ПРОИЗВОДНЫЕ ЦИКЛОГЕКСИЛ-МАННИТ ДИКЕТАЛЯ В КАЧЕСТВЕ МОДИФИКАТОРОВ И ГЕЛЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ СВЯЗУЮЩЕГО ВЕЩЕСТВА Российский патент 2017 года по МПК C07D317/72 C09D11/02 C09D11/16 

Уровень техники

Гелеобразователи находят промышленное применение во множестве областей, включая нефтяную и газовую отрасли, производство чернил и предметов личной гигиены, таких как макияж, кремы и лосьоны. В настоящем изобретении предложены гелеобразующие вещества, которые могут применяться в целях улучшения свойств восков, таких как повышение температуры плавления и температуры размягчения восков (т.е. температуры, при которой воск становится прозрачным).

Большинство связующих веществ, содержащих воски и углеводороды, имеют низкие температуры плавления от 50°C до 70°C. В различных областях промышленного применения выгодно использовать связующие вещества с более высокими температурами плавления. Например, при струйной печати с использованием термоплавких чернил (с изменением фазы) в них содержится значительная процентная доля связующих веществ, например, восков, которые имеют температуру плавления, например, 100°C или выше или 120°C выше, значительно превышающую стандартный интервал от 50°C до 70°C. Соответственно существует потребность в улучшении свойств связующих веществ (например, восков), в частности, чернил с изменением фазы с целью повышения их устойчивости или модификации их свойств (например, температуры плавления, температуры конденсации и температуры размягчения). В процессах струйной печати могут использоваться чернила, являющиеся твердыми при комнатной температуре и жидкими при повышенных температурах. Такие чернила могут называться твердыми чернилами, термоплавкими чернилами, чернилами с изменением фазы и т.п. В процессах струйной печати с использованием термоплавких чернил нагреватель печатающего устройства расплавляет твердые чернила, после чего они используются (выпрыскиваются) в виде жидкости аналогично традиционному процессу струйной печати. После контакта с печатающей регистрирующей средой расплавленные чернила быстро затвердевают, позволяя красителю преимущественно оставаться на поверхности регистрирующей среды, а не проникать в регистрирующую среду (например, бумагу) за счет капиллярности, что обеспечивает более высокую плотность печати, чем обычно достигается при использовании жидких чернил. Соответственно, преимуществами использования чернил с изменением фазы в струйной печати являются исключение потенциального пролива чернил при обращении с ними, широкий интервал плотности и качества печати, минимальная морщинистость или деформация бумаги, уменьшенный копир-эффект и обеспечение неограниченных периодов простоя без угрозы засорения сопел и даже без образования пробки в соплах.

Сущность изобретения

В проиллюстрированных вариантах осуществления предложен гелеобразователь, имеющий формулу:

в которой каждый R₁ и R₂ по отдельности представляют собой алкил, арил, арилалкил, алкарил или галоген, m равно от 1 до 10, и n равно от 1 до 10.

В дополнительных вариантах осуществления предложена композиция гелеобразователя, имеющая формулу:

в которой R₁ и R₂ в обоих случаях представляют собой трет-бутил или фенил.

В некоторых вариантах осуществления предложены чернила с изменением фазы, содержащие:

связующее вещество и

гелеобразователь, имеющий формулу:

в которой каждый R₁ и R₂ по отдельности представляют собой алкил, арил, арилалкил, алкарил или галоген, m равно от 1 до 5, и n равно от 1 до 5.

Краткое описание чертежей

На фиг.1 показан гелеобразователь (1% по весу) согласно вариантам осуществления, загустевший в додекане.

Подробное описание изобретения

В изобретении предложены производные циклогексил-маннит дикеталя в качестве модификаторов и гелеобразователей связующего вещества. В частности, предложены модификаторы (гелеобразователи) связующего вещества, имеющие формулу:

