專利名稱：：制備改性顏料的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及包括連接有至少一個有機基團(tuán)的顏料的改性顏料制備方法、以及所得改性顏料。還公開了噴墨油墨組合物。
背景技術(shù)：
：顏料表面包含多種不同的官能團(tuán)，存在的官能團(tuán)類型取決于顏料的特定種類。已經(jīng)開發(fā)了幾種用于將材料接枝到這些顏料表面的方法。例如，已經(jīng)表明可將聚合物連接在包含表面基團(tuán)如酚和羧基的炭黑上。然而，依賴于顏料表面固有官能度的方法不能廣泛的應(yīng)用，由于并不是所有顏料都具有相同的特定官能團(tuán)。還已經(jīng)開發(fā)了制備改性顏料產(chǎn)品的方法，其可提供具有多種不同連接的官能團(tuán)的顏料。例如，美國專利No.5,851,280公開了將有機基團(tuán)連接到顏料上的方法，包括例如經(jīng)重氮化反應(yīng)連接，其中所述有機基團(tuán)為重氮鹽的一部分。得到的表面改性顏料可用于多種應(yīng)用中，如油墨、噴墨油墨、涂料、調(diào)色劑、塑料、橡膠等。而且，美國專利No.6,328,894、6,398,858、6,214,100和6,221，142描述了連接有有機基團(tuán)的改性顏料，其包括含有至少兩個羧酸鹽基團(tuán)的基團(tuán)。還描述了其它制備改性顏料的方法。例如，PCT公開No.WO01/51566公開了制備改性顏料的方法，通過使第一化學(xué)基團(tuán)與第二化學(xué)基團(tuán)反應(yīng)以形成連接有第三化學(xué)基團(tuán)的顏料。還描述了包含這些顏料的油墨組合物。盡管這些方法提供了連接有基團(tuán)的改性顏料，但仍需要將基團(tuán)，特別是包含至少兩個羧酸基或其鹽的有機基團(tuán)連接到顏料上的改進(jìn)方法。這些額外的方法可提供對于形成改進(jìn)顏料以及提供在如噴墨油墨的應(yīng)用中具有良好總體性能的改進(jìn)顏料的有利替代方案
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明涉及制備改性顏料的方法。在一個實施方式中，所述方法包括如下步驟a)以任意順序?qū)㈩伭稀⒎甲灏?、堿和水性介質(zhì)組合以形成混合物，和b)將該混合物與重氮化劑組合以形成改性顏料。在第二實施方式中，所述方法包括以下步驟a)以任意順序?qū)㈩伭?、重氮化劑、堿和水性介質(zhì)組合以形成混合物，和b)將該混合物與芳族胺組合以形成改性顏料。對于這兩個實施方式，所述芳族胺包括至少兩個羧酸基，優(yōu)選至少一個鄰二羧酸基。本發(fā)明進(jìn)一步涉及由本文所述方法制造的改性顏料，以及包含液體載體和所述改性顏料的噴墨油墨組合物。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)使用本發(fā)明的噴墨油墨組合物在基材上形成的圖像具有改進(jìn)的總體性能。應(yīng)理解上述概述和下面的詳細(xì)描述均僅為示例性和解釋性的，用于提供對所述本發(fā)明的進(jìn)一步解釋。具體實施例方式本發(fā)明涉及一種制備連接有至少一個有機基團(tuán)的改性顏料的方法，以及噴墨油墨組合物。在一個實施方式中，本發(fā)明的方法包括將顏料、芳族胺、堿和水性介質(zhì)組合以形成混合物的步驟。這些物質(zhì)可以任意順序組合。然后將得到的混合物與重氮化劑組合以形成改性顏料。各組分將在下文中更詳細(xì)地描述。在本發(fā)明方法中使用的顏料可以是本領(lǐng)域技術(shù)人員常規(guī)使用的任意種類的顏料，如黑色顏料和其它有色顏料。優(yōu)選地，當(dāng)所述顏料為黑色顏料時，該顏料為炭黑。還可使用不同顏料的混合物。這些顏料還可與多種不同類型的分散劑組合使用，以形成穩(wěn)定的分散體和油墨。黑色顏料的代表性例子包括各種炭黑(PigmentBlack7)如槽黑、爐黑和燈黑，和包括例如可從CabotCorporation得到的以Regal、BlackPearls、Elftex⑧、Monarch、Mogul⑧和Vulcan⑧商標(biāo)出售的炭黑(如BlackPearls2000、BlackPearls1400、BlackPearls1300、BlackPearls1100、BlackPearls1000、BlackPearls900、BlackPearls880、BlackPearls800、BlackPearls700、BlackPearls⑧L、Elftex8、Monarch1400、Monarch1300、Monarchal100、Monarch1000、Monarch900、Monarch880、Monarch800、Monarch700、MogulL、Regal330、Regal400、VulcanP)。所述顏料還可在寬范圍的常規(guī)有色顏料中選擇。所述有色顏料可為藍(lán)色、黑色、褐色、青色、綠色、白色、紫色、品紅色、紅色、橙色、黃色及其混合物。適宜種類的有色顏料包括例如蒽醌、酞菁藍(lán)、酞菁綠、重氮、單偶氮、皮蒽酮、二萘嵌苯、雜環(huán)黃、喹吖啶酮和(硫)靛藍(lán)。這種顏料可以粉末或濾餅形式從眾多來源商購，包括BASFCorporation、EngelhardCorporation和SunChemicalCorporation其它適宜的有色顏誶牛的例子描述在ColourIndex,第3版(TheSocietyofDyersandColourists,1982)中。