CN105974750B - 一种彩色墨粉及其制备方法 - Google Patents

一种彩色墨粉及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105974750B
CN105974750B CN201610353509.3A CN201610353509A CN105974750B CN 105974750 B CN105974750 B CN 105974750B CN 201610353509 A CN201610353509 A CN 201610353509A CN 105974750 B CN105974750 B CN 105974750B
Authority
CN
China
Prior art keywords
parts
color toner
added
preparation
agent
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201610353509.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105974750A (zh
Inventor
叶明泉
臧垚
韩爱军
陈昕
张树婷
杨瑞
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nanjing Tech University
Original Assignee
Nanjing Tech University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nanjing Tech University filed Critical Nanjing Tech University
Priority to CN201610353509.3A priority Critical patent/CN105974750B/zh
Publication of CN105974750A publication Critical patent/CN105974750A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105974750B publication Critical patent/CN105974750B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G9/00—Developers
    • G03G9/08—Developers with toner particles
    • G03G9/0821—Developers with toner particles characterised by physical parameters
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F212/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an aromatic carbocyclic ring
    • C08F212/02—Monomers containing only one unsaturated aliphatic radical
    • C08F212/04—Monomers containing only one unsaturated aliphatic radical containing one ring
    • C08F212/06—Hydrocarbons
    • C08F212/08—Styrene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/12—Powdering or granulating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/34—Silicon-containing compounds
    • C08K3/36—Silica
