技术摘要：
本发明属于材料领域，公开了一种含多元结构的分散剂，主要由以下原料反应制得：单体A，单体B、单体C、起始剂和溶剂；所述单体A含苯环；所述单体B为含有直链碳结构的酯；所述单体C为酸或酯。还公开了一种含该分散剂的色浆和含该色浆的UV喷墨。该分散剂分子中包含颜料锚 全部
背景技术：
UV墨水(或称为UV喷墨)喷印在媒材上，经过UV光(紫外光)固化成形，UV墨水可 100％转移到媒材上，所以，UV墨水又被称为环保墨水。UV墨水在传统油墨市场已经占据极 大份额，但是在喷墨打印市场，却只占很少一部份。这是因为在喷墨打印过程中，受到打印 喷头操作条件的限制，必需采用低粘度及高稳定性的墨水，否则会导致出现喷头堵塞、墨滴 斜喷或断墨等问题。在UV墨水中，墨水的油性色浆的分散稳定性直接关系着UV墨水的分散 稳定性。因此，提高UV墨水中油性色浆的分散稳定性是亟需解决的问题。 传统使用的分散剂，例如传统小分子分散剂或单一结构的高分子分散剂，其分子 链段对颜料的吸附点太少或太弱，且溶剂化链段太短或太长，对溶剂的亲和力太差，无法产 生足够立体空间位阻或静电斥力，因此，无法得到强分散、高稳定性的UV油性色浆，容易导 致颜料絮凝沉淀及颗粒反粗，造成打印过程中堵塞喷头现象。 因此，希望提供一种合适的分散剂，使得含有该分散剂的油性色浆或UV喷墨的分 散稳定，避免打印过程中出现喷头堵塞、墨滴斜喷或断墨等现象。
技术实现要素：
本发明旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一 种含多元结构的分散剂，将所述分散剂应用于油性色浆中，油性色浆能稳定分散于墨水(例 如UV喷墨)中，打印过程不易出现喷头堵塞、墨滴斜喷或断墨等现象。 本发明所述分散剂分子中包含颜料锚定结构、缓冲结构及溶剂化结构，是一种含 多元结构的分散剂。利用颜料锚定结构强化分散剂对颜料的吸附能力，利用缓冲结构协助 区隔锚定结构与溶剂化结构，避免锚定结构与溶剂化结构相互干扰，溶剂化结构则增加分 散剂在溶剂中的溶解性。 一种含多元结构的分散剂，主要由以下原料反应制得：单体A，单体B、单体C、起始 剂和溶剂；所述单体A含苯环；所述单体B为含有直链碳结构的酯；所述单体C为酸或酯。 优选的，所述单体A、单体B和单体C的用量摩尔比为(0.5-5)：(0.5-5)：(1-8)；进一 步优选的，所述单体A、单体B和单体C的用量摩尔比为(1-3)：(1-3)：(2-5)；更优选的，所述 单体A、单体B和单体C的用量摩尔比为(1-2)：(1-2)：(2-4)。 所述单体A提供分散剂分子结构中的颜料锚定结构，由于颜料大多含芳香基，因 此，当分散剂中含苯环结构，可以有效提升分散剂对颜料的吸附能力。 所述单体B提供分散剂分子结构中的缓冲结构，缓冲结构的作用在于区隔亲颜料 的锚定结构及亲溶剂的溶剂化结构，避免锚定结构和溶剂化结构的互相干扰。因为锚定结 构要吸附颜料表面，但溶剂化结构则要溶入溶剂(配制色浆时使用的溶剂)中。如果锚定结 构和溶剂化结构太过靠近，可能导致锚定结构无法顺利吸附到颜料表面，或是溶剂化结构 3 CN 111574659 A 说 明 书 2/13 页 无法溶入单体中。 所述单体C提供分散剂分子结构中的溶剂化结构，溶剂化结构采用与配制色浆时 使用的溶剂相容性好，增加分散剂在色浆中的溶解性，使溶剂化结构可以充分伸展，达到空 间障碍及静电排斥的目的。 