作为颜料分散剂的噁唑啉和噁嗪的嵌段共聚物及其应用制造技术

具有改进稳定性的水分散体，它特别适用作水性喷墨油墨组合物，所述分散体包含水性载体，该水性载体包括水或水与有机溶剂的混合物；颗粒固体，优选颜料；聚＊唑啉或聚＊嗪分散剂，选自ＡＢ，ＡＢＡ和ＢＡＢ嵌段共聚物，其中Ａ嵌段为疏水的，Ｂ嵌段为亲水的，其中整个聚合物在水性载体中的溶解度在２５℃时为至少０．１ｗｔ％。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
作为颜料分散剂的噁唑啉和噁嗪的嵌段共聚物及其应用本专利技术涉及具有优良稳定性的水分散体，特别涉及在水基颜料油墨中的该分散体在喷墨打印机上的应用。水基颜料分散体在现有技术中是公知的，其广泛地将各种薄膜如涂料应用于各种基质上。通常使用非离子或离子技术来稳定该颜料分散体。当使用非离子技术时，该颜料粒子的稳定，是通过一种聚合物进行的，该聚合物具有水溶性的亲水部分，该亲水部分延伸到水中并提供熵或空间稳定。用于此目的的典型聚合物包括聚乙烯醇，纤维素，环氧乙烷改性的酚类，环氧乙烷/环氧丙烷聚合物。当非离子技术对pH变化或粒子污染不敏感时，对许多应用来说，其最主要的缺陷是，最终产物对水是敏感的。这样，如果用于油墨等应用，该油墨将趋于涂覆在湿气的暴露处。在粒子技术中，该颜料粒子的稳定是通过一种含单体中性的丙烯酸，马来酸或乙烯基磺酸的离子聚合物进行的。该聚合物通过带电的双层机理提供稳定，该机理是通过离子的排斥来阻碍粒子絮凝。由于中和组份在应用后趋于蒸发，该聚合物的水溶性降低，最终产物对水是不敏感的。理想的是，通过设定的结构，可提供空间和带电双层稳定力的聚合物分散剂将能制备出强大生命力的颜料分散体。具有无规和嵌段结构的聚合物分散剂是公知的。无规聚合物分散剂可通过常规的聚合技术容易且廉价地制备出来，其可由许多市场上得到。与无规聚合物相比，结构聚合物分散剂通常提供改进的分散体稳定性，但在阳离子聚合和基团转化聚合的情况下，通常需要更多的加工合成方案或需要更多的反应条件和高纯度的原料。一种为改进特性而将某种结构建立到该聚合物中的更简便和廉价的聚合方法，对于更先进高质量涂覆应用和满足许多新型领域如喷墨打印机的需要来说，是所期望的。喷墨打印是一种非冲击打印方法，其中数字信号在介质如纸或透明薄膜上产生油墨滴液。在热喷墨打印中，阻热被使用以蒸发油墨，其从喷墨打印头部至该基质上的孔中排出。这就是所知的点火工艺，其中水被热量蒸发，使所处-->的组份和温度迅速而深度地变化和升高。在打印头的寿命期间，这种情况高频率地重复出现。在孔的区域内，该油墨组份可从富水至基于水的蒸发而形成的富溶剂进行深度的变化。这可使颜料粒子絮凝在打印头孔的周围，最终导致油墨的液滴从其中排出的打印机机构中的孔堵塞。这将导致油墨滴落或防止液滴排出的错误。在常规的涂覆应用中，对于最终的应用来说，使用许多有机特性的添加剂来赋予所期望的物理性质。其例子包括聚合物粘合剂，增稠剂，触变剂，涂覆助剂等。在干燥过程中，将这些组份进行提浓。对于最终的涂层，为保持均匀性和颜色的质量，该颜料分散体需要适应如此变化。相应地，需要这样分散剂：其可通过简便且廉价聚合方法得到，对于改进涂覆质量和对于一种新用途如喷墨打印机来说，其将提供改进的分散体稳定性。本专利技术的一个方面是提供一种具有改进特性的水分散体，包括：(a)水性载体，(b)颗粒固体，(c)聚合的分散剂，选自AB,ABA和BAB嵌段共聚物，其中A嵌段为疏水的，B嵌段为亲水的，其中整个聚合物在水性载体中的溶解度在25℃时为至少0.1wt％；(d)该聚合分散剂由单体组成，该单体选自噁唑啉单体，噁嗪单体及其混合物。本专利技术的水分散体是稳定的，在含有水可混溶的有机共溶剂，水性添加剂如增稠剂，胶乳乳液中具有宽匹配性，非常柔韧，能够对体系变化如涂层的干燥，热喷墨打印机的点火条件进行调节，展示出良好的阻絮凝性，获得了高颜色强度和光泽。本专利技术水分散体的主要组份为(1)水性载体；(2)颗粒固体；(3)聚噁唑啉或聚噁嗪分散剂。取决于分散体用途的具体应用，可存在各种其它的添加剂，如湿润剂，粘度改性剂，成膜剂，共溶剂，触变剂，粘合剂，涂覆助剂等。水性载体水性载体的组合物的变化将取决于该分散体的最终使用。当然，水性载体-->总是含有水，典型为去离子水。对于大多数应用，水性载体同时包括至少一种水溶性或水可混溶的有机溶剂。对合适溶剂的选择取决于具体应用的需要，如所期望的表面张力和粘度，所选的颗粒固体等。对于喷墨油墨应用，水性载体包括一种水与有机溶剂的混合物。合适溶剂的典型例子公开在US 5,085,698中，将其公开的内容引入于此供参考。对于热喷墨油墨来说，最优选的是一种具有至少2个羟基如二乙二醇的有机溶剂与去离子水的混合物，其中，基于油墨的全部重量，水的含量为30～95wt％，优选60～95wt％。颗粒固体用于本专利技术的颗粒固体可以为颜料，胶体卤化银，金属薄片，除草剂，杀虫剂，或生物材料如药等。所选择的具体颗粒固体必须能够与嵌段共聚物中的疏水嵌段键合。优选地，颗粒固体可具有能与该聚合物键合的“键合位”。多数上述颗粒固体在其表面上均具有非常特殊的官能团，这些官能团可作为键合位。对于在喷墨油墨或涂料上的应用，颗粒固体为一种颜料或两种以上颜料的混合物。该术语“颜料”指的是在打印过程中以颗粒或结晶态保留的着色剂。所有炭黑在其表面已化学吸附了氧配合物，性质上主要是酸性的，如羧酸、醌、内酯酸或酚基团，其吸附的程度取决于生产条件。这些在颜料表面上的酸性基团为带有碱性官能团如胺的分散剂提供了键合位。其它具有酸性表面或碱性表面的颜料，本身含官能团的颜料或其表面已被含官能团如磺酸，磷酸和羧酸基团或碱性基团为胺类型的化合物改性的颜料均可用于本专利技术。而且，几乎所有有机颜色颜料和许多表面处理化合物在其结构上具有芳族特性，提供了附加芳族与分散剂相互作用的位置。可用来形成该组合物的颜料的例子包括偶氮，蒽醌，硫靛，噁嗪，喹吖啶酮(quinacridone)，酸性染料材料或碱性染料材料的色淀和有机调色剂，铜酞菁及其衍生物，以及各种混合物及其改良物。颗粒固体的尺寸影响分散体的稳定性。微小粒子的布朗运动将有助于防止粒子絮凝和沉降。这样，选择特别的粒子尺寸以使分散体获得最佳稳定性，及满足该分散体在使用时的特殊需要。-->在喷墨油墨中，颜料粒子需要足够小，以使经过喷墨打印装置，特别在通常具有直径10～50微米的排出喷嘴的油墨能自由流动。此外，也希望使用小粒子以最大限度地提高颜色强度和光泽。粒子尺寸通常为约0.005～15微米。优选地，颜料粒子尺寸为0.005～1微米。也可使用金属或金属氧化物(如铜，铁，钢，铝，二氧化硅，氧化铝，二氧化钛等)的精细粒子来实施本专利技术，及可发现在磁性喷墨油墨制备上的应用和在电子工业其它涂覆上的应用。聚噁唑啉和聚噁嗪用于本专利技术的聚噁唑啉或聚噁嗪分散剂为AB,ABA，或BAB嵌段共聚物，其中A嵌段为疏水的，B嵌段为亲水的，其中整个聚合物在水性载体中的溶解度在25℃时为至少0.1wt％，优选在25℃时为至少0.5wt％。一般说来，当取代基是一种低级烷基(如甲基，乙基)或含有亲水基团(如醚，羟基)时，2-取代的噁唑啉和2-取代的噁嗪是亲水的。类似地，当取代基为一种长链烷基，芳基或类似的疏水基团时，这些化合物是疏水的。该聚噁唑啉和聚噁嗪聚合物具有下面通式(其中式A表示A嵌段，式B表示B嵌段)：其中x为1～100，优选1～10；y为5～500，优选5～100；y/x为5～100，优选5～50；Z为由式R3(L)r表示的二价连接基团，其中R3为含2～10个碳原子的亚烷基或亚芳基，L为O,S,C(O),OC(O),(O)CO,SC(O)，或SO2基团，r=0或1；m和p独立地为整数2(噁唑啉本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水分散体，包括：（ａ）水性载体，（ｂ）颗粒固体，（ｃ）嵌段聚合物分散剂，选自ＡＢ，ＡＢＡ和ＢＡＢ嵌段共聚物，其中Ａ嵌段为疏水的，Ｂ嵌段为亲水的，其中整个聚合物在水性载体中的溶解度在２５℃时为至少０．１ｗｔ％；（ｄ）该嵌段 聚合分散剂由单体组成，该单体选自２－取代的＊唑啉单体，２－取代的＊嗪单体及其混合物。

