改性着色剂和包含改性着色剂的喷墨油墨组合物制造技术

本发明专利技术涉及一种改性着色剂，其包括具有附着的至少一个有机基团的着色剂。公开了该有机基团的各种实施方案。对于这些实施方案中的每一种，优选该有机基团具有限定的钙指数值。还公开了这些改性着色剂的各种应用，包括喷墨油墨组合物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及特定的改性着色剂和包含这些改性着色剂的喷墨油墨组合物。
技术介绍
颜料表面包含各种不同的官能团，且所存在的基团的种类取决于颜料的具体种类。已经开发了一些方法以用于将材料(特别是，聚合物)接枝到这些颜料的表面。例如，已经显示，聚合物可附着到含有表面基团(例如酚类和羧基)的炭黑上。然而，由于并非所有颜料均具有相同的特定官能团，因而，这些依赖于颜料表面的固有官能性的方法不能普遍应用。也已经开发了用于制备改性颜料产品的方法，这些方法可以提供具有各种不同的附着官能团的颜料。例如，美国专利5851280公开了用于将有机基团附着到颜料上的方法，包括，例如，通过重氮反应而进行附着，其中有机基团为重氮盐的一部分。还描述了制备改性颜料(包括附着有聚合物基团的那些改性颜料)的其它方法。例如，PCT公开WO 01/51566公开了通过第一化学基团与第二化学基团反应以形成附着有第三化学基团的颜料，从而制造改性颜料的方法。还描述了含有这些颜料的油墨组合物，包括喷墨油墨。此外，美国专利5672198、5922118、6042643和6641656公开了具有各种附着基团(包括膦酸基团)的改性颜料。而且，美国专利6328894、6398858、6436178、6494943和6506245公开了具有各种附着基团的改性颜料，这些附着基团包括芳基多羧酸基团，包括1，2，3-苯三甲酸基团。还示出了包含这些改性颜料的组合物，包括喷墨油墨组合物。而且，在美国专利6458458中描述了涂覆有聚合物的碳制品以及用于制备这些制品的方法。虽然这些方法提供了具有附着基团的改性颜料，但仍需要在例如喷墨油墨的组合物中具有改善的性能性质的改性颜料，从而为现有改性颜料提供有利的替换物。-->
技术实现思路
本专利技术涉及一种改性着色剂，其包含具有附着的至少一个有机基团的着色剂。在第一实施方案中，该有机基团包含至少两个膦酸基团、其偏酯、或其盐。在第二实施方案中，该有机基团包含至少一个异羟肟酸基团或其盐。在第三实施方案中，该有机基团包含至少一个具有至少一个OH基团的杂环基团或其盐。在第四实施方案中，该有机基团包含至少一个膦酸基团或其盐以及至少一个第二离子基团、可离子化的基团或碱性基团。在第五实施方案中，该有机基团包含至少一个具有至少一个羧酸基团的杂芳基或其盐。在第六实施方案中，该有机基团包含具有至少一个亚硝基和至少一个OH基团的芳基、或其盐。在第七实施方案中，该有机基团包含具有至少两个OH基团、至少两个NH2基团、或者至少一个OH基团和至少一个NH2基团的偶氮芳烃基团，且具有式Ar1-N＝N-Ar2，其中Ar1和Ar2可相同或不同且为亚芳基或芳基，且Ar1或Ar2中的至少一个为亚芳基。优选地，该有机基团的钙指数值(calcium index value)大于苯基膦酸的钙指数值，且更优选大于1，2，3-苯三甲酸的钙指数值。本专利技术进一步涉及一种如本文所述的改性着色剂，该改性着色剂还包含不同于所述有机基团的第二有机基团。该第二有机基团可包含至少一个离子基团、至少一个可离子化的基团、或其混合物。此外，该第二有机基团可为聚合物基团。本专利技术进一步涉及喷墨油墨组合物，其包含a)液体载色剂(vehicle)和b)本文所述的改性着色剂。该喷墨油墨组合物可进一步包含第二改性颜料，该第二改性颜料包含附着有不同于所述有机基团的第二有机基团的颜料，该第二有机基团例如至少一个离子基团、至少一个可离子化的基团、或其混合物。该第二有机基团还可为聚合物基团。具体实施方式本专利技术涉及改性着色剂和包含改性着色剂的喷墨油墨组合物。本专利技术的改性着色剂包含附着有至少一个有机基团的着色剂。该着色剂可以为本领域技术人员已知的任何着色剂，例如染料(其为可溶性着色剂)或颜料(其为不可溶的着色剂)。优选该着色剂为有机着色剂或含碳颜料且为颜-->料或分散染料(其可溶于溶剂，但不溶于水)。