用于磁介质的非增塑、玻璃转化温度高的分散剂的制作方法

文档序号:3704828阅读:168来源:国知局

专利名称::用于磁介质的非增塑、玻璃转化温度高的分散剂的制作方法发明的领域本发明涉及非增塑的高玻璃转化温度(Tg)分散剂。本发明也涉及含有这些分散剂的磁性记录介质。发明的背景磁性记录介质一般包括涂覆在基材上的并含有粘合剂和颜料的粘合剂分散体涂层。其中所述的颜料分散在粘合剂中。一般来说,颜料是包括可磁化小颗粒的磁化颜料。在某些情况下,该介质可以是具有背涂和面涂粘合剂分散体层的复合涂层,虽然背涂层中的颜料可含或不含可磁化颜料。磁性层中也可含有其它组分,如润滑剂、研磨剂、热稳定剂、催化剂、交联剂、抗氧化剂、分散剂、润湿剂等。磁性记录介质中宜加入尽可能多的可磁化颜料。但通常较好在粘合剂分散体中加入约70-85%重量的可磁化颜料,按粘合剂分散体(粘合剂和颜料)的总重量计;而且每单位面积或单位体积中应含有尽可能多的可磁化颗粒。在粘合剂分散体中加入含有许多比表面积较高的小颗粒的可磁化颜料也是很好的。高的颜料加入量具有制备高密度磁性记录介质的潜能这种记录介质能储存更多的信息。但是,在本
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中对于具有较高可磁化颜料填充量的磁性记录介质还存在许多问题。开始时,可磁化颜料倾向于形成团粒,它们难于被适当和完全地分散在粘合剂中。通常使用润湿剂和分散剂促进这各分散。颜料填充量较高时,即使用较多重量和数量的可磁化颗粒时,通常需要较多量的这类分散剂,但这不总是所希望的。有许多理由需要使用尽可能少的分散剂。例如,使用较少的分散剂可以减少成本。另外,过量的分散剂可能会起增塑剂的作用,可能在使用期间使磁性涂层软化或使固化粘合剂分散体结霜。这会使吸附在记录表面的碎屑增多,从而污染记录磁头等,或引起磁性介质的物理和化学性质的变化。本
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中的另一个问题是粘合剂/磁性颜料分散体的粘度一般随磁化颜料填充量的增多而增加。如果分散体的粘度太高,则难于将其涂覆在基材上,而且更难于获得良好的颜料磁性取向(即矩形比等于0.75或更高)。矩形比(Br/Bm)是剩余饱和感应或剩余饱和磁化(Br)与饱和感应或饱和磁化(Bm)之比。它表示磁性颗粒的取向效率。对于无规取向的颗粒,矩形比等于0.5,对于完全精确取向的颗粒,矩形比等于1.0。具有良好性能的介质的矩形比值一般在0.75至0.85之间,更高的值当然更好。矩形比的提高一般反映在取向性能和电磁性能的改善上,而且从0.75提高0.85(即增加0.05)就引起明显的改善。0.75到0.85的矩形比之差一般表示在电磁性能(如信号-噪声比)方面提高约1个分贝。为了有助于解决这些与颜料高填充有关的问题,曾开发了具有内在分散剂的粘合剂组合物。这些组合物所含的聚合物具有侧接于聚合物主链并有助于分散磁性颜料的官能团。美国专利5,139,892详细描述了这些粘合剂树脂。美国专利5,139,892描述了具有自润湿作用的粘合剂。其中包括将季铵盐用作润湿/分散基团的粘合剂。使用这些组合物的结果是需要更少量的用于分散粘合剂中磁性颜料的分散剂。然而,存在某些在未固化状态下高玻璃转化温度(Tg)和耐磨性以及高最终涂层模量和玻璃转化都需要和必需的介质结构,例如,为了在记录和回放机中更好地操作需要更硬的带子,或制造方法需要具有初始强度高的涂层。这种涂层不易在制造和加工中损坏。这类磁性介质可“更清洁地”运转,因为它们更光滑,而且耐脱落的粘附碎片。当使用较软、Tg较低的粘合剂时,常常会出现这些碎片。为了提高磁性记录介质的使用寿命、运转性能和可靠性,曾试图在含有颜料的粘合剂中加入硬质材料。曾开发了将“硬树脂”接枝到具有侧链羟基和磺酸基的聚氨酯上而不是与其掺混的单组分聚合物体系(参见美国专利5,244,739和5,134,035,已转让给本申请的受让人)。另外,也曾企图开发无需与硬树脂掺混的单组分聚合物磁性粘合剂体系。它可以是由各种单体制成的“特制之物”,从而引入广谱的物理性能。