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L25/00—Compositions of, homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an aromatic carbocyclic ring; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L25/02—Homopolymers or copolymers of hydrocarbons
    • C08L25/04—Homopolymers or copolymers of styrene
    • C08L25/08—Copolymers of styrene
    • C08L25/14—Copolymers of styrene with unsaturated esters
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G9/00—Developers
    • G03G9/08—Developers with toner particles
    • G03G9/0802—Preparation methods
    • G03G9/0804—Preparation methods whereby the components are brought together in a liquid dispersing medium
    • G03G9/0806—Preparation methods whereby the components are brought together in a liquid dispersing medium whereby chemical synthesis of at least one of the toner components takes place
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2325/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an aromatic carbocyclic ring; Derivatives of such polymers
    • C08J2325/02—Homopolymers or copolymers of hydrocarbons
    • C08J2325/04—Homopolymers or copolymers of styrene
    • C08J2325/08—Copolymers of styrene
    • C08J2325/14—Copolymers of styrene with unsaturated esters
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2423/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers
    • C08J2423/02—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers not modified by chemical after treatment
    • C08J2423/04—Homopolymers or copolymers of ethene
    • C08J2423/06—Polyethene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00—Specific properties of additives
    • C08K2201/011—Nanostructured additives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/02—Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group
