CN1618898A - 使用路易斯酸制备可自分散着色剂的方法和包含该着色剂的墨水组合物 - Google Patents

使用路易斯酸制备可自分散着色剂的方法和包含该着色剂的墨水组合物 Download PDF

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Abstract

一种由下式(II)表示的可自分散着色剂，由在路易斯酸催化剂的存在下，通过由下式(I)表示的含亲水基团的卤化物和着色剂反应而将亲水基团引入着色剂而制备：X－L－R1…(I)；(着色剂)－L－R1…(II)其中L表示单键或－C(＝O)－；R1选自：取代或未取代的含亲水基团的C1－C20烷基、取代或未取代的含亲水基团的C6－C20芳基、取代或未取代的含亲水基团的C2－C20杂芳基和取代或未取代的含亲水基团的C7－C20芳基烷基；X是－F、－Br、－I和－Cl的其中一种。使用一步方法得到，含该可自分散着色剂的墨水组合物提供有效的长期储存稳定性和分散稳定性。

Description

使用路易斯酸制备可自分散着色剂的方法 和包含该着色剂的墨水组合物
相关申请的交叉引用
本申请要求了于2003年9月26日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.2003-66947的优先权，其披露内容在这里整个引作参考。
发明背景
1.发明领域
本发明涉及一种制备可自分散着色剂(self-dispersible coloring agent)的方法和一种包含该着色剂的墨水组合物，更特别地，涉及一种在路易斯酸(Lewis acid)作为催化剂的存在下，由通过含亲水基团的卤化物和着色剂反应将亲水基团引入着色剂而制备可自分散着色剂的方法。
2.相关技术的描述
通常，着色剂通过选择性地吸收或反射可见光而体现它们固有的颜色，并且归类为染料(dyestuffs)和颜料(pigments)。
染料溶于溶剂，并且用于任何将要染色的材料中，例如纤维、皮革、毛皮、纸，从而提供对日光、洗涤、摩擦等显著的不褪色性。颜料不溶于溶剂，是颗粒形式的着色剂，并且不吸收到将要染色的材料中，但通过物理方法(例如，粘附等)粘着到将要染色的材料表面，从而提供它们固有的颜色。
在制备颜料型墨水中，通常进行将包含着色剂的颜料分散于溶剂中。这里，颜料颗粒的尺寸、颗粒尺寸的分布和分散稳定性是影响颜料有效分散的重要因素。即使通过上述分散步骤分散的颜料颗粒被长期储存或者遭受到环境因素的变化，如温度变化，也不会发生颜料颗粒的聚集或沉淀。
大多数颜料型黑墨水使用炭黑(carbon black)作为着色剂。将炭黑分散于溶剂中用于使用分散剂的墨水的方法包括美国专利No.3,687,887中披露的使用苯乙烯-马来酸酐共聚物的分散方法，或美国专利No.4,697,794中披露的使用含有亲水基团例如羧酸、磺酸或硫酸盐的憎水性聚合物分散剂的分散方法。在美国专利Nos.5,229,786；5,172,133；5,160,370；5,184,148；或5,106,417中，通过结合羧酸而含有亲水基团的无规共聚物被用作分散剂。美国专利Nos.5,085,698和5,221,334采用其中使用亲水单体和憎水单体的AB-型嵌段共聚物或BAB-型嵌段共聚物(这里，A是亲水单体，B是憎水单体)作为分散剂，美国专利No.5,589,522使用接枝聚合物，美国专利Nos.4,959,661和5,125,968使用公知的乳化剂。
当为了分散炭黑而使用分散剂时，由于可以使用常用的分散剂，分散剂容易获得。然而，当使用水溶性分散剂以在水溶性介质中分散炭黑颜料时，水溶性分散剂可以物理吸附到炭黑的表面，从而，只有采用过量的分散剂可以获得颜料的分散效果。这样，由于必须使用与将要分散的颜料数量相比过量的水溶性分散剂，整个分散效率降低。由于分散剂没有有效地和稳定地粘着到颜料上，分散稳定性变得无效。从而，当制备使用分散剂的墨水时，长期储存稳定性降低以致于分散在墨水中的颗粒倾向于聚集或沉淀。当嵌段共聚物和接枝共聚物被用作分散剂时，制备分散剂需要高成本。当使用常用的乳化剂时，在分散过程期间出现过多的泡沫。
为了解决当使用分散剂和乳化剂时引起的问题，实施通过炭黑的表面改性而改进炭黑的分散。美国专利Nos.5,630,868和5,672,198披露了由通过炭黑颜料与重氮盐的反应将亲水基团引入炭黑的表面而改性炭黑颜料以形成可自分散颜料的方法。
然而，根据该方法，要求芳香胺在化合物的末端(distal end)，该化合物含有亲水基团并与颜料反应以将亲水基团传送给颜料。然而，这种含亲水基团的芳香胺化合物难以商购获得，并且在将化合物转化成重氮盐之后，该芳族化合物会与炭黑反应。这样，需要许多反应过程，并非单一的反应过程，并且方法的复杂性和方法的成本增加。
这样，需要一种可自分散着色剂，其不需使用其它分散剂而容易分散于含水液体介质中，其具有优良的储存稳定性和分散稳定性，并且其中着色剂的特征，例如体现颜色的能力、耐久性、耐光性等被改进，以及一种包含该着色剂的墨水组合物。
发明概述
本发明包括一种制备由下式(II)表示的可自分散着色剂的方法，由在路易斯酸催化剂的存在下，通过由下式(I)表示的含亲水基团的卤化物和着色剂反应而将亲水基团引入着色剂：
X-L-R1           …(I)