它具有高的Tg、良好的机械性能,能良好地分散颜料、能被异氰酸酯固化剂交联(参见美国专利5,240,972,该专利已转让给本申请的受让人)。使用粘合剂获得磁性分散体中分散性和特定物理性能的方法产生了高质量的材料,但这种方法会受到可用单体种类和各种共聚物混合物产生的性能范围的限制。一般加入分散剂以提高磁性颗粒在磁性涂层分散体中的分散性。磁性分散体中常用的是玻璃转化温度低(Tg低于10℃)的市售分散剂,如POCAII和BG-510。购自3M公司的POCAII是用1摩尔磷酸使三元醇直接酯化制得的磷酸酯,每一个磷酸酯平均产生两个羟基和一个三元醇单元;购自RhonePoulenc公司的BG-510是由90%单酯和10%二酯组成的聚醚磷酸酯混合物。当将这些低分子量、低玻璃转化温度的分散剂加入到玻璃转化温度较高的粘合剂聚合物或聚合物共混料中时,降低了所得混合物的玻璃转化温度。而降低了玻璃转化温度必然会产生较软的增塑涂层,同时也降低了总模量。另外,分散体中玻璃转化温度低的未交联材料(如POCAII)可能会迁移到介质的表面。这会产生摩擦性较高、粘附碎屑较多的磁性介质,因此通常降低了使用寿命。现已作过克服这些已知分散剂缺陷的尝试,但这些尝试都没有成功。为了提高磁性介质的玻璃转化温度,曾将高玻璃转化温度的聚氨酯加入到含有低玻璃转化温度分散剂的柔性磁性记录介质中。然而,这种方法的缺点是所产生的磁性层不能很好地压延。在这些含有低玻璃转化温度分散剂的粘合剂体系中使用高玻璃转化温度的常规氯乙烯/乙酸乙烯酯、乙烯醇三元共聚物会导致所得记录介质使用寿命的问题。美国专利5,178,953描述了用具有一个或多个伯羟基的低分子量、高玻璃转化温度的乙烯基粘合剂提高粘合剂体系和磁性记录介质中磁性层的玻璃转化温度的方法。但为了获得光滑可涂布的分散体,也必须加入低分子量分散剂。这样就降低了复合材料的总玻璃转化温度。发明的概述本发明提供的分散剂能避免与低玻璃转化温度分散剂有关的缺点。这种分散剂是一种非增塑的高玻璃转化温度材料。它不仅能用作磁性分散体中的分散剂,而且能赋予固化磁性介质涂层所需的物理性能。本发明的分散剂是一种非卤化的乙烯基低聚物,该低聚物含有许多侧链氰基和至少一个侧链分散基,该低聚物的玻璃转化温度为60-105℃,数均分子量为2000-4000,分散基的当量为500-50000。当与润湿和非润湿粘合剂结合使用作分散剂时,这些材料能产生低粘度的分散体。本发明分散剂的玻璃转化温度较好的为80-105℃,更好的为95-105℃。如果玻璃转化温度超过105℃,则产生的涂层太脆。如果玻璃转化温度低于60℃,所得的涂层太软。如果该分散剂的数均分子量超过4000,则可以产生触变性分散体。本发明分散剂的多分散性一般为2-4,较好为2.3-3.2,最好为2-2.5。用本发明分散体制得的磁性涂层具有较低的Rodenstock(一般为4-5.5)和较高的光泽度值。这表明改善了分散体的性能,并能使涂层更光滑。本发明分散剂相对于其它常规分散剂的一个主要优点是具有较高的玻璃转化温度(Tg)(一般超过80℃),并能赋予磁性涂层所需的物理性能,如高的玻璃转化温度、未固化状态的耐磨性、高的最终涂层模量和降低的粘附碎屑脱落倾向,从而可制得更清洁运转的产品。本发明的磁性记录介质包括涂覆在可磁化基材的磁性层,所述的磁性层含有聚合物粘合剂和被分散剂分散在颜料中的磁性颜料,所述的分散剂含有非卤化的乙烯基低聚物,该低聚物含有许多侧链氰基和至少一个侧链分散基,该低聚物的玻璃转化温度为60-105℃,数均分子量为2000-4000,分散基的当量为500-50000。术语的定义在整个说明书中,前缀“(甲基)丙烯酰”是指“甲基丙烯酰”或“丙烯酰”。本发明的详细描述本发明的磁性记录介质本发明的磁性记录介质包括涂覆在非磁化基材的磁性层。本发明具体的非磁化基材可由本