    • C08L2205/025—Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group containing two or more polymers of the same hierarchy C08L, and differing only in parameters such as density, comonomer content, molecular weight, structure
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/03—Polymer mixtures characterised by other features containing three or more polymers in a blend

Abstract

本发明公开了一种彩色墨粉及其制备方法，通过苯丙树脂对有机颜料、电荷调节剂及聚乙烯蜡分别进行包覆，得到包覆完整的具有核壳结构的纳米乳胶粒子，进而采用电解质凝聚方法，制备组分均匀、粒径均一的微米级准墨粉粒子，再经过分离、洗涤、干燥、外添等步骤制备得到彩色墨粉。本发明采用树脂对颜料、电荷调节剂及蜡进行封装，有效解决了组分不均匀及容易外漏的问题，制备的彩色墨粉具有组分分散均匀，形貌规则、粒径可控且分布较窄等优点。

Description

一种彩色墨粉及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种彩色打印机、复印机、传真机及印刷机所用彩色墨粉及其制备方法，具体涉及一种采用原位乳液聚合及电解质凝聚制备的彩色墨粉及其方法，属于墨粉制备领域。
背景技术
随着办公自动化的发展以及彩色打印、复印的普及，彩色墨粉作为其主要耗材，市场需求巨大，发展迅猛。传统的熔融粉碎法墨粉制备技术已经不能满足彩色打印对高分辨率图像输出等高品质需求。目前彩色打印机、复印机、传真机以及印刷机所用的彩色墨粉都是化学方法合成的聚合粉。聚合法彩色墨粉主要由树脂、颜料、蜡、电荷剂以及其它添加剂组成，聚合法制备彩色墨粉应用最多的方法有悬浮聚合法[如USP65666028、6528222、6740463]和乳液聚合法[如USP4983488、6531256及EP0162577、0225476、0302939、0631196]。悬浮聚合法有着制造工艺简单、成熟的特点而成为生产聚合墨粉的一种重要方法。但悬浮聚合法很难实现对粒子粒径及形貌的控制，使得墨粉由于粒径较大、分布较宽，打印复印时存在分辨率较低、色彩较差的缺点。乳液聚合法由于乳胶粒径小、分布窄、荷电均匀、分辨率高，成为彩色墨粉的主要制备方法。
乳液聚合法制备彩色墨粉的方法，主要是通过乳液聚合法制备纳米树脂乳液，然后与颜料分散乳液及蜡乳液进行混合，再通过凝聚复合的方式制备粒径符合要求的准彩色墨粉复合粒子，最后加入外添加剂制得彩色墨粉。彩色墨粉的制备，也可以将颜料、蜡、电荷剂与树脂单体混合后乳化，采用原位乳液聚合法制备彩色墨粉粒子，再通过凝聚复合及外添制备彩色墨粉，如专利CN200910233446.8；无锡佳腾公司专利CN101702080B将聚合单体、有机颜料、蜡等墨粉组分混合再引发聚合，最后用甲醇破乳，经后处理得到彩色墨粉；专利US2011104606采用原位乳液聚合法分别制备阴离子型含蜡和纳米二氧化硅的聚合物乳胶粒子，以及阳离子型含有颜料和纳米二氧化硅的聚合物复合乳胶粒子，最后再将两种不同电性的复合乳胶粒子凝聚，过滤、洗涤、干燥制得墨粉。这些方法操作简单，但由于各组分都有一定的粒度，直接将多种组分混合很难保证树脂对各组分的同时、高效包覆，因此也易造成漏料及组分不均的问题。
乳液聚合法制备的彩色墨粉克服了传统物理法的许多不足，但现有的技术多采用颜料乳液、蜡乳液及树脂乳液物理混合的方法，或采取多组分混合直接聚合的方式进行包覆复合，这些方法中或颜料及蜡与树脂结合不牢固或无法保证包覆效率及组分均匀，颜料和蜡易外漏，也存在电荷不均及打印效果不佳的问题。
发明内容
为克服现有技术存在的问题，本发明提供了一种采用原位乳液聚合及电解质凝聚制备的彩色墨粉及其方法，通过苯丙树脂对有机颜料、电荷调节剂及聚乙烯蜡分别进行包覆，得到包覆完整的具有清晰的核壳结构的纳米乳胶粒子，进而采用电解质凝聚复合的方法，制备组分均匀，粒径均一、表面光滑的微米级彩色墨粉粒子。
实现本发明目的的技术方案是：一种彩色墨粉，由以下重量分数的组分组成：
苯乙烯70-80份；
丙烯酸丁酯20-30份；
有机颜料3-5份；
固含量30%的聚乙烯蜡乳液15-35份；