(着色剂)-L-R1    …(II)
其中L表示单键或-C(＝O)-；
R1选自：取代或未取代的含亲水基团的C1-C20烷基、取代或未取代的含亲水基团的C6-C20芳基、取代或未取代的含亲水基团的C2-C20杂芳基和取代或未取代的含亲水基团的C7-C20芳基烷基；
X是-F、-Br、-I和-Cl的其中一种。
亲水基团选自：-OA、-COOA、-SO2A、-SO2NH2、-SO2NHCOT1、-T2SO2A、-SO3A、-PO3NH2、-PO3A2、-NH2和-N(T1)2，其中A选自：氢原子、碱金属，和-Q1Q2Q3Q4，其中Q1、Q2、Q3或Q4各自是氢原子、C1-C20烷基或C6-C20芳基；T1是C1-C20烷基、C6-C20芳基或C2-C20杂芳基；T2是C1-C20亚烷基、C6-C20亚芳基或C2-C20杂亚芳基。
根据本发明的另一个方面，通过该方法制备包含可自分散着色剂的墨水组合物。
根据本方法，可自分散着色剂可以通过一步反应容易地且方便地获得。通过本发明的方法制备的可自分散着色剂不用其它的分散剂而容易地分散于含水介质中，并且提供优良的储存稳定性和分散稳定性，以及改进的体现颜色的能力、耐久性、耐光性等。
本发明的另外方面和/或优点将在下面的描述中部分阐述，并且一部分将从描述中明显看出，或者可以通过本发明的实践体会。
优选实施方案的详述
本发明将通过描述其实施方案而更详细地描述。
根据本发明的一个方面，一种制备由下式(II)表示的可自分散着色剂的方法，由在路易斯酸催化剂的存在下，通过由下式(I)表示的含亲水基团的卤化物和着色剂反应而将亲水基团引入着色剂：
X-L-R1           …(I)
(着色剂)-L-R1    …(II)
其中L表示单键或-C(＝O)-；
R1选自：取代或未取代的含亲水基团的C1-C20烷基、取代或未取代的含亲水基团的C6-C20芳基、取代或未取代的含亲水基团的C2-C20杂芳基和取代或未取代的含亲水基团的C7-C20芳基烷基；
X是-F、-Br、-I和-Cl的其中一种。
由该方法制备的式(II)的着色剂是一种可自分散着色剂，其中亲水基团结合到着色剂的表面。
亲水基团在引入颜料后经历与含水介质的静电相互作用，以使得含有该基团的颜料可以不需其它的分散剂而容易地分散于含水介质中。这种亲水基团可以是-OA、-COOA、-SO2A、-SO2NH2、-SO2NHCOT1、-T2SO2A、-SO3A、-PO3NH2、-PO3A2、-NH2或-N(T1)2，其中A可以是氢原子、碱金属，或-NQ1Q2Q3Q4，其中Q1、Q2、Q3或Q4各自是氢原子、C1-C20烷基或C6-C20芳基；T1是C1-C20烷基、C6-C20芳基或C2-C20杂芳基；T2是C1-C20亚烷基、C6-C20亚芳基或C2-C20杂亚芳基。然而，这种亲水基团并不限于上述例子，可以使用不相反影响本发明的可自分散着色剂自分散性的任何亲水基团。例如，亲水基团可以是-OH、-COOH、-SO2H、-SO2NH2、
-SO2NHCOCH3、-(CH2)SO2H、-SO3H、-PO3NH2、-PO3H2、-NH2或
-N(CH3)2。
在式(I)和(II)中，R1可以是C1-C12烷基；在末端含苯基或萘基的C1-C12烷基；或者苯基或者萘基。R1可以含有至少一个上述不相反影响可自分散着色剂自分散性的亲水基团。
着色剂在路易斯酸催化剂存在下可以与含亲水基团的卤化物反应，可以是包含C6-C15芳基或C2-C15杂芳基的着色剂，并且可以特别是包含苯、萘、吡啶、吡喃(purane)、噻吩或吡咯的环的着色剂。
着色剂可以是炭黑、石墨、玻璃碳、活性炭(activated charcoal)、活性碳(activated carbon)、蒽醌、酞菁蓝(phthalocyanine blue)、酞菁绿、重氮、单偶氮、皮蒽酮染料、亚苯基、喹吖酮、靛蓝类颜料等等，但不限于这些。
在式(I)和(II)中，未取代的C1-C20烷基可以是甲基、乙基、丙基、异丁基、仲丁基、戊基、异戊基、己基等，并且烷基中的至少一个氢原子可以用下列物质取代：卤原子、羟基、硝基、氰基、氨基、脒基、肼、腙、羧基或其盐、磺酸或其盐、磷酸或其盐、或C1-C20烷基、链烯基、链炔基、C1-C20杂烷基、C6-C20芳基、C6-C20芳基烷基、C6-C20杂芳基或C6-C20杂芳基烷基。
式(I)和(II)中的芳基单独或结合使用，并且是指包含至少一个环的C6-C20碳环芳族体系，该环可以侧接的方式连接或稠合在一起。术语“芳基”是指芳族自由基团例如苯基、萘基或四氢萘基。芳基包括取代基例如卤亚烷基、硝基、氰基、烷氧基或低级烷基氨基。亚芳基中的至少一个氢原子可以用如上述烷基中相同的取代基取代。
根据本发明实施方案的式(I)和(II)的杂芳基是指单价单环或双环芳族二价有机化合物，其中包含选自N、O、P和S的1、2或3个杂原子，环中另外的原子是C，环是6～20员环。杂芳基中的至少一个氢原子可以用如烷基中相同的取代基取代。
根据本发明实施方案的式(I)和(II)的芳基烷基是指这样的取代基：其中上述的芳基或杂芳基包含在C2-C14烷基的末端。烷基、芳基或杂芳基中的至少一个氢原子可以用如烷基中相同的取代基取代。
含亲水基团的卤化物可以是由下式(III)表示的卤化物。发现该卤化物在制备可自分散炭黑颜料中特别有效。
