炭黑及含有炭黑的组合物制造技术

公开了具有约１．５至约３．５的挥发物含量和／或湿度至少为０．５及一种或更多分析性质的新型炭黑。此外公开了含有本发明专利技术炭黑的油墨和涂料及其他组合物。还公开了降低油墨固化能的方法以及改善储藏稳定性的方法。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及炭黑及含有所述炭黑的组合物。更具体地说，本专利技术涉及可在如油墨组合物的组合物中提高有益性质的炭黑的特定类型。
技术介绍
例如炭黑的着色剂是如油墨和涂料组合物的组合物的标准成分。这些油墨组合物包括平版和柔性版油墨，其中最终用户通常要求性能参数。就油墨制造商而言，一直希望改善油墨的性质，如减小固化油墨所需的固化能及提供具有改善的储藏稳定性的油墨组合物。至于储藏稳定性，由于蒸发或其他原因，油墨粘度随着时间的增加而大幅度提高。因而，油墨制造商的目标是提供随着时间的增加粘度没有提高的油墨，因为当油墨最终使用时，随着时间的增加粘度提高是一种不希望具有的性质。克服一种或更多上述缺点将为工业提供一种改善的油墨组合物。
技术实现思路
本专利技术的一个特征是提供了一种为如油墨组合物的组合物提供有益性质的炭黑。本专利技术的另一个特征是提供了克服一种或更多上述缺点的油墨组合物。本专利技术的再一个特征是提供了一种需要低固化能和/或改善了储藏稳定性的油墨组合物。本专利技术另外的特征和优势将在下面的描述中得以部分说明，且其余部分将由这些描述而变得显而易见，或可以通过实施本专利技术而获悉。本专利技术的目的和其他优势将通过在这些描述和附加权利要求中具体指出的要素和组合来实现和达到。为了获得这些和其他优势，并根据如在此具体和广泛描述的本专利技术的目的，本专利技术涉及一种具有至少为0.5％的湿度和/或约1.5％至约3.5％的挥发物含量并具有至少一种下述性质的炭黑，这些性质包括约40mg/g至约75mg/g的碘值，约40cc/100g至约70cc/100g的DBP(邻苯二甲酸二丁酯)吸收值，约70至约100的着色强度；和/或约40至约75m2/g的氮表面积。此外，本专利技术涉及含有上述炭黑的组合物，例如，但不局限于，含有上述炭黑及如至少一种液体载色剂或载体的油墨组合物。本专利技术还涉及一种通过使用上述炭黑来降低油墨固化能的方法。此外，本专利技术涉及一种在油墨组合物中使用上述炭黑以改善储藏稳定性的方法。应当理解，前面的总体描述和下面的具体描述只是示范性和解释性的且旨在为本专利技术提供进一步的解释。附图说明图1为曲线图，显示了含有本专利技术炭黑的油墨与含有常规炭黑的油墨的固化速率的比较。本图比较了固化能和光引发剂加入量。图2以柱状图的形式显示了对于平版油墨，本专利技术油墨和其他油墨的平版油墨性能参数的比较。图3也是柱状图，其对本专利技术的柔性版油墨和其他油墨在性能参数方面进行了对比。图4也是柱状图，显示了本专利技术的平版油墨和其他油墨粘度在4个月后粘度变化方面的比较。具体实施例方式本专利技术涉及新型炭黑及这些炭黑在如油墨和涂料组合物的组合物中的应用。就所述炭黑而言，本专利技术的炭黑优选具有下述湿度和/或挥发物含量及至少一种下述其他分析性质。更详细地，本专利技术的炭黑优选具有至少0.5％的湿度，且进一步优选约0.5％至约10.0％的湿度，且甚至再优选约0.6％至约6.0％的湿度。其他适合本专利技术目的的湿度范围包括，但不限于，约0.7％至约2.0％及约0.80％至约1.2％。湿度根据ASTM D-1509测定。可选择的，除了上述湿度或与湿度相组合，本专利技术的炭黑可以具有下述挥发物含量及至少一种下述分析性质。为了本专利技术的目的，挥发物含量可优选约1.5％至约3.5％，且进一步优选约1.5％至约2.7％，且甚至更优选约1.75％至约2.5％，且最优选约2％至约2.3％。挥发物含量根据ASTM D-1620-60测定。如上所述，本专利技术的炭黑优选具有上述湿度和/或挥发物含量及至少一种下述分析性质且优选至少两种或更多下述分析性质。本专利技术的炭黑优选具有约40mg/g到约75mg/g的碘值，且进一步优选约50mg/g至约65mg/g的碘值，且甚至再优选约55mg/g至约60mg/g的碘值。