專利名稱：制備顏料組合物的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制備包含顏料和聚合物的顏料組合物的方法以及所得顏料組合物和 包含該顏料組合物的噴墨油墨組合物。
背景技術(shù)：
噴墨油墨組合物通常由起到載體作用的載色劑(vehicle)以及著色劑(例如染料 或顏料)組成。還可引入添加劑和/或助溶劑以調(diào)節(jié)噴墨油墨以獲得所需的總體性能性 質(zhì)。通常，單獨(dú)的顏料不能容易地分散在液體載色劑中。已開發(fā)了可提供可用在噴墨 印刷中的穩(wěn)定的顏料分散體的各種技術(shù)。例如，可將分散劑添加到顏料中以改善其在特定 介質(zhì)中的分散性。分散劑的實(shí)例包括水溶性聚合物和表面活性劑。典型地，這些聚合物分 散劑具有小于20，000的分子量以保持溶解性并由此保持顏料穩(wěn)定性。顏料表面含有多種不同的官能團(tuán)，且所存在基團(tuán)的類型取決于顏料的具體類別。 已經(jīng)開發(fā)了若干種將材料并且特別是聚合物接枝到這些顏料的表面上的方法。例如，已經(jīng) 表明可以將聚合物附著到含有表面基團(tuán)例如酚基和羧基的炭黑上。然而，一般無法應(yīng)用依 賴于顏料表面固有官能性的方法，因?yàn)椴皇撬械念伭隙季哂邢嗤奶囟ü倌軋F(tuán)。還開發(fā)了這樣的制備改性顏料產(chǎn)品的方法其可以提供具有多種不同附著官能團(tuán) 的顏料。例如，美國專利No. 5，851，280公開了將有機(jī)基團(tuán)附著到顏料上的方法，包括例如 通過其中所述有機(jī)基團(tuán)成為重氮鹽一部分的重氮反應(yīng)進(jìn)行附著。還描述了制備改性顏料包括附著有聚合物型基團(tuán)的改性顏料的其它方法。例如， PCT公布No. W001/51566公開了通過使第一化學(xué)基團(tuán)和第二化學(xué)基團(tuán)反應(yīng)以形成附著有第 三化學(xué)基團(tuán)的顏料而制造改性顏料的方法。還描述了含有這些顏料的油墨組合物，包括噴 墨油墨。而且，美國專利No. 5，698，016公開了包含兩親性離子和含有連接有至少一個(gè)有機(jī) 基團(tuán)的碳的改性碳產(chǎn)品的組合物。該有機(jī)基團(tuán)具有與該兩親性離子相反的電荷。還公開 了結(jié)合有這種組合物的水性和非水性的油墨以及涂料組合物，包括噴墨油墨組合物。另外， 美國專利No. 6，458，458中描述了經(jīng)聚合物涂覆的碳產(chǎn)物和它們的制備方法，美國專利公 布No. 2006/0178447中描述了多層顏料和它們的制備方法。盡管這些方法提供連接有基團(tuán)的改性顏料，但是仍然需要用于制備顏料組合物尤 其是包含聚合物的顏料組合物的改進(jìn)方法，由此提供形成改性顏料的有利替代方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及制備顏料組合物的方法，該方法包括將多元胺、顏料和具有至少一個(gè) 羧酸基團(tuán)或其鹽的聚合物組合的步驟。在一個(gè)實(shí)施方式中，所述方法包括將所述多元胺和 所述顏料組合以形成經(jīng)涂覆的顏料以及將所述經(jīng)涂覆的顏料與所述聚合物組合的步驟，所 述聚合物為聚合物熔體的形式或者隨后被加熱至足以形成聚合物熔體的溫度。在第二實(shí)施 方式中，所述方法包括將所述多元胺和所述顏料以任意順序與所述聚合物組合的步驟，所述聚合物為聚合物熔體的形式。本發(fā)明進(jìn)一步涉及通過這種方法制備的顏料組合物以及包 含該顏料組合物的噴墨油墨組合物。應(yīng)理解，前述一般描述和以下的具體描述兩者都僅僅是示例性和說明性的，并且 旨在提供要求保護(hù)的本發(fā)明的進(jìn)一步說明。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明涉及制備顏料組合物的方法、顏料組合物、以及包含所述顏料組合物的噴 墨油墨組合物。本發(fā)明的方法包括將多元胺、顏料和具有至少一個(gè)羧酸基團(tuán)或其鹽的聚合物組合 的步驟，所述聚合物為熔體形式或者隨后被加熱以形成熔體。下面分別論述這些中的每一 個(gè)。所述各組分可以任意順序組合。例如，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，該方法包括將多元 胺和顏料組合以形成經(jīng)涂覆的顏料的步驟。然后將所得的經(jīng)涂覆的顏料與熔體形式的聚合 物組合，或者，可選擇地，將所得的經(jīng)涂覆的顏料與該聚合物組合并將所得混合物加熱至足 以形成該聚合物的熔體的溫度，例如大于該聚合物的Tg的溫度。而且，在本發(fā)明的方法的 第二實(shí)施方式中，將多元胺和顏料添加到通過將聚合物加熱例如至高于該聚合物Tg的溫 度而形成的該聚合物的熔體中，或者可選擇地，將多元胺和顏料添加到該聚合物中，然后將 所得混合物加熱至足以形成該聚合物的熔體的溫度。其它組合也是可能的。對于本發(fā)明的方法而言，多元胺可為具有多于一個(gè)胺基、優(yōu)選兩個(gè)或更多個(gè)伯胺 基團(tuán)和/或仲胺基團(tuán)的任何物質(zhì)。多元胺可為芳族或雜芳族多元胺(例如苯二胺、氨基芐 胺、或氨基苯乙胺)、或者支化或未支化的環(huán)狀或無環(huán)烷基多元胺(如亞烷基二胺)。合適 的烷基多元胺的具體實(shí)例包括乙二胺、二亞乙基三胺、三亞乙基四胺、四亞乙基五胺、五亞 乙基六胺、六亞甲基二胺、及其異構(gòu)體。多元胺還可為具有兩個(gè)或更多個(gè)胺基的聚合物化合 物，所述胺基作為端基、作為聚合物骨架的一部分、或者作為懸垂于聚合物骨架的基團(tuán)。合 適的實(shí)例包括，例如，聚乙烯基胺、聚烯丙基胺、線型或支化聚亞烷基亞胺(例如聚乙烯亞 胺和聚丙烯亞胺)、含有氨基端基的聚酰胺、含有氨基側(cè)基的聚丙烯酸酯、以及樹枝狀大分 子例如聚酰氨胺(PAMAM)。具有多于兩個(gè)胺基的物質(zhì)是優(yōu)選的，因?yàn)檫@些多元胺會(huì)為與顏料 和/或聚合物的反應(yīng)或相互作用提供另外的位點(diǎn)，如在下文中更詳細(xì)地討論的。多元胺可為固體或液體形式。當(dāng)為液體形式時(shí)，多元胺可為在第一溶劑中的溶液 的形式，該第一溶劑可為水性溶劑(aqueous solvent)(包含大于或等于50重量％的水)或 非水性溶劑(non-aqueous solvent)(包含少于50重量％的水)。優(yōu)選該溶劑為具有低于 在下面更詳細(xì)地描述的聚合物的熔融溫度的沸點(diǎn)的溶劑。溶劑的具體實(shí)例包括水、醇(例 如甲醇或乙醇)、醚(例如二乙醚或THF)、或酮溶劑(例如丙酮或甲乙酮)。優(yōu)選水和醇溶 劑。本發(fā)明的方法中所使用的顏料可為本領(lǐng)域技術(shù)人員常規(guī)使用的任何類型的顏料， 包括碳質(zhì)黑色顏料和有機(jī)有色顏料。還可使用不同顏料的混合物。