低粘度非水液体颜料分散体和这种组合物的使用方法

摘要

本发明提供一种新的和有用的非水液体颜料分散体，该分散体易于处理并在目标介质内产生完全和有效的着色，特别是与标准固体颜料或高粘度液体颜料分散体相比。更为具体地，本发明涉及在标准温度和压力下粘度为至多5,000厘泊的液体颜料分散体。这种低粘度是通过加入较少量质子惰性的粘度改性剂而获得的，该粘度改性剂的偶极矩在大约1.0和5.0之间，可选择以－20℃和180℃之间的闪点来衡量，例如该粘度改性剂最优选环碳酸酯。因此可以将所得的低粘度颜料组合物结合到任何标准颜料染色法(例如聚氨酯、聚烯烃等等)，且不带来与传统使用的固体或增稠的高粘度颜料材料有关的问题。这些目标介质的这种着色方法也包括在本发明的范围内。

说明书

                       发明领域

本发明涉及一种新的和有用的非水液体颜料分散体，该分散体易于处理并在目标介质内产生完全和有效的着色，特别是与标准固体颜料或高粘度液体颜料分散体相比。更为具体地，本发明涉及在标准温度和压力下粘度为至多5,000厘泊的液体颜料分散体。这种低粘度是通过加入较少量质子惰性的粘度改性剂而获得的，该粘度改性剂的偶极矩在大约1.0和5.0之间，或可选择地，闪点在-20℃和180℃之间，例如最优选环碳酸酯。因此可以将所得的低粘度颜料组合物结合到任何使用颜料(例如聚氨酯、聚烯烃等等)的标准着色方法中，且不带来与传统使用的固体或增稠的高粘度颜料材料有关的问题。这些目标介质的这种着色方法也包括在本发明的范围内。

                       背景技术

聚氨酯产品，例如泡沫、树脂等等，传统上由颜料、聚合着色剂和染料着色。一般地，这些着色在泡沫、树脂等形成过程中现场完成。已在块状泡沫生产过程中将聚合着色剂(即聚氧化亚烷基化着色剂)，如在Cross等人的美国专利4,284,279中描述的聚合着色剂引入多元醇组合物。然后“着色的”多元醇与异氰酸酯组合物在可能的催化剂存在下反应形成目标着色的泡沫。过去也将最常见的固体、糊或粉末形式的颜料加到多元醇物流中以形成相同类型的着色泡沫产品。这些化合物是容易获得和廉价的；但是它们在处理、混合(例如与其它颜料混合以形成不同的色调)和实际引入目标介质期间也表现出或产生问题。而且，性质上为固体的颜料趋于在目标介质内形成固体团块，从而导致美学上不满意的后果或机械或仪器(如泵、阀、注射器等等)的堵塞。此外，可能发生溢出(因为粉末或固体形式的这些颜料由于大气条件和可能的空气干扰而不能容易地运送)，而且使用这种固体着色剂很可能发生由难于处理的颜料化合物导致的衣服或手染色。因此，需要改进标准固体和粉末颜料化合物的这些处理缺陷。性质上为液体的聚合着色剂证明更易于在这些加工中使用，因为它有利于处理，特别是在工业水平的处理。在工业中已开发出颜色可利用性低的低粘度颜料分散体作为缓解这些处理问题的尝试(因而允许使用聚合着色剂样液体组合物)。但是，这种低粘度分散体储藏不稳定，易有沉淀问题，使得在最终聚氨酯产物中产生不均匀着色，因而也使这种分散体不适于大规模工业应用。传统上，存在着对颜料的权衡：颜料溶液的粘度越高，则储藏稳定性更好；粘度越低，则储藏稳定性越低。因此，认识到需要提供一种改进的颜料分散体，该颜料分散体具有长期储藏稳定性和良好的目标聚氨酯组合物着色性。而且，这些分散体应该如标准颜料所提供的那样在目标制品基体内表现出颜色深度的一般色调程度。迄今为止，在本领域中还没有这类有需要的改进。

                       发明目的

因此本发明的一个目的是提供一种基本上均匀的、易于在大量工业应用中处理的低粘度液体颜料分散体。本发明的另一个目的是提供一种在着色泡沫生产工艺中使用的液体颜料分散体。本发明的另一目的是提供一种保持与非分散的颜料相同的一般颜色值的储藏稳定的颜料分散体。

                       发明概述

因此，本发明涉及一种非水液体分散体，该分散体包含至少一种颜料和至少一种质子惰性粘度改性化合物，该粘度改性化合物的偶极矩大约为1.0至5.0，或可选择地，闪点为大约-20℃至180℃。本发明还包括一种用于生产着色的聚氨酯的方法，所述方法包括步骤：

