嵌段共聚物、分散剂和颜料分散组合物的制作方法

文档序号:11331178阅读:512来源:国知局

本发明涉及嵌段共聚物、分散剂和颜料分散组合物。



背景技术:

伴随对涂料、印刷油墨、化妆品等的颜料分散组合物所要求的功能、性能的高功能化且多样化,用于使被分散物稳定分散的技术课题也变得越来越大。例如随着颜料的微细化,颗粒自身本来具有的性能、性质能够得到充分发挥,但在大多数情况下仅使用展色剂(载色剂)时得不到充分的分散性,从而需要分散剂。由微细的颗粒构成的分散组合物往往显示高粘度,不仅将制品从分散机中取出或输送变得困难,而且高粘度化显著的情况下有时还会在保存中发生胶凝化,导致使用困难。

分散剂具有与颜料吸附的部位和与分散介质亲和性高的部位的结构,并且该2个功能部位的平衡决定分散剂的性能。与颜料吸附的部位依照被分散物的表面状态,使用各种部位,对于具有偏碱性的表面的颜料使用酸性的部位(酸性分散剂),对于具有片偏酸性的表面的颜料使用碱性的部位(碱性分散剂)。

另一方面,在制造用于液晶显示器等的彩色滤光器时,将包含混合了颜料、分散剂、分散介质的分散组合物的涂布膜形成在基板上,隔着所要求的图案形状的光掩模进行曝光,将未曝光的部分使用碱水溶液去除(碱显影)。该情况下,为了使用碱水溶液去除未曝光的部分,添加具有酸性基团的显影聚合物,在碱显影时使用碱水溶液中和显影聚合物的酸性基团,使其变成水溶性之后去除。因此,碱性分散剂难以溶解于碱水溶液,成为导致显影性恶化的原因。

专利文献1中,提出将一种嵌段共聚物用作颜料分散剂,该嵌段共聚物是由a聚合物段和b聚合物段构成的a-b嵌段型共聚物,上述a聚合物段包含来自甲基丙烯酸系单体的结构单元90质量%以上,其中,构成该共聚物的至少b聚合物段含有具有羧基的含羧基的甲基丙烯酸系单体、具有磷酸基的含磷酸基的甲基丙烯酸系单体的至少任一种酸性基团。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2014-15541号公报



技术实现要素:

发明所要解决的课题

然而,由于专利文献1的酸性分散剂的分散性不充分,因此需要增加使用量。但是,若增加使用量,则有时还会对其他添加剂的溶解性造成不良影响。因此,要求具有优于现有分散剂的分散性的酸性分散剂。

本发明的目的在于,提供一种例如作为分散剂使用时能够提供分散稳定性优异的分散组合物的、具有酸性基团的嵌段共聚物、含有该嵌段共聚物的分散剂和使用了它的颜料分散组合物。

用于解决课题的方法

本发明提供以下的嵌段共聚物、分散剂和颜料分散组合物。

项1一种嵌段共聚物,其是由a段和b段构成的aba型嵌段共聚物,上述嵌段共聚物的酸价为30~250mgkoh/g,上述b段包含来自具有酸性基团的乙烯基单体的结构单元。

项2如项1所述的嵌段共聚物,其中,上述a段所包含的来自具有酸性基团的乙烯基单体的结构单元在上述a段100质量%中为10质量%以下。

项3如项1或2所述的嵌段共聚物,其中,

上述b段所包含的来自具有酸性基团的乙烯基单体的结构单元在上述b段100质量%中为40质量%以上。

项4如项1~3中任一项所述的嵌段共聚物,其中,上述酸性基团为选自羧基、磺酸基和磷酸基中的至少一种。

项5如项1~4中任一项所述的嵌段共聚物,其中,上述b段的含量为嵌段共聚物整体100质量%中的5~95质量%。

项6如项1~5中任一项所述的嵌段共聚物,其中,上述嵌段共聚物通过活性自由基聚合聚合而成。

项7一种分散剂,其含有项1~6中任一项所述的嵌段共聚物。

项8一种颜料分散组合物,其含有项7所述的分散剂、颜料和分散介质。

发明效果

本发明的嵌段共聚物在作为例如分散剂使用时,能够提供分散稳定性优异的分散组合物。

本发明的分散剂能够提供分散稳定性优异的分散组合物。

本发明的颜料分散组合物中,颜料的分散稳定性优异。

具体实施方式

以下,对于实施本发明的优选方式的一例进行说明。但,后述的实施方式仅为例示。本发明不受后述的实施方式的任何限定。

<嵌段共聚物>

本发明的嵌段共聚物是使用2种以上的乙烯基单体聚合得到的共聚物。具体地说,本发明的嵌段共聚物的特征在于,其是由a段和b段构成的aba型嵌段共聚物,上述嵌段共聚物的酸价为30~250mgkoh/g,b段包含来自具有酸性基团的乙烯基单体的结构单元。该a段又可以称作“a链段”,以及,该b段又可以称作“b链段”。

