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Patent Searching and Data


Title:
PREPARATION METHOD OF AQUEOUS NANO PIGMENT DISPERSION
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2013/007201
Kind Code:
A1
Abstract:
Disclosed is a preparation method of an aqueous nano pigment dispersion. The method comprises: mixing 2.5 wt% to 40 wt% of styrene with a polymerization inhibitor removed through distillation, 2.5 wt% to 20 wt% of an acrylate monomer, 0.25 wt% to 5 wt% of a crosslinking monomer, 0.05 wt% to 0.5 wt% of a coemulsifier, 0.05 wt% to 0.5 wt% of an oil-soluble initiator, and adding 0.25 wt% to 2.5 wt% of an organic pigment to be dispersed, to form an oil phase solution; dissolving 0.05 wt% to 2 wt% of an emulsifier and 0.05 wt% to 2 wt% of a buffer in 40 wt% to 90 wt% of deionized water, to form an aqueous phase solution; mixing the oil phase solution and the aqueous phase solution and homogenizing, to form a fine emulsion; and transferring the obtained fine emulsion to a reactor and heating to initiate polymerization, and after reaction, adding an alkali-soluble monomer, and continuing reaction, cooling down to room temperature, and adjusting the pH value to weak alkaline and filtering, to obtain an aqueous nano pigment dispersion.

Inventors:
SHU SHI (CN)
YANG JIUXIA (CN)
ZHAO JISHENG (CN)
LI LIN (CN)
Application Number:
PCT/CN2012/078517
Publication Date:
January 17, 2013
Filing Date:
July 11, 2012
Export Citation:
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Assignee:
BOE TECHNOLOGY GROUP CO LTD (CN)
SHU SHI (CN)
YANG JIUXIA (CN)
ZHAO JISHENG (CN)
LI LIN (CN)
International Classes:
C08F212/08; C08F2/24; C08F220/18
Foreign References:
CN101921497A2010-12-22
CN1690087A2005-11-02
CN1816389A2006-08-09
JP2006117954A2006-05-11
EP1548040A12005-06-29
US5250576A1993-10-05
Other References:
See also references of EP 2722349A4
Attorney, Agent or Firm:
LIU, SHEN & ASSOCIATES (CN)
北京市柳沈律师事务所 (CN)
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Claims:
权利要求书

1、 一种水性纳米颜料分散液的制备方法, 包括:

将重量百分比为 2.5%~40%蒸馏除阻聚剂的苯乙烯、 重量百分比为 2.5%-20%的丙烯酸酯单体、 重量百分比为 0.25%~5%的交联单体、 0.05%~0.5%的助乳化剂、 0.05%~0.5%的油溶性引发剂混合形成混合物, 向该 混合物中加入 0.25%~2.5%的待分散有机颜料, 溶解后形成油相溶液;

将重量百分比为 0.05%~2%的乳化剂,重量百分比为 0.05%~2%的緩冲剂 溶于重量百分比为 40%~90%的去离子水中, 形成水相溶液;

将该油相溶液与该水相溶液混合, 再均化成细乳液;

将所得到的细乳液移入反应器, 加热升温, 引发聚合, 反应后, 加入碱 溶性单体, 继续反应后降温至室温, 调节 pH值至弱碱性, 然后过滤得到水 性纳米颜料分散液。

2、根据权利要求 1所述的方法,其中所述丙烯酸酯单体为丙烯酸正丁酯、 丙烯酸异辛酯、 丙烯酸曱酯、 丙烯酸乙酯、 曱基丙烯酸曱酯或曱基丙烯酸乙 酯中的至少两种。

3、根据权利要求 1-2任一所述的方法, 其中所述交联单体为乙二醇双丙 烯酸酯、 丁二醇双丙烯酸酯、 1,6-己二醇双丙烯酸酯、 二缩丙二醇双丙烯酸 酉 、 三缩丙二醇双丙烯酸酯或三羟曱基丙烷三丙烯酸酯中的至少一种。