最优选的是颜料。该改性着色剂的染料可以为本领域中已知的任何染料，特别是其上可附着有至少一个有机基团的那些染料。因而，染料可选自酸性染料、碱性染料、直接染料、分散染料或活性染料。还可以使用染料的组合以形成不同色调。酸性染料的实例包括，但不限于，酸性红18、酸性红27、酸性红52、酸性红249、酸性红289、酸性蓝9、酸性黄23、酸性黄17、酸性黄23和酸性黑52。碱性染料的实例包括，但不限于，碱性红1、碱性蓝3和碱性黄13。直接染料的实例包括，但不限于，直接红227、直接蓝86、直接蓝199、直接黄86、直接黄132、直接黄4、直接黄50、直接黄132、直接黄104、直接黑170、直接黑22、直接蓝199、直接黑19和直接黑168。活性染料的实例包括，但不限于，活性红180、活性红31、活性红29、活性红23、活性红120、活性蓝49、活性蓝25、活性黄37、活性黑31、活性黑8、活性绿19和活性橙84。还可使用其它类型的染料，包括，例如黄色104和品红色377。该改性着色剂的颜料可以为本领域技术人员常规使用的任何类型的颜料，例如黑色颜料以及其它着色颜料(colored pigment)，包括蓝色、黑色、褐色、青色、绿色、白色、紫色、品红色、红色、橙色或黄色颜料。还可使用不同颜料的混合物。黑色颜料的代表性实例包括各种炭黑(颜料黑7)，例如槽法炭黑、炉黑、气黑和灯黑，且包括，例如，可从Cabot Corporation得到的以商标Black 和进行销售的炭黑(例如Black  2000、Black  1400、Black 1300、Black  1100、Black  1000、Black  900、Black 880、Black  800、Black  700、Black  570、Black L、 8、 1400、 1300、 1100、 1000、 900、 880、 800、 700、 660、 L、 330、 400、 P)。可使用由其它供应商提供的炭黑。合适的着色颜料种类包括，例如，蒽醌、酞菁蓝、酞菁绿、重氮、单偶氮、皮蒽酮、苝、杂环黄、喹吖啶酮、喹诺酮并喹诺酮(quinolonoquinolone)和(硫)靛类。这种颜料可以粉末或滤饼的形式从许多来源商购得到，这些来源包括BASF Corporation、Engelhard Corporation、Sun Chemical Corporation、Clariant以及Dianippon Ink and Chemicals(DIC)。在Colour Index(第三版)(TheSociety of Dyers and Colourists，1982)中描述了其它合适的着色颜料的实例。-->优选该颜料为青色颜料(例如颜料蓝15或颜料蓝60)、品红色颜料(例如颜料红122、颜料红177、颜料红185、颜料红202或颜料紫19)、黄色颜料(例如颜料黄74、颜料黄128、颜料黄139、颜料黄155、颜料黄180、颜料黄185、颜料黄218、颜料黄220或颜料黄221)、橙色颜料(例如颜料橙168)、绿色颜料(例如颜料绿7或颜料绿36)、或者黑色颜料(例如炭黑)。取决于该颜料的期望性质，该颜料可以具有宽范围的BET表面积，该BET表面积通过氮吸附测定。优选地，该颜料的BET本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种改性着色剂，其包括具有附着的至少一个有机基团的着色剂，其中该有机基团的钙指数值大于１，２，３－苯三甲酸的钙指数值。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2005-10-31 60/731,721;US 2006-6-21 60/815,305;U1.一种改性着色剂，其包括具有附着的至少一个有机基团的着色剂，其中该有机基团的钙指数值大于1，2，3-苯三甲酸的钙指数值。2.权利要求1的改性着色剂，其中该着色剂为颜料。3.权利要求2的改性着色剂，其中该有机基团包含至少两个膦酸基团、其偏酯、或其盐。4.权利要求3的改性着色剂，其中该有机基团包含至少一个偕二膦酸基团、其偏酯、或其盐。5.