Figure A20041008258900091
另一种根据本发明的含亲水基团的卤化物可以是由下式(IV)表示的卤化物。发现该卤化物在制备可自分散炭黑颜料中同样特别有效。
Figure A20041008258900092
在制备根据本发明的可自分散着色剂中使用的路易斯酸是这样的化合物：其共享了含有未共享电子对的原子的未共享电子对，从而与原子形成共价键，并且可以是例如，AlCl3、FeCl3、FeBr3、SnCl4、SbCl5、ZnCl2、BF3、TiCl4等，但不限于这些。使用的路易斯酸的数量取决于着色剂和含亲水基团的卤化物的种类，每1mole含亲水基团的卤化物可以使用0.01-5mole路易斯酸。当使用少于0.01mole的路易斯酸时，反应难以进行。当使用多于5mole的路易斯酸时，难以除去未反应的路易斯酸，并且生产成本增加。在制备根据本发明的可自分散着色剂中所采用的温度取决于着色剂、含亲水基团的卤化物和反应溶剂的种类，并且可以为60℃-200℃。由于反应在回流条件下进行，制备根据本发明的可自分散着色剂的反应取决于所使用的每种溶剂的沸点。通过上述简化的一步方法，将亲水基团引入根据本发明的实施方案所制备的可自分散着色剂中。从而，这种可自分散着色剂可以广泛应用于纤维、皮革、毛皮、纸、食品、药物、化妆品、喷墨墨水、印刷墨水、涂料(paint)、塑料、橡胶、家具制造、纺织品印刷、纸张制造、化妆品制造、陶瓷工艺等中。
根据本发明的另一个方面，通过上述方法制备一种包含可自分散着色剂的墨水组合物。
根据本发明的墨水组合物使用含水液体介质作为溶剂。作为含水液体介质，水被单独或与至少一种有机溶剂结合使用以将墨水组合物的粘度和表面张力控制在合适的范围。墨水组合物包含500-5,000重量份的含水液体介质，并且可以基于100重量份可自分散着色剂包含1,000-3,000重量份的含水液体介质。当在墨水组合物中使用少于500重量份的含水液体介质时，着色剂由于其分散不令人满意而倾向于聚集。当含水液体介质的数量超过5,000重量份时，着色剂的数量在体现所需的颜色中不起作用。那些本领域技术人员可以按常规确定有机溶剂的数量以使得根据本发明的可自分散着色剂可以有效地分散于含水液体介质中。然而，基于100重量份可自分散着色剂，可以使用10-1,000重量份的有机溶剂。有机溶剂可以是如下烃溶剂的其中一种：例如甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、仲丁醇、叔丁醇、异丁醇等的醇；酮例如丙酮、甲乙酮、二丙酮醇等；酯例如醋酸乙酯、乳酸乙酯等；多元醇例如乙二醇、二甘醇、三乙二醇、丙二醇、丁二醇、1，4-丁二醇、1，2-丁二醇、1，5-戊二醇、1，2-己二醇、1，6-己二醇、1，2，6-己三醇、己二醇、甘油、甘油乙氧基化物、三羟甲基丙烷乙氧基化物等；低级烷基醚例如乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、二甘醇甲醚、二甘醇乙醚、三乙二醇单甲醚、三乙二醇单乙醚；含氮化合物例如2-吡咯烷酮、N-甲基-2-吡咯烷酮、己内酰胺等；和二甲基亚砜、四亚甲基砜、硫二甘醇等。
本发明实施方案的墨水组合物可以进一步包含添加剂例如表面活性剂、粘度控制剂、金属氧化物，或者酸或者碱，等等。
墨水组合物的表面活性剂控制墨水组合物的表面张力以在喷嘴稳定喷射。完成这种作用的表面活性剂包含阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂。
非离子表面活性剂是指未离子化的、但溶于水的表面活性剂，阴离子表面活性剂是指在水中离子化的阴离子部分通常在界面提供活性的表面活性剂。非离子表面活性剂可以是通过亲水单元与憎水单元的嵌段聚合或接枝聚合而合成的聚合活化剂，该憎水单元例如聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯脂肪酸酯、聚氧乙烯烷基酚醚、山梨聚糖脂肪酸酯、聚氧乙烯山梨聚糖脂肪酸酯或蔗糖脂肪酸酯等。
通常，墨水组合物可以包含0.1-5.0重量份表面活性剂，基于100重量份的墨水组合物。
粘度控制剂控制粘度以保持平稳的喷射，使用选自聚乙烯醇、酪蛋白和羧甲纤维素的粘度控制剂。那些本领域技术人员可以取决于根据本发明的墨水组合物的特性而容易地确定粘度控制剂的数量。然而，墨水组合物可以包含0.1-5.0重量份粘度控制剂，基于100重量份的墨水组合物。
墨水组合物可以进一步包含酸或碱。酸或碱抗溶剂而稳定颜料。墨水组合物可以包含0.1-20重量份的酸或碱，基于100重量份的墨水组合物。
制备墨水组合物的方法如下进行。
首先，可自分散着色剂、表面活性剂、粘度控制剂等加到含水液体介质中然后混合。此后，通过过滤器将混合物过滤以获得根据本发明实施方案的墨水组合物。
根据本发明，除墨水组合物之外，可自分散着色剂可以用于调色剂组合物、各种涂料、涂覆液等中，并且着色剂没有特别限定。
将参照下列实施例更详细地描述本发明。下列实施例用于说明的目的，并不意味着限定本发明的范围。
在下列实施例中，评定本发明的实施方案关于它们在墨水中的特性，除了墨水之外，这些评定方法也可以应用于湿调色剂、干调色剂、涂料和/或涂覆液。在下文中，仅描述了作为关于其中包含可自分散着色剂的墨水组合物例子代表的墨水组合物，本发明并不限于墨水组合物。