取決于期望的顏料性質(zhì)，所述顏料可具有寬范圍的BET表面積，其是通過氮氣吸附測量的。如本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的，該表面積越高則對應(yīng)的粒度越小。如果對于期望的應(yīng)用，較高的表面積不能容易地獲得，本領(lǐng)域技術(shù)人員還將充分地認(rèn)識到，若需要可將所述顏料進(jìn)行常規(guī)破碎或粉碎技術(shù)如球磨或噴射研磨，以將所述顏料降至較小粒度。在本發(fā)明方法中使用的芳族胺可以是用胺基取代的任意芳族或雜芳族化合物，包括例如苯胺衍生物(即取代的苯胺)。所述芳族胺進(jìn)一步包括至少兩個羧酸基團(tuán)。優(yōu)選地，所述羧酸基團(tuán)是相鄰的，即它們彼此鄰接。從而，在本發(fā)明方法中使用的芳族胺使用至少一個基團(tuán)取代，該基團(tuán)包含具有通式結(jié)構(gòu)(HOOC)-C-C-(COOH)的兩個相鄰的羧酸基(即羧酸基團(tuán)結(jié)合到相鄰或鄰近碳原子上)，該羧酸基團(tuán)有時還稱作鄰二羧酸或1,2-二羧酸。所述包含兩個羧酸基的基團(tuán)可以是芳香基或烷基，從而該鄰二羧酸基可以是鄰?fù)榛人峄蜞彿蓟人峄鶊F(tuán)。優(yōu)選，所述包含鄰二羧酸基的基團(tuán)為芳香基。從而，所述芳族胺優(yōu)選包括-C6H3-(COOH)2基，其中所述羧酸基位于彼此相鄰的位置。更優(yōu)選，所述芳族胺為包含所述兩個羧酸基的基團(tuán)。從而，例如芳族胺更優(yōu)選為在彼此相鄰的位置用至少兩個羧酸基取代的苯胺，如4-氨基苯-1,2-二羧酸(還稱作4-氨基鄰笨二曱酸)。其它取代方案也是可能的，并為本領(lǐng)域技術(shù)人員所知。此外，除所述羧酸基外的其他取代基也可存在于該芳族胺中，只要這些取代基不會干擾改性顏料的形成即可。所述芳族胺可包括多于兩個的羧酸基團(tuán)。從而，所述芳族胺可包括具有三個或多個羧酸基的基團(tuán)，其中所述羧酸基的至少兩個相鄰，形成鄰二羧酸基。例如，所述芳族胺可包括1,2,3-或1,2,4-三羧酸基如-C6HHCOOH)3基，或可包括1，2,3，4-或1,2,4,5-四羧酸基如-C6H-(COOH)4基。其它取代方案也是可能的，并為本領(lǐng)域技術(shù)人員所知。更優(yōu)選地，所述芳族胺為5-氨基苯-l,2，3-三羧酸或5-氨基苯-l,2,4-三羧酸。在本發(fā)明方法中使用的堿可以是任意水溶性堿試劑，其在水性介質(zhì)中產(chǎn)生OH-離子，從而升高該介質(zhì)的pH。例子包括碳酸鹽如碳酸鈉、碳酸氫鹽如碳酸氬鈉和醇鹽如甲醇鈉和乙醇鈉。優(yōu)選地，所述堿為氫氧化物試劑，其為包含包括OIT離子的任意試劑，如具有氫氧根抗衡離子的鹽。例子包括氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鋰和氫氧化銨。還可使用其它氫氧化物鹽及氬氧化物試劑的混合物。在本發(fā)明方法中使用的水性介質(zhì)可以是包含大于50%水的任意介質(zhì)。從而，水性介質(zhì)可為例如水或水與水溶性溶劑如醇的混合物。優(yōu)選，水性載體為水。對于該本發(fā)明方法的實施方式，可將所述顏料、芳族胺、堿和水性介質(zhì)組合以形成混合物。取決于使用的水性介質(zhì)的量，所述混合物可以是濕糊料形式或可為分散體。優(yōu)選，所述混合物為分散體，和更優(yōu)選，得到的改性顏料也為分散體形式。另外，額外的組分如分散劑或表面活性劑也可包括在本發(fā)明方法的任一步驟中，盡管這類添加劑對于制造該公開的改性顏料并不是特別必要的。這類額外的組分可提供額外的優(yōu)點，如所述混合物或改性顏料為分散體形式時改進(jìn)的穩(wěn)定性。在本發(fā)明方法中使用的堿量可以是任意量，只要該水平對所述改性顏料的制備沒有負(fù)面影響即可。優(yōu)選地，堿的用量相對于使用的芳族胺類型進(jìn)行選擇，和更優(yōu)選地基于存在的羧酸基的摩爾量進(jìn)行選擇。例如，優(yōu)選堿與芳族胺中羧酸基的摩爾比低于1:1。優(yōu)選地，堿與芳族胺中羧酸基的摩爾比為0.33-0.67:1，更優(yōu)選為0.37-0.6:1,和最優(yōu)選0.4-0.5:1。例如，如果所述芳族胺包括三羧酸基團(tuán)，則堿與羧酸的摩爾比優(yōu)選為1-2:1,更優(yōu)選為1.1-1.8:1,和最優(yōu)選為1.2-1.5:1?？蓪㈩伭?、芳族胺、堿和水性介質(zhì)以任意順序組合以形成用于制備所述改性顏料的混合物。例如，將所述芳族胺和石咸任選地在水性介質(zhì)中混合。由于如上述更加詳細(xì)討論的，堿的量優(yōu)選小于存在的羧酸基總量(即堿與羧酸基的摩爾比小于1:1),因此芳族胺與堿的組合通常形成芳族胺混合物。該混合物包括具有至少一個羧酸基和至少一個羧酸鹽基的芳族胺。大體上，所述包含至少兩個羧酸基的芳族胺與堿的組合形成芳族胺產(chǎn)品混合物，其包括其中一個羧酸基已被去質(zhì)子化的芳族胺。然后可將得到的芳族胺混合物與顏料任選地進(jìn)一步在水性介質(zhì)中組合以形成用于制備期望的改性顏料的混合物。作為另一例子，可將所述顏料與芳族胺任選地用水性介質(zhì)組合，以形成顏料混合物。然后將所述石威與該混合物任選地進(jìn)一步在水性介質(zhì)中組合，以形成用于制備所述期望的改性顏料的混合物。