CN102640060A

CN102640060A - 基于天然油的化学碳粉

Info

Publication number: CN102640060A
Application number: CN2010800431854A
Authority: CN
Inventors: 颜醒农
Original assignee: JADI IMAGING TECHNOLOGIES SDN; Universiti Malaya
Current assignee: JADI IMAGING TECHNOLOGIES SDN; Universiti Malaya
Priority date: 2009-09-24
Filing date: 2010-06-01
Publication date: 2012-08-15
Anticipated expiration: 2030-06-01
Also published as: CN102640060B; MY168629A; WO2011037446A1; KR101584515B1; JP2013506158A; US20120322003A1; US8647801B2; KR20120109474A; JP5733534B2

Abstract

一种基于天然油的化学碳粉，用于发展电子照相成像，该化学碳粉包括：一种由不饱和聚酯树脂与乙烯基单体共聚形成的共聚物；其中，该聚酯树脂分子量为500～30000，是通过多元酸、天然油或其衍生物及多元醇缩聚制得。该碳粉树脂以乳化液形式与着色剂和电荷控制剂细悬浮液或乳化液混合，然后，加入絮凝剂诱导聚集，以形成所需尺寸的颗粒，然后，将温度提高到能产生结合以制备具有规则形状和圆滑表面的原始碳粉颗粒。该原始碳粉颗粒经水洗和干燥，加入适当的添加剂，制得化学碳粉的最终产品。

Description

基于天然油的化学碳粉

技术领域

本发明涉及一种化学碳粉(CPT)与合成该化学碳粉的方法。更具体地说，本发明公开了一种用于激光打印机、复印机及其他类似应用的基于天然油的化学碳粉，以及一种合成环境友好的、基于天然油的不饱和聚酯树脂的方法。

背景技术

墨粉是一种基于聚合物的细粉，带有电荷或具有磁性。其广泛用于基于超过三十五年前发明的电子照相复印技术的激光打印机、复印机和传真机中。墨粉最初是作为粉末穿过这些电子照相复印设备，受热融化后，随着冷却而最终牢固结合在打印纸上。

传统的墨粉通过混合诸如树脂、颜料、磁性氧化铁、蜡和电荷控制剂(CCA)这些组份，融化混合以形成糊状物来制备。该混合物通过挤压到冷却带上形成薄片或薄板进行冷却。然后，原始的墨粉由喷射式磨机或风扫式锤磨粉碎机制成球状，磨成颗粒尺寸被控制在一定范围内的细小粉末。显微镜下可见该过程产生了不同大小、锯齿状的墨粉颗粒。过大或过小的墨粉颗粒被滤除。压成细粉的粉末与添加剂混合调整流量和静电性能。

颗粒大小对墨粉的性能影响较大。较好的尺寸与均匀的形状可更为精确地复制色彩，更高效地使用墨粉。更小的激光束点和更小的墨粉颗粒可获得更好的打印质量。传统过程中更小颗粒生产的能耗随颗粒尺寸的减小而提高。

以化学法制造的墨粉，化学碳粉(CPT)也称作聚合墨粉。与传统墨粉相比，它具有以下优点，例如其制造过程简单，制造成本较低，能够在资金投资较少的制造厂中生产。此外，通过能够生产具有更好的固定与色彩性能的更小更均匀的墨粉颗粒而提高打印性能。特别是通过乳化聚合过程，很方便地用乳化聚合物制作化学碳粉(CPT)。

化学碳粉(CPT)的颗粒大小受反应条件控制，例如搅拌速度、表面活性剂的浓度、温度、添加剂的类型和添加顺序、核壳的组成等。此外，化学碳粉色剂具有更为一致的形状，能够提供更为鲜明的图像，可用于单色和彩色应用。

由于化学碳粉(CPT)所具有的优势，三十多年前就已经开始对化学碳粉(CPT)制造的研究。所涉及的化学过程曾是直接合成碳粉的主要成分，即聚合物粘合剂，或更具体地说是碳粉树脂。用于制造碳粉树脂的聚合方法可以包括悬浮、分散、乳化和核壳或微囊法。

