专利名称：方法、分散体及用途的制作方法
方法、分散体及用途本发明涉及一种制备封装颜料分散体的方法，涉及可通过该方法得到的封装颜料分散体并涉及该方法用于制备喷墨打印油墨的用途。油墨通常为两种类型的一种，这取决于使用的着色剂的类型。基于染料 (dye-based)的油墨常包含溶解于液体介质中的染料。颜料油墨包含分散于液体介质中的颜料。颜料油墨常比基于染料的油墨具有更好的耐臭氧色牢度(ozone-fastness)和耐光色牢度(light-fastness)。然而，因为颜料为微粒分散体的形式，所以在储藏油墨和/或在使用(例如打印)油墨时颜料微粒趋于附聚或絮凝。在油墨被打印至基材上之前此种附聚或絮凝是非常不受欢迎的，特别是对于喷墨打印油墨，其中打印机喷嘴非常小且容易被任何尺寸过大的颗粒物质堵塞。所以，在喷墨领域在试图增加颜料分散体的胶体稳定性方面进行了大量的努力。当液体介质包含大量的水混溶性有机溶剂和相对较少量的水时提供具有好的胶体稳定性的颜料油墨是特别困难的。还需要提供具有高的光密度(OD)(特别是在打印至普通纸上时)的颜料油墨。颜料分散体通常通过分散剂进行胶体稳定化。在我们自己关于分散剂稳定化的颜料油墨的研究中，我们已经发现制备同时表现好的胶体稳定性和在普通纸上的高OD的油墨是特别困难的。例如，我们已经发现本领域已知的具有高的胶体稳定性的分散剂稳定化的颜料油墨在打印至普通纸上时提供了低的0D， 反之亦然。商业上，对于可用于制备解决(至少部分地)一个或多个上述问题的油墨的颜料分散体仍有需求。依照本发明的第一方面，提供了制备适合用于喷墨打印油墨的封装颜料分散体的方法，所述方法按由I)到II)的顺序包括以下步骤I)提供包含颜料、液体介质和分散剂的分散体，其中所述分散剂包含使组分a)至 c)中的乙烯式(ethylenically)不饱和单体共聚得到的重复单元a) 75至97份的一种或多种疏水的乙烯式不饱和单体，其包含至少50份的(甲基) 丙烯酸苯甲酯；b)3至25份的一种或多种具有一个或多个离子基的亲水乙烯式不饱和单体；c)0至2份的一种或多种具有亲水非离子基的亲水乙烯式不饱和单体；且其中所述份数以重量计，且a)至c)份数总和共计100 ；II)使分散剂在颜料和液体介质存在时进行交联。本说明书中，词语“a”和“an”指一或多，除非另外指出。因此，例如，“a”颜料包括有多于一种颜料的可能，类似地，“a”分散剂包括有多于一种分散剂的可能。步骤I)一个实施方案中，步骤I)中的分散体可通过包含在具有上述组成的分散剂存在时使颜料分散于液体介质中的方法提供。可通过任何合适的方法(包括例如珠研磨、珠震荡、超声处理、均质化和/或微流化)进行分散。使颜料分散于液体介质中的优选方法包含珠研磨。通常使用包含研磨珠、分散剂、液体介质和相对高比例的颜料(通常相对于液体介质的重量为约15-45%重量)的组合物进行珠研磨。研磨后，移除(通常通过过滤)研磨珠。经研磨的分散体(研磨基料(mill-base))可用多种任选包含其他分散剂的液体介质稀释，所述分散剂可与上述组合物中包含的分散剂相同或不同。另一实施方案中，步骤I)中的分散体可通过商业来源获得。Mfi颜料可包含且优选为不溶于水性液体介质的无机或有机颜料材料或其混合物。优选的有机颜料包括，例如，描述于Colour Index hternational (国际色彩索引)，第三版，(1971)及其后续修订版本及补充中的标题为“颜料(Pigments)”的章节中的任何颜料种类。有机颜料的实例包括来自以下的那些颜料偶氮(包括双偶氮和缩合(condensed)偶氮)、硫靛、靛蒽醌、异靛蒽醌、蒽嵌蒽醌、蒽醌、异二苯并蒽酮 (isodibenzanthrone)、三苯并二Hg嗪(triphendioxazine)、喹吖啶酮和酞菁系列，尤其是酞菁铜及其核卤代(nuclear halogenated)衍生物，还有酸、碱和媒染料的色淀。优选的有机颜料为酞菁，尤其是酞菁铜颜料、偶氮颜料、靛蒽醌、蒽嵌蒽醌和喹吖啶酮颜料。优选的无机颜料包括炭黑、二氧化钛、氧化铝、氧化铁和二氧化硅。在炭黑颜料的情况，这些颜料可按以下方式制备使一些炭黑表面有被氧化的基团(例如羧酸和/或羟基基团)。然而，此种基团的量为优选不高至使炭黑可不需分散剂的帮助而分散于水中的程度。优选颜料为青色、洋红色、黄色或黑色颜料。颜料可为单一化学物种或包含两种或更多种化学物种的混合物(例如，包含两种或更多种不同颜料的混合物)。换句话说，可将两种或更多种不同的颜料用于本发明的方法。使用两种或更多种颜料时这些颜料不必为相同颜色或色度(shade)。优选颜料在没有分散剂帮助时在水性液体介质中不可分散，S卩，需要存在分散剂以促进分散。优选颜料不经化学表面处理，所述化学表面处理例如通过使离子基共价结合至其表面(尤其没有-CO2H或-SO3H)。液体介质优选液体介质为水性，即其为水或包含水。水性液体介质可任选包含一种或多种水混溶性有机溶剂。当液体介质包含水和一种或多种水混溶性有机溶剂的混合物时，水与所有存在的水混溶性有机溶剂的重量比优选为1 1至100 1，更优选2 1至50 1且特别优选 3 1 至 20 1。优选的液体介质包含(a) 50至100份，更优选75至100份水；和(b)总共0至50份，更优选0至25份的一种或多种水混溶性有机溶剂；其中份数以重量计且(a)和(b)的份数和=100。一个实施方案中，液体介质中唯一的液体是水。除水和水混溶性有机溶剂外，液体介质可包含其他组分，例如杀生物剂、表面活性剂、其他分散剂等。水混溶性有机溶剂可用于增加分散剂在水性液体介质中的溶解度。
