CN104360584A

CN104360584A - 一种纳米电荷调节剂分散液的制备方法及应用

Info

Publication number: CN104360584A
Application number: CN201410706471.4A
Authority: CN
Inventors: 杨联明; 樊新衡; 续守民; 赵兵建
Original assignee: HANDAN HANGUANG OFFICE AUTOMATION CONSUMABLE MATERIAL CO Ltd
Current assignee: HANDAN HANGUANG OFFICE AUTOMATION CONSUMABLE MATERIAL CO Ltd
Priority date: 2014-11-27
Filing date: 2014-11-27
Publication date: 2015-02-18

Abstract

本发明涉及一种纳米电荷调节剂分散液的制备方法及应用。利用原位络合沉积法并结合使用表面活性剂组合，得到超细粒度、高度稳定的水杨酸金属络合物水分散液。它适用于聚集–融合法墨粉制备，得到的彩色激光打印墨粉具有起电快、荷电高、一致性好的优良性能。

Description

一种纳米电荷调节剂分散液的制备方法及应用

技术领域

本发明涉及一种激光打印/静电复印用彩色墨粉的制备技术，具体地本发明涉及电荷调节剂3,5-二叔丁基水杨酸络合物纳米分散液的制备方法及其在色粉制备中的应用。

背景技术

墨粉(也称色粉、碳粉，Toner)是激光打印/静电复印的主要耗材，其基本成份包括树脂、颜料、润滑剂(蜡)及电荷调节剂(CCA)等，是以树脂为主体(一般占70–90wt.％)的可带电荷的粉体材料。在显影过程中，墨粉能够有效地带上负性或正性的电荷，荷电的粉粒与感光鼓上的静电潜像相互作用而产生可视性图文，从而实现显影。一般地，为了使墨粉粒子间摩擦起电的速率及荷电量达到显影的要求，需要在墨粉中添加电荷调节剂(CCA)。电荷调节剂起到使墨粉迅速有效负荷足够电量的作用。目前，在负电性墨粉中最普遍使用的电荷调节剂是3,5-二叔丁基水杨酸与金属离子的络合物。

当前先进的聚集-融合法制备墨粉技术中，需要使用电荷调节剂的水分散液。传统分散方法是将CCA在分散剂、助剂及水的作用下进行球磨、砂磨或超声分散，这样的处理方法耗能耗时，而且CCA粒子相对较大(一般在300nm以上)，CCA易于从分散液中析出沉淀。简而言之，物理分散方式难以制备高度稳定性的CCA水分散液，而CCA分散稳定性对聚集-融合法的墨粉制备和性能将产生严重的影响。

发明内容

为了克服传统分散技术的缺点，本发明提供一种纳米电荷调节剂分散液的制备方法及应用。本发明的纳米CCA分散液适用于聚集–融合法制粉技术，可以得到具有起电快、荷电高、一致性好的高品质激光打印彩色墨粉。

本发明所采取的技术方案是：利用原位络合沉积法，结合使用组合表面活性剂，得到超细粒度、高度稳定的水杨酸金属络合物水分散液。

所述的电荷调节剂为3,5-二叔丁基水杨酸的金属络合物，金属络合物中的金属离子包括Zn、Cr、Al、Ga或In。

所述的表面活性剂为阴离子表面活性剂和中性表面活性剂，阴离子表面活性剂可选择月桂基硫酸钠、油酸钠、对甲苯磺酸钠、聚丙烯酸、聚丙烯酸-丙烯酸酯共聚物，中性表面活性剂可选择平平加、农乳、吐温、司班或聚乙二醇。

所述的水杨酸金属络合物水分散液能够在pH值降低的条件下絮凝析出。

本发明的纳米电荷调节剂水分散液制备的原理是：在水溶液中，3,5-二叔丁基水杨酸根能够同多价金属离子作用形成不溶性的络合物分子，络合物分子再逐步聚集析出。在存在适当类型和浓度表面活性剂及足够剪切力的条件下，络合物分子的聚集度(即悬浮粒子的尺寸)可以进行调控，因而可以得到超细分散体系。

本发明可以制备出高度稳定和超细分散的水杨酸金属络合物水分散液。这种新分散技术具有方便、高效、节能和低成本的特点，且所制分散液适用于聚集–融合法墨粉制备过程，得到的彩色激光打印墨粉产品具有转印率高和批产品一致性好的优点。