优选的，所述单体A选自丙烯酸苄酯、甲基丙烯酸苄酯、丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸苯 酯、邻苯基苯氧乙基丙烯酸酯、2-苯氧基乙基丙烯酸酯、乙二醇苯基醚甲基丙烯酰酸、聚(乙 二醇)苯基醚丙烯酸、乙氧化壬基苯酚丙烯酸酯、聚(丙二醇)-4-壬基苯醚丙烯酸、苯乙烯、 甲基苯乙烯、苯乙烯磺酸、乙烯基甲苯、对甲基苯乙烯或二乙烯基苯中的至少一种。 优选的，所述含有直链碳结构的酯选自丙稀酸甲酯、甲基丙稀酸甲酯、丙烯酸乙 酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯或甲基丙烯酸丁酯中的至 少一种。 优选的，所述单体C选自丙烯酸、甲基丙稀酸、顺丁烯二酸、反丁烯二酸、四氢糠基 丙烯酸酯、四氢糠基甲基丙烯酸酯、丙烯酸双环戊二烯酯、三羟甲基环己基丙烯酸酯、乙氧 基乙氧基乙基丙烯酸酯或甲基丙烯酸异冰片酯中的至少一种。 优选的，所述起始剂选自偶氮二异庚腈、偶氮二异丁腈、偶氮二异戊腈、偶氮二异 丁酸二甲酯、偶氮二异丁脒盐酸盐、偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐、偶氮异丁氰基甲酰胺或偶氮 二环己基甲腈中的至少一种。起始剂主要作用在于受热分解产生反应自由基，引发单体进 行自由基聚合反应。 优选的，所述溶剂选自乙醇、丙醇、异丙醇、丁酮、甲基异丁酮、乙酸乙酯、醋酸异丙 酯、二氯甲烷、丙酮、二氯乙烷、甲苯、二甲苯、四氢呋喃或环己酮中的至少一种；进一步优选 的，所述溶剂选自丙酮、异丙醇、丁酮或乙酸乙酯中的至少一种。 一种含多元结构的分散剂的制备方法，包括以下步骤： (1)将单体A、单体B和单体C搅拌混合，制得混合物a，备用； (2)在惰性气体氛围下，将起始剂和溶剂搅拌混合，制得混合物b，备用； (3)将混合物a和混合物b混合，加热反应，制得所述含多元结构的分散剂； 步骤(2)中对于所述溶剂的用量没有特殊的限定，能够充分溶解起始剂即可。 优选的，步骤(2)中所述起始剂与单体C的质量比为(1-30):(40-800)；进一步优选 的，步骤(2)中所述起始剂与单体C的质量比为(5-15):(50-400)。 优选的，步骤(3)中加热反应的温度为60-100℃，反应的时间为1-4小时。 优选的，步骤(3)之后，向步骤(3)制得的分散剂中加入2-吡咯烷酮(分散剂与2-吡 咯烷酮的质量比为1：(0.3-0.8))，加热至100-120℃，用于去除分散剂中的有机溶剂，然后 加去离子水，调节pH至8-12，且使得分散剂的质量分数为25-65％，有利于分散剂制备色浆。 当单体A、单体B和单体C经步骤(3)反应后的残留量小于5％，说明反应较为充分。 一种色浆，包括以下组分：所述含多元结构的分散剂、色浆单体溶剂(色浆中含有 的溶剂)、颜料。 优选的，所述色浆单体溶剂选自四氢糠基丙烯酸酯、环三羟甲基丙烷缩甲醛丙烯 酸酯、三羟甲基环己基丙烯酸酯、丙烯酸苄酯、丙烯酸异冰片酯、乙氧基乙氧基乙基丙烯酸 酯、2-苯氧基乙基丙烯酸酯、聚(乙二醇)苯基醚丙烯酸、1,6-己二醇二丙烯酸酯、1,6-己二 醇乙氧酸二丙烯酸酯、新戊二醇聚甲基环氧乙烷二丙烯酸酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯、二 4 CN 111574659 A 说 明 书 3/13 页 丙二醇二丙烯酸酯、二缩三乙二醇二丙烯酸酯等中的一种或多种。 优选的，所述颜料为各种颜色的颜料，例如红色颜料、黄色颜料、蓝色颜料或黑色 颜料。