CN118165545A - 一种改质色料及其制备方法、含改质色料的水性分散体及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种改质色料及其制备方法、含改质色料的水性分散体及其应用，属于分散体技术领域。本发明提供了一种改质色料，包括色料和位于所述色料表面的包覆物；所述包覆物由含羟基分散剂和含醛基交联剂经缩醛化反应形成；所述含羟基分散剂含有亲水性可溶化链段和疏水锚定链段；所述含羟基分散剂至少含有2个可交联的羟基；所述含醛基交联剂至少含有2个可交联的醛基。本发明利用含羟基分散剂与含醛基交联剂进行包封网络交联反应，得到以分散剂包覆色料的分散体，能够避免因添加助剂或高温引起的分散剂脱附失效，同时有效提高色料的分散稳定性。

Description

一种改质色料及其制备方法、含改质色料的水性分散体及其 应用

技术领域

本发明属于分散体技术领域，具体涉及一种改质色料及其制备方法、含改质色料的水性分散体及其应用。

背景技术

色料分散体应用在许多行业，例如涂料、印刷油墨、纺织印花、显示器、喷墨墨水等。这些分散体中的色料，因其表面呈疏水性，且不溶于水，因此，需要对其表面进行亲水化改质才能使其稳定地分散在水中。一般采用添加分散剂的方法提高色料表面的亲水性。利用分散剂具有亲色料的锚定基团与亲水性的可溶化基团，锚定基团对色料进行吸附，再由分散剂的可溶化基团产生亲水化，以及形成空间障碍或静电斥力使色料分散稳定。这种方法能够在一定程度上对不溶于水的色料起到分散效果。

但是由于色料分散体中还含有其他助剂，例如醇醚类溶剂、润湿剂或表面张力调节剂等，这些助剂极易与分散剂发生竞争吸附而导致分散剂脱附失效。此外，高温环境也导致分散剂与色料之间的吸附作用变弱，引起分散剂热脱附。因此，对于稳定性要求高的分散体，分散剂脱附的问题限制了很多功能助剂的添加，导致墨水的功能无法得到有效提升，或是引起墨水稳定性差的问题。

公开号为CN1322228A的专利中记载了含羟基(氢氧化物基团)分散剂与交联剂(二异氰酸酯)进行交联反应，形成束缚色料的包封网状结构。藉由交联反应将分散剂束缚在色料表面，进而达到抑制分散剂脱附的效果。但是，二异氰酸酯是由光气合成，生产危险性极高，同时其具有高活性，容易与水起反应，导致交联包覆不完全，此外，二异氰酸酯与水反应生成的胺基副产物会进一步干扰交联反应，导致色料的分散稳定性达不到预期的改善效果。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种改质色料及其制备方法、含改质色料的水性分散体及其应用。本发明提供的改质色料形成的水性分散体能够避免分散剂脱附，同时能够有效提高色料的分散稳定性。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明提供了一种改质色料，包括色料和位于所述色料表面的包覆物；所述包覆物由含羟基分散剂和含醛基交联剂经缩醛化反应形成；所述含羟基分散剂含有亲水性可溶化链段和疏水锚定链段；

所述含羟基分散剂至少含有2个可交联的羟基；所述含醛基交联剂至少含有2个可交联的醛基。

优选的，所述含醛基交联剂包括二醛类交联剂和/或羟醛单体封端的异氰酸酯交联剂。

优选的，所述色料和包覆物的质量比为(1～4)：(1～6)。

本发明提供了上述方案所述的改质色料，所述含羟基分散剂的制备方法包括以下步骤：

在惰性气氛下，将羟基单体、第一有机溶剂、锚定基单体、可溶化基单体及引发剂混合，进行聚合反应，得到所述含羟基分散剂。

优选的，所述羟基单体包括丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟丁酯、甲基丙烯酸羟丁酯、2-羟-3-苯氧基丙基丙烯酸酯、聚乙二醇单甲基丙烯酸酯、3-羟基-2-甲基丙烯、3-烯丙氧基-1,2-丙二醇、烯丙基-D-吡喃葡萄糖苷、4-烯丙基儿茶酚、3-烯丙氧基-2-羟基-1-丙磺酸、2-烯丙氧基甲基-2-羟甲基丙烷-1,3-二醇、三羟甲基丙烷烯丙醚和丁烯二醇中的一种或几种；

所述锚定基单体包括苯乙烯和/或疏水性丙烯酸酯；

所述可溶化基单体包括亲水性离子单体和/或亲水性非离子单体。

本发明提供了上述方案所述改质色料的制备方法，包括以下步骤：

将水、含羟基分散剂和色料混合，得到预分散溶液；

将所述预分散溶液与含醛基交联剂混合，进行缩醛化反应，得到所述改质色料。

优选的，以重量份数计，所述色料为10～40份；所述含羟基分散剂为5～40份；所述含醛基交联剂为1～25份。

本发明提供了一种含改质色料的水性分散体，包括水和上述方案所述的改质色料或上述方案所述制备方法制备得到的改质色料。

优选的，还包括助剂；所述助剂包括杀菌剂、润湿剂、保湿剂、渗透剂、表面张力调整剂、pH调整剂、消泡剂和流平剂中的一种或几种。

本发明提供了上述方案所述含改质色料的水性分散体在涂料、印刷油墨、纺织印花、显示器或喷墨墨水中的应用。

本发明提供了一种改质色料，包括色料和位于所述色料表面的包覆物；所述包覆物由含羟基分散剂和含醛基交联剂经缩醛化反应形成；所述含羟基分散剂含有亲水性可溶化链段和疏水锚定链段；所述含羟基分散剂至少含有2个可交联的羟基；所述含醛基交联剂至少含有2个可交联的醛基。

本发明通过使用含有亲水性可溶化链段和锚定链段的含羟基分散剂，从而在包覆物中引入亲水性可溶化链段和疏水锚定链段，其中，疏水锚定链段能有效吸附在色料表面，亲水性可溶化链段产生亲水化，以及形成空间障碍或静电斥力使色料分散稳定。本发明采用含醛基交联剂，利用1个醛基分子与2个羟基分子进行缩合反应，得到交联包覆的功效；另外，要形成交联结构需要含醛基交联剂的分子两端都进行缩醛化反应，连接不同的含羟基分散剂形成包覆。醛基交联剂本身安定，可以由羟基氧化或羧基氢化得到，制造或储存的要求容易达到。此外，醛基不会与水起反应，不会产生副产物，适用水性系统。同时，本发明采用的羟醛交联反应生成醚基，在碱性下其键结较传统交联生成酯基或酰胺基更不容易水解失效，进而能够避免分散剂脱附，同时能够有效提高色料的分散稳定性。