合成化学碳粉(CPT)最常用的工艺是乳化聚合(EA)工艺，首先经乳化聚合制备一种聚合物。进一步地，向产生的乳化液中添加呈非常细小悬浮液状的其他所需成分，例如电荷控制剂(CCA)、蜡和颜料，以及水溶性的凝结剂或絮凝剂，温度被调整到接近聚合物的玻璃转变温度(T_g)，从而引起聚合物颗粒与其他组分的聚合，形成预期大小的颗粒。当搅拌维持在一定的速度时，温度上升较高，通常高于T_g，从而引起聚合的颗粒聚集成规则形状的圆滑颗粒。随后，温度降低，促使颗粒的固化。这些颗粒经洗涤和干燥后成为原始的碳粉，通过最后一步添加剂混合形成最终的碳粉颗粒。

许多化学碳粉(CPT)的制造工艺是基于乳化聚合(EA)的理念，其产物在先有技术中已申请专利，每项专利都具有即兴的方法和特点。例如，施乐(Xerox)公司的美国专利US5405728公开了一种通过乳化聚合(EA)技术制造的碳粉，其中抗衡离子的表面活性剂用于促进聚合作用形成碳粉颗粒。

美国专利US6251556公开的是富士施乐(Fuji Xerox)公司的一项发明，描述了一种由粘结剂树脂制成的碳粉，具有在115℃或更高的温度下，在具有或不具有链转移剂的情况下，通过不饱和单分子或单分子混合物的乳状聚合获得的低分子量聚合体。

美国专利US6942954也公开了一种乳化聚合(EA)工艺，包括在凝结剂的存在下加热磁性分散体、着色剂分散体、蜡分散体、第一种含有交联树脂的乳液和第二种含有无交联的树脂的混合物，以提供聚合体，用溶于基质内的硅酸盐稳定该聚合体，并进一步加热聚合体，提供联合的碳粉颗粒。

美国专利US7344819于2004年11月24日提出申请，隶属于兄弟工业株式会社(Brother Kogyo Kabushiki Kaisha)，公开了一种生产碳粉的方法，包括以下步骤：将聚合物树脂与有机溶剂结合，获得一种油基溶液；将分散稳定剂与水结合，获得一种水基溶液；将两亲型表面活性剂添加到该水基溶液；在水基溶液中乳化油基溶液形成乳状液；将有机溶剂从该乳状液中移除，用于经乳化聚合(EA)过程生产墨粉。

由于先前技术公开的现有化学碳粉(CPT)完全是由来自非可再生资源的石油化学制品制成，所以是不可持续的，需要本发明提供一种基于天然原材料生产的碳粉，例如天然油，特别是棕榈油。更具体地说，与来自100％的石油化学制品生产的化学碳粉(CPT)相比，使用基于棕榈油的不饱和聚酯树脂的方法是一种更为环境友好的方法，因为基于棕榈油的不饱和聚酯树脂可更容易地与其他单体共聚合。还需要提供一种天然衍生的产物，其成本更低，品质相当，减少了石油化学制品或有毒化合物等添加剂的使用，例如在碳粉合成中的蜡和电荷控制剂(CCA)。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种来自天然油的基于不饱和聚酯的墨粉树脂，例如植物油或动物脂肪，尤其是环境友好的棕榈油。

本发明的另一个目的是提供一种基于天然油的低分子量不饱和聚酯，具有一个-C＝C-双键，允许与特定单体共聚合进行化学修饰，以产生具有化学碳粉(CPT)树脂所需性能的最终产品，具有良好的定影和平版印刷特性。

本发明还有一个目的是为了研发一种利用来自天然油的聚酯合成化学碳粉(CPT)的方法，减少或排除对使用蜡作为碳粉组成添加剂的需要，也能够提供具有高度光泽度的碳粉颗粒。