具体实施方式

实施例1：在一个装置有机械搅拌、滴液漏斗的500毫升的三口烧瓶中，加入27.2克的3,5-二叔丁基水杨酸钠、150克溶解有2克聚丙烯酸钠和2克农乳1600的水溶液，搅拌(300转/分钟)0.5小时，混合均匀；在强烈搅拌下(1000转/分钟)，滴加50克溶解有6.8克氯化锌的水溶液，1小时内加完，再继续搅拌1小时，得到CCA分散液A(平均粒径70nm，固含量10wt.％)。

实施例2：在一个装置有机械搅拌、滴液漏斗的500毫升的三口烧瓶中，加入27.2克的3,5-二叔丁基水杨酸钠、150克溶解有含1克聚丙烯酸–丙烯酸丁酯共聚物、1克聚乙二醇800和2克月桂基硫酸钠的水溶液，300转/分钟搅拌0.5小时，混合均匀；在1000转/分钟的强烈搅拌下，滴加50克溶解有4.4克氯化铝的水溶液，1小时内加完，再继续搅拌1小时，得到CCA分散液B(平均粒径120nm，固含量10wt.％)。

应用实施例1：在500毫升的压力反应器内，加入苯乙烯–丙烯酸丁酯共聚树脂乳液(150克，20wt.％，市购商品)、蜡乳液(15克，20wt.％，市购商品)、碳黑水分散液(40克，15wt.％，市购商品)以及CCA分散液A(5克，10wt.％)，再加入含1克十二烷基苯磺酸钠的去离子水100克，混合搅拌均匀；调节体系的pH值至1–2；然后加热到50–60℃，强力搅拌(1500–2000转/分钟)1–3小时；再升高温度至95℃，搅拌3–5小时；冷却、过滤、洗涤，得到初级墨粉(粉粒近球形，粒径5–8μm)。加入流动性增强剂等外添成份后，可得到适用于激光打印的黑色墨粉。

按照应用实施例1的方法，分别采用不同金属离子的3,5-二叔丁基水杨酸络合物，可以得到包含不同类型水杨酸系CCA和不同粒度的黑色粉。

按照应用实施例1的类似方式，分别用黄、品、青色颜料分散液替换黑色颜料分散液，可得到适用于彩色激光打印的黄、品、青色粉。

本发明已通过以上具体实例加以说明。需要指出的是，在本发明的精神和所声明的范围内，能做若干变化和修改。因此，上述具体实施例非用于限制本发明。

Claims

1.一种纳米电荷调节剂分散液的制备方法，其特征在于：利用原位络合沉积法并使用表面活性剂组合，得到超细粒度、高度稳定的水杨酸金属络合物水分散液。

2.根据权利要求1所述的纳米电荷调节剂分散液的制备方法，其特征在于：所述的电荷调节剂为3,5-二叔丁基水杨酸的金属络合物，金属络合物中的金属离子包括Zn、Cr、Al、Ga或In。

3.根据权利要求1所述的纳米电荷调节剂分散液的制备方法，其特征在于：所述的表面活性剂为阴离子表面活性剂和中性表面活性剂，阴离子表面活性剂为月桂基硫酸钠、油酸钠、对甲苯磺酸钠、聚丙烯酸、聚丙烯酸-丙烯酸酯共聚物，中性表面活性剂为平平加、农乳、吐温、司班或聚乙二醇。

4.根据权利要求1所述的纳米电荷调节剂分散液的制备方法，其特征在于：所述的水杨酸金属络合物水分散液能够在pH值降低的条件下絮凝析出。

5.一种纳米电荷调节剂分散液的应用，其特征在于：在500毫升的压力反应器内，加入150克20wt.％的苯乙烯–丙烯酸丁酯共聚树脂乳液、15克20wt.％的蜡乳液、40克15wt.％的碳黑水分散液以及5克10wt.％的CCA分散液A，再加入含1克十二烷基苯磺酸钠的去离子水100克，混合搅拌均匀；调节体系的pH值至1，然后加热到50–60℃，在1500–2000转/分钟下强力搅拌1–3小时，再升高温度至95℃，搅拌3–5小时；冷却、过滤、洗涤，得到初级墨粉；加入流动性增强剂，可得到适用于激光打印的黑色墨粉。