聚合物粒子的表面改性方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種聚合物粒子的表面改性方法，其特征在于：該方法包含有皂化在聚合物顆粒的表面上的一種或多種丙烯酸酯基團(tuán)，并入在標(biāo)記液中的皂化的聚合物顆粒；所述聚合物顆粒包含至少2％（重量）的丙烯酸酯。聚合物顆粒的表面上皂化一種或多種丙烯酸酯基團(tuán)具有玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為70-95℃。在聚合物顆粒的表面上皂化一種或多種丙烯酸酯基團(tuán)通過使用從氫氧化鈉和氫氧化鉀的基團(tuán)中進(jìn)行選擇。在聚合物顆粒的表面上皂化一種或多種丙烯酸酯基團(tuán)后，在并入在標(biāo)記液中的皂化的聚合物顆粒之前，添加堿。加入額外的堿，包括加入不同于用于皂化的堿的堿。本發(fā)明的有益效果是：有較強(qiáng)的耐用性和穩(wěn)定性，方便實(shí)用，提高了工作效率，經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。
【專利說明】聚合物粒子的表面改性方法【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種方法，特別是一種聚合物粒子的表面改性方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在一個(gè)典型的噴墨錄制或打印系統(tǒng)中，標(biāo)記液，有時(shí)被稱為墨液，從噴嘴中逸出，即，噴出，朝向記錄介質(zhì)，在介質(zhì)上產(chǎn)生圖像。液滴一般包括著色劑，如用于標(biāo)記介質(zhì)的一種或多種染料或顏料，和一些水性或溶劑型的載體，以便控制標(biāo)記液體的噴射。雖然水性載色劑比溶劑型載色劑更環(huán)保，其著色劑通常更容易涂抹或更具耐用性。因此，為了改善水溶液的標(biāo)記流體的耐用性，往往添加聚合物顆粒到標(biāo)記液配方中。當(dāng)作為噴墨墨水的一部分打印時(shí)，墨水中的聚合物組分在介質(zhì)表面上形成薄膜，截留和保護(hù)在疏水性的印刷膜中的著色劑。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供了一種聚合物粒子的表面改性方法，用以解決上述的現(xiàn)有問題。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:一種聚合物粒子的表面改性方法，其特征在于:該方法包含有皂化在聚合物顆粒的表面上的一種或多種丙烯酸酯基團(tuán)，并入在標(biāo)記液中的皂化的聚合物顆粒；所述聚合物顆粒包含至少2% (重量)的丙烯酸酯。
[0005]聚合物顆粒的表面上皂化一種或多種丙烯酸酯基團(tuán)具有玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為70-95。。。
[0006]在聚合物顆粒的表面上皂化一種或多種丙烯酸酯基團(tuán)通過使用從氫氧化鈉和氫氧化鉀的基團(tuán)中進(jìn)行選擇。
[0007]在聚合物顆粒的表面上皂化一種或多種丙烯酸酯基團(tuán)后，在并入在標(biāo)記液中的皂化的聚合物顆粒之前，添加堿。
[0008]在該方法中可加入額外的堿，包括加入不同于用于皂化的堿的堿。
[0009]本發(fā)明的有益效果是:具有較強(qiáng)的耐用性和穩(wěn)定性，方便實(shí)用，提高了工作效率，經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例公開的在標(biāo)記液體中使用的聚合物顆粒的形成方法的流程圖；
圖2是根據(jù)本一個(gè)實(shí)施例公開的聚合物顆粒的皂化反應(yīng)的描述圖。
[0011]圖中標(biāo)示:250、聚合物顆粒，其中110、120、130為圖中所示的位置。
