核-壳聚合物材料的制作方法_4

文档序号:9332016阅读:来源:国知局
乙醛、和丙醛等)、马来 酸盐、和它们的混合物的聚合物和共聚物可用作所述阴离子型分散助剂。盐包括例如Na+、 Li+、K+、Cs+、Rb+、以及取代和未取代的铵阳离子。阳离子型表面活性剂的代表性实例包括脂 族胺、季铵盐、锍盐、鱗盐等。
[0090] 可用于本发明的喷墨油墨中的非离子型分散剂或表面活性剂的代表性实例包括 氟衍生物、有机硅衍生物、丙烯酸共聚物、聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基苯基醚、聚氧乙烯 仲醇醚、聚氧乙烯苯乙烯醚、乙氧基化的炔二醇、聚氧乙烯羊毛脂衍生物、烷基酚福尔马林 缩合物的环氧乙烷衍生物、聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段聚合物、聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醚聚氧 乙烯化合物的脂肪酸酯、聚环氧乙烷缩合型的乙二醇脂肪酸酯、脂肪酸单甘油酯、聚丙三醇 的脂肪酸酯、丙二醇的脂肪酸酯、蔗糖脂肪酸酯、脂肪酸烷醇酰胺、聚氧乙烯脂肪酸酰胺和 聚氧乙烯烷基胺氧化物。例如,可使用乙氧基化的单烷基或二烷基酚。这些非离子型表面 活性剂或分散剂可单独使用或者与上述阴离子和阳离子型分散剂组合使用。
[0091] 所述分散剂也可为天然聚合物或合成聚合物分散剂。天然聚合物分散剂的具体实 例包括:蛋白质,例如胶、明胶、酪蛋白和白蛋白;天然橡胶,例如阿拉伯树胶和黄蓍胶;葡 糖苷,例如皂角苷;藻酸和藻酸衍生物,例如藻酸丙二醇酯、三乙醇胺藻酸盐、和藻酸铵;以 及纤维素衍生物,例如甲基纤维素、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素和乙基羟基纤维素。聚合 物型分散剂(包括合成聚合物型分散剂)的具体实例包括:聚乙烯醇;聚乙烯吡咯烷酮;丙 烯酸类或甲基丙烯酸类树脂(通常写作"(甲基)丙烯酸类"),例如聚(甲基)丙烯酸、丙 烯酸_(甲基)丙烯腈共聚物、(甲基)丙烯酸钾_(甲基)丙烯腈共聚物、乙酸乙烯酯_(甲 基)丙烯酸酯共聚物和(甲基)丙烯酸_(甲基)丙烯酸酯共聚物;苯乙烯-丙烯酸类或甲 基丙烯酸类树脂,例如苯乙烯_(甲基)丙烯酸共聚物,苯乙烯_(甲基)丙烯酸_(甲基) 丙烯酸酯共聚物,苯乙烯_a_甲基苯乙烯_ (甲基)丙烯酸共聚物,苯乙烯_a_甲基苯乙 烯_(甲基)丙烯酸_(甲基)丙烯酸酯共聚物;苯乙烯-马来酸共聚物;苯乙烯_马来酸 酐共聚物;乙烯基萘-丙烯酸或甲基丙烯酸共聚物;乙烯基萘-马来酸共聚物;以及乙酸乙 烯酯共聚物,例如乙酸乙烯酯-乙烯共聚物、乙酸乙烯酯-脂肪酸乙烯基乙烯共聚物、乙酸 乙烯酯-马来酸酯共聚物、乙酸乙烯酯-巴豆酸共聚物和乙酸乙烯酯-丙烯酸共聚物;及其 盐。
[0092] 也可以将湿润剂和水溶性有机化合物加入本发明的喷墨油墨组合物中,特别用于 防止喷嘴堵塞及用于提供纸渗透性(渗透剂),改进干燥(干燥加速剂)和抗起皱性质的 用途。可使用的湿润剂和其它水溶性化合物的具体实例包括:低分子量二醇,例如乙二醇、 二甘醇、三甘醇、四甘醇和一缩二丙二醇;含有约2~约40个碳原子的二元醇,例如1,3-戊 二醇、1,4- 丁二醇、1,5-戊二醇、1,4-戊二醇、1,6-己二醇、1,5-己二醇、2, 6-己二醇、新戊 二醇(2, 2-二甲基-1,3-丙二醇)、1,3-丙二醇、1,4- 丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、 1,2, 6-己三醇、聚(乙烯-共聚-丙烯)二醇等、以及它们与亚烷基氧化物(包括亚乙基氧 化物,包括氧化乙烯和氧化丙烯)的反应产物;含有约3~约40个碳原子的三元醇衍生物, 包括甘油、三羟甲基丙烷、1,3, 5-戊三醇、1,2, 6-己三醇等以及它们与亚烷基氧化物(包括 氧化乙烯、氧化丙烯和其混合物)的反应产物;新戊二醇、(2, 2-二甲基-1,3-丙二醇)等、 以及它们与亚烷基氧化物(包括氧化乙烯和氧化丙烯)的反应产物(以任意期望的摩尔比 