制备实施例1：使用式(III)的卤化物制备可自分散炭黑颜料
反应式I
此后，在反应式中，“C”表示炭黑颜料。
根据反应式I，将10.2g炭黑颜料(FW-18，由DEGUSSA CO.生产)、11.6g式(III)的卤化物、7.8gAlCl3和100ml DMF(二甲基甲酰胺)置于250ml圆底烧瓶中并且在减压下回流反应6小时。反应混合物的有机层用环己烷萃取，将萃取物浓缩以获得16.5g反应式I的可自分散炭黑颜料。
制备实施例2：使用式(IV)的卤化物制备可自分散炭黑颜料
反应式II
Figure A20041008258900122
根据反应式II，将10.3g炭黑颜料(REGAL 330，由CABOT CO.生产)、12.4g式(IV)的卤化物、13.8g SnCl4和100ml DMF置于250ml圆底烧瓶中并且在减压下回流反应6小时。反应混合物的有机层用环己烷萃取，将萃取物浓缩以获得17.8g反应式II的可自分散炭黑颜料。
制备实施例3：使用式(V)的卤化物制备可自分散炭黑颜料
反应式III
根据反应式III，将10.4g炭黑颜料(RAVEN 5250，由COLUMBIAN CO.生产)、11.9g式(V)的卤化物、10.9gFeBr3和100ml DMF置于250ml圆底烧瓶中并且在减压下回流反应7小时。反应混合物的有机层用环己烷萃取，将萃取物浓缩以获得18.4g反应式III的可自分散炭黑颜料。
制备实施例4：使用式(VI)的卤化物制备可自分散炭黑颜料
反应式IV
根据反应式IV，将10.0g炭黑颜料(No.25B，由MITSUBISHI CO.生产)、10.3g式(VI)的卤化物、9.2gZnCl2和100ml DMSO(二甲基亚砜)置于250ml圆底烧瓶中并且在减压下回流反应8小时。反应混合物的有机层用甲苯萃取，将萃取物浓缩以获得14.8g反应式IV的可自分散炭黑颜料。
制备实施例5：使用式(VII)的卤化物制备可自分散炭黑颜料
反应式V
根据反应式V，将10.3g炭黑颜料(No.258，由MITSUBISHI CO.生产)、11.5g式(VII)的卤化物、10.4gTiCl4和100ml DMSO置于250ml圆底烧瓶中并且在减压下回流反应8小时。反应混合物的有机层用甲苯萃取，将萃取物浓缩以获得17.1g反应式V的可自分散炭黑颜料。
制备实施例6：使用式(VIII)的卤化物制备可自分散炭黑颜料
反应式VI
根据反应式VI，将10.2g炭黑颜料(VALCAN XC-72R，由CABOT CO.生产)、12.1g式(VIII)的卤化物、10.6gAlCl3和100ml DMF置于250ml圆底烧瓶中并且在减压下回流反应7小时。反应混合物的有机层用环己烷萃取，将萃取物浓缩以获得15.2g反应式VI的可自分散炭黑颜料。
制备实施例7：使用式(IX)的化合物制备可自分散颜料
反应式VII
Figure A20041008258900141
根据反应式VII，将10.2g基于单偶氮的颜料(C.I.DISPERSE RED 1)、11.8g式(III)的卤化物、7.8gAlCl3和100ml DMF置于250ml圆底烧瓶中并且在减压下回流反应8小时。反应混合物的有机层用环己烷萃取，将萃取物浓缩以获得14.2g反应式VII的可自分散颜料。
实施例1：制备包含可自分散炭黑颜料的墨水组合物
将下表1中记述的组分置于250ml烧杯中，混合并充分搅拌超过30分钟。然后，通过0.45μm的过滤器将混合物过滤以获得墨水组合物。
                                    表1
         组分    数量(g)
    制备实施例1中制备的可自分散炭黑颜料      4.0
         水      77.0
         二甘醇      3.0
         乙二醇      8.0
         甘油      8.0
实施例2-6
根据实施例1中使用的相同方法制备墨水组合物，除了分别使用制备实施例2-6中制备的可自分散炭黑颜料代替实施例1中使用的可自分散炭黑颜料。
比较例2-6
根据实施例1中使用的相同方法制备墨水组合物，除了分别使用下表2中记述的常用炭黑颜料代替实施例1中使用的可自分散炭黑颜料。
                                 表2
  比较例             使用的炭黑
    1     FW-18，由DEGUSSA CO.生产
    2     REGAL 330，由CABOT CO.生产
    3     RAVEN 5250，由RAVEN CO.生产
    4     No.25B，由MITSUBISHI CO.生产
    5     No.258，由MITSUBISHI CO.生产
    6     VALCAN XC-72R，由CABOT CO.生产
根据以上实施例和比较例制备的墨水组合物的性能根据下列方法评定。
实验例1：测试长期储存稳定性
分别将100ml根据实施例1-6和比较例1-6制备的墨水组合物置于12个耐热的小瓶中；封闭小瓶的开口，并且小瓶在60℃的温度储存于恒温箱中。在保持于该状态2个月后，确定在小瓶的底部是否形成沉淀。结果示于下表3中。
                               表3