可由巴斯夫(BASF)、克莱恩(Clariant)、日本油墨(DIC)、三菱(Mitubishi)化学和拜 耳(Bayer)等公司提供。 进一步优选的，所述红色颜料选自PV19、PR122、PR146、PR254或PR269中的至少一 种。 进一步优选的，所述黄色颜料选自PY12、PY17、PY74、PY138、PY150、PY151、PY155、 PY168、PY180、PY183、PY185或PY194中的至少一种。 进一步优选的，所述蓝色颜料选自PB15:1、PB15:2、PB15:3或PB15:4中的至少一 种。 进一步优选的，所述黑色颜料为碳黑。 优选的，一种色浆，按质量份数计，包括以下组分：分散剂30-450份、色浆单体溶剂 350-850份、颜料80-300份。 进一步优选的，一种色浆，按质量份数计，包括以下组分：分散剂50-350份、色浆单 体溶剂400-800份、颜料100-200份。 优选的，所述色浆还包括助剂；进一步优选的，所述助剂包括相乘剂和/或阻聚剂。 优选的，所述阻聚剂选自对苯二酚、甲基氢醌、对羟基苯甲醚、2-叔丁基对苯二酚、 2,5-二叔丁基对苯二酚、对羟基苯甲醚、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、对叔丁基邻苯二酚、瑞 士RAHN公司的GENORAD 16/18/20/22/23或氰特化工公司的S100/110/210/130中的至少一 种。其用途在于稳定色浆单体溶剂，避免色浆单体溶剂受到外部刺激容易产生聚合反应。 优选的，所述相乘剂选自路博润的Solsperse 5000/22000。其用途在于辅助分散 剂，协助分散剂吸附到颜料表面，提升分散稳定性。 进一步优选的，所述色浆包括相乘剂0-5份。 进一步优选的，所述色浆包括阻聚剂0-5份。 优选的，所述色浆是一种油性色浆。 一种色浆的制备方法，包括以下步骤： (1)按配方量称取各组分，将分散剂加入色浆单体溶剂中，搅拌混合，制得预混溶 液； (2)将颜料加入步骤(1)制得的预混溶液中，搅拌混合，然后研磨，过滤，取滤液，即 制得色浆。 优选的，步骤(1)中在搅拌混合前加入助剂。 优选的，步骤(2)中研磨后得到的混合溶液的粒径为50-300nm；进一步优选的，步 骤(2)中研磨后得到的混合溶液的粒径为100-200nm。 步骤(2)中的过滤是去除胶体及大粒径颗粒。 一种UV喷墨，含有本发明所述色浆。 本发明制得的分散剂可使得颜料颗粒间产生足够的排斥力或空间位阻，使颜料颗 粒间不易絮凝或产生沉淀，分散稳定性好，因此，制得的UV喷墨不易出现颜料絮凝沉淀或反 粗现象，UV喷墨的稳定性好，打印过程不易出现喷头堵塞、墨滴斜喷或断墨等现象。 相对于现有技术，本发明的有益效果如下： 5 CN 111574659 A 说 明 书 4/13 页 (1)本发明所述含多元结构的分散剂分子中包含颜料锚定结构、缓冲结构及溶剂 化结构。利用颜料锚定结构强化分散剂对颜料的吸附能力，利用缓冲结构协助区隔锚定结 构与溶剂化结构，避免锚定结构与溶剂化结构相互干扰，溶剂化结构则增加分散剂在溶剂 中的溶解性，使得颜料颗粒间产生足够的排斥力或空间位阻，使颜料颗粒间不易絮凝或产 生沉淀，分散稳定性好。 (2)色浆中的相乘剂和/或阻聚剂有助于提升色浆的稳定性。 (3)本发明制得的色浆稳定性好，使制得的UV喷墨不易出现颜料絮凝沉淀或反粗 现象，UV喷墨的稳定性好，打印过程不易出现喷头堵塞、墨滴斜喷或断墨等现象。
