CN1232588C - 水基颜料分散体,其生产和其用途 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种颜料分散体，基本上组成为：a)至少一种有机或无机颜料或其组合，b)具有平均分子量250-1000g/mol的α-甲基-ω-羟基-聚乙二醇醚，c)用于制备含水颜料分散体的标准分散剂，d)水，和e)如果需要，其它的标准添加剂。
Description
本发明涉及水基颜料制剂，用于制备它们的方法，其主要用于着色乳液油漆的用途，和油漆。
许多颜料分散体已知用于各种各样的包含阴离子和/或非离子助剂作为分散剂的场合。一般来说，这些助剂是烷基芳基化合物，其烷氧基化产物和/或其磺化产物。但适用于分散含水体系中的固体的这些分散剂不能在水作为唯一液体介质存在时制备出颜料，以便所得制剂满足所有的所需性能。例如，在分散操作过程中和甚至之后，可出现絮凝现象和沉积，导致应用介质粘度的变化，色调的变化和颜色强度，遮盖力，光泽，均匀性，亮度的损失以及可再现性差的色调，并导致在油漆情况下有在着色材料中流动的倾向。另外明显损害耐表干和干透性。除了分散剂，润湿剂，增稠剂，防腐剂，粘度稳定剂和填料外，常规颜料制剂因此包括留着剂，其作用是确保产物不干透或在使用之前才部分干燥。乙二醇或丙二醇一般用于此目的。但环境保护原因排除了挥发性二醇如丙烷二醇，1，2-单乙二醇或二甘醇的使用。
作为乙二醇或丙二醇的替代物，EP 0 735 109使用聚醚多元醇，它尽管在耐耐表干和干透性方面表现出非常良好的结果，但在应用介质中具有明显不足的耐擦性和耐磨性。
本发明的目的因此是提供具有良好的耐表干和干透性，生态毒性上无可异议的，和在应用介质中具有高耐擦性和耐磨性的含水颜料制剂。
已经发现，一种α-甲基-ω-羟基-聚乙二醇醚作为留着剂可实现以上给出的目的。
本发明提供了一种颜料分散体，基本上组成如下
a)至少一种有机或无机颜料或其组合，
b)具有平均分子量250-1000g/mol的α-甲基-ω-羟基-聚乙二醇醚，
c)常用于制备含水颜料分散体的分散剂，
d)水，和
e)如果需要，其它的常规添加剂。
优选的颜料分散体是基本上组成如下的那些
a)10-80％重量，尤其是20-70％重量的至少一种有机或无机颜料；
b)1-50％重量，更优选2-30％重量，非常优选4-20％重量，尤其是5-10％重量的具有平均分子量250和1000g/mol，更优选400和600g/mol，尤其是470和530g/mol之间的α-甲基-ω-羟基-聚乙二醇醚；
c)2-25％重量，尤其是3-15％重量的常规分散剂
d)5-80％重量，尤其是10-60％重量的水；
e)0-5％重量常规添加剂，
所述重量百分数在每种情况下基于颜料分散体的总重。
用于本发明的有机颜料的例子是单偶氮颜料，双偶氮颜料，色淀偶氮颜料，三苯基甲烷颜料，硫靛颜料，噻嗪靛颜料，苝颜料，萘环酮(perinone)颜料，二苯并[cd，jk]芘-5，10-二酮颜料，二酮吡咯并吡咯颜料，二噁嗪颜料，喹吖啶酮颜料，酞菁颜料，异吲哚啉酮颜料，二氢异吲哚颜料，苯并咪唑酮颜料，萘酚颜料，喹酞酮颜料，以及来自炉黑或气黑类的酸至碱性炭黑。