碘值根据ASTM D-1510测定。所述炭黑优选具有约40cc/100g至约70cc/100g的DBP吸收值，且进一步优选约42cc/100g至约60cc/100g的DBP吸收值，且甚至再优选约45cc/100g至约51cc/100g的DBP吸收值。DBP吸收值根据ASTM D-2414测定。本专利技术的炭黑还可优选具有约70至约100的着色强度，且进一步优选约75至约85的着色强度，且甚至再优选约80至约85的着色强度。着色强度根据ASTM D-3265(％LRB#3)测定。本专利技术的炭黑还可优选具有约40m2/g至约75m2/g的氮表面积，且进一步优选约40m2/g至约60m2/g的氮表面积，且甚至更优选约43m2/g至约55m2/g的氮表面积，且最优选约48至约50m2/g的氮表面积。氮表面积根据ASTM D-3037测定。本专利技术的炭黑优选制备为具有一种或更多上述分析性质，并具有湿度或挥发物含量或同时具有两者。本专利技术的炭黑可使用美国再颁专利28,974号；美国专利3,619,140；3,922,335；和3,725,103号中所述的炭黑制造方法来制得。此外，由于本专利技术的炭黑优选通过硝酸氧化来制备以获得挥发物含量和/或湿度，可以按照美国专利2,420,810；3,398,009；和3,536,512号中所述来实现该硝酸氧化工艺。其他可用来制造本专利技术的优选氧化炭黑的方法包括美国专利3,216,843；3,279,935；和3,318,720号。本申请中提到的所有这些专利和任何其他专利及出版物都在此作为参考资料全文引入并成为本申请的一部分。上述专利提供了制造炭黑的具体方法且对这些方法可加以调整以生产在此所述的本专利技术的具有各种优选分析性质的炭黑。此外，本申请的炭黑可以被进一步改进为含有至少一种接到炭黑上的有机基团。可被接上的有机基团类型包括美国专利6,336,965；6,221,143；6,069,190；6,068,688；和6,042,643号中所述的有机基团，所有这些文献在此作为参考文献引入。为了特定用途，接到炭黑上的有机基团可用来改性和改善给定炭黑的性质。为了特定用途，如果希望这些接到炭黑上的有机基团还可以使用本领域已知的方法来化学变化为其他基团。例如，酸根可转化为它的盐或它的酰胺。本专利技术的炭黑可用于与常规炭黑相同的用途。本专利技术的炭黑制品已经在许多最终使用用途中加以制备和评估。这些用途包括，例如，塑料组合物、油墨、涂料、调色剂、橡胶及轮胎组合物，纸张组合物和织物组合物。至于使用本专利技术炭黑的油墨和涂料组合物，本专利技术炭黑可加入常规油墨和/或涂料组合物中。此外，油墨组合物或涂料组合物可含有至少一种本专利技术的炭黑及至少一种有机或无机的液体载色剂或载体。虽然本专利技术的油墨和涂料组合物中可加入任意数量的炭黑，但基于油墨或涂料组合物的重量，优选可以使用至少0.10wt％的炭黑。基于油墨或涂料组合物的重量，优选约5wt％至约70wt％或更多的本专利技术炭黑可被用于油墨或涂料组合物。如前所述，优选地，炭黑被用于形成平版和柔性版油墨。其他可被使用的油墨包括凸版油墨和轮转凹印油墨。可使用本专利技术炭黑的适当的平版油墨的例子包括在美国专利5,948,843；5,811,481；5,628,914；和5,552,467号中所述的那些，所有这些文献在此作为参考文献全文引入。此外，本专利技术的炭黑可被用于如美国专利6,293,195；6,024,016；4,798,228；4,64本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有至少０．５％的湿度和约１．５至约３．５％的挥发物含量，及至少一种下述分析性质的炭黑；约４０至约７５ｍｇ／ｇ的碘值；约４０至约７０ｃｃ／１００ｇ的ＤＢＰ吸收值；约７０至约１００的着色强度；或约４０至约７ ５ｍ↑［２］／ｇ的氮表面积。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：约翰K福斯特，
申请(专利权)人：卡伯特公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]