對于該本發(fā)明方法的第一實施方式，所述方法進(jìn)一步包括將重氮化劑與上述通過將顏料、芳族胺、堿和水性介質(zhì)以任意順序組合得到的混合物組合以形成所述改性顏料的步驟。在本發(fā)明方法中使用的重氮化劑可以是與氨基反應(yīng)以形成重氮鹽的任意試劑。例子包括亞硝酸和亞硝酸鹽。優(yōu)選地，所述重氮化劑為具有亞硝酸才艮抗衡離子的鹽，如亞硝酸鈉、亞硝酸鉀或亞硝'酸4丐。在本發(fā)明方法的第二實施方式中，所述方法包括將顏料、重氮化劑、堿和水性介質(zhì)組合以形成混合物的步驟。這些可以任意順序組合。然后將得到的混合物與芳族胺組合以形成改性顏料。這些組分可以是任意上述詳細(xì)描述的那些。對于本發(fā)明方法的兩個實施方式，所述組分可釆用本領(lǐng)域已知的任意方法組合。例如，可將組分在高剪切條件下組合?；诒景l(fā)明的目的，"高剪切"是指在整個混合步驟中足以產(chǎn)生和/或保持顏料粒度分布的能量，其持續(xù)將顏料的新表面暴露于所述添加的組分，從而改善分布和連接水平以及總產(chǎn)品產(chǎn)率。該混合可在任意適宜的容器中在高剪切條件下進(jìn)行，并利用能夠提供連續(xù)顆粒粉碎的裝置。例子包括但不限于，能夠提供研磨、沖擊或類似碰撞作用的裝置，如水平介質(zhì)研磨機、垂直介質(zhì)研磨機如磨碎機、球磨機、錘磨機、轉(zhuǎn)盤銷式研磨機、流能磨、噴射磨機、氣流粉碎機、沖擊噴射磨機、轉(zhuǎn)子定子、造粒機、均化器、超聲波儀、空穴器(cavitator)等。此外，所述容器優(yōu)選裝備有適宜的加熱裝置，如加熱套、熱電偶等。該混合可在多種溫度下進(jìn)行和進(jìn)行任意的適宜時間，以形成期望的改性顏料。例如所述組分可在約-10至約50°C，例如約0-約25。C或約0-約1CTC的溫度下組合。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在這些溫度范圍內(nèi)組合所述組分有效地且以最小的副產(chǎn)物形成含水有色顏料分散體。此外，該混合還可優(yōu)選在高固體條件下進(jìn)行，即顏料在混合物中以優(yōu)選大于10重量％的水平存在。令人驚奇地，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)改性顏料可通過以上述順序組合顏料、包括多于一個羧酸基的芳族胺、水性介質(zhì)和重氮化劑，并接一步包括堿來制備。盡管用于形成連接有有機基團(tuán)的改性顏料的方法是已知的，其中將重氮化劑與芳族胺組合形成重氮鹽，然后將其與顏料組合形成改性顏料，但這些方法典型地不包含堿。需要酸以幫助重氮鹽形成和連接工藝。如果在這些方法中使用堿，則其通常在已經(jīng)制備所述改性顏料后加入。然而，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)可在該工藝開始時，在加入重氮化劑之前加入石成，而不會對該連接有羧酸鹽基團(tuán)的改性顏料制備產(chǎn)生負(fù)面影響。還已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)使用上述優(yōu)選的比，具有改進(jìn)的性質(zhì)，特別是在噴墨油墨組合物中。本發(fā)明還涉及包括連接有至少一個有機基團(tuán)的顏料的改性顏料，其中所述有機基團(tuán)包括至少一個羧酸鹽基團(tuán)。所述顏料可以是任意上述更詳細(xì)描述的那些。優(yōu)選地，所述有機基團(tuán)包括至少兩個羧酸鹽基團(tuán)，和更優(yōu)選包括至少三個羧酸鹽基團(tuán)。所述改性顏料可通過本領(lǐng)域已知的任意方法制造，但優(yōu)選采用本發(fā)明的方法制備。取決于改性顏料的所需用途和連接基團(tuán)的類型，連接的有機基團(tuán)的量可以改變。優(yōu)選地，有機基團(tuán)的總量為約0.01-約10.0微摩爾基團(tuán)/m2顏料表面積，所述表面積通過氮氣吸附(BET法)測量。例如，親電子基團(tuán)的量可為約0.5-約4.0微摩爾/m2，包括約1-約3微摩爾/1112或約2-約2.5微摩爾/m2。不包括羧酸鹽基團(tuán)的額外連接的有機基團(tuán)也可存在。所述改性顏料可為固體形式如粉末或糊狀，也可為分散體形式。例如，該改性顏料可以分散體形式生產(chǎn)，并由所述分散體中以固體形式分離?；蛘?，可直接生產(chǎn)該改性顏料的固體形式。優(yōu)選，該改性顏料為分散體形式。所述改性顏料分散體可通過洗滌如過濾、離心或這兩種方式的組合純化，以除去未反應(yīng)原料、副產(chǎn)物鹽和其它反應(yīng)雜質(zhì)。所述產(chǎn)物還可例如通過蒸發(fā)分離，或可通過采用本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的技術(shù)過濾和干燥來回收。所述改性顏料分散體可通過洗滌如過濾、離心或這兩種方式的組合純化，以除去未反應(yīng)原料、副產(chǎn)物鹽和其它反應(yīng)雜質(zhì)。該改性顏料還可例如通過蒸發(fā)分離，或可通過釆用本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的技術(shù)過濾和干燥來回收。還可將該改性顏料分散到液體介質(zhì)中，和將得到的分散體純化或分選，以除去雜質(zhì)和因制造工藝而可共存于所述分散體中的其他不期望的游離物質(zhì)。