CN117500889A - 用于颜料的水性分散体的分散剂、其组合物及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供以下通式的新型颜料分散剂：其中R1是芳族或芳脂族或脂族烃基；R2是脂族烃基；a是0至20的数；b是5至50的数；R3是以下原子或基团之一：氢、硫酸基团、磷酸酯基团或磺基琥珀酸酯基团。此外，本发明还提供新型颜料分散剂组合物和制备所述颜料分散剂组合物的方法。

Description

用于颜料的水性分散体的分散剂、其组合物及其制备方法
技术领域
本发明涉及用于颜料的水性(water-borne)分散体的分散剂、颜料组合物及其制备方法。
背景技术
为将颜料在液体介质中分散通常要求分散剂。分散剂可以具有阴离子、阳离子、两性或中性结构。它们可以具有低分子量，表示构成聚合单体的无规、交替、嵌段状、梳状或星形体系结构的高分子量聚合物。
分散剂具有特别的商业重要性的场合的实例是颜料浓缩物(用于将乳液和清漆色料(varnish color)、油漆、涂料和印刷墨着色)的制造以及纸、卡纸和纺织品的着色中的颜料分散。
在水基颜料制备中，在整个制造、储存、应用和成膜过程中保持颜料颗粒良好分散是至关重要的。因此，需要分散剂来稳定胶态分散体系并避免絮凝和凝结。
通常，有机和无机颜料的表面是疏水性的，因此，希望用于颜料的水性分散体的分散剂与水和颜料的疏水性表面相容。考虑到成本和对颜料疏水表面的结合亲和力，烷基酚通常用作颜料分散剂的疏水性结构部分。例如，对烷基苯酚乙氧基化物(APEO)已报道为颜料的分散添加剂(J.Bielmann，Polymers Paint Colour Journal 3(1995)17)。
然而，这种分散添加剂由于其生产过程而含有烷基酚(通常是壬基苯酚)及其乙氧基化物的残余物。因为烷基酚乙氧基化物或其降解产物积累，所以它们在环境中几乎不降解。这是有问题的，因为烷基酚乙氧基化物或其降解产物对水生生物具有激素作用。因此，许多国家已经公布了限制或禁止在开放循环系统中使用含烷基酚(APEO)或其乙氧基化物的材料的法规(例如2003/53/EC)。聚合物分散剂也广泛用于颜料分散剂，例如，JP4,758,336B2公开了光稳定化聚合物作为颜料分散体中的分散剂的用途，US5,085,698公开了用于喷墨的嵌段共聚物分散剂。然而，与烷基酚基分散剂相比，这种共聚物分散剂的成本较高。因此，开发不含APEO并且可以平衡环境和成本考虑与相当的分散性能的新型分散剂将是有利的。
发明内容
在第一个方面中，本发明提供式(I)的颜料分散剂：
其中R1是芳族或芳脂族(araliphatic)或脂族烃基；
R2是脂族烃基；a为0至20的数；b为5至50的数；R3是以下原子或基团之一：氢、硫酸基团、磷酸酯基团(phosphate group)或磺基琥珀酸酯基团(sulfosuccinate group)。
在第二方面，本发明提供颜料组合物，其包含：
(A)至少一种有机基础颜料；
(B)至少一种通式(I)的颜料分散剂：
其中R1是芳族或芳脂族或脂族烃基；
R2是下式的脂族烃基：C15H31-m，其中m是0、2、4或6；
a是0至20的数；
b是5至50的数；
R3表示以下原子或基团之一：氢、硫酸基团、磷酸酯基团或磺基琥珀酸酯基团；
(C)至少一种溶剂，其包含水；和
(D)任选的助剂。
在第三方面，本发明提供了颜料组合物的制备方法。所述方法包括以下步骤：在制备过程中，在上述段落中所述的水存在下，将呈粉末、颗粒或水性滤饼(aqueouspresscake)形式的如上定义的颜料分散剂(B)与至少一种有机颜料(A)混合，以形成颜料组合物。
在第四方面，本发明提供包含如上定义的颜料组合物的经颜料着色的、天然或合成高分子量有机材料，其中所述天然或合成高分子量有机材料选自塑料、树脂、清漆、油漆、电子照相调色剂和显影剂以及油墨。
具体实施方式
在第一个方面中，本发明提供式(I)的颜料分散剂：
其中R1是芳族或芳脂族或脂族烃基；
R2是脂族烃基；
