一种改性颜料、其制备方法及应用技术

本发明专利技术公开一种改性颜料、其制备方法及应用。所述改性颜料的组成中包含水性聚氨酯改性的超支化聚酯，和颜料；其中，所述颜料被所述水性聚氨酯改性的超支化聚酯包封。通过使用该改性颜料改善了现有技术中颜料经包封后存在的色强度变差、降低印刷制品的色度等问题。此外，本发明专利技术提供的改性颜料平均粒径小(＜100nm)，分散稳定性好且颜色艳丽，耐水与耐溶剂性能好，能够满足喷墨工艺的要求。能够满足喷墨工艺的要求。能够满足喷墨工艺的要求。

【技术实现步骤摘要】
一种改性颜料、其制备方法及应用


[0001]本专利技术涉及油墨印刷领域。更具体地，涉及一种改性颜料、其制备方法及应用。

技术介绍

[0002]近年来，随着人们绿色环保观念的日益增强，水性油墨以其安全环保、制造成本低、耐候性好等优异性能，广泛应用于食品包装、家居装修、商业印刷等领域。相比于耐光性差、易褪色的染料分子，有突出的光敏性、色调和亮度、耐热性及透明度的有机颜料，常作为水性油墨的着色剂。
[0003]然而，由于有机颜料颗粒间的内聚力强于颜料与其他物质如树脂、表面活性剂、有机溶剂等的相互作用，因此有机颜料在水性油墨中以小粒径的形式稳定分散是比较困难的。通常通过对有机颜料的表面处理或改性，例如研磨、酸胀、高分子化合物包封处理及无机化合物处理等手段，改变颜料颗粒的表面极性，防止水性油墨中颜料颗粒的团聚。其中高分子化合物包封处理能使颜料获得更好的润湿性能、分散性能和稳定性能。
[0004]目前国内外已有研究工作对颜料进行了高分子化合物的包封，如科莱恩产品有限公司提供一种细乳液法包封有机颜料(CN101098939A)。陶氏环球技术有限公司采用聚酯包封染料，所得分散体的平均体积粒度在50～500nm(CN103946320A)。东华大学刘素素等利用水性聚氨酯
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丙烯酸酯包覆酞菁蓝颜料色浆，平均粒径为126nm，应用于棉织物染色，织物耐摩擦牢度4～5级。荀育军及其合作者采用原位聚合法在耐晒黄表面包覆了三聚氰胺树脂，提高了颜料的热分解温度。S.Lelu等人采用微乳液聚合法在铜酞菁表面包覆了聚苯乙烯，制备了颜料粒径为100～130nm的油性分散体系等等。但是目前对颜料包封所采取的方法或包封材料，会影响颜料的色强度，降低印刷制品的色度，同时包封材料多采用聚苯乙烯、聚酯或聚丙烯酸酯类，水分散性较差，平均粒径分布较宽，大多在100nm以上，不能满足喷墨印刷的要求。