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中已知的任何合适的基材制成。合适基材的例子包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(“PET”)之类的聚合物、铝或铜之类的金属、纸或任何其它合适的材料。磁性层的组分包括分散在聚合物粘合剂中的磁性颜料。磁性层中一般含有约3-10%重量的分散剂,按磁性颜料的总重量计。本发明中所用的磁性颜料可包括本
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中已知的任何合适磁性颜料,如γ-Fe2O3、Fe3O4、CrO2、钡铁氧体、钡铁氧体衍生物、金属颗粒等。磁性层的玻璃转化温度较好约大于70℃。本发明磁性记录介质中磁性层一般含有约60-85%重量的颜料、约1-6%重量的分散剂和约4-20%重量的粘合剂,以颜料、分散剂和粘合剂的总重量计。磁性层中一般含有约2-10%重量的硬粘合剂和约2-10%重量的软粘合剂,以分散剂、颜料和粘合剂的总重量计。本发明中所用聚合物粘合剂的例子是记载在欧洲专利申请公开说明书0622785中的具有许多侧链氰基的非卤化乙烯基共聚物。氯乙烯基粘合剂也可用于本发明中,这种粘合剂记载在美国专利5,221,582和5,139,892中。其它有用的粘合剂包括,但不限于选自聚氨酯的粘合剂。合适聚氨酯聚合物的代表性例子包括聚酯型聚氨酯、聚醚型聚氨酯、聚醚聚酯型聚氨酯、聚碳酸酯型聚氨酯、聚酯聚碳酸酯型聚氨酯、聚己内酯型聚氨酯、及其混合物。本发明的低聚物分散剂具有许多氰基。可提供这些氰基的单体的代表性例子包括(甲基)丙烯腈、(甲基)丙烯酸β-氰乙酯、(甲基)丙烯酸氰甲酯、(甲基)丙烯酸(β-氰乙基乙氧基醚)酯(β-cyanoethylethoxyether-(meth)acrylate)、对-氰基苯乙烯、对-(氰甲基)苯乙烯等。氰基官能的非卤化乙烯基单体较好是(甲基)丙烯腈,更好是丙烯腈。本发明的分散剂本发明低聚物分散剂含有至少一个侧链分散基和任选的一个或多个侧链羟基。低聚物分散剂的侧链羟基不仅有利于磁性颜料在低聚物分散剂中的分散,而且也提高了与其它聚合物的溶解度、固化性和相容性。这种羟基可以是伯、仲或叔羟基,虽然伯羟基和仲羟基是优选的。本发明优选低聚物分散剂的羟基当量一般约为300-10000,500-5000较佳,800-1500更佳。为了制备具有许多侧链羟基的低聚物分散剂,可在分散剂中加入一种或多种非卤化、羟基官能的乙烯基单体。合适的非卤化、羟基官能的乙烯基单体的代表性例子包括α,β-不饱和羧酸与二元醇的酯,如(甲基)丙烯酸2-羟乙酯或(甲基)丙烯酸2-羟丙酯;(甲基)丙烯酸l或2甘油酯、(甲基)丙烯酸1,3-或2,3-二羟基丙酯;α,β-不饱和羧酸与己内酸酯的加成物;链烷醇乙烯基醚,如2-羟乙基乙烯基醚、4-乙烯基苄醇、烯丙醇、对-羟甲基苯乙烯等。非卤化、羟基官能的乙烯基单体较好选自(甲基)丙烯酸2-羟乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟丙酯及其混合物。或者,具有羟基的低聚物分散剂也可以通过将乙酸乙烯酯结合到分散剂中,然后将乙酸酯基团部分或全部地水解成羟基制得。低聚物分散剂的分散基有利于磁性颜料的分散。低聚物分散剂中分散基可以相同,或不同。乙烯基低聚物分散基的当量宜为500-50000,较好为500-4000,最好的为500-3000。本说明书中所用的“分散基”一词是指能润湿磁性颜料的基团。分散基较好是离子基或可在2-10pH范围内电离的基团。合适分散基的代表性例子包括季铵基(如-N(CH3)3+-Cl)、胺(如-N(CH3)2)、美国专利5,081,213中所述的杂环基、磺基内铵盐(sulfobetaine)、基于硫酸的盐或酸(如-OSO3Na)、基于磺酸的盐或酸(如-SO3Na)、基于磷酸的盐或酸(如-OPO(OH)2)、基于膦酸的盐或酸(如PO(OH)2)、基于羧基的盐或酸(如-COONa)、及其混合物。可用许多方法将一种或多种分散基引入低聚物分散剂中。一种方法是使用分散引发剂。用分散引发剂引发乙烯基单体的共聚,可以产生具有末端分散基的乙烯基共聚物。合适的分散引发剂的例子包括4,4′-偶氮二(氰基戊酸)、过氧丁二酸、过硫酸钾和过磷酸钠。