权利要求4的改性着色剂，其中该有机基团包含至少一个具有式-CQ(PO3H2)2的基团或其盐，其中Q为H、R、OR、SR或NR2，其中各R可相同或不同且为H、C1-C18烷基、C1-C18酰基、芳烷基、烷芳基或芳基。6.权利要求5的改性着色剂，其中该有机基团包含至少一个具有式-(CH2)n-CQ(PO3H2)2的基团或其盐，其中n为1-9。7.权利要求6的改性着色剂，其中n为1-3。8.权利要求5的改性着色剂，其中该有机基团包含具有式-X-(CH2)n-CQ(PO3H2)2的基团或其盐，其中，附着到该颜料上的X为亚芳基、杂亚芳基、亚烷基、亚烷芳基或亚芳烷基，且其中n为0-9。9.权利要求8的改性着色剂，其中X为亚芳基。10.权利要求5的改性着色剂，其中该有机基团包含具有式-X-Sp-(CH2)n-CQ(PO3H2)2的基团或其盐，其中附着到该颜料上的X为亚芳基、杂亚芳基、亚烷基、亚烷芳基或亚芳烷基且Sp为间隔基团，且其中n为0-9。11.权利要求10的改性着色剂，其中Sp为-CO2-、-O2C-、-O-、-NR＂-、-NR＂CO-、-CONR＂-、-SO2NR＂-、-SO2CH2CH2NR＂-、-SO2CH2CH2O-或-SO2CH2CH2S-，其中R＂为H或C1-C6烷基。12.权利要求10的改性着色剂，其中X为亚芳基。13.权利要求3的改性着色剂，其中该有机基团包含至少一个具有式-N-[(CH2)m(PO3H2)]2的基团或其盐，其中各m可相同或不同且为1-3。14.权利要求13的改性着色剂，其中该有机基团包含至少一个具有式-(CH2)n-N-[(CH2)m(PO3H2)]2的基团或其盐，其中n为1-9。15.权利要求13的改性着色剂，其中该有机基团包含具有式-X-(CH2)n-N-[(CH2)m(PO3H2)]2的基团或其盐，其中附着到该颜料上的X为亚芳基、杂亚芳基、亚烷基、亚烷芳基或亚芳烷基，且其中n为0-9。16.权利要求13的改性着色剂，其中该有机基团包含具有式-X-Sp-(CH2)n-N-[(CH2)m(PO3H2)]2的基团或其盐，其中附着到该颜料上的X为亚芳基、杂亚芳基、亚烷基、亚烷芳基或亚芳烷基且Sp为间隔基团，且其中n为0-9。17.权利要求16的改性着色剂，其中Sp为-CO2-、-O2C-、-O-、-NR＂-、-NR＂CO-、-CONR＂-、-SO2NR＂-、-SO2CH2CH2NR＂-、-SO2CH2CH2O-或-SO2CH2CH2S-，其中R＂为H或C1-C6烷基。18.权利要求3的改性着色剂，其中该有机基团包含至少一个具有式-CR＝C(PO3H2)2的基团或其盐，其中R为H、C1-C6烷基或芳基。19.权利要求2的改性着色剂，其中该有机基团包含至少一个异羟肟酸基团或其盐。20.权利要求19的改性着色剂，其中该有机基团包含至少一个羟基吡啶酮基或至少一个羟基喹诺酮基。21.权利要求20的改性着色剂，其中该有机基团包含1-羟基-2-吡啶酮基。22.权利要求20的改性着色剂，其中该有机基团包含1-羟基-2-喹诺酮基。23.权利要求2的改性着色剂，其中该有机基团包含至少一个具有至少一个OH基团的杂环基团或其盐。24.权利要求23的改性着色剂，其中该有机基团包含至少一个羟基吡啶基或至少一个羟基喹啉基。25.权利要求24的改性着色剂，其中该有机基团包含2-羟基-吡啶基。26.权利要求24的改性着色剂，其中该有机基团包含8-羟基-喹啉基或2-羟基-喹啉基。27.权利要求23的改性着色剂，其中该杂环基团具有至少两个OH基团。28.权利要求27的改性着色剂，其中该有机基团为2，3-二羟基-吡啶基或3，4-二羟基-吡啶基。29.权利要求2的改性着色剂，其中该有机基团包含至少一个膦酸基团或其盐以及至少一个位于该膦酸基团或其盐的邻位或偕位的第二离子基团、能离子化的基团或碱性基团。30.权利要求29的改性着色剂，其中该第二离子基团、能离子化的基团或碱性基团为羧酸基团、磺酸基团、羟基、或其盐。31.权利要求29的改性着色剂，其中该有机基团包含至少一个具有式-CQ(PO3H2)(CO2H)的基团或其盐，其中Q为H、R、OR、SR或NR2，其中各R可相同或不同且为H、C1-C18烷基、C1-C18酰基、芳烷基、烷芳基或芳基。32.