4、根据权利要求 1-3任一所述的方法, 其中所述乳化剂为十二烷基硫酸 钠, 助乳化剂为十六醇与十六烷中的至少一种。

5、根据权利要求 1-4任一所述的方法, 其中所述油溶性引发剂为过氧化 苯曱酰与偶氮二异丁腈中的至少一种。

6、 根据权利要求 1-5任一所述的方法, 其中所述緩冲剂为碳酸氢钠。 7、 根据权利要求 1-6任一所述的方法, 其中所述碱溶性单体为丙烯酸、 曱基丙烯酸、 丙烯酸羟乙酯、 曱基丙烯酸羟乙酯、 丙烯酸羟丙酯或曱基丙烯 酸羟丙酯中的至少一种。

8、 根据权利要求 1-7任一所述的方法, 其中将所述细乳液移入反应器, 加热升温以引发聚合反应 10min-40min后, 加入重量百分比为 0.5%-5%的碱 溶性单体, 继续反应 1~5小时后, 降温至室温, 调节 pH至 8-10, 过滤得到 水性纳米颜料分散液。

9、根据权利要求 1-8任一所述的制备方法, 其中所述加热升温为通氮气 气加热升温, 温度为 60°C-90°C。

10、 根据权利要求 9所述的制备方法, 其中所述通氮气加热升温, 温度 为 70°C-80°C。

11、根据权利要求 1-10任一所述的方法, 其中所述将油相溶液与水相溶 液混合, 再均化成细乳液包括:

将所述油相溶液与水相溶液混合, 在 600rpm-1300rpm 的转速下搅拌 15min-30min, 再经超声均化成细乳液。

Description:
水性纳米颜料分散液的制备方法 技术领域

本发明的实施例涉及一种水性纳米颜料分散液 的制备方法。 背景技术

彩色滤光片 (color filter )是液晶显示器的重要组成部分, 液晶显示器依 靠彩色滤光片呈现彩色影像。 在液晶显示器的工作中, 来自背光源的白光透 过液晶层然后照射到彩色滤光片, 在透过彩色滤光片上红、 绿、 蓝三色子像 素之后, 分别形成红光、 绿光和蓝光, 最后在人眼中混合形成彩色影像。

通常的彩色滤光片的制造工艺包括: 印刷法、 染色法、 颜料分散法、 电 沉积法、 干膜法和用于大尺寸面板的喷墨法等。 目前产业界普遍应用的是颜 料分散法, 该方法最核心的工艺涉及颜料分散技术。 因为彩色光阻 ( photoresist )对色料粒子要求很高, 所以通常颜料粒径要小于 lOOnm, 且要 求粒径均一性高、 分布窄。 目前, 颜料分散技术是以油相溶剂为分散介质, 通过选用适当的分散剂体系, 经过大功率的分散设备研磨, 从而实现分散效 果。

在实施上述以油相溶剂为分散介质的颜料分散 法工艺过程中, 发明人发 现该传统的技术中至少存在如下问题: 由于釆用了大量溶剂, 造成不环保的 挥发性有机化合物(Volatile Organic Compounds, 简称 VOC ) ; 溶剂易燃易 爆, 不利于安全生产; 釆用溶剂型颜料分散液制备的溶剂型彩色光阻 在使用 中存在着其固有的缺点: 黏度不易调节。 因为要得到便于施工的黏度需要将 树脂分子量控制在一定值以下, 所以如果树脂分子量过高就必须使用大量的 活性稀释剂将其稀释, 但这会导致交联密度过大而使涂膜脆性变大, 且涂膜 容易在固化时收缩; 如果树脂分子量过低又难以满足硬度的要求。 这就使得 涂膜不是存在 "硬而脆" 的问题, 就是存在 "软而柔" 的问题。 发明内容