本发明还要提供一种合成化学碳粉(CPT)的方法，其方法简单，生产成本低廉，工厂投资成本低。

此外，本发明优化了天然油的使用，例如棕榈油，作为生产有用产品的原材料，提供了这种天然产品商品化的另一种途径。

本发明至少完全或部分实现了上述目的中的一个目的，其中本发明的一个具体实施例描述了一种基于天然油的化学生产的微粒碳粉，用于显示电子照相图像，包括：一种由不饱和聚酯树脂与乙烯基单分子的乳化聚合生产的共聚物乳液，该聚酯树脂的分子量在500至30000之间，由多元羧酸、天然油或其衍生物和多元醇缩聚获得；一种着色剂和电荷控制剂，与上述共聚物乳液混合；其中该混合物经絮凝剂处理诱导聚集，在共聚物的玻璃转变温度T_g以上温度进行热处理结合，形成所需尺寸的颗粒。

在本发明的一个最佳实施例中，多元羧酸是指邻苯二酸酐、己二酸、富马酸、苹果酸、苹果酐或任意两个或多个物质的组合。天然油最好是棕榈油或其衍生物，选自棕榈油精、棕榈硬脂、棕榈仁油、羊蜡酸、月桂酸、肉豆蔻酸、油酸、棕榈酸、棕榈油酸、硬脂酸、亚油酸、亚麻酸或其中任意两个或多个物质的组合。多元醇是具有两个或多个羟基的化合物，例如甘油。

根据另一种优选实施例，电荷控制剂(CCA)是一种铬、锌或铝或酚醛树脂的金属复合体。

本发明的另一个优选实施例公开了絮凝剂是聚合氯化铝(PAC)。

碳粉所需尺寸大小在4至12微米之间，最好是5至8微米。

本发明的另一个实施例是还包括一种添加剂的碳粉树脂。优选地，添加剂选择二氧化硅、金属氧化物、金属硬脂酸盐或其中任意两种或更多物质的组合。

本发明的另一种实施例公开了一种化学生产基于天然油碳粉的方法，包括：多元羧酸、天然油或其衍生物，以及多元醇进行缩聚反应形成分子量在500至30000之间的不饱和聚酯树脂；上述聚酯与一个或多个乙烯基单体通过乳化聚合作用共聚形成一种共聚物的乳化液；将该乳化液与着色剂和电荷控制剂混合；用絮凝剂处理该混合物，诱导聚集形成所需尺寸的颗粒；将混合物加热到共聚物的T_g温度以上，聚结颗粒；降低温度以固化这些颗粒。

优选地，该方法还包括通过冲洗和干燥来纯化原始碳粉颗粒的步骤。此外，还包括将纯化的原始碳粉与二氧化硅、金属氧化物、金属硬脂酸盐或任意两个或多个物质组合等添加剂混合的步骤。

基于天然油的不饱和聚酯的共聚作用能保证苯乙烯单体占丙烯酸单体更高比例的使用，而且，由于基于棕榈油的不饱和聚酯与苯乙烯单体的价格较丙烯酸单体更为便宜，从而降低了最终产品的成本。基于棕榈油的不饱和聚酯与苯乙烯和丙烯酸单体的共聚作用可导致分子量的分布具有多个峰，这意味着共聚物由分子量范围宽广的混合物组成，其中低分子量的部分具有良好的定影特性，高分子量的部分具有良好的胶版特性。还有一部分介于两者之间，平衡定影与胶版特性，获得具有容易加工处理和良好的印刷性能的化学碳粉(CPT)树脂。

基于棕榈油的不饱和聚酯的掺入有另一种优点。聚酯本身具有某种需要的类似蜡的特性。因此，在碳粉最终的配方中无需使用其他蜡。基于天然油的聚酯为碳粉添加了更高的光泽度，从而获得更好的印刷质量。掺入基于棕榈油的聚酯的另一个优点是该结构可被预设为携带某种极性基团，例如羟基-OH，羧基-COOH和硫酸基-SO₃H，这些基团能够加强碳粉的带电性能，从而减少最终碳粉配方中电荷控制剂(CCA)的使用。