碳質(zhì)黑色顏料的代表 性實(shí)例包括各種炭黑(顏料黑7)例如槽法炭黑、爐黑、氣黑和燈黑，并且包括，例如，可 從 Cabot Corporation 得至Ij的以 Regal 、Black Pearls 、Elftex 、Monarch 、Mogul 和 Vulcan 商標(biāo)銷售的炭黑(例如 Black Pearls 2000、Black Pearls 1400、Black Pearls 1300、Black Pearls 1100、Black Pearls 1000、Black Pearls 900、BlackPearls 880、Black Pearls 800、Black Pearls 700、Black Pearls 570、Black Pearls L> Elftex 8、Monarch 1400、Monarch 1300、Monarch 1100、Monarch 1000、Monarch 900、Monarch 880、Monarch 800、Monarch 700、Regal 660、 Mogul L、Regal 330、Regal 400、Vulcan P)。可使用可得自其它供應(yīng)商的炭黑。有 機(jī)有色顏料的代表性實(shí)例包括，例如，藍(lán)色、黑色、褐色、青色、綠色、白色、紫色、品紅色、紅 色、橙色或黃色有機(jī)顏料。合適的種類包括，例如，蒽醌、酞菁藍(lán)、酞菁綠、重氮、單偶氮、皮 蒽酮、茈、雜環(huán)黃、喹吖啶酮、喹諾酮并喹諾酮(quinolonoquinolone)和(硫)靛類。這 樣的顏料可以粉末或?yàn)V餅形式從許多來源商購得到，所述來源包括BASF Corporation, Engelhard Corporation^ Sun Chemical Corporation、Clariant 以及 Dianippon Ink and Chemicals(DIC)0 在 Colour Index (第三片反)(The Society of Dyers and Colourists, 1982)中描述了其它合適的有色顏料的實(shí)例。優(yōu)選該顏料為青色顏料(例如顏料藍(lán)15或顏 料藍(lán)60)、品紅色顏料(例如顏料紅122、顏料紅177、顏料紅185、顏料紅202或顏料紫19)、 黃色顏料(例如顏料黃74、顏料黃128、顏料黃139、顏料黃155、顏料黃180、顏料黃185、顏 料黃218、顏料黃220或顏料黃221)、橙色顏料(例如顏料橙168)、綠色顏料(例如顏料綠 7或顏料綠36)、或者黑色顏料(例如炭黑)。顏料還可為已使用氧化劑進(jìn)行氧化以將離子基團(tuán)和/或能離子化的基團(tuán)引入到 表面上的顏料，特別是碳質(zhì)黑色顏料。已發(fā)現(xiàn)以這種方式制備的顏料在表面上具有較高 的含氧基團(tuán)含量。氧化劑包括，但不限于，氧氣、臭氧、NO2 (包括NO2與空氣的混合物)、 過氧化物(例如過氧化氫)、過硫酸鹽(包括過硫酸鈉、過硫酸鉀或過硫酸銨)、次商酸鹽 (hypohalite)(例如次氯酸鈉)、巖鹽(halite)、鹵酸鹽(halate)或高鹵酸鹽(perhalate) (例如，亞氯酸鈉、氯酸鈉或高氯酸鈉)、氧化性酸(例如硝酸)以及含有過渡金屬的氧化劑 (例如高錳酸鹽、四氧化鋨、氧化鉻或硝酸高鈰銨)。還可使用氧化劑的混合物，特別是氣態(tài) 氧化劑(例如，氧氣和臭氧)的混合物。另外，還可使用通過將離子基團(tuán)或能離子化的基團(tuán) 引入到顏料表面上的其它表面改性方法例如氯化和磺酰化制備的顏料，特別是碳質(zhì)黑色顏 料。顏料還可為包括連接有至少一個(gè)有機(jī)基團(tuán)的顏料的改性顏料。優(yōu)選該有機(jī)基團(tuán) 是直接連接的。例如，該改性顏料可為連接有至少一個(gè)包含至少一個(gè)離子基團(tuán)、至少一個(gè) 能離子化的基團(tuán)、或其混合的有機(jī)基團(tuán)的顏料。離子基團(tuán)為陰離子或陽離子基團(tuán)并且與相 反電荷的反離子結(jié)合，該相反電荷的反離子包括無機(jī)或有機(jī)反離子，例如Na+、K+、Li+、NH4\ NR' 4+、乙酸根、NO” S04-2、0H_和Cl—，其中R'表示氫或有機(jī)基團(tuán)例如取代或未取代的芳 基和/或烷基。能離子化的基團(tuán)是這樣的基團(tuán)，其在水中能夠形成離子基團(tuán)，并且在某種程 度上在低極性的介質(zhì)中與其反離子結(jié)合，除非使用添加劑使該反離子離解。能陰離子化的 基團(tuán)形成陰離子，能陽離子化的基團(tuán)形成陽離子。因而，有機(jī)基團(tuán)為有機(jī)的離子基團(tuán)或能離 子化的基團(tuán)。這樣的基團(tuán)包括美國專利No. 5，698，016中描述的那些，將該專利的說明書全 部引入本文中作為參考。作為實(shí)例，改性顏料包括附著有至少一個(gè)包含至少一個(gè)陰離子基團(tuán)和/或至 少一個(gè)能陰離子化的基團(tuán)的有機(jī)基團(tuán)的顏料。陰離子基團(tuán)是可由具有能夠形成陰離子 的能離子化的取代基的基團(tuán)(能陰離子化的基團(tuán))例如酸性取代基產(chǎn)生的帶負(fù)電的離 子基團(tuán)。它們還可為能離子化的取代基的鹽中的陰離子。陰離子基團(tuán)的代表性實(shí)例包
6括-coo—、-so3-、-oso3-、-hpo3-、-OPO3-2和-PO3-2。能陰離子化的基團(tuán)的代表性實(shí)例包 括-C00H、-S03H、-P03H2、-R' SH,-R' OH 和-SO2NHCOR‘，其中 R'可相同或不同且表示氫 或有機(jī)基團(tuán)，例如取代或未取代的芳基和/或烷基。例如，所述有機(jī)基團(tuán)包含羧酸基團(tuán)、磺 酸基團(tuán)、硫酸根基團(tuán)、或其鹽，并且可為例如如下基團(tuán)苯羧酸基團(tuán)、苯二羧酸基團(tuán)、苯三羧 酸基團(tuán)、苯磺酸基團(tuán)、或其鹽。具體的有機(jī)基團(tuán)包括-C6H4-C02H、-C6H4SO3H、或其鹽。連接的 有機(jī)基團(tuán)還可為這些中的任何基團(tuán)的取代衍生物。作為另外的實(shí)例，改性顏料可包括連接有至少一個(gè)陽離子基團(tuán)的顏料，所述陽離 子基團(tuán)為可由能夠形成陽離子的能離子化的取代基(能陽離子化的基團(tuán))例如質(zhì)子化的 胺產(chǎn)生的帶正電的有機(jī)離子基團(tuán)。例如，烷基或芳基胺可在酸性介質(zhì)中質(zhì)子化以形成銨 基-NR' 2H+，其中R'表示有機(jī)基團(tuán)例如取代或未取代的芳基和/或烷基。陽離子基團(tuán)還 可為帶正電的有機(jī)離子基團(tuán)。實(shí)例包括季銨基團(tuán)(-NR' 3+)和季鱗基團(tuán)(-PR' 3+)。這里， R'表示氫或有機(jī)基團(tuán)，例如取代或未取代的芳基和/或烷基。具體實(shí)例包括包含烷基胺基 團(tuán)(如苯甲胺基團(tuán))或其鹽、或者烷基銨基團(tuán)的有機(jī)基團(tuán)?？