合适的无机颜料的例子是二氧化钛，硫化锌，氧化铁，氧化铬，群青，镍或铬锑钛氧化物，氧化钴，和钒酸铋。
也可提及包含例如，细分矿石，矿物质，难溶或不可溶盐，蜡或聚合物的颗粒，作物保护剂和杀虫剂，荧光增白剂，和染料作为固体的分散体。
用于本发明的α-甲基-ω-羟基-聚乙二醇醚优选为一种具有结构式(I)的化合物
H3C-O-[CH2CH2-O-]m-H (I)
其中m＝9-35(平均)。
用于本发明的优选α-甲基-ω-羟基-聚乙二醇醚也可包括非甲基化聚二醇醚部分。这种产品是可购得的和具有羟基数50-200mg/g，尤其是106-119mg/g，KOH(ASTM D4272-94d)。
适用作组分c)的化合物包括阴离子，阳离子，和非离子表面活性化合物。尤其得到确认的是具有一个或多个中链或长链烃链的分散剂。在众多化合物中仅在此基础上列举选择物，但本发明化合物的适用性不限于这些例子。例子是硫酸烷基酯，烷基磺酸盐，磷酸烷基酯和烷基苯磺酸盐，如硫酸月桂基酯，硫酸硬脂基酯，十二烷基磺酸盐，硫酸十八烷基酯，十二烷基磺酸盐，脂肪酸和牛磺酸或羟基乙烷磺酸的缩合产物，烷基酚类，蓖麻油松香酯，脂肪醇，脂肪胺，脂肪酸和脂肪酸酰胺的烷氧基化产物，壬基苯酚和相对短链、取代的烷基酚类的反应产物以及其聚合物衍生物，如，甲醛缩合产物，以及聚合物化合物如聚丙烯酸酯和其烷氧基化物。
合适的常规添加剂包括抗沉降剂，润湿剂，防腐剂，粘度稳定剂，和影响流变的添加剂。
本发明还提供了一种用于制备本发明颜料分散体的方法，包括将粉末，粒剂或含水滤饼形式的组分(a)以常规方式在水以及组分(b)和(c)存在的情况下分散，随后如果合适，在水(d)和/或(e)中混合，和用水调节所得含水颜料分散体至所需浓度。
优选组分(b)，(c)，(d)和(e)首先混合，将组分(a)拌入起始混合物中，和将所得混合物根据所用颜料的晶粒硬度使用搅拌器，溶解器，转子-定子磨机，球磨机，具有搅拌装置的球磨机如砂磨机和珠磨机，高速度混合器，捏合装置或高性能砂磨机进行分散。
如此制成的液体至糊状颜料制剂适用于着色天然和合成材料。它们具有突出的高絮凝稳定性和储存稳定性，颜色强度，光泽，均匀性，亮度和突出的耐擦性和耐磨性。它们尤其可用于颜料油漆，包括乳液油漆，分散清漆，用于印刷油墨，如纺织品印刷油墨，柔性图形或凹版油墨，用于壁纸油墨，用于水可稀释涂料，用于木材防腐体系，用于粘胶纺丝溶液染色，用于清漆，用于香肠肠衣，用于种子，用于玻璃瓶，用于屋顶板的本体着色，用于灰浆，用于木染剂，用于纸原料，用于彩色铅笔笔芯，软笔，绘画油墨，用于圆珠笔的糊，粉笔，洗涤剂和清洁剂，鞋护理剂，着色胶乳产品，磨料以及用于着色塑料和高分子量材料，和也适合用于粉末涂料。
本发明的颜料分散体另外适用作电子照相调色剂和显影剂，如单组分或双组分粉末调色剂(所谓的单组分或双组分显影剂)，磁性调色剂，液体调色剂，聚合反应调色剂，和其它特制调色剂中的着色剂。
本发明的颜料分散体另外适用作含水和非水基的喷墨油墨中的，以及按照热熔方法操作或基于微乳液的油墨中的着色剂。
本发明的颜料分散体可以任何比例与水混溶并以在许多含水乳液油漆中突出的絮凝稳定性和储存稳定性而优于常规颜料分散体。如果可与憎水油漆粘结剂体系相容的添加剂用于制备颜料分散体，可得到甚至在憎水介质中也絮凝稳定的分散体。特别值得注意的是在不同的应用介质中的良好的流变性能和优异的分散性。