в которой каждый R₁ и R₂ по отдельности друг от друга могут (без ограничения) представлять собой (1) алкильную группу (включая линейные, разветвленные, насыщенные, ненасыщенные, циклические, незамещенные и замещенные алкильные группы; (2) арильную группу (включая незамещенные и замещенные арильные группы); (3) арилалкильную группу (включая незамещенные и замещенные арилалкильные группы) или (4) алкиларильную группу (включая незамещенные и замещенные алкиларильные группы, в которых заместителями замещенных алкильных, арильных, арилалкильных и алкиларильных групп могут (без ограничения) являться гидроксильные группы, атомы галогена, аминогруппы, аммониевые группы, пиридиновые группы, пиридиниевые группы, фосфиновые группы, фосфониевые группы, цианогруппы, простые эфирные группы, альдегидные группы, кетоновые группы, карбоксильные группы, сложные эфирные группы, амидные группы, карбонильные группы, тиокарбонильные группы, сульфатные группы, сульфонатные группы, сульфидные группы, сульфоксидные группы, фосфатные группы, нитриловые группы, меркаптогруппы, нитрогруппы, нитрозогруппы, сульфоновые группы, ацильные группы, кислотно-ангидридные группы, азогруппы, азидные группы, цианатогруппы, изцианатогруппы, тиоцианатогруппы, изотиоцианатогруппы, их смеси и т.п.; или (4) галоген, такой как фтор, хлор, бром или йод; m равно от 1 до 10, и n равно от 1 до 10.

Термин "алкил", используемый отдельно или в сочетании, относится к алкильному радикалу с прямой или разветвленной цепью, содержащий от 1 до 20, от 1 до 10 и от 1 до 6 атомов углерода. Алкильные группы необязательно могут быть замещены, как описано в изобретении. Примеры алкильных радикалов включают метил, этил, н-пропил, изопропил, н-бутил, изобутил, вторичный бутил, трет-бутил, пентил, изоамил, гексил, октил, ноил и т.п.

Термин "арил", используемый отдельно или в сочетании, относится к карбоциклической ароматической системе, содержащей одно, два или три кольца, при этом такие кольца могут быть присоединены друг к другу в виде структуры с боковыми группами или могут быть сочленены. Термин "арил" означает ароматические радикалы, такие как бензил, фенил, нафтил, антраценил, фенантрил, инданил, инденил, аннуленил, азуленил, тетрагидронафтил и бифенил.

Термин "арилалкил", используемый отдельно или в сочетании, относится к арильной группе, присоединенной к материнскому молекулярному фрагменту посредством алкильной группы.

Термин "алкиларил", используемый отдельно или в сочетании означает описанную алкильную группу, присоединенную к описанной арильной группе. Алкиларильная группа может являться незамещенной или замещенной посредством доступных атомов углерода одной или несколькими группами, описанными выше применительно к алкилу. В некоторых вариантах осуществления изобретения предложен гелеобразователь, в котором каждый R₁ и R₂ могут независимо друг от друга представлять собой алкил или арил. В некоторых вариантах осуществления изобретения предложен гелеобразователь, в котором каждый R₁ и R₂ могут независимо друг от друга представлять собой метил, этил, н-пропил, изопропил, н-бутил, изобутил, трет-бутил или необязательно замещенный фенил. В одном из вариантов осуществления каждый R₁ и R₂ в обоих случаях представляют собой трет-бутил. В одном из вариантов осуществления каждый R₁ и R₂ в обоих случаях представляют собой фенил.

В некоторых вариантах осуществления изобретения предложен гелеобразователь, в котором m может быть равно 1, 2 или 3. В некоторых вариантах осуществления изобретения предложен гелеобразователь, в котором n может быть равно 1, 2 или 3. В некоторых вариантах осуществления изобретения предложен гелеобразователь, в котором все R₁ имеют одинаковое значение. В некоторых вариантах осуществления изобретения предложен гелеобразователь, в котором все R₂ имеют одинаковое значение. В некоторых вариантах осуществления изобретения предложен гелеобразователь, в котором все R₁ и R₂ имеют одинаковое значение.

В некоторых вариантах осуществления изобретения предложен гелеобразователь, в котором m равно 1. В некоторых вариантах осуществления изобретения предложен гелеобразователь, в котором n равно 1. В дополнительных вариантах осуществления каждый R₁ и R₂ могут быть присоединены к углероду соответствующего циклогексанового кольца в положениях 2-, 3-, 4-, 5- или 6-.

В некоторых вариантах осуществления предложен гелеобразователь, имеющий формулу:

в которой R₁, R₂, m и n имеют одинаковое значение, указанное в изобретении.

В одном из конкретных вариантов осуществления изобретения гелеобразователь, имеющий формулу:

в которой R₁ и R₂ имеют одинаковое значение, указанное в изобретении.