本发明属于材料领域，公开了一种含多元结构的分散剂，主要由以下原料反应制得：单体A，单体B、单体C、起始剂和溶剂；所述单体A含苯环；所述单体B为含有直链碳结构的酯；所述单体C为酸或酯。还公开了一种含该分散剂的色浆和含该色浆的UV喷墨。该分散剂分子中包含颜料锚 全部
背景技术：
UV墨水(或称为UV喷墨)喷印在媒材上，经过UV光(紫外光)固化成形，UV墨水可 100％转移到媒材上，所以，UV墨水又被称为环保墨水。UV墨水在传统油墨市场已经占据极 大份额，但是在喷墨打印市场，却只占很少一部份。这是因为在喷墨打印过程中，受到打印 喷头操作条件的限制，必需采用低粘度及高稳定性的墨水，否则会导致出现喷头堵塞、墨滴 斜喷或断墨等问题。在UV墨水中，墨水的油性色浆的分散稳定性直接关系着UV墨水的分散 稳定性。因此，提高UV墨水中油性色浆的分散稳定性是亟需解决的问题。 传统使用的分散剂，例如传统小分子分散剂或单一结构的高分子分散剂，其分子 链段对颜料的吸附点太少或太弱，且溶剂化链段太短或太长，对溶剂的亲和力太差，无法产 生足够立体空间位阻或静电斥力，因此，无法得到强分散、高稳定性的UV油性色浆，容易导 致颜料絮凝沉淀及颗粒反粗，造成打印过程中堵塞喷头现象。 因此，希望提供一种合适的分散剂，使得含有该分散剂的油性色浆或UV喷墨的分 散稳定，避免打印过程中出现喷头堵塞、墨滴斜喷或断墨等现象。
技术实现要素：
本发明旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一 种含多元结构的分散剂，将所述分散剂应用于油性色浆中，油性色浆能稳定分散于墨水(例 如UV喷墨)中，打印过程不易出现喷头堵塞、墨滴斜喷或断墨等现象。 本发明所述分散剂分子中包含颜料锚定结构、缓冲结构及溶剂化结构，是一种含 多元结构的分散剂。利用颜料锚定结构强化分散剂对颜料的吸附能力，利用缓冲结构协助 区隔锚定结构与溶剂化结构，避免锚定结构与溶剂化结构相互干扰，溶剂化结构则增加分 散剂在溶剂中的溶解性。 一种含多元结构的分散剂，主要由以下原料反应制得：单体A，单体B、单体C、起始 剂和溶剂；所述单体A含苯环；所述单体B为含有直链碳结构的酯；所述单体C为酸或酯。 优选的，所述单体A、单体B和单体C的用量摩尔比为(0.5-5)：(0.5-5)：(1-8)；进一 步优选的，所述单体A、单体B和单体C的用量摩尔比为(1-3)：(1-3)：(2-5)；更优选的，所述 单体A、单体B和单体C的用量摩尔比为(1-2)：(1-2)：(2-4)。 所述单体A提供分散剂分子结构中的颜料锚定结构，由于颜料大多含芳香基，因 此，当分散剂中含苯环结构，可以有效提升分散剂对颜料的吸附能力。 所述单体B提供分散剂分子结构中的缓冲结构，缓冲结构的作用在于区隔亲颜料 的锚定结构及亲溶剂的溶剂化结构，避免锚定结构和溶剂化结构的互相干扰。因为锚定结 构要吸附颜料表面，但溶剂化结构则要溶入溶剂(配制色浆时使用的溶剂)中。如果锚定结 构和溶剂化结构太过靠近，可能导致锚定结构无法顺利吸附到颜料表面，或是溶剂化结构 3 CN 111574659 A 说 明 书 2/13 页 无法溶入单体中。 所述单体C提供分散剂分子结构中的溶剂化结构，溶剂化结构采用与配制色浆时 使用的溶剂相容性好，增加分散剂在色浆中的溶解性，使溶剂化结构可以充分伸展，达到空 间障碍及静电排斥的目的。 