水性颜料分散体、制备方法及应用

发明人：铃木美子等

申请人：东洋油墨制造会社

日本发明是关于分散稳定性优异的水性颜料分散体、制备方法及使用

该颜料分散体的水性涂覆组成物。

近年来，随着对资源利用、环境保护、提高生产安全性等的要求越来越高，涂料及油墨正不断向水性化方向发展。

水性涂料及水性油墨要求具有与油性涂料、油性油墨同样的流动性、贮存稳定性、涂膜光泽、鲜艳性、着色力等。

然而，与用于油性介质相比，因大多数颜料在用于水性介质时在颜料分散性等方面明显要差得多，所以用通常的分散方法难以满足品质要求。因此，近年来，研究了各种添加剂例如水性用颜料分散树脂及表面活性剂，但是仍难获得达到现有高质量油性涂料及油墨全部上述性能的产品。

特别是喷墨及汽车用涂料等对颜料的微细化有要求的领域，难以充分满足所需品质。

本发明提供能改进上述种种缺点，具有与油性涂料、油性油墨同样的流动性、贮存稳定性、涂膜光泽、鲜艳性、着色力等的水性涂料或水性油墨用水性涂覆组成物。进一步，提供制备该水性涂覆物所用的水性颜料分散体及其制造方法。

本发明内容之一为步骤（ 1 ）：将颜料 (A) 与由分子中至少含一个羧基的乙烯基不饱和单体 (a) 及分子中至少含一个羟基的乙烯基不饱和单体 (b) 组成的乙烯基不饱和单体组合物共聚得到的 Tg 在 0 ℃以上的树脂 (B) 用辊磨混炼后得到片状固体。步骤 2 ：将该片状固体分散在水性介质中。由此制得水性颜料分散体。

发明内容之二，步骤（ 1 ）中加入水和 / 或水溶性有机溶剂（ C ），制备本发明内容之一所述的水性颜料分散体。

发明内容之三，步骤（ 2 ）得到的分散体进一步用介质磨分散为步骤（ 3 ）制本发明内容之一、二所述水性颜料分散体。

发明内容之四，发明内容之一至三中所述水性颜料分散体特征为，步骤（ 1 ）或（ 2 ）是在碱性有机色素衍生物存在下进行。

发明内容之五，发明内容之一至四所述水性颜料分散体的特征为，步骤（ 2 ）是在碱化合物存在下进行。

发明内容之六，水性颜料分散体特征包括步骤（ 1 ）：将颜料 (A) 与由分子中至少含一个羧基的乙烯基不饱和单体 (a) 及分子中至少含一个羟基的乙烯基不饱和单体 (b) 组成的乙烯基不饱和单体组成物共聚得到的 Tg 在 0 ℃以上的树脂 (B) 用辊磨混炼后得到片状固体。步骤（ 2 ）：将该片状固体分散在水性介质中。

发明内容之七，具有含上述发明内容之一至五所述水性颜料分散体为特征的水性涂覆组合物。

本发明中可使用的颜料（ A ）具体例如可溶性及不溶性偶氮颜料、缩合偶氮颜料等偶氮系颜料，酞菁系颜料，喹吖啶酮系颜料，异吲哚啉酮系颜料，苝系颜料，二噁嗪系颜料，蒽醌系颜料，二酮吡咯并吡咯系颜料，蒽素嘧啶系颜料，阴丹士林系颜料，黄蒽酮系颜料，硫靛系颜料等有机颜料；炭黑，钛白，铬黄，镉黄，镉红，铁红，铁黑，锌粉，群青等无机颜料。

本发明中所用树脂（ B ）为由含有 (a) 分子中至少含一个羧基的乙烯基不饱和单体及 (b) 分子中至少含一个羟基的乙烯基不饱和单体组成的乙烯基不饱和单体共聚而得。