В настоящем изобретении также предложены чернила с изменением фазы, содержащие связующее вещество и гелеобразователь (или модификатор связующего вещества), имеющий формулу:

в которой каждый R₁ и R₂ по отдельности представляют собой алкил, арил, арилалкил, алкарил или галоген; m равно от 1 до 5, и n равно от 1 до 5. Каждый R₁, R₂, m и n имеют значения согласно различным вариантам осуществления.

В вариантах осуществления гелеобразователь согласно настоящему изобретению способствует улучшению свойств связующего вещества, такого как углеводород или воск. Например, гелеобразователь способен сгущать различные связующие вещества (например, углеводороды), что позволяет получать гели или пасты с разнообразными температурами конденсации в зависимости от концентрации гелеобразователя. В целом, с увеличением концентрации гелеобразователя может наблюдаться монотонное повышение температуры конденсации. Гелеобразователи согласно настоящему изобретению способны образовывать гели в насыщенных углеводородах, таких как гексан, додекан, гексадекан и т.п., имеющих температуру конденсации от около 40°C до около 70°C, от около 50°C до около 65°C или от около 55°C до около 60°C при концентрации от около 0,5% до около 10%, от около 0,75% до около 7,5%, от около 1% до около 5% или от около 1% до около 3% по весу связующего вещества.

Температура конденсации является показателем эффективности гелеобразователя в качестве загустителя. Температурой конденсации является температура, при которой гель/паста/смазка переходит из полутвердого состояния в жидкое состояние в особых условиях испытаний. Она является показателем типа используемого гелеобразователя (например, служащего загустителем) и способности к сцеплению текучей среды и гелеобразователя. Это испытание описано в стандартах D-566 и D-2265 Американского общества специалистов по испытаниям и материалам (ASTM). Обычно измерения осуществляются путем использования небольшой чашки с отверстием в дне, теплового аккумулятора и термометра. Помещают гель в чашку и нагревают до температуры, при которой она начинает вытекать через отверстие на дне. Применительно к гелеобразователям общепринято взаимозаменяемо использовать термины температура плавления и температура конденсации.

Гелеобразователь может содержаться в чернилах с изменением фазы в количестве от около 0,25% до около 10% или от около 0,5% до около 7,5% или от около 2% до около 5% по общему весу чернил с изменением фазы.

В некоторых вариантах осуществления чернила с изменением фазы могут содержать один гелеобразователь согласно настоящему изобретению. В некоторых вариантах осуществления чернила с изменением фазы могут содержать несколько гелеобразователей согласно настоящему изобретению.

Гелеобразователи согласно настоящему изобретению также могут служить для повышения температуры плавления и/или размягчения воска в желаемом интервале температур. В частности, гелеобразователь действует как модификатор воска в чернилах с изменением фазы и улучшает свойства воска в связующем веществе чернил путем повышения температуры плавления и/или размягчения воска.

Гелеобразователи согласно настоящему изобретению могут быть синтезированы согласно следующей общей схеме реакций:

в которой каждый R может представлять собой алкил, арил, арилалкил, алкарил или галоген, a q равно от 1 до 10.

В следующей схеме приведены примеры, когда R-группы в каждом циклогексильном кольце являются различными R-группы в различных положениях (4-метила и 2-этила) в кольце, в результате чего образуется статистическая смесь трех различных продуктов.

Красящие вещества

Композиции чернил необязательно могут содержать красящее вещество. В композициях чернил может использоваться любой желаемый или эффективный, включая красители, пигменты, их смеси и т.п. при условии, что красящее вещество может быть растворено или диспергировано в связующем веществе чернил. В частных вариантах осуществления могут использоваться пигменты, которые обычно являются более дешевыми и устойчивыми, чем красители. Цвет множества красителей может изменяться в процессе полимеризации, происходящей на стадии отверждения, предположительно, в результате воздействия свободных радикалов на их молекулярную структуру. Композиции могут применяться в сочетании с традиционными вещества для окрашивания чернил, такими как растворимые в органических средах красители с индексом цвета (C.I.), дисперсные красители, модифицированные кислотные и прямые красители, основные красители, сернистые красители, кубовые красители и т.п.