进一步的，本发明所述含羟基分散剂中的可交联的羟基随机分布在分散剂结构任意位置，不限定于疏水锚定链段或亲水可溶化链段。本发明的含羟基分散剂上的阴或/和阳离子性可溶化基能藉由盐化增加水溶性，并能产生静电斥力使色料分散稳定，静电斥力的稳定作用强，且生产容易及成本低廉，能够很好地应用于制备稳定的分散体。此外，非离子可溶化基则能藉由分子链长，产生立体空间障碍，阻止色料絮凝，进而稳定分散体。非离子可溶化基的稳定性不易受酸碱或共同离子的影响，而离子性可溶化基的稳定性则易受到影响。

此外，本发明利用含羟基分散剂与含醛基交联剂进行包封网络交联反应，得到以分散剂包覆色料的分散体，能够避免因添加助剂或高温引起的分散剂脱附失效，同时有效提高色料的分散稳定性。

具体实施方式

本发明提供了一种改质色料，包括色料和位于所述色料表面的包覆物；所述包覆物由含羟基分散剂和含醛基交联剂经缩醛化反应形成；所述含羟基分散剂含有亲水性可溶化链段和疏水锚定链段；

所述含羟基分散剂至少含有2个可交联的羟基；所述含醛基交联剂至少含有2个可交联的醛基。

若无特殊说明，本发明使用的材料和设备均为本领域市售商品。

在本发明中，所述色料优选包括有机颜料和/或分散染料；所述有机颜料优选包括PB15:1、PB15:2、PB15:3、PB15:4、PB15:6、PY12、PY13、PY74、PY138、PY139、PY150、PY151、PY155、PY180、PY183、PY185、PY194、PV19、PV23、PR122、PR146、PR176、PR177、PR254、PR269、PG7、PG36和PG58中的一种或几种。

在本发明中，所述分散染料优选包括红色分散染料、黄色分散染料、棕色分散染料、橙色分散染料和蓝色分散染料中的一种或几种；所述红色分散染料优选包括红色分散染料1、11、22、50、60、65、74、92、146和239中一种或几种；所述黄色分散染料优选包括黄色分散染料7、23、42、51、54、60、65、82、98、114、160和211中的一种或几种；所述棕色分散染料优选包括棕色分散染料1、5、19、21、27和30中的一种或几种；所述橙色分散染料优选包括橙色分散染料25、37和119中的一种或几种；所述蓝色分散染料优选包括蓝色分散染料14、26、56、60、72、91、165、359、360和366中的一种或几种。

在本发明中，所述色料和包覆物的质量比优选为(1～4)：(1～6)，进一步优选为(1～2.5)：(1～3.5)，更优选为(1～1.5)：(1～2)。

在本发明中，所述含羟基分散剂的分子结构含有羟基结构、锚定基结构及可溶化基结构。在本发明中，所述羟基结构优选由羟基单体组成；所述锚定结构优选由锚定单体组成；所述可溶化基结构优选由可溶化基单体组成。

在本发明中，所述含羟基分散剂的制备方法优选包括以下步骤：

在惰性气氛下，将羟基单体、第一有机溶剂、锚定基单体、可溶化基单体及引发剂混合，进行聚合反应，得到所述含羟基分散剂。

在本发明中，所述羟基单体优选包括丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟丁酯、甲基丙烯酸羟丁酯、2-羟-3-苯氧基丙基丙烯酸酯、聚乙二醇单甲基丙烯酸酯、3-羟基-2-甲基丙烯、3-烯丙氧基-1,2-丙二醇、烯丙基-D-吡喃葡萄糖苷、4-烯丙基儿茶酚、3-烯丙氧基-2-羟基-1-丙磺酸、2-烯丙氧基甲基-2-羟甲基丙烷-1,3-二醇、三羟甲基丙烷烯丙醚和丁烯二醇中的一种或几种。在本发明中，为了使含羟基分散剂与含醛基交联剂能够顺利交联，所述羟基单体优选采用含有多羟基的单体，或者是在进行聚合反应时控制生成邻近多羟基的聚合结构。

在本发明中，所述第一有机溶剂优选包括乙醇、甲醇、异丙醇、乙腈、乙酸乙酯、丙酮、丁酮、环己酮、四氢呋喃、二丙二醇、吡啶、吡咯烷酮、N-甲基吡咯烷酮(NMP)、二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基乙酰胺(DMA)和二甲基亚砜(DMSO)中的一种或几种。

在本发明中，所述锚定基单体优选包括苯乙烯和/或疏水性丙烯酸酯；所述疏水性丙烯酸酯优选包括甲基丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸-2-乙基己酯、(丙氧基)2壬基苯酚丙烯酸酯、(乙氧基)4壬基苯酚丙烯酸酯、丙烯酸异辛酯、2-苯氧基乙基丙烯酸酯、邻苯基苯氧乙基丙烯酸酯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸苄酯、甲基丙烯酸苄酯、丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸异冰片酯、三羟甲基环己基丙烯酸酯、丙烯酸双环戊二烯酯、丙烯酸异葵酯、甲基丙烯酸异葵酯、4-叔丁基环己基丙烯酸酯、间苯氧苯甲基丙烯酸酯、丙烯酸月桂酯和甲基丙烯酸月桂酯中的一种或几种。在本发明中，所述锚定基单体根据相似相溶原则挑选，对于色料表面的疏水或分子结构进行匹配，使锚定基单体对色料表面的吸附锚定效果达到最佳。

在本发明中，所述可溶化基单体优选包括亲水性离子单体和/或亲水性非离子单体；所述亲水性离子单体优选包括阴离子单体、阳离子单体和阴阳离子单体中的一种或几种。

本发明对所述亲水性离子单体和亲水性非离子单体的配比以及对所述阴离子单体、阳离子单体和阴阳离子单体的配比没有特别的要求，采用本领域熟知的配比即可。

在本发明中，所述阴离子单体优选包括羧酸基单体、磺酸基单体、硫酸基单体和磷酸基单体中的一种或几种。在本发明中，所述羧酸基单体优选包括丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、马来酸、富马酸、柠康酸、乙烯基苯甲酸、β-(丙烯酰氧)丙酸和2-甲基丙烯酰氧基甲基琥珀酸中的一种或几种；所述磺酸基单体优选包括苯乙烯磺酸和/或2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸、3-磺丙基丙烯酸和/或3-磺丙基甲基丙烯酸；所述硫酸基单体优选包括乙烯基亚硫酸乙烯酯；所述磷酸基单体优选包括乙烯基膦酸、乙烯基磷酸酯、双(甲基丙烯氧基乙基)磷酸酯、二苯基-2-丙烯酰氧基乙基磷酸酯和二苯基-2-甲基丙烯酰氧基乙基磷酸酯中一种或几种。

在本发明中，所述阳离子单体优选包括胺基单体、季铵基单体、吗啉基单体、吡啶基单体、咪唑基单体、哌嗪基单体和喹啉基单体中一种或几种。在本发明中，所述胺基单体优选包括烯丙基胺、甲基烯丙基胺、(2-氨基乙基)甲基丙烯酰胺、(2-氨基乙基)丙烯酰胺、(3-氨基丙基)甲基丙烯酰胺、(3-氨基丙基)丙烯酰胺、乙烯基苯胺和乙烯基苄胺中的一种或几种；所述季铵基单体优选包括丙烯酸二甲氨基乙酯季铵、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯季铵、丙烯酰氧烷基季铵、甲基丙烯酰氧烷基季铵、丙烯酰胺烷基季铵、甲基丙烯酰胺烷基季铵、二烯丙基季铵和二甲基二烯丙基季铵中的一种或几种；所述吡啶基单体优选包括苯乙烯吡啶和/或乙烯基吡啶；所述咪唑基单体优选包括乙烯基咪唑。