形成具有宽范围的分子量的物质);硫二甘醇;季戊四醇和低级醇例如乙醇、丙醇、异丙醇、 正丁醇、仲丁醇、和叔丁醇、2-丙炔-1-醇(炔丙醇)、2_丁烯-1-醇、3- 丁烯-2-醇、3- 丁 炔-2-醇、和环丙醇;酰胺,例如二甲基甲酰胺和二甲基乙酰胺;酮或酮醇,例如丙酮和二丙 酮醇;醚,例如四氢呋喃和二噁烷;溶纤剂,例如乙二醇单甲醚和乙二醇单乙醚、三甘醇单 甲(或单乙)醚;卡必醇例如二甘醇单甲醚、二甘醇单乙醚、和二甘醇单丁醚;内酰胺,例如 2_吡咯烷酮、N-甲基-2-吡咯烷酮和e-己内酰胺;脲和脲衍生物;内盐例如甜菜碱等;上 述物质的硫代(硫)衍生物,包括1-丁硫醇、叔丁硫醇、1-甲基-1-丙硫醇、2-甲基-1-丙 硫醇、2-甲基-2-丙硫醇、硫代环丙醇、硫代乙二醇、硫代二甘醇、三硫代-或二硫代-二甘 醇等;羟基酰胺衍生物,包括乙酰基乙醇胺、乙酰基丙醇胺、丙基羧基乙醇胺、丙基羧基丙醇 胺等;上述物质与亚烷基氧化物的反应产物;及其混合物。另外的实例包括糖类,例如麦芽 糖醇、山梨糖醇、葡糖酸内酯和麦芽糖;多元醇,例如三羟甲基丙烷和三羟甲基乙烷;N-甲 基-2-吡咯烷酮;1,3-二甲基-2-咪唑烷酮;含有约2~约40个碳原子的亚砜衍生物,包 括二烷基亚砜(对称和不对称的亚砜)例如二甲基亚砜、甲基乙基亚砜、烷基苯基亚砜等; 和含有约2~约40个碳原子的砜衍生物(对称和不对称的砜),例如二甲基砜、甲基乙基 砜、环丁砜(四亚甲基砜、环砜)、二烷基砜、烷基苯基砜、二甲基砜、甲基乙基砜、二乙基砜、 乙基丙基砜、甲基苯基砜、甲基环丁砜、二甲基环丁砜等。这样的材料可单独使用或组合使 用。
[0093] 可以将杀生物剂和/或杀囷剂加入本发明的喷墨油墨组合物中。杀生物剂对于防 止细菌生长很重要,因为细菌往往比油墨的喷嘴大且可以引起堵塞及其他印刷问题。有用 的杀生物剂的实例包括但不限于苯甲酸盐或山梨酸盐、以及异噻唑啉酮。
[0094] 在一种实施方式中,所述喷墨油墨组合物包含助溶剂。在一种实施方式中,所述助 溶剂在水中是可溶的或可混溶的,浓度为至少10重量%,且对于含水的水解条件(例如,在 热老化条件下与水反应,包括,例如酯和内酯的水解)也是化学稳定的。在一种实施方式 中,所述助溶剂的介电常数低于水的介电常数,例如介电常数在20°C为约10至约78。适 合的有机溶剂的实例包括低分子量二醇(例如乙二醇、二甘醇、三甘醇、四甘醇、一缩二丙 二醇、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、三甘醇单甲基或单乙基醚、二甘醇单甲醚、二甘醇单乙 醚、二甘醇单丁醚、和四甘醇单丁醚);醇(例如乙醇、丙醇、异丙醇、正丁醇、仲丁醇、和叔丁 醇、2-丙炔-1-醇(炔丙醇)、2_ 丁烯-1-醇、3- 丁烯-2-醇、3- 丁炔-2-醇、和环丙醇); 含有约2至约40个碳原子的二醇(例如1,3-戊二醇、1,4- 丁二醇、1,5-戊二醇、1,4-戊二 醇、1,6-己二醇、1,5-己二醇、2, 6-己二醇、新戊二醇(2, 2-二甲基-1,3-丙二醇)、1,3-丙 二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,2, 6-己三醇、和聚(乙烯-共聚-丙烯) 二醇以及它们与亚烷基氧化物(包括亚乙基氧化物,包括氧化乙烯和氧化丙烯)的反应产 物);含有约3至约40个碳原子的三醇(例如丙三醇(甘油)、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙 烷、1,3, 5-戊三醇、1,2, 6-己三醇等以及它们与亚烷基氧化物(包括氧化乙烯、氧化丙烯及 其混合物)的反应产物);多元醇(例如季戊四醇);酰胺(例如二甲基甲醛和二甲基乙酰 胺);酮或者酮醇(例如丙酮和双丙酮醇);醚(例如四氢呋喃和二噁烷);内酰胺(例如 2_吡咯烷酮、N-甲基-2-吡咯烷酮、和e-己内酰胺);脲或者脲衍生物(例如二-(2-羟 基乙基)-5,5,_二甲基乙内酰脲(dantacol)和1,3_二甲基-2-咪唑烷酮);内盐(例如 甜菜碱);和羟基酰胺衍生物(例如乙酰基乙醇胺、乙酰基丙醇胺、丙基羧基乙醇胺、和丙基 羧基丙醇胺、以及它们与亚烷基氧化物的反应产物)。