Примеры применимых красителей включают красный Neozapon 492 (BASF); красный Orasol G (Ciba); прямой бриллиантовый розовый В (Oriental Giant Dyes); конго красный 3BL (Classic Dyestuffs); бриллиантовый красный Supranol 3BW (Bayer AG); лимонный желтый 6G (United Chemie); светопрочный желтый 3G (Shaanxi); желтый Aizen Spilon C-GNH (Hodogaya Chemical); желтый Bernachrome GD Sub (Classic Dyestuffs); бриллиантовый желтый Cartasol 4GF (Clariant); желтый Cibanon 2GN (Ciba); черный Orasol CN (Ciba); черный Savinyl RLSN (Clariant); черный Pyrazol BG (Clariant); черный Morfast 101 (Rohm & Haas); черный Diaazol RN (ICI); синий Orasol GN (Ciba); синий Savinyl GLS (Clariant); светопрочный синий Luxol MBSN (Pylam Products); синий Sevron 5GMF (Classic Dyestuffs); синий Basacid 750 (BASF), черный Neozapon X51 (BASF), растворимый черный Classic 7 (Classic Dyestuffs), Судан синий 670 (C.I. 61554) (BASF), судан желтый 146 (C.I. 12700) (BASF), судан красный Red 462 (C.I. 26050) (BASF), дисперсный желтый C.I. 238, красный основный Neptune NB543 (растворимый красный C.I. Red 49, BASF), синий Neopen FF-4012 производства BASF, черный Lampronol BR производства ICI (растворимый черный C.I. 35), фуксин Morton Morplas 36 (растворимый красный C.I. 172), металлические фталоцианиновые красящие вещества и т.п. Также могут использоваться полимерные красители, которые предлагаются на рынке, например, компанией Milliken & Company, такие как желтый краситель Milliken 869, синий краситель Milliken 92, красный краситель Milliken 357, желтый краситель Milliken 1800, черный краситель Milliken 8915-67, необработанный оранжевый реагент Х-38, необработанный синий реагент Х-17, растворимый желтый 162, кислотный красный 52, растворимый синий 44 и необработанный фиолетовый реагент Х-80. В качестве красящих веществ для отверждаемых чернил с изменением фазы также могут применяться пигменты. Примеры применимых пигментов включают фиолетовый PALIOGEN 5100 (предлагается на рынке компанией BASF); фиолетовый PAL10GEN 5890 (предлагается на рынке компанией BASF); зеленый HELIOGEN L8730 (предлагается на рынке компанией BASF); алый LITHOL D3700 (предлагается на рынке компанией BASF); синий SUNFAST 15:4 (предлагается на рынке компанией Sun Chemical); синий Hostaperm B2G-D (предлагается на рынке компанией Clariant); синий Hostaperm B4G (предлагается на рынке компанией Clariant); красный Permanent P-F7RK; фиолетовый Hostaperm BL (предлагается на рынке компанией Clariant); алый LITHOL 4440 (предлагается на рынке компанией BASF); красный Bon С (предлагается на рынке компанией Dominion Color Company); розовый ORACET RF (предлагается на рынке компанией Ciba); красный PALIOGEN 3871 K (предлагается на рынке компанией BASF); синий SUNFAST 15:3 (предлагается на рынке компанией Sun Chemical); красный PALIOGEN 3340 (предлагается на рынке компанией BASF); фиолетовый SUNFAST Carbazole 23 (предлагается на рынке компанией Sun Chemical); светопрочный алый LITHOL L4300 (предлагается на рынке компанией BASF); желтый SUNBRITE 17 (предлагается на рынке компанией Sun Chemical); синий HELIOGEN L6900, L7020 (предлагается на рынке компанией BASF); желтый SUNBRITE 74 (предлагается на рынке компанией Sun Chemical); оранжевый SPECTRA РАС С 16 (предлагается на рынке компанией Sun Chemical); синий HELIOGEN K6902, K6910 (предлагается на рынке компанией BASF); фуксин SUNFAST 122 (предлагается на рынке компанией Sun Chemical); синий HELIOGEN D6840, D7080 (предлагается на рынке компанией BASF); судан синий OS (предлагается на рынке компанией BASF); синий NEOPEN FF4012 (предлагается на рынке компанией BASF); светопрочный синий PV B2G01 (предлагается на рынке компанией Clariant); синий IRGALITE ВСА (предлагается на рынке компанией BASF); синий PALIOGEN 6470 (предлагается на рынке компанией BASF); судан оранжевый G (предлагается на рынке компанией Aldrich), судан оранжевый 220 (предлагается на рынке компанией BASF); оранжевый PALIOGEN 3040 (BASF); желтый PALIOGEN 152, 1560 (предлагается на рынке компанией BASF); светопрочный желтый LITHOL 0991 K (предлагается на рынке компанией BASF); желтый PALIOTOL 1840 (предлагается на рынке компанией BASF); желтый NOVOPERM FGL (предлагается на рынке компанией Clariant); желтый Ink Jet 4G VP2532 (предлагается на рынке компанией Clariant); желтый тонерный HG (предлагается на рынке компанией Clariant); желтый Lumogen D0790 (предлагается на рынке компанией BASF); желтый Suco L1250 (предлагается на рынке компанией BASF); желтый Suco D1355 (предлагается на рынке компанией BASF); светопрочный желтый Suco Dl 355, Dl 351 (предлагается на рынке компанией BASF); розовый HOSTAPERM Е 02 (предлагается на рынке компанией Clariant); бриллиантовый желтый Hansa 5GX03 (предлагается на рынке компанией Clariant); желтый Permanent GRL 02 (предлагается на рынке компанией Clariant); рубиновый Permanent L6B 05 (предлагается на рынке компанией Clariant); розовый FANAL D4830 (предлагается на рынке компанией BASF); фуксин CINQUASIA (предлагается на рынке компанией DU PONT); черный PALIOGEN L0084 (предлагается на рынке компанией BASF); черный пигмент Black K801 (предлагается на рынке компанией BASF); и углеродные сажи, такие как REGAL 330™ (предлагается на рынке компанией Cabot), углеродная сажа 5250 Nipex 150 (предлагается на рынке компанией Degusssa) и углеродная сажа 5750 (предлагается на рынке компанией Columbia Chemical) и т.п., а также их смеси.