(a)提供一种多元醇组合物；

(b)将包含至少一种颜料和至少一种偶极矩为至少1.0的质子惰性的粘度改性化合物的非水液体分散体引入该多元醇组合物以形成着色的多元醇组合物；和

(c)将该着色的多元醇组合物与异氰酸酯混合以形成聚氨酯。

术语“非水”指其中没有具体引入水的组合物。由于通过与较湿环境的接触可以引入大气水，因而此术语并不排除通过这种方式而存在任何水的可能。术语“液体分散体”意指包括任何以流动状态存在的组合物(在标准温度和压力的粘度小于大约10,000厘泊)。术语“质子惰性”在化学领域中是已知的，并简单地意指没有质子可被接受或由具体的化合物提供。因此，必须在目标粘度改性化合物上不存在这些部分。这些不期望的部分包括但不限于酸性基团、羟基、胺等等。但是如上述，这种罗列不是限制性的；任何具有要求的偶极矩或闪点的质子惰性化合物包括在此定义中。

粘度改性化合物的偶极矩要求对于给本发明的含非水颜料分散体提供目标性能特征来说是必需的。已令人惊奇地发现，选择较低偶极矩的粘度改性化合物使目标总粘度大幅度降低，同时在溶液中分离单独的颜料颗粒，并防止相同颗粒的再凝聚。而且，由于低偶极矩，对应的粘度改性化合物的闪点也较低以允许在使用较低加工温度(如果需要的话)的着色方法中引入时除去这种化合物。可选择地，这些化合物还可以与目标介质反应。因此，由于质子惰性必须表现出低闪点，且没有记录可能作用于本发明分散体容量的所有化合物的偶极矩，因而该粘度改性化合物可选择联系其质子惰性和其闪点定义。因此，大约-20℃和180℃之间的闪点是必需的；优选该水平在0℃和165℃之间；更优选为80℃至大约160℃；更优选在大约95℃和145℃之间。因此这种质子惰性化合物不影响任何生产方法(例如仅举一例，通过最初在多元醇组合物中引入聚氨酯进行着色，然后与异氰酸酯混合；在低热接触下该粘度改性化合物将较容易地从最终组合物中蒸发)。还优选所选择的质子惰性粘度改性化合物性质上为液体并在标准温度和压力(即25℃，1大气压)下表现出至多500厘泊的粘度，此粘度是由Brookfield粘度计测定的。这种要求有利于处理(具体在大规模工业应用中)，并更容易地允许生产目标粘度水平的非水液体颜料分散体本身。

还确定对于在本发明非水液体颜料分散体中选择正确的粘度改性化合物来说，这种化合物的分子量是非常重要的。由于这种化合物所需的低偶极矩(它关注化合物本身的低极性)和/或低闪点，因此其分子量还必须相当小。因此，本发明分散体可利用的分子量为至多200，优选分子量为至多150；更优选至多为大约120；最优选为大约85和116之间。

这种发明分散体优选储藏稳定。此术语意指本发明的分散体将保持流动状态，同时颜料在连续接触至少50℃的温度时持续至少60天基本上不沉淀或再凝聚。这种试验是再现长期储藏条件的一种方式，因此它不意在仅限定本发明中的温度。本领域技术人员认识到需要提供这种性质的改良试验。因此，本发明分散体必须表现出在高温储藏60天以后基本上没有沉淀并保持它的流动状态(低粘度)。

如上述，通过使用低粘度分散体来解决工业规模上与颜料有关的问题。大部分的机械要求在目标介质中加入颜料或颜料分散体(例如，用于在聚氨酯生产方法中加入颜料的混合头和/或加料槽管使用某些泵和对高粘度颜料配方提供的压力高度敏感的进料管线。如果所用的颜料组合物之间的粘度降低且更为均匀，则颜色的多样性增加，从而提供生产目标最终产物的整体上改进的能力。可以(和已经)通过在目标介质中实际加入分散体的时间点附近引入溶剂或粘度改性剂而提供这种低粘度(对于聚氨酯，可以在多元醇组分或异氰酸酯内加入；将这两种组分与催化剂混合在一起以形成目标聚氨酯泡沫)。但是，这种后引入增加了复杂性和使用者具体在工业水平生产这种分散体又会面临的问题。因此，非常期望储藏稳定、低粘度颜料分散体；不幸的是，在最近的研制之前一直不能获得这种分散体。