嵌段共聚物优选含有来自(甲基)丙烯酸系乙烯基单体的结构单元90质量%以上。嵌段共聚物的2个a段可以是相互相同的结构,也可以是不同的结构。

本发明中,乙烯基单体是指,在分子中具有能够自由基聚合的碳-碳双键的单体。另外,在本发明中,来自乙烯基单体的结构单元是指,乙烯基单体的能够自由基聚合的碳-碳双键变成碳-碳单键的结构单元。另外,“(甲基)丙烯酸的”是指“丙烯酸的、和甲基丙烯酸的中的至少一方”,“(甲基)丙烯酸”是指“丙烯酸和甲基丙烯酸中的至少一方”,“(甲基)丙烯酸酯”是指“丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯中的至少一方”,“(甲基)丙烯酰”是指“丙烯酰和甲基丙烯酰中的至少一方”。

本发明的嵌段共聚物中,推测a段与溶剂等的分散介质相容、b段的酸性基团与颜料表面通过氢键、离子键等吸附,通过酸性基团聚集在聚合物的中央部,作为比在聚合物的一端或两端具有酸性基团的聚合物或嵌段共聚物优异的分散剂发挥作用。

嵌段共聚物的酸价为30~250mgkoh/g,优选在b段中含有来自具有酸性基团的乙烯基单体的结构单元,使得嵌段共聚物的酸价处于该范围。酸价小于30mgkoh/g时,对于颜料的吸附性有变差的担忧,酸价大于250mgkoh/g时,有颜料凝聚的担忧。酸价的下限值优选为50mgkoh/g,更优选为70mgkoh/g。酸价的上限值优选为200mgkoh/g,更优选为150mgkoh/g。

嵌段共聚物的重均分子量(mw)优选为5,000~50,000。mw的下限值更优选为8,000,进一步优选为10,000。mw的上限值更优选为40,000,进一步优选为30,000。

嵌段共聚物的分子量分布(pdi)优选低于2,更优选低于1.5,进一步优选低于1.3。需要说明的是,在本发明中,pdi是指通过(嵌段共聚物的重均分子量(mw))/(嵌段共聚物的数均分子量(mn))求得的结果,pdi越小则分子量分布的宽度越窄,变成分子量整齐的共聚物,该值为1.0时分子量分布宽度最窄。相反,pdi越大,则会含有与所设计的聚合物的分子量相比,分子量小的分子、分子量大的分子,从而使颜料的分散性变差。这是因为,分子量过小时,在分散介质中的溶解性过高,分子量过大时,在分散介质中的溶解性变差。

b段的含量优选在嵌段共聚物整体100质量%中为5~95质量%,更优选为10~40质量%。另外,嵌段共聚物的2个a段的相互的含有比例,以质量比计优选调整为(50﹕50)~(70﹕30)范围内。通过将a段和b段的含量调整为上述范围内,能够使酸性基团集中,使得具有目的的功能。

作为本发明中使用的乙烯基单体,有具有酸性基团的乙烯基单体和不具有酸性基团的乙烯基单体,作为酸性基团可以列举羧基、磺酸基、磷酸基等。

作为在本发明中使用的乙烯基单体,可以列举例如以下的单体。

作为具有酸性基团的乙烯基单体,可以列举(甲基)丙烯酸、巴豆酸、马来酸、富马酸、衣康酸、使(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯或(甲基)丙烯酸4-羟基丁酯等的(甲基)丙烯酸羟基烷基酯与马来酸酐、琥珀酸酐、邻苯二甲酸酐等酸酐反应得到的单体、乙烯基苯甲酸等具有羧基的乙烯基单体;苯乙烯磺酸、二甲基丙基磺酸(甲基)丙烯酰胺、磺酸乙基(甲基)丙烯酸酯、磺酸乙基(甲基)丙烯酰胺、乙烯基磺酸等的具有磺酸基的乙烯基单体;甲基丙烯酰氧乙基磷酸酯等的具有磷酸基的乙烯基单体;等。