本领域的技术人员深知本发明能实现这些目的，获得所述结果与优势，及其固有特性。这里所描述的具体实施例并不限制本发明的范围。

附图说明

为了便于更好地理解本发明，结合以下描述对优选实施例用附图的方式进行了说明，很容易理解和领会本发明的结构、操作与其众多优点。

图1是本发明一个优选实施例中所描述的一个聚酯(大分子单体M4)的¹H NMR谱图，其中k，d，c，f，g和s代表共聚物结构中不同化学环境中的不同质子。

图2为本发明的一个优选实施例中所描述的一个聚酯(大分子单体M4)可能的结构，其中k，d，c，f，g和s代表图1所示¹H NMR谱图内不同化学环境中的不同质子。

图3是本发明的一个优选实施例中所述的一个聚酯(大分子单体M2)(A)，苯乙烯与BA的共聚物(B)，以及M2、苯乙烯与BA的共聚物(C)的傅里叶变换红外光谱(FTIR)谱图。

图4是本发明的一个优选实施例中所述的一个聚酯(大分子单体M4)(A)，苯乙烯与BA的共聚物(B)，以及M4、苯乙烯和BA的共聚物(C)的傅里叶变换红外光谱(FTIR)谱图。

具体实施方式

本发明涉及一种化学碳粉(CPT)及其合成方法。更具体地说，本发明公开了一种基于天然油的化学碳粉(CPT)，用于激光打印机、复印机和其他类似设备，以及一种合成该环境友好的基于天然油的不饱和聚酯树脂的方法。

下文将根据本发明的具体实施例，并参考附图及其描述对本发明进行阐述。然而，可以想到，将描述局限于本发明的优选实施例和附图只是为了便于描述讨论，本领域的技术人员可以想到多种修改，这些修改仍在所附权利要求的范围内。

本发明公开了一种基于天然油的化学颗粒碳粉，用于发展电子照相成像，包括：通过乳化聚合产生的不饱和聚酯树脂与乙烯基单体的共聚体的乳化液，其中聚酯树脂的分子量大概在500至30000之间，是由多元羧酸、天然油及其衍生物和多元醇之间的缩聚得到的；一种着色剂和一种电荷控制剂，与该乳化液混合；用絮凝剂处理该混合液，以诱导聚集，并通过在高于共聚物T_g以上的温度热处理而结合，从而形成所需尺寸的颗粒。

本发明的特点是利用天然油合成聚酯，并入碳粉颗粒的合成。本发明用于缩聚的多元醇是一种具有两个或多个羟基的化合物，尤其是来自植物油或动物脂肪的丙三醇。

与优选实施例一致，多元羧酸是邻苯二酸酐、己二酸、富马酸、苹果酸、苹果酐或任意两个或多个物质的组合。优选地，天然油或其衍生物最好来源于棕榈油精、棕榈硬脂、棕榈仁油、羊蜡酸、月桂酸、肉豆蔻酸、油酸、棕榈酸、棕榈油酸、硬脂酸、亚油酸、亚麻酸或任意两个或多个物质的组合。

在本发明的最佳实施例中，作为主要原料使用的天然油优选棕榈油及其衍生物。棕榈油或其衍生物包括棕榈油精、棕榈硬脂、棕榈仁油、羊蜡酸、月桂酸、肉豆蔻酸、油酸、棕榈酸、棕榈油酸、硬脂酸、亚油酸、亚麻酸。同样，其他天然油可包括油及其所有的游离脂肪酸衍生物。

在本发明中，使用高含量的天然材料合成环境友好的基于天然油的不饱和聚酯树脂，借此天然原料的使用量占最终产品重量的40％至100％。虽然以使用棕榈油及其衍生物为例进行描述，但在总体组分中，基于棕榈油的聚酯树脂仍含有20％至80％以上重量的棕榈油及其衍生物。聚酯是在融合中缩聚制成，因此产物不含溶剂，并以液体的形式存在。