例如，可將所述分散體采用公知技術(shù)如超濾/滲濾、反滲透或離子交換來純化以除去所有不期望的游離雜質(zhì)如未反應(yīng)的處理劑。本發(fā)明的改性顏料還可用于多種應(yīng)用中。具體地，已經(jīng)令人驚奇地發(fā)現(xiàn)該有色顏料分散體為有效的噴墨油墨組合物。因此，本發(fā)明進(jìn)一步涉及包含液體載體和本發(fā)明的改性顏料的噴墨油墨組合物。所述載體可為水性或非水液體載體，但優(yōu)選為含水的載體。從而，該載體優(yōu)選為水性載體，其為包含大于50%水的載體，且該載體可例如為水或水與水溶性溶劑如醇的混合物。優(yōu)選，所述水性載體為水，和所述噴墨油墨組合物為水性噴墨油墨組合物。所述改性顏料可以有效提供期望的圖像質(zhì)量(例如光密度)而不會不利地影響噴墨油墨性能的量存在于所述噴墨油墨組合物中。例如，典型地，基于所述油墨的重量，所述改性顏料可以約0.1%-約30%的量存在。取決于連接的有機基團(tuán)的量或存在的羧酸鹽基團(tuán)的量，可使用或多或少的改性顏料。使用本文所述的改性顏料與未改性顏料、其它改性顏料或兩者的混合物同樣也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。本發(fā)明的噴墨油墨組合物可采用最少的額外組分(添加劑和/或助溶劑)和加工步驟形成。然而，可引入合適的添加劑以賦予許多期望的性質(zhì)同時保持組合物的穩(wěn)定性。例如可加入表面活性劑和/或分散劑、潤濕劑、干燥促進(jìn)劑、滲透劑、殺生物劑、粘合劑和pH控制劑、以及其它本領(lǐng)域公知的添加劑。具體添加劑的量將根據(jù)多種因素變化，但通常在0%-40%之間。可添加分散劑(表面活性劑或分散劑)以進(jìn)一步增強組合物的膠體穩(wěn)定性，或改變油墨與印刷基材如打印紙或與油墨印刷頭之間的相互作用?？蓪⒏鞣N陰離子、陽離子和非離子分散劑與本發(fā)明的油墨組合物一起使用，以及這些物質(zhì)可為固體形式或作為水溶液。陰離子分散劑或表面活性劑的代表性例子包括，但不限于，高級脂肪酸鹽、高級烷基二羧酸鹽、高級醇的硫酸酯鹽、高級烷基-磺酸鹽、烷基苯磺酸鹽、烷基萘磺酸鹽、萘磺酸鹽(Na、K、Li、Ca等)、福爾馬林縮聚物、高級脂肪酸與氨基酸的縮合物、二烷基磺基琥珀酸酯鹽、烷基磺基琥珀酸鹽、環(huán)烷酸鹽、烷基醚羧酸鹽、?；摹⑾N磺酸鹽、N-丙烯酰曱基氨基乙磺酸、烷基醚磺酸鹽、仲高級醇乙氧基硫酸鹽、聚氧乙烯烷基苯基醚硫酸鹽、單甘氨酰基疏酸鹽、烷基醚磷酸鹽和烷基磷酸鹽。例如，苯乙烯磺酸鹽、取代和未取代萘磺酸鹽(如烷基或烷氧基取代的萘衍生物)、醛衍生物(如未取代的烷基醛衍生物，包括甲醛、乙醛、丙醛等)、馬來酸鹽的聚合物和共聚物及其混合物可用作所述陰離子分散助劑。鹽包括例如Na+、Li+、K+、Cs+、Rb+和取代及未取代的銨陽離子。具體例子包括，但不限于，商品如Versa4、Versa7和Versa77(NationalStarchandChemicalCo.);LomarD(DiamondShamrockChemicalsCo.);Daxad19和DaxadK(W.R.GraceCo.);和TamolSN(Rohm&Haas)。陽離子表面活性劑的代表性例子包括脂肪胺、季銨鹽、锍鹽、轔鹽等?？捎糜诒景l(fā)明的噴墨油墨中的非離子分散劑或表面活性劑的代表性例子包括氟衍生物、硅酮衍生物、丙烯酸共聚物、聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基苯醚、聚氧乙烯仲醇醚、聚氧乙烯苯乙烯醚、聚氧乙烯羊毛脂衍生物、烷基酚福爾馬林縮合物的氧化乙烯衍生物、聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段聚合物、聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醚聚氧乙烯化合物的脂肪酸酯、聚氧化乙烯縮合型的乙二醇脂肪酸酯、脂肪酸單甘油酯、聚甘油的脂肪酸酯、丙二醇的脂肪酸酯、蔗糖脂肪酸酯、脂肪酸烷醇酰胺、聚氧乙烯脂肪酰胺和聚氧乙烯烷基胺氧化物。例如，可使用乙氧基化單烷基或二烷基酚，如Igepal⑧CA和CO系列材料(Rhone-PoulencCo.)、Briji系列材料(ICIAmericas,Inc.)和Triton系列材料(UnionCarbideCompany)。這些非離子表面活性劑或分散劑可單獨使用，或與上述陰離子和陽離子分散劑組合使用。散劑的具體例子包括蛋白質(zhì)如動物膠、明膠、酪蛋白和白蛋白；天然橡膠如阿拉伯膠和黃蓍膠；葡糖苷如皂角苷；褐藻酸，和褐藻酸衍生物如丙二醇褐藻酸酯、三乙醇胺褐藻酸酯和褐藻酸銨；和纖維素衍生物如曱基纖維素、羧曱基纖維素、羥乙基纖維素和羥乙基(ethylhydroxy)纖維素。包括合烷酮；丙烯酸類或曱基丙烯酸類樹脂(通常寫作"(曱基)丙烯酸類")如聚(曱基)丙烯酸、丙烯酸-(曱基)丙烯腈共聚物、(曱基)丙烯酸鉀-(曱基)丙烯腈共聚物、醋酸乙烯酯-(曱基)丙烯酸酯共聚物和(甲基)丙烯酸-(曱基)丙烯酸酯共聚物；苯乙烯-丙烯酸類或曱基丙烯酸類樹脂如苯乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物、苯乙烯-(曱基)丙烯酸-(曱基)丙烯酸酯共聚物、苯乙烯-甲基苯乙烯-(曱基)丙烯酸共聚物、苯乙烯-曱基笨乙烯-(曱基)丙烯酸-(曱基)丙烯酸酯共聚物；苯乙烯-馬來酸共聚物；苯乙烯-馬來酸酐共聚物、乙烯基萘-丙烯酸或曱基丙烯酸共聚物；乙烯基萘-馬來酸共聚物；和醋酸乙烯酯共聚物如醋酸乙烯酯-乙烯共聚物、醋酸乙烯酯-脂肪酸乙烯基乙烯共聚物、醋酸乙烯酯-馬來酸酯共聚物、醋酸乙烯酯-巴豆酸共聚物和醋酸乙烯酯-丙烯酸共聚物；及其鹽。