聚合物覆盖颜料表面的处理方法
出处:按学科分类—工业技术 上海科学技术文献出版社《化学配方与工艺手册》第1180页(1839字)
在具有发生自由基支链的水溶性高分子溶液中分散颜料颗料,使颜料表面吸附这种水溶性聚合物。然后在吸附处理的颜料粒子的水分散液中,加入乙烯类单体,于适当的聚合引发剂存在时进行聚合,即在颜料粒子表面形成聚合物层。其中所使用的乙烯类单体是可同时溶于水和非极性溶剂的,例如N-乙烯基吡咯烷酮。通过本法处理的产品可用作涂料、油墨、电子照相的显影剂等。
例1 将分子链端部为硫醇基的聚乙烯醇(X-6509-3203)100g、萘磺酸钠-甲醛缩合物(分散助剂
=3~4)15g、戊二醛(交联剂)0.9g和蒸馏水900g混合制成水溶液,再添加炭黑100g,并高速搅拌约5分钟,进行均质化。然后继续搅拌并在约10分钟内滴完0.1mol/L盐酸50ml。将所得的产品取样,用扫描电子显微镜观察,证实无颜料的凝集体。再以离心分离法分析,约有80%的聚乙烯醇残留在水相中,20%的聚乙烯醇已被吸附。
为防止形成白色乳胶,用限外过滤法除去未吸附的聚乙烯醇,并添加水,最终得到颜料分散液约2L,再用1mol/L的盐酸调节pH值到4。然后在所得的颜料分散液中添加上述的萘磺酸钠-甲醛缩聚物分散助剂15g和蒸馏水200ml,再高速搅拌到分散。
将颜料分散液放入有搅拌叶片、氮气导入口、单体入口和温度调节计的3L玻璃反应器中,再将温度升到60℃。同时调制以下溶液:
溶液1:溴酸钾2.5g、蒸馏水200ml和N-乙烯基吡咯烷酮40g。
溶液2:苯乙烯单体50g和FM-0711(聚二甲基硅氧烷)5g。
在反应器内温度保持60℃时,全量一次性地加入溶液1;然后通过滴下漏斗在约1小时内滴入溶液2;再反应2小时后,在反应混合物中添加VA-080聚合引发剂1g和水20ml。
然后在75℃下继续聚合48小时。聚合结束后,用200目金属筛去除凝集块。分离的凝集块约占总聚合物的3%~4%。从而可知聚合是在比较稳定的情况下进行的。
将所得的黑色乳胶进行精制,用同样的限外过滤法过滤及反复的稀释和浓缩,再对滤液的成分进行分析,直到不能检出聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙烯醇及分散剂萘磺酸钠甲醛缩合物等。
精制结束后取样,冻结干燥,进行元素分析。通过电子显微镜观察及热重量分析计算表明,这样的产品氮含量低,颜料颗粒上已覆盖聚合物,其颜料/聚合物的重量比为63/37。
例2 按例1的配方,但用钛菁蓝代替炭黑,并用与例1相同的操作方法处理颜料。对所得的表面处理过的颜料进行测定,表明颜料颗粒表面已覆盖了聚合物层。
例3 按例1的配方,但用镉红6BC代替炭黑,并用与例1相同的方法处理颜料。对所得的表面处理过的颜料进行测定,表明颜料颗粒表面覆盖着聚合物层。
例4 按例1的配方,但用橘黄代替炭黑,并用与例1相同的方法处理颜料。对所得的经处理过的颜料进行测定,表明颜料颗粒表面覆盖着聚合物层。
例5 按例1的配方,但以甲基丙烯酸甲酯35g和甲基丙烯酸正丁酯15g代替苯乙烯50g,对炭黑表面进行处理,聚合时间为4小时,得稳定的颜料分散乳胶。对其进行测试,结果与例4几乎相同,颜料/聚合物的重量比为62/38。
这种经表面处理的颜料,适宜作电子照相显影剂、电子照相感光剂、液体显影剂、印刷油墨用图像成型材料、临床试验用乳胶等医疗用材料,或作涂料等用。这种产品特别适宜于作电子照相显影剂用,它可改善彩色颜料的分散性,使颜料颗粒的带电量均匀化。
(日本特许公开:05-88869)