低粘度、高顆粒填充的分散體制造技術

本發明專利技術涉及包含顆粒材料和溶劑以及任選的分散劑的分散體。所述溶劑具有低的介電常數，并且所述顆粒材料以高的填充量存在。已經發現所得的分散體即使在高顆粒材料填充下也是穩定的且具有低的粘度。還公開了這些分散體的各種用途。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及包含顆粒材料和溶劑的低粘度分散體。
技術介紹
顏料是細分散的不溶固體顆粒，其通常單獨地不容易可分散在液體載體 中。已經開發了可提供穩定顏料分散體的多種技術。例如，可將分散劑加入 到顏料以改善其在特定介質中的分散性。分散劑的實例包括水溶性聚合物和 表面活性劑。分散劑的選擇取決于許多因素，包括顏料的形態學和化學性質以及顏料 將分散在其中的液體載體(樹脂或粘合劑和/或溶劑)的類型。然而，分散劑經 常可對于性質例如彩色顯影和粘度具有負面影響。這在高顏料填充量例如大于10%顏料下是特別正確的。例如，沒有高含量的分散劑，高表面積顏料通常難以分散，但這種高含量的分散劑經常導致分散體粘度的無法接受的增 加。因此，必須對于使用的組分調節分散劑的量以獲得具有良好總體性質的 分散體組合物。還開發了包括改性著色顏料的改性顏料，其提供具有改進性質的可分散顏料組合物例如油墨和涂料。例如，美國專利No. 5,851,280公開了將有機基 團連接到顏料上的方法，包括例如經由重氮反應的連接，其中該有機基團是 重氮鹽的一部分。所得的表面改性顏料可用于多種應用，例如油墨、噴墨油 墨、涂料、調色劑、塑料、橡膠等。美國專利No. 5,885,335描述了在含水和 非水油墨和涂料組合物中以規定水平使用具有連接的離子和/或可離子化基 團的改性顏料。而且，美國專利No. 5,713,988和5,698,0916描述了可用于非 水油墨和涂料中的具有各種類型連接基團的改性顏料。而且，PCT國際公開 No. WO 01/51566描述了通過使第一種化學基團和第二種化學基團反應以形 成具有連接的第三種化學基團的顏料來制造改性顏料的方法。該第一種化學 基團包括至少一種親核試劑且第二種化學基團包括至少一種親電子試劑，反 之亦然。該方法可用于例如制備具有連接的聚合基團的改性顏料，其可用于5油墨組合物和特別是噴墨油墨組合物。然而，雖然這些方法可用于制造可分散于多種類型非水組合物中的離子 改性顏料，但預計這些組合物在非水溶劑中將具有高粘度，特別在高填充量 的情況下。其原因是連接到顏料的可帶電基團預計在非水體系中不帶電并因 此彼此相互作用，從而增加粘度。雖然這種高粘度體系在一些應用中可為有 用的，但較低粘度通常是更期望的，因為例如它們更容易處理且可使用包括 噴墨打印、浸涂等的多種技術進行涂布。因此，雖然這些方法提供了包括具有連接基團的改性顏料的顏料分散 體，但仍需要具有改善性質例如粘度的顏料分散體，尤其是具有高顏料填充 的那些，從而提供對在前的改進顏料的有利替代物。
技術實現思路
本專利技術涉及包含顆粒材料和溶劑的分散體。基于該分散體的總重量，該顆粒材料以>25重量％的量存在，該溶劑的介電常數《50，且該分散體是粘 度<50 cP的穩定分散體。本專利技術還涉及包含顆粒材料、分散劑和溶劑的分散體。該分散體可通過 以任何順序將顆粒材料、分散劑和溶劑組合而制備。基于該分散體的總重量， 該顆粒材料以>10重量％的量存在，該溶劑的介電常數《50,且該分散體是 粘度《50 cP的穩定分散體。優選，i)所述顆粒材料是包括具有連接的至少 一種陰離子或可陰離子化基團的顏料的改性顏料，且所述分"f丈劑包括至少一 種陽離子或可陽離子化基團；ii)所述顆粒材料是包括具有連接的至少一種 陽離子或可陽離子化基團的顏料的改性顏料，且所述分散劑包括至少一種陰 離子或可陰離子化基團；或者iii)所述顆粒材料是包括具有連接的至少一種 陰離子或可陰離子化基團的顏料的改性顏料，且所述分散劑包括至少一種陰 離子或可陰離子化基團。要理解上述概括描述和下列具體描述僅是示例性和說明性的且旨在提 供所要求保護的本專利技術的進一 步說明。具體實施例方式本專利技術涉及顆粒材料在溶劑中的分散體。該分散體即使在顆粒材料的高 填充量的情況下也是穩定的且具有低的粘度。優選，該分散體的粘度為《506CP且可使用現有技術中任何已知的方法測量。