a是0至20的数；
b是5至50的数；
R3是以下原子或基团之一：氢、硫酸基团、磷酸酯基团或磺基琥珀酸酯基团。
作为示例性实施方案，a为0至20的数，和b为10至30的数。作为示例性实施方案，b为10至50的数，优选b为10至40的数，更优选b为10至30的数，最优选b为15至25的数。作为示例性实施方案，R3为氢，a为0至10的数，和b为10至40的数。作为示例性实施方案，R1为含2至60个碳原子的芳族或芳脂族或脂族烃基，任选地含有杂原子N、O和S中的一个或多个。
作为示例性实施方案，R2具有式：C15H31-m，其中m是0、2、4或6，或R2是具有式：CnH2n+1的烷基，或R2是具有式CnH2n-1或CnH2n-3或CnH2n-5的脂族烃基，其中n是4至20。
作为示例性实施方案，颜料分散剂的分子量为500g/mol至20,000g/mol，更优选为1000g/mol至15,000g/mol，更优选为2000g/mol至10,000g/mol。
在第二方面，本发明提供颜料组合物，其包含：
-(A)至少一种有机基础颜料；
-(B)至少一种通式(I)的颜料分散剂：
其中R1是芳族或芳脂族或脂族烃基；R2是下式的脂族烃基：C15H31-m，其中m是0、2、4或6；a是0至20的数；b是5至50的数；R3表示以下原子或基团之一：氢、硫酸基团、磷酸酯基团或磺基琥珀酸酯基团；
-(C)至少一种溶剂，其包含水；和
-(D)任选的助剂。
组分(A)是至少一种有机基础颜料。用于本发明的合适的有机颜料可以包括单偶氮、双偶氮、色淀偶氮(laked azo)、β-萘酚(β-naphthol)、萘酚AS(Naphthol AS)、苯并咪唑酮(benzimidazolone)、双偶氮缩合(disazo condensation)、偶氮金属络合物颜料或多环颜料，例如酞菁(phthalocyanine)、喹吖啶酮(quinacridone)、苝(perylene)、苝酮(perinone)、硫靛(thioindigo)、蒽嵌蒽醌(anthanthrone)、蒽醌(anthraquinone)、黄烷士酮(flavanthrone)、阴丹酮(indanthrone)、异紫蒽酮(isoviolanthrone)、皮蒽酮(pyranthrone)、二嗪(dioxazine)、喹诺酞酮(quinophthalone)、异吲哚啉酮(isoindolinone)、异吲哚啉(isoindoline)和二酮吡咯并吡咯颜料(diketopyrrolopyrrole pigment)或炭黑。
特别优选的有机颜料的示例性选择包括炭黑颜料，例如灯黑或炉黑。单偶氮和双偶氮颜料，特别是颜色指数颜料颜料黄1、颜料黄3、颜料黄12、颜料黄13、颜料黄14、颜料黄16、颜料黄17、颜料黄73、颜料黄74、颜料黄81、颜料黄83、颜料黄87、颜料黄97、颜料黄111、颜料黄126、颜料黄127、颜料黄128、颜料黄155、颜料黄174、颜料黄176、颜料黄191、颜料黄213、颜料黄214、颜料黄219、颜料红38、颜料红144、颜料红214、颜料红242、颜料红262，颜料红266、颜料红269、颜料红274、颜料橙13、颜料橙34或颜料棕41；β-萘酚和萘酚AS颜料，特别是颜色指数颜料-颜料红2、颜料红3、颜料红4、颜料红5、颜料红9、颜料红12、颜料红14、颜料红53:1、颜料红112、颜料红146、颜料红147、颜料红170、颜料红184、颜料红187、颜料红188、颜料红210、颜料红247、颜料红253、颜料红256、颜料橙5、颜料橙38或颜料棕1；色淀偶氮和金属配合物颜料，特别是颜色指数颜料-颜料红48:2、颜料红48:3、颜料红48:4、颜料红57:1、颜料红257、颜料橙68或颜料橙70；苯并咪唑啉颜料，特别是颜色指数颜料-颜料黄120、颜料黄151、颜料黄154、颜料黄175、颜料黄180、颜料黄181、颜料黄194、颜料红175、颜料红176、颜料红185、颜料红208、颜料紫32、颜料橙36、颜料橙62、颜料橙