                      实施例                        比较例
  编号   1   2   3   4   5   6   1    2    3    4    5   6
  评定   ○   ○   ○   ○   ○   ○   ○    ×    ○    ×    ×   ○
○：没有沉淀。
×：沉淀出现。
从表3可以看出：根据本发明的墨水组合物即使在保持2个月后，没有形成沉淀。特别地，对于比较例2、4和5中制备的墨水组合物，观察到沉淀，然而对于根据实施例2、4和5的墨水组合物，没有观察到沉淀，实施例2、4和5使用了根据本发明的可自分散炭黑颜料，其中亲水基团引入到在比较例2、4和5中使用的常用炭黑颜料中。从这个结果可以看出：根据本发明制备的可自分散颜料提供了与常规颜料的长期储存稳定性相比显著稳定的长期储存稳定性。
实验例2：测试分散稳定性
分别测定根据实施例1-6和比较例1-6制备的墨水组合物，以确定使用1μm的多孔膜通过压力过滤所需的时间。然后，分别将50ml根据实施例1-6和比较例1制备的墨水组合物置于100mlPP(聚丙烯)瓶中，该瓶允许在60℃保持4小时并且在-40℃保持4小时。该过程重复10次(下文中称作“TC(热循环)”)，然后确定使用1μm的多孔膜通过压力过滤所需的时间。通过将TC前测量的时间和TC后测量的时间输入下面的方程式而计算每一组合物的分散稳定性参数A，结果示于下表4中。
A＝/过滤时间(TC前)×100％
                                 表4
            实施例               比较例
编号 1  2  3  4  5  6  1  2  3  4  5  6
评定 ○  ○  ○  ○  ○  ○  ○  △  ×  ○  △  △
○：A＜10(优良分散稳定性)
△：10≤A＜20(中等分散稳定性)
×：A＞20(差分散稳定性)
从表4可以看出：根据本发明的墨水组合物即使在TC后分散也没有沉淀或聚集，从而具有优良的分散稳定性。特别地，比较例2、5和6中制备的墨水组合物的参数A为10-20，比较例3中制备的墨水组合物的参数A超过20，然而根据实施例2、3、5和6制备的墨水组合物的参数A少于10，实施例2、3、5和6使用了根据本发明的可自分散炭黑颜料，其中亲水基团引入到在比较例2、3、5和6中使用的常用炭黑颜料中。从该结果可以看出：根据本发明制备的可自分散颜料提供了与常规颜料的分散稳定性相比显著改进的分散稳定性。
实验例3：测试喷嘴堵塞
将根据实施例1-6和比较例1-6制备的墨水组合物置于SAMSUNGELECTRONICS CO.墨盒M-50上，在环境温度(25℃)和低温(-18℃)保持2周，然后如下评定喷嘴堵塞的程度，喷嘴堵塞以致于当用印刷机(MJC-2400C，由SAMSUNG ELECTRONICS CO.生产)在常用纸(PREMIUM COPY PAPER，由SAMSUNG ELECTRONICS CO.制造)上印刷时其不能喷射墨水，结果示于下表5中。
                                表5
    实施例     比较例
    编号   1  2  3  4  5  6   1    2  3   4  5  6
    评定(环境温度)   ○  ○  ○  ○  ○  ○   △   ×  ○   △  ○  ○
    评定(低温)   ○  ○  ○  ○  ○  ○   ×   ×  ○   ×  ○  ○
○：所有喷嘴没有观察到堵塞
△：观察到1或2个喷嘴堵塞
×：观察到多于3个喷嘴堵塞
从表5可以看出：根据本发明的墨水组合物即使储存在环境温度或低温后也可以使用，而喷嘴没有堵塞。特别地，对于比较例1、2和4中制备的墨水组合物，出现1或2个喷嘴堵塞，或多于3个喷嘴堵塞，然而对于根据实施例1、2和4的墨水组合物，没有出现喷嘴堵塞，实施例1，2和4使用了根据本发明的可自分散炭黑颜料，其中亲水基团引入到在比较例1、2和4中使用的常用炭黑颜料中。从该结果可以看出：根据本发明制备的可自分散颜料提供了与常规颜料的长期储存稳定性相比显著改进的长期储存稳定性。
根据本发明的可自分散着色剂可以由通过一步方法将亲水基团引入着色剂而制备，从而，制备根据本发明的可自分散着色剂的方法所需成本可以显著降低。包含根据本发明的可自分散着色剂的墨水组合物由于即使在长期储存或温度变化之后组合物中没有出现聚集或沉淀，提供了优良的长期储存稳定性和分散稳定性，而不破坏颜料的基本性能，例如耐久性、体现颜色的能力、耐光性等。
根据本发明的可自分散着色剂可以广泛用作纤维、皮革、毛皮、纸、食品、药物、化妆品、喷墨墨水、印刷墨水、涂料、塑料、橡胶、家具制造、纺织品印刷、纸张制造、化妆品制造、陶瓷工艺等中的颜料。从而，传统采用的分散着色剂的步骤可以极大地改进。
尽管已经示出和描述了本发明的几个实施方案，但那些本领域技术人员将理解的是可以在这些实施方案中作出变化，而不背离本发明的原则和精神、权利要求和它们的同等物中所确定的范围。

Claims (26)

1.一种制备由下式(II)表示的可自分散着色剂的方法，由在路易斯酸催化剂的存在下，通过由下式(I)表示的含亲水基团的卤化物和着色剂反应而将亲水基团引入着色剂：