在本发明中，所述阴阳离子单体优选包括氨基酸单体、甜菜碱单体、羧酸内铵单体、磺酸内铵单体、氨基硫酸酯单体和磷酸酯内铵单体中的一种或几种。

在本发明中，所述氨基酸单体优选包括甲基丙烯酰氧基乙基磷酰胆碱单体、L-烯丙基甘氨酸单体和S-烯丙基-L-半胱氨酸单体中的至一种或几种；所述甜菜碱单体优选包括甲基丙烯酰乙基磺基甜菜碱单体和/或丙烯酰丙基羧基甜菜碱单体。

在本发明中，所述阴离子单体、阳离子单体、阴阳离子单体分别经盐化后，可以在水中解离形成水溶性离子结构，产生静电斥力，维持色料分散稳定。在酸性条件下，阳离子效果较强；在碱性条件下，阴离子效果较强；双性的阴阳离子单体在不同酸碱条件下，分别呈现阴或阳离子效果。

在本发明中，所述亲水性非离子单体优选包括重均分子量＜500的亲水性非离子小分子单体和/或重均分子量≥500的亲水性非离子大分子单体。本发明对所述亲水性非离子小分子单体和亲水性非离子大分子单体的配比没有特别的要求，采用本领域熟知的配比即可。

在本发明中，所述亲水性非离子小分子单体优选包括丙烯酰胺、双丙酮丙烯酰胺、二甲基丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺、N-乙烯基内酰胺、丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、N-乙烯基吡咯烷酮、甲基丙烯酸乙氧基三甘醇酯、丙烯酰吗啉、乙烯基咪唑、丙烯酸二甲基氨基乙基酯和甲基丙烯酸二甲基氨基乙基酯中一种或几种；

在本发明中，所述亲水性非离子小分子单体可藉由控制聚合链长形成空间位阻，所需的聚合链长约为亲水性非离子大分子单体的2倍。

在本发明中，所述亲水性非离子大分子单体的重均分子量优选为500～5000，进一步优选700～4000，更优选为1000～3000。所述亲水性非离子大分子单体优选包括聚乙二醇甲基丙烯酸酯、聚乙二醇丙烯酸酯、聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯、聚乙二醇甲醚丙烯酸酯、烯丙基聚氧乙烯醚、甲基烯丙基聚氧乙烯醚和烯丙基聚乙二醇中的一种或几种。

在本发明中，所述亲水性非离子大分子单体，能在水中充分伸展形成立体障碍，抑制色料间凝聚，达到分散稳定的效果。

在本发明中，所述引发剂优选包括自由基引发剂和/或氧化还原引发剂。所述自由基引发剂优选包括偶氮二异庚腈(Vazo52)、偶氮二异丁腈(Vazo64)、偶氮二异戊腈(Vazo67)、偶氮二异丁酸二甲酯、偶氮二异丁脒盐酸盐(Vazo56)、偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐(Vazo44)、偶氮异丁氰基甲酰胺、偶氮二甲基N-2-羟丁基丙酰胺(Vazo86)、偶氮二环己基甲腈(Vazo88)和偶氮二氰基戊酸(Vazo68)、过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵、过氧化甲乙酮、过氧化环己酮、过氧化苯甲酰、过氧化月桂酰、异丙苯过氧化氢、叔丁基过氧化氢、过氧化苯甲酸叔丁酯和过氧化叔戊酸叔丁基酯中的一种或几种。在本发明中，所述氧化还原引发剂优选包括过硫酸铵-亚硫酸氢钠、叔丁基过氧化氢-焦亚硫酸钠、过氧化氢-氯化亚铁和过氧化苯甲酰-N,N-二乙基苯胺中一种或几种。

在本发明中，当所述可溶化基单体不含亲水性非离子大分子单体时，所述将羟基单体、第一有机溶剂、锚定基单体、可溶化基单体及引发剂混合优选包括：将羟基单体与第一有机溶剂混合，然后滴加锚定基单体溶液、可溶化基单体溶液及引发剂溶液，进行聚合反应，得到所述含羟基分散剂。

在本发明中，所述羟基单体与第一有机溶剂的质量比优选为(20～60)：(700～800)，进一步优选为(25～60)：(720～780)，更优选为(25～55)：(730～760)。

在本发明中，所述锚定基单体溶液优选由锚定基单体溶于第一有机溶剂得到。所述锚定基单体溶液中锚定基单体与第一有机溶剂的质量比优选为(50～200)：(700～800)，进一步优选为(75～180)：(720～780)。在本发明中，所述羟基单体与锚定基单体的质量比优选为(20～60)：(50～200)，进一步优选为(25～55)：(75～180)。

在本发明中，所述可溶化基单体溶液优选由可溶化基单体溶于第一有机溶剂得到。所述可溶化基单体溶液中可溶化基单体与第一有机溶剂的质量比优选为(250～450)：(700～800)，进一步优选为(300～400)：(720～780)。在本发明中，所述羟基单体与可溶化基单体的质量比优选为(20～60)：(250～450)，进一步优选为(25～55)：(270～400)。

在本发明中，所述引发剂溶液优选由引发剂溶于第一有机溶剂得到。本发明对所述引发剂溶液中第一有机溶剂的用量没有特别的要求，能够将引发剂完全溶解即可。在本发明中，所述引发剂与羟基单体的质量比优选为(20～30)：(20～60)，进一步优选为(22～26)：(25～55)。

在本发明中，所述聚合反应的温度优选为50～120℃，进一步优选为60～100℃，更优选为70～90℃；所述聚合反应的时间优选为3～7h，进一步优选为4～6h。

本发明先将羟基单体与第一有机溶剂混合放入反应瓶中，然后再滴加锚定基单体溶液、可溶化基单体溶液及引发剂溶液，能够让反应中羟基单体浓度偏高，有利于生成邻近多羟基的聚合结构。由于交联剂上的1个醛基需要与2个邻近羟基进行缩合反应，因此需要控制生成邻近多羟基的聚合结构分散剂，以利后续进行色料包覆。

本发明优选当所述聚合反应中可溶化基单体、羟基单体和锚定基单体的总残留量小于3％时终止反应。本发明优选采用HPLC高效液相色谱仪检测可溶化基单体、羟基单体和锚定基单体的总残留量。

本发明优选采用自由基抑制剂终止反应。在本发明中，所述自由基抑制剂优选包括对苯二酚、二丁基羟基甲苯、对羟基苯甲醚、二叔丁基对甲苯酚和对叔丁基邻苯二酚中的一种或几种在本发明中，所述自由基抑制剂的添加量优选为可溶化基单体、羟基单体和锚定基单体总质量的0.1％。