Чернила также могут содержать стабилизирующий пигмент поверхностно-активное вещество или диспергатор, имеющего участки или группы, которые обладают высоким адсорбционным сродством к различным пигментам, используемым в комплекте цветных чернил, а также желательно участки или группы, которые обеспечивают диспергирование связующего вещества в чернилах. В силу непредсказуемого характера сочетания диспергаторов и пигментов при выборе соответствующего диспергатора для всех цветных чернил из комплекта может требоваться оценка методом проб и ошибок, доступная для специалистов в данной области техники.

В качестве диспергаторов могут применяться статистические и блок-сополимеры. Особо желательным блок-сополимером является блок-сополимер аминокислоты и акрилата, например, содержащий аминоблок или аминоакрилатный блок А и акрилатный блок В, при этом акрилатные участки обеспечивают стабильное и эффективное диспергирование диспергатора в связующем веществе чернил, а аминоучастки обеспечивают эффективную адсорбцию на поверхностях пигмента. Примерами предлагаемых на рынке блок-сополимерных диспергаторов, применимых для использования в настоящем изобретении, являются DISPERBYK-2001 (BYK Chemie GmbH) и EFKA 4340 (Ciba Specialty Chemicals).

Красящее вещество может быть включено в композицию чернил в количестве, например, от около 0,1% до около 15%, таком как от около 2,0% до около 9% по весу композиции чернил.

Необязательные добавки

Связующее вещество одних или нескольких чернил из комплекта чернил может содержать дополнительные необязательные добавки. Необязательные добавки могут включать поверхностно-активные вещества, придающие светостойкость вещества, поглощающие падающее ультрафиолетовое излучение и преобразующие его в тепловую энергию, которая в итоге рассеивается, ингибиторы окисления, флуоресцентные осветлители, способные улучшать внешний вид изображения и маскировать пожелтение, тиксотропные вещества, несмачивающиеся вещества, скользящие вещества, пенообразующие вещества, противовспенивающие вещества, повышающие текучесть вещества, другие не отверждаемые воски, масла, пластификаторы, связующие, электропроводящие вещества, фунгициды, бактерициды, частицы органических и/или неорганических наполнителей, выравниватели, которые являются веществами, создающими или уменьшающими различные уровни блеска, придающие непрозрачность вещества, антистатики, диспергаторы и т.п.

В качестве стабилизатора чернила могут содержать радикальный поглотитель, такой как IRGASTAB UV 10 (BASF). Чернила также могут содержать ингибитор, такой как гидрохинон или монометиловый эфир гидрохинона (MEHQ), для стабилизации композиции путем предотвращения или по меньшей мере замедления полимеризации олигомерных и мономерных составляющих во время хранения и тем самым увеличении срока хранении композиции.