墒褂帽绢I(lǐng)域技術(shù)人員已知的任何方法制備改性顏料，使得有機(jī)化學(xué)基團(tuán)連接 到該顏料上。例如，可使用美國專禾U No. 5，554，739、5，707，432、5，837，045、5，851，280、 5，885，335,5, 895，522,5, 900，029,5, 922，118 和 6，042，643、以及 PCT 公布 W099/23174 中 描述的方法制備改性顏料，將這些專利文獻(xiàn)的說明書全部引入本文中作為參考。與使用 例如聚合物和/或表面活性劑的分散劑型方法相比，這樣的方法提供基團(tuán)在顏料上更穩(wěn) 定的連接。其它用于制備改性顏料的方法包括使具有可利用的官能團(tuán)的顏料與包含有機(jī) 基團(tuán)的試劑反應(yīng)，這樣的方法描述于例如美國專利No. 6，723，783中，將該專利全部引入 本文中作為參考。這樣的功能顏料可使用以上引入的參考文獻(xiàn)中所描述的方法制備。另 外，還可通過美國專利No. 6，831，194和6，660，075、美國專利公布No. 2003-0101901和 2001-0036994、加拿大專利 No. 2，351，162、歐洲專利 No. 1394221、PCT 公布 No. W004/63289、 以及N. Tsubokawa, Polym. Sci.，17，417，1992中描述的方法制備含有連接的官能團(tuán)的改性 炭黑，將這些參考文獻(xiàn)中的每一篇全部引入本文中作為參考。取決于顏料的所需性質(zhì)，顏料可具有各種通過氮吸附測量的BET表面積。如本領(lǐng) 域技術(shù)人員已知的，較高的表面積對應(yīng)于較小的粒度。如果對于所需應(yīng)用來說，不容易獲得 較高的表面積，則本領(lǐng)域技術(shù)人員還充分認(rèn)識(shí)到，如果需要的話，可以使顏料經(jīng)受常規(guī)的尺 寸減小或粉碎技術(shù)，例如球磨研磨或噴射研磨，以將顏料減小至較小的粒度。顏料可為固體形式例如粉末或?yàn)V餅、或者液體形式例如固體顏料在第二溶劑中的 分散體，所述第二溶劑可為水性溶劑(包含大于或等于50重量％的水)或者非水性溶劑 (包含小于50重量％的水)。第二溶劑可為以上描述的與多元胺有關(guān)的溶劑中的任何溶劑 并且可與第一溶劑相同或不同。優(yōu)選第二溶劑為具有低于在下面更詳細(xì)地描述的聚合物的 熔融溫度的沸點(diǎn)的溶劑。溶劑的具體實(shí)例包括水、醇(例如甲醇或乙醇)、醚(例如二乙醚 或THF)、或者酮溶劑(例如丙酮或甲乙酮)。優(yōu)選地，第二溶劑為水。當(dāng)多元胺、顏料、或者多元胺和顏料兩者為在溶劑中的溶液的形式時(shí)，本發(fā)明的方 法進(jìn)一步包括在形成顏料組合物之前去除溶劑的步驟。例如，對于本方法的其中將多元胺 和顏料組合以形成經(jīng)涂覆的顏料、將經(jīng)涂覆的顏料添加到聚合物的熔體中或者添加到聚合 物中并將所得混合物加熱以形成熔體的實(shí)施方式而言，本發(fā)明的方法可進(jìn)一步包括在形成
7經(jīng)涂覆的顏料之后去除第一溶劑和/或第二溶劑的步驟。多元胺溶液和/或顏料分散體的 使用可提供多元胺在顏料上更一致的涂覆并且使得能夠使用各種多元胺和顏料。而且，該 方法可包括在如上述方法的第一實(shí)施方式中那樣將經(jīng)涂覆的顏料添加到聚合物中之后，或 者在如上述方法的第二實(shí)施方式中那樣將多元胺和顏料與聚合物組合之后，去除兩種溶劑 之一或全部兩者的步驟。例如，溶劑可在與聚合物熔體接觸時(shí)或者在將混合物加熱以形成 聚合物的熔體時(shí)去除。還可使用本領(lǐng)域中已知的其它去除第一溶劑的方法。本發(fā)明的方法中所使用的聚合物包含至少一個(gè)羧酸基團(tuán)或其鹽，包括，例如，鈉 鹽、鉀鹽或銨鹽。該聚合物可為包含羧酸基團(tuán)或其鹽的均聚物或共聚物，并且可為無規(guī)聚合 物、交替聚合物、接枝聚合物、嵌段聚合物、星型聚合物和/或梳狀聚合物。而且，羧酸基團(tuán) 或其鹽可為該聚合物的端基或者沿著該聚合物骨架的側(cè)基。合適的聚合物包括通過包含羧 酸基團(tuán)或其鹽的單體的聚合而制備的那些和通過包含可轉(zhuǎn)化為羧酸基團(tuán)或其鹽的基團(tuán)的 單體的聚合而制備的聚合物?？捎迷诒景l(fā)明方法中的聚合物的具體實(shí)例包括，但不限于， 聚酸(polyacid)例如聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、丙烯酸或甲基丙烯酸的共聚物(包括苯乙 烯-丙烯酸和苯乙烯-甲基丙烯酸聚合物)、含有馬來酸酐的聚合物的部分或全部水解的衍 生物、具有羧酸端基的聚酯、含有羧酸基團(tuán)的聚氨酯、以及這些中的任何物質(zhì)的鹽。該聚合 物還可包含多種類型的羧酸基團(tuán)和鹽。所述聚合物的分子量可根據(jù)各種因素而變化。例如，聚合物分子量影響所述聚合 物的溶解性、所得溶液的粘度、以及所述聚合物的形式(固體、蠟、粘稠的液體、或者自由流 動(dòng)的液體)。這還可影響在下面更詳細(xì)地描述的本發(fā)明的方法中所使用的混合或加熱條件。 優(yōu)選地，該聚合物具有小于或等于約50，000，例如為約1，000 約25，000，包括約2，000 15，000和約5，000 約10，000的重均分子量。而且，該聚合物的多分散性可變化但是優(yōu)選 小于或等于約3。該聚合物包含至少一個(gè)羧酸基團(tuán)或其鹽，并且羧酸基團(tuán)或其鹽的量可根據(jù)各種因 素改變，所述因素包括所得顏料組合物的所需性質(zhì)。例如，該聚合物可包含至少10重量％， 包括至少20重量％和至少30重量％的羧酸基團(tuán)或其鹽。此外，作為實(shí)例，該聚合物可具有 約20 約400，包括約30 約250和約50 約170的酸值。優(yōu)選地，該聚合物具有充足的 羧酸基團(tuán)或其鹽，使得其為水溶性聚合物。另外，使用不同類型的含有羧酸基團(tuán)的聚合物的混合物在本發(fā)明的范圍內(nèi)。例如， 該聚合物可包括具有至少一個(gè)羧酸基團(tuán)或其鹽的第一聚合物和在例如組成、溶解性、分子 量和/或酸值方面不同于第一聚合物的具有至少一個(gè)羧酸基團(tuán)或其鹽的第二聚合物。例 如，第一聚合物可為具有比第二聚合物低的酸值的聚合物，其中第一聚合物具有例如約 20 約100，包括約20 約60的酸值，第二聚合物可具有約110 約400，包括約150 約250的酸值。通過將典型地具有良好的水溶性的、具有高酸值的含有羧酸基團(tuán)的聚合物 與典型地具有較差的水溶性的、具有較低酸值的含有羧酸基團(tuán)的聚合物組合，已發(fā)現(xiàn)可制 備在水性分散體中具有良好的總體性質(zhì)的顏料組合物，尤其是水性噴墨油墨組合物，其在 下面更詳細(xì)地描述。使用具有至少一個(gè)不同于羧酸基團(tuán)或其鹽的能與氨基反應(yīng)的基團(tuán)的聚合物與具 有至少一個(gè)羧酸基團(tuán)或其鹽的聚合物的組合也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。