作为不具有酸性基团的乙烯基单体,可以列举(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸异丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸仲丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸正己酯、(甲基)丙烯酸正辛酯、(甲基)丙烯酸异辛酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己基酯、(甲基)丙烯酸正壬酯、(甲基)丙烯酸异壬酯、(甲基)丙烯酸正癸酯、(甲基)丙烯酸异癸酯、(甲基)丙烯酸正十二烷酯、(甲基)丙烯酸正十八烷酯等的(甲基)丙烯酸烷基酯;(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸甲基环己酯、(甲基)丙烯酸环十二烷基酯、(甲基)丙烯酸冰片酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯、(甲基)丙烯酸二环戊基酯、(甲基)丙烯酸二环戊烯酯、(甲基)丙烯酸二环戊烯基氧乙基酯等的(甲基)丙烯酸脂环式烷基酯;(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸苯酯、(甲基)丙烯酸苯氧基乙基酯等的(甲基)丙烯酸芳基酯;(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸3-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸4-羟基丁酯等的具有羟基的(甲基)丙烯酸酯;一缩二乙二醇单(甲基)丙烯酸酯、二缩三乙二醇单(甲基)丙烯酸酯、三缩四乙二醇单(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇单(甲基)丙烯酸酯、甲氧基一缩二乙二醇(甲基)丙烯酸酯、甲氧基二缩三乙二醇(甲基)丙烯酸酯、甲氧基三缩四乙二醇(甲基)丙烯酸酯、甲氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯等的具有聚乙二醇结构单元的(甲基)丙烯酸酯;苯乙烯、α-甲基苯乙烯、4-甲基苯乙烯、2-甲基苯乙烯、3-甲基苯乙烯、4-甲氧基苯乙烯、2-羟基甲基苯乙烯、1-乙烯基萘等的芳香族乙烯基单体;等。

(a段)

a段为包含来自不具有酸性基团的乙烯基单体的结构单元的聚合物段。a段中含有2种以上结构单元的情况下,各结构单元在a段内也可以通过无规共聚、嵌段共聚等任意方式包含,从均匀性的观点出发优选通过无规共聚的方式含有。例如,a段也可以由包含a1段的结构单元和包含a2段的结构单元的共聚物形成。

作为不具有酸性基团的乙烯基单体,只要是能够与构成共聚物的其他乙烯基单体聚合的单体就能够没有特别限制地使用,这些可以使用1种或混合2种以上使用。作为上述乙烯基单体,例如能够从上面具体记载的本发明中所使用的乙烯基单体之中适当选择使用,其中优选选自(甲基)丙烯酸烷基酯、(甲基)丙烯酸脂环式烷基酯和(甲基)丙烯酸芳基酯中的至少一种,特别优选烷基的碳原子数为1~10的(甲基)丙烯酸烷基酯。

关于a段,来自具有酸性基团的乙烯基单体的结构单元在a段100质量%中优选为10质量%以下,更优选为5质量%以下,进一步优选为2质量%以下。在本发明中,特别优选a段为实质上不含来自具有酸性基团的乙烯基单体的结构单元的聚合物段。这里,“实质上不含”是指,其含量为0.1质量%以下。

(b段)

b段是含有来自具有酸性基团的乙烯基单体的结构单元的聚合物段,作为b段中所具有的酸性基团,可以列举例如羧基、磺酸基、磷酸基等,优选羧基。b段中含有2种以上结构单元的情况下,各结构单元在b段内可以通过无规共聚、嵌段共聚等的任意方式包含,从均匀性的观点出发,优选通过无规共聚的方式含有。例如,b段可以由包含b1段的结构单元和包含b2段的结构单元的共聚物形成。

作为具有酸性基团的乙烯基单体,只要是能够与构成共聚物的其他乙烯基单体聚合的单体就能够没有特别限制地使用,这些能够使用1种或混合2种以上使用。作为上述乙烯基单体,能够从例如上面具体记载的本发明中所使用的乙烯基单体中适当选择使用,其中优选具有羧基的乙烯基单体。

关于b段,来自具有酸性基团的乙烯基单体的结构单元在b段100质量%中优选为40质量%以上,更优选为70质量%以上,特别优选为实质上仅由来自具有酸性基团的乙烯基单体的结构单元构成的聚合物段。这里,“实质上仅由某物质构成”是指,某物质的含量为99.9质量%以上。

b段可以实质上仅由来自具有酸性基团的乙烯基单体的结构单元构成,也可以在使b段的酸性度强于a段的范围内,含有来自不具有酸性基团的乙烯基单体的结构单元。在b段中含有来自不具有酸性基团的乙烯基单体的结构单元的情况下,在b段100质量%中,其优选为60质量%以下,更优选为30质量%以下。

作为不具有酸性基团的乙烯基单体,只要是能够与构成共聚物的其他乙烯基单体聚合的单体就能够没有特别限制地使用,这些可以使用1种或混合2种以上使用。作为上述乙烯基单体,能够从例如上面具体记载的本发明中所使用的乙烯基单体中适当选择使用,其中优选选自(甲基)丙烯酸烷基酯、(甲基)丙烯酸脂环式烷基酯和(甲基)丙烯酸芳基酯中的至少一种,特别优选烷基的碳原子数为1~10的(甲基)丙烯酸烷基酯。

(嵌段共聚物的制造方法)

