用于喷墨油墨的二聚含氟表面活性剂的利记博彩app
【专利说明】用于喷墨油墨的二聚含氟表面活性剂
【背景技术】
[0001] 符号和其他图形艺术应用的数字喷墨印刷正日益取代丝网印刷和其他模拟印刷 技术。用于大幅面打印的数字油墨应提供良好的图像质量、耐久性和持久性。虽然许多在 使用的油墨为溶剂基的，但近年来致力于用水基油墨取代有机溶剂基油墨。然而，许多介质 基底为非多孔涂布纸或聚合物膜如乙烯基化合物，这对水基油墨提出了挑战。
[0002] 更具体地，由于低介质表面能和低孔隙率的结合，对水性油墨而言，非多孔介质出 现润湿和图像质量控制问题。在非多孔介质上，液滴聚结和随后的油墨流动导致图像质量 缺陷，例如颜色间洇色（intercolor bleeding)和斑点区域填充不均勾。以前已使用了各 种表面活性剂添加剂以便有效润湿低表面能介质并控制图像质量缺陷，例如颜色至颜色 (color-to-color)的洇色和区域填充斑点。使用这些添加剂试图提供所需的润湿性能以及 在高速热打印头或压电式打印头中运行良好。
[0003] 已使用的材料包括具有C8或更大全氟链的非离子含氟表面活性剂，但是由于管 理问题，这些材料日益被短链类似物所取代（C6或更低）。短链材料的一个缺点是喷墨打印 中更低的疏水性通常提供比传统的长链全氟材料更差的润湿和图像质量控制，并且这最终 限制了高速喷墨打印的生产量。因此，改善图像质量控制的具体添加剂和油墨配方的发展 将是本领域的进步。
【具体实施方式】
[0004] 已认识到，传统的含氟表面活性剂可被非离子含氟表面活性剂二聚体取代，从而 提供优异的洇色和聚结，同时保持良好的打印头可操作性和油墨的胶体稳定性。因此，本公 开涉及非离子表面活性剂（FS-OH)的改性，其中FS-OH是指具有羟基（0H)官能团的一般含 氟表面活性剂结构（FS)。具体地，该FS-OH化合物可用双官能团脂族或芳族异氰酸酯来修 饰，以使二聚加成化合物在并入喷墨油墨时使图像质量增强。下面的图示提供了形成二聚 结构的一般反应：
[0005] FS-OH+0CN-R-NC0 - FS-C(0)NH-R-NHC(0)-FS
[0006] 其中，R为脂族或芳族基团。
[0007] 要注意的是，当讨论本发明的组合物、油墨和方法时，这些论述的每一个可被考虑 应用于这些实施方式的另一种，无论其是否明确在那个实施方式的上下文中讨论。因此，例 如，在讨论具有非离子含氟表面活性剂二聚体的喷墨油墨中的桥连基时，该桥连基也可用 于制造非离子含氟表面活性剂二聚体的方法中，反之亦然。
[0008] 本发明的二聚含氟表面活性剂提供了喷墨油墨制剂中的改善的图像质量，同时保 持了良好的打印头可操作性和油墨的胶体稳定性。
[0009] 本文描述的非离子含氟表面活性剂二聚体组合物和相关的方法可包括具有下面 结构的非离子含氟表面活性剂二聚体：
[0010] cf3 (cf2)x (ch2) y (cr2cr2o)-k-(ocr2cr2) a (ch2) b (CF2)cCF3,
[0011] 其中，R独立地为H或甲基，A为含有脂族或芳族官能团的桥连单元，X为3至18， y为0至8，z为0至100，a为0至100，b为0至8,并且c为3至18。在一个实例中，x和 c可独立地为3至5, y和b可独立地为0至4,并且z和a可独立地为0至25。在一个方 面中，y和b以及z和a可为至少1。在另一个实例中，a+b+y+z为至少2。在一个方面中， x和c可相同，y和b可相同，和/或z和a可相同。在一个具体方面中，x和c可为5。在 一个实例中，含有脂族或芳族官能团的桥连单元可包含1至1〇〇个碳原子；即，C1至C100。 在一个方面中，含有脂族或芳族官能团的桥连单元可为C1至C50。
[0012] 通常，用来制备二聚加成化合物的单体起始材料为结构为CF3(CF2)x(CH2) y (CR2CR20) ZH的非离子含氟表面活性剂，其中R独立地为H或甲基，x为3至18, y为0至8， 并且z为0至100。