Чернила могут необязательно содержать ингибиторы окисления для защиты изображений от окисления, которые также могут защищать компоненты чернил от окисления при их нахождении в виде нагретого расплава в резервуаре для чернил. Необязательные ингибиторы окисления композиции чернил защищают изображения от окисления, а также защищают компоненты чернил от окисления на стадии нагрева в процессе получения чернил. Конкретные примеры применимых стабилизаторов включают NAUGARD™ 524, NAUGARD™ 635, NAUGARD™ A, NAUGARD™ I-403 и NAUGARD™ 959, предлагаемые на рынке компанией Crompton Corporation (Миддлбери, шт. Коннектикут, США); IRGANOX™ 1010 и IRGASTAB UV 10, предлагаемые на рынке компанией BASF; GENORAD 16 и GENORAD 40, предлагаемые на рынке компанией Rahn AG, Zurich, Switzerland, и т.п. При использовании необязательного ингибитора окисления в вариантах осуществления он содержится в композиции чернил в любом желаемом или эффективном количестве, таком как по меньшей мере около 0,01% по весу композиции чернил, по меньшей мере около 0,1% по весу композиции чернил или по меньшей мере около 1% по весу композиции чернил. Чернила с изменением фазы являются твердыми или полутвердыми при комнатной температуре. Желательно, чтобы чернил с изменением фазы имели вязкость менее около 30 миллипаскаль-секунда, такую как менее около 20 миллипаскаль-секунда, например от около 3 до около 20 миллипаскаль-секунда, от около 5 до около 20 миллипаскаль-секунда или от около 8 до около 15 миллипаскаль-секунда при температуре выпрыскивания чернил. Соответственно, чернила выпрыскиваются в жидком виде, что достигается путем нагрева с целью плавления чернил до выпрыскивания. Чернила желательно выпрыскивать при низких температурах, в частности, при температурах ниже около 120°C, например от около 50°C до около 110°C или от около 60°C до около 100°C или от около 70°C до около 90°C. Таким образом, чернила идеально подходят для применения в пьезоэлектрических струйных устройствах.

Композиции чернил могут быть получены любым желаемым или применимым способом. Например, все компоненты связующего вещества чернил могут быть смешаны друг с другом, после чего смесь нагревают по меньшей мере до температуры ее плавления, например от около 60°C до около 120°C, от 80°C до около 110°C, от 85°C до около 100°C или от около 85°C до около 95°C. До или после нагрева ингредиентов чернил может быть добавлено красящее вещество. Затем нагретую смесь перемешивают в течение от около 5 секунд до около 10 минут или более, чтобы получить преимущественно гомогенный, однородный расплав, после чего охлаждают чернила температуры окружающей среды (обычно от около 20°C до около 25°C). При температуре окружающей среды чернила представляют собой гель. Чернила могут применяться в устройстве прямой струйной печати. В другом варианте осуществления изобретения предложен способ, включающий загрузку описанных чернил в устройство струйной печати, плавление чернил и выпрыскивание мелких капель расплавленных чернил на регистрирующий материал в виде изображения. В одном из конкретных вариантов осуществления в печатающем устройстве применяется пьезоэлектрический процесс печати, в котором мелкие капли чернил выпрыскиваются в виде изображения под действием колебаний пьезоэлектрических вибрирующих элементов. Описанные чернила также могут применяться в других процессах термопечати, таких как акустическая струйная термопечать, струйная термопечать непрерывным потоком или с отклонением потока и т.п. Описанные в изобретении чернила с изменением фазы также могут использоваться в других процессах печати помимо процессов струйной термопечати.

Может использоваться любой применимый носитель или регистрирующий материал, включая обыкновенную бумагу, такую как XEROX 4200, XEROX Image Series, Courtland 4024 DP, линованную бумагу для записей, высокосортную бумагу, покрытую двуокисью кремния бумагу, такую как бумага компании Sharp, бумагу JuJo, бумагу HAMMERMILL LASERPRINT и т.п., глянцевую бумагу, такую как XEROX Digital Color Gloss, Sappi Warren Papers LUSTROGLOSS, специализированную бумагу, такую как Xerox DURAPAPER и т.п., прозрачные материалы, ткани, текстильные изделия, пластмассы, полимерные пленки, неорганические регистрирующие среды, такие как металлы и древесины и т.п., прозрачные материалы, ткани, текстильные изделия, пластмассы, полимерные пленки, неорганические носители, такие как металлы и древесины и т.п.