本发明液体分散体表现出大量令人惊奇的特征，这些特征使它们本身成为适宜廉价但非常高效的着色配方，尤其是对于聚氨酯而言。溶液中没有任何明显沉淀颜料的储藏稳定性对这些分散体来说是非常重要的。因此，长时间没有任何明显沉淀的极低粘度的保持提供非常理想、易于处理的产品。在不拘泥于任何科学理论的情况下，认为这种储藏稳定性是通过具体选择原质子惰性粘度改性剂与分散体中的目标颜料颗粒之间的相互作用而提供的。这些改性剂似乎最初通过氢键结合而减少任何凝聚的颜料颗粒(从较大的团块至较小的颗粒)的尺寸，然后通过明显地包围目标小颗粒而防止再凝聚。即使在热接触和离心时，本发明分散体的粘度也没有明显改变。此外，使用本发明分散体生产的聚氨酯泡沫与标准的非改性颜料分散体相比，在颜色或色调色度方面不表现出任何明显的损失。以下更为详细地讨论这种粘度改性和非粘度改性颜料分散体之间的其它明显类似性。简言之，本发明分散体给非改性的颜料分散体提供改进的可加工性和储藏稳定性，同时它们与相同的未改性颜料分散体相比在性能方面均没有什么明显的损失。这种非常意外的优点对于改进需要颜料和/或颜料分散体的应用的可用加工条件是非常重要的。

因此本发明使用的粘度改性剂必须能够实际上降低目标颜料分散体的粘度，能够在长期的储藏期间保护这种低粘度，必须不会有害地影响目标介质，最优选聚氨酯内的颜料着色能力，并且必须是可以容易地从所用的目标介质或组合物中除去，以在选择的时间生产这种目标介质或将其着色，或者还必须在这种目标介质或介质生产或着色组合物内反应。上述的粘度改性剂的减小或保持分散体中的小颜料颗粒尺寸的能力实际上似乎通过目标介质提供更有效的着色。而且，在不意图拘泥于某一特定科学解释或理论的情况下，认为通过减小稳定配方中的颗粒尺寸允许更均匀的着色，因为目标组合物或制品内具有更均匀的颜料尺寸和分布。而且，本发明分散体的目标粘度改性剂必须不会有害地影响实际的目标介质本身。优选低偶极矩(因而是低闪点)化合物可以从目标介质(如聚氨酯)或用于生产这种目标介质的组合物中容易地蒸发，或者可以在目标介质内反应。可选择地，如果不进行蒸发(例如，因为热接触可能有害地影响介质本身)，所选择的化合物实际上将能够在目标介质内反应，并增强而不是损害在颜料分散体内引入时的目标介质的特征。

基于所有这些想法，已发现某些环化合物，即优选的碳酸酯和内酯，提供本发明颜料分散体的必需特征并表现出所要求的低偶极矩。优选这种粘度改性剂为碳酸亚烃酯或丁内酯；最优选的改性剂选自碳酸亚烃酯、丁内酯和它们的混合物。其它可以存在的改性剂包括DMS0(二甲亚砜)、戊内酯(γ和σ类型)、1，3-二氧戊环、己内酯、四氢呋喃等。1，3-二氧戊环和四氢呋喃的极低的闪点使它们成为本发明选择的较不理想的候选物；但是，它们的粘度降低能力可以在低温加工中使用，以生产目标非水液体颜料分散体。粘度改性剂可以降低目标颜料分散体粘度的存在数量。因此，总分散体的大约0.01至大约25wt％的任何数量是可能的，优选此数量为大约1至大约15wt％；更优选为大约5至大约10wt％。

环碳酯和环内酯在聚氨酯化学中的使用是已知的。美国专利3,883,466描述使用环碳酸亚烃酯作为一种液体改性剂以调节在刚性、稠密快速固化的聚氨酯生产中的羟基组分和聚异氰酸酯之间的反应放热量。美国专利4,709,002和4,731,427描述在刚性RIM聚异氰尿酸酯和尿烷改性的聚异氰尿酸酯部件的生产中使用环碳酸亚烃酯。这两篇参考文献没有表明使用碳酸亚烃酯的原因，但却建议可以将碳酸酯加到异氰酸酯物流中以降低其粘度。美国专利5,028,635和5,149,458报道两种聚脲环碳酸酯RMI系统具有改进的流动性能。欧洲专利0,350,644和美国专利5,442,034分别报道环碳酸酯在RIM弹性体和聚脲弹性体中的类似应用。美国专利4,812,523描述含有环碳酸酯作为降低粘度的稀释剂的高固体热固性涂料组合物。环碳酸酯和环内酯也用作芳香聚酯多元醇和聚醚多元醇中的粘度降低试剂(EP 0,276,452)。但是没有教导或明显建议已为液体的颜料分散体中这种粘度降低试剂的结合、加入等等以改进目标着色方法。