例如，所述聚合物可包 括具有至少一個(gè)羧酸基團(tuán)或其鹽的第一聚合物和具有至少一個(gè)可與氨基反應(yīng)的基團(tuán)(包括，例如，酸酐基團(tuán))的第二聚合物(例如苯乙烯-馬來酸酐聚合物)。第一聚合物與第二 聚合物的量之比可根據(jù)例如聚合物的性質(zhì)(包括酸值、分子量、以及聚合物熔體的粘度)和 所得顏料組合物的所需性能特性(包括，例如，當(dāng)用在噴墨油墨組合物中時(shí)的印刷性質(zhì))而 改變。優(yōu)選地，第一聚合物的重量與第二聚合物的重量的量之比為約1 5 約1 50。在本發(fā)明的方法中，將多元胺、顏料和聚合物組合以形成顏料組合物。該聚合物為 熔體形式或者在與多元胺和/或顏料組合之后被轉(zhuǎn)變?yōu)槿垠w?？墒褂帽绢I(lǐng)域中已知的任 何方法，包括，例如，通過將該聚合物加熱至高于其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg而形成熔體。優(yōu)選 地，該聚合物具有約50°C 約140°C、更優(yōu)選約60 約130°C、更優(yōu)選約70°C 約120°C的 Tgo因而，可通過將聚合物加熱至高于約100°C、優(yōu)選高于約120°C并且更優(yōu)選高于約140°C 的溫度而形成聚合物熔體。還可通過使該聚合物或含有該聚合物的混合物經(jīng)歷高剪切或 高強(qiáng)度混合條件而形成聚合物熔體。這樣的條件是本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的，或者可基于聚 合物的性質(zhì)確定，并且可使用各種混合機(jī)和被設(shè)計(jì)用于對材料進(jìn)行混合、共混、攪拌、均質(zhì) 化、分散和/或配混的類似設(shè)備實(shí)現(xiàn)。在本發(fā)明的方法中可使用任何用于加工高粘度材料 的混合機(jī)，而不僅僅是傳統(tǒng)上稱作高強(qiáng)度混合機(jī)的那些。這些描述于Perry' s Chemical Engineer' s Handbook(第7版)第十八章第18-25至18-32頁，將其全部引入本文中作 為參考。該高強(qiáng)度混合機(jī)可為間歇混合機(jī)、半連續(xù)混合機(jī)、或連續(xù)混合機(jī)。相對于間歇加工 設(shè)備，連續(xù)混合機(jī)既提供經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢又提供實(shí)踐優(yōu)勢，通常優(yōu)選連續(xù)混合機(jī)?；旌蠙C(jī)的實(shí)例 包括，但不限于，單或雙行星式混合機(jī)、雙軸行星式混合機(jī)(特別是其中一個(gè)軸具有鋸齒葉 片的那些)、螺旋式混合機(jī)例如雙螺旋混合機(jī)或雙葉片錐形混合機(jī)、雙臂捏合混合機(jī)例如 Brabender或Farrel混合機(jī)、高強(qiáng)度混合機(jī)例如Henschel或papenmeir混合機(jī)、雙輥或三 輥混合機(jī)、以及單螺桿或雙螺桿擠出機(jī)。高強(qiáng)度混合條件還可包括由使用真空導(dǎo)致的低壓 條件。在轉(zhuǎn)變?yōu)榫酆衔锶垠w之前，聚合物可為固體或液體形式。例如，聚合物可為在第三 溶劑中的溶液、分散體、或懸浮液，該第三溶劑可為水性溶劑(包含大于或等于50重量％的 水)或非水性溶劑(包含小于50重量％的水)。第三溶劑可為上述與多元胺和/或顏料有 關(guān)的溶劑中的任何溶劑并且可與第一溶劑、第二溶劑、或者第一溶劑和第二溶劑全部兩者 相同或不同。優(yōu)選第三溶劑為具有低于聚合物的熔融溫度的沸點(diǎn)的溶劑，例如水。例如，聚 合物可為水性溶液(包括其中通過使用可溶性氫氧化物試劑例如氫氧化鈉或氫氧化銨使 聚合物部分或完全離子化的溶液)或懸浮液(例如膠乳或乳液)的形式。當(dāng)聚合物為在第三溶劑中的溶液的形式時(shí)，本發(fā)明的方法進(jìn)一步包括在形成顏料 組合物之前去除第三溶劑的步驟。例如，如上所述考慮多元胺和顏料，第三溶劑的去除可在 將經(jīng)涂覆的顏料或者多元胺和/或顏料與聚合物組合之前進(jìn)行，或者其可在將各組分組合 之后在與聚合物熔體接觸時(shí)或者聚合物熔體的形成期間進(jìn)行。還可使用本領(lǐng)域中已知的其 它去除第一溶劑的方法。使用作為在第三溶劑中的溶液、分散體或懸浮液的聚合物可提供 更一致的顏料組合物的形成，特別是當(dāng)多元胺和顏料也為在溶劑中的溶液的形式時(shí)更是如 此。作為具體實(shí)例，在將多元胺與顏料組合之后，或者在將通過將多元胺和顏料組合形成的 經(jīng)涂覆的顏料和在第三溶劑中的聚合物組合之后，可利用噴霧干燥去除該溶劑。本發(fā)明的方法進(jìn)行足以產(chǎn)生顏料組合物的時(shí)間和溫度下進(jìn)行。反應(yīng)時(shí)間和溫度兩 者都取決于若干因素，包括多元胺的類型、顏料的類型、聚合物的類型、以及上述各物質(zhì)的相對量。通常，顏料組合物以如下時(shí)間并且以如下溫度形成，所述時(shí)間為約0. 1分鐘 約 300分鐘，包括約1分鐘 約120分鐘和約5分鐘 約60分鐘，所述溫度通常為約25°C 約250°C并且優(yōu)選為約100°C 約200°C。所使用的多元胺、顏料和聚合物的量可根據(jù)例如這些組分各自的性質(zhì)和所得顏料 組合物的所需性質(zhì)而改變。例如，多元胺和顏料可以約0.001 1 約0.5 1多元胺顏 料的重量比，包括約0.005 1 約0.3 1多元胺顏料的重量比組合。而且，聚合物 和通過將多元胺和顏料組合而形成的經(jīng)涂覆的顏料可以約0.1 1 約10 1聚合物 經(jīng)涂覆的顏料，包括約0.5 1 約6 1聚合物經(jīng)涂覆的顏料的重量比組合。本發(fā)明的方法導(dǎo)致包含顏料和聚合物的顏料組合物的形成。因而，本發(fā)明進(jìn)一步 涉及包括經(jīng)涂覆的顏料和至少一種具有至少一個(gè)羧酸基團(tuán)或其鹽的聚合物的組合產(chǎn)物的 顏料組合物。經(jīng)涂覆的顏料包括多元胺和顏料的組合產(chǎn)物并且可為多元胺與顏料的反應(yīng)產(chǎn) 物或者可包括吸附到顏料上的多元胺。優(yōu)選地，顏料組合物為經(jīng)涂覆的顏料和聚合物的反 應(yīng)產(chǎn)物。多元胺、顏料和聚合物可為上面更詳細(xì)地描述的那些中的任何多元胺、顏料和聚合 物。優(yōu)選地，本發(fā)明的顏料組合物是使用上面詳細(xì)描述的本發(fā)明的方法制備的。盡管不希望受到理論的束縛，但是據(jù)信該顏料組合物包括通過多元胺的介入而被 聚合物包封或涂覆的顏料。例如，據(jù)信，對于其中將多元胺和顏料組合以形成經(jīng)涂覆的顏料 的實(shí)施方式而言，各組分彼此反應(yīng)或相互作用，并且所得經(jīng)涂覆的顏料包括吸附到顏料上 的多元胺或者多元胺與顏料的反應(yīng)產(chǎn)物，其中多元胺已經(jīng)例如與顏料的基團(tuán)反應(yīng)。