在25°C测量时，液体介质优选具有小于IOOmPa. s,更优选小于50mPa. s的粘度。分散剂优选的分散剂具有接枝、梳状或星状结构，更优选线性结构。分散剂为共聚物。优选的共聚物为嵌段共聚物(例如其单体单元以例如 AAAA-BBBB的嵌段分布于整个共聚物)，更优选共聚的分散剂为无规共聚物(例如其单体单元随机/统计学分布于整个共聚物)。 用于本发明的分散剂可经合成制备或它们可从商业来源获得。可使用以上描述的两种或更多种分散剂。可使用一种或多种上述种类的分散剂和一种或多种不同种类的其他分散剂。优选所有存在的分散剂为本文所描述的。用于本发明的第一方面的方法中的分散剂可通过任何合适的方法制得。优选的方法为自由基聚合。合适的自由基聚合方法包括悬浮聚合、乳液聚合、分散聚合和优选的溶液聚合。优选分散剂通过组分a)、b)和c)中的乙烯式不饱和单体在水性或有机液体载体存在时的溶液聚合制备。组分a) —种或多种疏水乙烯式不饱和单体术语疏水指的是比组分b)和C)中的亲水单体更疏水。优选疏水单体没有亲水基 (无论离子或非离子的)。例如，它们优选不含任何酸基或聚乙烯氧基(polyethyleneoxy)。优选疏水乙烯式不饱和单体具有至少1，更优选1至6，特别优选2至6的计算的 Log P 值。Mannhold, R.和 Dross，K.的综述(Quant. Struct-Act. Relat. 15，403-409，1996) 描述了 14种计算化合物(尤其是药物)的Log P值的方法。从该综述中我们优选“分段方法(fragmental methods) ”且尤其是用ACD实验室软件(ACD labs software)执行的分段方法。单体的计算的Log P可使用市售可得的计算机软件计算，例如使用Log P DB软件版本 7. 04 或该软件的较新版本(其可从 Advanced Chemistry Development Inc (ACD labs) 获得)。任何离子或可离子化的基团都以其中性(非离子化的)形式计算。较高的log P 值对应于更疏水的单体。我们已经发现包含这些单体有助于将分散剂吸附至颜料表面及提供封装颜料分散体，该分散体在打印至普通纸上时具有好的光密度。优选的疏水乙烯式不饱和单体为苯乙烯类单体(例如苯乙烯、α甲基苯乙烯)、芳族(甲基)丙烯酸酯(特别是(甲基)丙烯酸苯甲酯KC1,-烃基(甲基)丙烯酸酯、丁二烯、含有聚(C3_4)环氧烷基的(甲基)丙烯酸酯、含有烷基硅氧烷或氟化烷基的(甲基) 丙烯酸酯和乙烯基萘。优选分散剂包含来自使75至97，更优选77至97，特别优选80至93且最特别优选82至91份重量的组分a)共聚的重复单元。我们已经发现包含至少50份(甲基)丙烯酸苯甲酯单体重复单元的分散剂提供具有好的稳定性和打印至普通纸上时有好的OD的封装颜料分散体。组分a)优选包含至少60份，更优选至少70且特别优选至少80份重量的(甲基) 丙烯酸苯甲酯。获得整体优选量的疏水单体所需的剩余物可通过任何一种或多种上述除 (甲基)丙烯酸苯甲酯之外的疏水单体提供。这些优选物提供最终的封装颜料分散体，其在打印至普通纸上时提供更好的光密度。优选(甲基)丙烯酸苯甲酯为甲基丙烯酸苯甲酯(不是丙烯酸苯甲酯)。
优选实施方案中组分a)仅包含(甲基)丙烯酸苯甲酯，更优选仅包含甲基丙烯酸苯甲酯。■ b)斜Φ肺一 龄倾拽白倫⑵希叙_雜组分b)中存在的每种亲水乙烯式不饱和单体都具有一个或多个离子基。优选组分b)中的单体在以非中性化(例如游离酸)形式计算时具有小于1，更优选0. 99至-2，特别优选0. 99至0且最特别优选0. 99至0. 5的计算的Log P值。优选存在于组分b)中的单体中的离子基可为阳离子或更优选为阴离子。优选组分b)中的单体每种具有一个或多个阴离子基，更优选每种具有一个或多个酸性阴离子基。优选的酸性阴离子基包括磺酸、膦酸和尤其是羧酸。酸性硫酸盐、磷酸盐和聚磷酸盐也可用作酸性阴离子基。因此，优选组分b)为或者包含一种或多种具有一个或多个羧酸基的单体。优选的具有一个或多个羧酸基的组分b)的亲水乙烯式不饱和单体包括β羧乙基丙烯酸酯(beta carboxyl ethyl acrylate)、衣康酸、马来酸、富马酸、巴豆酸，更优选丙烯酸，且尤其是甲基丙烯酸。优选这些乙烯式不饱和单体在聚合时在分散剂中提供仅离子基。优选的实施方案中，组分b)为或者包含甲基丙烯酸。