可以在本发明分散体内使用任何标准颜料。因此可以存在碳黑、灯黑、二氧化钛、酞菁染料等。优选该颜料表现出大约13-75纳米的独立粒径(以减少到和保持最低可能的凝聚尺寸)。更优选该颜料是粒径为大约30纳米的碳黑。优选的颜料还可以与作为溶液本身的粘度改性剂混合；唯一的要求是这种颜料溶液的整体粘度在引入目标改性剂时降低。最优选以下具体的颜料：Super Black 34-81107(购自Ferro)、Black 34-88111(购自Ferro)、Ester Black 33-88033(购自Ferro)、Carbon Black 1106(购自Rebus)、Black 2101(购自Rebus)、High Strength Black 2125(购自Rebus)、Polyton BlackUE-3012(购自Dainippon Ink & Chemicals，Inc.)、Union Black5U-500(购自Union Chemical Ind.，Ltd.of Taiwan)、Union Black3U-600，Ester Black ES100(购自PEKA)、Pigment Black(购自Dong Ryung of South Korea)、Lung Black(购自Kuang of Taiwan)、Green 1750(购自Rebus)和购自Ryvec的蓝、绿和黑颜料分散体。某些颜料在与前述的低偶极矩类化合物中可见的某些粘度改性剂混合时表现出适宜的粘度降低。但是，不是每一种低偶极矩化合物产生相同类型或水平的目标粘度改性。例如，某些所列的粘度改性剂实际上增大颜料分散体粘度，因而在工业水平上不是适宜的选择。但是，这些化合物对其它类型的颜料仍然有效，因而包括在以上所列的改性剂组内。关于工业实施某种粘度改性剂和某些颜料分散体的适宜选择是较为简单的过程。为了生产工业上可行的本发明非水液体颜料分散体，本领域技术人员必须分析目标颜料和低偶极矩粘度改性化合物的物理混合物；如果这种粘度在引入15wt％(与颜料的总重量相比)改性剂时没有降低，则该分散体不应在工业水平上使用。而且，这种对工业活动的限制仅适于该有限的范围；本发明的分散体不因该选择标准而限制其范围。

虽然本发明分散体可以包含仅有颜料(或颜料混合物)和粘度改性剂的配方，但其它组分也可以存在。这些组分包括但不限于溶剂如水、低级醇、甲基乙基酮等等；其它类型的着色剂，包括染料、聚合着色剂、墨等；水溶物；盐；pH改性剂和表面活性剂。

                  优选实施方案的描述

对于以下实施例，具体分析的，并因而是可能优选的质子惰性粘度改性化合物(以及某些比较化合物)为：

                    试验的粘度改性剂改性剂             偶极矩      闪点(℃)     分子量碳酸异丙烯酯(PC)   4.9         135          102碳酸丁烯酯(BC)     *           135          116碳酸乙烯酯(EC)     4.87        160          88丁内酯(BLO)        4.27        98           86己内酯(CLO)        4.35        109          1141，3-二氧戊环(D0L)      1.19        1        74四氢呋喃(THF)           1.75        -17      72二甲亚砜(DMS0)          3.96        95       78乙二醇(EG)              2.28        110      62丙二醇(PG)              *           107      76

*这些化合物的偶极矩没有测定。

因此，将这些化合物引入以下非限制的，但优选和比较的实施例，分析和测试其多种目标特征。除非具体指出，粘度测定是在25℃下具有6rpm轴的Brookfield粘度计上进行的。

A.各种本发明和比较的颜料分散体的粘度特征

1.Ferro Super Black 34-81107对于0、1、3、5、10和15wt％改性剂加入的粘度测定(cps)：

添加剂    标准    1％    3％  5％  10％  15％    PC    6,966    5,533    4,320  3,133  2,241  -    BLO    6,966    5,600    3,970  2,800  1,530  800    EC    6,966    5,700    4,520  4,550  6,350  25,320    EG    6,966    6,408    7,145  7,384  8,777  11,146

因此，发现碳酸异丙烯酯和丁内酯是这种特定的颜料分散体的优良的粘度改性剂。碳酸乙烯酯是一种半固体且对这种特定的颜料不起作用。但乙二醇、自由羟基根本不是一种良好的粘度改性剂。