基于棕榈油的聚酯可能结构的一个实施例可用以下反应式表示，其中聚酯树脂可由邻苯二酸酐、丙三醇、棕榈油和富马酸制成。

可能的大分子单体结构

基于棕榈油的聚酯可能结构的另一个例子是由邻苯二酸酐、丙三醇、油酸和富马酸构成，如下所示。基于棕榈油的聚酯树脂的配方将在实施例1中进一步描述。

可能的大分子单体结构

根据本发明的优选实施例，不饱和聚酯树脂的烯基(C＝C)可被自由基进一步聚合，使聚酯分子表现为大分子(或大分子单体)，从而与乙烯基单体共聚合。乙烯基单体是苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、BA、丙烯酸、甲基丙烯酸或任意两个或多个组分组成。

调节聚酯与乙烯基单体共聚合能力的有效途径是通过控制烯基(C＝C)的数量，这是通过不饱和的二羧酸引入的，例如蚁酸、马来酸和马来酸酐。一些油分子的游离脂肪酸组分也可能包括烯基，例如每分子油酸具有一个烯基。

如本发明中所体现的那样，碳粉包括一个共聚体树脂、着色剂、电荷控制剂(CCA)和絮凝剂。颜料的使用决定了碳粉的单色或彩色。本发明碳粉中使用适当的着色剂包括已知的染料和颜料。本发明中使用的颜料也是本领域中常见的，可从BASF，Cabot Corp.，CIBA，Clariant，Degussa，DuPont，Heubach和Mobay Chemical Corp等供应商购买。着色剂的具体实例包括炭黑、苯胺黑、黑氧化物铁、钴蓝、天蓝、碱性蓝色淀、孔雀蓝色淀、维多利亚蓝色淀、无金属酞花青蓝、酞花青蓝、耐晒天蓝色淀、标准还原蓝(RS与BC)、靛蓝、深蓝色、普蓝、蒽醌蓝、固紫B、甲基紫色淀、钴紫、锰紫、二恶烷紫、蒽醌紫、铬绿、锌绿、氧化铬、铬绿、祖母绿、天然颜料绿B、萘酚绿B、青金色、酸性绿色淀、孔雀绿色淀、酞菁绿、蒽醌绿、氧化钛、氧化锌、锌钡白等等、萘酚黄S、汉撒黄(10G，5G和G)、镉黄、黄色氧化铁、铬黄、钛黄、多偶氮黄、联苯胺黄(G和GR)、Vulcan固黄(5G和R)、酒石黄色淀、喹啉黄色淀、茜素黄BGL、异吲哚啉酮黄、红色氧化铁、红丹、铅橙、镉红、镉汞红、锑橙，固红4R、对位红、火红、P-氯邻硝基苯胺红，立索尔固猩红G、坚固大红、艳胭脂红BS、永久性红色(F2R，F4R，FRL，FRLL和F4RH)、固猩红VD、Vulcan固宝红B、艳猩红G、Lithol宝红GX、固红F5R、艳洋红6B、天然颜料猩红3B、枣红5B、甲苯胺褐红、永固枣红F2K、Helio枣红BL、枣红10B、Bon褐红、伊红淀、盐基桃红色淀B、盐基桃红色淀Y、茜素色淀、硫靛蓝红B、硫靛蓝褐红、油红、喹吖啶酮红、吡唑啉酮红，polyazo红、铬朱红、联苯胺橙、perynone橙、油橙。这些材料或是单独使用，或是组合使用。

根据另一个优选实施例，电荷控制剂(CCA)最好是无色的，也可使用有色的电荷控制剂(CCA)。适当的电荷控制剂(CCA)包括铬、锌、铝等的金属复合物，优选地，为铝或锌复合物与酚醛树脂。

与着色剂和电荷控制剂(CCA)一起添加至共聚物乳化液的是絮凝剂。当反应温度接近聚合体的玻璃转变温度(T_g)或略高于此温度时，絮凝剂可诱导聚合物与其他组分的聚合，形成预期大小的聚合颗粒。优选地，聚集的颗粒的大小为在4至12微米之间的所需尺寸，最好是5至8微米。当乳化液的搅拌速度维持在一定的速度时，温度升高，通常会高于T_g 10摄氏度，从而引起聚合的颗粒聚集结合成具有规则形状的光滑颗粒。