還可向本發(fā)明的噴墨油墨組合物中添加潤濕劑和水溶性有機化合物，特別是為了防止噴嘴堵塞以及提供紙張滲透(滲透劑)、改進(jìn)干燥(干燥促進(jìn)劑)和抗皺性?？墒褂玫钠渌苄曰衔锖蜐櫇駝┑木唧w例子包括低分子量二醇如乙二醇、二甘醇、三甘醇、四甘醇和二丙二醇；包含約2-約40個碳原子的二元醇如1,3-戊二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,4-戊二醇、1,6-己二醇、1,5-己二醇、2，6-己二醇、新戊二醇(2,2-二甲基-l,3-丙二醇)、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1，5-戊二醇、1,6-己二醇、1，2，6-己三醇、聚(乙烯-共聚陽丙烯)二醇等、以及其與環(huán)氧烷的反應(yīng)產(chǎn)物，所述環(huán)氧烷包括環(huán)氧乙烷、包括環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷；包含約3-約40個碳原子的三元醇衍生物，包括甘油、三曱基丙烷、1,3,5-戊三醇、1,2,6-己三醇等、以及其與環(huán)氧烷的反應(yīng)產(chǎn)物，所述環(huán)氧烷包括環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷及其混合物；新戊二醇、(2，2-二曱基-l,3-丙二醇)等、以及其與環(huán)氧烷以形成具有寬范圍分子量的材料的任意期望摩爾比的反應(yīng)產(chǎn)物，所述環(huán)氧烷包括環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷；硫代二甘醇；季戊四醇和低級醇如乙醇、丙醇、異丙醇、正丁醇、仲丁醇和叔丁醇、2-丙炔-l-醇(炔丙醇)、2-丁烯-l-醇、3-丁烯-2-醇、3-丁炔-2-醇和環(huán)丙醇；酰胺如二曱基曱酰胺和二曱基乙酰胺；酮或酮醇如丙酮和雙丙酮醇；醚如四氫呋喃和二噁烷；溶纖劑如乙二醇單甲醚和乙二醇單乙醚、三甘醇單甲(或單乙)醚；卡必醇如二甘醇單曱醚、二甘醇單乙醚和二甘醇單丁醚；內(nèi)酰胺如2-吡咯烷酮、N-曱基-2-p比咯烷酮和己內(nèi)酰胺；脲和脲的衍生物；內(nèi)鹽如甜菜堿等；上述材料的硫代(硫)衍生物，包括l-丁硫醇；叔丁硫醇l-曱基-l-丙硫醇、2-曱基-l-丙硫醇；2-曱基-2-丙硫醇；硫代環(huán)丙醇、硫代乙二醇、硫代二甘醇、三硫代或二硫代二甘醇等；羥酰胺衍生物，包括乙酰乙醇胺、乙酰丙醇胺、丙基羧基乙醇胺、丙基羧基丙醇胺等；上述材料與環(huán)氧烷的反應(yīng)產(chǎn)物；及其混合物。其它例子包括糖如麥芽糖醇、山梨糖醇、葡糖酸內(nèi)酯和麥芽糖；多羥基醇如三羥曱基丙烷和三羥曱基乙烷；N-曱基-2-吡咯烷；1,3-二曱基-2-咪唑啉酮；包含約2-約40個碳原子的亞砜衍生物，包括二烷基亞砜(對稱和不對稱的亞砜)如二曱基亞砜、曱基乙基亞砜、烷基苯基亞砜等；和包含約2-約40個碳原子的砜衍生物(對稱和不對稱的砜)，如二曱基砜、曱基乙基砜、環(huán)丁砜(四亞曱基砜、環(huán)狀砜)、二烷基砜、梡基苯基砜、二曱基砜、曱基乙基砜、二乙基砜、乙基丙基砜、曱基苯基砜、曱基環(huán)丁砜、二曱基環(huán)丁砜等。這些材料可單獨或組合使用。還可向本發(fā)明的噴墨油墨組合物中添加殺生物劑和/或殺真菌劑。由于細(xì)菌通常比油墨噴嘴大并可導(dǎo)致堵塞以及其它印刷問題，因此殺生物劑對于阻止細(xì)菌生長是重要的。有用的殺生物劑的例子包括，但不限于，苯曱酸或山梨酸鹽和異嗥唑啉酮。還可將各種聚合物粘合劑與本發(fā)明的噴墨墨水組合物一起試驗以調(diào)節(jié)所述組合物的粘度以及提供其它期望的性質(zhì)。適宜的聚合物粘合劑包括，但不限于，水溶性聚合物和共聚物如阿拉伯膠、聚丙烯酸鹽、聚曱基丙烯酸鹽、聚乙烯醇、羥丙基纖維素、羥乙基纖維素、聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙烯基醚、淀粉、多糖、具有或不具有由環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷衍生的聚乙烯亞胺包括Discole⑧系列(DKSInternational);Jeffamine⑧系列(Texaco)等。水如苯乙烯-丙烯酸共聚物、苯乙烯-丙烯酸-丙烯酸烷基酯三元聚合物、苯乙烯-曱基丙烯酸共聚物、苯乙烯-馬來酸共聚物、苯乙烯-馬來酸-丙烯酸烷基酯三元聚合物、苯乙烯-曱基丙烯酸-丙烯酸烷基酯三元聚合物、苯乙烯-馬來酸半酯共聚物、乙烯基萘-丙烯酸共聚物、褐藻酸、聚丙烯酸或其鹽和其衍生物。此外，所述粘合劑可以分散體或膠乳形式加入或存在。例如，所述聚合物粘合劑可以為丙烯酸酯或曱基丙烯酸酯共聚物的膠乳，或水分散性聚氨酯。還可使用多種添加劑以控制或調(diào)節(jié)本發(fā)明噴墨油墨組合物的pH。適宜的pH調(diào)節(jié)劑的例子包括各種胺如二乙醇胺和三乙醇胺以及多種氫氧化物試劑。所述氫氧化物試劑可為任意上文所述的那些，包括氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鋰、氫氧化銨和氫氧化四曱銨。