完成所述聚合反应后，本发明优选通过减压蒸馏除去第一有机溶剂。

在本发明中，当所述可溶化基单体包括亲水性非离子大分子单体时，所述将羟基单体、第一有机溶剂、锚定基单体、可溶化基单体及引发剂混合优选包括：将羟基单体、亲水性非离子大分子单体与第一有机溶剂混合，然后滴加其他可溶化基单体溶液、锚定基单体溶液及引发剂溶液，进行聚合反应，得到所述含羟基分散剂。

在本发明中，所述其他可溶化基单体溶液所用的溶剂优选为第一有机溶剂。

当所述可溶化基单体包括亲水性非离子大分子单体时，所述羟基单体、第一有机溶剂、锚定基单体、可溶化基单体及引发剂的种类和用量以及反应条件同上文所述，在此不再赘述。

在本发明中，由于亲水性非离子大分子单体的扩散速度慢，所以反应速率较小分子单体慢。因此，使用亲水性非离子大分子单体时，要一开始便将其与羟基单体、第一有机溶剂混合放入反应瓶中，增加启始反应浓度，提高亲水性非离子大分子单体的反应聚合度。

本发明所述含羟基分散剂中的可交联的羟基随机分布在分散剂结构任意位置，不限定于疏水锚定链段或亲水可溶化链段。分散剂中的锚定基依相似相溶原理设计，能有效吸附在色料表面，再利用分散剂中的羟基与交联剂进行交联反应，将分散剂束缚在色料表面。此外，本发明的含羟基分散剂上的阴或/和阳离子性可溶化基能藉由盐化增加水溶性，并能产生静电斥力使色料分散稳定，静电斥力的稳定作用强，且生产容易及成本低廉，能够很好地应用于制备稳定的分散体。此外，非离子可溶化基则能藉由大分子链长，产生立体空间障碍，阻止色料絮凝，进而稳定分散体。非离子可溶化基的稳定性不易受酸碱或共同离子的影响，而离子性可溶化基的稳定性则会受到酸碱影响。

在本发明中，所述含醛基交联剂优选包括二醛类交联剂和/或羟醛单体封端的异氰酸酯交联剂。在本发明中，所述二醛类交联剂优选包括乙二醛、丙二醛、丁二醛、戊二醛、己二醛和辛二醛中的一种或几种。

在本发明中，所述羟醛单体封端的异氰酸酯交联剂的制备方法优选包括以下步骤：

在惰性气氛下，将羟醛单体与第二有机溶剂混合，然后加入异氰酸酯，进行封端反应，得到羟醛单体封端的异氰酸酯交联剂。

在本发明中，所述羟醛单体优选为含有1个羟基及至少1个醛基的单体；所述羟醛单体优选包括羟乙醛、羟基丙二醛和羟基-1,4-丁二醛中的一种或几种。在本发明中，所述第二有机溶剂优选包括丙酮、二甲基亚砜、环丁砜、二甲基甲酰胺、甲基吡咯烷酮和吡咯烷酮中的一种或几种。在本发明中，所述第二有机溶剂用于溶解羟醛单体以及封端完成的交联剂，使其可以在均相中快速反应。

在本发明中，所述异氰酸酯优选包括至少2个异氰酸酯基。在本发明中，所述异氰酸酯优选包括二环己基甲烷二异氰酸酯、二甲基联苯二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、萘二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、邻苯二甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、四甲基间苯二亚甲基二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、三苯基甲烷三异氰酸酯和多聚体异氰酸酯中的一种或几种。

在本发明中，所述异氰酸酯与羟醛单体的质量比优选为(15～25)：(10～25)，进一步优选为(16～22)：(13～20)。在本发明对所述第二有机溶剂用量没有特别的要求，采用本领域熟知的用量即可。

在本发明中，所述将羟醛单体与第二有机溶剂混合优选在搅拌、加热的条件下进行；所述加热优选加热至60℃。本发明对所述搅拌的转速没有特别的要求，采用本领域熟知的转速即可。

本发明优选采用滴加的方式将异氰酸酯加入，然后进行升温。在本发明中，所述升温优选升温至封端反应所述的温度。在本发明中，所述封端反应的温度优选为90℃，时间优选为2h。在本发明中，所述封端反应的时间优选从异氰酸酯滴加完毕开始计算。

在本发明中，所述封端反应还优选包括加入第一催化剂。当加入第一催化剂时，所述羟醛单体封端的异氰酸酯交联剂的制备方法优选包括以下步骤：

在惰性气氛下，将羟醛单体、第一催化剂与第二有机溶剂混合，然后加入异氰酸酯，进行封端反应，得到羟醛单体封端的异氰酸酯交联剂。

在本发明中，当加入第一催化剂时，所述羟醛单体、第二有机溶剂以及异氰酸酯的种类和用量关系以及反应条件同上文所述，在此不再赘述。

在本发明中，所述第一催化剂优选包括有机锡催化剂、有机锌催化剂和有机钛催化剂中一种或几种；所述有机锡催化剂优选包括二月桂酸二丁基锡、二月桂酸二辛基锡、辛酸亚锡、二醋酸二丁基锡和二油酸二丁基锡中的一种或几种；所述有机锌催化剂优选包括异辛酸锌；所述有机钛催化剂优选包括钛酸四丁酯。本发明通过加入第一催化剂，能够将异氰酸酯活化，加快其与羟醛单体进行封端反应。

在本发明中，所述羟醛单体与第一催化剂的质量比优选为(10～25)：(0.1～1)，进一步优选为(12～22)：(0.2～0.5)。

在本发明中，当加入第一催化剂时，所述第二有机溶剂用于溶解单体、第一催化剂以及聚合完成的交联剂，使其可以在均相中快速反应。

本发明藉由羟醛单体封端异氰酸酯，利用封端反应将反应活性高，易与水作用的异氰酸酯去活化，得到含醛基的异氰酸酯交联剂。经羟醛单体封端后的异氰酸酯，其两端为醛基，可与羟基进行交联反应。此时的异氰酸酯失去原有的活性，增加储存安定性及不会与水产生反应。同时，引入异氰酸酯的疏水锚定结构，提升交联剂吸附至色料表面的效率。

本发明通过使用含有亲水性可溶化链段和锚定链段的含羟基分散剂，从而在包覆物中引入亲水性可溶化链段和疏水锚定链段，其中，疏水锚定链段能有效吸附在色料表面，亲水性可溶化链段产生亲水化，以及形成空间障碍或静电斥力使色料分散稳定。本发明采用含醛基交联剂，利用1个醛基分子与2个羟基分子进行缩合反应，得到交联包覆的功效；另外，要形成交联结构需要含醛基交联剂的分子两端都进行缩醛化反应，连接不同的含羟基分散剂形成包覆(缩醛化反应方程式如式Ⅰ所示)。醛基交联剂本身安定，可以由羟基氧化或羧基氢化得到，制造或储存的要求容易达到。此外，醛基不会与水起反应，不会产生副产物，适用水性系统。同时，本发明采用的缩醛化交联反应生成醚基，在碱性下其键结较传统交联生成酯基或酰胺基更不容易水解失效，进而能够避免分散剂脱附，同时能够有效提高色料的分散稳定性。