优选分散剂包含来自使3至25，更优选3至23，尤其优选7至20且最尤其优选9 至18份重量的组分b)共聚的重复单元。在组分b)包含甲基丙烯酸或更优选为甲基丙烯酸时尤其如此。組分c)不多于2份的一种或多种H有一个或多个亲7k非离子乙烯式不饱和单体。组分c)中存在的每种亲水乙烯式不饱和单体具有一个或多个亲水非离子基。出于本发明的目的，兼具离子和非离子亲水基的单体被认为属于组分C)。因此，组分b)中的所有乙烯式不饱和单体不含亲水非离子基。优选组分c)中的单体具有小于1，更优选0. 99至-2的计算的Log P值。我们已经发现包含相对少量的来自具有一个或多个亲水非离子基的亲水乙烯式不饱和单体的重复单元的分散剂趋于大量降低最终颜料油墨在打印至普通纸上时获得高 OD的能力。这些重复单元在分散剂中的存在还引起临界凝聚浓度的增加。在我们的研究中我们已经发现通过限制分散剂中这些重复单元的量至不多于2份重量每100份所有单体重复单元，可较好地获得普通纸上的高0D。优选组分c)为少于1份，更优选少于0. 5份，尤其优选少于0. 1份且最尤其优选 0份(即不存在)。这样分散剂不含来自具有一个或多个亲水非离子基的亲水单体的重复单元。亲水非离子基的实例包括聚乙烯氧基、聚丙烯酰胺、聚乙烯基吡咯烷酮、羟基官能化纤维素和聚乙烯醇。最常见的具有亲水非离子基的乙烯式不饱和单体为聚乙烯氧基(甲基)丙烯酸酯。在分散剂中存在来自组分C)的重复单元(例如2份重量的组分C)的实施方案中，则在一个实施方案中从优选的组分a)的量中扣除组分c)的量。这样所有的组分a)至 c)的量仍共计100。因此例如其中2份重量的组分c)存在时，上文表述的组分a)的优选量将为73至95 (75-2至97_2)，更优选75至95 (77-2至97_2)，特别优选78至91 (80-2至 93-2)且最特别优选80至89 (82-2至91- 份重量的组分a)。另一实施方案中，可从优选的组分b)的量中扣除组分c)的量以使组分a)至c)的量的总和再次共计100份重量。优诜的分散剂考虑到前面所述，优选的分散剂包含来自使乙烯式不饱和单体a)至C)共聚的重复单元(a) 75至97份的一种或多种疏水乙烯式不饱和单体，其包含至少50份的甲基丙烯
酸苯甲酯；(b) 3至25份的甲基丙烯酸；和(c)没有含一个或多个亲水非离子基的亲水乙烯式不饱和单体；其中份数以重量计且a)至C)份数总和共计100。优选组分a)中唯一的疏水乙烯式不饱和单体为甲基丙烯酸苯甲酯。更优选所述分散剂包含来自使乙烯式不饱和单体a)至C)共聚的重复单元(a)80至93份的一种或多种包含至少50份的甲基丙烯酸苯甲酯的疏水乙烯式不饱和单体；(b) 7至20份的甲基丙烯酸；(c)没有含亲水非离子基的亲水乙烯式不饱和单体；其中份数以重量计且a)至C)份数总和共计100。分散剂中的离子基优选所述分散剂具有至少0. 35毫摩尔，更优选至少0. 9毫摩尔，甚至更优选至少
1.15毫摩尔且尤其优选至少1. 3毫摩尔离子基每克分散剂。按照优选性增加的顺序，优选所述分散剂具有不多于2. 65毫摩尔，2. 3毫摩尔，
2.15毫摩尔，2. 0毫摩尔和1. 75毫摩尔的离子基每克分散剂。优选的分散剂具有总计例如0. 9至2. 65毫摩尔，尤其1. 0至2. 3毫摩尔且最优选 1. 0至2. 0毫摩尔离子基每克分散剂。我们已经发现在本发明中此种分散剂效果非常好且可用于提供颜料油墨，该油墨在普通纸上提供特别好的光密度且其具有好的胶体稳定性。离子基的量可通过任何合适的方法确定，优选的方法为滴定方法，例如酸/碱滴定。优选存在于所述分散剂中的所有离子基为阴离子基(尤其为酸性)。尤其优选存在于所述分散剂中的所有离子基各自独立地选自-C02H、-SO3H和-PO3H2基团及其盐。最优选存在于所述分散剂中的所有离子基为-CO2H基团或其盐。我们已经发现当所有离子基为-CO2H基团或其盐时所述分散剂可用于制备在普通纸上具有特别好的光密度的油墨。因此，优选上述量的毫摩尔离子基直接对应于所述分散剂中优选量的毫摩尔羧酸基团。可自交联的分散剂所述分散剂可任选包含一个或多个在步骤II)中能使所述分散剂自交联的基团。一个实施方案中所述分散剂可通过具有未反应的乙烯式不饱和基团(尤其是乙烯基)(其随后使用引发剂(尤其是自由基引发剂)进行交联)进行自交联。另一实施方案中所述分散剂可通过具有一个或多个离子基(如组分b)中所述的离子基)和一个或多个与该离子基交联的基团进行自交联。例如，所述分散剂可具有羧酸离子基和环氧交联基团的组合。自交联反应优选通过加热所述分散体进行。分散剂吸附所述分散剂优选吸附至颜料上。虽然所述分散剂可以化学结合至颜料表面但这不是优选的。优选所述分散剂不通过使乙烯式不饱和单体在颜料和液体介质存在时聚合而制备。临界凝聚浓度按照优选性增加的顺序，优选步骤I)中的分散体具有不超过2. 0M，不超过1. 8M， 不超过1. 6M，不超过1. 4M，不超过1. 2M，不超过1. OM和不超过0. 8M的氯化钠临界凝聚浓度 (CCC)。优选步骤I)中的分散体具有至少0. 1M，更优选至少0. 