還可使用其它氫氧化物鹽以及氫氧化物試劑的混合物。此外，還可使用在水性介質(zhì)中產(chǎn)生OET離子的其它堿性試劑。例子包括碳酸鹽如碳酸鈉、碳酸氫鹽如碳酸氬鈉、和醇鹽如曱醇鈉和乙醇鈉。還可添加緩沖劑。另外，本發(fā)明的噴墨油墨組合物可進(jìn)一步引入染料以改進(jìn)色平衡和調(diào)節(jié)光密度。這類染料包括食用染料、FD&C染料、酸性染料、直接染料、活性染料、酞菁磺酸衍生物，包括酞菁銅衍生物、鈉鹽、銨鹽、鉀鹽、鋰鹽等。所述噴墨油墨組合物可采用例如上述用于本發(fā)明改性顏料的那些方法純化和/或分選。還可使用任選的抗衡離子交換步驟。這樣，可除去不需要的雜質(zhì)或不期望的大顆粒以制造具有良好總體性能的油墨。本發(fā)明進(jìn)一步涉及噴墨油墨組，其包括多種噴墨油墨組合物和包括本發(fā)明的噴墨油墨組合物。該組的噴墨油墨組合物可以本領(lǐng)域已知的任何方式不同。例如，所述噴墨油墨組可包括包含不同類型和/或顏色的顏料的噴墨油墨組合物，包括例如包含青色顏料的噴墨油墨組合物、包含品紅色顏料的噴墨油墨組合物和/或包含黑色顏料的噴墨油墨組合物。還可使用其它類型的噴墨油墨組合物，包括例如包含設(shè)計為將所述噴墨油墨組合物固定于基材上的試劑的組合物。其它組合是本領(lǐng)域公知的。本發(fā)明將通過以下實施例進(jìn)一步地闡明，所述實施例本質(zhì)上僅為示例性的。實施例實施例1-21采用作為本發(fā)明方法的實施方式的下列一般程序制備本發(fā)明改性顏料。將BlackPearls700炭黑(從CabotCorporation獲得)、5-氨基苯-1,2,3-三羧酸(ABTA)和水在ProcessAll4HVMixer(4升)中組合，然后將其密閉并開始混合。制備10%的NaOH溶液，并以1-2分鐘將其加入該反應(yīng)器中。水的總用量為850mL。將得到的混合物在設(shè)定溫度下于ProcessAll中混合1小時。然后，向該混合物中以約15分鐘添加20%的亞硝酸鈉水溶液(相對于使用的芳族胺量為1當(dāng)量)，并繼續(xù)混合額外的2小時。形成改性顏料，然后將其由所述反應(yīng)器中以稠糊料(約35%固體)形式取出。向該ProcessAll中加入1體積稀釋水(約850mL)和兩體積沖洗水以沖洗掉所有殘渣，并將其與所述糊料組合以形成改性顏料的分散體。然后使用2MNaOH溶液將該分散體的pH調(diào)節(jié)至8.5，樣品進(jìn)一步用水稀釋至10%固體。然后將其使用CarrPowerfuge在300mL/分鐘和15KG下離心分離。該離心分離是連續(xù)的，和將樣品離心到清潔的桶中，然后再循環(huán)約5分鐘。該離心分離的分散體采用SpectrumDiafiltrationMembranes(光i普;參濾月莫)以去離子水作為補充進(jìn)4亍;參濾。使用5體積的補充水，和滲透液的最終電導(dǎo)率低于250mS。在該滲濾過程的末期，濃縮所述樣品，使得最終固體為約15%。然后加入ProxelBiocide(0.2wt。/。)，和然后使用具有0.5mm過濾器的Pall裝置過濾該樣品，以形成包含連接有羧酸鹽基團(tuán)的改性顏料的分散體。這些實施例中采用的各組分的量和條件示于下表1中。堿的量以堿與ABTA中羧酸基的摩爾比表示。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>得到的改性顏料分散體的性質(zhì)示于下表2中。實施例21的改性顏料未以穩(wěn)定分散體形式制備，從而未包括在表2中。對于各個這些實施例，均采用MicrotracParticleSizeAnalyzer測定粒度，和記錄的值為體均粒度(mV)。Na+濃度采用離子選擇電極(ThermoOrionSure-flowRoss鈉探測器，校準(zhǔn)用于包含20ppm-6000ppm鈉離子的溶液)測量?；蛘?，Na+濃度還可通過燃燒分析測定，具有可相比的結(jié)果。以毫摩爾可滴定基團(tuán)/g顏料計的可滴定水平通過使用Titrino736自動滴定機在4-10的pH范圍內(nèi)滴定來測量。粘度釆用BrookfieldIV11+可編程粘度計測量。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>如表2數(shù)據(jù)所示，本發(fā)明的方法提供了連接有羧酸鹽基團(tuán)的改性顏料，如通過純化后的Na+水平和通過滴定結(jié)果證實的。此外，這些改性顏料產(chǎn)生具有d、粒度和低粘度的分散體，表明它們可用于噴墨油墨組合物中。實施例22-24連接有羧酸鹽基團(tuán)的改性顏料采用與上述類似的程序制備，除了使用PigmentBlue15:4(實施例22)、PigmentRed122(實施例23)和PigmentYellow74(實施例24)(濾餅，可從SunChemical獲得)代替BlackPearls700炭黑。該方法的溫度為50-55°C。堿與ABTA中羧酸基的摩爾比為1.2,和ABTA的量為1.0mmol/g顏料。得到的改性顏料分散體性質(zhì)示于下表3中。表3<table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table>如表3所示的數(shù)據(jù)，本發(fā)明的方法提供連接有羧酸鹽基團(tuán)的改性顏料，如通過純化后的Na+水平和通過滴定結(jié)果證實的。此外，這些改性顏料產(chǎn)生具有小粒度和低粘度的分散體，表明它們可用于噴墨油墨組合物中。