X-L-R1    …(I)
(着色剂)-L-R1    …(II)
其中L表示单键或-C(＝O)-；
R1选自：取代或未取代的含亲水基团的C1-C20烷基、取代或未取代的含亲水基团的C6-C20芳基、取代或未取代的含亲水基团的C2-C20杂芳基和取代或未取代的含亲水基团的C7-C20芳基烷基；
X是-F、-Br、-I和-Cl的其中一种。
2.权利要求1的方法，其中亲水基团选自：-OA、-COOA、-SO2A、-SO2NH2、-SO2NHCOT1、-T2SO2A、-SO3A、-PO3NH2、-PO3A2、-NH2和-N(T1)2，其中A选自氢原子、碱金属和-NQ1Q2Q3Q4，其中Q1、Q2、Q3或Q4各自是氢原子、C1-C20烷基和C6-C20芳基的其中一种；T1是C1-C20烷基、C6-C20芳基和C2-C20杂芳基的其中一种；T2是C1-C20亚烷基、C6-C20亚芳基和C2-C20杂亚芳基的其中一种。
3.权利要求2的方法，其中亲水基团选自：-OH、-COOH、-SO2H、-SO2NH2、-SO2NHCOCH3、-(CH2)SO2H、-SO3H、-PO3NH2、-PO3H2、-NH2和-N(CH3)2。
4.权利要求1的方法，其中R1选自：C1-C12烷基；在末端含苯基或萘基的C1-C12烷基；苯基；和萘基。
5.权利要求1的方法，其中着色剂包含C6-C15芳基或C2-C15杂芳基。
6.权利要求5的方法，其中着色剂包含苯、萘、吡啶、吡喃、噻吩和吡咯的环的其中一种。
7.权利要求1的方法，其中含亲水基团的卤化物是由下式(III)表示的卤化物：
8.权利要求1的方法，其中含亲水基团的卤化物是由下式(IV)表示的卤化物：
9.权利要求1的方法，其中路易斯酸催化剂是AlCl3、FeCl3、FeBr3、SnCl4、SbCl5、ZnCl2、BF3和TiCl4的至少一种。
10.权利要求1的方法，其中每1mole含亲水基团的卤化物使用0.01-5mole路易斯酸催化剂。
11.权利要求1的方法，其中该方法在60℃-200℃的温度进行。
12.一种包含由权利要求1的方法制备的可自分散着色剂的墨水组合物。
13.权利要求12的墨水组合物，其中墨水组合物包括含水液体介质，该介质单独包含水，或包含水与至少一种有机溶剂的组合以形成含水液体介质，并且，墨水组合物包含500-5,000重量份的含水液体介质，基于100重量份可自分散着色剂。
14.权利要求12的墨水组合物，进一步包含表面活性剂、粘度控制剂、酸和碱的其中一种。
15.一种包含由权利要求1的方法制备的可自分散着色剂的涂料。
16.一种包含由权利要求1的方法制备的可自分散着色剂的调色剂组合物。
17.权利要求12的墨水组合物，其中亲水基团选自：-OA、-COOA、-SO2A、-SO2NH2、-SO2NHCOT1、-T2SO2A、-SO3A、-PO3NH2、-PO3A2、-NH2和-N(T1)2，其中A选自氢原子、碱金属和-NQ1Q2Q3Q4，其中Q1、Q2、Q3或Q4各自是氢原子、C1-C20烷基和C6-C20芳基的其中一种；T1是C1-C20烷基、C6-C20芳基和C2-C20杂芳基的其中一种；T2是C1-C20亚烷基、C6-C20亚芳基和C2-C20杂亚芳基的其中一种。
18.权利要求17的墨水组合物，其中亲水基团选自：-OH、-COOH、-SO2H、-SO2NH2、-SO2NHCOCH3、-(CH2)SO2H、-SO3H、-PO3NH2、-PO3H2、-NH2和-N(CH3)2。
19.权利要求12的墨水组合物，其中R1选自：C1-C12烷基；在末端含苯基或萘基的C1-C12烷基；苯基；和萘基。
20.权利要求12的墨水组合物，其中着色剂包含C6-C15芳基或C2-C15杂芳基。
21.权利要求20的墨水组合物，其中着色剂包含苯、萘、吡啶、吡喃、噻吩和吡咯的环的其中一种。
22.权利要求12的墨水组合物，其中含亲水基团的卤化物是由下式(III)表示的卤化物：
23.权利要求12的墨水组合物，其中含亲水基团的卤化物是由下式(IV)表示的卤化物：
Figure A2004100825890004C2
24.权利要求12的墨水组合物，其中路易斯酸催化剂是AlCl3、FeCl3、FeBr3、SnCl4、SbCl5、ZnCl2、BF3和TiCl4的至少一种。
25.权利要求12的墨水组合物，其中每1mole含亲水基团的卤化物使用0.01-5mole路易斯酸催化剂。
26.权利要求12的墨水组合物，其中该方法在60℃-200℃的温度进行。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105273500A (zh) * 2014-06-30 2016-01-27 佳能株式会社 自分散颜料的制造方法、自分散颜料、墨、墨盒和喷墨记录方法

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100636199B1 (ko) * 2004-11-27 2006-10-19 삼성전자주식회사 자가분산형 착색제, 그 제조 방법 및 그를 포함하는 잉크조성물