2.Ferro Black 34-88111

对于0、3、5、10和15wt％改性剂加入的粘度测定(cps)：

  添加剂  标准  3％  5％  10％    15％  PC  25,050  21,800  16,850  12,550    7,550

这种特定的颜料(在低粘度分散体内不存在)是常规的，且碳酸异丙烯酯提供了各种水平的优良的粘度改性。

3.Ferro Ester Black 33-88033

对于0、1、3、5、10和15wt％改性剂加入的粘度测定(cps)：

 添加剂  标准  1％  3％  5％    10％    15％ PC  3,000  2,900  2,640  2,120    1,880    1,220

而且，碳酸异丙烯酯提供优良的粘度改性。

4.Rebus Carbon Black 1106

对于0、1、2、3、5、10和15wt％改性剂加入的粘度测定(cps)：

 添加剂  标准  1％  2％  3％  5％  10％  15％ PC  11,200  9,250  9,000  8,400  7,700  5,350  3,750 EG  11,200  11,146  10,905  10,664  9,110  4,233  2,518

低浓度下，PC是比EG有效得多的粘度改性剂。

5.Rebus Black 2101

对于0、1、3、5、10和15wt％改性剂加入的粘度测定(cps)：

 添加剂  标准  1％    3％    5％   10％   15％ PC  11,900  11,350    9,800    8,400   5,400   2,200

碳酸异丙烯酯是这种特定颜料分散体的优良的粘度改性剂。

6.Rebus High Strength Black 2125

对于0、1、3、5、10和15wt％改性剂加入的粘度测定(cps)：

 添加剂    标准  1％  3％    5％  10％    15％ PC    84,100  38,600  29,400    16,130  9,100    7,200 BLO    84,100  63,660  42,800    16,740  15,500    8,690 CLO    84,100  69,800  49,450    40,460  15,600    8,590 DOL    84,100  78,600  73,200    39,800  17,840    4,150

对于这种特定的颜料(最初不在液体分散体中)，所有这些添加剂提供优良的粘度改性特征。

7.Polyton Black UE-3012

对于0、1、2、3、5、10和15wt％改性剂加入的粘度测定(cps)：

 添加剂 标准    1％    2％    3％    5％  10％  15％ PC 11,100    10,700    9,950    9,050    7,525  5,625  4,150 BLO 11,100    10,100    --    8,300    6,887  4,125  2,475 EG 11,100    9,592    9,131    9,801    8,712  8,503  8,691

碳酸异丙烯酯和丁内酯是比乙二醇有效得多的这种特定颜料分散体的粘度改性剂。

8.Union Black 5U-500

对于0、1、3、5、10和15wt％改性剂加入的粘度测定(cps)：

 添加剂  标准    1％    3％  5％    10％    15％ PC  6,700    6,180    5,950  4,600    3,200    2,180 BLO  6,700    5,980    4,750  3,970    2,350    1,450 CLO  6,700    6,080    5,160  4,650    3,030    2,070 DOL  6,700    5,690    4,040  3,070    1,470    810 DMSO  6,700    6,060    4,940  4,110    2,770    1,620 EG  6,700    6,650    6,020  5,820    5,030    6,120

这种颜料最初作为一种糊剂存在，并由大约25-40％碳黑、75-60％聚醚多元醇和少量其它添加剂制成。环化合物如碳酸异丙烯酯、丁内酯和己内酯是这种特定颜料的优良改性剂。1，3-二氧戊环和DMSO是良好的粘度改性剂。目前乙二醇在基团粘度降低方面有效性最小。

9.Union Black 3U-600

对于0、1、3、5、10和15wt％改性剂加入的粘度测定(cps)：

 添加剂    标准    1％    3％    5％    10％    15％ PC    8,280    7,690    6,070    4,870    3,070    1,940 BLO    8,280    7,260    5,870    4,580    2,860    1,501 DOL    8,280    6,590    5,090    3,630    1,590    810 EG    8,280    8,010    7,470    7,130    7,290    7,220 PG    8,280    8,70    7,220    6,590    4,500    3,520 TUF    8,280    6,910    4,740    3,400    1,460    650

而且，环化合物，1，3-二氧戊环和四氢呋喃是这种颜料的良好粘度改性剂。乙二醇是这种目的不良选择。

10.PEKA Ether Black VP6000

对于0、1、3、5、10和15wt％改性剂加入的粘度测定(cps)：

 添加剂    标准    1％    3％    5％    10％    15％ PC    3,110    3,000    2,560    2,130    1,250    750 BLO    3.110    2,830    2,530    2,170    1,320    640