實施例25制備噴墨油墨組合物，其包括按照上述實施例1-21的方法，采用類似于上述實施例11-15中那些的1.50的NaOH摩爾比和0.40mmol/g顏料的ABTA水平制備的本發(fā)明改性顏料。所用配方示于下表5中。表5<table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table>在制備噴墨油墨組合物前將所述改性顏料分散體的pH調(diào)節(jié)至8.5?？紤]到連接的基團(tuán)的重量，目標(biāo)顏料水平為4.0%。該配方的其余物質(zhì)為水。通過使用HPPhotoSmartP1000打印機在三種普通紙上的印刷測試圖像實施印刷性能測試GreatWhiteInkJet(GWIJ)、HammermillCopyPlus(HCP)200680039198.8說明書第15/16頁和HewlettPackardBrightWWte(HPBW)。測試圖像的光密度(OD或視覺密度)采用MacBeth光密度計測量，并在所述紙張組中取平均值。發(fā)現(xiàn)得到的平均OD為1.23。這表明本發(fā)明的改性顏料可用于制備可噴射噴墨油墨組合物，其產(chǎn)生改進(jìn)或調(diào)節(jié)的性能性質(zhì)的圖像，所述性能性質(zhì)包括滲色、耐水性、耐污性等。實施例26-28如實施例25所述制備噴墨油墨組合物，除了使用實施例22-24的改性顏料。對于實施例26,使用實施例22的改性青色顏料；對于實施例27，使用實施例23的改性品紅色顏料；和對于實施例28,使用實施例24的改性黃色顏料。印刷性能測試通過使用HPPhotosmartP1000打印機在三種普通紙上印刷測試圖像來進(jìn)行HammermillC叩yPlus(HCP)、HewlettPackardBrightWhite(HPBW)和Xerox4024(X4024)。用于測試圖像的L、a和b采用ImageX-Pert測量。結(jié)果示于下表6中。表6<table>tableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table>這表明本發(fā)明的改性有色顏料可用于制備可噴射噴墨油墨組合物，其產(chǎn)生具有良好性質(zhì)的圖像。預(yù)計本領(lǐng)域技術(shù)人員可對配方進(jìn)行改變以生產(chǎn)具有改進(jìn)或調(diào)節(jié)的性能性質(zhì)的圖像，所述性能性質(zhì)包括滲色、耐水性、耐污性等。只于比例1連接有羧酸鹽基團(tuán)的改性顏料通過與上述類似的程序制備，除了不使用堿。對于該例子，ABTA的量為0.4mmole/g顏料。得到的改性顏料分散劑的性質(zhì)示于下表4中。表4例子最終pH%固體mv(m)粘度(cp)Na+水平(ppm)可滴定(mmol/g)只于比例18.3815.80.12082,10111390.36如數(shù)據(jù)所示，不添加堿制備的改性顏料分散體具有與采用本發(fā)明方法制備的那些類似的總體性質(zhì)。采用實施例25-28所示的相同配方制備噴墨油墨組合物，除了所述顏料為對比例l的改性顏料。平均光密度如上所述測量，發(fā)現(xiàn)為1.17。因此，包含未采用本發(fā)明方法制備的改性顏料的對比例1的噴墨油墨組合物表現(xiàn)出低于采用實施例25的噴墨油墨組合物(其為本發(fā)明的噴墨油墨組合物)形成的圖像的平均光密度。此外，肉眼觀察到采用本發(fā)明的噴墨油墨組合物產(chǎn)生的圖像的色調(diào)不勻稱(灰度變化)和邊緣銳度優(yōu)于采用對比噴墨油墨組合物形成的圖像。因此，盡管實施例25和對比例1的改性顏料采用類似的方法制備，但是在相同噴墨油墨配方中，在連接前將堿引入所述方法中產(chǎn)生與不用堿制備的改性顏料不同的改性顏料，和已經(jīng)發(fā)現(xiàn)所述包含本發(fā)明改性顏料的噴墨油墨組合物具有改進(jìn)的性質(zhì)。此外，預(yù)計所述配方可被本領(lǐng)域技術(shù)人員進(jìn)一步優(yōu)化以產(chǎn)生具有改進(jìn)或定制的性能性質(zhì)的圖像，所述性能性質(zhì)包括滲色、耐水性、耐污性等。為了解釋和說明的目的，已經(jīng)給出了本發(fā)明優(yōu)選實施方式的上述描述。述教導(dǎo)是可能的，或可由本發(fā)明的實踐獲得。所述實施方式被選擇和描述以用于解釋本發(fā)明的原理和其實際應(yīng)用，以使得本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠以各種實施方式及其適于特定預(yù)期應(yīng)用的各種改進(jìn)形式利用本發(fā)明。本發(fā)明的范圍應(yīng)由所附權(quán)利要求書及其等價形式限定。權(quán)利要求1.一種制備改性顏料的方法，包括以下步驟a)以任意順序?qū)㈩伭?、芳族胺、堿和水性介質(zhì)組合以形成混合物，和b)將該混合物與重氮化劑組合以形成所述改性顏料，其中所述芳族胺包括至少兩個羧酸基。2.權(quán)利要求l的方法，其中所述至少兩個羧酸基是相鄰的。3.權(quán)利要求l的方法，其中所述芳族胺包括至少三個羧酸基。4.權(quán)利要求l的方法，其中所述堿和羧酸基以0.33-0.67:1的摩爾比存在于所述混合物中。5.權(quán)利要求l的方法，其中所述堿和羧酸基以0.37-0.60:1的摩爾比存在于所述混合物中。