另一种在低聚物分散剂中引入分散基的方法是在乙烯基单体共聚时使用官能链转移剂,如巯基丁二酸。也可用带有分散基的非卤化乙烯基单体将分散基引入低聚物分散剂中。合适的带有分散基的非卤化乙烯基单体的代表性例子包括氯化(甲基)丙烯酰氧乙基三甲铵、酸式磷酸(甲基)丙烯酰氧乙酯、氯化(甲基)丙烯酰氨丙基三甲铵、氯化(甲基)丙烯酰氧丙基二甲基苄铵、氯化(乙烯基苄基)三甲铵、氯化(2-羟基-3-烯丙氧丙基)三甲铵、(甲基)丙烯酰氨丙基磺酸钠、苯乙烯磺酸钠、苯乙烯磺酸、(甲基)丙烯酸、马来酸、富马酸、马来酸酐、乙烯基磺酸、2-(甲基)丙烯酰胺-2-甲基-1-丙磺酸、(甲基)丙烯酸二甲氨乙酯、马来酸酐、N-(3-磺丙基)-N-(甲基)丙烯酰氧乙基-N,N-二甲基内铵盐、甲基硫酸2-[(甲基)丙烯酰氧]乙基三甲铵、N-(3-磺丙基)-N-(甲基)丙烯酰氨丙基-N,N-二甲基内铵盐、氯化乙烯基苄基三甲铵、及其混合物等。也可用合适的聚合物反应(polymerreaction)将分散基引入低聚物分散剂中。产生分散基的合适聚合物反应的例子包括(1)丁二酸酐与乙烯基聚合物上部分羟基的反应,生成带有侧链酸官能团的低聚物分散剂、和(2)叔胺与乙烯基聚合物上环氧基的反应,生成带有侧链季铵基的低聚物分散剂。为了制得带有侧链环氧基的低聚物分散剂,可将非卤化环氧官能的乙烯基单体结合到低聚物分散剂中。这种单体的例子包括不饱和醇的缩水甘油醚(如烯丙基缩水甘油醚)、缩水甘油酯(如(甲基)丙烯酸缩水甘油酯)等。本发明优选的低聚物分散剂是含(甲基)丙烯腈的单体、具有上述分散基的非卤化乙烯基单体和一种或多种非卤化非分散乙烯基单体的低聚物。“非分散”一词是指不带分散基和羟基的单体。合适的可共聚非卤化非分散乙烯基单体的代表性例子包括苯乙烯;烷基取代的苯乙烯;烷氧基苯乙烯;乙烯基萘;烷基取代的乙烯基萘;烷氧基乙烯基萘;(甲基)丙烯酰胺;N-乙烯基吡咯烷酮;(甲基)丙烯酸的直链烷基酯、支链烷基酯和脂环烷基酯(所述的烷基含有1-20个碳原子,较好1-8个碳原子),如(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸异丙酯和(甲基)丙烯酸2-乙基己酯;链烷酸的乙烯酯(链烷酸中烷基部分含有2-20个,较好2-4个碳原子,且可以是直链、支链或脂环烷基)、(甲基)丙烯酸异冰片酯、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、乙酸乙烯酯、(甲基)丙烯酸烯丙酯等。优选的非卤化非分散乙烯基单体包括苯乙烯、烷基取代的苯乙烯、(甲基)丙烯酸烷酯(其中烷基含有1-4个碳原子)及其混合物。非卤化非分散乙烯基单体最好选自苯乙烯、(甲基)丙烯酸甲酯及其混合物。本发明的一个特别优选的非卤化乙烯基低聚物(下文中称为“优选的低聚物分散剂”)是一种非卤化乙烯基共聚物,它的单体包括5-40、较好15-40重量份(甲基)丙烯腈、30-80重量份一种或多种非卤化非分散乙烯基单体和0.5-20、较好2-12、更好5-10重量份带有分散基的非卤化乙烯基单体。对于优选的低聚物分散剂,分散基较好选自季铵、羧基的酸或盐、磷酸或膦酸的酸或盐、硫酸或磺酸的酸或盐、及其混合物。分散基更好是磷酸或膦酸的酸或盐。当分散基是磷酸时,带有分散基的乙烯基单体较好是甲基丙烯酸磷酰氧(phosphoxy)乙酯或甲基丙烯酸磷酰氧(phosphoxy)乙酯的苯酯优选低聚物分散剂的非卤化、非分散乙烯基单体较好选自苯乙烯、(甲基)丙烯酸烷基酯(烷基酯的烷基具有1-20个碳原子)和含有苯乙烯和所述烷基酯的混合物(苯乙烯与烷基酯的重量比为10∶90到90∶10)。对于含有这种烷基酯的优选低聚物分散剂而言,烷基酯较好是(甲基)丙烯酸甲酯,更好是甲基丙烯酸甲酯。本发明的非卤化乙烯基低聚物可以用本