作为本发明的嵌段共聚物的制造方法,通过乙烯基单体的聚合反应,可以制造a段,在a段上聚合b段的单体制造ab段,再在ab段上聚合a段的单体制造aba段;或也可以在制造ab段后,使ab段的b段彼此偶联而制造aba段。例如,能够通过活性自由基聚合法使构成段的乙烯基单体依次发生聚合反应而得到。具体地说,可以列举一种聚合方法,其包括:通过活性自由基聚合法,将构成2个a段之中一方的段的乙烯基单体聚合,从而聚合得到一方的a段的工序;在聚合得到了一方的a段后,将构成b段的乙烯基单体聚合,从而聚合得到b段的工序;和在聚合得到了b段后,将构成2个a段之中另一方的段的乙烯基单体聚合,从而聚合得到另一方的a段的工序。

现有的自由基聚合法不仅发生开始反应、增长反应,还会发生停止反应、链转移反应而导致增长末端的失活,有时成为各种分子量、组成不均匀的聚合物的混合物。另一方面,活性自由基聚合法在保持了现有的自由基聚合法的简便性和广泛适用性的同时,不易发生停止反应、链转移,能够使增长末端不失活地进行增长,因此,具有分子量分布的精密控制、制造均匀组成的聚合物容易的优点。上述活性自由基聚合法中,根据使聚合增长末端稳定化的手法不同,可分为使用过渡金属催化剂的方法(atrp法)、使用硫系的可逆的链转移剂的方法(raft法)、使用有机碲化合物的方法(terp法)等方法。atrp法使用胺系配位化合物,因此,不对具有酸性基团的乙烯基单体的酸性基团进行保护就无法使用。raft法中,在使用多种单体的情况下,难以形成低分子量分布,并且有硫黄臭味、着色等问题。这些方法之中,从能够使用的单体的多样性、在高分子区域的分子量控制、均匀的组成、着色的观点出发,优选使用terp法。

terp法是指,使用有机碲化合物作为聚合引发剂,使自由基聚合性化合物聚合的方法,例如为国际公开2004/14848号和国际公开2004/14962号所记载的方法。

具体地说,使用

(a)如通式(1)所表示的有机碲化合物、

(b)如通式(1)所表示的有机碲化合物和偶氮系聚合引发剂的混合物、

(c)如通式(1)所表示的有机碲化合物和通式(2)所表示的有机二碲化合物的混合物、或

(d)如通式(1)所表示的有机碲化合物、偶氮系聚合引发剂和通式(2)所表示的有机二碲化合物的混合物

中的任意种进行聚合。

(式中,r1表示碳原子数1~8的烷基、芳基或芳香族杂环基。r2和r3表示氢原子或碳原子数1~8的烷基。r4表示碳原子数1~8的烷基、芳基、芳香族杂环基、酰基、酰胺基、氧羰基或氰基。)

(r1te)2(2)

(式中,r1表示碳原子数1~8的烷基、芳基或芳香族杂环基。)

通式(1)所表示的有机碲化合物,具体地说能够例示(甲基碲基甲基)苯、(甲基碲基甲基)萘、2-甲基-2-甲基碲基-丙酸乙酯、2-甲基-2-正丁基碲基-丙酸乙酯、(2-三甲基硅氧乙基)-2-甲基-2-甲基碲基-丙酸酯、(2-羟乙基)-2-甲基-2-甲基碲基-丙酸酯、(3-三甲基硅基炔丙基)-2-甲基-2-甲基碲基-丙酸酯等。

通式(2)所表示的化合物,具体地说能够例示二甲基二碲、二乙基二碲、二正丙基二碲、二异丙基二碲、二环丙基二碲、二正丁基二碲、二仲丁基二碲、二叔丁基二碲、二环丁基二碲、二苯基二碲、双(对甲氧苯基)二碲、双(对氨基苯基)二碲、双(对硝基苯基)二碲、双(对氰基苯基)二碲、双(对磺基苯基)二碲、二萘基二碲、二吡啶基二碲等。

偶氮系聚合引发剂只要是在通常的自由基聚合中使用的偶氮系聚合引发剂,就能够没有特别限制地使用。例如能够例示2,2’-偶氮双(异丁腈)(aibn)、2,2’-偶氮双(2-甲基丁腈)(ambn)、2,2’-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)(advn)、1,1’-偶氮双(1-环己烷甲腈)(achn)、2,2’-偶氮双异丁酸二甲酯(maib)、4,4’-偶氮双(4-氰基戊酸)(acva)、1,1’-偶氮双(1-乙酰氧基-1-苯乙烷)、2,2’-偶氮双(2-甲基丁酰胺)、2,2’-偶氮双(4-甲氧基-2,4-二甲基戊腈)(v-70)、2,2’-偶氮双(2-甲基脒基丙烷)二盐酸盐、2,2’-偶氮双[2-(2-咪唑啉-2-基)丙烷]、2,2’-偶氮双[2-甲基-n-(2-羟乙基)丙酰胺]、2,2’-偶氮双(2,4,4-三甲基戊烷)、2-氰基-2-丙基偶氮甲酰胺、2,2’-偶氮双(n-丁基-2-甲基丙酰胺)、2,2’-偶氮双(n-环己基-2-甲基丙酰胺)等。

