密封的可见光吸收染料聚氨酯分散体的制作方法
【专利说明】密封的可见光吸收染料聚氨醋分散体
【背景技术】
[0001] 聚氨醋分散体已被用作水性喷墨油墨（例如美国专利No. 5, 700, 851)和水性书写 油墨（例如美国专利No. 5, 637, 638)中的载体。在运些专利中描述的分散体使用反应性聚 合物着色剂，所述反应性聚合物着色剂通过共价键合构建至分子的聚氨醋主链中，并充当 最终油墨的颜色来源。
[0002] 高度寻求可见光吸收染料W用于油墨和涂料应用。
[0003] 然而，在乳液聚合中将可见光吸收染料密封或渗入胶乳并非易事。运是因为在 乳液聚合过程中，可见光吸收染料必须满足如下要求：（1)可溶于用于乳液聚合的单体中， (2)当聚合在胶束内部发生时被捕获于单体胶束中，和（3)对自由基聚合环境为稳定的。许 多有机可见光吸收染料对运种环境是不稳定的，且它们的颜色随后被破坏。通常，即使经密 封的可见光吸收染料在整个聚合过程中幸存，其在过程结束时在氧化或还原条件下破坏所 有过量的单体时对自由基环境也是不稳定的。将可见光吸收染料密封至聚氨醋分散体中避 免了所有运些问题。
[0004] 重要的是包含可见光吸收染料分散体的油墨组合物不仅在储存时，还在重复喷墨 循环中保持稳定。因此，需要一种将可见的可见光吸收染料密封至胶乳中的方法，并提供一 种可用于喷墨应用的高度稳定的可见光吸收染料聚氨醋分散体。
【附图说明】
[0005] 图1显示了根据本公开的某些实施例，水和含有可见光吸收染料的经中和的预聚 物的混合物的油包水分散体。
[0006] 图2显示了根据本公开的某些实施例，在高速旋转之后的水和含有可见光吸收染 料的经中和的预聚物的混合物的水包油分散体。
[0007]图3显示了根据本公开的某些实施例，在水中的单个可见光吸收染料分散体粒子 的特写图。
[0008] 图4显示了根据本公开的某些实施例，在添加增链剂分散体之后的单个可见光吸 收染料分散体粒子的特写图。
【发明内容】
[0009] 本公开提供了一种密封的可见光吸收染料分散体，其包含聚氨醋分散体和可见的 可见光吸收染料，所述聚氨醋分散体为（a)氨基甲酸醋预聚物、化）中和剂和（C)增链剂的 反应产物，所述氨基甲酸醋预聚物为（i)多元醇、（ii)聚异氯酸醋和（iii)内部表面活性 剂的催化反应产物；其中所述可见的可见光吸收染料对于聚异氯酸醋不是反应性的。
[0010] 在另外的实施例中，本公开提供了一种密封的可见光吸收染料分散体，其包含聚 氨醋分散体和水性可见光吸收染料分散体，所述聚氨醋分散体为（a)氨基甲酸醋预聚物、 化）中和剂和（C)增链剂的反应产物，所述氨基甲酸醋预聚物为（i)多元醇、（ii)聚异氯酸 醋和（iii)内部表面活性剂的催化反应产物，其中内部表面活性剂/多元醇的化学计量等 效摩尔比为约0. 5至约2. 0,且预聚物中的NCO基团/总OH基团的化学计量等效摩尔比为 约1. 2至约2. 0 ;所述水性可见光吸收染料分散体包含对于聚异氯酸醋不是反应性的可见 的可见光吸收染料，其中所述可见的可见光吸收染料对于聚异氯酸醋不是反应性的，且其 中所述密封的可见光吸收染料分散体具有约20nm至约900nm的平均粒度，在室溫下约2至 约150CPS的粘度，和在室溫下约15至约65达因的表面张力。
[0011] 在实施例中，本公开也提供了一种喷墨油墨组合物，其包含密封的可见光吸收染 料分散体，所述密封的可见光吸收染料分散体包含聚氨醋分散体和可见的可见光吸收染 料，所述聚氨醋分散体为（a)氨基甲酸醋预聚物、化）中和剂和（C)增链剂的反应产物，所 述氨基甲酸醋预聚物为（i)多元醇、（ii)聚异氯酸醋和（iii)内部表面活性剂的催化反应 产物；其中所述可见的可见光吸收染料对于聚异氯酸醋不是反应性的。
