水基颜料制剂、其制备和用途制造技术

本发明专利技术涉及水性颜料制剂，包含：(A)至少一种有机和/或无机颜料和/或填料(B)至少一种式(I)或(II)的分散剂，或式(I)和(II)的分散剂的混合物，其中:n是大于或等于1，优选1

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】水基颜料制剂、其制备和用途
[0001]本专利技术提供水基颜料制剂/颜料分散体、其制备方法和其用途，用于将以下着色：各种各样的天然和合成材料，尤其是涂覆材料，涂料，瓷漆，油漆，釉料，清漆，木材保护体系，绝缘材料，例如玻璃棉，用于书写用具，例如彩色铅笔铅、纤维尖笔、针管笔、毡笔、凝胶辊、文本或白板马克笔的油墨，和喷墨方法，以及电子照相调色剂和显影剂，例如一或二组分粉末调色剂，磁性调色剂，液体调色剂，胶乳调色剂，聚合调色剂，以及特种调色剂。
[0002]水性颜料制剂是物质的液体混合物，其中颜料以细分散形式存在于水性介质中并且用作着色剂以对各种各样的体系着色。
[0003]许多应用要求颜料制剂具有尽可能小的粒度和尽可能窄的粒度分布范围。例如，这适用于通常需要高透明度的瓷漆、釉料和清漆，例如用于涂覆木材的那些。对于用于书写用具，例如用于针管笔、毡笔、凝胶辊、文本或白板马克笔的油墨，用于喷墨方法，以及用于电子照相印刷方法的调色剂，高颗粒细度是必不可少的，以避免例如堵塞喷嘴或笔尖。
[0004]除了颜料制剂之外，染料通常也用于这些应用领域。然而，许多颜料不仅比常规染料具有毒理学和生态毒理学优势，而且还具有技术优势，例如更好的耐光和耐候牢度以及更好的抗渗移性，这些优势仅用染料很难或根本无法实现。在许多领域中，因此需要使用颜料制剂代替染料。另一方面，染料的使用相关和颜色特性，例如高透明度、色强度、纯度和亮度，只能用颜料困难地实现，并且通常需要尽可能高的分散度，即尽可能小的粒度。对于上述应用，粒度通常必须小于1μm，其中优选95％的颗粒必须小于500nm。如果要使用颜料制剂代替染料，染料的较高颜色强度意味着颜料制剂中的颜料含量需要尽可能高。
[0005]对于颜料的分散，通常使用表面活性物质，例如润湿剂和分散剂，它们在连续介质中物理稳定化细分散形式的颜料颗粒并对颜料制剂的性能具有显著影响。在上述尺寸范围内实现和稳定化颜料颗粒要求具有非常高分散能力的分散剂。此外，实现小于500nm的粒度以及即使在储存后也满足上述应用要求的(特别是小于1.0Pa*s的粘度)流变特性，同时保持颜料含量尽可能高，代表了对所用分散剂的重大挑战。
[0006]将颜料制剂简单且有效地掺入待着色的体系中，而不会发生颜料颗粒的絮凝或再附聚是必不可少的。与应用介质的相容性在此受到所用分散剂的显著影响。对于上述应用，要求水性颜料制剂与各种有机溶剂，尤其是与不同链长的醇，优选乙醇的相容性，即晶体生长或晶相转变以及颗粒的附聚或絮凝必须有效阻止。根据已知的颗粒稳定化机理，所使用的分散剂因此必须使这些应用介质中的分散颗粒具有良好的空间稳定性。
[0007]对于上述应用，颜料制剂还必须在剪切、升高的温度和压力变化下稳定，例如对于用于喷墨方法的油墨(其在印刷过程中以高速流过喷嘴)，用于瓷漆，例如用于喷涂应用，或在排气/脱气过程中。
[0008]此外，水性颜料制剂及其配方组分不得以其它方式彼此或与应用介质不利地相互作用，例如它们不得引起所用的杀生物剂的任何不希望的分解。这也特别适用于配方组分中存在的副产物和/或未反应的反应物。
[0009]用于上述应用的水性颜料制剂的供应，除了高的技术要求外，尤其是对于粒度分布，与各应用介质的相容性和可混溶性、色彩特性、颜料含量、流变学特性、稳定性和形成泡
沫的倾向的要求，还符合监管要求，例如在毒理学和生态毒理学方面的要求，是工业中日益增长的挑战。
[0010]其原因尤其是，化学法规的逐步收紧以及生态标签(例如蓝色天使或欧洲生态标签)的发布越来越多地使颜料制剂的惯用配方组分的使用在一些使用领域变得不再可能或仅在有限程度上可能。这尤其还涉及润湿剂和分散剂。例如，烷基酚乙氧基化物(APEO)现在由于生物累积性和激素活性降解产物而受到严格管制，并且被禁止用于许多应用。虽然仍然可以使用三苯乙烯基苯酚乙氧基化物(TSPEO)，但是不利的生态毒理学性能已导致工业中远离使用这些原材料的强烈趋势。出于同样的原因，过去使用的基于酚醛清漆或双酚A的分散剂的使用正逐渐受到限制。此外，基于伯胺和仲胺的氧烷基化反应产物作为分散剂的使用对于某些用途由于监管和使用相关原因是有问题的并相应地仅在有限的程度上可能。
[0011]在现有技术中描述了基于不同聚合物分散剂的水性颜料制剂。
[0012]EP 1 078 946公开了基于嵌段共聚物的、含氧化苯乙烯的聚氧化烯作为颜料润湿剂的水性颜料糊。
[0013]EP 1 805 270描述了基于低聚酯的水基颜料制剂。
[0014]DE 10 2006 002 800公开了基于氧化苯乙烯、氧化烯和二元或多元胺和醇的共聚物的水性颜料制剂。然而，这里描述的颜料制剂不具有用于上述应用所需的性能特征，例如纳米范围内的低粒度或高透明度。颜料制剂与有机溶剂如醇类的必要相容性在这里也未确认。此外，法规和与使用相关的要求意味着在上述应用中通常不希望使用基于胺的分散剂，这对DE 10 2006 002 800中描述的颜料制剂造成严重限制。虽然所公开的颜料制剂的粘度在<1Pa*s的所需范围内，但其中描述的颜料含量和颜料制剂的相关颜色强度较低，并且颜料制剂在上述应用所需的颜料含量下的流变学和储存稳定性未被描述。
[0015]EP 2 147 066描述了基于非离子共聚物的水性颜料制剂，其使用衍生自聚乙二醇/聚丙二醇单(甲基)丙烯酸酯的大分子单体制备。
[0016]现有技术中描述的水性颜料制剂通常具有对于它们而言太大而不可用于上述应用的粒度和粒度分布范围。此外，在所需的颜料含量下，它们的流变特性和储存稳定性通常不足。它们的颜色强度和与应用体系的相容性也需要显著的进一步改进。
[0017]迄今为止，还没有描述满足上述应用的所有条件而不必接受缺点的水性颜料制剂。