本发明提供了上述方案所述改质色料的制备方法，包括以下步骤：

将水、含羟基分散剂和色料混合，得到预分散溶液；

将所述预分散溶液与含醛基交联剂混合，进行缩醛化反应，得到所述改质色料。

在本发明中，以重量份数计，所述色料的用量优选为10～40份，更优选为15～35份，进一步优选为20～30份；所述水的用量优选为20～85份，更优选为45～75份，进一步优选为50～60份；所述含羟基分散剂的用量优选为5～40份，更优选为10～30份，进一步优选为15～25份；所述含醛基交联剂的用量优选为1～25份，优选为3.5～20份，进一步优选为5～15份。

在本发明中，将水、含羟基分散剂和色料混合后，优选还包括均质。所述均质优选采用双辊捏合、三辊捏合、均质混合机、球磨机、震荡机、砂磨机或高压均质机。本发明采用均质能够将所述色料粉碎或研磨分散。

在本发明中，当所述含羟基分散剂中可溶化基为亲水性离子基时，也即制备所述含羟基分散剂所用可溶化基单体包括亲水性离子单体时，将含羟基分散剂和色料混合前优选还包括将所述含羟基分散剂进行盐化。本发明对所述盐化的方式没有特别的要求，采用本领域熟知的方式即可。在本发明的实施例中，所述盐化具体为，在制备分散体时，加入含羟基分散剂后将混合溶液pH值调整至9，以此来提高含羟基分散剂的溶解度及产生电荷。在本发明中，阴离子酸基与碱作用产生盐，阳离子与酸作用产生盐，称为盐化。在本发明的实施例中，具体为羧酸基与碱作用生成羧酸盐。羧酸基本身水溶性较差，形成盐后容易解离，溶解度变大，且形成电荷排斥。在本发明中，所述碱包括无机碱和/或有机碱；所述无机碱包括氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠和碳酸钾中的一种或几种；所述有机碱包括乙醇胺和/或三乙醇胺。

在本发明中，所述缩醛化反应的温度优选为40～90℃，进一步优选为50～80℃，更优选为60～70℃；所述缩醛化反应的时间优选为3～10h，进一步优选为6～8h，更优选为5～7h。

在本发明中，所述缩醛化反应优选还包括加入第二催化剂，可以加快上述缩醛化反应。

在本发明中，所述第二催化剂优选包括质子酸催化剂和路易斯酸催化剂。在本发明中，所述质子酸催化剂优选包括盐酸、硝酸、醋酸、硫酸和Nacure系列(美国金氏公司)中的一种或几种；所述路易斯酸包括三氯化铝、三氟化硼、三氟化铁、三氯化镧、四氯化钛等中的一种或几种；在本发明中，所述第二催化剂与总反应溶液的用量关系为0.01～0.1mol/L，进一步优选为0.02～0.08mol/L。

本发明先利用水、含羟基分散剂和色料混合，得到预分散溶液，含羟基分散剂中锚定单体构成的疏水锚定链段可以吸附于色料表面，再加入含醛基交联剂后，含醛基交联剂与吸附在色料表面的分散剂发生交联反应，形成包覆物并包覆色料，得到含改质色料，包覆物中的亲水可溶化链段能够使改质色料溶于水中，产生静电斥力或/和立体空间障碍维持分散体的稳定性。

在本发明中，经上述制备方法得到的改质色料均匀分散在水体中，实际为含改质色料的水性分散体，本领域技术人员可以根据实际应用需求确定是否需要将改质色料从水中分离出来，在本发明的具体实施例中优选未将改质色料从水中分离，从而便于对其性能进行测试。

本发明提供了一种含改质色料的水性分散体，包括水和上述方案所述的改质色料。

在本发明中，所述含改质色料的水性分散体中还优选包括助剂；所述助剂优选包括杀菌剂、润湿剂、保湿剂、渗透剂、表面张力调整剂、pH调整剂、消泡剂和流平剂中的一种或几种。在本发明中，所述助剂与色料的质量比优选为(0.1～30):(10～40)，进一步优选为(0.5～20):(15～35)，更优选为(1～5):(20～30)。

在本发明中，所述含改质色料的水性分散体的制备方法同上述改质色料的制备方法，这里不再赘述。

当所述含改质色料的水性分散体中还包括助剂时，本发明优选将水、含羟基分散剂、色料和助剂混合，得到预分散溶液；将所述预分散溶液与含醛基交联剂混合，进行缩醛化反应，得到所述含改质色料的水性分散体。

本发明提供了上述方案所述含改质色料的水性分散体在涂料、印刷油墨、纺织印花、显示器或喷墨墨水中的应用。

本发明弥补了使用二异氰酸酯交联剂的不足，改用醛基交联剂与含羟基分散剂进行交联包覆(缩醛化)反应。改善使用二异氰酸酯可能导致的操作与储存安全性问题，以及二异氰酸酯与水反应引发的耗损和副产物问题等。

本发明所述含羟基分散剂具有邻近多羟基结构，能与含醛基交联剂进行缩合反应，形成被分散剂包覆色料的分散体。同时，含羟基分散剂结构中不溶的锚定链段可有效吸附于色料表面，以及亲水性可溶化链段形成静电斥力或空间位阻使色料稳定分散。另外，本发明所制得的含羟基分散剂为高分子分散剂，能够实现多点锚定，吸附在色料表面的分子链上，同时含有多个交联基团，容易与交联剂反应形成网状包覆。

为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的一种改质色料分散体、含改质色料的水性分散体及其制备方法和应用进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。

实施例1

一种含改质色料的水性分散体的制备方法，具体步骤如下：

将0.2份润湿消泡剂、64.8份去离子水与15份含羟基分散剂HD1混合，并调节pH至9后搅拌至完全溶解，再加入20份PY74颜料混合搅拌至均匀后，导入均质设备中将颜料粒径研磨或粉碎至100～120nm后停止，得到预分散溶液DP1-0；

将所述预分散溶液导入搅拌槽中，添加0.3份硫酸(约0.031mol/L)作为催化剂，在搅拌下升温至80℃，再滴加10份羟醛单体封端的异氰酸酯交联剂HA1，进行缩醛化反应并持续搅拌6h后降到室温；再利用滤膜过滤将可能堵塞墨道的缩醛化副产物去除，得到含改质色料的水性分散体DP1-1。