72或颜料棕25；异吲哚啉酮和异吲哚啉颜料，尤其是颜色指数颜料-颜料黄139或颜料黄173；酞菁颜料，尤其是颜色指数颜料-颜料蓝15、颜料蓝15:1、颜料蓝15:2、颜料蓝15:3、颜料蓝15:4、颜料蓝15:6、颜料蓝16、颜料绿7或颜料绿36；蒽嵌蒽醌、蒽醌、喹吖啶酮、二恶嗪、靛蒽醌、苝、苝酮和硫靛颜料，特别是颜色指数颜料-颜料黄196、颜料红122、颜料红149、颜料红168、颜料红177、颜料红179、颜料红181、颜料红207、颜料红209、颜料红263、颜料蓝60、颜料紫19、颜料紫23或颜料橙43；三芳基碳颜料，尤其是颜色指数颜料-颜料红169、颜料蓝56或颜料蓝61；二酮基吡咯并吡咯颜料，尤其是颜色指数颜料-颜料红254、颜料红255、颜料红264、颜料红270、颜料红272、颜料橙71、颜料橙73、颜料橙81、颜料炭黑7。
作为示例性实施方案，有机基础颜料的重量百分率为1％至60％，优选5％至50％，更优选10％至50％，更优选20％至45％。
组分(B)是式(I)的颜料分散剂：
其中R1是芳族或芳脂族或脂族烃基；
R2是下式的脂族烃基：C15H31-m，其中m是0、2、4或6；a是0至20的数；b是5至50的数；
R3是以下原子或基团之一：氢、硫酸基团、磷酸酯基团或磺基琥珀酸酯基团。
本发明的分散剂如下制备：使二缩水甘油醚与腰果酚(cardanol)反应或使二醇与腰果酚缩水甘油醚反应以产生具有式(II)主链结构的中间体，然后进行烷氧基化以产生亲水基团。烷氧基化是涉及中间体的环氧乙烷或环氧丙烷的加成的化学反应。作为本发明的一个实施方案，环氧乙烷与中间体反应形成本发明的最终分散剂。作为本发明的一个实施方案，环氧乙烷和环氧丙烷与中间体反应形成本发明的最终分散剂，其中R1是芳族或芳脂族或脂族烃基，R2是脂族烃基。
环氧乙烷和环氧丙烷的量分别在5-50和0-20(与中间体的摩尔比)的范围内。作为本发明的一个实施方案，环氧乙烷的量为10-40，更优选15-35，更优选20-30(与中间体的摩尔比)，环氧丙烷的量为0-10(与中间体的摩尔比)。
作为本发明的一个实施方案，合适的二缩水甘油醚包括但不限于双酚A二缩水甘油醚、四甲基双酚A二缩水甘油醚、四溴双酚A二缩水甘油醚、双酚S二缩水甘油醚、双酚F二缩水甘油醚、氢化双酚A二缩水甘油醚、1,2-环己烷二羧酸二缩水甘油酯、1,4-丁二醇二缩水甘油醚、1,4-环己烷二甲醇二缩水甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚、二丙二醇二缩水甘油醚、聚丙二醇(400)二缩水甘油醚、1,6-己二醇二缩水甘油醚、二溴新戊二醇二缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚、间苯二酚二缩水甘油醚、氢醌二缩水甘油醚、9,9-双(4-羟基-3-甲基苯基)芴二缩水甘油醚。
作为本发明的一个实施方案，合适的二醇包括但不限于双酚A、四甲基双酚A、四溴双酚A、双酚S、双酚F、氢化双酚A、联苯-2,2'-二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,4-环己烷二甲醇、新戊二醇、二丙二醇、聚丙二醇(400)、1,6-己二醇、二溴新戊二醇、乙二醇、间苯二酚、氢醌、9,9-双(4-羟基-3-甲基苯基)芴。
作为本发明的另一个示例性实施方案，公开了一系列二缩水甘油醚基颜料分散剂。分散剂如下制备：使二缩水甘油醚与腰果酚反应或使二醇与腰果酚缩水甘油醚反应以得到主链结构(如图1所示)，然后进行烷氧基化以产生亲水基团，接着硫酸化。
作为本发明的另一个示例性实施方案，公开了一系列二缩水甘油醚基颜料分散剂。分散剂如下制备：使二缩水甘油醚与腰果酚反应或使二醇与腰果酚缩水甘油醚反应以产生具有主链结构的中间体(如图1所示)，然后进行烷氧基化以产生亲水基团，接着进行磷酸酯酯化。