本发明的实施例提供一种水性纳米颜料分散液 的制备方法, 克服了溶剂 型颜料分散液的各种缺陷并且提高了颜料的显 影效率。

本发明的一个实施例提供了一种水性纳米颜料 分散液的制备方法,包括: 将重量百分比为 2.5%~40%蒸馏除阻聚剂的苯乙烯、 重量百分比为 2.5%-20%的丙烯酸酯单体、 重量百分比为 0.25%~5%的交联单体、 0.05%~0.5%的助乳化剂、 0.05%~0.5%的油溶性引发剂混合形成混合物, 向其 中加入 0.25%~2.5%的待分散有机颜料, 溶解后形成油相溶液;

将重量百分比为 0.05%~2%的乳化剂,重量百分比为 0.05%~2%的緩冲剂 溶于重量百分比为 40%~90%的去离子水中, 形成水相溶液;

将油相溶液与水相溶液混合, 再均化成细乳液;

将所得到的细乳液移入反应器, 加热升温, 引发聚合, 反应后, 加入碱 溶性单体, 继续反应后降温至室温, 调节 pH值至弱碱性, 然后过滤得到水 性纳米颜料分散液。

例如, 将所述细乳液移入反应器, 加热升温引发聚合反应 10min-40min 后, 加入重量百分比为 0.5%-5%的碱溶性单体, 继续反应 1~5小时后, 降温 至室温, 调节 pH至 8-10, 过滤得到水性纳米颜料分散液。

例如, 所述将油相溶液与水相溶液混合并搅拌, 再经超声均化成细乳液 包括将油相溶液与水相溶液混合, 在 600rpm-1300rpm 的转速下搅拌 15min-30min, 再经超声均化成细乳液。

例如, 所述丙烯酸酯单体为丙烯酸正丁酯、 丙烯酸异辛酯、 丙烯酸曱酯、 丙烯酸乙酯、 曱基丙烯酸曱酯或曱基丙烯酸乙酯中的至少两 种。

例如, 所述交联单体为乙二醇双丙烯酸酯、 丁二醇双丙烯酸酯、 1,6-己 二醇双丙烯酸酯、 二缩丙二醇双丙烯酸酯、 三缩丙二醇双丙烯酸酯或三羟曱 基丙烷三丙烯酸酯中的至少一种。

例如, 所述乳化剂为十二烷基^ 酸钠, 助乳化剂为十六醇与十六烷中的 至少一种。

例如,所述油溶性弓 I发剂为过氧化苯曱酰与偶氮二异丁腈中的至 一种。 例如, 所述緩冲剂为碳酸氢钠。

例如, 所述碱溶性单体为丙烯酸、 曱基丙烯酸、 丙烯酸羟乙酯、 曱基丙 烯酸羟乙酯、 丙烯酸羟丙酯或曱基丙烯酸羟丙酯中的至少一 种。

例如, 所述通氮气加热升温, 温度为 60°C-90°C。 例如, 所述通氮气加热升温, 温度为 70°C-80°C。

相对于传统技术, 本发明的实施例由于釆用了细乳液聚合法制备 水性颜 料分散体, 制得的颜料分散体粒径小于 lOOnm, 多分散系数小于 0.1 , 满足 了彩色光阻剂的使用要求。 附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案, 下面将对实施例使用的附 图作简单地介绍。 显而易见地, 下面的附图仅仅涉及本发明的部分实施例, 不构成对本发明的限制。

具体实施方式

下面将结合附图, 对本发明实施例的技术方案进行清楚、 完整地描述, 显然, 所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例, 而不是全部的实施例。 基于本发明中的实施例, 本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前 提下 所获得的所有其他实施例, 都属于本发明保护的范围。

实施例一

本发明的该实施例提供一种水性纳米颜料分散 液的制备方法。 如图 1所 示, 该方法包括:

步骤 101、将重量百分比为 2.5%~40%蒸摺除阻聚剂的苯乙烯、重量百分 比为 2.5%-20%的丙烯酸酯单体、 重量百分比为 0.25 %〜5%的交联单体、 0.05%~0.5%的助乳化剂、 0.05%~0.5%的油溶性引发剂混合形成混合物, 向该 混合物中加入 0.25%~2.5%的待分散有机颜料,待该有机颜料完 溶解后形成 油相溶液。