25M且尤其优选至少0. 35M 的 CCC。在优选的实施方案中CCC为0. 1至2. 0M,更优选为0. 10至1. 8M，甚至更优选为 0. 20至1. 6M且尤其优选0. 30至0. 8M。CCC优选通过以下步骤按i)至ν)的顺序测量i)通过添加或去除水将步骤I)涉及的分散体中的颜料的浓度调节至10%重量；ii)通过将两滴步骤i)制备的经调节的分散体和1. 5g氯化钠在水中的具有0. 5M 摩尔浓度的溶液混合而制备试验样品；iii)将步骤ii)中制备的试验样品于25°C的温度储存M小时；iv)视觉上评定试验样品以确定是否在样品底部有明显的沉淀；ν)使用更高或更低摩尔浓度的氯化钠溶液重复步骤i)至iv)，直到确定氯化钠溶液的最低摩尔浓度，在该浓度下，步骤iv)涉及的视觉评定显示在样品底部有明显的沉淀， 该摩尔浓度为所述CCC。至于明显的沉淀我们是指大多数或全部最初存在于试验样品中的颜料已经沉淀， 而不去理会仅有痕量的沉淀。通过使用重力测量或透光率方法可以更精确地测量沉淀的程度，然而，对于大多数目的，视觉评定足够精确且可靠。步骤V)中我们已经发现使用更高摩尔浓度或者到达例如0. 05M或0. IM程度的更低摩尔浓度的氯化钠溶液通常会是合适的，这取决于需要的精确度。实验上，简便地制备大量的各自具有不同浓度的氯化钠的样品以快速确定CCC常常是有利的。我们已经发现具有上述CCC值的分散体往往在普通纸上提供较高光密度的印刷品。优诜的分散体特件步骤I)中涉及的分散体中的颜料颗粒优选具有不超过1微米，更优选10至 lOOOnm，特别优选50至500nm且最特别优选50至300nm的平均粒径。平均粒径优选通过光散射技术测量。优选平均粒径为Z-平均或体积平均尺寸。优选步骤I)中分散体的pH为5至12，更优选7至11。步骤II)使分散剂交联
步骤II)中分散剂可自交联、使用交联剂交联或两者的组合。任何情况下优选交联反应通过共价键连接分散剂分子。交联反应可使用任何描述于PCT专利公布号WO 2005/061087第6页，表1中的基团对，其中2列中“化合物中的活性基团(reactive groups in the compound) ”可认为是交联剂中的活性基团。优选的交联剂包括含有异氰酸酯、吖丙啶、正羟甲基、碳二亚胺、氧杂环丁烷、HS唑啉基团且特别是环氧基的那些交联剂。这些活性基团对于组分b)包含一种或多种具有一个或多个羧酸基团的亲水乙烯式不饱和单体的分散剂特别有用。优选的交联剂具有环氧基且没有其他交联基团。优选的实施方案中，步骤II)中的交联通过环氧交联剂实现且组分b)为或者包含一种或多种具有一个或多个羧酸基团的亲水乙烯式不饱和单体。 优选步骤II)中的交联通过加热所述分散体实现，优选加热至40至100V的温度。 为加速或促进交联反应有时加入催化剂是有用的。步骤II)中的分散体的pH优选为5至13，特别优选7至12。交联反应涉及环氧基时优选该反应在硼酸盐和/或硼酸存在时进行。优选交联步骤通过包含使按特定比例含有下列组分的组合物混合的方法进行(a) 30至99. 7份，优选50至97份的液体介质；(b) 0. 1至50份，优选1至30份的颜料；(c)0. 1至30份，优选1至30份的分散剂；和_· 001至30份，优选0. 01至10份的交联剂；其中份数以重量计。最终分散体性质优选从本发明的方法得到的最终封装颜料分散体具有不超过2. OM的CCC。所得的封装颜料分散体的CCC优选为0. 1至2. 0M,更优选0. 10至1. 8M，特别优选0. 20至1. 6M且最优选0. 30至1. OM0干燥或浓缩本发明第一方面的方法还可包含从产物中去除一些或全部液体介质的步骤。可通过例如蒸发和过滤的方法去除液体介质。这样颜料分散体可被浓缩或转化成干燥固体的形式。当液体介质包含水和水混溶性有机溶剂的混合物时，可能需要选择性去除该水混溶性有机溶剂。这可通过例如蒸馏或通过膜处理实现。分散体的纯化优选本发明第一方面的方法还包含纯化封装颜料分散体的步骤。优选纯化程序在步骤II)之后进行。纯化可用任何合适的方法进行，包括微量过滤、去离子剂树脂、离心之后倾析和洗涤。优选的方法为膜过滤特别是超滤。优选的超滤膜具有约0.1微米的孔径。 优选步骤II)之后的分散体用基于分散体体积的5至50体积的纯化水洗涤。优选用于超滤程序的水为去离子化的、蒸馏的或已通过反渗透纯化过的。评定何时分散体被充分纯化的优选的方法是测定来自超滤阶段的渗透流的导电率并继续加入额外体积的纯水直到渗透流具有小于100μ S/cm，更优选小于50μ S/cm的导电率。优选对分散体中具有10至15% 重量的颜料的分散体进行超滤。我们已经发现在一些情况下，纯化可提供当打印至普通纸上时具有进一步改善的OD的最终分散体和油墨。添加剂优选本发明的方法还包含添加一种或多种选自粘度调节剂、pH缓冲剂、金属螯合剂、表面活性剂、腐蚀抑制剂、杀生物剂、染料、水混溶性有机溶剂和/或焦化(kogation)减少添加剂的添加剂。优选这些添加剂在步骤II)之后添加。