本專利技術的分散體中使用的顆粒材料可以是有機的、無機的或兩者的組 合。例如，該顆粒材料可以是本領域技術人員常規用于油墨、涂料等的任意 類型的顏料，例如碳質顏料和有機著色顏料，包括含有藍色、黑色、褐色、 青色、綠色、白色、紫色、品紅色、紅色、橙色或黃色顏料的顏料。還可使 用不同顏料的混合物。合適的碳質顏料的實例包括碳產品例如石墨、石墨烯、 炭黑、玻璃碳、碳纖維、活性炭、活性碳、和碳納米管。碳可以是晶體或無定形類型。上述的細分散形式是優選的；而且，可利用不同碳的混合物。這些碳產品中優選炭黑。碳質顏料的代表性實例包括各種炭黑(顏料黑7)例如槽黑、爐黑和燈黑， 并且包括例如可得自Cabot Corporation以商標Rega產、Black Pearls 、Elftex 、 Monarch 、 Mogul②和Vulcan 出售的炭黑(例如Black Pearls 2000、 Black Pearls 1400、 Black Pearls 1300、 Black Pearls 1100、 Black Pearls 1000、 Black Pearls 900、 Black Pearls 880、 Black Pearls 800、 Black Pearls 700、 Black Pearls L 、 Elftex 8 、 Monarch 1400 、 Monarch 1300、 Monarch 1100、 Monarch 1000、 Monarch 900、 Monarch 880、 Monarch 800、 Monarch 700、 Mogul L、 Regal 330、 Regal 400、 Vulcan⑧P)。有機著色顏料的合適類型包括例如 蒽醌、酞菁藍、酞菁綠、重氮、單偶氮、皮蒽酮、二萘嵌苯、雜環黃、喹諾 酮并喹諾酮(quinolonoquinolones)、會吖啶酮和(硫)散類。這種顏料以粉末或 濾餅開j式從包括BASF Corporation、 Engelhard Corporation和Sun Chemical Corporation的大量來源可商購。其它合適的著色顏料的實例描述于Colour Index, 第三版(The Society of Dyers and Colourists， 1982)。該顆粒材料也可以是已經使用氧化劑氧化以在表面上引入離子和/或可 離子化基團的碳質材料例如炭黑。可使用任意上述的炭黑。已經發現以這種 方式制備的氧化碳質顏料例如氧化炭黑在表面上具有較高程度的含氧基團。 氧化劑包括，但不限于，氧氣、臭氧、過氧化物例如過氧化氫、過硫酸鹽(包 括過碌"酸鈉、鉀或銨)、次卣酸鹽(hypohalite)如次氯酸鈉、氧化酸如硝酸、和 含有過渡金屬的氧化劑例如高錳酸鹽、四氧化鋨、氧化鉻、或硝酸鈰銨。還 可使用氧化劑的混合物，尤其是氣體氧化劑(例如氧氣和臭氧)的混合物。另 外，還可使用利用將離子或可離子化基團引入到顏料表面上其它表面改性方 法例如氯化和磺酰化制備的碳質顏料例如炭黑。7顆粒材料還可以是包括具有連接的至少 一種有機基團的顏料的改性顏 料，其中該有機基團包含至少一種離子基團、至少一種可離子化基團、或其 混合本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種分散體，其通過以任何順序將顆粒材料、分散劑和溶劑組合而制備，其中　ａ）所述溶劑的介電常數≤５０；　ｂ）所述分散體是粘度≤５０ｃＰ的穩定分散體；和　ｃ）基于所述分散體的總重量，所述顆粒材料以≥１０重量％的量存在，和其中　 　ｉ）所述顆粒材料是包括具有連接的至少一種陰離子或可陰離子化基團的顏料的改性顏料，且所述分散劑包括至少一種陽離子或可陽離子化基團；　ｉｉ）所述顆粒材料是包括具有連接的至少一種陽離子或可陽離子化基團的顏料的改性顏料，且所述分散劑包括 至少一種陰離子或可陰離子化基團；或　ｉｉｉ）所述顆粒材料是包括具有連接的至少一種陰離子或可陰離子化基團的顏料的改性顏料，且所述分散劑包括至少一種陰離子或可陰離子化基團。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：阿加莎格洛斯基爾利迪斯，安妮K希姆，蘭古延，尤金N斯特普，
申請(專利權)人：卡伯特公司，
類型：發明
國別省市：US[美國]