为了实现有机颜料在水相的分散, 例如, 使油相溶液以纳米级分散进入 后面步骤中制备的水相溶液中形成粒径小于 lOOnm的小液滴,本实施例釆用 苯乙烯和丙烯酸酯类单体溶解颜料。所用丙烯 酸酯单体例如为丙烯酸正丁酯、 丙烯酸异辛酯、 丙烯酸曱酯、 丙烯酸乙酯、 曱基丙烯酸曱酯或曱基丙烯酸乙 酯中的至少两种。 颜料溶解在由苯乙烯和丙烯酸酯类单体组成的 溶液中后, 溶液经过乳化剂和助乳化剂作用下水相均化成 细乳液, 而且使非极性的苯乙 烯分布在液滴的内部, 极性较大的丙烯酸酯单体分布于液滴的壳层。 这样的 分布有利于颜料粒子分布在液滴内部; 然后, 液滴内部的苯乙烯和表层的丙 烯酸酯单体适度交联, 就可以固定颜料粒子, 起到防止颜料粒子迁移聚集的 作用。 蒸馏除阻聚剂的苯乙烯为经过蒸摺纯化的苯乙 烯, 去除了其中可能包 含的阻聚剂。

本实施例釆用的交联单体例如为乙二醇双丙烯 酸酯、丁二醇双丙烯酸酯、 1,6-己二醇双丙烯酸酯、 二缩丙二醇双丙烯酸酯、 三缩丙二醇双丙烯酸酯或 三羟曱基丙烷三丙烯酸酯中的至少一种。 这些交联单体链长略长、 链段偏柔 性, 不会因链段过硬而造成交联反应的不彻底。

为了使形成的细乳液乳胶粒更加稳定, 分散体粒径足够小, 并且粒径分 布均匀, 本实施例在油相溶液中引入助乳化剂, 所用的助乳化剂例如为十六 醇与十六烷中的至少一种。

本实施例为了提高分散体系的稳定性, 釆用油溶性弓 )发剂在液滴内部引 发聚合。 所用油溶性? )发剂例如为过氧化苯曱酰与偶氮二异丁腈中 至少一 种。 该油溶性引发剂避免了水溶性引发剂在水相中 的如下缺点: 水溶性引发 剂会在水相中引发丙烯酸酯单体和交联单体聚 合形成高分子链段; 同时, 水 溶性引发剂也会在水相中引发碱溶性单体聚合 为水溶性低聚物, 高分子链段 和水溶性低聚物都会通过桥联作用破坏整个分 散体系的稳定性, 而且碱溶性 单体聚合为水溶性低聚物还会导致碱溶性基团 不能被引入颜料分散体表面, 使碱溶性基团不能发挥其提高显影效率的作用 。

步骤 102、将重量百分比为 0.05%~2%的乳化剂,重量百分比为 0.05%~2% 的緩冲剂溶于重量百分比为 40%~90%的去离子水中, 形成水相溶液。

本实施例在水相溶液中加入乳化剂使油相溶液 与水相溶液在混合后形成 细乳液, 所用乳化剂例如为十二烷基硫酸钠。

本实施例在水相溶液中加入緩冲剂使溶液保持 有稳定的酸碱值, 所用緩 冲剂例如为碳酸氢钠。

步骤 103、 将上述油相溶液与水相溶液混合, 再均化成细乳液。

将上述油相溶液与水相溶液混合并搅拌, 搅拌的转速例如为 600rpm-1300rpm, 搅拌的时间例如为 15min-30min, 搅拌后再将混合液均化 成细乳液。 均化方法例如为超声均化。 步骤 104、 将所得到的细乳液移入反应器, 加热升温, 引发聚合, 反应 后, 加入碱溶性单体, 继续反应后降温至室温, 调节 pH值至弱碱性, 然后 过滤得到水性纳米颜料分散液。