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中已知的自由基聚合法制备。所述的自由基聚合法包括,但不限于本体、溶液、乳液和悬浮聚合法。例如按照溶液聚合法,将所需的单体溶解在合适的溶剂中,加入链转移剂和自由基聚合引发剂,将该溶液封闭在氮气或氩气之类的惰性气氛中,然后在足以活化引发剂的温度下搅拌该混合物,制备本发明的低聚物。这类聚合所用的溶剂可以根据单体和添加剂的溶解度而变化。常用的溶剂包括但不限于选自如下一组的溶剂酮,如丙酮、丁酮、3-戊酮、甲基异丁基酮、二异丁酮和环己酮;醇,如甲醇、乙醇、丙醇、正丁醇、异丙醇、异丁醇、环己醇和甲基环己醇;酯,如乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸异丁酯、乙酸异丙酯等;芳烃,如苯、甲苯、二甲苯、甲酚等;醚,如二异丙醚、二异丁醚、四氢呋喃和二噁烷;非质子传递溶剂,如二甲基甲酰胺、二甲亚砜等、及其混合物。用于制备本发明低聚物分散剂的优选溶剂是丁酮(MEK),因为它也是制备下述磁性分散体的优选介质,这是由于易于溶解聚氨酯-乙烯基低聚物共混料。适用于溶液聚合的链转移剂包括但不限于醇、硫醇、一些卤化的小分子(如四溴化碳)及其混合物。链转移剂较好选自四溴化碳、硫代甘醇酸异辛酯、巯基丁二酸、巯基丙二醇、十二烷硫醇、乙醇和四氯化碳。链转移剂最好是巯基丙二醇。适用于溶液聚合反应的自由基聚合引发剂包括能溶解于反应溶剂和被热活化的引发剂。这种引发剂包括但不限于偶氮化合物、过氧化物及其混合物。有用的过氧化物引发剂选自过氧苯甲酰、过氧月桂酰、二叔丁基过氧化物及其混合物。有用的偶氮化合物引发剂选自2,2′-偶氮二(2-甲基丁腈)、2,2′-偶氮二(异丁腈)和2,2′-偶氮二(2,4-二甲基戊腈)。上述偶氮化合物引发剂分别是购自E.I.DuPontdeNemoursandCo.的VAZOTM67、VAZOTM64和VAZOTM52。优选的热聚合引发剂是VAZOTM64牌引发剂,因为它易于使用和它的半衰期特性(如64℃时半衰期为10小时)。本发明的低聚物分散剂也可用乳液聚合法制备。一般在惰性气氛中制备含乙烯基单体、链转移剂和水溶性氧化还原型引发剂体系的乳液,然后小心加热至放热反应发生为止。搅拌反应混合物,冷却并收集产生的胶乳。任选地在反应混合物中加入离子或非离子表面活性剂。用于本发明的氧化还原型自由基引发剂包括,但不限于选自如下一组的引发剂,如叔胺和有机过氧化物(例如N,N-二乙基苯胺-过氧苯甲酰对等)、有机卤化物和过渡金属配合物(例如四氯化碳-六羰基合钼对)、无机氧化还原体系(如过硫酸钾-偏亚硫酸氢钠对)和有机-无机体系(如2-巯基乙醇-Fe+3对)。对于本发明低聚物而言,无机氧化还原引发剂是优选的,因为它易于处理和具有合适的反应温度范围。测试方法“光泽度”是向45°观察角方向反射的45°入射光的百分数,它用PacificScientificGlossgardII45°光泽仪测量。Rodenstock值“Rodenstock值”是涂层光滑度的一个量度,用购自Rodenstock公司的RODENSTOCKRM-400表面光洁度分析仪测量。一般来说,Rodenstock值越低,相当于表面越光滑。表面粗糙度平均RMS表面粗糙度用Wyko高分辨干涉仪测量,以纳米计。复合Tg(compositeTg)复合Tg是通过将实施例3.1到3.7和4.1到4.7中制得的分散体涂覆在硅氧烷防粘衬里上而测得的。用刮刀涂布器涂布在硅氧烷防粘衬里上。将所得的涂层放在40℃真空烘箱(压力为5mmHg)中干燥4小时。剥离介质(media),并进行差示扫描量热分析(DSC),测量Tg。实施例本发明根据如下非限制性的实施例作进一步说明。如果没有另作说明,实施例和说明书其余部分中的份、百分数、比率等都按重量计算。实施例1制备St/AN/PEM/MPD65/22/10/3在8盎司(237毫升)琥珀色烧瓶中加入32.5克苯乙烯(St)、11.0克丙烯腈(AN)、5.0克甲基丙烯酸(磷酰氧基(phosphoxy)乙)酯(PEM)、1.5克巯基丙二醇(MPD)、0.5克VazoTM642,2′-偶氮二异丁腈引发剂和75克丁酮(MEK)。按1升/分的速度用氮气对所得的透明溶液吹扫5分钟。然后将该烧瓶密封,放在70℃恒温浴中转动48小时。该反应的百分转化率测定为99%。