一种改质色料及其制备方法、含改质色料的水性分散体及其应用与流程

本发明属于分散体，具体涉及一种改质色料及其制备方法、含改质色料的水性分散体及其应用。

背景技术：

1、色料分散体应用在许多行业，例如涂料、印刷油墨、纺织印花、显示器、喷墨墨水等。这些分散体中的色料，因其表面呈疏水性，且不溶于水，因此，需要对其表面进行亲水化改质才能使其稳定地分散在水中。一般采用添加分散剂的方法提高色料表面的亲水性。利用分散剂具有亲色料的锚定基团与亲水性的可溶化基团，锚定基团对色料进行吸附，再由分散剂的可溶化基团产生亲水化，以及形成空间障碍或静电斥力使色料分散稳定。这种方法能够在一定程度上对不溶于水的色料起到分散效果。

2、但是由于色料分散体中还含有其他助剂，例如醇醚类溶剂、润湿剂或表面张力调节剂等，这些助剂极易与分散剂发生竞争吸附而导致分散剂脱附失效。此外，高温环境也导致分散剂与色料之间的吸附作用变弱，引起分散剂热脱附。因此，对于稳定性要求高的分散体，分散剂脱附的问题限制了很多功能助剂的添加，导致墨水的功能无法得到有效提升，或是引起墨水稳定性差的问题。

3、公开号为cn1322228a的专利中记载了含羟基(氢氧化物基团)分散剂与交联剂(二异氰酸酯)进行交联反应，形成束缚色料的包封网状结构。藉由交联反应将分散剂束缚在色料表面，进而达到抑制分散剂脱附的效果。但是，二异氰酸酯是由光气合成，生产危险性极高，同时其具有高活性，容易与水起反应，导致交联包覆不完全，此外，二异氰酸酯与水反应生成的胺基副产物会进一步干扰交联反应，导致色料的分散稳定性达不到预期的改善效果。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提供一种改质色料及其制备方法、含改质色料的水性分散体及其应用。本发明提供的改质色料形成的水性分散体能够避免分散剂脱附，同时能够有效提高色料的分散稳定性。

2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、本发明提供了一种改质色料，包括色料和位于所述色料表面的包覆物；所述包覆物由含羟基分散剂和含醛基交联剂经缩醛化反应形成；所述含羟基分散剂含有亲水性可溶化链段和疏水锚定链段；

4、所述含羟基分散剂至少含有2个可交联的羟基；所述含醛基交联剂至少含有2个可交联的醛基。

5、优选的，所述含醛基交联剂包括二醛类交联剂和/或羟醛单体封端的异氰酸酯交联剂。

6、优选的，所述色料和包覆物的质量比为(1～4)：(1～6)。

7、本发明提供了上述方案所述的改质色料，所述含羟基分散剂的制备方法包括以下步骤：

8、在惰性气氛下，将羟基单体、第一有机溶剂、锚定基单体、可溶化基单体及引发剂混合，进行聚合反应，得到所述含羟基分散剂。

9、优选的，所述羟基单体包括丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟丁酯、甲基丙烯酸羟丁酯、2-羟-3-苯氧基丙基丙烯酸酯、聚乙二醇单甲基丙烯酸酯、3-羟基-2-甲基丙烯、3-烯丙氧基-1,2-丙二醇、烯丙基-d-吡喃葡萄糖苷、4-烯丙基儿茶酚、3-烯丙氧基-2-羟基-1-丙磺酸、2-烯丙氧基甲基-2-羟甲基丙烷-1,3-二醇、三羟甲基丙烷烯丙醚和丁烯二醇中的一种或几种；

10、所述锚定基单体包括苯乙烯和/或疏水性丙烯酸酯；

11、所述可溶化基单体包括亲水性离子单体和/或亲水性非离子单体。

12、本发明提供了上述方案所述改质色料的制备方法，包括以下步骤：

13、将水、含羟基分散剂和色料混合，得到预分散溶液；

14、将所述预分散溶液与含醛基交联剂混合，进行缩醛化反应，得到所述改质色料。

15、优选的，以重量份数计，所述色料为10～40份；所述含羟基分散剂为5～40份；所述含醛基交联剂为1～25份。

16、本发明提供了一种含改质色料的水性分散体，包括水和上述方案所述的改质色料或上述方案所述制备方法制备得到的改质色料。

17、优选的，还包括助剂；所述助剂包括杀菌剂、润湿剂、保湿剂、渗透剂、表面张力调整剂、ph调整剂、消泡剂和流平剂中的一种或几种。

18、本发明提供了上述方案所述含改质色料的水性分散体在涂料、印刷油墨、纺织印花、显示器或喷墨墨水中的应用。

19、本发明提供了一种改质色料，包括色料和位于所述色料表面的包覆物；所述包覆物由含羟基分散剂和含醛基交联剂经缩醛化反应形成；所述含羟基分散剂含有亲水性可溶化链段和疏水锚定链段；所述含羟基分散剂至少含有2个可交联的羟基；所述含醛基交联剂至少含有2个可交联的醛基。