作为本发明的另一个示例性实施方案，公开了一系列二缩水甘油醚基颜料分散剂。分散剂如下制备：使二缩水甘油醚与腰果酚反应或使二醇与腰果酚缩水甘油醚反应以产生具有主链结构的中间体(如图1所示)，然后进行烷氧基化以产生亲水基团，接着进行磺基琥珀酸酯酯化。
作为示例性实施方案，颜料分散剂的重量百分率为0.1％至30％，优选2％至25％，更优选4％至20％，更优选6％至15％。作为示例性实施方案，颜料分散剂的分子量为500g/mol至20,000g/mol，更优选为800g/mol至15,000g/mol，更优选为1000g/mol至10,000g/mol。
组分(C)可以是包含水或水溶性助水溶性(hydrotropic)物质的溶剂。用作制备颜料制剂的组分(C)的水优选以软化水或蒸馏水的形式使用。同样可以使用饮用水(自来水)和/或天然来源的水。作为示例性实施方案，溶剂的重量百分率为0％至90％，优选10％至80％，更优选20％至70％，更优选30％至60％。
组分(D)可以是助剂，例如增稠剂、保湿剂、润湿剂、防腐剂、粘度稳定剂、研磨助剂和填料。另外的常规添加剂是抗沉降剂、光稳定剂、抗氧化剂、脱气剂/消泡剂、泡沫减少剂、防结块剂此外还有粘度和流变性改进剂。有用的粘度调节剂包括例如聚乙烯醇和纤维素衍生物。可以同样地包括水溶性天然或合成树脂以及聚合物作为成膜剂或粘结剂用于提高粘结强度和耐磨性。有用的pH值调节剂包括有机或无机碱和酸。作为示例性实施方案，助剂的重量百分率为0％至30％，优选5％至25％，更优选10％至20％。
本发明还提供了制备本发明颜料制剂或组合物的方法。所述方法包括以下步骤：(1)提供本发明的组分(B)；(2)将组分(B)与组分(C)，任选地与一种或多种组分(D)混合以形成混合物；(3)将组分(A)引入所述混合物中以形成预分散体。取决于组分(A)的质地，随后在有或者没有冷却的情况下，使用研磨或分散设备组，将所述预分散体细分散或细分布。研磨或分散组件可包括搅拌器、溶解器(锯齿搅拌器)、转子-定子磨机、球磨机、搅拌介质磨机如砂磨机和珠磨机、高速混合器、捏合机、辊架或高性能珠磨机。预分散体的精细分散或研磨可以在0至100℃的温度下进行，有利地在10至70℃的温度下进行，优选在20至60℃下进行。在预分散体的精细分散或研磨之后，可以用水，优选去离子水或蒸馏水进一步稀释颜料制剂。
本发明的颜料组合物可用于任何种类的天然和合成材料，尤其是水性漆、乳胶漆和清漆色料(乳胶清漆)的染色和着色。本发明的颜料制剂进一步可用于将任何种类的大分子材料，例如天然和合成纤维材料，优选纤维素纤维着色，还可用于纸浆着色和层压体着色。其它应用是制备印刷色料，例如纺织品印刷色料、胶版印刷油墨或凹版印刷油墨，壁纸色料、水可稀释的涂料、木材防护体系，粘胶纺丝染色体系、清漆、粉末涂料、香肠肠衣、种子、肥料、玻璃，尤其是玻璃瓶，以及用于将屋顶瓦本体着色，用于灰浆、混凝土、木材媒染剂、彩色铅笔芯、彩笔、蜡、石蜡、绘图油墨、圆珠笔糊、粉笔、洗涤和清洁组合物、鞋保养油、胶乳产品、磨料的着色，以及用于将任何种类的塑料或高分子量材料着色。高分子量有机材料的实例是单独或者以混合物形式的以下物质：纤维素醚和纤维素酯，例如乙基纤维素、硝基纤维素、乙酸纤维素或丁酸纤维素，天然树脂或合成树脂，例如加成聚合树脂或缩合树脂，如氨基树脂，尤其是脲-和蜜胺-甲醛树脂、醇酸树脂、丙烯酸系树脂、酚醛塑料，聚碳酸酯，聚烯烃例如聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯腈、聚丙烯酸系酯，聚酰胺、聚氨酯或聚酯，橡胶、酪蛋白、胶乳、硅酮、硅酮树脂。
本发明的颜料组合物进一步可用于制备用于所有常规喷墨打印机，特别是用于基于气泡喷射或压电方法的那些喷墨打印机的液体印刷油墨。这些湿印法油墨可用于印刷纸以及天然或合成纤维材料、膜片和塑料。另外，本发明的颜料制剂可用于印刷非常广泛种类的涂覆或未涂覆基材，例如用于印刷纸板、卡片、木材和木材基础材料、金属材料、半导体材料、陶瓷材料、玻璃、玻璃和陶瓷纤维、建筑的无机材料、混凝土、皮革、食品、化妆品、皮肤和头发。所述基材可以是二维平面的，或者可以在空间上延伸，即是三维形状的，并且可以完全或者仅仅部分被印刷或涂覆。