【具體實(shí)施方式】
[0012]結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。[0013]如圖所示，本發(fā)明聚合物粒子的表面改性方法，其特征在于:該方法包含有皂化在聚合物顆粒250的表面上的一種或多種丙烯酸酯基團(tuán)，并入在標(biāo)記液中的皂化的聚合物顆粒250 ;所述聚合物顆粒250包含至少2% (重量)的丙烯酸酯。聚合物顆粒250的表面上皂化一種或多種丙烯酸酯基團(tuán)具有玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為70-95°C。在聚合物顆粒250的表面上皂化一種或多種丙烯酸酯基團(tuán)通過使用從氫氧化鈉和氫氧化鉀的基團(tuán)中進(jìn)行選擇。在聚合物顆粒250的表面上皂化一種或多種丙烯酸酯基團(tuán)后，在并入在標(biāo)記液中的皂化的聚合物顆粒250之前，添加堿。在該方法中可加入額外的堿，包括加入不同于用于皂化的堿的堿。
[0014]為了是在液體標(biāo)記液中的固體成分噴射出來并保持分散，通常在固體表面上需要一定的極性官能團(tuán)的可計(jì)量平衡。目前水性顏料墨水技術(shù)，利用傳統(tǒng)的乳膠合成來制備聚合物，它提供了許多優(yōu)勢來提高打印質(zhì)量。然而，這樣的合成方法通常是限制可以參入并提高所需性能和產(chǎn)品質(zhì)量特性的極性單體的量。許多丙烯酸類和甲基丙烯酸類單體可被用來制造功能功能性乳膠，其能夠促進(jìn)優(yōu)越的產(chǎn)品質(zhì)量，但已知這樣組成成分由于極性官能團(tuán)的量不足而造成噴射不良。
[0015]各種實(shí)施例修改聚合物顆粒250的表面，以增加其表面的極性基團(tuán)的密度，從而有利于增加的其它不穩(wěn)定的和非噴射的原子晶格的靜電斥力來達(dá)到熱噴射。特別是，各種實(shí)施方案利用皂化來水解含有嵌入式或下垂酯的晶格。皂化是酯在堿性條件下水解形成乙醇和羧酸鹽。本文所述實(shí)施例同樣適用于任何短鏈直鏈酯，含有膠乳制劑，其中大致消除了β，即，其中的β位被取代，或伽馬或β位置由位阻團(tuán)保護(hù)。聚合物顆粒250包含范圍廣泛的這樣的酯，例如，含有2-80%的線型短鏈酯，發(fā)現(xiàn)在各種實(shí)施例中使用。對(duì)于一些實(shí)施例中，聚合物顆粒250中含有一個(gè)密封的著色劑。
[0016]各種實(shí)施例還可以包括含有已根據(jù)在水液體載色劑中的公開的實(shí)施例進(jìn)行表面改性的聚合物顆粒250。標(biāo)記液還含有一種或多種著色劑，例如，顏料或染料，以給標(biāo)記液顏色。標(biāo)記液可以進(jìn)一步含有一個(gè)或多個(gè)影響標(biāo)記液保質(zhì)期，性能和其他特征的表面活性劑，共溶劑，生物殺滅劑和其他成分。
[0017]一個(gè)典型的反應(yīng)機(jī)構(gòu)可能會(huì)涉及到有親核堿的條件下，回流的預(yù)聚合物，如氫氧化鈉(NaOH)或氫氧化鉀(Κ0Η)，為0.5 10小時(shí)。水解的程度將依賴于添加的堿的量以及反應(yīng)時(shí)間的長度。將所得溶液的PH值一般應(yīng)控制為大于或等于8，以促進(jìn)分散穩(wěn)定性。溶液的最終PH值可以通過添加堿來進(jìn)行調(diào)整，以獲得用于標(biāo)志液的某種特殊PH值。附加堿可以包括一個(gè)用于皂化的不同的堿。雖然金屬堿，如氫氧化鈉或氫氧化鉀，可能被用于造化，例如,不同的堿,如氫氧化銨(NH4OH),可以用于調(diào)整最終的pH值。