[0018]本专利技术的目的是提供水性颜料制剂，其中颗粒的95％的尺寸优选小于500nm。这些还应不含烷基酚衍生物、三苯乙烯基苯酚衍生物、酚醛清漆衍生物和双酚A衍生物以及伯胺和仲胺，并且应易于用不同链长的醇稀释而不会凝结或絮凝。此外，制剂应具有尽可能高的透明度和颜色强度和尽可能最低的起泡倾向。水性制剂应该是储存稳定的，即甚至在较长时期的储存期间，上述性质也应该保持稳定。制剂还必须是剪切稳定的，即在剪切下颜色特性或颜色强度不得显著改变。
[0019]通过采用下文限定的三元或多元醇、氧化苯乙烯和氧化烯的特殊共聚物将颜料分散，令人惊奇地实现了该目的。依靠至少三元的起始分子，这些聚合物具有星形支化或树枝状大分子结构，这样的结构具有更疏水性核和更亲水性外围。使用基于不同起始分子并具有不同于所述那些的组成或嵌段序列的不同共聚物提供不具有上述全部性能特征的水性颜料制剂，尤其是在所需的粒度分布、颜色性能、相容性、粘度以及稳定性方面。
[0020]本专利技术因此提供水性颜料制剂，包含:
[0021](A)至少一种有机和/或无机颜料和/或填料，
[0022](B)至少一种式(I)或(II)的分散剂，或式(I)和(II)的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.水性颜料制剂，包含:(A)至少一种有机和/或无机颜料和/或填料(B)至少一种式(I)或(II)的分散剂，或式(I)和(II)的分散剂的混合物，其中:n是大于或等于1的整数，z是大于或等于1的整数，R1是含1
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10个碳原子的脂族、线性或支化烃基、或氢原子、或结构单元
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O
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X或结构单元
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CH2‑
O
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X，和结构单元X对应于式(III)：其中:a是1
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10的整数，b是0
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10的整数，c是1
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50的整数，m是1或2；和R2是含1
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10个碳原子的脂族、线性或支化烃基，和其中组分(A)中的颗粒的95％具有<1μm的粒度。2.根据权利要求1的组合物，其特征在于其还包含：(C)湿润剂，(D)和/或另外的表面活性剂和/或分散剂，(E)和/或一种或多种有机溶剂和/或一种或多种助水溶性物质和/或它们的混合物，(F)和/或常用于制备水性颜料分散体的另外添加剂，和(G)非必要地，水。3.根据权利要求1和/或2的颜料制剂，包含5重量％
‑
80重量％的组分(A)。4.根据上述权利要求中至少一项的颜料制剂，包含0.1重量％
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30重量％的组分(B)。
5.根据上述权利要求中至少一项的颜料制剂，其特征在于组分(A)
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(G)的以下组成：(A)5重量％
‑
80重量％，(B)0.1重量％
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30重量％，(C)0重量％
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10重量％，(D)0重量％
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20重量％，(E)0重量％
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30重量％，(F)0重量％
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20重量％，(G)剩余部分水，在每种情况下基于所述颜料制剂的总重量(100重量％)。6.根据上述权利要求中至少一项的颜料制剂，其特征在于组分(A)
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(G)的以下组成：(A)10重量％
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70重量％，(B)2重量％
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20重量％，(C)0.1重量％
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5重量％，(D)1重量％
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10重量％，(E)5重量％
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20重量％，(F)0.1重量％
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5重量％，(G)剩余部分水，在每种情况下基于所述颜料制剂的总重量(100重量％)。7.根据上述权利要求中至少一项的颜料制剂，其特征在于组分(A)中的所述有机颜料是单偶氮颜料、二偶氮颜料、色淀偶氮颜料、β
‑
萘酚颜料、萘酚AS颜料、苯并咪唑...

【专利技术属性】
技术研发人员：B，
申请(专利权)人：科莱恩国际有限公司，
类型：发明
国别省市：