方法的产物依照本发明的第二方面，提供了从本发明第一方面的方法获得的封装颜料分散体或者可从本发明第一方面的方法获得的封装颜料分散体。油墨和喷墨打印油墨本发明第二方面的封装颜料分散体和本发明第一方面的方法可用于制备油墨，特别是喷墨打印油墨。优选所述油墨在25 V的温度测量时具有小于50mPa. s,更优选小于30mPa. s且特别优选小于15mPa. s的粘度。优选所述油墨在25°C的温度测量时具有20至65达因/cm，更优选30至60达因 /cm的表面张力。所述油墨的pH优选为4至11，更优选7至10。当把所述油墨用作喷墨打印油墨时，该油墨优选具有小于百万分之500，更优选小于百万分之100的卤离子浓度。特别优选该油墨具有小于百万分之100，更优选小于百万分之50的二价和三价金属。以上使用的百万分率指的是相对于油墨总重量的重量份数。在所得油墨中的这些低离子浓度可通过上述纯化步骤实现。优选制备油墨的方法包括通过例如过滤或离心去除直径超过1微米的粒径的颗粒的步骤。优选该油墨具有小于10%，更优选小于2%且特别优选小于重量的具有直径大于1微米的尺寸的颗粒。优选油墨中的颜料的量为0. 1至15%，更优选1至10%且特别优选3至10%重量。油墨中的有机溶剂优选所述油墨以99 1至1 99，更优选以99 1至50 50且特别优选以 95 5至70 30的重量比包含水和有机溶剂。优选的有机溶剂为水混溶性有机溶剂和此种溶剂的混合物。优选的水混溶性有机溶剂包括Cp6-烷醇，优选甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、仲丁醇、叔丁醇、正戊醇、环戊醇和环己醇；线性酰胺，优选二甲基甲酰胺或二甲基乙酰胺；酮和酮醇，优选丙酮，甲醚酮(methyl ether ketone)、环己酮和双丙酮醇；水混溶性醚，优选四氢呋喃和二氧六环；二醇，优选具有2至12个碳原子的二醇，例如1，5_戊二醇、乙二醇、丙二醇、丁二醇、戊二醇、 己二醇和硫二甘醇和低聚-和聚-烷二醇，优选二乙二醇，三乙二醇，聚乙二醇和聚丙二醇； 三醇、优选甘油和1，2，6_己三醇；二醇的单-Ch-烷基醚，优选具有2至12个碳原子的二醇的单-Cl_4-烷基醚，特别是2-甲氧基乙醇、2-(2-甲氧基乙氧基)乙醇、2-(2-乙氧基乙氧基)-乙醇、2-[2-(2_甲氧基乙氧基)乙氧基]乙醇、2-[242_乙氧基乙氧基)-乙氧基]-乙醇和乙二醇单烯丙基醚；环酰胺，优选2-吡咯烷酮、N-甲基-2-吡咯烷酮、N-乙基-2-吡咯烷酮、己内酰胺和1，3_ 二甲基咪唑烷酮；环酯，优选己内酯；亚砜，优选二甲亚砜和环丁砜。优选所述液体介质包含水和2种或更多种，特别是2至8种水混溶性有机溶剂。用于油墨的特别优选的水混溶性有机溶剂为环酰胺，特别是2-吡咯烷酮、N-甲基-吡咯烷酮和N-乙基-吡咯烷酮；二醇，特别是1，5_戊二醇、乙二醇、硫二甘醇、二乙二醇和三乙二醇；和二醇的单-CV4-烷基和二 -Ch-烷基醚，更优选具有2至12个碳原子的二醇的单-Cl_4-烷基醚，特别是2-甲氧基-2-乙氧基-2-乙氧基乙醇。其他合适的油墨介质的实例包括水和一种或多种有机溶剂的混合物，这些实例描述于 US 4，963，189、US 4，703，113、US 4，626，284 和 EP 4，251，50A。喷墨打印油墨可被容易地加至喷墨打印机盒的室(chamber)中。^M本发明的方法制备特别适合用于喷墨打印油墨的封装颜料分散体。而且，所述封装颜料分散体可用于油墨、油漆、染色剂、化妆品、热塑性材料和热固性材料。依照本发明的第三方面，提供了本发明的第一方面的方法用于制备喷墨打印油墨的用途。优选该用途是出于提供在打印至普通纸上时提供较高光密度的喷墨打印油墨的技术目的。包含由本发明的方法制备的封装颜料分散体的喷墨打印油墨在一些实施方案中可与纸一起使用，所述纸含有固定剂以提高，例如，耐湿色牢度、光密度或减少渗色(colour bleeding)。另一实施方案中包含本发明的方法制备的封装颜料分散体的喷墨打印油墨可以和固定剂一起使用。例如，喷墨打印机盒可在一个室中含有上文描述的油墨并在另一个室中含有包含固定剂的液体。这样该喷墨打印机可将所述油墨和固定剂施用至基材上。固定剂是本领域公知的，且包括如金属盐、酸和阳离子材料的物质。本发明进一步通过以下实施例进行描述，其中所有的份数和百分比均以重量计， 除非另外指出。
