[发明专利]制备和分散表面改性的彩色颜料

说明书

技术领域

本发明涉及表面改性的彩色颜料及其制备方法。本发明还涉及使用这些颜料的非水性颜料分散体。

背景技术

聚合分散剂为用于促进颜料颗粒在分散介质中的分散体的形成和稳定的物质。聚合分散剂通常在分子的一部分中包含所谓的锚基团(anchor group)，锚基团吸附在待分散的颜料上。在分子的空间上分隔的部分中，聚合分散剂具有与分散介质相容的聚合物链，因此在分散介质中稳定颜料颗粒。

在水性颜料分散体中，聚合分散剂通常包含对颜料表面呈现高亲和力的疏水性锚基团和用于在水性分散介质中稳定颜料的亲水性聚合物链。

具有亚微米颗粒的热稳定的非水性分散体更难以制备，特别是对于具有非极性表面的颜料更是如此。当制造溶剂基喷墨油墨、油基喷墨油墨和可辐射固化的喷墨油墨时，设定特别高的要求。不充分的分散自身表现为液体体系中粘度增加、失去亮度和/或色调(hue)偏移。此外，需要颜料颗粒特别良好的分散以确保颜料颗粒不受阻碍地通过印刷头的喷嘴。此外，在印刷机待机期间必须避免颜料颗粒附聚以及相关的印刷机喷嘴堵塞。

在非水性分散介质中分散具有疏水性表面的颜料的一种方法为通过加入所谓的分散协同剂将颜料表面改性为亲水性表面。WO 2007/060254(AGFA GRAPHICS)公开了具有羧酸基团的喹吖啶酮衍生物，所述羧酸基团用于喹吖啶酮颜料的表面改性。

EP430875(CIBA GEIGY)公开了含有喹吖啶酮颜料的水基涂料材料，其中将喹吖啶酮颜料与其磺化衍生物混合(参见实施例11-13)。

EP504922(HOECHST)公开了在丙烯酸树脂漆中的二噁嗪颜料，其中通过涂布含有磺酸基团的二噁嗪衍生物使颜料的表面改性。

EP851005(SEIKO EPSON)在实施例2中公开了包括喹吖啶酮的颜料的制备，该喹吖啶酮连接磺酸基团。

EP894835(TOYO INK)公开了包含颗粒形式的有机颜料的喷墨记录液体，其中每个颜料颗粒的内部实质上不含磺酸基团，而每个颜料颗粒的表面携带磺酸基团。

JP2001081354(KONICA)公开了含有着色材料的喷墨油墨，所述着色材料包含含有染料残基的化合物，该染料残基具有与磺酸或磺酸酯(盐)基团键合的氮原子。

可用作水溶性着色材料前体，其中向水不溶性着色材料(比如具有高色牢度的颜料)中引入可消除的新的保护基团，通过自身设计以具有特定的结构。

在另一个方法中，通过直接化学反应将颜料表面改性。WO 2008/034472(AGFA GRAPHICS)公开了通过加入硫酸使几种黄色颜料的甲酯基团水解而将它们的表面改性。

EP 1678264A(FUJIFILM)公开了包含颜料、分散剂和液体载体的非水性、可辐射固化的喷墨油墨，其中颜料的酸值大于8mg NaOH/g颜料。未公开这种颜料应如何制备。

US 2003134938(DAINICHISEIKA)公开了通过以下产生磺化固体颗粒的方法：燃烧硫以得到气态二氧化硫，使气态二氧化硫经受催化氧化以得到气态三氧化硫，以及在气相-固相反应中使用气态三氧化硫磺化干燥的粉末状或粒状固体颗粒。二氧化硫和三氧化硫为高度毒性化合物，其可引起操作者皮肤上的化学灼伤。从安全以及环境的角度，应避免它们的使用。此外，使用气态三氧化硫磺化往往不均质，由此不是所有的颗粒均被充分磺化，或者颜料表面仅非常局部地被磺化，导致分散品质和稳定性差。即使当使用流化床方法来避免产生用于气态三氧化硫的优先流通通道时，分散品质和稳定性也不能最大化。此外，在磺化期间存在的非常少量的水蒸汽导致形成硫酸，必须将硫酸中和和/或洗去以避免分散问题。

虽然存在一些方法来增强非水性颜料分散体的分散品质和稳定性，但是对于多种颜料(例如，C.I.颜料紫23，为汽车漆非常关注的颜料)仍难以实现这一点。

因此，非常期望通过具有最小健康和环境影响的简单合成来得到改性颜料，该改性颜料可在非水性介质中分散，以呈现高分散品质和稳定性。

发明描述

发明概述

为了克服上述问题，意外地发现，通过在含有烷基腈的介质中通过硫酸(氯磺酸)使颜料表面改性，得到具有高分散品质和稳定性的非水性颜料分散体，特别是非水性喷墨油墨，而通过磺化分散协同剂、通过使用气态SO₃磺化或通过在水或其他有机溶剂中磺化，不能得到这种稳定的分散体。