根据本发明的优选实施例，絮凝剂是一种含有金属元素，如铝、铁、钙或镁的多价阳离子化合物。絮凝剂或凝结剂是能够引发液体中的胶状体和其他小颗粒聚集的化合物。这些化合物能够在水相中电离产生带正电荷的离子，其与带负电荷的颗粒和分子相互作用，从而降低聚集屏障。根据本发明最佳实施例，絮凝剂是聚(氯化铝)(PAC)。

本发明的另一个实施例公开了这些经清洗和干燥后联合的颗粒获得的原始碳粉颗粒可与一种或多种表面添加剂混合，提高碳粉的粉末流动性，或是调整摩擦电荷优化性能以适应特定的打印机或复印机。典型的表面添加剂包括，但不局限于，二氧化硅、金属氧化物(例如二氧化钛和氧化铝)，以及金属硬脂酸化物(例如，硬脂酸锌)。

在另一个实施例中，本发明公开了一种化学生产基于天然油的微粒状碳粉，包括：使得多元羧酸、天然油或其衍生物，以及多元醇进行缩聚反应形成分子量在500至30000之间的不饱和聚酯树脂；使该聚酯与一个或多个乙烯基单体共聚形成一种共聚物的乳化液；将该乳化液与着色剂和电荷控制剂混合；用絮凝剂处理混合物，以诱导聚集形成所需尺寸的颗粒；将混合物加热到共聚物的T_g温度以上，聚结颗粒；降低温度以固化这些颗粒。

本领域的技术人员可以想到，在本发明中也可使用某些石油化学制品，例如乙二醇和1，4-丁二醇(替代丙三醇)、对苯二酸、己二酸、间苯二酸和癸二酸(替代邻苯二酸酐)。然而，石油化学制品在碳粉树脂配方中的使用将不具备天然油衍生的作为原材料的优点。

另一方面，壬二酸是在小麦、黑麦、大麦中天然形成的一种饱和的二羧酸，也可用于替换邻苯二酸酐，提高聚酯中天然原料的含量。

在本发明中，聚酯在乳化聚合作用中，通过使用自由基引发剂，与一个或多个乙烯基单体共聚合，形成一种共聚物或乳液。如上述实施例所述，从苯乙烯、甲基丙烯酸酯、丙烯酸和丙烯酸丁酯组成的群体中挑选乙烯单体。在将初始的液体大分子单体转化为具有碳粉树脂的预期特性的固体的过程中，所需要的乙烯单体的总量取决于对乙烯单体的选择。根据最佳实施例，最好使用成本较低的苯乙烯。少量的丙烯酸单体可能是达到最终共聚物所需的T_g所必需的。

以一种以上的方式都可实现在乳化聚合作用中基于棕榈油的聚酯和乙烯单体的共聚合。乳化聚合作用的步骤将在实施例2至4中描述。大分子单体掺入最终的乳状共聚物可由傅里叶变换红外光谱(FTIR)来证明。不同共聚物的FTIR光谱的特征峰将在实施例5和6中讨论。

实施例中所描述的任何一种过程制造的共聚物乳液可用于乳化聚合(EA)工艺。通过乳化聚合作用产生的乳化颗粒小于0.1μm(微米)，由于静电荷引起这些颗粒彼此排斥，从而在运动中保持连续。一旦他们的静电电荷被凝结剂打乱或中和，那么细小的颗粒即开始在范德华力的作用下相互碰撞凝聚，在乳化聚合(EA)过程中形成更大的颗粒。

在共聚物T_g温度上下，乳液与颜料乳化液、电荷控制剂(CCA)和絮凝剂混合，形成所需尺寸的聚合颗粒。当维持一定的搅拌速度时，温度上升到共聚物的T_g温度以上，从而引起聚合颗粒聚集成形状规则的光滑颗粒。随后，温度降低，使原始的碳粉颗粒凝固。