【具体实施方式】
[0012] 如本文所用，术语"分散体"意指两相体系，其中一相由在整个本体物质中分布的 微细粒子（通常在胶体尺寸范围内）组成，所述粒子为分散相或内相，所述本体物质为连续 相或外相。本体体系通常为水性体系。
[0013] 如本文所用，术语"PUD"意指本文描述的聚氨醋分散体。
[0014] 如本文所用，术语"DMPA"意指二径甲基丙酸。
[0015] 本公开提供了一种密封的可见光吸收染料分散体，其包含聚氨醋分散体和水性可 见光吸收染料分散体，所述水性可见光吸收染料分散体包含对氨基甲酸醋预聚物的任意试 剂或前体（即多元醇、聚异氯酸醋和/或内部表面活性剂）或两者为非反应性的可见的可 见光吸收染料。本公开的聚氨醋分散体为（a)氨基甲酸醋预聚物、化）中和剂和（C)增链 剂的反应产物，其中所述氨基甲酸醋预聚物由（i)多元醇、（ii)聚异氯酸醋和（iii)内部 表面活性剂制得。
[0016] 当制备本公开的密封的可见光吸收染料分散体时，可通过如下方式将可见光吸收 染料渗入或密封至聚氨醋分散体中：在形成聚氨醋分散体的过程中就在添加水之前（因此 在添加增链剂之前）将可见光吸收染料添加/溶解至预聚物。
[0017] 密封的可见光吸收染料分散体的制备要求首先形成粘性预聚物，然后在已形成预 聚物之后添加可见光吸收染料。本公开的可见光吸收染料在水中不可溶混。因此，如果在 聚氨醋分散体已形成之后将运种染料添加至聚氨醋分散体中，则染料仅"漂浮"在胶乳的水 部分中。在本公开中，将染料添加至预聚物或反应W制备预聚物的组分（即聚异氯酸醋、多 元醇和内部表面活性剂）中，因为染料可溶于运些有机物中。
[0018] 在某些实施例中，密封的可见光吸收染料分散体可通过包括如下步骤的过程制 得：制备氨基甲酸醋预聚物，将可见光吸收染料溶解于该预聚物中；使所述氨基甲酸醋预 聚物与中和剂反应；将水添加至经中和的预聚物中，W形成经中和的预聚物的水性分散体； W及使经中和的预聚物的水性分散体与增链剂反应，由此制得密封的可见光吸收染料分散 体，其中制备氨基甲酸醋预聚物的步骤包括将可见的可见光吸收染料添加至反应混合物 中。例如，可在催化剂的存在下将可见光吸收染料添加至多元醇、聚异氯酸醋和内部表面活 性剂的混合物中。
[0019] 在某些实施例中，密封的可见光吸收染料分散体可通过包括如下步骤的过程制 得：制备氨基甲酸醋预聚物；将可见光吸收染料添加/溶解至所述氨基甲酸醋预聚物；使氨 基甲酸醋预聚物与中和剂反应，W形成经中和的预聚物；将水添加至所述经中和的预聚物 中，W形成经中和的预聚物的水性分散体；W及使经中和的预聚物的水性分散体与增链剂 反应，由此制得密封的可见光吸收染料分散体。
[0020] 在某些实施例中，密封的可见光吸收染料分散体可通过包括如下步骤的过程制 得：制备氨基甲酸醋预聚物；使所述氨基甲酸醋预聚物与中和剂反应，W形成经中和的预 聚物；将可见光吸收染料添加至所述经中和的预聚物中；将水添加至所述经中和的预聚物 中，W形成经中和的预聚物的水性分散体；W及使经中和的预聚物的水性分散体与增链剂 反应，由此制得密封的可见光吸收染料分散体。
[0021] 氨基甲酸醋预聚物可通过在催化剂的存在下使多元醇、聚异氯酸醋和内部表面活 性剂反应而制得。在添加至多元醇和聚异氯酸醋中之前，可将内部表面活性剂溶解于有机 溶剂（如NMP、DMF或其他极性非质子溶剂）中。
[0022] 通常，内部表面活性剂/多元醇的化学计量等效摩尔比可为约0. 5至2,0. 75至 1. 75,或约1至约1. 5,预聚物中的NC0基团/总0H基团的化学计量等效摩尔比可为约 1. 0-3.