实施例
提供以下实施例和比较例以帮助理解本发明，并且这些实施例和比较例不应被解释为对本发明范围的限制。除非另有说明，所有的份数和百分率按重量计算。
本发明的实施例和对比实施例中使用的原料示于表1中。
表1
中间体的制备
中间体K
在配备有顶部搅拌器、回流冷凝器和氮气入口的1000mL圆底烧瓶中，混合315g的NX 2024、202g的D.E.R.331和9.5g甲醇钠(30％，在甲醇中)。将反应混合物加热至90℃后，施加真空以除去甲醇1小时。将反应混合物在140℃在氮气下搅拌4小时，得到粘性棕色液体作为主链中间体。
中间体L
在配备有顶部搅拌器、回流冷凝器和氮气入口的1000mL圆底烧瓶中，混合313g的NX 2024、220g的EPALLOY 5000和9.4g甲醇钠(30％，在甲醇中)。将反应混合物加热至90℃后，施加真空以除去甲醇1小时。将反应混合物在140℃在氮气下搅拌4小时，得到粘性棕色液体作为主链中间体。
中间体M
在配备有顶部搅拌器、回流冷凝器和氮气入口的1000mL圆底烧瓶中，混合352g的NX 2024、158g的ERISYS GE 21和10.6g甲醇钠(30％，在甲醇中)。将反应混合物加热至90℃后，施加真空以除去甲醇1小时。将反应混合物在140℃在氮气下搅拌4小时，得到粘性棕色液体作为主链中间体。
中间体N
在配备有顶部搅拌器、回流冷凝器和氮气入口的1000mL圆底烧瓶中，混合415g的NX 2024、184g的间苯二酚二缩水甘油醚和12.5g甲醇钠(30％，在甲醇中)。将反应混合物加热至90℃后，施加真空以除去甲醇1小时。将反应混合物在140℃在氮气下搅拌4小时，得到粘性棕色液体作为主链中间体。
中间体P
在配备有顶部搅拌器、回流冷凝器和氮气入口的1000mL圆底烧瓶中，混合344g的NX 2024、184g的ERISYS GE 22和10.3g甲醇钠(30％，在甲醇中)。将反应混合物加热至90℃后，施加真空以除去甲醇1小时。将反应混合物在140℃在氮气下搅拌4小时，得到粘性棕色液体作为主链中间体。
中间体Q
在配备有顶部搅拌器、回流冷凝器和氮气入口的1000mL圆底烧瓶中，混合556g的UL513、65g的1,4-丁二醇和13.1g的甲醇钠(30％，在甲醇中)。将反应混合物加热至90℃后，施加真空以除去甲醇1小时。将反应混合物在140℃在氮气下搅拌8小时，得到粘性棕色液体作为主链中间体。
分散剂的制备
实施例1
在实验室高压釜中，将500g来自中间体K的主链中间体与595g环氧乙烷混合。将反应混合物在140℃下在压力下聚合5小时，得到棕色蜡状固体为分散剂产物。经由滴定羟值测定分子量为1650g/mol。
实施例2
在实验室高压釜中，将500g来自中间体K的主链中间体与1158g环氧乙烷混合。将反应混合物在140℃下在压力下聚合5小时，得到棕色蜡状固体为分散剂产物。经由滴定羟值测定分子量为2538g/mol。
实施例3
在实验室高压釜中，将500g来自中间体K的主链中间体与1487g环氧乙烷混合。将反应混合物在140℃下在压力下聚合5小时，得到棕色蜡状固体为分散剂产物。经由滴定羟值测定分子量为2857g/mol。
实施例4
在实验室高压釜中，将500g来自中间体K的主链中间体与1784g环氧乙烷混合。将反应混合物在140℃下在压力下聚合5小时，得到棕色蜡状固体为分散剂产物。经由滴定羟值测定分子量为3336g/mol。
实施例5
在实验室高压釜中，将500g来自中间体Q的主链中间体与1076g环氧乙烷混合。将反应混合物在140℃下在压力下聚合5小时，得到棕色蜡状固体为分散剂产物。经由滴定羟值测定分子量为2561g/mol。
实施例6
在实验室高压釜中，将500g来自中间体Q的主链中间体与1344g环氧乙烷混合。将反应混合物在140℃下在压力下聚合5小时，得到棕色蜡状固体为分散剂产物。经由滴定羟值测定分子量为2889g/mol。
实施例7