通式(1)的化合物的使用量依照作为目的的共聚物的物性适当调整即可,通常,相对于乙烯基单体1mol,通式(1)的化合物为0.05~50mmol即可。

同时使用通式(1)的化合物和偶氮系聚合引发剂的情况下,通常,相对于通式(1)的化合物1mol,偶氮系聚合引发剂为0.01~10mol即可。

同时使用通式(1)的化合物和通式(2)的化合物的情况下,通常,相对于通式(1)的化合物1mol,通式(2)的化合物为0.01~100mol即可。

同时使用通式(1)的化合物、通式(2)的化合物和偶氮系聚合引发剂的情况下,通常,相对于通式(1)的化合物和通式(2)的化合物的合计1mol,偶氮系聚合引发剂为0.01~100mol即可。

聚合反应能够在无溶剂的情况下进行,但可以使用在自由基聚合中普遍使用的有机溶剂或者水性溶剂,将上述混合物搅拌而进行。能够使用的有机溶剂可以例示例如苯、甲苯、n,n-二甲基甲酰胺(dmf)、二甲基亚砜(dmso)、丙酮、2-丁酮(甲基乙基酮)、二噁烷、六氟异丙醇、氯仿、四氯化碳、四氢呋喃(thf)、乙酸乙酯、三氟甲基苯等。另外作为水性溶剂,可以例示例如水、甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇、乙基溶纤剂、丁基溶纤剂、1-甲氧基-2-丙醇、双丙酮醇等。

反应温度、反应时间依照所得到的共聚物的分子量或者分子量分布适当调节即可,通常,在0~150℃、搅拌1分钟~100小时。terp法即使在低的聚合温度和短的聚合时间也能够得到高的收率和精密的分子量分布。

聚合反应结束后,从所得到的反应混合物通过通常的分离提纯方法,能够分离作为目的的共聚物。

<颜料分散组合物>

本实施方式的颜料分散组合物包含含有上述嵌段共聚物的分散剂、颜料和分散介质。

以下,对于颜料分散组合物的各种构成成分等分别进行说明。

作为本发明中使用的颜料,无论是有机颜料和无机颜料的任意种,都没有特别限定地能够使用,可以列举红色颜料、黄色颜料、橙色颜料、蓝色颜料、绿色颜料、紫色颜料、黑色颜料、白色颜料等各色的颜料。

作为有机颜料,可以列举单偶氮系、二偶氮系、缩合二偶氮系等的偶氮系颜料、二酮基吡咯并吡咯系、酞菁系、异吲哚啉酮系、异吲哚啉系、喹吖啶酮系、靛蓝系、硫靛系、喹酞酮系、二噁嗪系、蒽醌系、二萘嵌苯系、紫环酮系等的多环系颜料等。

作为无机颜料,可以列举炉黑、灯黑、乙炔黑、槽法炭黑等的炭黑颜料、二氧化钛等。

颜料分散组合物所含的颜料,优选根据目的选择颜料的种类、粒径、处理的种类来使用。另外,颜料分散组合物中所含的颜料可以仅为1种,也可以为多种。

作为颜料的具体例,可以列举c.i.pigmentred7、9、14、41、48:1、48:2、48:3、48:4、81:1、81:2、81:3、122、123、146、149、168、177、178、179、187、200、202、208、210、215、224、254、255、264等的红色颜料;c.i.pigmentyellow1、3、5、6、14、55、60、61、62、63、65、73、74、77、81、93、97、98、104、108、110、128、138、139、147、150、151、154、155、166、167、168、170、180、188、193、194、213等的黄色颜料;c.i.pigmentorange36、38、43等的橙色颜料;c.i.pigmentblue15、15:2、15:3、15:4、15:6、16、22、60等的蓝色颜料;c.i.pigmentgreen7、36、58等的绿色颜料;c.i.pigmentviolet19、23、32、50等的紫色颜料;c.i.pigmentblack7等的黑色颜料。

上述颜料中,优选使用表面偏碱性的颜料。

作为本发明中使用的分散介质,能够使用例如现有公知的有机溶剂,可以使用这些中的1种或将2种以上混合。作为有机溶剂,可以列举:己烷、甲苯等的烃系溶剂;丁酮等的醇系溶剂;乙酸丙酯、乙酸丁酯等的酯系溶剂;环己酮、甲基异丁基酮等的酮系溶剂;一缩二乙二醇单丁基醚、丙二醇单甲基醚等的二醇系溶剂:丙二醇单甲基醚乙酸酯、一缩二丙二醇二丁基醚等的二醇系酯或醚溶剂;n-甲基吡络烷酮、二甲基乙酰胺等的酰胺系溶剂;碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯等的碳酸酯系溶剂;等。