实施例为了以下描述的实验可按要求确定规模，量以份数表达。执行实际的实验，其中所有的份数以克计。1.分散剂制备1. 1分散剂(1)的制备通过混合甲基丙烯酸苯甲酯(871份)、甲基丙烯酸(1 份)和异丙醇(375份) 制备单体进料组合物。通过混合2，2’ -偶氮双甲基丁腈)05份)和异丙醇(187. 5份)制备引发剂进料组合物。将异丙醇(187. 5份)在反应容器中加热至80°C，持续搅拌并用氮气气氛吹扫。将单体进料和弓I发剂进料组合物缓慢注入反应容器中并搅拌内容物，保持温度在80 V并维持氮气气氛。经2小时将单体进料和引发剂进料都注入反应器中。将反应容器内容物维持于 80 °C再经4小时然后冷却至25 °C。然后通过减压旋转蒸发将所得分散剂从反应容器内容物分离。这被指定为分散剂(1)。分散剂(1)为具有47，999的数均分子量，89，332的重均分子量和经GPC测量的1. 86的多分散度的丙烯酸共聚物。分散剂(1)具有对应于1. 5毫摩尔酸基每克分散剂的酸值。分散剂(1)包含来自重量比分别为87. 1 12. 9的甲基丙烯酸苯甲酯和甲基丙烯酸的重复单元。1 · 2分散剂(2)的制备按照与分散剂(1)完全相同的方法制备分散剂0)，除了使用的单体为甲基丙烯酸苯甲酯(827份)和甲基丙烯酸甲酯(173份)。这被指定为分散剂O)。分散剂O)为具有50，823的数均分子量，92，274的重均分子量和经GPC测量的1. 82的多分散度的丙烯酸共聚物。分散剂( 具有对应于2.0毫摩尔酸基每克分散剂的酸值。分散剂( 包含来自重量比分别为82. 7 17. 3的甲基丙烯酸苯甲酯和甲基丙烯酸的重复单元。由更高比例的甲基丙烯酸明显可知，分散剂O)比分散剂(1)略微更加亲水。1 · 3分散剂(3)的制备按照与分散剂(1)完全相同的方法制备分散剂(3)，除了使用的单体为甲基丙烯酸苯甲酯(785份)和甲基丙烯酸甲酯015份)。这被指定为分散剂(3)。分散剂(3)为具有47，535的数均分子量，82，400的重均分子量和经GPC测量的1. 73的多分散度的丙烯酸共聚物。分散剂C3)具有对应于2. 5毫摩尔酸基每克分散剂的酸值。分散剂C3)包含来自重量比分别为78. 5 21. 5的甲基丙烯酸苯甲酯和甲基丙烯酸的重复单元。由更高比例的甲基丙烯酸明显可知，分散剂(3)比分散剂(1)和分散剂( 略微更加亲水。1. 4对比分散剂m的制备按照与分散剂⑴完全相同的方法制备对比分散剂(1)，除了使用的单体为2-乙基己基甲基丙烯酸酯(350份)、甲基丙烯酸甲酯013份)和甲基丙烯酸037份))。这被指定为对比分散剂(1)。对比分散剂(1)为具有11，865的数均分子量，29，225的重均分子量和经GPC测量的2. 5的多分散度的丙烯酸共聚物。对比分散剂(1)具有对应于2. 75毫摩尔酸基每克分散剂的酸值。对比分散剂(1)包含来自重量比分别为35 41.3 23.7 的2-乙基己基甲基丙烯酸酯，甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸的重复单元。可看出对比分散剂(1)不含(甲基)丙烯酸苯甲酯重复单元。1. 5对比分散剂(2)的制备按照与分散剂⑴完全相同的方法制备对比分散剂(2)，除了使用的单体为甲基丙烯酸苯甲酯(350份)、甲基丙烯酸甲酯G13份)和甲基丙烯酸037份)。这被指定为对比分散剂( 。对比分散剂( 为具有52，105的数均分子量，85，450的重均分子量和经 GPC测量的1. 64的多分散度的丙烯酸共聚物。对比分散剂( 具有对应于2. 75毫摩尔酸基每克分散剂的酸值。对比分散剂⑵包含来自重量比分别为35 41.3 23. 7的甲基丙烯酸苯甲酯，甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸的重复单元。可看出对比分散剂(2)含有少于50份的(甲基)丙烯酸苯甲酯重复单元每100份聚合物，因此它在本发明的范围之外。2.分散剂溶液的制备2. 1分散剂溶液(1)将分散剂(1) QOO份)溶解于水中以补足至(1000份)并用氢氧化钾水溶液中和以得到PH约9的水溶液。这得到包含大约20%重量的分散剂⑴的分散剂溶液⑴。2. 2分散剂溶液(2)用与分散剂溶液(1)完全相同的方法制备分散剂溶液( ，除了使用分散剂(2)代替分散剂(1)。这得到包含大约20%重量的分散剂O)的分散剂溶液O)。2. 3分散剂溶液(3)
用与分散剂溶液(1)完全相同的方法制备分散剂溶液C3)，除了使用分散剂(3)代替分散剂(1)。这得到包含大约20%重量的分散剂(3)的分散剂溶液(3)。
2. 4对比分散剂溶液m用与分散剂溶液(1)完全相同的方法制备对比分散剂溶液(1)，除了使用对比分
散剂⑴代替分散剂(1)。这得到包含大约20%重量的对比分散剂⑴的对比分散剂溶液 ⑴。2. 5对比分散剂溶液(2)用与分散剂溶液(1)完全相同的方法制备对比分散剂溶液(2)，除了使用对比分