电荷调节剂1-2份；
阴离子表面活性剂1.25-2份；
非离子型表面活性剂5-8份；
引发剂2-4份；
电解质凝聚剂2-5份；
聚乙烯醇2-5份；
疏水纳米SiO2 3-5份；
去离子水2350-2600份。
进一步的，所述有机颜料为红、黄、蓝三种颜色，其中红色颜料为PR122、PR184 或PR57:1等，黄色颜料为PY17、PY74或PY93等，蓝色颜料为酞菁蓝PB15:1、PB15:3或PB15:4等。
进一步的，所述的电荷调节剂为湖北鼎龙化工有限公司生产的型号为E84的水杨酸金属络合物。
进一步的，所述的非离子表面活性剂为曲拉通-100（TX-100）。
进一步的，所述的阴离子表面活性剂为十二烷基硫酸钠（SDS）或十二烷基苯磺酸钠（SDBS）。
进一步的，所述的水溶性引发剂为过硫酸钾（KPS）或过硫酸铵（APS）等。
进一步的，所述的电解质凝聚剂包括金属盐：氯化钠、氯化钾、氯化镁、氯化铝、氯化锌、氯化铁、硫酸镁、硫酸钠、硫酸铝等，或无机酸：盐酸、硫酸、硝酸、磷酸等。
其制备方法包括以下步骤：
1）颜料、电荷剂分散液制备：将3-5份有机颜料、1-2份电荷调节剂、1-2份非离子表面活性剂、0.25-0.5份阴离子型表面活性剂加入到500份去离子水中，超声分散均匀，置于盛有粒径为1.0mm-1.6mm的二氧化锆微球的球磨罐中，其中，微球与有机颜料质量比为100：1，球磨后得到均匀稳定的分散液，将分散液加入200份去离子水，搅拌稀释；
2）树脂包覆颜料及电荷剂复合乳胶粒子制备：称取35-40份苯乙烯单体、10-15份丙烯酸丁酯单体，两者混合后滴加到稀释后的分散液中，将1-2份水溶性引发剂溶于200份去离子水中，待单体滴加完将其滴入，滴完加热至75±5℃搅拌反应，得到苯丙树脂包覆颜料和电荷调节剂多组分复合乳胶粒子乳液；
3）树脂包覆PE蜡乳胶粒子制备：将固含量30%的商品聚乙烯蜡乳液15-35份加入到700-900份去离子水中，并加入4-6份非离子表面活性剂、1-1.5份阴离子型表面活性剂充分搅拌得到乳液；称取35-40份苯乙烯单体、10-15份丙烯酸丁酯单体，两者混合后滴加到乳液中，将1-2份水溶性引发剂溶于200份去离子水中，待单体滴加完将其滴入，滴完加热至75±5℃搅拌反应，得到苯丙树脂包覆聚乙烯蜡复合粒子乳液；
4）凝聚：将步骤（2）和步骤（3）制备的复合乳液各300份混合置于反应装置内，添加400份去离子水进行稀释，加热到45℃-55℃，并滴加含2-5份电解质凝聚剂的水溶液100-200份，在600-800rpm搅拌下保持1h-2h，每10min通过光学显微镜实时观测，当凝聚絮体粒径达10μm-20μm时，保持转速不变，加入含分散剂聚乙烯醇2-5份的水溶液50-100份，并升温至65℃-70℃使絮体收缩融合，保持1h-2h，继续升温至75℃-85℃使粒子球形化，搅拌转速降至300-400rpm，保持1h-2h；停止加热，搅拌转速降至200-300rpm，体系缓慢降温至40±5℃，使球形粒子进一步固结、收缩、平滑；
5）分离、干燥：自然冷却至室温，出料，沉降，抽滤，用无水乙醇多次洗涤，多次水洗，40℃-50℃充分干燥；
6）改性：加入3-5份疏水纳米SiO2进行改性处理，得到彩色墨粉。
进一步的，步骤（1）中，超声分散时间为5分钟以上，球磨转速为500rpm，球磨时间为3h以上。
进一步的，步骤（2）中，单体的滴加时间为30min-40min，搅拌反应时间为6h以上。
进一步的，步骤（3）中，单体的滴加时间为30min-40min，搅拌反应时间为6h以上。
进一步的，步骤（3）中，充分搅拌时间为40min-60min。
进一步的，步骤（4）中，电解质凝聚剂水溶液的滴加时间为20min-30min。
本发明的原理是：本发明采用原位乳液聚合，先通过复合表面活性剂的作用将颜料、电荷调节剂、聚乙烯蜡等被包覆组分均匀分散在水相中，表面活性剂在这些功能组分表面富集，形成分散均匀、稳定的乳胶粒子。缓慢滴加的共聚单体，由于其亲油性，会趋向于吸附到颜料、电荷剂和PE蜡粒子表面，在引发剂的作用下在颜料、电荷剂和PE蜡表面发生聚合，形成包覆结构，得到树脂包覆颜料、电荷剂及蜡的复合乳胶粒子；采用电解质凝聚，电解质在水中电离出阳离子，带正电荷的阳离子会破坏乳胶粒子原有的维持稳定的双电层结构，粒子间相互作用变强，趋向于聚集而失稳，达到纳米粒子凝聚的目的。而通过调节凝聚过程中的电解质浓度、搅拌速度、温度等因素可以实现对凝聚粒子粒径及形貌的控制，达到彩色墨粉应用所要求的性能。