所述含羟基分散剂HD1的制备方法，具体步骤如下：

在架有冷凝回流装置的反应瓶中通入氮气，并加入40g的3-烯丙氧基-1,2-丙二醇(羟基单体)、250g烯丙基聚氧乙烯醚(可溶化基非离子大分子单体)(分子量2000)、200g丁酮与250g异丙醇，加热至70℃；然后将29g马来酸(可溶化基阴离子单体)与100g丁酮混合溶解得到预混液A，以及176g甲基丙烯酸苄酯(锚定基单体)与150g丁酮混合得到预混液B；再将50g丁酮及25g偶氮二异庚腈(引发剂)混合搅拌至溶解，得到预混液C；然后将预混液A、B及C，同时缓慢加入反应瓶中进行反应；反应5小时后，检测残留的单体量小于3％时，添加0.1％总单体量的对苯二酚终止反应，得到高分子分散剂溶液；然后减压蒸馏去除溶剂，得到含羟基分散剂HD1。

所述羟醛单体封端的异氰酸酯交联剂HA1的制备方法，具体步骤如下：

在惰性气氛下，将12.6g羟乙醛(羟醛单体)、0.1g二月桂酸二丁基锡(催化剂)与37g吡咯烷酮加入反应瓶混合后，搅拌加热60℃，再滴入24.4g四甲基间苯二亚甲基二异氰酸酯(异氰酸酯)进行封端反应，并升温至90℃，反应2h，直到异氰酸基浓度低于3％停止反应，得到以羟醛单体封端的异氰酸酯交联剂HA1(有效份50％)。所述羟醛单体封端的异氰酸酯交联剂HA1结构如下：

实施例2

一种含改质色料的水性分散体的制备方法，具体步骤如下：

将0.2份润湿消泡剂、64.8份去离子水与15份含羟基分散剂HD2混合，并调节pH至9后搅拌至完全溶解，再加入20份PB15:3颜料混合搅拌至均匀后，导入均质设备中将颜料粒径研磨或粉碎至100～120nm后停止，得到预分散溶液DP2-0；

将所述预分散溶液导入搅拌槽中，添加0.5份硝酸(约0.079mol/L)作为催化剂，搅拌下升温至70℃，再滴加8份羟醛单体封端的异氰酸酯交联剂HA2后，进行缩醛化反应并持续搅拌6h后降到室温；再利用滤膜过滤将可能堵塞墨道的缩醛化副产物去除，得到含改质色料的水性分散体DP2-1。

所述含羟基分散剂HD2的制备方法，具体步骤如下：

在架有冷凝回流装置的反应瓶中通入氮气，并加入35g三羟甲基丙烷烯丙醚(羟基单体)、253g烯丙基聚氧乙烯醚(可溶化基非离子大分子单体)(分子量2000)、200g丁酮与250g异丙醇，加热至70℃；然后将48gβ-(丙烯酰氧)丙酸(可溶化基阴离子单体)与100g丁酮混合溶解得到预混液A，以及172g的(丙氧基)2壬基苯酚丙烯酸酯(锚定基单体)与150g丁酮混合得到预混液B；再将50g丁酮及25g偶氮二异庚腈(引发剂)混合搅拌至溶解，得到预混液C；然后将预混液A、B及C，同时缓慢加入反应瓶中进行反应；反应5小时后，检测残留的单体量小于3％时，添加0.1％总单体量的对苯二酚终止反应，得到高分子分散剂溶液；然后减压蒸馏去除溶剂，得到含羟基分散剂HD2。

所述羟醛单体封端的异氰酸酯交联剂HA2的制备方法，具体步骤如下：

在惰性气氛下，将18.5g羟基丙二醛(羟醛单体)、0.1g二月桂酸二丁基锡(催化剂)与39.5g吡咯烷酮加入反应瓶混合后，搅拌加热60℃，再滴入21.0g萘二异氰酸酯(异氰酸酯)进行封端反应，并升温至90℃，反应2hr，直到异氰酸基浓度低于3％停止反应，得到以羟醛单体封端的异氰酸酯交联剂HA2(有效份50％)。所述羟醛单体封端的异氰酸酯交联剂HA2结构如下：

实施例3

一种含改质色料的水性分散体的制备方法，具体步骤如下：

将0.2份润湿消泡剂、44.8份去离子水与20份含羟基分散剂HD2混合，并调节pH至9后搅拌至完全溶解，再加入35份PR122颜料混合搅拌至均匀后，导入均质设备中将颜料粒径研磨或粉碎至100～120nm后停止，得到预分散溶液DP3-0；

将所述预分散溶液导入搅拌槽中，添加0.2份盐酸(约0.055mol/L)作为催化剂，在搅拌下升温至50℃，滴加14份羟醛单体封端的异氰酸酯交联剂HA1，进行缩醛化反应并持续搅拌6h后降到室温；再利用滤膜过滤将可能堵塞墨道的缩醛化副产物去除，得到含改质色料的水性分散体DP3-1。

所述含羟基分散剂HD2的制备步骤同实施例2；所述羟醛单体封端的异氰酸酯交联剂HA1的制备步骤同实施例1。

实施例4

一种含改质色料的水性分散体的制备方法，具体步骤如下：

将0.2份润湿消泡剂、64.8份去离子水与15份含羟基分散剂HD1混合，并调节pH至9后搅拌至完全溶解，再加入20份PY74颜料混合搅拌至均匀后，导入均质设备中将颜料粒径研磨或粉碎至100～120nm后停止，得到预分散溶液DP4-0；

将所述预分散溶液导入搅拌槽中，添加0.2份盐酸(约0.055mol/L)作为催化剂，在搅拌下升温至60℃，滴加8份羟醛单体封端的异氰酸酯交联剂HA2，进行缩醛化反应并持续搅拌6h后降到室温；再利用滤膜过滤将可能堵塞墨道的缩醛化副产物去除，得到含改质色料的水性分散体DP4-1。

所述含羟基分散剂HD1的制备步骤同实施例1；所述羟醛单体封端的异氰酸酯交联剂HA2的制备步骤同实施例2。

实施例5

一种含改质色料的水性分散体的制备方法，具体步骤如下：

将0.2份润湿消泡剂、64.8份去离子水与15份含羟基分散剂HD3混合，并调节pH至9后搅拌至完全溶解，再加入20份碳黑颜料混合搅拌至均匀后，导入均质设备中将颜料粒径研磨至100～120nm后停止，得到预分散溶液DP5-0；

将所述预分散溶液导入搅拌槽中，添加0.2份盐酸(约0.055mol/L)作为催化剂，在搅拌下升温至60℃，滴加10份羟醛单体封端的异氰酸酯交联剂HA1，进行缩醛化反应并持续搅拌6h后降到室温；再利用滤膜过滤将可能堵塞墨道的缩醛化副产物去除，得到含改质色料的水性分散体DP5-1。

