方式分级。该板表面上的黑色涂层不光滑,它的光泽低。
实施例47
将250份成膜树脂合成实施例中制备的树脂溶液、750份C.I.颜料黑、4份实施例9的分散剂(9)、536份乙醇、60份甲基环己烷和100份乙氧基丙醇在其中含有翻转介质的水平分散器中。然后通过超滤分离除去粗颗粒,由此获得本发明黑色油墨。该CB颜料的平均颗粒尺寸为95nm,粘度为3.5mPa.s。将该黑色油墨在50℃下贮存1周,但未观察到CB颜料沉降。当测量其粘度时,仍为3.5mPa.s,因此,粘度未发生变化。
然后将该油墨填充入装有纤维束喷嘴的笔盒中,并在聚乙烯膜上进行书写试验。可进行光滑书写。此外,将20份乙氧基丙醇和5份苄醇进一步加入100份油墨中。使用如此获得的油墨,通过喷墨打印机进行打印。获得良好的打印结果。
实施例48-54
按与实施例47类似的方式获得黑色油墨,但将实施例2-8的分散剂分别用作分散剂。然后按照实施47对这些黑色颜料分级。将这些结果与实施例47的结果一起列于表4中。在该表中,“A”表示书写特性和喷墨打印结果都良好,“B”表示书写特性或喷墨打印性能差。
表4
分散剂的总类 | 油墨的粘度稳定性 | 油墨性能 | |||
刚配制后 | 贮存一周后(50℃) | 书写特性 | 喷墨打印性能 | ||
实施例47 | 分散剂9 | 3.5 | 3.5 | A | A |
实施例48 | 分散剂10 | 3.9 | 3.9 | A | A |
实施例49 | 分散剂11 | 3.7 | 3.7 | A | A |
实施例50 | 分散剂12 | 3.8 | 3.8 | A | A |
实施例51 | 分散剂13 | 3.5 | 3.6 | A | A |
实施例52 | 分散剂14 | 3.8 | 3.8 | A | A |
实施例53 | 分散剂15 | 3.8 | 3.8 | A | A |
实施例54 | 分散剂16 | 3.7 | 3.8 | A | A |
比较例7 | 无 | 63.5 | 89.0 | B | B |
实施例55
将10份分散剂10溶于含5份冰醋酸的200份水溶液中。将所得溶液加入C.I.颜料黑色7(C.B颜料含量:100份)的浆料中,接着搅拌60分钟。然后逐步加入10%氢氧化钠水溶液将体系的pH调节至8.5。将该混合物搅拌30分钟后,过滤收集所得固体物质,洗涤,在90℃下干燥,然后研磨,得到108份其表面用分散剂处理的黑色颜料粉末。
将如此获得的表面处理颜料用球磨机分散于市购三聚氰胺/醇酸漆中使CB颜料含量为15%。如此获得的着色漆具有低粘度,并显示流动性基本上接近Newtonian流。此外,将该黑色漆与市购白色三聚氰胺/醇酸漆混合配制灰色漆。即使在贮存一周后,该灰色漆仍然为均匀形式,无任何颜色分离。
比较例11
按与实施例55类似的方式配制漆,但使用相同的CB颜料,不用分散剂10进行表面处理。将该漆按照实施例55进行分级。该漆具有高粘度,并为与白色漆的混合漆形式,该CB颜料经凝聚分离和沉降。
实施例56
将8份分散剂11溶于含5份冰醋酸的100份水溶液中。将所得溶液加入C.I颜料黑色7(CB颜料含量:100份)的浆料中,接着搅拌60分钟。然后逐步加入10%氢氧化钠水溶液将体系的pH调节至8.5。将该混合物搅拌30分钟后,过滤收集所得固体物质,洗涤,在90℃下干燥,然后研磨,得到105份其表面用分散剂处理的黑色颜料粉末。
将如此获得的颜料组合物用砂磨机分散于市购丙烯酸漆中,如此配制CB颜料含量13%的黑色漆。将该漆用香蕉水调节其粘度,并喷于铁板上。获得黑色的并具有干膜厚度32μm的涂布板。它有优良的色彩,并显示高光泽度。
比较例12
将该漆按与实施例56类似的方式配制,但使用相同的CB颜料,但表面不用分散剂11处理。同样调节粘度,并将该漆按与实施例56相同的方式分级。该板表面上的黑色涂层不光滑,它的光泽低。
Claims (15)
2.根据权利要求1的分散剂,其中所述至少一个含所述碱性氮原子的取代基可为伯、仲或叔氨基、季铵基或吡啶鎓基;当存在各自含所述碱性氮原子基团的两个或多个取代基时,所述两个或多个取代基可以相同或不同。
4.根据权利要求1的分散剂,其中所述通式(I)表示的化合物有如下通式(2)表示:其中X、X′、Y和Z具有与权利要求1相同的含义;R1至R4可为相同或不同的并各自独立地表示烷基或环烷基,R1和R2和/或R3和R4可与其相邻氮原子稠合形成杂环,该杂环还可含另一个氮原子,n和m各自独立地代表2至30的整数。
6.一种颜料分散体,包括有机颜料、分散剂、成膜树脂和有机溶剂,其中所说的分散剂为权利要求1-5中任一项所定义的分散剂。
7.根据权利要求6的颜料分散体,其中所述有机溶剂为醇类溶剂。
8.根据权利要求7的颜料分散体,其中醇类溶剂为包括沸点不高于150℃的醇的溶剂。
9.根据权利要求6的颜料分散体,其中所述成膜树脂可溶于所述醇溶剂中。
10.根据权利要求9的颜料分散体,其中所述成膜树脂包括1-50重量%的(甲基)丙烯酸羟烷基酯与二元酸的单酯作为单体单元,其中所述单酯由通式CH2=C(R1)-COO-R2-O-CO-R3-COOH表示,其中R1表示氢原子或甲基,R2表示含2至6个碳原子并含有1个或多个支链的亚烷基,R3表示可含一个或多个支链的亚烷基、环亚烷基或亚芳基。
11.根据权利要求10的颜料分散体,其中所述成膜树脂具有数均分子量2,000至100,000,其通过GPC测量并基于标准聚苯乙烯的数均分子量进行转化,并具有酸值0.5至300mgKOH/g。
12.根据权利要求6的颜料分散体,其中所述有机颜料为红色颜料、绿色颜料、蓝色颜料、黄色颜料、紫色颜料或黑色颜料。
13.权利要求6-12中任何一项定义的颜料分散体在书写或记录颜料油墨中的用途。
14.根据权利要求13的用途,其中所述分散剂的用量为每100重量份所述颜料0.5至50重量份,所述颜料的用量为每100重量份所述树脂的5至500重量份,所述颜料在所述油墨中的浓度为0.3至50重量%,所述油墨具有粘度1至50mPa.s。
15.权利要求1-5中任一项的分散剂在书写或记录仪器中的用途。
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