本发明的颜料分散组合物中按照需要可以含有色素衍生物、其他添加剂等。

作为色素衍生物,因为推测本发明的分散剂的酸性基团与颜料表面通过氢键、离子键等发生吸附,因此优选使用导入有碱性的氨基的色素衍生物。

本发明中的色素衍生物是指,与本发明的颜料分散组合物中使用的颜料相同分子结构的化合物、与其结构类似的化合物、用于该颜料的原料的结构或其类似结构,没有特别限定。例如,可以列举偶氮系色素骨架、酞菁系色素骨架、蒽醌系色素骨架、三嗪系色素骨架、吖啶系色素骨架、二萘嵌苯系色素骨架等。作为该碱性的氨基,有伯、仲、叔、季的现有公知的氨基、季铵盐,进一步也包含磺酰胺基。该氨基可以与色素骨架直接结合,但也可以通过烷基、芳基等的烃基;酯、醚、砜、氨酯键介由烃基结合。

作为其他添加剂,可以列举紫外线吸收剂、流平剂、消泡剂、光聚合引发剂等的添加剂,作为树脂可以使用例如,光敏性的树脂清漆和非光敏性的树脂清漆。

作为光敏性树脂清漆的具体例,可以列举例如,光敏性环化橡胶系树脂、光敏性酚系树脂、光敏性聚丙烯酸酯系树脂、光敏性聚酰胺系树脂、光敏性聚酰亚胺系树脂、不饱和聚酯系树脂、聚酯丙烯酸酯系树脂、聚环氧丙烯酸酯系树脂、聚氨酯丙烯酸酯系树脂、聚醚丙烯酸酯系树脂、多醇丙烯酸酯系树脂等的清漆、或者向这些进一步作为反应性稀释剂添加单体而得到的清漆。作为上述光敏性树脂清漆中优选的树脂,希望是在分子中具有自由的羧基的能够碱显影的丙烯酸酯系的树脂。

作为非光敏性的树脂清漆的具体例可以列举例如,纤维素乙酸酯系树脂、硝基纤维素系树脂、苯乙烯系(共)聚合物、聚乙烯醇缩丁醛系树脂、氨基醇酸系树脂、聚酯系树脂、氨基树脂改性聚酯系树脂、聚氨酯系树脂、丙烯酸多醇聚氨酯系树脂、可溶性聚酰胺系树脂、可溶性聚酰亚胺系树脂、可溶性聚酰胺酰亚胺系树脂、可溶性聚酯酰亚胺系树脂、羟乙基纤维素、苯乙烯-马来酸酯系共聚物的水溶性盐、(甲基)丙烯酸酯系(共)聚合物的水溶性盐、水溶性氨基醇酸系树脂、水溶性氨基聚酯系树脂、水溶性聚酰胺系树脂等,这些可以使用1种或将多种以上组合使用。

如上所述的本发明的颜料分散组合物至少包含含有本发明的嵌段共聚物的分散剂、颜料和分散介质,依照需要添加色素衍生物、其他添加剂等使颜料分散。分散剂的配合量没有特别限定,相对于颜料100质量份优选为5~200质量份,更优选为10~100质量份,进一步优选为10~50质量份。分散剂的配合量过少时,不能使颜料充分地分散,颜料分散剂的配合量过多时,未吸附于颜料的颜料分散剂存在于分散介质,从而不优选。颜料浓度只要是能够给予被记录体充分的着色浓度的浓度,则没有特别限制,优选为0.5~70质量%,优选为5~50质量%。超过70质量%时,在分散介质中的颜料密度变高,从而有时发生由于颜料颗粒的自由移动被妨碍而导致的凝聚这样的问题。

作为颜料的分散方法,能够适用现有公知的方法,没有特别限定。例如将本发明的分散剂、颜料和分散介质通过例如油漆搅拌器、珠磨机、球磨机、溶解器、捏合机等混合分散机进行混合得到。

将本发明的嵌段共聚物作为分散剂使用时,能够给予分散介质中的颜料优异的分散稳定性,因此,本发明的颜料分散组合物能够用于现有公知的着色剂。具体地说,能够列举喷墨油墨、彩色滤光器用油墨、凹版油墨、涂料、文具用油墨、书写用油墨、涂敷剂等的着色剂。

实施例

以下,对于本发明,基于具体的实施例,进行进一步详细的说明。本发明不受以下的实施例的任何限定,在不改变其主旨的范围内可以适当地变更后实施。需要说明的是,实施例和比较例中的各种物性测定依照后述的方法进行。

(聚合率)

使用nmr(500mhz)测定1h-nmr,从单体的乙烯基与聚合物的酯侧链的峰面积比计算聚合率。

(重均分子量(mw)和分子量分布(pdi))