优选的，所述单体A选自丙烯酸苄酯、甲基丙烯酸苄酯、丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸苯 酯、邻苯基苯氧乙基丙烯酸酯、2-苯氧基乙基丙烯酸酯、乙二醇苯基醚甲基丙烯酰酸、聚(乙 二醇)苯基醚丙烯酸、乙氧化壬基苯酚丙烯酸酯、聚(丙二醇)-4-壬基苯醚丙烯酸、苯乙烯、 甲基苯乙烯、苯乙烯磺酸、乙烯基甲苯、对甲基苯乙烯或二乙烯基苯中的至少一种。 优选的，所述含有直链碳结构的酯选自丙稀酸甲酯、甲基丙稀酸甲酯、丙烯酸乙 酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯或甲基丙烯酸丁酯中的至 少一种。 优选的，所述单体C选自丙烯酸、甲基丙稀酸、顺丁烯二酸、反丁烯二酸、四氢糠基 丙烯酸酯、四氢糠基甲基丙烯酸酯、丙烯酸双环戊二烯酯、三羟甲基环己基丙烯酸酯、乙氧 基乙氧基乙基丙烯酸酯或甲基丙烯酸异冰片酯中的至少一种。 优选的，所述起始剂选自偶氮二异庚腈、偶氮二异丁腈、偶氮二异戊腈、偶氮二异 丁酸二甲酯、偶氮二异丁脒盐酸盐、偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐、偶氮异丁氰基甲酰胺或偶氮 二环己基甲腈中的至少一种。起始剂主要作用在于受热分解产生反应自由基，引发单体进 行自由基聚合反应。 优选的，所述溶剂选自乙醇、丙醇、异丙醇、丁酮、甲基异丁酮、乙酸乙酯、醋酸异丙 酯、二氯甲烷、丙酮、二氯乙烷、甲苯、二甲苯、四氢呋喃或环己酮中的至少一种；进一步优选 的，所述溶剂选自丙酮、异丙醇、丁酮或乙酸乙酯中的至少一种。 一种含多元结构的分散剂的制备方法，包括以下步骤： (1)将单体A、单体B和单体C搅拌混合，制得混合物a，备用； (2)在惰性气体氛围下，将起始剂和溶剂搅拌混合，制得混合物b，备用； (3)将混合物a和混合物b混合，加热反应，制得所述含多元结构的分散剂； 步骤(2)中对于所述溶剂的用量没有特殊的限定，能够充分溶解起始剂即可。 优选的，步骤(2)中所述起始剂与单体C的质量比为(1-30):(40-800)；进一步优选 的，步骤(2)中所述起始剂与单体C的质量比为(5-15):(50-400)。 优选的，步骤(3)中加热反应的温度为60-100℃，反应的时间为1-4小时。 优选的，步骤(3)之后，向步骤(3)制得的分散剂中加入2-吡咯烷酮(分散剂与2-吡 咯烷酮的质量比为1：(0.3-0.8))，加热至100-120℃，用于去除分散剂中的有机溶剂，然后 加去离子水，调节pH至8-12，且使得分散剂的质量分数为25-65％，有利于分散剂制备色浆。 当单体A、单体B和单体C经步骤(3)反应后的残留量小于5％，说明反应较为充分。 一种色浆，包括以下组分：所述含多元结构的分散剂、色浆单体溶剂(色浆中含有 的溶剂)、颜料。 优选的，所述色浆单体溶剂选自四氢糠基丙烯酸酯、环三羟甲基丙烷缩甲醛丙烯 酸酯、三羟甲基环己基丙烯酸酯、丙烯酸苄酯、丙烯酸异冰片酯、乙氧基乙氧基乙基丙烯酸 酯、2-苯氧基乙基丙烯酸酯、聚(乙二醇)苯基醚丙烯酸、1,6-己二醇二丙烯酸酯、1,6-己二 醇乙氧酸二丙烯酸酯、新戊二醇聚甲基环氧乙烷二丙烯酸酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯、二 4 CN 111574659 A 说 明 书 3/13 页 丙二醇二丙烯酸酯、二缩三乙二醇二丙烯酸酯等中的一种或多种。 优选的，所述颜料为各种颜色的颜料，例如红色颜料、黄色颜料、蓝色颜料或黑色 颜料。