在配备有顶部搅拌器、回流冷凝器和氮气入口的150mL圆底烧瓶中，将60g来自实施例2的产物和1.40g尿素在60℃下混合并在氮气下搅拌30分钟。在将温度升高至100℃后，添加4.91g氨基磺酸(sulfamic acid)并在氮气下在150℃下搅拌2小时。将反应冷却至70℃后，加入0.33g氨溶液(25％)，得到硫酸化产物。
实施例8
在配备有顶部搅拌器、回流冷凝器和氮气入口的150mL圆底烧瓶中，将60g来自实施例2的产物和3.26g五氧化二磷酸(phosphorus pentoxide acid)混合并在氮气下在50℃下搅拌2小时和在70℃下搅拌3小时。加入0.41g水后，将反应混合物搅拌1小时，得到磷酸酯酯化产物。
实施例9
在配备有顶部搅拌器、回流冷凝器和氮气入口的150mL圆底烧瓶中，将60g来自实施例2的产物与4.72g马来酸酐混合。在氮气下，将反应混合物在75℃下搅拌4小时，并在90℃下搅拌1小时。加入5.03g焦亚硫酸钠、1.93g NaOH和46.81g水的混合物，并将所述混合物在100℃下搅拌5小时，得到磺基琥珀酸酯酯化产物(NV 60％)。
为了测试本发明分散剂的性能，用各种改性和未改性产物制备水基颜料糊。为了比较，选择市售分散剂Dispersogen 2774(等)作为对比实施例。用于炭黑的水基颜料糊的配方示于表2中。
表2
分散剂(20％) 24.00g
Polyglykol 300 6.00g
Emulsogen LCN 407 1.20g
D-foam-R C331 0.12g
Nipacide CI 15HS 0.12g
DI水 4.50g
AMP 95 0.06g
SJR 25 16.00g
总计 52.00g
将52g如上所示的混合物与120g氧化锆珠(直径1mm)混合，并将所得混合物经由分散器LAU DAS200分散1小时。过滤后，分别经由Thermo ScientificTMHAAKETMMARSTMiQ旋转流变仪和Malvern Zetasizer Nano测定颜料糊的粘度和粒度。
为了测试彩色漆中的着色强度(tinting strength)，通过简单手动搅拌将0.40g颜料糊与19.60g水性白色分散体(20％TiO2和1％TiO2)均化。将由此制得的漆在测试卡上刮涂成200μm膜，并在室温下干燥60分钟。炭黑分散剂的施涂结果，即颜料糊的粘度和粒度以及彩色漆的着色强度示于表3中。在所述表中，"着色强度"代表"用白色分散体(20％TiO2)的着色强度"。
表3
用于颜料绿的水基颜料糊的配方示于表4中。
表4
分散剂(20％) 7.20g
Polyglykol 300 6.00g
Emulsogen LCN 407 1.20g
D-foam-R C331 0.30g
Nipacide CI 15HS 0.12g
DI水 21.06g
AMP 95 0.06g
Hostaperm GNX 01 24.00g
总计 60.00g
将60g上述的混合物与120g氧化锆珠(直径1mm)混合，并将所得混合物经由分散器LAU DAS200分散1小时。过滤后，分别经由Thermo ScientificTMHAAKETMMARSTMiQ旋转流变仪和Malvern Zetasizer Nano测定颜料糊的粘度和粒度。用于颜料绿的分散剂的施涂结果示于表5中。
表5
分散剂 粘度(mPa·s) 粒度(nm)
实施例2 152 275
实施例3 177 222
实施例4 190 284
实施例6 161 214
Dispersogen 2774 114 318
本发明表明，由烷氧基化腰果酚-二缩水甘油醚加合物生产的新型不含APEO的分散剂在颜料糊以及彩色涂料中给出了有前景的结果。
应用实施例
分散剂组合物的制备
将粉末形式的颜料与分散剂和其它助剂一起在去离子水中糊化，然后使用溶解器(例如来自VMA的溶解器CN10)均化和预分散。随后使用珠磨机(例如，来自VMA的溶解器/>CN10)进行精细分散，用尺寸d＝1mm的氧化锆珠进行研磨，伴随冷却1小时。此后，经由过滤分离出研磨介质并离析颜料制剂。