于是據(jù) 信，所得包含胺基的經(jīng)涂覆的顏料與所述聚合物相互作用或反應(yīng)，所述相互作用或反應(yīng)受 到聚合物熔體的形成的促進(jìn)。因而，據(jù)信所得的作為經(jīng)涂覆的顏料和聚合物的組合產(chǎn)物的 顏料組合物是這些組分的反應(yīng)產(chǎn)物，其中顏料的胺基與聚合物的羧酸基團(tuán)反應(yīng)。由于該原 因，優(yōu)選具有多于兩個(gè)胺基的多元胺，如上面更詳細(xì)地論述的。對于其中將多元胺和顏料與 作為熔體或隨后轉(zhuǎn)變?yōu)槿垠w的聚合物組合的實(shí)施方式而言，據(jù)信也發(fā)生相同的相互作用/ 反應(yīng)。然而，盡管以這種方式將多元胺、顏料和聚合物組合是可能的，但是據(jù)信將多元胺和 顏料組合以形成經(jīng)涂覆的顏料并且隨后將其與作為熔體或加熱以形成熔體的聚合物組合 以提供對待檢的(suspected)反應(yīng)或相互作用的更好控制是特別有利的。在先的形成包含 包括連接有至少一個(gè)聚合物基團(tuán)的顏料的改性顏料的顏料組合物的方法需要另外的組分 例如重氮化劑以形成所需產(chǎn)物。令人驚奇地，已發(fā)現(xiàn)，多元胺可與具有至少一個(gè)羧酸基團(tuán)或 其鹽的聚合物組合使用，并且當(dāng)聚合物為熔體形式時(shí)，這樣的方法產(chǎn)生包含顏料和聚合物 而沒有任何另外的組分或無需另外的處理步驟的顏料組合物，所述另外的組分或另外的處 理步驟可為該過程增加不必要的成本和復(fù)雜性。因而，本發(fā)明進(jìn)一步涉及包括吸附或連接有至少一種已反應(yīng)的聚合物的顏料的 顏料組合物，所述已反應(yīng)的聚合物為上述聚合物和經(jīng)涂覆的顏料的多元胺的反應(yīng)產(chǎn)物。連 接或吸附的已反應(yīng)聚合物的量根據(jù)例如用于制備該顏料組合物的條件、聚合物的類型、多 元胺的類型和顏料的類型而不同。然而，已反應(yīng)的聚合物優(yōu)選以約20重量％ 約50重量％ 的量存在，基于顏料組合物的總重量。已反應(yīng)的聚合物在組成、羧酸基團(tuán)的數(shù)量和/或分子 量上不同于具有至少一個(gè)羧酸基團(tuán)或其鹽的聚合物。例如，顏料組合物的連接或吸附的已 反應(yīng)聚合物的重均分子量為聚合物的重均分子量的至少約10倍大，包括至少約20倍大。 因而，盡管不希望受理論的束縛，但是據(jù)信，多元胺促進(jìn)連接或吸附的聚合物的鏈之間的交
10聯(lián)，從而使分子量增大。本發(fā)明的顏料組合物可用在各種不同的應(yīng)用中，所述應(yīng)用包括例如塑料組合物、 水性或非水性的油墨、水性或非水性的涂料、橡膠組合物、紙組合物和織物組合物。特別地， 已發(fā)現(xiàn)這些顏料組合物能夠形成可用在各種水性組合物中的穩(wěn)定的水性分散體，所述水性 組合物包括例如機(jī)動(dòng)車涂料和工業(yè)涂料、油漆、調(diào)色劑、粘合劑、膠乳和油墨。已發(fā)現(xiàn)所述顏 料組合物在油墨組合物尤其是噴墨油墨中最有用。因而，本發(fā)明進(jìn)一步涉及包含載色劑和上述顏料組合物的噴墨油墨組合物。載色 劑可為水性或非水性的液體載色劑，但是優(yōu)選為含有水的載色劑。因而，載色劑優(yōu)選為水性 載色劑(其為含有大于50%的水的載色劑)并且可為例如水、或者水和能與水混溶的溶劑 (例如醇)的混合物。非水性載色劑為含有少于50%的水或者不能與水混溶的那些。優(yōu)選 水性載體為水并且噴墨油墨組合物為水性噴墨油墨組合物。包含液體載色劑和上述顏料組合物的本發(fā)明噴墨油墨組合物可使用本領(lǐng)域中已 知的任何方法制備。例如，可在攪拌下將顏料組合物與液體載色劑組合以產(chǎn)生穩(wěn)定的分散 體?？墒褂帽绢I(lǐng)域中已知的任何設(shè)備，例如介質(zhì)磨或球磨機(jī)、或者其它高剪切混合設(shè)備，并 且還可使用各種常規(guī)的研磨介質(zhì)。其它形成分散體的方法是本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的。用在噴墨油墨組合物中的顏料組合物的量可改變，但是典型地為有效提供所需圖 像質(zhì)量(例如光學(xué)密度)而不會(huì)不利影響噴墨油墨的性能的量。例如，通常，顏料組合物以 基于噴墨油墨組合物重量的約0. 約20%的量存在?？梢宰钌俚牧硗獾慕M分(添加劑和/或助溶劑)和處理步驟形成本發(fā)明的噴墨油 墨組合物。然而，可引入合適的添加劑以在保持組合物的穩(wěn)定性的同時(shí)賦予許多所需性 質(zhì)。例如，可添加另外的表面活性劑、濕潤劑、干燥加速劑、滲透劑、殺生物劑、粘合劑和PH 控制劑、以及本領(lǐng)域中已知的其它添加劑。具體添加劑的量根據(jù)各種因素而改變，但是通常 范圍為0% 40%?？商砑颖砻婊钚詣┮赃M(jìn)一步增強(qiáng)組合物的膠體穩(wěn)定性或者改變油墨與印刷基材 例如印刷紙或與油墨印刷頭(printhead)之間的相互作用。各種陰離子表面活性劑、陽離 子表面活性劑和非離子表面活性劑可連同本發(fā)明的油墨組合物一起使用，并且這些可為固 體形式或者作為水溶液。陰離子表面活性劑的代表性實(shí)例包括，但不限于，高級(jí)脂肪酸鹽、高級(jí)烷基二羧酸 鹽、高級(jí)醇的硫酸酯鹽、高級(jí)烷基磺酸鹽、烷基苯磺酸鹽、烷基萘磺酸鹽、萘磺酸鹽(Na、K、 Li、Ca等)、福爾馬林縮聚物(formalin polycondensate)、高級(jí)脂肪酸與氨基酸之間的縮 合物、二烷基磺基琥珀酸酯鹽、烷基磺基琥珀酸鹽、環(huán)烷酸鹽、烷基醚羧酸鹽、酰化肽、α -烯 烴磺酸鹽、N-丙烯?；谆；撬?、烷基醚磺酸鹽、高級(jí)仲醇乙氧基硫酸鹽、聚氧乙烯烷基 苯基醚硫酸鹽、單甘氨酰硫酸鹽、烷基醚磷酸鹽、烷基磷酸鹽和烷基膦酸鹽。例如，苯乙烯磺 酸鹽、未取代和取代的萘磺酸鹽(例如，烷基或烷氧基取代的萘衍生物)、醛衍生物(例如 未取代的烷基醛衍生物，包括甲醛、乙醛、丙醛等)、馬來酸鹽及它們的混合物的聚合物和共 聚物可用作陰離子分散助劑。鹽包括例如Na+、Li+、K+、CS+、Rb+、以及取代和未取代的銨陽離 子。具體實(shí)例包括，但不限于，商業(yè)產(chǎn)品例如Versa 4,Versa 7和Versa 77 (National Starch and Chemical Co. ) ；Lomar D (Diamond Shamrock Chemicals Co.) ；Daxad 19禾口 Daxad K(W. R.Grace Co.)；禾PTamol SN (Rohm & Haas)。陽離子表面活性劑的代表性實(shí)例包括脂肪族胺、季銨鹽、锍鹽、鱗鹽等?？