例如, 将所得到的细乳液移入反应器, 加热升温, 引发聚合, 在反应 10min-40min后, 加入重量百分比为 0.5%-5%的碱溶性单体, 继续反应 1-5 小时(h )后, 降温至室温, 调节 pH至 8-10, 过滤得到水性纳米颜料分散液。

在上述过程中,例如通入氮气进行加热升温, 所得到的温度为 60°C-90°C , 优选为 70°C-80°C:。 调节 pH值至弱碱性例如使用氨水。

在本实施例中引入碱溶性单体, 使颜料分散液具有碱溶性, 从而提高分 散液的显影效率。 所用的碱溶性单体例如为丙烯酸、 曱基丙烯酸、 丙烯酸羟 乙酯、 曱基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯或曱基丙烯 酸羟丙酯中的至少一种。 传统的方法是依靠加入碱可溶树脂赋予光阻剂 碱可溶性, 但是由于碱可溶树 脂的羧基含量高, 链段极性大, 导致碱可溶树脂与极性偏小的颜料分散体系 相容性不好。 由此, 经常会出现在碱液洗过之后, 碱溶性树脂脱落, 但有少 量颜料残留, 导致彩色滤光片无法使用。 因此本实施例在颜料分散体表面引 入了碱溶性基团, 克服了传统方法的缺点, 有效避免了在碱液清洗过后产生 残留的不良效果。

本实施例釆用的颜料例如是红色颜料、黄色颜 料、橙色颜料、绿色颜料、 蓝色颜料、 紫色颜料等中的一种, 或者上述二种或多种颜料的混合物。其中, 红色颜料例如以茈系、 喹吖啶酮、 吡咯并吡咯类为主: 如 P.R.224、 P.R.254、 P.R.255、 P.R.264、 P.R.122, P.R.123、 P.R.177, P.R.I 79, P.R.I 90, P.R.202, P.R.210、 P.R.270、 P.R.272、 P.R.122等。 黄色颜料例如为偶氮类以及杂环类: Ρ.Υ.1、 Ρ.Υ.12、 Ρ.Υ.3、 Ρ.Υ.13、 Ρ.Υ.83、 Ρ.Υ.93、 Ρ.Υ.94、 Ρ.Υ.95、 Ρ.Υ.109、 Ρ.Υ.126、 P.Y.127, Ρ.Υ.138、 Ρ.Υ.139、 Ρ.Υ.147、 Ρ.Υ.150、 P.Y.174等。 橙色 颜料例如为偶氮类、吡咯酮类、联苯胺类颜料 : Ρ.0.5、 Ρ.0.13、 Ρ.0.16、 Ρ.0.34、 Ρ.0.36、 Ρ.0.48、 Ρ.0.49、 Ρ.0.71、 Ρ.0.73等。 绿色颜料如 RG.37、 P.G.36、 P.G.7 等。 蓝色颜料例如为 P.B.1、 P.B.2、 P.B.15、 P.B.15:3、 P.B.15:4、 P.B.15:6、 P.B.16、 P.B.22、 P.B.60、 P.B.66等。 紫色颜料例如为 RV.32、 P.V.36、 P.V.38、 P.V.39、 P.V.23、 P.V.9、 P.V.I等。

相对于现有技术, 本实施例由于釆用了细乳液聚合法制备水性颜 料分散 体, 可使制得的颜料分散体粒径小于 lOOnm, 多分散系数小于 0.1 , 可满足 彩色光阻剂的使用要求。

本实施例由于在细乳液乳胶粒内部和表面进行 了适度交联, 所以防止了 颜料粒子在乳胶粒内部迁移甚至渗出至水相, 保证了颜料优异的颜色特性。

本实施例使用了油溶性的引发剂引发聚合反应 , 相对于传统的水溶性引 发剂, 从根本上防止了单体在水相被引发, 从而避免了水相低分子量齐聚物 破坏颜料分散体的稳定性。