20、本发明通过使用含有亲水性可溶化链段和锚定链段的含羟基分散剂，从而在包覆物中引入亲水性可溶化链段和疏水锚定链段，其中，疏水锚定链段能有效吸附在色料表面，亲水性可溶化链段产生亲水化，以及形成空间障碍或静电斥力使色料分散稳定。本发明采用含醛基交联剂，利用1个醛基分子与2个羟基分子进行缩合反应，得到交联包覆的功效；另外，要形成交联结构需要含醛基交联剂的分子两端都进行缩醛化反应，连接不同的含羟基分散剂形成包覆。醛基交联剂本身安定，可以由羟基氧化或羧基氢化得到，制造或储存的要求容易达到。此外，醛基不会与水起反应，不会产生副产物，适用水性系统。同时，本发明采用的羟醛交联反应生成醚基，在碱性下其键结较传统交联生成酯基或酰胺基更不容易水解失效，进而能够避免分散剂脱附，同时能够有效提高色料的分散稳定性。

21、进一步的，本发明所述含羟基分散剂中的可交联的羟基随机分布在分散剂结构任意位置，不限定于疏水锚定链段或亲水可溶化链段。本发明的含羟基分散剂上的阴或/和阳离子性可溶化基能藉由盐化增加水溶性，并能产生静电斥力使色料分散稳定，静电斥力的稳定作用强，且生产容易及成本低廉，能够很好地应用于制备稳定的分散体。此外，非离子可溶化基则能藉由分子链长，产生立体空间障碍，阻止色料絮凝，进而稳定分散体。非离子可溶化基的稳定性不易受酸碱或共同离子的影响，而离子性可溶化基的稳定性则易受到影响。

22、此外，本发明利用含羟基分散剂与含醛基交联剂进行包封网络交联反应，得到以分散剂包覆色料的分散体，能够避免因添加助剂或高温引起的分散剂脱附失效，同时有效提高色料的分散稳定性。

技术特征：

1.一种改质色料，其特征在于，包括色料和位于所述色料表面的包覆物；所述包覆物由含羟基分散剂和含醛基交联剂经缩醛化反应形成；所述含羟基分散剂含有亲水性可溶化链段和疏水锚定链段；

2.根据权利要求1所述的改质色料，其特征在于，所述含醛基交联剂包括二醛类交联剂和/或羟醛单体封端的异氰酸酯交联剂。

3.根据权利要求1所述的改质色料，其特征在于，所述色料和包覆物的质量比为(1～4)：(1～6)。

4.根据权利要求1所述的改质色料，其特征在于，所述含羟基分散剂的制备方法包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的改质色料，其特征在于，所述羟基单体包括丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟丁酯、甲基丙烯酸羟丁酯、2-羟-3-苯氧基丙基丙烯酸酯、聚乙二醇单甲基丙烯酸酯、3-羟基-2-甲基丙烯、3-烯丙氧基-1,2-丙二醇、烯丙基-d-吡喃葡萄糖苷、4-烯丙基儿茶酚、3-烯丙氧基-2-羟基-1-丙磺酸、2-烯丙氧基甲基-2-羟甲基丙烷-1,3-二醇、三羟甲基丙烷烯丙醚和丁烯二醇中的一种或几种；

6.权利要求1～5任意一项所述改质色料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，以重量份数计，所述色料为10～40份；所述含羟基分散剂为5～40份；所述含醛基交联剂为1～25份。

8.一种含改质色料的水性分散体，其特征在于，包括水和权利要求1～5任意一项所述的改质色料或权利要求6～7任意一项所述制备方法制备得到的改质色料。

9.根据权利要求8所述的水性分散体，其特征在于，还包括助剂；所述助剂包括杀菌剂、润湿剂、保湿剂、渗透剂、表面张力调整剂、ph调整剂、消泡剂和流平剂中的一种或几种。

10.权利要求8～9任意一项所述含改质色料的水性分散体在涂料、印刷油墨、纺织印花、显示器或喷墨墨水中的应用。

技术总结本发明提供了一种改质色料及其制备方法、含改质色料的水性分散体及其应用，属于分散体技术领域。本发明提供了一种改质色料，包括色料和位于所述色料表面的包覆物；所述包覆物由含羟基分散剂和含醛基交联剂经缩醛化反应形成；所述含羟基分散剂含有亲水性可溶化链段和疏水锚定链段；所述含羟基分散剂至少含有2个可交联的羟基；所述含醛基交联剂至少含有2个可交联的醛基。本发明利用含羟基分散剂与含醛基交联剂进行包封网络交联反应，得到以分散剂包覆色料的分散体，能够避免因添加助剂或高温引起的分散剂脱附失效，同时有效提高色料的分散稳定性。技术研发人员：刘明辉,张云杰,张金洪受保护的技术使用者：珠海传美讯新材料股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/13