散剂⑵代替分散剂(1)。这得到包含大约20%重量的对比分散剂⑵的对比分散剂溶液 ⑵。3.研磨基料(Mill-base)的制备3. 1黑饩研磨基料(1)将颜料粉末(90份的NIPex 170IQ炭黑颜料，ex Degussa)，分散剂溶液⑴025 份)一起混合以生成预混合物。在一些情况下适当将水加入该预混合物中以提供用于混合和研磨的合适的粘度。将预混合物用Silverson 混合器完全混合在一起30分钟。混合之后将混合物转移至含有Imm珠粒的竖直珠粒研磨机(vertical bead mill)。然后将混合物研磨4小时。然后将研磨珠从研磨的混合物过滤。通过添加纯水将研磨的混合物调节至10% 重量的颜料。这得到黑色研磨基料(1)。在所得的研磨基料中的颜料颗粒具有144nm的Mv 平均粒径。对所有分散体使用从Honeywell-Microtrac获得的Nanotrac 150测定Mv平均粒径。3. 2洋红研磨基料(1)通过与黑色研磨基料(1)完全相同的方法制备洋红研磨基料(1)，除了使用洋红颜料(85份TRM11，从Dainichi Seika获得的C. I.颜料122)和分散剂溶液(1) (215份) 代替描述于黑色研磨基料(1)中的对应组分。此种情况下持续研磨总计8小时。所得的研磨基料中的颜料颗粒具有151nm的Mv平均粒径。3. 3黄饩研磨基料(1)通过与黑色研磨基料(1)完全相同的方法制备黄色研磨基料(1)，除了用黄颜料 (100份的Irgalite Yellow GS，从Ciki获得的芳基酰胺颜料)和分散剂溶液(1M250 份)代替描述于研磨基料⑴中的对应组分。这种情况下持续研磨总计9小时。所得的研磨基料中的颜料颗粒具有131nm的Mv平均粒径。3. 4青饩研磨基料(1)将颜料粉末(150份的TRB2浆料，从Dainichi Seika获得的50%浓度的C. I.颜料蓝15:3浆料)、分散剂溶液(1) (187. 5份)一起混合以生成预混合物。一些情况下适当将水加入该预混合物中以提供用于混合和研磨的合适的粘度。将预混合物用Silverson 混合器完全混合在一起90分钟。混合之后将混合物转移至含有0. 5mm珠粒的水平珠粒研磨机。然后将混合物研磨5小时。然后将研磨珠从研磨的混合物过滤。这得到青色研磨基料(1)。在所得的研磨基料中的颜料颗粒具有17 Inm的Mv平均粒径。
3. 5黑饩研磨基料(2)通过与黑色研磨基料(1)完全相同的方法制备黑色研磨基料O)，除了使用分散剂溶液( 代替分散剂溶液(1)。这种情况下持续研磨总计3小时。所得的研磨基料中的颜料颗粒具有144nm的Mv平均粒径。3. 6洋红研磨基料(2)通过与洋红研磨基料(1)完全相同的方法制备洋红研磨基料(2)，除了用分散剂溶液( 代替分散剂溶液(1)。这种情况下持续研磨总计7小时。所得的研磨基料中的颜料颗粒具有126nm的Mv平均粒径。3. 7黄饩研磨基料(2)通过与黄色研磨基料(1)完全相同的方法制备黄色研磨基料(2)，除了用分散剂溶液( 代替分散剂溶液(1)。所得的研磨基料中的颜料颗粒具有136nm的Mv平均粒径。3. 8青饩研磨基料(2)通过与青色研磨基料(1)完全相同的方法制备青色研磨基料( ，除了用分散剂溶液( 代替分散剂溶液(1)。这种情况下持续研磨总计4小时。所得的研磨基料中的颜料颗粒具有158nm的Mv平均粒径。3. 9黑饩研磨基料(3)通过与黑色研磨基料⑴完全相同的方法制备黑色研磨基料⑶，除了用分散剂溶液C3)代替分散剂溶液(1)。这种情况下持续研磨总计8小时。所得的研磨基料中的颜料颗粒具有IMnm的Mv平均粒径。3. 10对比黑饩研磨基料(1)通过与黑色研磨基料(1)完全相同的方法制备对比黑色研磨基料(1)，除了用 NIPex 170IQ，炭黑颜料(225份)和对比分散剂溶液(1) (450份)代替黑色研磨基料(1) 中的对应组分。这种情况下持续研磨总计6小时。所得的研磨基料中的颜料颗粒具有154nm 的Mv平均粒径。3. 11对比洋红研磨基料(1)通过与洋红研磨基料(1)完全相同的方法制备对比洋红研磨基料(1)，除了用 TRMll洋红颜料(838份)和对比分散剂溶液(1) (1255份)代替洋红研磨基料(1)中的对应组分。这种情况下持续研磨总计12小时。所得研磨基料中的颜料颗粒具有154nm的Mv 平均粒径。3. 12对比黄饩研磨基料(1)通过与黄色研磨基料(1)完全相同的方法制备对比黄色研磨基料(1)，除了用 Irgalite Yellow GS颜料(900份)和对比分散剂溶液(1) (1350份)代替黄色研磨基料 (1)中的对应组分。这种情况下持续研磨总计23小时。所得研磨基料中的颜料颗粒具有 148nm的Mv平均粒径。3. 13对比青饩研磨基料(1)通过与青色研磨基料(1)完全相同的方法制备对比青色研磨基料(1)，除了用 TRB2浆料(750份，35%浓度)和对比分散剂溶液(1) 051份，在调节至35%浓度之后)代替青色研磨基料(1)中的对应组分。这种情况下持续研磨总计3. 5小时。3. 14对比黄饩研磨基料(2)
通过与黄色研磨基料(1)完全相同的方法制备对比黄色研磨基料0)，除了用 TRY-13黄色颜料(从Dainichi Seika获得的C. I.颜料黄74) (100份)和对比分散剂溶液⑵O50份)代替黄色研磨基料⑴中的对应组分。这种情况下持续研磨总计17小时。 所得研磨基料中的颜料颗粒具有145nm的Mv平均粒径。4.使分散剂交联以制备封装颜料分散体4. 1研磨基料的交联通过加入水将上述步骤3. 1至3. 14中制备的所有研磨基料调节至约10%重量的