在以下实施例中，份数表示重量份。
耐擦性和耐磨性分别按照DIN 53778和DIN EN 13300测定：
将测试的乳液油漆施用到Leneta片材上和干燥。将干燥样品涂层在特定摩擦装置中在规定条件下使用前后移动的摩擦刷进行湿摩擦。如果具有长度至少10cm的两个轨迹相关联地已向下摩擦至基材，终止试验并记录摩擦值(往复刷次数)。
实施例1：
48份C.I.颜料黄74.8份多酚烷氧基化物，7.5份α-甲基-ω-羟基-聚乙二醇醚(Mv 470-530g/mol)，0.6份防腐剂和35.9份软化水在30-40℃下使用珠磨机(来自Drais)用280份氧化锆珠粒(d＝1mm)研磨。研磨介质随后分离出并将颜料制剂分离。
该颜料制剂具有高颜色强度和非常干净的色调，证明是高度流动的和储存稳定的；即，尽管在50℃下热储存5周，样品保持高度流动。
在28天的干燥时间之后实现耐磨性900个往复刷次数，其中使用丙二醇替代α-甲基-ω-羟基-聚乙二醇醚的相同颜料的制剂在28天的干燥时间之后具有仅800个往复刷次数的耐磨性。
实施例2：
47份C.I.颜料红112，10份苯乙烯基苯基乙氧基化物，7.5份α-甲基-ω-羟基-聚乙二醇醚(Mv 470-530g/mol)，0.6份防腐剂和34.9份软化水在30-40℃下使用珠磨机(来自Drais)用280份氧化锆珠粒(d＝1mm)研磨。研磨介质随后分离出并将颜料制剂分离。
该颜料制剂具有高颜色强度和非常干净的色调，证明是高度流动的和储存稳定的；即，尽管在50℃下热储存5周，样品保持高度流动。
实施例3：
50份C.I.颜料黄1，8份苯乙烯基苯基乙氧基化物，7.5份α-甲基-ω-羟基-聚乙二醇醚(Mv 470-530g/mol)，0.6份防腐剂和33.9份软化水在30-40℃下使用珠磨机(来自Drais)用280份氧化锆珠粒(d＝1mm)研磨。研磨介质随后分离出并将颜料制剂分离。
该颜料制剂具有高颜色强度和非常干净的色调，证明是高度流动的和储存稳定的；即，尽管在50℃下热储存5周，样品保持高度流动。
实施例4：
40份C.I.颜料黑7，8份苯乙烯基苯基乙氧基化物，3份多酚烷氧基化物，7.5份α-甲基-ω-羟基-聚乙二醇醚(Mv 470-530g/mol)，0.6份防腐剂和40.9份软化水在30-40℃下使用珠磨机(来自Drais)用280份氧化锆珠粒(d＝1mm)研磨。研磨介质随后分离出并将颜料制剂分离。
该颜料制剂具有高颜色强度和非常干净的色调，证明是高度流动的和储存稳定的；即，尽管在50℃下热储存5周，样品保持高度流动。
实施例5：
45份C.I.颜料蓝15:3，13份芳基聚二醇醚，7.5份α-甲基-ω-羟基-聚乙二醇醚(Mv 470-530g/mol)，5份甘油，0.6份防腐剂和28.9份软化水在30-40℃下使用珠磨机(来自Drais)用280份氧化锆珠粒(d＝1mm)研磨。研磨介质随后分离出并将颜料制剂分离。
该颜料制剂具有高颜色强度和非常干净的色调，证明是高度流动的和储存稳定的；即，尽管在50℃下热储存5周，样品保持高度流动。
实施例6