[0018]各種實(shí)施例中使用的聚合物在配方中含有2%或更多(重量)的丙烯酸酯。提供了空間構(gòu)象柔性的單體普遍促進(jìn)成膜。這些單體的例子可包括丙烯酸正丁酯，2-乙基己基丙烯酸酯，丙烯酸己酯，和/或甲基丙烯酸酯的變體。此外，提供薄膜剛性的單體普遍促進(jìn)耐摩擦性能。這些單體的例子可包括甲基丙烯酸酯，丙烯腈和苯乙烯。方便近距離的相互作用的單體，如氫鍵和酸/堿基配對(duì)，可以控制所需的打印耐久性。這些單體的例子可以包括丙烯酸，甲基丙烯酸，衣康酸，富馬酸，衣康酸，丙烯酸羥乙酯，甲基丙烯酸羥乙酯，丙烯酰胺，甲基丙烯酰胺，N-羥甲基(甲基)丙烯酰胺，丙烯酰胺丙烯酸，丙烯酰胺乙酯(或丙基)甲基丙烯酸酯，4-乙烯基吡啶鹵化物和任何單體，包含氨基甲酸乙酯，酰胺，氨基甲酸酯，羧酸酯，碳酸酯，嘧啶酮，脲，異硫脲。使用這些單體，然后可被含酯單體平衡，以便調(diào)節(jié)玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，使其適合用于噴射和成膜。對(duì)于一些實(shí)施例，選擇單體組合物來提供合成聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為70-95°C。
[0019]圖1是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例公開的在標(biāo)記液體中使用的聚合物顆粒250的形成方法的流程圖，包括根據(jù)公開實(shí)施例的表面改變。聚合物顆粒250的形成在110。聚合物顆粒250可，例如，用乳液聚合技術(shù)形成。聚合物顆粒250在其配方中含有至少丙烯酸酯的2% (重量)。對(duì)于一些實(shí)施例中，丙烯酸酯的含量是2-80 % (重量)。對(duì)于另外的實(shí)施例中，聚合物顆粒250的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為70-95°C。聚合物顆粒250在120處皂化，從而將酯基團(tuán)轉(zhuǎn)化為鹽。對(duì)于一個(gè)實(shí)施例，使用氫氧化鈉作為堿進(jìn)行皂化。對(duì)于這樣一個(gè)實(shí)施例，皂化用-O-Na基團(tuán)取代-O-烷基基團(tuán)。在概念上，圖2示出根據(jù)公開的實(shí)施例的聚合物顆粒250的酯基團(tuán)的皂化反應(yīng)。然后皂化的聚合物顆粒250在130中并入標(biāo)記液中。標(biāo)記液可以包含，例如，一種含水的液體載色劑，聚合物顆粒250和一種或多種著色劑。聚合物顆粒250可以包含一種或更多的著色劑?？蛇x地，或另外地，一種或多種著色劑可被包含在聚合物顆粒250的外面。此外，標(biāo)記液可含有其它成分，其沒有極大地影響本文所公開的組合物的基本和新穎的特性，如表面活性劑，共溶劑，生物殺傷劑等。
[0020]下面的示例表示用于執(zhí)行根據(jù)公開的各種實(shí)施例的聚合物顆粒250的表面改性處理過程。
[0021]例I
12毫升IN氫氧化鉀溶液和600毫升的乳液含有種子丙烯酸膠乳(苯乙烯/甲基丙烯酸甲酯/六甲基丙烯酰胺/丙烯酰胺，15:65:15:5 )的28 % (重量)被允許來完全調(diào)勻I升的反應(yīng)器，裝配冷凝器和攪拌裝置。溶液的PH值保持在10以上，由pH計(jì)監(jiān)測。然后將反應(yīng)器加熱到內(nèi)部溫度為800°C下進(jìn)行5小時(shí)，在這一點(diǎn)上，溶液的鹽度下降至pH值為8。使該反應(yīng)混合物冷卻至室溫，并通過加入一種堿(如KOH或NaOH)，如果有必要，來調(diào)節(jié)最終pH值。將冷卻的乳化液進(jìn)行篩選`并進(jìn)行瓶存儲(chǔ)以供將來配制。
[0022]例2
5mL的2M氫氧化銨溶液和600mL乳液含有種子丙烯酸膠乳(丙烯酰胺/甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸丁酯，15:65:30)的25% (重量)，被允許在I升的反應(yīng)器中完全調(diào)勻，配有冷凝器和攪拌裝置。溶液的PH值保持在10以上，由pH計(jì)監(jiān)測。然后將反應(yīng)器加熱到內(nèi)部溫度為800°C下進(jìn)行5小時(shí)，在這一點(diǎn)上的溶液的鹽度下降至pH值為8。使該反應(yīng)混合物冷卻至室溫，如有必要，通過加入氫氧化銨來調(diào)節(jié)最終的PH值。將冷卻的乳化液進(jìn)行篩選并進(jìn)行瓶存儲(chǔ)以供將來配制。