所得聚合物在23℃丁酮中的特性粘度(IV)为0.099dl/g,Tg为86℃。实施例2制备St/MMA/AN/PEM/MPD,32.5/32.5/22/10/3除了按如下加料外16.25克苯乙烯、11.0克丙烯腈、16.25克甲基丙烯酸甲酯(MMA)、5.0克甲基丙烯酸(磷酰氧基乙)酯、1.5克巯基丙二醇、0.5克VazoTM64引发剂和75克丁酮,按实施例1所述的方法制备本实施例试样。48小时后百分转化率为99%,所得聚合物在23℃丁酮中的特性粘度(IV)为0.121dl/g,Tg为91℃。对比例3.1-3.3和实施例3.4-3.7用含有润湿基团的粘合剂制备磁性分散体和磁介质为了评价实施例1和2的效果,制备磁性分散体。并将实施例1和2的效果与含有分散剂POCAII(购自3M)和BG-510(购自RhonePoulenc)的两种市售磷酸酯的效果进行比较。磁性分散体用硬树脂粘合剂A/软树脂粘合剂B的粘合剂树脂共混料制备。硬树脂(苯乙烯/丙烯腈/HPA/QMA,67/22.5/10/0.5)的合成方法记载在欧洲专利申请公开说明书0622785中,本说明书中也有描述。软树脂粘合剂B是巯基丁二酸聚酯型聚氨酯。这种树脂记载在美国专利5,498,685中。这两种树脂都含有有助于该树脂润湿磁性颜料的润湿基团。硬树脂粘合剂A硬树脂粘合剂A按如下方法制备即在约700毫升琥珀色烧瓶中加入167.5克苯乙烯、56.3克丙烯腈、26.0克丙烯酸2-羟基丙酯(HPA)、2.5克甲基丙烯酸季铵盐(QMA)、0.5克巯基丙二醇、1.25克2,2′-偶氮二异丁腈(AIBN)和375.0克丁酮。所得混合物中可能含有一些未溶解的甲基丙烯酸季铵盐。将该混合物以1升/分的速度吹扫5分钟,然后将烧瓶密封。密封的烧瓶及其内装物质放在65℃水浴中转动60小时。产物是透明均相的溶液。它在23℃丁酮中的特性粘度IV=0.35dl/g。软树脂粘合剂B软树脂粘合剂B是含有巯基丁二酸润湿基团的聚氨酯。它的制备方法如下在100升反应器中加入7.5千克TONETM0210聚己内酯二醇(17.7当量)(其数均分子量约为825,羟基当量约为415,购自UnionCarbide)、1.9千克新戊二醇(36.7当量)、10.2克二月桂酸二丁基锡和27千克丁酮。然后加入8.9千克二苯基甲烷-4,4′-二异氰酸酯(“MDI”)(71.2当量)。将所得混合物回流加热1小时,然后加入195.8克巯基丁二酸(1.5当量)。再加入6.6千克TONETM0305聚己内酯三醇(数均分子量约为540,羟基当量约为180,购自UnionCarbide)(36.7当量)和9千克丁酮。继续回流加热2小时,这时红外光谱分析表明所有的酸酐和异氰酸酯都已反应掉。再加入590克二苯基甲烷-4,4′-二异氰酸酯后,将混合物回流加热1小时。该混合物在四氢呋喃中的特性粘度为0.28dl/g。所得聚氨酯中巯基丁二酸的当量为19600,羟基当量为1425。分散体的制备为了制备每一种分散体,在约700毫升玻璃瓶中加入乙烯基共聚物溶液(硬树脂粘合剂A)、聚氨酯溶液(软树脂粘合剂B)和丁酮(MEK),并加以充分混合。用量列于表1中。然后在氮气氛下加入DowaHM-31金属粒子磁性颜料(购自Dowa)。清除氮气,并用高剪切混合器继续混合。然后将所得的混合物加入含有陶瓷介质的Igarashi研磨机中,在1500转/分的转速下研磨8-10小时。制备如下对比例3.1-3.3和实施例3.4-3.7的分散体。如果没有另作说明,表1中记录的所有数量以克计算。表1</tables>1百分数按重量计,其它所有数据以克为单位2硬粘合剂树脂A3软粘合剂树脂B4实施例1聚合物5实施例2聚合物6甲苯用表1中所示的每一种分散体制备手工涂布涂层。涂层用刮刀涂布器涂覆在聚酯基材上。湿涂层的厚度设定为2密耳,并使用定向区(orientingfield)。测量每一种涂层的GlossandRodenstock值,并记录在表2中。“Rodenstock值”是涂层光滑度的一个量度,它用购自Rodenstock公司的RODENSTOCKRM-400表面光洁度分析仪进行测量。