对于gpc,柱为tskgelsupermultiporehz-h(φ4.6×150,tosohco.tokyo,japan)×2(tosoh公司制),作为流动相使用四氢呋喃,作为标准物质使用聚苯乙烯(tosohtskstandard)制作校正曲线,测定了重均分子量(mw)、数均分子量(mn)。从这些测定值计算分子量分布(pdi)。

(酸价)

酸价是表示用以中和固体成分每1g的酸性成分所需要的氢氧化钾的重量。将测定样品溶解于四氢呋喃中,使用电位差滴定装置(商品名:gt-06,三菱化学公司制),使用0.5m氢氧化钾/乙醇溶液对所得到的溶液进行中和滴定。将滴定ph曲线的拐点作为滴定终点,根据下式计算酸价。

a=56.11×vs×0.5×f/w

a:酸价(mgkoh/g)

vs:滴定所需的0.5m氢氧化钾/乙醇溶液的使用量(ml)

f:0.5m氢氧化钾/乙醇溶液的效价

w:测定样品重量(g)(固体成分换算)

(粘度)

使用e型粘度计(商品名:tve-22l,东机产业公司制),使用1°34’×r24的锥形转子,在25℃下、以转子转速60rpm测定粘度,通过以下的基准进行评价。

◎:20mpa·s以下

○:20mpa·s以上、低于40mpa·s

×:40mpa·s以上

(稳定性)

关于粘度稳定性,评价在40℃保存1周前后的粘度的变化率,通过以下的基准评价相对于初期粘度的变化率。

◎:±5%以内

○:±5%以上、低于10%

×:±10%以上

〔共聚物的制造〕

(实施例1)

向具备氩气导入管、搅拌机和温度计的反应槽中,加入甲基丙烯酸甲酯(以下称为“mma”)20.0g、甲基丙烯酸正丁酯(以下称为“bma”)40.0g、偶氮二异丁腈(商品名:aibn,大塚化学公司制,以下称为“aibn”)0.328g、丙二醇单甲醚(以下称为“mp”)60.0g,进行氩置换后,加入2-甲基-2-正丁基碲基-丙酸乙酯(以下称为“btee”)3.00g、二丁基二碲(以下称为“dbdt”)1.116g,在60℃反应20小时。聚合率为100%。

向所得到的溶液中加入预先进行了氩置换的bma20.0g、甲基丙烯酸(以下称为“maa”)20.0g、aibn0.328g、mp40.0g的混合溶液,在60℃反应20小时。聚合率为100%。

向所得到的溶液中加入预先进行了氩置换的mma20.0g、bma40.0g、aibn0.328g、mp60.0g的混合溶液,在60℃反应20小时。聚合率为98%。

反应结束后,向反应溶液中加入mp80.0g,注入到搅拌中的正庚烷800ml中。通过将所析出的聚合物抽滤,干燥,从而得到共聚物。测定所得到的共聚物的mw、pdi、酸价,将结果示于表1。

(实施例2)

向具备氩气导入管、搅拌机和温度计的反应槽中,加入丙烯酸甲酯(以下称为“ma”)15.83g、ba31.67g、aibn0.328g、mp47.50g,进行氩置换后,加入btee3.00g、dbdt1.116g,在60℃反应20小时。聚合率为98%。

向所得到的溶液中加入预先进行了氩置换的丙烯酸丁酯(以下称为“ba”)5.02g、丙烯酸(以下称为“aa”)20.04g、aibn0.328g、mp25.06g的混合溶液,在60℃反应20小时。聚合率为100%。

向所得到的溶液中加入预先进行了氩置换的ma15.83g、ba31.67g、aibn0.328g、mp47.50g的混合溶液,在60℃反应20小时。聚合率为99%。

反应结束后,向反应溶液中加入mp60.00g,注入到搅拌中的正庚烷600ml中。通过将所析出的聚合物抽滤,干燥,从而得到共聚物。测定所得到的共聚物的mw、pdi、酸价,将结果示于表1。

(比较例1)

向具备氩气导入管、搅拌机和温度计的反应槽中,加入mma60.0g、aibn0.656g、mp60.0g,进行氩置换后,加入btee3.00g、dbdt1.116g,在60℃反应20小时。聚合率为99%。

向所得到的溶液中,加入预先进行了氩置换的bma20.0g、maa20.0g、aibn0.328g、mp40.0g的混合溶液,在60℃反应20小时。聚合率为100%。

反应结束后,向反应溶液中加入mp50.0g,注入到搅拌中的正庚烷500ml中。通过将所析出的聚合物抽滤,干燥,从而得到共聚物。测定所得到的共聚物的mw、pdi、酸价,将结果示于表1。

(比较例2)