本实施例在乳胶粒表面引入了碱溶性基团, 提高了颜料的显影效率, 防 止在经过碱液清洗后产生残留的不良效果。 稀释剂调节黏度, 因此可根据操作要求用水和纤维素醚类增稠剂 进行调节, 相对于传统的溶剂型颜料分散液, 降低了调节粘度的难度, 并且克服了传统 的溶剂型颜料分散液的不环保、 易燃、 涂抹性能不完美等缺点。

示例 1

本发明实施例的水性纳米颜料分散液的制备方 法的示例 1 包括如下操 作。

将 30g蒸馏去除阻聚剂的苯乙烯, 10g丙烯酸正丁酯, 5g曱基丙烯酸曱 酉^ 1.3gl,6-己二醇双丙烯酸酯, 1.7g三缩丙二醇双丙烯酸酯, lg十六醇, 0.5g过氧化苯曱酰混合形成混合物,然后把 1.8g待分散有机颜料溶于上述混 合物中, 完全溶解后形成油相溶液。

为了实现有机颜料在水相的分散, 使油相溶液以纳米级分散入后面步骤 中制备的水相溶液中形成粒径小于 lOOnm的小液滴,本示例釆用苯乙烯和丙 烯酸正丁酯单体和曱基丙烯酸曱酯单体溶解颜 料。

本示例釆用 1,6-己二醇双丙烯酸酯和三缩丙二醇双丙烯酸 作为交联单 体。 这些交联单体链长略长、 链段偏柔性, 不会因链段过硬而造成交联反应 的不彻底。

本示例釆用十六醇作为助乳化剂,使聚合形成 的细乳液乳胶粒更加稳定, 分散体粒径足够小, 并且粒径分布均匀。

本示例为了提高分散体系的稳定性, 釆用油溶性引发剂过氧化苯曱酰在 液滴内部引发聚合。 油溶性? )发剂过氧化苯曱酰避免了水溶性 )发剂在水相 中的如下缺点: 水溶性引发剂会在水相中引发丙烯酸酯单体和 交联单体聚合 水溶性低聚物 , 高分子链段和水溶性低聚物都会通过桥联作用 破坏整个分散 体系的稳定性, 而且碱溶性单体聚合为水溶性低聚物还会导致 碱溶性基团不 能被引入颜料分散体表面, 使碱溶性基团不能发挥其提高显影效率的作用 。

颜料溶解在由苯乙烯和丙烯酸正丁酯单体和曱 基丙烯酸曱酯单体组成的 溶液中后, 溶液经过乳化剂十二烷基石克酸钠和助乳化剂 十六醇的作用下水相 均化成细乳液, 而且使非极性的苯乙烯分布在液滴的内部, 极性较大的丙烯 酸正丁酯单体和曱基丙烯酸曱酯单体分布于液 滴的壳层, 这样的分布有利于 颜料粒子分布在液滴内部, 然后经过液滴内部的苯乙烯和表层的丙烯酸正 丁 酯单体和曱基丙烯酸曱酯单体适度交联, 就可以固定颜料粒子, 起到防止颜 料粒子迁移聚集的作用。

然后, 将 3g十二烷基硫酸钠, 2.2gNaHC03 , 溶于 120g的去离子水中, 形成水相溶液。

本示例在水相溶液中加入乳化剂十二烷基疏酸 钠使油相溶液与水相溶液 在混合后形成细乳液。

本示例在水相溶液中加入緩冲剂碳酸氢钠使溶 液保持稳定的酸碱值。 将上述制备得到的油相溶液与水相溶液混合, 将混合液在 800rpm的转 速下下搅拌 15min后, 移入超声均化器中超声均化, 形成细乳液。

将细乳液移入反应器, 通氮气并升温至 80 °C , 即引发聚合反应, 反应

12min后, 加入 4g曱基丙烯酸, 2g曱基丙烯酸羟乙酯, 然后继续反应 3h, 3h过后降温至室温, 例如用氨水调节所得溶液 pH至 9, 然后过滤得到水性 纳米颜料分散液。