US7465343B2 (en) * 2005-05-13 2008-12-16 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Inkjet ink for use on polymeric substrate
KR100754175B1 (ko) * 2005-05-19 2007-09-03 삼성전자주식회사 동결 해동 안정성이 향상된 수계 안료 분산액
EP1943312B1 (en) * 2005-08-31 2020-03-04 Cabot Corporation Process for preparing modified pigments
EP3040382A1 (en) 2005-10-31 2016-07-06 Cabot Corporation Modified colorants and inkjet ink compositions comprising modified colorants
US7579080B2 (en) 2006-02-09 2009-08-25 Hewlett-Packard Development Compan, L.P. Modified pigment-based inks and method of making modified pigment-based inks
US8021471B2 (en) * 2006-08-28 2011-09-20 Cabot Corporation Modified colorants with aliphatic poly-acid groups
JP5610768B2 (ja) 2006-10-31 2014-10-22 センシエント・カラーズ・インコーポレーテッド 変性顔料並びにそれを製造及び使用する方法
WO2008121274A1 (en) * 2007-03-30 2008-10-09 Corning Incorporated Method of providing marking on a ceramic structure with a chemically reactive ink
US8487036B2 (en) 2007-04-26 2013-07-16 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Self-dispersing latex particulates
US8133311B2 (en) * 2007-04-30 2012-03-13 Cabot Corporation Pigment dipsersions comprising functionalized non-polymeric dispersants
WO2009026552A2 (en) 2007-08-23 2009-02-26 Sensient Colors Inc. Self-dispersed pigments and methods for making and using the same
US20090095200A1 (en) * 2007-10-10 2009-04-16 Belmont James A Modified colored pigments
BRPI0908448A2 (pt) * 2008-03-17 2019-09-24 Cabot Corp pigmentos modificados tendo liberação de fosfato reduzida, e dispersões e composições de tinta para jato de tinta com os mesmos
CA2757928A1 (en) 2009-04-07 2010-10-14 Sensient Colors Inc. Self-dispersing particles and methods for making and using the same
JP6614817B2 (ja) 2014-06-30 2019-12-04 キヤノン株式会社 水性インク、水性インクの製造方法、インクカートリッジ、及びインクジェット記録方法

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3687887A (en) 1970-07-20 1972-08-29 Dick Co Ab Photographic film titling ink
JPS572045A (en) * 1980-06-04 1982-01-07 Ricoh Co Ltd Liquid developer for electrostatic photography
DE3246587C2 (de) 1982-12-16 1986-09-25 Boge Gmbh, 5208 Eitorf Hydraulisch dämpfendes Gummilager
US5229786A (en) 1988-12-27 1993-07-20 Canon Kabushiki Kaisha Ink-jet recording method, recording unit, ink cartridge and recording apparatus employing recording liquid