而且，这些环改性剂优良地用于降低这种颜料的粘度。

11.PEKA Ester Black ES100

对于0、1、3、5、10和15wt％改性剂加入的粘度测定(cps)：

 添加剂  标准    1％    3％    5％    10％    15％ PC  7,600    6,240  5,820    5,340    2.260    390

碳酸异丙烯酯证明对这种颜料的粘度降低非常有效。

12.Dong Ryung Pigment Black

对于0、1、3、5、10和15wt％改性剂加入的粘度测定(cps，2.5rpm，25℃)：

 添加剂    标准    1％    3％    5％    10％    15％ PC    17,440    16,540    12,300    12,120    6,340    4,020 BLO    17,440    16,191    10,491    9,810    7,175    5,336

这些环化合物再次证明降低Dong Ryung Pigment Black的粘度。

13.Kuang Lung Black(购自台湾)

对于0、1、3、5、10和15wt％改性剂加入的粘度测定(cps，2.5rpm，25℃)：

 添加剂  标准    1％    3％    5％    10％  15％ BLO  39,350    30,450    27,200    22,550    16,700  11,000

丁内酯优良地降低这种稠厚的糊状颜料的粘度。

14.Rebus Green 1750

对于0、1、3、5、10和15wt％改性剂加入的粘度测定(cps)：

  添加剂  标准    1％    3％    5％    10％    15％  PC  6,216  5,566    4,966  4,035    2,750    1.875  BLO  6,216  5,541    4,625  3,565    2,891    1,686

而且该环碳酸异丙烯酯和丁内酯给这种特定的颜料提供优良的粘度改性。

15.Ryvec颜料分散体(比较物)

a)Ryvec Blue

对于0、1、2、5和10wt％改性剂加入的粘度测定(cps，2.5rpm25℃)：

  添加剂    标准    1％    2％    5％    10％  PC    18,000    17,600    16,220    15,440    12,040

b)Ryvec Green

对于0、1和3wt％改性剂加入的粘度测定(cps)：

    添加剂    标准    1％    3％    PC    975    1,080    1,066

c)Ryvec Black

对于0、1、3和5wt％改性剂加入的粘度测定(cps，2.5rpm，25℃)：

 添加剂  标准    1％    3％    5％ PC  337    382    404    422

Ryvec颜料分散体由颜料、脂肪醇或脂肪酯和环烷基油制备，且在固化时是物理不稳定的。粘度改性剂在这些分散体体系中不起作用。

B.发明和比较分散体的物理稳定性

1.离心试验(A)-粘度比较

方法如下-

a)制备50g发明分散体样品(颜料/5％PC混合物；含2.5g碳酸异丙烯酯的47.5g颜料分散体)和50g单独的颜料样品。

b)通过离心测试这些样品的物理稳定性：

i)首先由Brookfield粘度计测定各份样品的最初粘度。

ii)然后分别给离心管装入大约1/2满的发明和比较分散体。

iii)随后将这些管盖上盖并将其置于对侧具有平衡管的离心器。

iv)然后将离心器在1300rpm下运行15分钟。

v)然后观察所得样品从液体中的颜色分离。

vi)然后测定每份离心样品的粘度。

受试样品-

以下样品用于试验：

a)Ferro Super Black 34-81107

b)Super Black/5％ PC

c)Union Black 5U-500

d)5U-500/5％ PC

e)5U-500/10％ PC

f)3U-600/5％ PC

g)3U-600/10％ PC

试验和结论-

除了视觉观察外，还测定样品的最初和离心粘度。没有观察到显著的视觉变化或粘度差异。数据(25℃，6rpm)如下：样显               最初粘度(cps)        离心后的粘度(cps)Ferro Super Black    34-81107 6,980         7,020Super Black/5％ PC   3,230                  3,280Union 5U-500         6,560                  6,480Union 5U-500/5％ PC  4,220                  4,210Union 5U-500/10％ PC 2,760                  2,770Union 3U-600/5％ PC  4,920                  4,870Union 3U-600/10％ PC 3,080                  3,075

因此，所有上述的发明和比较分散体在离心试验中在粘度方面是物理稳定的，不表现出有害的影响，其原因是使用上述粘度改性剂的粘度降低。

2.离心试验(B)-泡沫性能比较

方法-

使用相同的离心样品测试泡沫性能以检验样品在离心后的物理稳定性：

小心地将1g每份样品从各离心样品的顶部移出，并混合[1份/百(php)数量的甲苯二异氰酸酯]以生产每种样品的聚氨酯泡沫。然后将这些泡沫与1php常规离心的分散体的泡沫比较。比较每份样品和它的离心副本的色调深度的任何变化(采用Hunter ColorInstrument #00550，与亮和暗变化有关，AL)。