Примеры

Пример 1

Получение 1,1'-диметоксициклогексана

Добавили в 250-мл трехгорловую колбу с круглым дном, снабженную дефлегматором, циклогексанон (25 мл, 241 ммоль), а затем МеОН (100 мл) с перемешиванием. После этого добавили pTsOH (1,046 г, 5,5 ммоль), и перемешивали смесь с нагревом до 60°C до получения гомогенной смеси и растворения всех компонентов. По истечении 2 часов реакции исследовали реакционную смесь методом ЯМР 1Н с целью определить степень реакции и состав смеси. Поместили реакционную смесь в вакуумный дистиллятор, и добавили воду, чтобы получить смесь в приблизительном соотношении 55% воды и 45% не прореагировавшего циклогексанона. Создали вакуум и отогнали МеОН, а затем азеотропную смесь воды и не прореагировавшего циклогексанона. Наконец, повысили температуру до 100°C, и отогнала желаемый продукт в виде 1,1'-диметоксициклогексана.

Пример 2

Получение четырехзамещенных производных 1,1'-диметоксициклогексана

а) (R=Ph); добавили в 250-мл трехгорловую колбу с круглым дном 4-фенил-циклогексанон (25 г, 162 ммоль), триметилортоформат (25 г), 50 г дихлорметана и Amberlyst-15 с перемешиванием. Перемешивали реакционную смесь в течение 30 минут с нагревом до 45°C. Затем перенесли реакционную смесь в воронку-сепаратор, и взболтали органический слой с 5% водным раствором бикарбоната натрия, а затем соляным раствором. Отделили органический слой, высушили с помощью MgSO₄, и испарили под пониженным давлением с получением 1,1'-диметокси-4-фенил-циклогексана в виде твердого вещества. Методом ЯМР определили, что степень чистоты 1,1'-диметокси-4-фенил-циклогексана составляла >99%. В результате растворения 1,1'-диметокси-4-фенил-циклогексана в гексане с последующим замораживанием в течение нескольких часов получили бесцветные кристаллы, которые отфильтровали и высушили в вакууме. Чистые кристаллы имели температуру плавления 67°C.

б) (R=t-Bu); Добавили в 250-мл трехгорловую колбу с круглым дном 4-трет-бутилциклогексанон (25 г, 162 ммоль), триметилортоформат (25 г), 50 г дихлорметана и Amberlyst-15 с перемешиванием. Перемешивали реакционную смесь в течение 30 минут с нагревом до 45°C. Затем перенесли реакционную смесь в воронку-сепаратор, и взболтали органический слой с 5% водным раствором бикарбоната натрия, а затем соляным раствором. Отделили органический слой, высушили с помощью MgSO₄, и испарили под пониженным давлением с получением 1,1'-диметокси-4-трет-бутилциклогексан в виде бледно-желтой жидкости. Методом ЯМР определили, что степень чистоты 1,1'-диметокси-4-трет-бутилциклогексана составляла >99%.

Пример 3

Получение гелеобразователя из Примера 1

Добавили в 2-литровую трехгорловую колбу с круглым дном D-маннит (60 г, 329 ммоль), а затем DMF (500 мл) с перемешиванием. После этого добавили pTsOH (1,046 г, 5,5 ммоль), и перемешивали смесь с нагревом до получения гомогенной смеси и растворения всех компонентов. Затем добавили в гомогенную смесь 1,1-диметоксициклогексан (101 мл, 675 ммоль). Перемешивали реакционную смесь в течение 1 часа при 60°C. Реакционная смесь выглядела как прозрачный золотистый раствор. Извлекли реакционную смесь из нагретой среды и поместили в молекулярный вакуумный дистиллятор, чтобы удалить DMF. Нагрели полученную смесь до 110°C. Наблюдали образованием вязкого сиропа. Добавили 500 мл этилацетата, чтобы разбавить концентрат, и получили непрозрачную золотистую суспензию. Добавили NaHCO₃ и получили прозрачную двухфазную смесь. Промыли смесь этилацетатом и соляным раствором, а затем высушили с помощью MgSO₄, и испарили под пониженным давлением с получением дициклогексилацеталь-маннита в виде вязкого геля-загустителя (107,75 г, 315 ммоль, выход 96%), который отделили в виде ломкого золотистого твердого вещества.