捎迷诒景l(fā)明的噴墨油墨中的非離子表面活性劑的代表性實(shí)例包括氟衍生物、 有機(jī)硅衍生物、丙烯酸共聚物、聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基苯基醚、聚氧乙烯仲醇醚、 聚氧乙烯苯乙烯醚、乙氧基化炔屬二醇(例如可得自Air Products的Surfynol 420、 Surfynol 440和Surfynol 465)、聚氧乙烯羊毛脂衍生物、烷基酚福爾馬林縮合物的環(huán) 氧乙烷衍生物、聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段聚合物、聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醚聚氧乙烯化合物 的脂肪酸酯、聚環(huán)氧乙烷縮合型的乙二醇脂肪酸酯、脂肪酸單甘油酯、聚甘油的脂肪酸酯、 丙二醇的脂肪酸酯、蔗糖脂肪酸酯、脂肪酸烷醇酰胺、聚氧乙烯脂肪酸酰胺和聚氧乙烯烷 基胺氧化物。例如，可使用乙氧基化單烷基或二烷基酚，例如Ig印al CA和CO系列物質(zhì) (Rhone-Poulenc Co.)、Bri j 系列物質(zhì)(ICI Americas, Inc.)和 Triton 系列物質(zhì)(Union Carbide Company)。這些非離子表面活性劑可單獨(dú)使用或與上述陰離子分散劑和陽離子分 散劑組合使用。表面活性劑還可為天然聚合物分散劑或合成聚合物分散劑。天然聚合物分散劑 的具體實(shí)例包括蛋白質(zhì)，例如膠、明膠、酪蛋白和白蛋白；天然橡膠，例如阿拉伯膠和黃芪 膠；葡糖苷，例如皂角苷；海藻酸和海藻酸衍生物例如海藻酸丙二醇酯、三乙醇胺海藻酸 鹽、和海藻酸銨；和纖維素衍生物，例如甲基纖維素、羧甲基纖維素、羥乙基纖維素和乙基羥 基纖維素。聚合物型分散劑(包括合成聚合物型分散劑)的具體實(shí)例包括聚乙烯醇，例如 來自DuPont的Elvanols、來自Celanese的Celvoline ；聚乙烯吡咯烷酮，例如來自BASF的 Luvatec、來自ISP的Kollidon和Plasdone、以及PVP-K (Glide)；丙烯酸類或甲基丙烯酸類 樹脂(通常寫作“(甲基)丙烯酸類”)，例如聚(甲基)丙烯酸(來自Lyondell的Ethacryl 系列，來自Alco的Alcosperse)、丙烯酸-(甲基)丙烯腈共聚物、(甲基)丙烯酸鉀_(甲 基)丙烯腈共聚物、乙酸乙烯酯_(甲基)丙烯酸酯共聚物和(甲基)丙烯酸_(甲基)丙烯 酸酯共聚物；苯乙烯-丙烯酸類或甲基丙烯酸類樹脂，例如苯乙烯_(甲基)丙烯酸共聚物 如來自自BASF的Joncryl系列、來自Noveon的Carbomers ；苯乙烯-(甲基)丙烯酸_(甲 基)丙烯酸酯共聚物，例如來自BASF的Joncryl聚合物；苯乙烯-α -甲基苯乙烯-(甲基) 丙烯酸共聚物、苯乙烯-α _甲基苯乙烯_(甲基)丙烯酸_(甲基)丙烯酸酯共聚物；苯乙 烯_馬來酸共聚物；苯乙烯-馬來酸酐共聚物，例如來自Sartomer的SMA 樹脂，其可在水 中水解；乙烯基萘-丙烯酸或甲基丙烯酸共聚物；乙烯基萘-馬來酸共聚物；和乙酸乙烯酯 共聚物，例如乙酸乙烯酯-乙烯共聚物、乙酸乙烯酯-脂肪酸乙烯基乙烯共聚物、乙酸乙烯 酯_馬來酸酯共聚物、乙酸乙烯酯_巴豆酸共聚物和乙酸乙烯酯_丙烯酸共聚物；及其鹽。 在來自Degussa的Tego產(chǎn)品、來自Lyondell的Ethacryl產(chǎn)品、來自BASF的Joncryl聚合 物、來自Ciba的EFKA分散劑、和BYK Chemie的Disperbyk與Byk分散劑中包括了可用于 噴墨油墨中的分散劑和添加劑的聚合物(例如以上列出的那些)、變型和相關(guān)材料。還可將濕潤劑和水溶性有機(jī)化合物加入到本發(fā)明的噴墨油墨組合物中，特別是為 了防止噴嘴堵塞的目的以及為了提供紙張滲透(滲透劑)、改善的干燥(干燥促進(jìn)劑)、和 防皺性質(zhì)?？墒褂玫臐駶檮┖推渌苄曰衔锏木唧w實(shí)例包括低分子量二醇，例如乙二 醇、二甘醇、三甘醇、四甘醇和一縮二丙二醇；含有約2 約40個(gè)碳原子的二元醇，例如1， 3_ 戊二醇、1，4-丁二醇、1，5-戊二醇、1，4-戊二醇、1，6-己二醇、1，5-己二醇、2，6-己二醇、 新戊二醇(2，2- 二甲基-1，3-丙二醇)、1，3-丙二醇、1，4- 丁二醇、1，5-戊二醇、1，6-己二醇、1，2，6_己三醇、聚(乙烯_共聚-丙烯)二醇等、以及它們與環(huán)氧烷烴的反應(yīng)產(chǎn)物，所述 環(huán)氧烷烴包括環(huán)氧乙烷，包括環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷；含有約3 約40個(gè)碳原子的三元醇衍 生物，包括甘油、三羥甲基丙烷、1，3，5_戊三醇、1，2，6_己三醇等以及它們與環(huán)氧烷烴的反 應(yīng)產(chǎn)物，所述環(huán)氧烷烴包括環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷、和其混合物；新戊二醇、(2，2_ 二甲基-1， 3-丙二醇)等，以及它們與環(huán)氧烷烴的反應(yīng)產(chǎn)物，所述環(huán)氧烷烴包括任意所需摩爾比率的 環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷以形成具有各種分子量的材料；硫二甘醇；季戊四醇和低級(jí)醇例如乙 醇、丙醇、異丙醇、正丁醇、仲丁醇、和叔丁醇、2-丙炔-1-醇(炔丙醇)、2_ 丁烯-1-醇、3-丁 烯-2-醇、3-丁炔-2-醇、和環(huán)丙醇；酰胺，例如二甲基甲酰胺和二甲基乙酰胺；酮或酮醇， 例如丙酮和二丙酮醇；醚，例如四氫呋喃和二 11惡烷；溶纖劑，例如乙二醇單甲醚和乙二醇 單乙醚、三甘醇單甲(或單乙)醚；卡必醇例如二甘醇單甲醚、二甘醇單乙醚、和二甘醇單 丁醚；內(nèi)酰胺，例如2-吡咯烷酮、N-甲基-2-吡咯烷酮和ε -己內(nèi)酰胺；脲和脲衍生物；內(nèi) 鹽例如甜菜堿等；上述材料的硫代(硫)衍生物，包括ι-丁硫醇、叔丁硫醇、ι-甲基-ι-丙 硫醇、2-甲基-1-丙硫醇、2-甲基-2-丙硫醇、硫代環(huán)丙醇、硫代乙二醇、硫代二甘醇、三硫 代-或二硫代_ 二甘醇等；羥基酰胺衍生物，包括乙?；掖及贰⒁阴；及贰⒈然?醇胺、丙基羧基丙醇胺等；上述材料與環(huán)氧烷烴的反應(yīng)產(chǎn)物；及其混合物。另外的實(shí)例包括 糖類，例如麥芽糖醇、山梨糖醇、葡糖酸內(nèi)酯和麥芽糖；多元醇，例如三羥甲基丙烷和三羥甲 基乙烷；N-甲基-2-吡咯烷酮；1，3- 二甲基-2-咪唑烷酮；含有約2 約40個(gè)碳原子的亞 砜衍生物，包括二烷基硫醚(對稱和不對稱的亞砜)例如二甲亞砜、甲基乙基亞砜、烷基苯 基亞砜等；和含有約2 約40個(gè)碳原子的砜衍生物(對稱和不對稱的砜)，例如二甲基砜、 甲基乙基砜、環(huán)丁砜(四亞甲基砜，其為環(huán)狀砜)、二烷基砜、烷基苯基砜、二甲基砜、甲基乙 基砜、二乙基砜、乙基丙基砜、甲基苯基砜、甲基環(huán)丁砜、二甲基環(huán)丁砜等。這樣的材料可單 獨(dú)使用或組合使用。還可將殺生物劑和/或殺菌劑(fungicide)加入到本發(fā)明的噴墨油墨組合物中。 