一般来说,较低的Rodenstock值相应于较光滑的表面。表2</tables>1实施例1的聚合物2实施例2的聚合物*百分数按金属粒子颜料的重量计算表2中的数据表明常用的分散剂(POCAII和BG-510)明显降低了光泽度和复合Tg。这些变化是由于增加了表面粗糙度和降低了分散质量。当和含有润湿基团的树脂一起使用时,本发明的分散剂(实施例1的聚合物和实施例2的聚合物)没有不利于影响这些测量值。复合材料Tg的增加实际上意味着这些介质可以在高温记录磁阻力压头的情况下运作。该磁阻头的温度可高达50-70℃。对比例4.1-4.3和实施例4.4-4.7用含有润湿基团的硬树脂和不含润湿基团的软树脂制备磁性分散体和磁介质为了评价实施例1和2的效果,制备磁性分散体。并将实施例1和2的效果与含有分散剂POCAII(购自3M)和BG-510(购自RhonePoulenc)的两种市售磷酸酯的效果进行比较。磁性分散体用硬树脂粘合剂A/软树脂C的粘合剂树脂共混料制备。树脂C是新戊二醇、RUCOFLEX-S-1019-35TM聚酯二醇(购自RucoPolymerCorporation)和甲烷二异氰酸酯(购自Aldrich)制得的聚氨酯粘合剂。共混料中所用的聚氨酯不含任何润湿基团。树脂C树脂C按如下方法制备在一个250毫升的烧瓶中加人22克RUCOFLEX-S-1019-35TM聚酯二醇(购自RucoPolymerCorporation)、2克新戊二醇和60克丁酮。向形成的溶液中加入11克二苯基甲烷-4,4′-二异氰酸酯“MDI”。将所得的混合物在80℃加热2小时后,红外光谱分析表明所有的异氰酸酯都已被反应掉了。该混合物在23℃四氢呋喃中的特性粘度为0.4dl/g。用实施例3所述的相同步骤制备每一种分散体。制备如下的分散体。如果没有另作说明,所有的量以克为单位。表3</tables>*百分数按重量计,其它所有数值以克为单位1硬树脂粘合剂A2树脂C3实施例1聚合物4实施例2聚合物5甲苯用表3中所示的每一种分散体制备手工涂布涂层。涂层用刮刀涂布器涂覆在聚酯基材上。湿涂层的厚度设定为2密耳,并使用定向区(orientingfield)。测量每一种涂层的GlossandRodenstock值,并记录在表4中。表4</tables>*百分数按金属粒子颜料的重量计算1实施例1的聚合物2实施例2的聚合物表4中的数据清楚地表明与不含分散剂的对照物(对比例4.1)相比,本发明的分散剂(实施例1的聚合物和实施例2的聚合物)提高了固化树脂的光泽度(较光滑的表面),并降低了Rodenstock值(更均匀的分散体)。使用POCAII和BG-510之类的较软、Tg较低的常用分散剂(对比例4.2和4.3)对固化树脂的光泽度和Rodenstock值产生了不利影响,并降低了复合Tg,而加入实施例1分散剂和实施例2分散剂则提高了复合Tg,因此,使它更耐用。对比例5.1和5.3以及实施例5.2和5.4用含有未增塑、高Tg分散剂的磁性分散体制备涂层按如下的步骤制备和涂布每一种分散体。在一个封闭式、水冷却、高剪切的混合釜中加入丁酮、乙烯基共聚物溶液(硬树脂粘合剂A)、聚氨酯溶液(树脂C)和实施例1低聚物分散剂溶液。在冷却和用氮气吹扫下将混合物搅拌15分钟。当氧气值达到1.0%时,将氮气流减少至保持1.0%氧气值所需的最低水平。然后加入DowaHM-31,继续搅拌1小时。加入Ceralox0.4氧化铝粉末,继续搅拌2小时。停止氮气吹扫/水冷却,将釜中之物转移到五加仑容器中。向该容器中加入足够数量的丁酮,以达到35%固体。用高剪切混合器对容器中的物质再搅拌1小时。然后将混合物加入一个含有0.8-1.0毫米陶瓷介质的Netzsch4升水平砂磨机中。以约为1850RPM的轴速度和约0.5(GPM)的流速对该混合物进行反复研磨,直到光滑为止(一般为6-8遍)。研磨后,用足够数量的丁酮、二甲苯和甲基异丁基酮(MIBK)稀释该分散体,以达到90/5/5(按重量计)MEK/二甲苯/MIBK溶剂混合物,分散体中的固体含量约为31-32%。先用NipponRokiHT50过滤器(8微米级),后用NipponRokiHT30过滤器(3.5微米级)过滤稀释后的分散体。