[0013] 这种单体起始材料包括非离子含氟表面活性剂，例如，但不限于，S550-100或 S550 (Chemguard)、S222N (Chemguard)、S559-100 或 S559 (Chemguard)、Capstone? FS-31 (DuPont?)、Capstone?FS-35 (DuPont?)、Capstone?FS-34 (DuPont?)、Capstone?FS-30 (Dupont?)、Capstone?FS-3100 (Dupont?)、Masurf? FS-2950 (Mason)、Masurf?FS-3240 (Mason)、Masurf?FS-2900 (Mason)、Masurf? FS-2825 (Mason)、Masurf?FS-1700 (Mason)、Masurf?FS-1800 (Mason)、和 Megaface 550 (DIC)或它们的混合物。起始材料可在与异氰酸醋桥连单元反应之前被处理，以通过干 燥或其它本领域技术人员已知的方法除去水和/或羟基溶剂。
[0014] 桥连基可源自于双官能异氰酸酯，虽然可想到其它化学品。用于桥连基A的合适 的二异氰酸酯包括由式R(NC0)2表示的那些，其中R表示具有约120至400的分子量的有 机基团。在一个实例中，二异氰酸酯可包括其中R表示具有4至10个碳原子的二价脂族烃 基团、具有5至15个碳原子的二价环脂族烃基团、具有7至15个碳原子的二价芳基脂族烃 基团、或者具有6至15个碳原子的二价芳族烃基团的那些。
[0015] 合适的有机二异氰酸酯的实例包括1，4-四亚甲基二异氰酸酯、1，6-六亚甲基 二异氰酸酯、2, 2, 4-三甲基-1，6-六亚甲基二异氰酸酯、1，12-十二亚甲基二异氰酸酯、 环己烷-1，3-和-1，4-二异氰酸酯、1-异氰酸酯基-2-异氰酸酯基甲基环戊烷、1-异氰 酸酯基-3-异氰酸酯基甲基_3, 5, 5-三甲基-环己烷（异佛尔酮二异氰酸酯或IPDI)、 二_(4_异-氰酸酯基环己基）_甲烷、2,4'-二环己基-甲烷二异氰酸酯、1，3-和 1，4-二-(异氰酸酯基甲基）-环己烷、二-(4-异氰酸酯基-3-甲基-环己基）-甲烷、 a，a，a'，a'-四甲基-1,3-和/或-1,4-亚二甲苯基二异氰酸酯、1-异氰酸酯 基-1-甲基-4 (3)-异氰酸酯基甲基环己烷、2, 4-和/或2, 6-六氢甲代亚苯基二异氰酸酯、 1，3-和/或1，4-亚苯基二异氰酸酯、2, 4-和/或2, 6-甲代亚苯基二异氰酸酯、2, 4-和/ 或4, 4'-二苯基-甲烷二异氰酸酯、1，5-二异氰酸酯基萘和它们的混合物。
[0016] 由非离子含氟表面活性剂单体（B)和二聚异氰酸酯衍生的桥连基（A)制备的二聚 加成化合物可包括下面的单体（一种或多种）和桥连基（一种或多种）的同质和异质的组 合或者单体和二聚体的共混物或由其组成：
[0017] i)具有单桥连基的二聚体：BAB;
[0018] ii)具有多种桥连基的二聚体的共混物：BAB+BA'B，其中A'为不同于A的桥连基；
[0019] iii)具有多种单体基团的杂二聚体：BAB'，其中B'为不同于B的单体；和
[0020] iv)单体和二聚体的共混物，包括i-iii中的组合的混合物：B+BAB (或B' +BAB)。
[0021] 本公开还涉及二聚含氟表面活性剂在喷墨油墨制剂中的用途。鉴于以上，喷墨油 墨可包括液体载剂；如本文公开的非离子含氟表面活性剂，包括上面i-iv中定义的类型的 单体/二聚体共混物；和着色剂。
[0022] 虽然以任意特定组合物存在的含氟表面活性剂单体/二聚体共混物的量可改变， 但在一个实例中，非离子含氟表面活性剂二聚体可以0.0 lwt %至5wt %的浓度存在于喷墨 油墨中，并且单体含氟表面活性剂可以〇wt%至4. 99wt%的浓度存在，其中，单体+二聚体 的总量为〇. Olwt%至5wt%。在一个方面中，非离子含氟表面活性剂二聚体和单体的组合 可以0.0 lwt%至2. 5wt%的浓度存在于喷墨油墨中。
[0023] 如本文所用，"液体载剂"或"油墨载剂"是指其中放置有含氟表面活性剂二聚体以 形成油墨的液体流体。在一个实例中，油墨也可包括着色剂。油墨载剂在本领域中是熟知 的，各种油墨载剂可用于本发明的系统和方法。这些油墨载剂可包括各种不同试剂的混合 物，包括表面活性剂、溶剂、共溶剂、抗结垢剂、缓冲剂、抗微生物剂、掩蔽剂、粘度调节剂、表 面活性试剂、水等。尽管不是液体载剂本身的一部分，但除了着色剂，液体载剂可携带固体 添加剂如聚合物、胶乳、UV可固化材料、增塑剂等。另外，术语"水性液体载剂"或"水性载 剂"是指包括水作为溶剂的液体载剂。一方面，水可构成液体载剂的大部分。
[0024] 通常本文论述的着色剂可包括染料和/或颜料。如本文所用，"染料"是指赋予油 墨载剂色彩的化合物或分子。因此，染料包括吸收电磁辐射或其某些波长的分子和化合物。 例如，染料包括发荧光的那些和吸收某些可见光的波长的那些。一