【技术特征摘要】
US 1997-11-4 08/9638391、一种水分散体，包括：(a)水性载体，(b)颗粒固体，(c)嵌段聚合物分散剂，选自AB,ABA和BAB嵌段共聚物，其中A嵌段为疏水的，B嵌段为亲水的，其中整个聚合物在水性载体中的溶解度在25℃时为至少0.1wt％；(d)该嵌段聚合分散剂由单体组成，该单体选自2-取代的噁唑啉单体，2-取代的噁嗪单体及其混合物。2、权利要求1的分散体，其中该嵌段聚合物分散剂包括具有下面通式的聚合物(式A表示A嵌段，式B表示B嵌段)：其中x为1～100；y为5～500；y/x为5～100；Z为由式R3(L)r表示的二价连接基团，其中R3为含2～10个碳原子的亚烷基，亚芳基或芳亚烷基，L为O,S,C(O),OC(O),(O)CO,SC(O)，或SO2基团，r=0或1；m=2或3；p=2或3；n=0或1；R1为含4～20个碳原子的烷基，芳基，芳烷基，或烷芳基；R2为含1～3个碳原子并可任选地含一个或...

【专利技术属性】
技术研发人员：SH马，JM罗德里格兹帕拉达，
申请(专利权)人：纳幕尔杜邦公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]