实施例5.1-5.4的配方列于表5中。如果没有另作说明,记录的所有数据按千克计算。表5</tables>1硬树脂粘合剂A2软树脂粘合剂B3树脂C4实施例1聚合物*百分数按重量计,其它所有数据以千克为单位在聚酯基材上涂覆标准的炭黑背面分散体。在聚酯基材的反面涂覆上述的磁性分散体。恰好在涂覆前,加入2∶1肉豆蔻酸/硬脂酸丁酯溶液(15.7%固体),以达到2%肉豆蔻酸和1%硬脂酸丁酯(按金属粒子颜料计算);加入足够的MONDURTMCB-701聚异氰酸酯固化剂(购自MilesInc.,四氢呋喃中70%固体),以达到10%MONDURTMCB-701的水平(总粘合剂的%)。将该分散体放在高剪切混合器中混合约10分钟。用逆照相凹板式涂覆法按68(mpm)米/分的速度涂覆上述的磁性分散体。让涂层通过一个磁场,使磁性粒子取向。用两个烘箱干燥该磁性涂层。第一个烘箱的温度设定在140°F(60℃),第二个烘箱的温度设定在180°F(82℃)。在110°F(43℃)和2100牛顿/线厘米(linealcentimeter)压力下对固化的介质进行压延。分散体的%固体、分散体的ICI粘度和所得介质的WykoRMS表面粗糙度记录在表6中。较低的Wyko值表明表面较光滑。表6</tables>1硬树脂粘合剂A2软树脂粘合剂B3树脂C4实施例1低聚物*百分数按重量计表6中的数据表明本发明的分散剂降低了磁性分散体的粘度,而且可以制备更光滑的涂层。本
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中的熟练技术人员在阅读了本说明书和所揭示的本发明实施方式后,就可以明了本发明的其它实施方式。因此,只要不偏离如下权利要求书中所述的确切范围和发明构思,本
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中的熟练技术人员可以对本说明书中揭示的原理进行省略、修改和变化。权利要求1.一种非卤化的乙烯基低聚物,其特征在于该低聚物含有许多侧链氰基和至少一个侧链分散基,该低聚物的玻璃转化温度为60-105℃,数均分子量为2000-4000,分散基的当量为500-50000。2.如权利要求1所述的低聚物,其特征在于玻璃转化温度为95-105℃。3.如权利要求1所述的低聚物,其特征在于羟基当量为800-1500。4.如权利要求1所述的低聚物,其特征在于分散基的当量为500-3000。5.一种将如权利要求1所述的低聚物用作磁性记录介质中分散剂的方法。6.一种磁性记录介质,其特征在于如权利要求1所述的低聚物用作分散剂。7.一种磁性记录介质,其特征在于它包括涂覆在可磁化基材的磁性层,所述的磁性层含有聚合物粘合剂和被分散剂分散在颜料中的磁性颜料,所述的分散剂含有非卤化的乙烯基低聚物,该低聚物含有许多侧链氰基和至少一个侧链分散基,该低聚物的玻璃转化温度为60-105℃,数均分子量为2000-4000,分散基的当量为500-50000。8.如权利要求7所述的磁性记录介质,其特征在于所述低聚物的玻璃转化温度为95-105℃。9.如权利要求7所述的磁性记录介质,其特征在于所述低聚物中分散基的当量为500-3000。10.如权利要求7所述的磁性记录介质,其特征在于所述磁性层含有60-85%重量的颜料、1-6%重量的分散剂和4-20%重量的粘合剂,按颜料、分散剂和粘合剂的总重量计。全文摘要本发明提供一种非卤化的乙烯基低聚物,其特征在于该低聚物含有许多侧链氰基和至少一个侧链分散基,该低聚物的玻璃转化温度为60—105℃,数均分子量为2000—4000,分散基的当量为500—50000。本发明也提供一种含有所述分散剂的磁性记录介质。文档编号C08F220/12GK1179850SQ96192951公开日1998年4月22日申请日期1996年2月28日优先权日1996年2月28日发明者R·C·库马尔,S·K·帕特尔申请人:美国3M公司
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