与现有技术相比，本发明的优点及有益效果是：
1）本发明采用原位乳液聚合及电解质凝聚方法制备彩色墨粉，采用苯丙树脂对颜料、电荷调节剂、聚乙烯蜡分别进行封装，形成完整的包覆结构，可以有效解决颜料及蜡的外漏问题， 以及各功能组分的均匀分散问题。再通过电解质凝聚、 热固结及后处理工艺，制备彩色墨粉粒子。
2）制备工艺条件简单，彩色墨粉粒子粒形规整，粒径均匀，电荷分布均匀，色彩均一，粒径为6～10μm符合应用要求。
附图说明
图1为实施例1制备的苯丙树脂包覆蓝色颜料PB15：3和电荷调节剂E84复合粒子TEM图。
图2为本发明采用的商品聚乙烯蜡乳液TEM图。
图3为实施例1制备的苯丙树脂包覆聚乙烯蜡复合粒子TEM图。
图4为实施例1中凝聚后制得的微米级墨粉粒子SEM图。
具体实施方式
实施例1
1）颜料、电荷剂分散液制备：将5份蓝色颜料PB15:3、2份电荷调节剂、1份TX-100、0.25份SDS加入到500份去离子水中，超声分散均匀；
将上述混合物加入盛有粒径为1.0mm-1.6mm的二氧化锆微球的球磨罐中，微球质量为500份，球磨得到均匀稳定的颜料与电荷调节剂的分散液；加入200份去离子水搅拌稀释；
2）树脂包覆颜料及电荷剂复合乳胶粒子制备：称取40份苯乙烯、10份丙烯酸丁酯，两者混合后用30min滴入稀释后的分散液，将1.5份水溶性引发剂KPS溶于200份去离子水中，待单体滴加完将其滴入，滴完加热至75±5℃；反应6h，得到苯丙树脂包覆颜料和电荷调节剂多组分复合粒子乳液,粒子形貌如图1所示，颜料以棒状结晶的形式存在，聚合物包覆在其表面形成壳核结构；
3）树脂包覆PE蜡乳胶粒子制备：将25份固含量30%的商品聚乙烯蜡乳液，加入700份去离子水中，聚乙烯蜡粒子形貌如图2所示，粒径约60nm，并加入4份非离子表面活性剂TX-100、1份的阴离子型表面活性剂SDS充分搅拌40min；
称取40份苯乙烯、10份丙烯酸丁酯，两者混合后用30min滴入反应装置，将1.5份水溶性引发剂KPS溶于200份去离子水中，待单体滴加完将其滴入，滴完加热至75±5℃；反应6h，得到苯丙树脂包覆聚乙烯蜡复合粒子乳液；粒子形貌如图3所示，以聚乙烯蜡为核，聚合物树脂为壳形成清晰的壳核结构粒子；
4）凝聚：将两种复合乳液各300份混合，添加400份去离子水搅拌稀释，加热到55℃，并滴加含2份三氯化铝的水溶液100份，在600rpm搅拌下保持1h-2h，实时检测，当凝聚絮体粒径达10-20μm时，保持600rpm转速不变，加入含2份聚乙烯醇分散剂水溶液50份并升温至70℃使絮体收缩融合，保持1h，继续升温至85℃使粒子球形化，搅拌转速降至400rpm，保持1h；停止加热，搅拌转速降至300rpm，体系缓慢降温至40℃，使球形粒子进一步收缩、固结、平滑；
5）分离、干燥：出料，自然冷却至室温，沉降，抽滤，用无水乙醇多次洗涤，多次水洗，40℃-50℃充分干燥；
6）改性：加入4份疏水纳米SiO2对干燥后的墨粉粒子进行改性处理，得到蓝色墨粉。粒径5μm-8μm，大小均匀，形貌为球体或近球体的粒子，如图4所示
实施例2
1）颜料、电荷剂分散液制备：将4份黄色颜料PY17、1.5份电荷调节剂、2份 TX-100、0.5份SDBS加入到500份去离子水中，超声分散均匀；
将上述混合物加入盛有粒径为1.0mm-1.6mm的二氧化锆微球的球磨罐中，微球质量为400份，球磨得到均匀稳定的颜料与电荷调节剂的分散液，加入200份去离子水搅拌稀释；
2）树脂包覆颜料及电荷剂复合乳胶粒子制备：称取37.5份苯乙烯、12.5份丙烯酸丁酯，两者混合后用30min滴入稀释后的分散液，将1.5份水溶性引发剂APS溶于200份去离子水中，待单体滴加完将其滴入，滴完加热至75±5℃；
反应6h，得到苯丙树脂包覆颜料和电荷调节剂多组分复合乳胶粒子乳液；
3）树脂包覆PE蜡乳胶粒子制备：将35份固含量30%的商品聚乙烯蜡乳液加入700份去离子水中，并加入6份TX-100、1.5份SDBS充分搅拌60min；称取37.5份苯乙烯、12.5份丙烯酸丁酯，两者混合后用30min滴入反应装置，将1.5份水溶性引发剂APS溶于200份去离子水中，待单体滴加完将其滴入，滴完加热至75±5℃；反应6h，制备苯丙树脂包覆聚乙烯蜡复合粒子乳液；