可由巴斯夫(BASF)、克莱恩(Clariant)、日本油墨(DIC)、三菱(Mitubishi)化学和拜 耳(Bayer)等公司提供。 进一步优选的，所述红色颜料选自PV19、PR122、PR146、PR254或PR269中的至少一 种。 进一步优选的，所述黄色颜料选自PY12、PY17、PY74、PY138、PY150、PY151、PY155、 PY168、PY180、PY183、PY185或PY194中的至少一种。 进一步优选的，所述蓝色颜料选自PB15:1、PB15:2、PB15:3或PB15:4中的至少一 种。 进一步优选的，所述黑色颜料为碳黑。 优选的，一种色浆，按质量份数计，包括以下组分：分散剂30-450份、色浆单体溶剂 350-850份、颜料80-300份。 进一步优选的，一种色浆，按质量份数计，包括以下组分：分散剂50-350份、色浆单 体溶剂400-800份、颜料100-200份。 优选的，所述色浆还包括助剂；进一步优选的，所述助剂包括相乘剂和/或阻聚剂。 优选的，所述阻聚剂选自对苯二酚、甲基氢醌、对羟基苯甲醚、2-叔丁基对苯二酚、 2,5-二叔丁基对苯二酚、对羟基苯甲醚、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、对叔丁基邻苯二酚、瑞 士RAHN公司的GENORAD 16/18/20/22/23或氰特化工公司的S100/110/210/130中的至少一 种。其用途在于稳定色浆单体溶剂，避免色浆单体溶剂受到外部刺激容易产生聚合反应。 优选的，所述相乘剂选自路博润的Solsperse 5000/22000。其用途在于辅助分散 剂，协助分散剂吸附到颜料表面，提升分散稳定性。 进一步优选的，所述色浆包括相乘剂0-5份。 进一步优选的，所述色浆包括阻聚剂0-5份。 优选的，所述色浆是一种油性色浆。 一种色浆的制备方法，包括以下步骤： (1)按配方量称取各组分，将分散剂加入色浆单体溶剂中，搅拌混合，制得预混溶 液； (2)将颜料加入步骤(1)制得的预混溶液中，搅拌混合，然后研磨，过滤，取滤液，即 制得色浆。 优选的，步骤(1)中在搅拌混合前加入助剂。 优选的，步骤(2)中研磨后得到的混合溶液的粒径为50-300nm；进一步优选的，步 骤(2)中研磨后得到的混合溶液的粒径为100-200nm。 步骤(2)中的过滤是去除胶体及大粒径颗粒。 一种UV喷墨，含有本发明所述色浆。 本发明制得的分散剂可使得颜料颗粒间产生足够的排斥力或空间位阻，使颜料颗 粒间不易絮凝或产生沉淀，分散稳定性好，因此，制得的UV喷墨不易出现颜料絮凝沉淀或反 粗现象，UV喷墨的稳定性好，打印过程不易出现喷头堵塞、墨滴斜喷或断墨等现象。 相对于现有技术，本发明的有益效果如下： 5 CN 111574659 A 说 明 书 4/13 页 (1)本发明所述含多元结构的分散剂分子中包含颜料锚定结构、缓冲结构及溶剂 化结构。利用颜料锚定结构强化分散剂对颜料的吸附能力，利用缓冲结构协助区隔锚定结 构与溶剂化结构，避免锚定结构与溶剂化结构相互干扰，溶剂化结构则增加分散剂在溶剂 中的溶解性，使得颜料颗粒间产生足够的排斥力或空间位阻，使颜料颗粒间不易絮凝或产 生沉淀，分散稳定性好。 (2)色浆中的相乘剂和/或阻聚剂有助于提升色浆的稳定性。 (3)本发明制得的色浆稳定性好，使制得的UV喷墨不易出现颜料絮凝沉淀或反粗 现象，UV喷墨的稳定性好，打印过程不易出现喷头堵塞、墨滴斜喷或断墨等现象。