Пример 4

Получение гелеобразователя из Примера 2

Получили гелеобразователи согласно описанной выше схеме таким же образом, как в Примере 3, за исключение того, что 1,1'-диметоксициклогексан был замещен 1,-1'-диметокси-4-трет-бутилциклогексаном (R=4-tBu) или 1,-1'-диметокси-4-фенилциклогексаном (R=Ph).

Пример 5

Получение гелеобразователя в виде геля

Растворили 100 мг гелеобразователя, полученного в Примере 3, в 10 мл додекана при 100°C. Охладили полученный прозрачный раствор до комнатной температуры с получением мягкого прозрачного сохраняющего форму геля.

Пример 6

Определение температуры конденсации

Испытали текучие углеводороды методом, описанным в стандарте ASTM D-566 на проведение испытаний с целью определения температуры конденсации. В Таблице 1 сведены результаты измерений температуры конденсации гелеобразователя на основе циклогексан-маннита в текучих углеводородах C₆ (гексане), C₁₂ (додекане) и C₁₆ (гексадекане) при нагрузке гелеобразователем 1, 3 и 5% по весу.

Гелеобразователь на основе циклогексан-маннита

Таблица 1 Результаты измерений температуры конденсации гелеобразователя на основе циклогексан-маннита в текучих углеводородах C₆, и C₁₂ и C₁₆ Текучие среды Гелеобразователь, % Температура конденсации, °C Гексан (C₆) 1% Не образует геля 3% 64,4 5% 48,6 Додекан (C₁₂) 1% 49,2 3% 62,5 5% 65,9 Гексадекан (C₁₆) 1% 50,3 3% 65,9 5% 70

Изобретение относится к новым производным циклогексил-маннита дикеталя в качестве гелеобразователей связующего вещества, имеющих формулу I, в которой каждый R₁ и R₂ представляют собой алкил, содержащий от 1 до 20 атомов углерода, или фенил, m равно 1 и n равно 1, а также к чернилам с изменением фазы на их основе. 3 н. и 13 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл., 6 пр.

(I)

1. Гелеобразователь, имеющий формулу:

в которой каждый R₁ и R₂ представляют собой алкил, содержащий от 1 до 20 атомов углерода, или фенил, m равно 1 и n равно 1.

2. Гелеобразователь по п. 1, в котором каждый R₁ и R₂ независимо представляют собой метил, этил, н-пропил, изопропил, н-бутил, изобутил, трет-бутил.

3. Гелеобразователь по п. 1, в котором R₁ и R₂ являются неодинаковыми.

4. Гелеобразователь по п. 1, в котором R₁ и R₂ являются одинаковыми.

5. Гелеобразователь по п. 1, в котором R₁ и R₂ оба представляют собой трет-бутил.

6. Гелеобразователь по п. 1, в котором каждый R₁ и R₂ присоединены к углероду соответствующего циклогексанового кольца в положении 4.

7. Гелеобразователь по п. 1, имеющий формулу:

8. Гелеобразователь, имеющий формулу:

в которой R₁ и R₂ оба представляют собой трет-бутил или фенил.

9. Чернила с изменением фазы, содержащие:

связующее вещество и

гелеобразователь, имеющий формулу:

в которой каждый R₁ и R₂ представляют собой алкил, содержащий от 1 до 20 атомов углерода, или фенил, m равно 1 и n равно 1.

10. Чернила с изменением фазы по п. 9, в которых каждый R₁ и R₂ независимо представляют собой метил, этил, н-пропил, изопропил, н-бутил, изобутил, трет-бутил.

11. Чернила с изменением фазы по п. 9, в которых R₁ и R₂ оба представляют собой трет-бутил.

12. Чернила с изменением фазы по п. 9, в которых R₁ и R₂ оба представляют собой фенил.

13. Чернил с изменением фазы по п. 9, в которых каждый R₁ и R₂ присоединены к углероду соответствующего циклогексанового кольца в положении 4.

14. Чернила с изменением фазы по п. 9, в которых гелеобразователь имеет формулу:

15. Чернила с изменением фазы по п. 9, в которых гелеобразователь содержится в количестве от около 0,25% до около 10% по общему весу чернил с изменением фазы.

16. Чернила с изменением фазы по п. 9, в которых гелеобразователь способен образовывать гели с температурами конденсации от около 40°С до около 70°С при концентрации от около 0,5% до около 10% по весу связующего вещества.