使用锥板粘度计(Thermo ScientificTMHAAKETMMARSTMiQ旋转流变仪)(钛锥：1)在23℃下测定粘度，研究粘度与剪切速率之间的关系，剪切速率在0与200s-1之间的范围内。在60s-1的剪切速率下测量粘度。为了评估分散体的储存稳定性，在制备制剂后直接测量粘度，并且还在50℃下储存28天后测量粘度。
下面实施例中描述的颜料制剂或组合物通过上述方法制备，以下成分以所述量使用，使得形成100份相应的颜料制剂或组合物。
应用实施例1
40份 颜料炭黑7
10份 基于实施例2的分散剂
10份 保湿剂
2份 润湿剂
0.5份 减泡剂
0.2份 防腐剂
0.1份 pH调节剂
37.2份 水
生产时原样状态下的粘度为1901mPa·s。颜料制剂或组合物证明是易于流动的和储存稳定的，因为它在50℃下储存28天后仍然是非常易于流动的。
应用实施例2
50份 颜料绿7
8份 基于实施例9的分散剂
10份 保湿剂
2份 润湿剂
0.5份 减泡剂
0.2份 防腐剂
0.1份 pH调节剂
29.2份 水
生产时原样状态下的粘度为839mPa·s。制剂证明是易于流动的和储存稳定的，因为它在50℃下储存28天后仍然是非常易于流动的。
应用实施例3
50份 颜料蓝15:1
8份 基于实施例1的分散剂
10份 保湿剂
2份 润湿剂
0.5份 减泡剂
0.2份 防腐剂
0.1份 pH调节剂
29.2份 水
生产时原样状态下的粘度为762mPa·s。制剂证明是易于流动的和储存稳定的，因为它在50℃下储存28天后仍然是非常易于流动的。
应用实施例4
45份 颜料红254
8份 基于实施例3的分散剂
10份 保湿剂
2份 润湿剂
0.5份 减泡剂
0.2份 防腐剂
0.1份 pH调节剂
34.2份 水
生产时原样状态下的粘度为1011mPa·s。制剂证明是易于流动的和储存稳定的，因为它在50℃下储存28天后仍然是非常易于流动的。
应用实施例5
35份 颜料紫23
9份 基于实施例6的分散剂
10份 保湿剂
2v 润湿剂
0.5份 减泡剂
0.2份 防腐剂
0.1份 pH调节剂
43.2份 水
生产时原样状态下的粘度为213mPa·s。制剂证明是易于流动的和储存稳定的，因为它在50℃下储存28天后仍然是非常易于流动的。
应用实施例6
45份 颜料黄74
8份 基于实施例7的分散剂
10份 保湿剂
2份 润湿剂
0.5份 减泡剂
0.2份 防腐剂
0.1份 pH调节剂
34.2份 水
生产时原样状态下的粘度为576mPa·s。制剂或组合物证明是易于流动的和储存稳定的，因为它在50℃下储存28天后仍然是非常易于流动的。
尽管出于说明的目的，上述具体实施例包含许多具体细节，但是本领域技术人员将理解，这些细节的许多变化、修改、替换和改变落入由权利要求指示的本发明的保护范围内。除非另有说明，否则本说明书和权利要求书中用于表达数量和物理化学性质的所有数字应理解为在所有情况下均由术语"约"修饰。因此，除非有相反的指示，否则前述说明书和所附权利要求书中列出的数值参数都是近似值，本领域技术人员可以使用本文公开的教导内容来获得期望的性质，并且适当地改变这些近似值。

Claims (23)

1.通式(I)的颜料分散剂：
其中R1表示芳族或芳脂族或脂族烃基；
R2表示脂族烃基；
a是0至20的数；
b是5至50的数；和
R3表示以下原子或基团之一：氢、硫酸基团、磷酸酯基团或磺基琥珀酸酯基团。
2.权利要求1的颜料分散剂，其中b为10至50的数，优选b为10至40的数，更优选b为10至25的数。
3.权利要求1的颜料分散剂，其中a是0至20的数，和b是10至30的数。
4.权利要求1的颜料分散剂，其中R2具有式：C15H31-m，其中m是0、2、4或6，或R2是具有式：CnH2n+1的烷基，或R2是具有式CnH2n-1或CnH2n-3或CnH2n-5的脂族烃基，其中n是4至20。
5.权利要求1的颜料分散剂，其中R3是氢，a是0至10的数，和b是10至40的数。