[0023]一個(gè)可噴射的墨水標(biāo)記液的例子由根據(jù)公開的實(shí)施例在液體載色劑中6% (重量)的聚合物顆粒250配備。這種液體載色劑包括20% (重量)的有機(jī)共溶劑，0.5% (重量)的表面活性劑，和0.5% (重量)的生物殺滅劑，其余為水。
[0024]標(biāo)記液還含有約3%色素來上顏色。標(biāo)記液填充到噴墨筆中，并印刷到涂料板媒介上。然后對(duì)印刷媒介進(jìn)行各種電阻測試，包括干式摩擦試驗(yàn)程序，測試程序和窗口清潔劑試驗(yàn)程序。
[0025]干式摩擦測試是用一個(gè)線性研磨器。線性研磨器的手臂敲擊每個(gè)媒介樣本，來回直線運(yùn)動(dòng)來控制的沖程速度和長度，線性研磨器的頭部緊跟著媒介樣本的輪廓。在線性研磨儀的臂軸上，加入250克的重量使負(fù)載恒定。特別對(duì)于擦試驗(yàn)，沖擊頭或“磨損激光器”附加在線性研磨器的手臂的一端。沖擊頭是不規(guī)則的鉛筆橡皮擦的大小和形狀，并有一個(gè)直徑約為1/4英寸接觸印痕。沖擊頭是有研磨作用的，輕度至中等的研磨效果。沖擊頭來回撞擊每個(gè)媒體樣本10次。涂擦媒介樣本判斷為色牢度
窗戶清潔劑測試是用一個(gè)線性研磨器。線性研磨器的手臂敲擊每個(gè)媒介樣本，來回直線運(yùn)動(dòng)來控制的沖程速度和長度，線性研磨器的頭部緊跟著媒介樣本的輪廓。在線性研磨儀的臂軸上，加入250克的重量使負(fù)載恒定。特別對(duì)于窗戶清潔劑測試，由布覆蓋的丙烯酸手指連接著線性研磨儀的臂的端部。窗戶清潔劑適用于布料，其覆蓋著丙烯酸類手指的一端，來回敲擊每個(gè)介質(zhì)樣品5次。涂擦媒介樣本判斷為色牢度。
【權(quán)利要求】
1.一種聚合物粒子的表面改性方法，其特征在于: 該方法包含有皂化在聚合物顆粒(250)的表面上的一種或多種丙烯酸酯基團(tuán)，并入在標(biāo)記液中的皂化的聚合物顆粒(250)； 所述聚合物顆粒(250)包含至少2% (重量)的丙烯酸酯。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚合物粒子的表面改性方法，其特征在于:聚合物顆粒(250)的表面上皂化一種或多種丙烯酸酯基團(tuán)具有玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為70-95°C。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚合物粒子的表面改性方法，其特征在于:在聚合物顆粒(250)的表面上皂化一種或多種丙烯酸酯基團(tuán)通過使用從氫氧化鈉和氫氧化鉀的基團(tuán)中進(jìn)行選擇。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種聚合物粒子的表面改性方法，其特征在于:在聚合物顆粒(250)的表面上皂化一種或多種丙烯酸酯基團(tuán)后，在并入在標(biāo)記液中的皂化的聚合物顆粒(250)之前，添加堿。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種聚合物粒子的表面改性方法，其特征在于:在該方法中可加入額外的堿，包括加入不同于用于皂化的堿的堿。
【文檔編號(hào)】C08F8/12GK103554342SQ201310571025
【公開日】2014年2月5日 申請(qǐng)日期:2013年11月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月13日
【發(fā)明者】朱科奇 申請(qǐng)人:寧波市鄞州科啟動(dòng)漫工業(yè)技術(shù)有限公司