在本示例中引入碱溶性单体曱基丙烯酸和曱基 丙烯酸羟乙酯, 使颜料分 散液具有碱溶性, 从而提高分散液的显影效率。 传统的方法是依靠加入碱可 溶树脂赋予光阻剂碱可溶性,但是由于碱可溶 树脂羧基含量高,链段极性大, 导致碱可溶树脂与极性偏小的颜料分散体系相 容性不好。 因此, 经常会出现 在碱液洗过之后, 碱溶性树脂脱落, 但有少量颜料残留, 导致彩色滤光片无 法使用。 因此本发明示例在颜料分散体表面引入了碱溶 性单体曱基丙烯酸和 曱基丙烯酸羟乙酯, 克服了传统方法的缺点, 有效避免了在碱液清洗过后产 生残留的不良效果。

相对于现有技术,本示例由于釆用了细乳液聚 合法制备水性颜料分散体, 使制得的颜料分散体粒径小于 lOOnm, 多分散系数小于 0.1 , 满足了彩色光 阻剂的使用要求。

本示例由于在细乳液乳胶粒内部和表面进行了 适度交联, 所以防止了颜 料粒子在乳胶粒内部迁移甚至渗出至水相, 保证了颜料优异的颜色特性。

本示例使用了油溶性的引发剂过氧化苯曱酰引 发聚合反应, 相对于传统 的水溶性引发剂, 从根本上防止了单体在水相被引发, 从而避免了水相低分 子量齐聚物破坏颜料分散体的稳定性。

本示例在乳胶粒表面引入了碱溶性单体曱基丙 烯酸和曱基丙烯酸羟乙 酉^ 提高了颜料的显影效率, 防止在经过碱液清洗后产生残留的不良效果。 释剂调节黏度, 可根据施工要求用水和纤维素醚类增稠剂进行 调节, 相对于 传统的溶剂型颜料分散液, 降低了调节粘度的难度, 并且克服了传统的溶剂 型颜料分散液的不环保、 易燃、 涂抹性能不完美等缺点。

示例 2

本发明实施例的一种水性纳米颜料分散液的制 备方法的示例 2包括如下 操作。

将 26g蒸馏去除阻聚剂的苯乙烯, 10g曱基丙烯酸曱酯, 5g丙烯酸异辛 酯, 1.5gl,6-己二醇双丙烯酸酯, 1.5g三缩丙二醇双丙烯酸酯, 0.8g十六醇, 0.2g十六烷, 0.5g偶氮二异丁腈混合形成混合物, 然后将 1.6g待分散有机颜 料溶于上述混合物中, 完全溶解后即形成油相溶液。

为了实现有机颜料在水相的分散, 使油相溶液以纳米级分散入后面步骤 中制备的水相溶液中形成粒径小于 lOOnm的小液滴,本示例釆用苯乙烯和曱 基丙烯酸曱酯单体和丙烯酸异辛酯单体溶解颜 料。

本示例釆用 1,6-己二醇双丙烯酸酯和三缩丙二醇双丙烯酸 作为交联单 体。 这些交联单体链长略长、 链段偏柔性, 不会因链段过硬而造成交联反应 的不彻底。

本示例釆用十六醇和十六烷作为助乳化剂, 使聚合形成的细乳液乳胶粒 更加稳定, 分散体粒径足够小, 并且粒径分布均匀。 本示例为了提高分散体系的稳定性, 釆用油溶性引发剂偶氮二异丁腈在 液滴内部引发聚合。 油溶性引发剂偶氮二异丁腈避免了水溶性引发 剂在水相 中的如下缺点: 水溶性引发剂会在水相中引发丙烯酸酯单体和 交联单体聚合 水溶性低聚物 , 高分子链段和水溶性低聚物都会通过桥联作用 破坏整个分散 体系的稳定性, 而且碱溶性单体聚合为水溶性低聚物还会导致 碱溶性基团不 能被引入颜料分散体表面, 使碱溶性基团不能发挥其提高显影效率的作用 。