技术实现思路

[0005]基于以上问题，本专利技术的目的在于提供一种改性颜料、其制备方法及应用，进而改善现有技术中，颜料经包封后存在的色强度变差、降低印刷制品的色度等问题。此外，本专利技术提供的改性颜料平均粒径小(＜100nm)，分散稳定性好且颜色艳丽，耐水与耐溶剂性能好，能够满足喷墨工艺的要求。
[0006]一个方面，本专利技术提供一种改性颜料，其组成中包含水性聚氨酯改性的超支化聚酯，和颜料；其中，所述颜料被所述水性聚氨酯改性的超支化聚酯包封。
[0007]进一步地，所述改性颜料中颗粒的粒径＜100nm。
[0008]进一步地，所述颜料与水性聚氨酯改性的超支化聚酯的重量比为1:1～1:10，优选为1:1～1:3。
[0009]进一步地，所述水性聚氨酯改性的超支化聚酯由包括如下步骤的方法制备得到：
[0010]在催化剂和氮气保护条件下，以超支化的聚酯多元醇为核，加入二异氰酸酯和小
分子二元醇，并溶于有机溶剂中，升温反应，得中间体；
[0011]在氮气保护条件下，加入扩链剂，进行扩链反应；加入中和剂，降温，继续反应，得到水性聚氨酯改性的超支化聚酯。
[0012]进一步地，所述升温反应是指从10～60℃升温至20～100℃进行反应，反应时间为2～3h。
[0013]进一步地，所述催化剂含量为总体系重量的0.01～1％。
[0014]进一步地，所述小分子二元醇为总体系重量的0～30％。
[0015]进一步地，所述有机溶剂的重量为总体系重量的10～80％。
[0016]上述“总体系”是指反应过程中添加的所有物料的总和。
[0017]进一步地，在20～90℃加入所述扩链剂。
[0018]进一步地，所述扩链剂和中和剂的重量比为3:1～10:1。
[0019]进一步地，所述扩链剂为总单体重量的0.5～30％。
[0020]可以理解，上述总单体是指作为反应物的单体的总和。
[0021]更进一步地，所述水性聚氨酯改性的超支化聚酯由包括如下步骤的方法制备得到：
[0022]①
氮气和催化剂保护条件下，温度10～60℃，以超支化的聚酯多元醇为核，加入二异氰酸酯和小分子二元醇，500～2000rpm搅拌条件下溶于有机溶剂中，升温至20～100℃反应2～3h，得到中间体；
[0023]②
500～2000rpm搅拌条件，氮气保护条件下，温度20～90℃下加入扩链剂，反应1～3h，加入中和剂，降温至10～80℃，继续反应2～4h，得到所述水性聚氨酯改性的超支化聚酯。
[0024]示例性的，所述二异氰酸酯包括但不限于选自异佛尔酮二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯中的一种或多种。
[0025]示例性的，所述小分子二元醇包括但不限于选自乙二醇、二乙二醇、丙二醇、丁二醇、聚丙二醇中的一种或几种。
[0026]进一步地，所述超支化的聚酯多元醇的重均分子量为1000、2000、3500或5000中的一种或多种。
[0027]进一步地，步骤1)中，所述有机溶剂选自非质子溶剂，非质子溶剂为单一非质子溶剂或含有多种非质子溶剂的混合溶剂，所述非质子溶剂为二氧六环、二甲基亚砜、N,N
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二甲基甲酰胺、N,N
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二甲基乙酰胺、N
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甲基吡咯烷酮、氯仿、四氢呋喃、乙酸乙酯或乙酸丁酯中的一种或几种。所述的水性超支化聚酯
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聚氨酯的制备中催化剂为选自辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡、辛酸铅、辛酸钴、辛酸铁、环烷酸锌、钛酸四异丙酯、钛酸四异丁酯中的一种。所述的水性超支化聚酯
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聚氨酯的制备步骤
②
中的中和剂选自三乙胺、碳酸钠
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碳酸氢钠缓冲溶液、碳酸钠、氢氧化钠、碳酸钾、氢氧化钾、氨水中的一种或几种。
[0028]进一步地，所述扩链剂为多元醇类亲水性扩链剂。具体包括但不限于选自2,2
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二羟甲基丙酸、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、1,4
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丁二醇、1,4
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丁二醇
‑2‑
磺酸钠、1,2
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丙二醇
‑3‑
磺酸钠、二羟甲基丁酸中的一种或多种。
[0029]又一方面，本专利技术提供如上所述的改性颜料的制备方法，该制备方法采用液相分离法，实现水性聚氨酯改性的超支化聚酯对颜料的包封。
[0030]进一步地，所述改性颜料的制备方法包括如下步骤：
[0031]1)在温度10～50℃，将所述水性聚氨酯改性的超支化聚酯溶于含有水和表面活性剂的混合物中，得混合液；
[0032]2)在温度10～70℃，将颜料加入到上述混合液中，高速剪切分散均匀后，加入不良溶剂，升温至10～80℃，得到包封有颜料的初始分散体；
[0033]3)将所得物进行离心、过滤、洗涤、干燥，得到所述改性颜料。
[0034]进一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种改性颜料，其特征在于，其组成中包含水性聚氨酯改性的超支化聚酯，和颜料；其中，所述颜料被所述水性聚氨酯改性的超支化聚酯包封。2.根据权利要求1所述的改性颜料，其特征在于，所述改性颜料中颗粒的粒径＜100nm；所述颜料与水性聚氨酯改性的超支化聚酯的重量比为1:1～1:10。3.根据权利要求1所述的改性颜料，其特征在于，所述水性聚氨酯改性的超支化聚酯由包括如下步骤的方法制备得到：在催化剂和氮气保护条件下，以超支化的聚酯多元醇为核，加入二异氰酸酯和小分子二元醇，并溶于有机溶剂中，升温反应，得中间体；在氮气保护条件下，加入扩链剂，进行扩链反应；加入中和剂，降温，继续反应，得到水性聚氨酯改性的超支化聚酯。4.根据权利要求3所述的改性颜料，其特征在于，所述升温反应是指从10～60℃升温至20～100℃进行反应，反应时间为2～3h；优选地，所述催化剂含量为总体系重量的0.01～1％；优选地，所述小分子二元醇为总体系重量的0～30％；优选地，所述有机溶剂的重量为总体系重量的10～80％。5.根据权利要求3所述的改性颜料，其特征在于，在20～90℃加入所述扩链剂；优选地，扩链剂和中和剂的重量比为3:1～10:1；优选地，扩链剂为总单体重量的0.5～30％。6.如权利要求1～5任一项所述的改性颜料的制备方法，其特征在于，采用液相分离法，实现水性聚...

【专利技术属性】
技术研发人员：周树云，李娜，肖时卓，
申请(专利权)人：中国科学院理化技术研究所，
类型：发明
国别省市：