受试样品-

以下样品用于试验：

a)Ferro Super Black 34-81107

b)Super Black 34-81107/5％ PC

c)Union Black 5U-500

d)5U-500/5％ PC

e)5U-500/10％ PC

f)3U-600/5％ PC

g)3U-600/10％ PC

结果和讨论-

此表的图例为：un＝未离心的；cent＝离心的；AL*为从未离心样品到离心样品的亮(+)或暗(-)变化；通过/没通过涉及每份具体样品的具体L*的可接受性。样品                 泡沫强度    ΔL      通过/不及格Super Black(un)        1php          0          通过Super Black(cent)      1php          ～0        通过Super Black/5％PC(un)  1php          0          通过Super Black/5％PC(cent)1php          ～0        通过5U-500(un)             1php          0          通过5U-500(cent)           1php          1.19       通过5U-500/5％PC(un)       1php          0          通过5U-500/5％PC(cent)     1php          0.53       通过5U-500/10％PC(un)      1php          0          通过5U-500/10％PC(cent)    1php          -0.17      通过3U-600/5％PC(un)       1php          0          通过3U-600/5％PC(cent)     1php          -0.84      通过3U-600/10％PC(un)      1php          0          通过3U-600/10％PC(cent)    1php          1.13       临界

由Hunter Color Instrument #00550读取的色调匹配产生以上所有未离心和离心的如上述表现出相稳定性结果的样品试验组的“通过”或“临界通过”。

3.热稳定性试验(℃)-50℃烘箱试验

方法-

a)生产50g发明分散体样品[例如，50g Super Black/5％ PC混合物(47.5g Super Black和2.5g碳酸异丙烯酯)]和比较分散体(例如，50g单独的Super Black)，并将其置于分开的4盎司罐中。

b)热相稳定性试验：

i)首先测试样品的最初粘度。

ii)然后给样品紧密地加盖并将其置于50℃烘箱；每两天测试可能的相分离和每份样品的粘度。

受试样品-

以下样品用于在50℃烘箱中试验：

a)Ferro Super Black 34-81107

b)Super Black 34-81107/5％ PC

c)Union Black 5U-500

d)5U-500/5％ PC

e)5U-500/10％ PC

结果和讨论-

在此期间持续观察到每份样品的某些小变化。结果(cps，4rpm，25℃)如下：

Super Black 344-81107/5％ PC：

  最初    2天  4天  8天  10天14天16天  21天  3,025    3,100  3,125  3,350  3,350 3,800 3,770  3,750

Union Black SU-500和它的PC混合物：

    样品  最初  2天  5天  7天  9天  12天  14天    SU-500  6,800  6,860  7,000  7,200  7,160  7,300  7,450    5U-500/5％PC  4,470  4,560  4,660  4,700  4,770  4,800  4,970    5U-500/10％PC  2,770  3,040  3,080  3,120  3,160  3,250  3,280

在2-3周期间内，在50℃下观察到标准CB分散体和它的PC混合物的一些粘度增大，但这些变化不是实质性的。在这些颜料分散体内加入PC作为粘度改性剂不造成热稳定性的显著差异。

4.加热/胶凝试验(D)

方法-

为了研究是否PC的加入导致颜料分散体内的胶凝问题，完成以下的方法和试验(使用Brookfield可编程DV-II+粘度计)：

a)将9g样品(发明分散体和与它比较的非粘度改性分散体)置于粘度杯中，并打开粘度计。

b)调节温度至控制的大约60℃。

c)启动马达并调节速度至它的最大转矩。

d)然后在24小时内，以60分钟的间隔时间读取每份样品的粘度。

受试样品-

测试以下分散体：

a)Ferro Super B1ack 34-81107

b)Union Black 5U-500

c)5U-500/5％ PC

d)3U-600

e)3U-600/5％ PC

f)3U-600/10％ PC

结果和讨论-

所选择的粘度读数(cps，60℃，6rpm)总结如下：

    样品    1小时 4小时  8小时  12小时  16小时    20小时 24小时    SuperBlack    1,364 1,346  1,233  1,189  1,170    1,168 1,158    5U-500    1,116 1,118  1,119  1,128  1,140    1,152 1,158    5U-500/5％PC    901 907  916  920  931    935 940    3U-600    1,269 1,303  1.333  1.351  1,380    1,407 1,423    3U-600/5％PC    863 878  897  907  920    921 940    3U-600/10％PC    527 529  541  545  550    556 562