所述含羟基分散剂HD3的制备方法，具体步骤如下：

在架有冷凝回流装置的反应瓶中通入氮气，并加入55g甲基丙烯酸羟乙酯(羟基单体)、239g烯丙基聚氧乙烯醚(可溶化基非离子大分子单体)(分子量2000)、200g丁酮与250g异丙醇，加热至70℃；然后将37g甲基丙烯酸(可溶化基阴离子单体)与100g丁酮混合溶解得到预混液A，以及169g甲基丙烯酸2-乙基己酯(锚定基单体)与150g丁酮混合得到预混液B；再将50g丁酮及25g偶氮二异庚腈(引发剂)混合搅拌至溶解，得到预混液C；然后将预混液A、B及C，同时缓慢加入反应瓶中进行反应；反应5小时后，检测残留的单体量小于3％时，添加0.1％总单体量的对苯二酚终止反应，得到高分子分散剂溶液；然后减压蒸馏去除溶剂，得到含羟基分散剂HD3。

所述羟醛单体封端的异氰酸酯交联剂HA1的制备步骤同实施例1。

实施例6

一种含改质色料的水性分散体的制备方法，具体步骤如下：

将0.2份润湿消泡剂、34.8份去离子水与30份含羟基分散剂HD3混合，并调节pH至9后搅拌至完全溶解，再加入35份分散染料黄54混合搅拌至均匀后，导入均质设备中将分散染料粒径研磨至100～120nm后停止，得到预分散溶液DP6-0；

将所述预分散溶液导入搅拌槽中，添加0.2份盐酸(约0.055mol/L)作为催化剂，在搅拌下升温至60℃，滴加20份羟醛单体封端的异氰酸酯交联剂HA1，进行缩醛化反应并持续搅拌6h后降到室温；再利用滤膜过滤将可能堵塞墨道的缩醛化副产物去除，得到含改质色料的水性分散体DP6-1。

所述含羟基分散剂HD3的制备步骤同实施例5；所述羟醛单体封端的异氰酸酯交联剂HA1的制备步骤同实施例1。

实施例7

一种含改质色料的水性分散体的制备方法，具体步骤如下：

将0.2份润湿消泡剂、64.8份去离子水与15份含羟基分散剂HD4混合，并调节pH至9后搅拌至完全溶解，再加入20份分散染料红60混合搅拌至均匀后，导入均质设备中将分散染料粒径研磨至100～120nm后停止，得到预分散溶液DP7-0；

将所述预分散溶液导入搅拌槽中，添加0.2份盐酸(约0.055mol/L)作为催化剂，在搅拌下升温至70℃，滴加8份羟醛单体封端的异氰酸酯交联剂HA3，进行缩醛化反应并持续搅拌6h后降到室温；再利用滤膜过滤将可能堵塞墨道的缩醛化副产物去除，得到含改质色料的水性分散体DP7-1。

所述含羟基分散剂HD4的制备方法，具体步骤如下：

在架有冷凝回流装置的反应瓶中通入氮气，并加入48g的2-烯丙氧基甲基-2-羟甲基丙烷-1,3-二醇(羟基单体)、247g烯丙基聚氧乙烯醚(可溶化基非离子大分子单体)(分子量2000)、200g丁酮与250g异丙醇，加热至70℃；然后将30g衣康酸(可溶化基阴离子单体)与100g丁酮混合溶解得到预混液A，以及175g的2-苯氧基乙基丙烯酸酯(锚定基单体)与150g丁酮混合得到预混液B；再将50g丁酮及25g偶氮二异庚腈(引发剂)混合搅拌至溶解，得到预混液C；然后将预混液A、B及C，同时缓慢加入反应瓶中进行反应；反应5小时后，检测残留的单体量小于3％时，添加0.1％总单体量的对苯二酚终止反应，得到高分子分散剂溶液；然后减压蒸馏去除溶剂，得到含羟基分散剂HD4。

所述羟醛单体封端的异氰酸酯交联剂HA3的的制备方法，具体步骤如下：

在惰性气氛下，将21.4g羟基-1,4-丁二醛(羟醛单体)、0.1g二月桂酸二丁基锡(催化剂)与38.2g吡咯烷酮加入反应瓶混合后，搅拌加热60℃，再滴入16.8g的六亚甲基二异氰酸酯进行封端反应，并升温至90℃，反应2h，直到异氰酸基浓度低于3％停止反应，得到以羟醛单体封端的异氰酸酯交联剂HA3(有效份50％)。所述羟醛单体封端的异氰酸酯交联剂HA3的结构如下：

实施例8

一种含改质色料的水性分散体的制备方法，具体步骤如下：

将0.2份润湿消泡剂、64.8份去离子水与15份含羟基分散剂HD4混合，并调节pH至9后搅拌至完全溶解，再加入20份分散染料蓝359混合搅拌至均匀后，导入均质设备中将分散染料粒径研磨至100～120nm后停止，得到预分散溶液DP8-0；

将所述预分散溶液导入搅拌槽中，添加0.2份盐酸(约0.055mol/L)作为催化剂，在搅拌下升温至70℃，滴加8份羟醛单体封端的异氰酸酯交联剂HA3，进行缩醛化反应并持续搅拌6h后降到室温；再利用滤膜过滤将可能堵塞墨道的缩醛化副产物去除，得到含改质色料的水性分散体DP8-1。

所述含羟基分散剂HD4的制备步骤同实施例7；所述羟醛单体封端的异氰酸酯交联剂HA3的制备步骤同实施例7。

实施例9

一种含改质色料的水性分散体的制备方法，具体步骤如下：

将0.2份润湿消泡剂、64.8份去离子水与15份含羟基分散剂HD5混合后搅拌至完全溶解，再加入20份分散染料棕27混合搅拌至均匀后，导入均质设备中将分散染料粒径研磨至100～120nm后停止，得到预分散溶液DP9-0；

将所述预分散溶液导入搅拌槽中，在搅拌下升温至70℃，滴加10份羟醛单体封端的异氰酸酯交联剂HA1，进行缩醛化反应并持续搅拌6h后降到室温；再利用滤膜过滤将可能堵塞墨道的缩醛化副产物去除，得到含改质色料的水性分散体DP9-1。

所述含羟基分散剂HD5的制备方法，具体步骤如下：

在架有冷凝回流装置的反应瓶中通入氮气，并加入25g甲基丙烯酸羟乙酯(羟基单体)、379g烯丙基聚氧乙烯醚(可溶化基非离子大分子单体)(分子量2000)、200g丁酮与250g异丙醇，加热至70℃；然后将21gN-乙烯基吡咯烷酮(可溶化基非离子小分子单体)与100g丁酮混合溶解得到预混液A，以及将75g甲基丙烯酸2-乙基己酯(锚定基单体)与150g丁酮混合得到预混液B；再将50g丁酮及25g偶氮二异庚腈(引发剂)混合搅拌至溶解，得到预混液C；然后将预混液A、B及C，同时缓慢加入反应瓶中进行反应；反应5小时后，检测残留的单体量小于3％时，添加0.1％总单体量的对苯二酚终止反应，得到高分子分散剂溶液；然后减压蒸馏去除溶剂，得到含羟基分散剂HD5。

所述羟醛单体封端的异氰酸酯交联剂HA1的制备步骤同实施例1。

实施例10

一种含改质色料的水性分散体的制备方法，具体步骤如下：

将0.2份润湿消泡剂、74.8份去离子水与10份含羟基分散剂HD5混合后搅拌至完全溶解，再加入15份分散染料蓝360混合搅拌至均匀后，导入均质设备中将分散染料粒径研磨至100～20nm后停止，得到预分散溶液DP10-0；