JPH0819361B2 (ja) 1988-12-27 1996-02-28 キヤノン株式会社 記録液及びこれを用いたインクジェット記録方法
US4959661A (en) 1989-09-28 1990-09-25 Olin Hunt Specialty Products Inc. Ink-jet printing process
DE69007432T2 (de) 1989-10-19 1994-07-07 Canon Kk Tinte und Tintenstrahldruckverfahren, Tintenpatrone, Tintenstrahlerzeugungsvorrichtung und Tintenstrahldruckvorrichtung unter Verwendung derselben.
DE59009466D1 (de) 1989-10-26 1995-09-07 Ciba Geigy Ag Wässerige Drucktinten für den Tintenstrahldruck.
DE69115960T2 (de) 1990-03-20 1996-09-12 Mitsubishi Chem Corp Aufzeichnungsflüssigkeit für das Tintenstrahl-Aufzeichnen
US5085698A (en) 1990-04-11 1992-02-04 E. I. Du Pont De Nemours And Company Aqueous pigmented inks for ink jet printers
US5221334A (en) 1990-04-11 1993-06-22 E. I. Du Pont De Nemours And Company Aqueous pigmented inks for ink jet printers
JP2899088B2 (ja) 1990-08-31 1999-06-02 キヤノン株式会社 インクジェット用インク及びその製造方法、かかるインクを用いたインクジェット記録方法
US5589522A (en) 1994-12-21 1996-12-31 Lexmark International, Inc. Ink composition
JP3787425B2 (ja) * 1996-11-13 2006-06-21 キヤノン株式会社 水性顔料インク、これを用いたインクジェット記録方法及びインクジェット記録装置
US6166210A (en) * 1997-12-15 2000-12-26 Ciba Specialty Chemicals Corporation Perylene imide monocarboxylic acids
ES2179817T3 (es) * 2000-01-20 2003-02-01 Dainichiseika Color Chem Dispersantes de pigmento y composicion de pigmentos que los contienen.
JP2002327144A (ja) * 2000-06-28 2002-11-15 Seiko Epson Corp 顔料分散液の製造方法と顔料分散液、及びこれを用いたインクジェット記録用インク
DE10032683A1 (de) * 2000-07-05 2002-01-17 Clariant Gmbh Farbmittelmischung
US6461391B1 (en) * 2000-12-06 2002-10-08 Clairol Incorporated Primary intermediates for oxidative coloration of hair
US6602335B2 (en) * 2001-05-08 2003-08-05 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Pigment solubilization via treatment with strong base and substitution

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105273500A (zh) * 2014-06-30 2016-01-27 佳能株式会社 自分散颜料的制造方法、自分散颜料、墨、墨盒和喷墨记录方法
CN105273500B (zh) * 2014-06-30 2018-04-20 佳能株式会社 自分散颜料的制造方法、自分散颜料、墨、墨盒和喷墨记录方法

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JP2005105271A (ja) 2005-04-21
US7393403B2 (en) 2008-07-01
KR100540660B1 (ko) 2006-01-10
US20050066856A1 (en) 2005-03-31
KR20050030458A (ko) 2005-03-30

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