[发明专利]作为颜料分散剂的噁唑啉和噁嗪的嵌段共聚物及其应用

说明书

本发明涉及具有优良稳定性的水分散体，特别涉及在水基颜料油墨中的该分散体在喷墨打印机上的应用。

水基颜料分散体在现有技术中是公知的，其广泛地将各种薄膜如涂料应用于各种基质上。通常使用非离子或离子技术来稳定该颜料分散体。当使用非离子技术时，该颜料粒子的稳定，是通过一种聚合物进行的，该聚合物具有水溶性的亲水部分，该亲水部分延伸到水中并提供熵或空间稳定。用于此目的的典型聚合物包括聚乙烯醇，纤维素，环氧乙烷改性的酚类，环氧乙烷/环氧丙烷聚合物。当非离子技术对pH变化或粒子污染不敏感时，对许多应用来说，其最主要的缺陷是，最终产物对水是敏感的。这样，如果用于油墨等应用，该油墨将趋于涂覆在湿气的暴露处。在粒子技术中，该颜料粒子的稳定是通过一种含单体中性的丙烯酸，马来酸或乙烯基磺酸的离子聚合物进行的。该聚合物通过带电的双层机理提供稳定，该机理是通过离子的排斥来阻碍粒子絮凝。由于中和组份在应用后趋于蒸发，该聚合物的水溶性降低，最终产物对水是不敏感的。理想的是，通过设定的结构，可提供空间和带电双层稳定力的聚合物分散剂将能制备出强大生命力的颜料分散体。

具有无规和嵌段结构的聚合物分散剂是公知的。无规聚合物分散剂可通过常规的聚合技术容易且廉价地制备出来，其可由许多市场上得到。与无规聚合物相比，结构聚合物分散剂通常提供改进的分散体稳定性，但在阳离子聚合和基团转化聚合的情况下，通常需要更多的加工合成方案或需要更多的反应条件和高纯度的原料。一种为改进特性而将某种结构建立到该聚合物中的更简便和廉价的聚合方法，对于更先进高质量涂覆应用和满足许多新型领域如喷墨打印机的需要来说，是所期望的。

喷墨打印是一种非冲击打印方法，其中数字信号在介质如纸或透明薄膜上产生油墨滴液。在热喷墨打印中，阻热被使用以蒸发油墨，其从喷墨打印头部至该基质上的孔中排出。这就是所知的点火工艺，其中水被热量蒸发，使所处的组份和温度迅速而深度地变化和升高。在打印头的寿命期间，这种情况高频率地重复出现。在孔的区域内，该油墨组份可从富水至基于水的蒸发而形成的富溶剂进行深度的变化。这可使颜料粒子絮凝在打印头孔的周围，最终导致油墨的液滴从其中排出的打印机机构中的孔堵塞。这将导致油墨滴落或防止液滴排出的错误。

在常规的涂覆应用中，对于最终的应用来说，使用许多有机特性的添加剂来赋予所期望的物理性质。其例子包括聚合物粘合剂，增稠剂，触变剂，涂覆助剂等。在干燥过程中，将这些组份进行提浓。对于最终的涂层，为保持均匀性和颜色的质量，该颜料分散体需要适应如此变化。

相应地，需要这样分散剂：其可通过简便且廉价聚合方法得到，对于改进涂覆质量和对于一种新用途如喷墨打印机来说，其将提供改进的分散体稳定性。

本发明的一个方面是提供一种具有改进特性的水分散体，包括：

(a)水性载体，

(b)颗粒固体，

(c)聚合的分散剂，选自AB,ABA和BAB嵌段共聚物，其中A嵌段为疏水的，B嵌段为亲水的，其中整个聚合物在水性载体中的溶解度在25℃时为至少0.1wt％；

(d)该聚合分散剂由单体组成，该单体选自噁唑啉单体，噁嗪单体及其混合物。

本发明的水分散体是稳定的，在含有水可混溶的有机共溶剂，水性添加剂如增稠剂，胶乳乳液中具有宽匹配性，非常柔韧，能够对体系变化如涂层的干燥，热喷墨打印机的点火条件进行调节，展示出良好的阻絮凝性，获得了高颜色强度和光泽。

本发明水分散体的主要组份为(1)水性载体；(2)颗粒固体；(3)聚噁唑啉或聚噁嗪分散剂。取决于分散体用途的具体应用，可存在各种其它的添加剂，如湿润剂，粘度改性剂，成膜剂，共溶剂，触变剂，粘合剂，涂覆助剂等。水性载体

水性载体的组合物的变化将取决于该分散体的最终使用。当然，水性载体总是含有水，典型为去离子水。对于大多数应用，水性载体同时包括至少一种水溶性或水可混溶的有机溶剂。对合适溶剂的选择取决于具体应用的需要，如所期望的表面张力和粘度，所选的颗粒固体等。

对于喷墨油墨应用，水性载体包括一种水与有机溶剂的混合物。合适溶剂的典型例子公开在US 5,085,698中，将其公开的内容引入于此供参考。对于热喷墨油墨来说，最优选的是一种具有至少2个羟基如二乙二醇的有机溶剂与去离子水的混合物，其中，基于油墨的全部重量，水的含量为30～95wt％，优选60～95wt％。颗粒固体