6.权利要求1的颜料分散剂，其中所述颜料分散剂的分子量为500g/mol至20,000g/mol，更优选为1000g/mol至15,000g/mol，更优选为2000g/mol至10,000g/mol。
7.权利要求1的颜料分散剂，其中R1是含2至60个碳原子的芳族或芳脂族或脂族烃基，其任选地含有杂原子N、O和S中的一个或多个。
8.颜料组合物，包含：
(A)至少一种有机基础颜料；和
(B)至少一种通式(I)的颜料分散剂：
其中R1是芳族或芳脂族或脂族烃基；
R2是下式的脂族烃基：C15H31-m，其中m是0、2、4或6；
a是0至20的数；
b是5至50的数；和
R3表示以下原子或基团之一：氢、硫酸基团、磷酸酯基团或磺基琥珀酸酯基团；
(C)至少一种溶剂，其包含水；和
(D)任选的助剂。
9.权利要求8的颜料分散剂，其中a是0至20的数，和b是10至30的数。
10.权利要求8的颜料分散剂，其中R3是氢，a是0至10的数，和b是10至40的数。
11.权利要求8的颜料分散剂，其中颜料分散剂的分子量为500g/mol至20,000g/mol，优选颜料分散剂的分子量为1000g/mol至5000g/mol。
12.权利要求8的颜料分散剂，其中R1是含2至60个碳原子的芳族或芳脂族或脂族烃基，其任选地含有杂原子N、O和S中的一个或多个。
13.权利要求8的颜料组合物，其中所述颜料组合物包含：
(A)1重量％至60重量％的所述至少一种有机基础颜料，
(B)0.1重量％至30重量％的所述至少一种颜料分散剂，
(C)0至90重量％的至少一种溶剂，其包含水，和
(D)0至30重量％的至少一种助剂，各组分的重量百分率基于所述颜料组合物的总重量。
14.权利要求13的颜料组合物，其中所述颜料组合物包含0.5重量％至15重量％的所述至少一种颜料分散剂。
15.权利要求13的颜料组合物，其中所述至少一种有机基础颜料的重量百分率为5％至50％，更优选10％至50％，最优选20％至45％。
16.权利要求13的颜料组合物，其中所述至少一种助剂的重量百分率为0％至30％，优选5％至25％，更优选10％至20％。
17.权利要求13的颜料组合物，其中所述至少一种溶剂的重量百分率为0％至90％，优选10％至80％，更优选20％至70％，更优选30％至60％。
18.权利要求8-17中一项的颜料组合物，其中所述助剂选自水、填料、阻燃剂、防腐剂、光保护剂、颜料分散剂和非颜料分散剂、表面活性剂、抗氧化剂、消泡剂、树脂、保湿剂、润湿剂、防腐剂、抗静电剂和pH调节剂，各自基于所述颜料组合物的总重量。
19.权利要求8-18中一项的颜料组合物，其中所述至少一种有机基础颜料选自由以下组成的组中的一种：单偶氮、双偶氮、色淀偶氮、β-萘酚、萘酚AS、苯并咪唑酮、双偶氮缩合、偶氮金属络合物颜料、炭黑或多环颜料，所述多环颜料选自酞菁、喹吖啶酮、酮、硫靛、蒽嵌蒽醌、蒽醌、黄烷士酮、阴丹酮、异紫蒽酮、皮蒽酮、二/>嗪、喹诺酞酮、异吲哚啉酮、异吲哚啉和二酮吡咯并吡咯颜料。
20.颜料组合物的制备方法，包括以下步骤：在至少一种有机颜料的制备过程中将至少一种根据权利要求1所述的颜料分散剂与至少一种有机颜料混合以形成颜料组合物。
21.权利要求20的方法，其中所述混合步骤还包括将至少一种助剂与所述至少一种有机颜料和所述至少一种颜料分散剂混合。
22.权利要求20的方法，其中所述至少一种有机颜料选自由以下组成的组中的一种：单偶氮、双偶氮、色淀偶氮、β-萘酚、萘酚AS、苯并咪唑酮、双偶氮缩合、偶氮金属络合物颜料、炭黑或多环颜料，所述多环颜料选自酞菁、喹吖啶酮、酮、硫靛、蒽嵌蒽醌、蒽醌、黄烷士酮、阴丹酮、异紫蒽酮、皮蒽酮、二/>嗪、喹诺酞酮、异吲哚啉酮、异吲哚啉和二酮吡咯并吡咯颜料。
23.经颜料着色的、天然或合成高分子量有机材料，其包含权利要求8-19中一项的颜料组合物，其中所述天然或合成高分子量有机材料选自塑料、树脂、清漆、油漆、电子照相调色剂和显影剂以及油墨。
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