[发明专利]有机颜料的包封纳米尺度颗粒

说明书

本申请是2008年3月7日提交的美国临时申请号61/034,758的非临时申请，在此将其全部公开内容引入作为参考。

本公开内容一般性涉及有机颜料的包封纳米尺度颗粒，制备这种有机颜料的包封纳米尺度颗粒的方法，及其用途。

对采用用于喷墨油墨的颜料的关键挑战为它们的大粒度和宽粒度分布，其组合可能引起油墨可靠喷射的关键问题(即喷墨喷嘴易被阻塞)。颜料很少以单晶颗粒的形式获得，而是以晶体的大聚集体的形式获得，并且具有宽的聚集体尺寸分布。颜料聚集体的彩色特性可以广泛地变化，取决于聚集体尺寸和晶体形态。因此，广泛适用于例如喷墨油墨和调色剂的理想着色剂为具有最好染料和颜料性能的一种，即：1)出众的色彩性能(大色域、光辉、色调、鲜艳颜色)；2)色泽稳定性和耐久性(热、光、化学品和空气稳定的着色剂)；3)最小的或没有着色剂迁移；4)可加工着色剂(易于在基质中分散和稳定)；和5)便宜的材料成本。

U.S.专利申请公开号2008/0119601 A1公开了纳米颗粒改性的多异氰酸酯组合物，其制备方法，及其在涂料和粘合剂组合物中的用途。通过使多异氰酸酯化合物与烷氧基硅烷(二氧化硅前体试剂)化学反应，随后通过分散引入任选表面改性并且平均粒径低于200nm的所得无机纳米颗粒，例如二氧化硅，来制备该组合物。该专利申请仅局限于无机纳米颗粒，其经由化学键合用多异氰酸酯化合物的反应活性基团改性。

因此，本发明的实施方案致力于更小纳米尺度颜料颗粒的需求，所述更小纳米尺度颜料颗粒可以更容易地分散在各种油墨和聚合物基质中，包括各种非极性喷墨油墨基质，例如烃油，以及蜡基固体油墨中，并且在此类基质中具有优异的颗粒分散性和热稳定性，使得将与常规大型颜料颗粒有关的问题减到最小或加以避免，并且保证纳米着色的油墨从压电印刷头中可靠喷射。进一步仍需要制备和使用这种改进的纳米尺度颜料颗粒作为着色剂材料，特别是用于喷墨油墨和调色剂的组合物和方法。本纳米尺度颜料颗粒也可用于例如油漆、各种性能涂料和所有类型的印刷油墨(包括喷墨油墨)以及其中可以使用颜料的其它组合物，例如塑料、光电子成像组件、照相组件和化妆品等。

本公开内容的实施方案提供有机颜料的包封纳米尺度颗粒，制备这种有机颜料的包封纳米尺度颗粒的方法，及其用途。有机颜料的包封纳米尺度颗粒通常包括一种或多种有机颜料，该有机颜料的表面用聚合物基包封材料包封或沉积，进而可以任选用填料纳米颗粒或纳米尺度纤维涂布、增强，或通过化学接枝或非共价化学处理官能化，以改善分散性和稳定性。聚合物基包封封闭剂材料为颗粒提供结构和热稳定性，同时提供优异的色彩性能。此外，因为仅包封材料的表面性能，而非包含在颗粒芯内的特殊有机纳米尺度颜料的物理或化学性能发生变化，所以通过简单地调整聚合物包封剂的化学性质，就可以容易地为特殊应用提供任何有机纳米尺度颜料的所需工作性能，而不是必须为了各种所需应用重新设计纳米尺度有机颜料的结晶结构、形状特征和制造方法。

有机颜料的包封纳米尺度颗粒含有一种类型的颜料或颜料混合物，并且还可以含有结合的空间排列稳定剂化合物作为表面添加剂。空间排列稳定剂可以具有通过各种方式，自身与颜料的官能化部分非共价键结合的潜力，所述方式包括例如氢键合、范德华力和芳香族π-叠加，或其组合。也即，在纳米颗粒颜料表面上结合的空间排列稳定剂提供与颜料的官能化部分互补的官能团，使得在适当选择的空间排列稳定剂存在下，制备纳米尺度颜料颗粒的方法期间，存在有机颜料纳米颗粒的受控结晶，在结合的稳定剂添加剂的作用下在颗粒生长方面受到限制。