本方法还包括一个纯化原始碳粉颗粒的步骤，在最后的混合添加剂步骤中加工成为最终的碳粉之前，原始碳粉颗粒可被清洗和干燥。如上文描述的那样，添加剂可以是二氧化硅、金属氧化物(例如二氧化钛和氧化铝)或金属硬脂酸盐(例如硬脂酸锌)。由于聚酯会影响蜡的性质，乳化聚合工艺的配方不需要添加其他许多专利中所需的蜡。

尽管本发明的内容已经通过上述权利要求及前文描述作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。尽管本发明已对其最佳形式进行了细节描述，可以认为优先形式的公开已由实施例的方式制成，其结构、组合与排布的细节可以有多种变化，这些并不排除在本发明的范围之外。

实施例

下面的实施例说明了本发明的不同方面和具体实施例。这些例子并不是要局限该公开的发明，只是受权利要求的限制。

实施例1

表1显示了基于棕榈油的大分子单体或聚酯树脂配方的四个例子。烯基(-C＝C-)从不饱和二羧酸，例如富马酸或马来酸，或不饱和游离脂肪酸，例如油酸，或两个来源被并入大分子单体分子。

表1

大分子单体	M1	M2	M3	M4
					组分/重量g
棕榈油酸酯	460	0.0	204	0
					棕榈仁油	0	587	0	0.0
油酸	0.0	0	0.0	210
					邻苯二酸酐	135	194	250	100
富马酸	70	51	0	40
					马来酸酐	0.0	0.0	97	0
丙三醇	110	140	185	126

性能
					外观	液态	液态	液态	液态

大分子单体的组成可由核磁共振、¹H-NMR光谱进行检测，其中聚酯中的-CH＝CH-部分可被看到在光谱中有5.0-5.5ppm的化学位移。例如，不饱和聚酯大分子单体M4的NMR谱图记录如图1所示。图2显示了M4的一个可能的结构，其中k，d，c，f，g和s代表NMR谱图中不同化学环境的不同质子。¹H-NMR谱图中5.2-5.4ppm周围的质子g和f确定了不饱和-CH＝CH-的存在。其他大分子单体M1、M2和M3中也观察到了这一点。

实施例2

基于棕榈油的大分子单体与乙烯基单体在乙烯基单体中混合形成的聚酯溶液。然后与所需总数量的含有表面活性剂的水混合，经搅拌器搅拌形成乳状液，并加热到所需温度。添加自由基引发剂的水溶液，例如过硫酸钾，引发乳状液的聚合。因此，可使用0-40％的大分子单体，最好是5-25％的大分子单体。过量的大分子单体可引发过度的交联耦合反应，导致凝胶体的形成或最终产物T_g温度偏离制造良好碳粉性能所需的温度范围。

实施例3

大分子单体首先被添加至表面活性剂水溶液中，高速搅拌形成乳化液。然后将所需量的乳化液添加到相同表面活性剂系统中的乙烯基单体乳化液中。在添加自由基引发剂，例如过硫酸钾，引发乳化剂的聚合作用之前，混合物被搅拌数小时，并被加热到所需温度。

实施例4

大分子单体首先被添加到表面活性剂水溶液中，并高速搅拌形成一种乳化液。当升高到所需温度后，添加10-20％的自由基引发剂溶液促使大分子单体部分聚合形成“种子”颗粒。然后慢慢添加类似表面活性剂系统内的乙烯基单体混合物的乳化液，并平衡引发剂。

实施例5

利用FTIR谱图证明大分子单体掺入最终的乳化液共聚物。图3展示了M2、苯乙烯和BA的共聚物(谱图C)。该谱图具有多个特征峰，只见大分子单体M2的谱图(A)中，以及苯乙烯与BA共聚物的谱图(B)中。在这三个谱图中同时存在的某些峰是类似的基团。这些峰包括因C-H拉伸产生的位于2919和2759cm^-1的峰，位于1732cm^-1的C＝O峰，位于1599至1601cm^-1处三种大分子单体中的芳香环“呼吸模式”峰。

实施例6

如图4所示，为大分子单体M4掺入乳状共聚物的另一个FTIR图谱证据。该共聚物通过对297.3g苯乙烯，99.6g丁基丙烯酸酯和145g大分子单体M4的乳化聚合作用制成。谱图(C)是含有大分子单体M4的共聚物。该谱图含有多种特征峰，这些峰仅在大分子单体M4的谱图(A)和苯乙烯与BA共聚物的谱图(B)中存在。

