[发明专利]具有含挂载生色团的聚合分散剂的颜料分散体

说明书

技术领域

本发明涉及稳定的颜料分散体和包含彩色颜料的着色喷墨墨水，其通过具有挂载(pending)生色团的聚合分散剂稳定，该挂载生色团与彩色颜料显示出结构上的相似性。

背景技术

颜料分散体是使用分散剂制备的。分散剂是一种促进颜料颗粒在分散介质中的分散体形成和稳定的物质。分散剂通常是具有阴离子、阳离子或非离子结构的表面活性物质。分散剂的存在基本上降低了需要的分散能量。分散的颜料颗粒在分散操作之后因相互吸引力而具有重聚集倾向。分散剂的使用还抵消了颜料颗粒的这一重聚集倾向。

当该分散剂用于喷墨墨水时其要求有特别高的要求。不充分的分散显示出其本身会增加液体系统粘度、亮度降低和/或色调偏移。此外，颜料颗粒特别良好地分散是需要的，以确保颜料颗粒无阻碍地通过打印头的喷嘴，其通常仅有数微米的直径。此外，在打印机闲置期间应避免颜料颗粒聚集以及随之而来的阻塞打印机喷嘴。

聚合分散剂在分子的一部分中含有所谓的结合(anchor)基团，其吸附在被分散的颜料上。在该分子的空间上分离的部分，聚合分散剂具有伸出的聚合物链，由此颜料颗粒与分散介质相容，即稳定。

聚合分散剂的性质取决于单体的性质以及它们在该聚合物中的分布。通过随机聚合单体(例如单体A和B聚合成ABBAABAB)或通过交替聚合单体(例如单体A和B聚合成ABABABAB)获得的聚合分散剂通常产生弱的分散稳定性。分散稳定性的改善是使用接枝共聚物和嵌段共聚物分散剂获得的。

接枝共聚物分散剂包括具有与骨架连接的侧链的聚合骨架。CA2157361(DU PONT)公开了颜料分散体，其使用具有疏水性聚合骨架和亲水性侧链的接枝共聚物分散剂制备。

含有疏水性和亲水性嵌段的嵌段共聚物分散剂已公开于许多喷墨墨水专利中。US5859113(DU PONT)公开了AB嵌段共聚物分散剂，其具有与芳香族或脂肪族羧酸反应的聚合甲基丙烯酸缩水甘油酯单体的聚合A片断，以及在烷基上有1-12个碳原子的聚合甲基丙烯酸烷基酯单体、甲基丙烯酸烷基酯羟烷基酯的聚合B片断。

在用于水性喷墨墨水的聚合分散剂的设计中，上述吸附在分散的颜料上的结合基团通常是疏水性基团，其表现出对颜料表面的亲和力。

EP0763580A(TOYO INK)公开了具有一种片段的水性颜料分散剂，该片段与颜料有高度亲和力，并且该片段具有至少一种选自如下的类型：有机染料、蒽醌和吖啶酮，其仅在至少一种选自水性线性聚氨酯聚合物和水性线性丙烯酸酯聚合物的水性聚合物的一个末端或两个末端。EP0763378A(TOYO INK)公开了用于非水性颜料分散体的类似的颜料分散剂。

US5420187(TOYO INK)公开了一种颜料分散剂，其是通过将含酸性官能团的可加聚单体与另一可加聚单体在聚合引发剂存在下聚合而获得的，该聚合引发剂是通过将至少一种选自如下的化合物重氮化制备的重氮化产物：含芳香族氨基的蒽醌衍生物、含芳香族氨基的吖啶酮衍生物和含芳香族氨基的有机染料。在该颜料分散剂中，着色剂位于聚合骨架本身。

US2003044707(TOYO INK)公开了一种用于颜料的分散剂，其包括具有一种结构的特殊化合物，在该结构中，吸附在颜料上的酞菁类分子骨架与防止颜料重聚集以产生分散作用的低聚物单元或多聚物单元共价键合，并且该特殊化合物对介质或溶剂具有亲和力。

US2004194665(BASF)涉及包括一种颜料分散剂即一种取代  衍生物的颜料分散体，在该衍生物中所述取代基具有空间稳定化和/或静电稳定化作用。该  衍生物与化学结构完全不同例如五吖啶酮(quinacridone)的颜料用于分散颜料。

WO2005056692(SUN CHEMICAL)公开了高度浓缩的色素分散体，其包括：(a)至少约45wt％的颜料和(b)具有A-(B-X)_n结构的聚合有色分散剂，其中：A是有机生色团；B是共价键结合部分；X是分支或直线的C₅₀-C₂₀₀聚合共价结合烃；并且n是1～4的整数。所述生色团A存在于聚合分散剂中作为未端基团或在聚合骨架中。该聚合分散剂用于分散具有与生色团A化学结构完全不同的颜料。

US4664709(HOECHST)公开了颜料组合物，其包括偶氮酰基乙酰胺分散剂用于偶氮颜料，该偶氮颜料与所述分散剂的生色团具有某些相似性。所述生色团作为末端基团存在于该聚合分散剂中。