6.權(quán)利要求l的方法，其中所述堿和羧酸基以0.4-0.6:1的摩爾比存在于所述混合物中。7.權(quán)利要求1的方法，其中所述改性顏料的水分散體在步驟b)中形成。8.權(quán)利要求l的方法，其中所述顏料包括藍(lán)色顏料、黑色顏料、褐色顏料、青色顏料、綠色顏料、白色顏料、紫色顏料、品紅色顏料、紅色顏料、橙色顏料、黃色顏料或其混合物。9.權(quán)利要求l的方法，其中所述顏料為炭黑。10.權(quán)利要求1的方法，其中所述芳族胺包括至少一個-C6H3-(COOH)2或-C6H2-(COOH)3基團(tuán)。11.權(quán)利要求l的方法，其中所述芳族胺為5-氨基苯-l，2,3-三羧酸、5-氨基苯-l,2，4-三羧酸或4-氨基苯-l,2-二羧酸。12.權(quán)利要求l的方法，其中所述堿為氫氧化物試劑。13.權(quán)利要求10的方法，其中所述氬氧化物試劑為氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鋰、氫氧化銨或其混合物。14.權(quán)利要求l的方法，其中所述水性介質(zhì)為水。15.權(quán)利要求l的方法，其中所述重氮化劑為亞硝酸鹽。16.權(quán)利要求1的方法，其中在步驟a)中，將所述芳族胺和堿任選地在水性介質(zhì)中組合以形成芳族胺混合物。17.權(quán)利要求16的方法，其中所述芳族胺混合物包括至少一種包含至少一個羧酸基和至少一個羧酸鹽基的芳族胺。18.權(quán)利要求1的方法，其中在步驟a)中，將所述顏料和芳族胺任選地在水性介質(zhì)中組合以形成顏料混合物。19.權(quán)利要求1的方法，其中所述改性顏料包括連接有至少一個有機基團(tuán)的顏料，其中所述有機基團(tuán)包括至少一個羧酸鹽基。20.權(quán)利要求19的方法，其中所述有機基團(tuán)包括至少兩個羧酸鹽基。21.權(quán)利要求19的方法，其中所述有機基團(tuán)包括至少三個羧酸鹽基。22.—種制備改性顏料的方法，包括以下步驟a)以任意順序?qū)㈩伭?、重氮化劑、堿和水性介質(zhì)組合以形成混合物，和b)將該混合物與芳族胺組合以形成所述改性顏料，其中所述芳族胺包括至少兩個羧酸基。23.—種改性顏料，包括連接有至少一個有機基團(tuán)的顏料，其中所述改性顏料由包括以下步驟的方法制備a)以任意順序?qū)㈩伭?、芳族胺、堿和水性介質(zhì)組合以形成混合物，和b)將該混合物與重氮化劑組合以形成所述改性顏料，其中所述芳族胺包括至少兩個羧酸基，其中所述有機基團(tuán)包括至少一個羧酸鹽基。24.權(quán)利要求23的改性顏料，其中所述至少兩個羧酸基是相鄰的。25.權(quán)利要求23的改性顏料，其中所述芳族胺包括至少三個羧酸基。26.權(quán)利要求23的改性顏料，其中所述有機基團(tuán)包括至少兩個羧酸鹽基。27.權(quán)利要求23的改性顏料，其中所述有機基團(tuán)包括至少三個羧酸鹽基。28.—種改性顏料，包括連接有至少一個有機基團(tuán)的顏料，其中所述改性顏料由包含以下步驟的方法制備a)以任意順序?qū)㈩伭?、重氮化劑、堿和水性介質(zhì)組合以形成混合物，和b)將該混合物與芳族胺組合以形成所述改性顏料，其中所述芳族胺包括至少兩個羧酸基，所述有機基團(tuán)包括至少一個羧酸鹽基。29.—種噴墨油墨組合物，包括液體載體和改性顏料，該改性顏料包括連接有至少一個有機基團(tuán)的顏料，其中所述改性顏料由包括以下步驟的方法制備a)以任意順序?qū)㈩伭?、芳族胺、堿和水性介質(zhì)組合以形成混合物，和b)將該混合物與重氮化劑組合以形成所述改性顏料，其中所述芳族胺包括至少兩個羧酸基，其中所述有機基團(tuán)包括至少一個羧酸鹽基。30.權(quán)利要求29的噴墨油墨組合物，其中所述至少兩個羧酸基是相鄰的。31.權(quán)利要求29的噴墨油墨組合物，其中所述芳族胺包括至少三個羧酸基。32.權(quán)利要求29的噴墨油墨組合物，其中所述有機基團(tuán)包括至少兩個羧酸鹽基。33.權(quán)利要求29的噴墨油墨組合物，其中所述有機基團(tuán)包括至少三個羧酸鹽基。34.權(quán)利要求29的噴墨油墨組合物，其中所述液體載體為水性載體。35.權(quán)利要求29的噴墨油墨組合物，其中使用該噴墨油墨組合物在基材上產(chǎn)生的圖像具有大于或等于1.5的光密度。36.—種噴墨油墨組合物，包括液體載體和改性顏料，該改性顏料包括連接有至少一個有機基團(tuán)的顏料，其中所述改性顏料由包含以下步驟的方法制備a)以任意順序?qū)㈩伭?、重氮化劑、堿和水性介質(zhì)組合以形成混合物，和b)將該混合物與芳族胺組合以形成所述改性顏料，其中所述芳族胺包括至少兩個羧酸基，所述有機基團(tuán)包括至少一個羧酸鹽基。全文摘要記載了一種制備連接有至少一個有機基團(tuán)的顏料的改性顏料的方法。該方法包括以任意順序?qū)⒂猩伭?、芳族胺、堿和水性介質(zhì)組合以形成混合物和然后將該混合物與重氮化劑組合以形成所述改性顏料的步驟。所述芳族胺包括至少兩個羧酸基，所述羧酸基優(yōu)選為相鄰的。所得改性有色顏料可用在噴墨油墨組合物中以形成具有良好總體性能的印刷圖像。文檔編號C09C1/56GK101291996SQ200680039198公開日2008年10月22日申請日期2006年8月30日優(yōu)先權(quán)日2005年8月31日發(fā)明者尤金·N·斯特普,羅伯特·J·尼克申請人:卡伯特公司