殺生物劑對于防止細(xì)菌生長是重要的，因?yàn)榧?xì)菌通常比油墨噴嘴大并且可引起堵塞以及其 它印刷問題。有用的殺生物劑的實(shí)例包括，但不限于苯甲酸鹽或山梨酸鹽、和異噻唑啉酮。還可將各種聚合物型粘合劑與本發(fā)明的噴墨油墨組合物一起使用以調(diào)節(jié)所述組 合物的粘度以及提供其它所需性質(zhì)。合適的聚合物型粘合劑包括，但不限于水溶性聚 合物和共聚物，例如阿拉伯膠、聚丙烯酸鹽、聚甲基丙烯酸鹽、聚乙烯醇(來自DuPont的 Elvanols、來自Celanese的Celvoline)、羥基丙烯纖維素、羥乙基纖維素、聚乙烯吡咯烷酮 (例如來自 BASF 的 Luvatec、來自 ISP 的 Kollidon 和 Plasdone、以及 PVP-K(Glide))、聚 乙烯基醚、淀粉、多糖、使用或者未使用環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷進(jìn)行衍生的聚乙烯亞胺，等等， 所述聚乙烯亞胺包括 Discole 系列(DKS International)、Jef famine 系列(Huntsman)。 水溶性聚合物化合物的另外實(shí)例包括上述的各種分散劑或表面活性劑，包括例如苯乙 烯_丙烯酸共聚物(例如來自BASF的Joncryl系列、來自Noveon的Carbomers)、苯乙 烯-丙烯酸-丙烯酸烷基酯三元共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸共聚物(例如來自BASF的 Joncryl系列)、苯乙烯-馬來酸共聚物(例如來自Sartomer的SMA 樹脂)、苯乙烯-馬 來酸_丙烯酸烷基酯三元共聚物、苯乙烯_甲基丙烯酸_丙烯酸烷基酯三元共聚物、苯乙 烯_馬來酸半酯共聚物、乙烯基萘_丙烯酸共聚物、海藻酸、聚丙烯酸或它們的鹽和它們的 衍生物。此外，所述粘合劑可以分散體或膠乳形式添加或者存在。例如，所述聚合物型粘合劑可為丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯共聚物(例如來自NSM Neoresins的NeoCryl材料、來 自Alberdingk-Boley的AC和AS聚合物)的膠乳或者可為能水分散的聚氨酯(例如來自 Alberdingk-Boley的ABU)或聚酯(例如得自Eastman Chemical的AQ聚合物)。在來自 Lyondell 的 Ethacryl 產(chǎn)品、來自 BASF 的 Joncryl 聚合物、來自 NSM Neoresins 的 NeoCryl 材料、以及Alberdingk-Boley的AC和AS聚合物中包括了可用于噴墨油墨中的粘合劑的聚 合物(例如以上列出的那些)、變型和相關(guān)材料。還可使用用于控制或調(diào)節(jié)本發(fā)明噴墨油墨組合物的pH的各種添加劑。合適的pH 調(diào)節(jié)劑的實(shí)例包括各種胺例如二乙醇胺和三乙醇胺以及各種氫氧化物試劑。氫氧化物試劑 是任何包含OH—離子的試劑，例如具有氫氧根抗衡離子的鹽。實(shí)例包括氫氧化鈉、氫氧化鉀、 氫氧化鋰、氫氧化銨、和氫氧化四甲基銨。還可使用其它氫氧化物鹽和氫氧化物試劑的混合 物。此外，也可使用在含水介質(zhì)中產(chǎn)生0H—離子的其它堿性試劑。實(shí)例包括碳酸鹽，例如 碳酸鈉；碳酸氫鹽，例如碳酸氫鈉，和醇鹽，例如甲醇鈉和乙醇鈉。還可加入緩沖劑。此外，本發(fā)明的噴墨油墨組合物可進(jìn)一步引入常規(guī)染料以改變色平衡和調(diào)節(jié)光學(xué) 密度。這樣的染料包括食品染料；FD&C染料；酸性染料；直接染料；活性染料；酞菁磺酸的 衍生物，包括酞菁銅衍生物、酞菁磺酸的鈉鹽、銨鹽、鉀鹽、鋰鹽等?？蓪娔湍M合物進(jìn)行純化和/或分級(jí)以除去可由于使用本領(lǐng)域中已知的任 何方法(包括，例如，使用膜的超濾/滲濾、反滲透和離子交換)的制造過程而共存在的雜 質(zhì)和其它不合乎需要的游離物質(zhì)。而且，可使噴墨油墨組合物經(jīng)歷分級(jí)步驟，例如過濾、離 心分離、或者這兩種方法的組合以基本上除去具有大于例如約1.0微米的尺寸的顆粒。以 這種方式，可除去不想要的雜質(zhì)或不合乎需要的大顆粒以制造具有良好總體性質(zhì)的噴墨油 墨組合物。本發(fā)明將通過以下旨在僅為示例性性質(zhì)的實(shí)施例而進(jìn)一步闡明。實(shí)施例對于下列實(shí)施例中的每一個(gè)而言，Black Pearls 炭黑(BP700)(可得自 Cabot Corporation)、SS4(可得自Degussa)以及有色顏料濾餅顏料黃74 (PY74)、顏料 藍(lán) 15:4(PB15:4)和顏料紅 122(PR122)(可得自 Sun Chemical Company)與 Joncryl 683 (J683，可得自BASF)、以及五亞乙基六胺(PEHA)、六亞甲基二胺(HMDA)和無水甲醇(各 自可得自Aldrich Chemical Company并且在沒有進(jìn)一步純化的情況下使用)一起使用。實(shí)施例1 17和對比例1 4下列實(shí)施例涉及本發(fā)明的其中通過如下制備顏料組合物的實(shí)施方式將多元胺和 顏料組合以形成經(jīng)涂覆的顏料，并且將該經(jīng)涂覆的顏料和至少一種具有至少一個(gè)羧酸基團(tuán) 或其鹽的聚合物組合以形成顏料組合物。如下制備實(shí)施例1的顏料組合物。將70g BP700懸浮在300mL無水甲醇中并置 于IL單頸圓底燒瓶中。向該被攪拌的處于室溫下的混合物中添加2. Ig PEHA(3份/100份 (PPh)，基于顏料的量)。繼續(xù)攪拌15分鐘，然后在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器上在50°C下在真空中去除溶 劑。將所得粉末在真空烘箱中在50°C下真空干燥過夜，得到經(jīng)涂覆的顏料粉末。將Brabender高剪切混合機(jī)預(yù)熱至140°C，并且在攪拌下向其中添加45g J683，以 形成聚合物熔體。然后將15g經(jīng)涂覆的顏料以約5分鐘添加到熔融的聚合物中。將該混合 物的溫度調(diào)節(jié)至約160°C并混合60分鐘。然后使混合機(jī)停下來，并且將內(nèi)容物冷卻至環(huán)境