4）凝聚：将两种复合乳液各300份混合，添加400份去离子水搅拌稀释，加热到50℃，并滴加含4份硫酸镁的水溶液200份，在700rpm搅拌下保持1h-2h，实时检测，当凝聚絮体粒径达10-20μm时，保持700rpm转速不变，加入含3份聚乙烯醇分散剂溶液50份，并升温至65℃使絮体收缩融合，保持1h，继续升温至75℃使粒子球形化，搅拌转速降至400rpm，保持1h；停止加热，搅拌转速降至200rpm，体系缓慢降温至40℃，使球形粒子进一步收缩、固结、平滑；
5）分离、干燥：出料，自然冷却至室温，沉降，抽滤，用无水乙醇多次洗涤，多次水洗，40℃-50℃充分干燥；
6）改性：加入5份疏水纳米SiO2对干燥后的墨粉粒子进行改性处理，得到黄色墨粉。
实施例3
1）颜料、电荷剂分散液制备：将3份的红色颜料PR184、1份电荷调节剂、1份TX-100、0.25份SDS加入到500份去离子水中，超声分散均匀；
将上述混合物加入盛有粒径为1.0mm-1.6mm的二氧化锆微球的球磨罐中，微球质量为500份，球磨得到均匀稳定的颜料与电荷调节剂的分散液，加入400份去离子水搅拌稀释；
2）树脂包覆颜料及电荷剂复合乳胶粒子制备：称取35份苯乙烯、15份丙烯酸丁酯，，混合后用30min滴入稀释后的分散液，将1份水溶性引发剂KPS溶于200份去离子水中，待单体滴加完将其滴入，滴完加热至75±5℃；反应6h，得到苯丙树脂包覆颜料和电荷调节剂多组分复合乳胶粒子乳液；
3）树脂包覆PE蜡乳胶粒子制备：将15份固含量30%的商品聚乙烯蜡乳液加入900份去离子水中，并加入5份非离子表面活性剂TX-100、1.25份的阴离子型表面活性剂SDS充分搅拌50min；称取35份苯乙烯、15份丙烯酸丁酯，混合后用30min滴入反应装置，将1份水溶性引发剂KPS溶于200份去离子水中，待单体滴加完将其滴入，滴完加热至75±5℃，反应6h得到苯丙树脂包覆聚乙烯蜡复合粒子乳液；
4）凝聚：将两种复合乳液各300份混合，添加400份去离子水搅拌稀释，加热到45℃，并滴加含5份盐酸的水溶液100份，在600rpm搅拌下保持1h-2h，实时检测，当凝聚絮体粒径达10-20μm时，保持600rpm转速不变，加入含5份聚乙烯醇分散剂溶液100份，并升温至68℃使絮体收缩融合，保持2h，继续升温至80℃使粒子球形化，搅拌转速降至400rpm，保持1h；停止加热，搅拌转速降至250rpm，体系缓慢降温至40℃，使球形粒子进一步收缩、固结、平滑；
5）分离、干燥：出料，自然冷却，沉降，抽滤，用无水乙醇多次洗涤，多次水洗，40℃-50℃充分干燥，；
6）改性：加入3份疏水纳米SiO2对干燥后的准墨粉粒子进行改性处理，得到红色墨粉。
对于此配方，我们也通过把树脂单体、颜料、电荷调节剂、聚乙烯蜡等功能组分直接混合再滴加引发剂进行反应，具体地：把70份苯乙烯、30份丙烯酸丁酯、3份红色颜料PR184、1份电荷调节剂、15份聚乙烯蜡乳液直接混合，超声分散至均匀；再加入6份TX-100和1.5份SDS，加入800份去离子水，充分搅拌60min；滴加含3份水溶性引发剂KPS的水溶液200份，滴完升温至75±5℃进行反应，随着反应进行，有块状或团状物质析出，最终甚至会发生乳液破乳现象，全部结成粘连的胶状物附着在反应装置壁上或搅拌装置上。分析可能的原因是多种组分直接混合，而各自有一定的粒度，在聚合反应过程中，很多粒子无法被聚合物包覆或包覆不均匀而聚集成大颗粒，这些大颗粒会破坏乳液的稳定性使体系失稳，无法制得均匀的复合粒子。尝试通过调整乳化剂的用量来提高乳液的稳定性，效果不理想。

Claims (12)

1.一种彩色墨粉，其特征在于，彩页墨粉原料由以下重量份数的组分组成：
苯乙烯单体70-80份；
丙烯酸丁酯单体20-30份；
有机颜料3-5份；
固含量30%的商品聚乙烯蜡乳液15-35份；
电荷调节剂1-2份；
阴离子表面活性剂1.25-2份；
非离子型表面活性剂5-8份；
水溶性引发剂2-4份；
电解质凝聚剂2-5份；
聚乙烯醇2-5份；
疏水纳米SiO2 3-5份；
去离子水2350-2600份；
所述彩色墨粉由以下步骤制备：
1）颜料、电荷剂分散液制备：将3-5份有机颜料、1-2份电荷调节剂、1-2份非离子表面活性剂、0.25-0.5份阴离子型表面活性剂加入到500份去离子水中，超声分散均匀，置于盛有粒径为1.0mm-1.6mm的二氧化锆微球的球磨罐中，其中，微球与有机颜料质量比为100：1，球磨后得到均匀稳定的分散液，将分散液加入200份去离子水，搅拌稀释；
