[发明专利]含有具有侧基发色团的聚合物分散剂的颜料分散体

说明书

技术范围

[0001]本发明涉及通过具有与有色颜料类似结构的侧基发色团的聚合物分散剂稳定的包含有色颜料的稳定的颜料分散体和有色喷墨油墨。

背景技术

[0002]颜料分散体用分散剂制备。分散剂为一种促进分散介质中颜料颗粒的分散体形成和稳定的物质。分散剂通常为具有阴离子、阳离子或非离子结构的表面活性物质。存在分散剂显著降低所需的分散能。由于相互间的吸引力，在分散操作后已分散的颜料颗粒易再附聚。使用分散剂还阻止颜料颗粒的这种再附聚趋势。

[0003]当用于喷墨油墨时，分散剂必须满足特别高的要求。不充分的分散表现为液体体系中粘度增加、失去亮度和/或色调偏移。此外，特别好的颜料颗粒的分散体需要确保颜料颗粒不受阻碍地通过通常直径仅为几微米的印刷头的喷嘴。此外，在印刷机备用阶段必须避免颜料颗粒附聚以及这种现象相关的印刷机喷嘴堵塞。

[0004]聚合物分散剂在分子的一部分中包含吸附在待分散的颜料上的所谓的锚接基团(anchor group)。在分子的空间间隔部分中，聚合物分散剂的聚合物链伸出，从而使颜料颗粒与分散介质相容，即稳定化。

[0005]聚合物分散剂的性能取决于单体的性质及其在聚合物中的分布。通过无规聚合单体(例如单体A和B聚合为ABBAABAB)或通过交替聚合单体(例如单体A和B聚合为ABABABAB)制得的聚合物分散剂通常分散稳定性差。使用接枝共聚物和嵌段共聚物分散剂改进分散体的稳定性。

[0006]接枝共聚物分散剂由聚合物骨架与连接到骨架的侧链组成。CA 2157361(DU PONT)公开了用具有疏水聚合物骨架和亲水侧链的接枝共聚物分散剂制备的颜料分散体。

[0007]包含疏水和亲水嵌段的嵌段共聚物分散剂公开于许多喷墨油墨专利中。US 5859113(DU PONT)公开了一种AB嵌段共聚物分散剂，该分散剂含有与芳族或脂族羧酸反应的聚合的(甲基)丙烯酸缩水甘油酯单体的聚合的A链段，和烷基中具有1-12个碳原子的聚合的(甲基)丙烯酸烷基酯单体、(甲基)丙烯酸羟烷基酯单体的聚合的B链段。

[0008]在设计用于水性喷墨油墨的聚合物分散剂时，上述吸附在待分散的颜料上的锚接基团通常为对颜料表面具有亲和力的疏水基团。

[0009]EP 0763580A(TOYO INK)公开了一种水性颜料分散剂，所述分散剂的一部分对颜料具有高亲和性且仅在至少一种水性聚合物的一个末端或者两个末端具有选自有机染料、蒽醌和吖啶酮的至少一类，所述水性聚合物选自水性线形聚氨酯类聚合物和水性线形丙烯酸类聚合物。EP 0763378A(TOYO INK)公开了用于非水性颜料分散体的类似的颜料分散剂。

[0010]US 5420187(TOYO INK)公开了一种颜料分散剂，制法是：在聚合反应引发剂存在下，使具有酸性官能团的可加聚的单体与其他可加聚的单体聚合，所述聚合反应引发剂为通过重氮化至少一种选自具有芳族氨基的蒽醌衍生物、具有芳族氨基的吖啶酮衍生物和具有芳族氨基的有机染料的化合物制备的重氮化产物。在这种颜料分散剂中，着色剂位于聚合物骨架本身内。

[0011]US 2003044707(TOYO INK)公开了一种用于颜料的分散剂，所述分散剂包括具有这样一种结构的特定化合物，其中吸附在颜料上的酞菁型分子骨架与防止颜料再附聚从而带来分散效果的低聚物单元或聚合物单元共价相连，且对介质或溶剂具有亲和力。

[0012]US 2004194665(BASF)涉及包含取代的苝衍生物为颜料分散剂的颜料分散体，其中取代基具有空间稳定和/或静电稳定效果。苝衍生物用于分散具有迥异的化学结构的颜料，例如喹吖啶酮颜料。

[0013]WO 2005056692(SUN CHEMICAL)公开了包含以下物质的高浓度着色剂分散体：(a)至少约45％重量的颜料；和(b)具有结构A-(B-X)_n的聚合物有色分散剂，其中：A为有机发色团；B为共价相连的连接部分；X为支链或直链的C₅₀-C₂₀₀聚合的共价相连的烃；n为1-4的整数。发色团A以端基或在聚合物骨架中的形式存在于聚合物分散剂中。聚合物分散剂用于分散与发色团A相比具有迥异化学结构的颜料。

[0014]为了得到一致的图像品质，喷墨油墨需要分散体的稳定性能应能够应对在将油墨运输至消费者的过程中的高温(超过60℃)和在使用过程中喷墨油墨的分散介质的变化，例如溶剂的蒸发和湿润剂、渗透剂及其他添加剂的浓度提高。