Claims

1.一种基于天然油的化学碳粉，用于发展电子照相成像，其特征在于，该化

学碳粉包括：

一种由不饱和聚酯树脂与乙烯基单体共聚形成的共聚物乳液；其中，该聚酯树脂分子量为500～30000，是通过多元酸、天然油或其衍生物及多元醇缩聚制得；

与上述乳液混合的着色剂和电荷控制剂；

向上述混合物中加入絮凝剂以诱导聚集，并通过在高于共聚物的玻璃转变温度以上的温度热处理结合，形成所需尺寸的颗粒。

2.根据权利要求1所述的碳粉，其特征在于，所述多元酸是指邻苯二酸酐、己二酸、富马酸、苹果酸、苹果酐或其中任意两个或多个物质的组合。

3.根据权利要求1所述的碳粉，其特征在于，所述天然油或其衍生物选择棕榈油精、棕榈硬脂、棕榈仁油、羊蜡酸、月桂酸、肉豆蔻酸、油酸、棕榈酸、棕榈油酸、硬脂酸、亚油酸、亚麻酸或其中任意两个或多个物质的组合。

4.根据权利要求1，其特征在于，所述多元醇是选择棕榈油、椰油、豆油、麻风子油、亚麻籽油、蓖麻油、油菜籽油、动物脂油、鱼油或其中任意两个或多个物质的组合。

5.根据权利要求1所述的碳粉，其特征在于，所述乙烯基单体是指苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸、甲基丙烯酸或任意两个或多个组分组成。

6.根据权利要求1所述的碳粉，其特征在于，所述电荷控制剂是一种铬、锌或铝或酚醛树脂的金属复合物。

7.根据权利要求1所述的碳粉，其特征在于，所述絮凝剂是指聚合氯化铝。

8.根据权利要求1所述的碳粉，其特征在于，所述的所需尺寸在4至12微米之间。

9.根据权利要求1所述的碳粉，其特征在于，所述的碳粉还包含二氧化硅，金属氧化物，金属硬脂酸盐或其中任意两种或多种物质的组合。

10.一种化学合成基于天然油的碳粉的方法，其特征在于，该方法包括：

多元羧酸、天然油或其衍生物和多元醇缩聚形成分子量在500至30000之间的不饱和聚酯树脂；

上述聚酯与一种或多种乙烯基单体共聚形成一种共聚物乳化液；

将上述共聚物乳化液与着色剂、电荷控制剂混合；将絮凝剂添加至该乳化液混合物中，以诱导聚集，形成所需尺寸的颗粒；

将上述乳化液混合物的温度提高到共聚物的玻璃转变温度以上以结合粒子；

降低温度以固化颗粒。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述多元羧酸是指邻苯二酸酐、己二酸、富马酸、苹果酸、苹果酐或其中任意两个或多个物质的组合。

12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述天然油或其衍生物选择棕榈油精、棕榈硬脂、棕榈仁油、羊蜡酸、月桂酸、肉豆蔻酸、油酸、棕榈酸、棕榈油酸、硬脂酸、亚油酸、亚麻酸或其中任意两个或多个物质的组合。

13.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述多元醇是选择棕榈油、椰油、豆油、麻风子油、亚麻籽油、蓖麻油、油菜籽油、动物脂油、鱼油或其中任意两个或多个物质的组合。

14.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述乙烯基单体是指苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、BA、丙烯酸、甲基丙烯酸或其中任意两个或多个物质的组合。

15.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述电荷控制剂是指一种铬、锌或铝或酚醛树脂的金属复合物。

16.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述絮凝剂是指聚合氯化铝。

17.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述的方法还包含纯化碳粉颗粒的步骤。

18.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述的方法还包含将纯化了的碳粉与二氧化硅、金属氧化物、金属硬脂酸盐或其中任意两个或多个物质的组合混合的步骤。