另外的实例包括糖类(例如麦芽糖 醇、山梨糖醇、葡糖酸内酯和麦芽糖);含有约2至约40个碳原子的亚砜衍生物(对称的和 不对称的)(例如二甲基亚砜、甲基乙基亚砜、和烷基苯基亚砜);和含有约2至约40个碳 原子的砜衍生物(对称的和不对称的)(例如二甲基砜、甲基乙基砜、环丁砜(四亚甲基砜、 环砜)、二烷基砜、烷基苯基砜、二甲基砜、甲基乙基砜、二乙基砜、乙基丙基砜、甲基苯基砜、 甲基环丁砜、和二甲基环丁砜)。可以单独使用或组合使用这些助溶剂。
[0095] 助溶剂的量可以根据各种因素变化,所述因素包括助溶剂的性质(溶解性和/或 介电常数)、改性颜料的类型、和所得喷墨油墨组合物期望的性能。具体地,该任选的助溶剂 可以使用的量基于所述喷墨油墨组合物的总重量为小于或等于约40重量%,包括小于或 等于约30%和小于或等于约20%。此外,当使用时,该任选的助溶剂的量基于所述喷墨油 墨组合物的总重量为大于或等于约2重量%,包括大于或等于约5重量%和大于或等于约 10重量%。
[0096] 实施例
[0097] 缩写
[0098] 缩写和商业来源:
[0099] IPDI=异佛尔酮二异氰酸酯
[0100] HEMA= 2-羟乙基甲基丙烯酸酯
[0101] MMA=甲基丙烯酸甲酯
[0102] MAA=甲基丙稀酸
[0103] AIBN=偶氮二异丁腈
[0104] HQ=氢醌
[0105] EtOAc=乙酸乙酯
[0106] EtOH=乙醇
[0107] IPA= 2_ 丙醇
[0108] THF=四氢呋喃
[0109] K0H=氢氧化钾
[0110] PEG600 =分子量为600g/mol的聚乙二醇
[0111] TMP=三羟甲基丙烷
[0112] SURFYN0L465 =得自AirProducts的非离子表面活性剂
[0113] Fomrez55-56 =轻值为约 57mgKOH/g的聚酯二醇(得自Chemtura)
[0114] 实施例1 :HEMA-封端的聚氨酯I
[0115] 向配备有温度监测器、搅拌器、冷凝器和氮气管线的1升圆柱形反应器中添加 150. 4g的Fomrez55-56。在氮气下将内容物加热至80°C之后,由此得到透明溶液。然后经 加料漏斗或塑料注射器向混合物中滴加22. 2g的IPDI。然后将反应温度升至约95°C并保 持4小时。然后在搅拌下缓慢地分别添加150mL的EtOAc和2. 8mL的HEMA。在添加之后, 将反应混合物保持在约80°C达2. 5小时。最后,在添加5. 38mL的EtOH之后,在80°C再继 续反应1小时。将该批次的HEMA-封端的聚氨酯聚合物溶液在氮气下冷却至室温用于下一 个步骤。此聚氨酯聚合物担当核-壳聚合物粒子的核。
[0116] 实施例2 :聚氨酯-丙烯酸酯聚合物I
[0117] 向实施例1的HEMA-封端的聚氨酯聚合物I溶液中添加150mL的IPA。然后将该 聚合物溶液混合物加热至约80°C。同时,制备19mL苯乙烯、9. 2mL的MMA、59. 5mL的MAA、 3. 13g的AIBN和100mL的IPA的混合物并用氮气鼓泡。然后将此混合物经由加料漏斗在 80°C在约2小时内滴加到所述聚合物溶液中。在加完之后,再继续反应3小时。最后,添加 300mL的THF并使PU-丙烯酸酯聚合物溶液冷却至室温。此丙烯酸-苯乙烯-丙烯酸酯聚 合物担当核-壳聚合物粒子的壳。
[0118] 实施例3 :核-壳聚合物粒子I(CSPP-I)
[0119] 在搅拌下,将实施例2的50g聚氨酯-丙烯酸酯聚合物I溶液用181mL的THF稀 释,然后缓慢添加8. 5g的20重量%KOH水溶液。几分钟之后,在快速搅拌下将此混合物加 入至约195g水中。得到无任何可见固体沉淀物的乳状溶液。在真空下去除溶剂,然后经 1 y m过滤器过滤所述溶液。获得包含具有核-壳结构的聚合物粒子的最终溶液:8. 8%固 体,粒度=361nm,AN= 150,核/
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