向具备氩气导入管、搅拌机和温度计的反应槽中,加入mma30.0g、aibn0.328g、mp30.0g,进行氩置换后,加入btee3.00g、dbdt1.116g,在60℃反应20小时。聚合率为98%。

向所得到的溶液中,加入预先进行了氩置换的甲基丙烯酸2-羟基乙酯的己内酯2mol加成物(以下称为“pcl2”)14.0g、甲基丙烯酸2-羟基乙酯(以下称为“hema”)10.0g、mma12.0g、aibn0.328g、mp36.0g的混合溶液,在60℃反应20小时。聚合率为97%。

向所得到的溶液中,加入预先进行了氩置换的maa17.0g、bma17.0g、aibn0.328g、mp34.0g的混合溶液,在60℃反应20小时。聚合率为100%。

反应结束后,向反应溶液加入mp50.0g,注入到搅拌中的正庚烷500ml中。通过将所析出的聚合物抽滤,干燥,从而得到共聚物。测定所得到的共聚物的mw、pdi、酸价,将结果示于表1。

(比较例3)

向具备氩气导入管、搅拌机和温度计的反应槽中,加入ma23.29g、aibn0.328g、mp23.29g,进行氩置换后,加入btee3.00g、dbdt1.116g,在60℃反应20小时。聚合率为99%。

向所得到的溶液中,加入预先进行了氩置换的ba47.84g、aibn0.328g、mp47.84g的混合溶液,在60℃反应20小时。聚合率为98%。

向所得到的溶液中,加入预先进行了氩置换的ba14.12g、2-丙酰氧乙基琥珀酸酯(以下称为“aoes”)50.63g、aibn0.328g、mp64.75g的混合溶液,在60℃反应20小时。聚合率为98%。

反应结束后,向反应溶液加入mp50.00g,注入到搅拌中的正庚烷500ml中。通过将所析出的聚合物抽滤,干燥,从而得到共聚物。测定所得到的共聚物的mw、pdi、酸价,将结果示于表1。

(比较例4)

向具备氩气导入管、搅拌机和温度计的反应槽中,加入mma22.0g、aibn0.328g、mp22.0g,进行氩置换后,加入btee3.00g、dbdt1.116g,在60℃反应20小时。聚合率为98%。

向所得到的溶液中,加入预先进行了氩置换的bma44.0g、aibn0.328g、mp44.0g的混合溶液,在60℃反应20小时。聚合率为99%。

向所得到的溶液中,加入预先进行了氩置换的2-甲基丙烯酰氧乙基琥珀酸酯(以下称为“moes”)45.12g、bma17.0g、aibn0.328g、mp62.12g的混合溶液,在60℃反应20小时。聚合率为98%。

反应结束后,向反应溶液中加入mp64.0g,注入到搅拌中的正庚烷640ml中。通过将所析出的聚合物抽滤,干燥,从而得到共聚物。测定所得到的共聚物的mw、pdi、酸价,将结果示于表1。

[颜料分散组合物的制造]

(实施例3)

调整配比使之成为颜料(二氧化钛)50质量%、分散剂(在实施例1中得到的共聚物)5质量%、丙二醇单甲醚乙酸酯(以下称为“pma”)45质量%,使用超声波均质器混合30分钟进行分散,从而得到颜料分散组合物。

对所得到的颜料分散组合物的粘度、稳定性进行了评价,将结果示于表2。

(实施例4)用于彩色滤光器用油墨的应用

调整配比使之成为颜料(c.i.pigmentred254,商品名:bkcf,cibaspecialtychemicals公司制)10质量%、分散剂(在实施例1中得到的共聚物)3质量%、粘合剂树脂(以甲基丙烯酸苄酯/甲基丙烯酸=80/20的质量比聚合得到的树脂,mw=9800,pdi=1.93,酸价127mgkoh/g,固体成分40质量%的pma溶液)3质量%、pma84质量%,使用超声波均质器混合30分钟进行分散,从而得到颜料分散组合物。

对于所得到的颜料分散组合物的粘度、稳定性进行评价,将结果示于表2。

(实施例5)

除了将共聚物变更为在实施例2中得到的共聚物以外,与实施例4同样操作。

(比较例5)

除了将共聚物变更为在比较例1中得到的共聚物以外,与实施例4同样操作。

(比较例6)

除了将共聚物变更为在比较例2中得到的共聚物以外,与实施例4同样操作。

(比较例7)

除了将共聚物变更为在比较例3中得到的共聚物以外,与实施例4同样操作。

(比较例8)

除了将共聚物变更为在比较例4中得到的共聚物以外,与实施例4同样操作。

[表1]

[表2]

如表2所示,可知,将依照本发明的实施例1和2的嵌段共聚物作为分散剂使用的实施例3~5的颜料分散组合物具有低的粘度,并且粘度稳定性优异,颜料的分散稳定性优异。

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