[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

                      技术领域

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

使用分散剂制备颜料分散体。分散剂为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。

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。

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，即稳定颜料颗粒。

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。

接枝共聚物分散剂由具有与骨架相连的侧链的聚合物骨架组成。CA 2157361(DU PONT)公开了使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。

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。

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。

EP 0763580 A(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在至少一种选自在水性线形聚氨酯类聚合物和水性线形丙烯酸类聚合物的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。EP0763378 A(TOYO INK)公开了用于非水性颜料分散体的类似的颜料分散剂。

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，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。

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。

通常的做法是，在聚合物分散剂中加入有色颜料的精确或几乎精确的化学结构作为锚接基团，以确保与有色颜料亲和力最大。因此，每一种颜料各自有为其量身定制的聚合物分散剂。在实践中，需要库存不同的聚合物分散剂来制备全系彩色喷墨油墨套装。含有铜酞菁作为颜料的青色油墨为少有的例外，原因是其所有所需的性能组合在相同的颜料中。但是基于黄色在喷墨油墨应用中最重要的性能，必须选择黄色颜料。例如由于其光稳定性而选择某些黄色颜料，为获得具有高色强度的图像选择其他黄色颜料。由于增加的储存和后勤的要求以及在制备具体的喷墨油墨误用聚合物分散剂的可能性增加，因此库存不同类型的聚合物分散剂导致经济负担加重。另一个缺点在于颜料的溶解性低，通常使这种聚合物分散剂的合成变复杂。

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。

因此，非常希望能使用通过简单的合成制得的单一的聚合物分散剂制造各种稳定的有色喷墨油墨。

                      发明目标