权利要求29的改性着色剂，其中该有机基团包含至少一个具有式-CR(PO3H2)(OH)的基团或其盐，其中R为H或C1-C6烷基。33.权利要求29的改性着色剂，其中该有机基团包含具有式-X-(PO3H2)(OH)的基团或其盐，其中X为亚芳基或杂亚芳基，且其中该PO3H2和OH基团、或其盐彼此处于邻位。34.权利要求2的改性着色剂，其中该有机基团包含具有至少一个羧酸基团的杂芳基或其盐。35.权利要求34的改性着色剂，其中该杂芳基具有至少两个羧酸基团或其盐。36.权利要求35的改性着色剂，其中该有机基团为2，6-吡啶基-二羧酸基团或其盐。37.权利要求2的改性着色剂，其中该有机基团包含具有至少一个亚硝基和至少一个OH基团的芳基或其盐。38.权利要求37的改性着色剂，其中该有机基团为亚硝基苯酚基团或其盐。39.权利要求2的改性着色剂，其中该有机基团包含具有至少两个OH基团、至少两个NH2基团、或者至少一个OH基团和至少一个NH2基团的偶氮芳烃基团，且具有式Ar1-N＝N-Ar2，其中Ar1和Ar2可相同或不同且为亚芳基或芳基，且Ar1或Ar2中的至少一个为亚芳基。40.权利要求39的改性着色剂，其中该有机基团为具有-(HO)C6H3-N＝N-C6H3Z(OH)结构的基团，其中Z为氯或硝基。41.权利要求2的改性着色剂，其中该颜料还附着有不同于该有机基团的至少一个第二有机基团。42.权利要求41的改性着色剂，其中该第二有机基团包含至少一个离子基团、至少一个能离子化的基团、或其混合物。43.权利要求41的改性着色剂，其中该第二有机基团的钙指数值大于苯基膦酸的钙指数值。44.权利要求41的改性着色剂，其中该第二有机基团为聚合物基团。45.权利要求44的改性着色剂，其中该聚合物基团包含酸值小于或等于200的聚合物。46.权利要求44的改性着色剂，其中该聚合物基团包含Tg小于100的聚合物。47.权利要求44的改性着色剂，其中该聚合物基团的存在量为该着色剂的0.1-50重量％。48.权利要求2的改性着色剂，其中该颜料包括蓝色颜料、黑色颜料、褐色颜料、青色颜料、绿色颜料、白色颜料、紫色颜料、品红色颜料、红色颜料、黄色颜料、或其混合物。49.权利要求2的改性着色剂，其中该颜料为颜料蓝15、颜料红122、颜料紫19、颜料黄74、颜料黄155、颜料黄128、颜料黄218、颜料黄220或颜料黄221。50.权利要求49的改性着色剂，其中该有机基团包含至少两个膦酸基团、其偏酯、或其盐。51.权利要求49的改性着色剂，其中该有机基团包含至少一个异羟肟酸基团或其盐。52.权利要求49的改性着色剂，其中该有机基团包含至少一个具有式-CQ(PO3H2)(CO2H)的基团或其盐，其中Q为H、R、OR、SR或NR2，其中各R可相同或不同且为H、C1-C18烷基、C1-C18酰基、芳烷基、烷芳基或芳基。53.权利要求49的改性着色剂，其中该有机基团包含具有至少两个羧酸基团的杂芳基或其盐。54.权利要求49的改性着色剂，其中该有机基团包含具有至少一个亚硝基和至少一个OH基团的芳基或其盐。55.权利要求49的改性着色剂，其中该有机基团包含具有至少两个OH基团、至少两个NH2基团、或者一个OH基团及一个NH2基团的偶氮芳烃基团且具有式Ar1-N＝N-Ar2，其中Ar1和Ar2可相同或不同且为亚芳基或芳基，且Ar1或Ar2中的至少一个为亚芳基。56.权利要求49的改性着色剂，其中该颜料还附着有不同于该有机基团的至少一个第二有机基团。57.权利要求56的改性着色剂，其中该第二有机基团包含至少一个离子基团、至少一个能离子化的基团、或其混合物。58.权利要求56的改性着色剂，其中该第二有机基团为聚合物基团。59.权利要求2的改性着色剂，其中该颜料为炭黑。60.权利要求59的改性着色剂，其中该有机基团包含至少两个膦酸基团、其偏酯、或其盐。61.权利要求60的改性着色剂，其中该有机基团包含至少一个具有式-CQ(PO3H2)...

【专利技术属性】
技术研发人员：谷丰，詹姆斯A贝尔蒙特，保罗S帕隆博，巴里B科登，余渊，欧文纳哈利姆，伊丽莎白G伯恩斯，
申请(专利权)人：卡伯特公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]