除了Super Black，还观察到所有受试样品的轻微粘度增大。标准颜料分散体中PC的加入没有表明在加热到60℃时任何明显的不利粘度行为的差异。

5.冷冻-解冻试验(E)-

方法-

根据以下方法在13℃冷冻器中完成这种冷冻-解冻试验：

a)在4盎司罐中制备200g本发明和比较的分散体样品，并在测定它们的最初粘度之后紧紧的加盖。

b)然后将加盖的样品在-13℃的冷冻器中放置15小时；此后将样品在室温下加热9小时；接着对样品进行总共三次这样的冷冻/解冻循环；

c)然后测定样品的最终粘度并与最初的读数比较。

受试样品-

测试以下8份样品：

a)Union 5U-500

b)5U-500/5％ PC

c)5U-500/10％ PC

d)3U-600

e)3U-600/5％ PC

f)3U-600/10％ PC

g)Super Black 34-81107

h)Super Black 34-81107/5％ PC

结果和讨论：

结果总结如下：样品            最初粘度        最终粘度5U-500            6,980cps          6,450cps5U-500/5％PC      4,210             4,1415U-500/10％PC     2,760             2,7303U-600/5％PC      4,920             4,8703U-600/10％PC     3,080             3,075Super Black       6,770             6,650Super Black/5％PC 3,100             3,040

以上数据表明在-13℃下发明分散体至少与标准颜料分散体一样稳定。在冷冻温度下PC的加入没有使标准颜料分散体不稳定。

6.长期储藏稳定性试验(F)

以下样品在室温下储藏一段长的特定时间。每4天从每个单独的瓶中取出大约5g来自样品顶上部分。两个月时间内的结果如下：

   样品 0天 11天 21天 31天 47天 56天  62天   特级B/5％PC 3,090 3,090 3,020 3,030 3,100 3,140  -   5U-500 6,490 6,490 6,540 6,520 6,210 6,350  6,310   5U-500/5％PC 4,220 4,130 4,260 4,180 3,990 3,960  3,980   5U-500/10％PC 2,760 2,850 2,900 2,720 2,420 2,430  2,640

结果表明，PC的加入不影响标准颜料分散体的稳定性。

C.优选的低偶极矩环碳酸酯粘度改性剂在聚氨酯泡沫形成期间的反应性

方法

根据以下方法完成这种试验：

a)通过引入本发明分散体或标准颜料分散体而生产10php黑色聚醚泡沫。所得的泡沫在室温下储藏1周。

b)然后从以上样品中切下2 g每种分别的泡沫，在100ml MeOH于50℃的烘箱中放置1小时，然后在室温下旋转18小时(以测试提取物)。

c)移出泡沫后，由GC-MS分析10mL等分试样的MeOH溶液中PC的存在，并与纯的10mL PC标准品比较。

受试样品-

使用以下10php水平的样品作为着色剂制备的3种黑色PE泡沫：

a)Union Black 3U-600

b)3U-600/5％PC

c)3U-600/10％PC

结果和讨论-

在上述任何甲醇提取物中没有检测到碳酸异丙烯酯(PC)。

D.着色泡沫的构造曲线

方法-

为了比较标准碳黑分散体与它们的各种发明的低粘度混合物的相对强度，通过使用以下样品，在0.1、0.5、1.0、2.0、4.0、6.0和10.0php的水平制备多种标准聚氨酯乙基泡沫(1.5pdf密度)：

a)Ferro Super Black 34-81107

b)Super Black 34-81107/5％PC

c)Union Black 5U-500

d)5U-500/5％PC

e)5U-500/10％PC

f)Union Black 3U-600

g)3U-600/5％PC

h)3U-600/10％PC

通过Hunter Color Instrument分析泡沫的着色深度，以确定在这些不同颜色装载下的适宜的L*值。L*值(代表着色深度)用于绘制图1、2和3所代表的构造曲线。可以容易地看出，低粘度组合物提供的着色深度与未改性的基本颜料或颜料分散体基本相同。这些结果是非常令人惊奇的，因为这意味着“稀释的”颜料保护与高粘度(因而是理论上更强的颜色)副本基本相同的颜色值。因而这些构造曲线代表本发明的最重要发现在于，在颜料组合物中使用非常有利的低偶极矩或特定的低闪点粘度改进试剂降低粘度时颜色强度没有损失。

虽然联系某些优选的实施方案和实施描述和公开了本发明，但不是意图将本发明限定在这些具体的实施方案，而是意在覆盖由所附的权利要求的范围及其等同范围定义的等同的结构和所有可选择的实施方案和修改方案。