固体含量。然后使用交联剂(聚乙二醇二缩水甘油醚(平均分子量526，从Aldrich获得，下文简写为PE⑶GE)或者三羟甲基丙烷聚缩水甘油醚(Denacol EX-321，从Nagase ChemteX 获得，每环氧基重量=140，下文简写为EX-321))将每种研磨基料中的分散剂交联。这使分散剂中的羧酸基交联，因此将颜料封装。该交联反应通过硼酸(从Aldrich获得)的存在而控制。每种情况下制备包含表1指定的组分的量的混合物。通过将上述混合物加热至约 65°C的温度5小时以实现交联反应。这制备了具有表1中1列显示的名称的一系列不同的封装颜料分散体。表 权利要求
1.一种适合用于喷墨打印油墨的封装颜料分散体的制备方法，所述方法按由I)到II) 的顺序包括如下步骤I)提供包含颜料、液体介质和分散剂的分散体，其中所述分散剂包含来自使组分a)至 c)中的乙烯式不饱和单体共聚的重复单元a)75至97份的一种或多种疏水乙烯式不饱和单体，其包含至少50份的(甲基)丙烯酸苯甲酯；b)3至25份的一种或多种具有一个或多个离子基的亲水乙烯式不饱和单体；c)0至2份的一种或多种具有亲水非离子基的亲水乙烯式不饱和单体；且其中所述份数以重量计，且a)至c)份数总和共计100 ；II)使所述分散剂在颜料和液体介质存在时进行交联。
2.权利要求1的方法，其中组分a)包含至少60份的(甲基)丙烯酸苯甲酯。
3.前述权利要求中任一项的方法，其中组分a)包含至少70份的(甲基)丙烯酸苯甲
4.前述权利要求中任一项的方法，其中组分a)仅包含(甲基)丙烯酸苯甲酯。
5.前述权利要求中任一项的方法，其中组分a)仅包含甲基丙烯酸苯甲酯。
6.前述权利要求中任一项的方法，其中组分b)为一种或多种具有一个或多个羧酸基团的单体或者组分b)包含一种或多种具有一个或多个羧酸基团的单体。
7.前述权利要求中任一项的方法，其中组分b)包含甲基丙烯酸。
8.前述权利要求中任一项的方法，其中组分b)为甲基丙烯酸。
9.前述权利要求中任一项的方法，其中组分c)不存在(即0份的组分c))。
10.前述权利要求中任一项的方法，其中所述分散剂包含来自使组分a)至c)中的乙烯式不饱和单体共聚的重复单元(a)80至93份的一种或多种疏水单体，其包含至少50份甲基丙烯酸苯甲酯；(b)7至20份的甲基丙烯酸；(c)没有含亲水非离子基团的亲水乙烯式不饱和单体； 其中所述份数以重量计，且a)至c)份数总和共计100。
11.前述权利要求中任一项的方法，其中步骤II)中的交联通过环氧交联剂实现，且组分b)为一种或多种具有一个或多个羧酸基团的单体或组分b)包含一种或多种具有一个或多个羧酸基团的单体。
12.前述权利要求中任一项的方法，其中所述液体介质为水或所述液体介质包含水。
13.前述权利要求中任一项的方法，其中步骤I)提供的分散体具有不超过2.OM的氯化钠临界凝聚浓度。
14.前述权利要求中任一项的方法，其中所得封装颜料分散体具有不超过2.OM的氯化钠临界凝聚浓度。
15.权利要求14中的方法，其中所得封装颜料分散体具有0.2M至1. 6M的氯化钠临界凝聚浓度。
16.前述权利要求中任一项的方法，所述方法还包含纯化所述封装颜料分散体的步骤。
17.前述权利要求中任一项的方法，所述方法还包含添加一种或多种选自粘度调节剂、 PH缓冲剂、金属螯合剂、表面活性剂、腐蚀抑制剂、杀生物剂、染料、水混溶性有机溶剂和/或焦化减少添加剂的添加剂。
18.封装颜料分散体，其通过权利要求1至17中任一项的方法获得或者可通过权利要求1至17中任一项的方法获得。
19.喷墨打印油墨，其包含权利要求18的封装颜料分散体或通过权利要求1至17中任一项的方法制备的封装颜料分散体。
20.喷墨打印机盒，其包含室和喷墨打印油墨，其中所述喷墨打印油墨存在于所述室中，且为权利要求19中的油墨。
21.权利要求1至17中任一项的方法用于制备喷墨打印油墨的用途。
22.权利要求21中的用途，所述用途用于提供喷墨打印油墨的技术目的，所述油墨在打印至普通纸上时提供较高的光密度。
全文摘要
一种适合用于喷墨打印油墨的封装颜料分散体的制备方法，所述方法按由I)到II)的顺序包括以下步骤I)提供包含颜料、液体介质和分散剂的分散体，其中所述分散剂包含来自使组分a)至c)中的乙烯式不饱和单体共聚的重复单元a)75至97份的一种或多种疏水乙烯式不饱和单体，其包含至少50份的(甲基)丙烯酸苯甲酯；b)3至25份的一种或多种具有一个或多个离子基的亲水乙烯式不饱和单体；c)0至2份的一种或多种具有亲水非离子基的亲水乙烯式不饱和单体；且其中所述份数以重量计，且a)至c)份数总和共计100；II)使所述分散剂在所述颜料和所述液体介质存在时进行交联。
文档编号C09B67/00GK102227253SQ200980149074
公开日2011年10月26日 申请日期2009年10月1日 优先权日2008年10月2日
发明者J·奥唐内尔, M·霍尔布鲁克, N·塔兰特, T·安纳布尔 申请人:富士胶片映像着色有限公司