40份C.I.颜料黄154，8份苯乙烯基苯基乙氧基化物，3份多酚烷氧基化物，7.5份α-甲基-ω-羟基-聚乙二醇醚(Mv 470-530g/mol)，0.6份防腐剂和40.9份软化水在30-40℃下使用珠磨机(来自Drais)用280份氧化锆珠粒(d＝1mm)研磨。研磨介质随后分离出并将颜料制剂分离。
该颜料制剂具有高颜色强度和非常干净的色调，证明是高度流动的和储存稳定的；即，尽管在50℃下热储存5周，样品保持高度流动。
在28天的干燥时间之后实现耐磨性760个往复刷次数；基于丙二醇代替α-甲基-ω-羟基-聚乙二醇醚的制剂在28天的干燥时间之后承受仅710个往复刷次数。
Claims (11)
1.一种颜料分散体，基本上组成如下
a)10-80％重量至少一种有机或无机颜料；
b)1-50％重量具有平均分子量250-1000的α-甲基-ω-羟基-聚乙二醇醚；
c)2-25％重量常用于制备含水颜料分散体的分散剂，
d)5-80％重量水；
e)0-5％重量常规添加剂，
所述重量百分数在每种情况下基于颜料分散体的总重。
2.根据权利要求1所要求的颜料分散体，基本上组成如下
a)20-70％重量至少一种有机或无机颜料；
b)2-30％重量具有平均分子量250-1000的α-甲基-ω-羟基-聚乙二醇醚；
c)3-15％重量的常用于制备含水颜料分散体的分散剂，
d)10-60％重量水；
e)0-5％重量常规添加剂，
所述重量百分数在每种情况下基于颜料分散体的总重。
3.根据权利要求2所要求的颜料分散体，其中包含4-20％重量具有平均分子量250-1000的α-甲基-ω-羟基-聚乙二醇醚。
4.根据权利要求1-3任一项所要求的颜料分散体，其中α-甲基-ω-羟基-聚乙二醇醚具有平均分子量400-600。
5.根据权利要求1-3任一项所要求的颜料分散体，其中α-甲基-ω-羟基-聚乙二醇醚具有平均分子量470-530。
6.根据权利要求1-3任一项所要求的颜料分散体，其中有机颜料是单偶氮颜料，双偶氮颜料，色淀偶氮颜料，三苯基甲烷颜料，硫靛颜料，噻嗪靛颜料，苝颜料，萘环酮颜料，二苯并[cd，jk]芘-5，10-二酮颜料，二酮基吡咯并吡咯颜料，二噁嗪颜料，喹吖啶酮颜料，酞菁颜料，异吲哚啉酮颜料，二氢异吲哚颜料，苯并咪唑酮颜料，萘酚颜料，喹酞酮颜料。
7.根据权利要求1所要求的颜料分散体，其中无机颜料选自炉黑或气黑类的酸性至碱性炭黑。
8.一种用于制备根据权利要求1-7任一项所要求的颜料分散体的方法，包括将粉末，粒剂或含水滤饼形式的组分(a)在水和组分(b)和(c)的存在下分散，随后混入非必要的水(d)和非必要的(e)中，和非必要地用水稀释所得含水颜料分散体。
9.根据权利要求1-7任一项所要求的颜料分散体在着色天然或合成材料中的用途。
10.根据权利要求9所要求的用途，用于着色油漆，印刷油墨，壁纸油墨，水可稀释涂料，香肠肠衣，种子，玻璃瓶，灰浆，木染剂，纸原料，彩色铅笔笔芯，软笔，绘画油墨，用于圆珠笔的糊，粉笔，洗涤剂和清洁剂，鞋护理剂，胶乳产品，磨料，塑料，电子照相调色剂和显影剂，粉末涂料，和喷墨油墨。
11.根据权利要求10所要求的用途，其中所述油漆是乳液油漆或分散清漆。
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