14溫度。在冷卻后，立即使用轉(zhuǎn)子/定子混合裝置將所得固體殘余物分散在含有NaOH(其 量相當(dāng)于聚合物酸值的1.1倍)的去離子水中。然后通過如下對該分散體進(jìn)行純化使用 10倍體積的0. IM NaOH溶液以及隨后的充足體積的去離子水進(jìn)行滲濾以去除可溶性雜質(zhì)， 直至滲透物的電導(dǎo)率小于或等于250μ S。進(jìn)行另外的粉碎(超聲處理)和/或離心分離 以形成本發(fā)明的具有小于200nm最終粒度的顏料組合物的穩(wěn)定分散體(10 15%的固體 物)。發(fā)現(xiàn)該分散體具有使用離子選擇電極測量的13895ppm的鈉(以固體物計(jì))，表明留 在顏料組合物中的J683的存在。這些結(jié)果也示于下表1中。使用實(shí)施例1描述的程序，以不同的顏料類型、不同量的多元胺(PEHA)、不同的聚 合物與顏料之比(具有至少一個(gè)羧酸基團(tuán)或其鹽的聚合物(J683)的重量與經(jīng)涂覆的顏料 的重量之比)和/或不同的混合條件制備實(shí)施例2 17的顏料組合物。各實(shí)施例的細(xì)節(jié) 與相應(yīng)測量的鈉含量一起示于下表1中。還使用實(shí)施例1描述的程序制備對比顏料組合物 (對比例1 4)，其具體組分、條件和所得鈉含量示于下表1中。對這些對比顏料組合物中 的每一種，使用Haake高剪切混合機(jī)，并且不包含多元胺(PEHA)。因而，在與聚合物熔體組 合之前沒有形成經(jīng)涂覆的顏料。表 1
1權(quán)利要求
制備顏料組合物的方法，包括如下步驟i)將多元胺和顏料組合以形成經(jīng)涂覆的顏料；和ii)將所述經(jīng)涂覆的顏料和至少一種具有至少一個(gè)羧酸基團(tuán)或其鹽的聚合物組合以形成顏料組合物，其中所述聚合物為聚合物熔體的形式。
2.權(quán)利要求1的方法，其中所述多元胺為在第一溶劑中的溶液的形式，且其中所述方 法進(jìn)一步包括去除所述第一溶劑以形成所述經(jīng)涂覆的顏料的步驟，其中所述第一溶劑為非 水性溶劑。
3.權(quán)利要求1的方法，其中所述顏料為該顏料在第二溶劑中的分散體的形式，且其中 所述方法進(jìn)一步包括去除所述第二溶劑以形成所述經(jīng)涂覆的顏料的步驟，其中所述第二溶 劑為水性溶劑。
4.權(quán)利要求1的方法，其中所述顏料為改性碳產(chǎn)品，其包括連接有至少一個(gè)有機(jī)基團(tuán) 的碳產(chǎn)品，且其中所述有機(jī)基團(tuán)包括至少一個(gè)烷基胺基團(tuán)。
5.權(quán)利要求1的方法，其中所述聚合物熔體包括具有至少一個(gè)羧酸基團(tuán)或其鹽的第 一聚合物以及具有至少一個(gè)羧酸基團(tuán)或其鹽的第二聚合物，其中所述第一聚合物具有約 20 約100的酸值且其中所述第二聚合物具有約110 約400的酸值。
6.權(quán)利要求1的方法，其中所述聚合物熔體包括具有至少一個(gè)羧酸基團(tuán)或其鹽的第一 聚合物以及具有至少一個(gè)能夠與氨基反應(yīng)的非羧酸基團(tuán)或其鹽的第二聚合物。
7.權(quán)利要求1的方法，其中將所述經(jīng)涂覆的顏料和所述聚合物熔體在高強(qiáng)度混合條件 下組合。
8.權(quán)利要求1的方法，其中所述經(jīng)涂覆的顏料包括吸附到所述顏料上的所述多元胺。
9.權(quán)利要求1的方法，其中所述經(jīng)涂覆的顏料包括所述多元胺和所述顏料的反應(yīng)產(chǎn)物。
10.權(quán)利要求1的方法，其中所述顏料組合物包括所述經(jīng)涂覆的顏料和所述聚合物的 反應(yīng)產(chǎn)物。
11.制備顏料組合物的方法，包括如下步驟 i)將多元胺和顏料組合以形成經(jīng)涂覆的顏料； )將所述經(jīng)涂覆的顏料和至少一種具有至少一個(gè)羧酸基團(tuán)或其鹽的聚合物組合以形 成混合物，和iii)將所述混合物加熱至足以使所述聚合物熔融的溫度以形成所述顏料組合物。
12.制備顏料組合物的方法，包括如下步驟i)形成具有至少一個(gè)羧酸基團(tuán)或其鹽的聚合物的熔體；和 )將多元胺和顏料以任意順序加入到所述聚合物的熔體中以形成所述聚合物組合物。
13.制備顏料組合物的方法，包括如下步驟i)將具有至少一個(gè)羧酸基團(tuán)或其鹽的聚合物、多元胺和顏料以任意順序組合以形成混 合物；和 )將該混合物加熱至足以使所述聚合物熔融的溫度以形成所述聚合物組合物。
14.顏料組合物，其包括經(jīng)涂覆的顏料和至少一種具有至少一個(gè)羧酸基團(tuán)或其鹽的聚 合物的組合產(chǎn)物，其中所述經(jīng)涂覆的顏料包括多元胺和顏料的組合產(chǎn)物。
15.權(quán)利要求14的顏料組合物，其中所述經(jīng)涂覆的顏料和所述聚合物的組合產(chǎn)物包括 所述經(jīng)涂覆的顏料和所述聚合物的反應(yīng)產(chǎn)物。
16.權(quán)利要求14的顏料組合物，其中所述多元胺和所述顏料的組合產(chǎn)物包括吸附到所 述顏料上的所述多元胺。
17.權(quán)利要求14的顏料組合物，其中所述多元胺和所述顏料的組合產(chǎn)物包括所述多元 胺和所述顏料的反應(yīng)產(chǎn)物。
18.權(quán)利要求14的顏料組合物，其中所述顏料組合物包括吸附有或連接有至少一種已 反應(yīng)的聚合物的顏料，其中所述已反應(yīng)的聚合物的重均分子量為所述聚合物的重均分子量 的至少10倍大。
19.權(quán)利要求14的顏料組合物，其中所述顏料組合物包括吸附有或連接有至少一種已 反應(yīng)的聚合物的顏料，其中所述已反應(yīng)的聚合物以基于所述顏料組合物總重量的約20重 量％ 約50重量％的量存在。
20.噴墨油墨組合物，其包含a)液體載色劑和b)包括經(jīng)涂覆的顏料和至少一種具有 至少一個(gè)羧酸基團(tuán)或其鹽的聚合物的組合產(chǎn)物的顏料組合物，其中所述經(jīng)涂覆的顏料包括 多元胺和顏料的組合產(chǎn)物。
21.權(quán)利要求20的噴墨油墨組合物，其中所述經(jīng)涂覆的顏料和所述聚合物的組合產(chǎn)物 包括所述經(jīng)涂覆的顏料和所述聚合物的反應(yīng)產(chǎn)物。
22.權(quán)利要求20的噴墨油墨組合物，其中所述多元胺和所述顏料的組合產(chǎn)物包括吸附 到所述顏料上的所述多元胺。
23.權(quán)利要求20的噴墨油墨組合物，其中所述多元胺和所述顏料的組合產(chǎn)物包括所述 多元胺和所述顏料的反應(yīng)產(chǎn)物。
24.權(quán)利要求20的噴墨油墨組合物，其中所述顏料組合物包括吸附有或連接有至少一 種已反應(yīng)的聚合物的顏料，其中所述已反應(yīng)的聚合物的重均分子量為所述聚合物的重均分 子量的至少10倍大。
25.權(quán)利要求20的噴墨油墨組合物，其中所述顏料組合物包括吸附有或連接有至少一 種已反應(yīng)的聚合物的顏料，其中所述已反應(yīng)的聚合物以基于所述顏料組合物總重量的約20重量％ 約50重量％的量存在。
全文摘要
本發(fā)明涉及制備顏料組合物的方法，該方法包括將至少一種多元胺、至少一種顏料、以及至少一種具有至少一個(gè)羧酸基團(tuán)或其鹽的聚合物組合的步驟。本發(fā)明公開了該方法的各種實(shí)施方式。本發(fā)明進(jìn)一步涉及顏料組合物及其用途，例如噴墨油墨組合物。
文檔編號(hào)C09D11/00GK101939385SQ200880126493
公開日2011年1月5日 申請日期2008年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月7日
發(fā)明者保羅·S·帕隆博, 戴夫·S·波普, 約翰·馬修 申請人:卡伯特公司