颜料溶解在由苯乙烯和曱基丙烯酸曱酯单体和 丙烯酸异辛酯单体组成的 溶液中后, 溶液经过乳化剂十二烷基^ 酸钠和助乳化剂十六醇和十六烷的作 用下水相均化成细乳液, 而且使非极性的苯乙烯分布在液滴的内部, 极性较 大的曱基丙烯酸曱酯单体和丙烯酸异辛酯单体 分布于液滴的壳层, 这样的分 布有利于颜料粒子分布在液滴内部, 然后经过液滴内部的苯乙烯和表层的曱 基丙烯酸曱酯单体和丙烯酸异辛酯单体适度交 联, 就可以固定颜料粒子, 起 到防止颜料粒子迁移聚集的作用。

然后将 3g十二烷基硫酸钠, 2.2gNaHC03 , 溶于 120g去离子水中, 形 成水相溶液。

本示例在水相溶液中加入乳化剂十二烷基硫酸 钠使油相溶液与水相溶液 在混合后形成细乳液。

本示例在水相溶液中加入緩冲剂碳酸氢钠使溶 液保持稳定的酸碱值。 将上述制备得到的油相溶液与水相溶液混合, 将混合液在 800rpm的转 速下搅拌 15min后, 移入超声均化器中超声均化, 形成细乳液。

将细乳液移入反应器,通氮气升温至 80 °C ,即引发聚合反应,反应 12min 后, 加入 4g曱基丙烯酸, 2g曱基丙烯酸羟丙酯, 继续反应 3h, 3h后降温至 室温,例如用氨水调节所得溶液 pH至 9,然后过滤得到水性纳米颜料分散液。

在本示例中引入碱溶性单体曱基丙烯酸和曱基 丙烯酸羟丙酯, 使颜料分 散液具有碱溶性, 从而提高分散液的显影效率。 传统的方法是依靠加入碱可 溶树脂赋予光阻剂碱可溶性,但是由于碱可溶 树脂羧基含量高,链段极性大, 导致碱可溶树脂与极性偏小的颜料分散体系相 容性不好。 因此, 经常会出现 在碱液洗过之后, 碱溶性树脂脱落, 但有少量颜料残留, 导致彩色滤光片无 法使用。 因此本发明示例在颜料分散体表面引入了碱溶 性单体曱基丙烯酸和 曱基丙烯酸羟丙酯, 克服了传统方法的缺点, 有效避免了在碱液清洗过后产 生残留的不良效果。

相对于传统技术,本示例由于釆用了细乳液聚 合法制备水性颜料分散体, 使制得的颜料分散体粒径小于 lOOnm, 多分散系数小于 0.1 , 满足了彩色光 阻剂的使用要求。

本示例由于在细乳液乳胶粒内部和表面进行了 适度交联, 所以防止了颜 料粒子在乳胶粒内部迁移甚至渗出至水相, 保证了颜料优异的颜色特性。

本示例使用了油溶性的引发剂偶氮二异丁腈引 发聚合反应, 相对于传统 的水溶性引发剂, 从根本上防止了单体在水相被引发, 从而避免了水相低分 子量齐聚物破坏颜料分散体的稳定性。

本示例在乳胶粒表面引入了碱溶性单体曱基丙 烯酸和曱基丙烯酸羟丙 酉^ 提高了颜料的显影效率, 防止在经过碱液清洗后产生残留的不良效果。 释剂调节黏度, 可根据施工要求用水和纤维素醚类增稠剂进行 调节, 相对于 传统的溶剂型颜料分散液, 降低了调节粘度的难度, 并且克服了传统的溶剂 型颜料分散液的不环保、 易燃、 涂抹性能不完美等缺点。

以上所述, 仅为本发明的具体实施方式, 但本发明的保护范围并不局限 于此, 任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露 的技术范围内, 可轻易 想到变化或替换, 都应涵盖在本发明的保护范围之内。 因此, 本发明的保护 范围应所述以权利要求的保护范围为准。