将所述预分散溶液导入搅拌槽中，在搅拌下升温至70℃，滴加3.5份戊二醛交联剂，进行缩醛化反应并持续搅拌6h后降到室温；再利用滤膜过滤将可能堵塞墨道的缩醛化副产物去除，得到含改质色料的水性分散体DP10-1。

所述含羟基分散剂HD5的制备步骤同实施例9。

对比例1

取实施例5所制得的预分散溶液DP5-0作为分散体。

对比例2

配方及制备方法同实施例9，只有交联剂更改为四甲基苯二甲基二异氰酸酯，得到含改质色料的水性分散体CP2-1。滴加四甲基苯二甲基二异氰酸酯交联剂时，可以观察到异氰酸酯与水反应，产生气泡的现象。

对比例3

配方及制备方法同实施例5，只有交联剂更改为四甲基苯二甲基二异氰酸酯，得到含改质色料的水性分散体CP3-1。滴加四甲基苯二甲基二异氰酸酯交联剂时，可以观察到异氰酸酯与水反应，产生气泡的现象。

性能测试

1、耐老化性能

加速老化测试：是将分散体置于60℃的高温环境7天，加速分散剂热脱附使色料凝聚，检测分散体的粒径变化及黏度变化。质量(QC)评判标准：老化后改质粒径D50变化小于10％及黏度变化小于10％。变化量越小，则表明耐老化性能越好。粒径检测，采用英国马尔文(Malvern)Nano S90纳米粒径仪。黏度检测，采用美国博勒飞(Brookfield)DV2T锥板粘度计。测试结果如下表所示。

表1各实施例和对比例的耐老化测试结果对比

由表1老化测试数据可知，对比例1中未改质分散体的分散剂受热脱附影响，粒径变化明显增大。对比例2～3，使用四甲基苯二甲基二异氰酸酯为交联剂，取代原来用羟乙醛封端的四甲基苯二甲基二异氰酸酯交联剂HA1。对比例2～3的老化数据显示，其粒径与黏度变化只比未改质分散体的对比例1稍好。换言之，对比例2～3的交联包覆不完全，导致分散剂未被束缚在色料表面，仍会脱附。此结果说明，直接添加异氰酸酯交联剂到水性分散体进行交联反应有其困难。实施例1～10中经过色料改质的分散体，其粒径变化显著降低。说明经过改质包覆的分散体，分散剂的热脱附有效被抑制。由于使用多锚定的高分子分散剂，虽然对比例1～3中分散体的分散剂受热脱附影响，但分散体仍处于相对稳定状态。因此，对比例1～3中分散体的黏度变化仅有轻微增加。

2、耐溶剂性能

将50份分散体与50份含有强溶剂(30％二乙二醇单丁醚的水溶液)混合后进行老化，检测色料是否因强溶剂而出现分散剂脱附絮凝。检测评判标准：分散体于强溶剂下，老化后的D50粒径及黏度变化小于10％，测试结果如表2所示。

表2各实施例和对比例的耐溶剂测试结果对比

由表2耐溶剂测试数据可知，对比例1中未改质分散体受强溶剂竞争吸附的影响严重，粒径及黏度变化明显增大。实施例1～10中经过色料改质的分散体，其粒径变化显著降低。说明经过改质包覆的分散体，其改质色料耐强溶剂的效能提升。对比例2～3虽然添加四甲基苯二甲基二异氰酸酯为交联剂，但异氰酸酯交联剂会与水反应，导致交联包覆反应不完全。因此，对比例2～3的分散体仍会受强溶剂竞争吸附的影响，导致色料絮凝变大，进而影响分散体黏度变化也增大。

由以上结果可知，本发明提供的含改质色料的水性分散体中，所用的含醛基交联剂，可以有效替代异氰酸酯交联剂，改善异氰酸酯的储藏安全性和会与水反应的问题。而且本发明所提供的分散体的耐老化性能和耐溶剂性能优异，产品稳定性高。

尽管上述实施例对本发明做出了详尽的描述，但它仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例，人们还可以根据本实施例在不经创造性前提下获得其他实施例，这些实施例都属于本发明保护范围。

Claims (10)

1.一种改质色料，其特征在于，包括色料和位于所述色料表面的包覆物；所述包覆物由含羟基分散剂和含醛基交联剂经缩醛化反应形成；所述含羟基分散剂含有亲水性可溶化链段和疏水锚定链段；

所述含羟基分散剂至少含有2个可交联的羟基；所述含醛基交联剂至少含有2个可交联的醛基。

2.根据权利要求1所述的改质色料，其特征在于，所述含醛基交联剂包括二醛类交联剂和/或羟醛单体封端的异氰酸酯交联剂。

3.根据权利要求1所述的改质色料，其特征在于，所述色料和包覆物的质量比为(1～4)：(1～6)。

4.根据权利要求1所述的改质色料，其特征在于，所述含羟基分散剂的制备方法包括以下步骤：

在惰性气氛下，将羟基单体、第一有机溶剂、锚定基单体、可溶化基单体及引发剂混合，进行聚合反应，得到所述含羟基分散剂。

5.根据权利要求4所述的改质色料，其特征在于，所述羟基单体包括丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟丁酯、甲基丙烯酸羟丁酯、2-羟-3-苯氧基丙基丙烯酸酯、聚乙二醇单甲基丙烯酸酯、3-羟基-2-甲基丙烯、3-烯丙氧基-1,2-丙二醇、烯丙基-D-吡喃葡萄糖苷、4-烯丙基儿茶酚、3-烯丙氧基-2-羟基-1-丙磺酸、2-烯丙氧基甲基-2-羟甲基丙烷-1,3-二醇、三羟甲基丙烷烯丙醚和丁烯二醇中的一种或几种；

所述锚定基单体包括苯乙烯和/或疏水性丙烯酸酯；

所述可溶化基单体包括亲水性离子单体和/或亲水性非离子单体。

6.权利要求1～5任意一项所述改质色料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将水、含羟基分散剂和色料混合，得到预分散溶液；

将所述预分散溶液与含醛基交联剂混合，进行缩醛化反应，得到所述改质色料。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，以重量份数计，所述色料为10～40份；所述含羟基分散剂为5～40份；所述含醛基交联剂为1～25份。

8.一种含改质色料的水性分散体，其特征在于，包括水和权利要求1～5任意一项所述的改质色料或权利要求6～7任意一项所述制备方法制备得到的改质色料。

9.根据权利要求8所述的水性分散体，其特征在于，还包括助剂；所述助剂包括杀菌剂、润湿剂、保湿剂、渗透剂、表面张力调整剂、pH调整剂、消泡剂和流平剂中的一种或几种。

10.权利要求8～9任意一项所述含改质色料的水性分散体在涂料、印刷油墨、纺织印花、显示器或喷墨墨水中的应用。