分子中至少含一个羧基的乙烯基不饱和单体 (a) 没有特别限制，例如丙烯酸、甲基丙烯酸、 2- 羧基乙基丙烯酸酯、邻苯二甲酸单羟乙基丙烯酸酯、ω - 羧基聚己内酯、马来酸、衣糠酸、富马酸、戊烯二酸、四氢邻苯二甲酸及上述各单体的混合物等。

分子中至少含一个羧基的乙烯基不饱和单体 (a) 在乙烯基不饱和单体中的含量以 1%~50% （质量分数）较好。用量在 1% 以下会使颜料分散变困难，超过 50% 时易引起颜料分散体的增粘等。

分子中至少含一个羟基的乙烯基不饱和单体 (b) 没有特别限制，例如（甲基）丙烯酸 2- 羟乙酯、（甲基）丙烯酸 3- 羟丙酯、（甲基）丙烯酸 2- 羟丙酯、（甲基）丙烯酸 4- 羟丁酯、（甲基）丙烯酸 3- 羟丁酯、（甲基）丙烯酸 2- 羟丁酯、（甲基）丙烯酸甘油酯、（甲基）丙烯酸聚乙二醇酯（ n=2~50 ）、（甲基）丙烯酸聚己内酯改性羟乙酯（ n=1~6 ）、（甲基）丙烯酸环氧酯、（甲基）丙烯酸端羟基聚氨酯及上述各单体的混合物等。

分子中至少含一个羟基的乙烯基不饱和单体 (b) 的量较好的为占乙烯基不饱和单体量的 1%~50% 质量分数。用量在 1% 以下会使颜料难以充分分散，超过 50% 时易引起颜料分散体的增粘等。

此外，上述含有分子中至少含一个羧基的乙烯基不饱和单体 (a) 及分子中至少含一个羟基的乙烯基不饱和单体 (b) 的乙烯基不饱和单体组成物中根据需要还可以加入其它的乙烯基不饱和单体。这些其它的乙烯基不饱和单体没有特别的限制，例如，苯乙烯、乙烯基甲苯、（甲基）丙烯酸烷基酯、（甲基）丙烯腈、醋酸乙烯酯、乙烯基烷基醚等。

上述乙烯基不饱和单体是在加引发剂，通惰性气体条件下在 50~150 ℃下反应 2~10 h 而进行。根据需要也可以在溶剂存在下进行聚合。

引发剂有过氧化苯甲酰、异丙苯过氧化氢、叔丁基过氧化氢、过氧化二碳酸二异丙酯、二叔丁基过氧化醚、叔丁基过氧化苯甲酰等有机过氧化物， 2,2'- 偶氮二异丁腈等偶氮化合物等。引发剂用量为相对于 100 质量份乙烯基不饱和单体量较好的为 1~20 质量份。

上述树脂的 Tg 应在 0 ℃以上，较好为 0~60 ℃，更好为 15~40 ℃。如果在 0 ℃以下，在用辊磨混炼分散时难以得到均匀的片，操作性差，得到的产品品质不好。

本发明中步骤（ 1 ）中的颜料（ A ）及树脂（ B ）的加入比例为相对于 100 质量份颜料（ A ），树脂（ B ）加量较好的为 5~100 质量份， 10~40 质量份更好。树脂加入量低于上述范围时颜料分散效果差、操作性差，此外，树脂量高于上述范围时也不会得到更好的效果。

本发明中步骤（ 1 ）中可以添加（ C ）水和 / 或水溶性有机溶剂。水溶性有机溶剂有乙醇、异丙醇、正丙醇等醇类溶剂，乙二醇或二乙二醇单或二烷基醚等。

此外，在步骤（ 1 ）中添加的（ C ）水和 / 或水溶性有机溶剂也可以残留在片状固体中，此时，片状固体的不挥发份在 80%~98% （质量分数，下同）为好。若片状固体的不挥发份低于 80% ，因辊磨机混炼时剪切力不够会造成涂膜品质差且片状固体贮存时易产生粘接等问题。此外片状固体的不挥发分大于 98% 时，会引起进行步骤（ 2 ）时....