2）树脂包覆颜料及电荷剂复合乳胶粒子制备：称取35-40份苯乙烯单体、10-15份丙烯酸丁酯单体，两者混合后滴加到稀释后的分散液中，将1-2份水溶性引发剂溶于200份去离子水中，待单体滴加完将其滴入，滴完加热至75±5℃搅拌反应，得到苯丙树脂包覆颜料和电荷调节剂多组分复合乳胶粒子乳液；
3）树脂包覆PE蜡乳胶粒子制备：将固含量30%的商品聚乙烯蜡乳液15-35份加入到700-900份去离子水中，并加入4-6份非离子表面活性剂、1-1.5份阴离子型表面活性剂充分搅拌得到乳液；称取35-40份苯乙烯单体、10-15份丙烯酸丁酯单体，两者混合后滴加到乳液中，将1-2份水溶性引发剂溶于200份去离子水中，待单体滴加完将其滴入，滴完加热至75±5℃搅拌反应，得到苯丙树脂包覆聚乙烯蜡复合粒子乳液；
4）凝聚：将步骤（2）和步骤（3）制备的复合乳液各300份混合置于反应装置内，添加400份去离子水进行稀释，加热到45℃-55℃，并滴加含2-5份电解质凝聚剂的水溶液100-200份，在600-800rpm搅拌下保持1h-2h，当凝聚絮体粒径达10μm-20μm时，保持转速不变，加入含分散剂聚乙烯醇2-5份的水溶液50-100份，并升温至65℃-70℃使絮体收缩融合，保持1h-2h，继续升温至75℃-85℃使粒子球形化，搅拌转速降至300-400rpm，保持1h-2h；停止加热，搅拌转速降至200-300rpm，体系缓慢降温至40±5℃；
5）分离、干燥：自然冷却至室温，出料，沉降，抽滤，用无水乙醇多次洗涤，多次水洗，40℃-50℃充分干燥；
6）改性：加入3-5份疏水纳米SiO2进行改性处理，得到彩色墨粉。
2.如权利要求1所述的彩色墨粉，其特征在于，所述有机颜料为红、黄、蓝三种颜色，其中，红色颜料为PR122、PR184 或PR57:1，黄色颜料为PY17、PY74或PY93，蓝色颜料为酞菁蓝PB15:1、PB15:3或PB15:4。
3.如权利要求1所述的彩色墨粉，其特征在于，所述的电荷调节剂为湖北鼎龙化工有限公司生产的型号为E84的水杨酸金属络合物；所述的水溶性引发剂为过硫酸钾或过硫酸铵。
4.如权利要求1所述的彩色墨粉，其特征在于，所述的非离子表面活性剂为曲拉通-100；所述的阴离子表面活性剂为十二烷基硫酸钠或十二烷基苯磺酸钠。
5.如权利要求1所述的彩色墨粉，其特征在于，所述的电解质凝聚剂包括金属盐或无机酸。
6.如权利要求5所述的彩色墨粉，其特征在于，所述的金属盐选自氯化钠、氯化钾、氯化镁、氯化铝、氯化锌、氯化铁、硫酸镁、硫酸钠、硫酸铝中任意一种。
7.如权利要求5所述的彩色墨粉，其特征在于，所述的无机酸选自盐酸、硫酸、硝酸、磷酸中任意一种。
8.一种彩色墨粉的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）颜料、电荷剂分散液制备：将3-5份有机颜料、1-2份电荷调节剂、1-2份非离子表面活性剂、0.25-0.5份阴离子型表面活性剂加入到500份去离子水中，超声分散均匀，置于盛有粒径为1.0mm-1.6mm的二氧化锆微球的球磨罐中，其中，微球与有机颜料质量比为100：1，球磨后得到均匀稳定的分散液，将分散液加入200份去离子水，搅拌稀释；
2）树脂包覆颜料及电荷剂复合乳胶粒子制备：称取35-40份苯乙烯单体、10-15份丙烯酸丁酯单体，两者混合后滴加到稀释后的分散液中，将1-2份水溶性引发剂溶于200份去离子水中，待单体滴加完将其滴入，滴完加热至75±5℃搅拌反应，得到苯丙树脂包覆颜料和电荷调节剂多组分复合乳胶粒子乳液；
3）树脂包覆PE蜡乳胶粒子制备：将固含量30%的商品聚乙烯蜡乳液15-35份加入到700-900份去离子水中，并加入4-6份非离子表面活性剂、1-1.5份阴离子型表面活性剂充分搅拌得到乳液；称取35-40份苯乙烯单体、10-15份丙烯酸丁酯单体，两者混合后滴加到乳液中，将1-2份水溶性引发剂溶于200份去离子水中，待单体滴加完将其滴入，滴完加热至75±5℃搅拌反应，得到苯丙树脂包覆聚乙烯蜡复合粒子乳液；
4）凝聚：将步骤（2）和步骤（3）制备的复合乳液各300份混合置于反应装置内，添加400份去离子水进行稀释，加热到45℃-55℃，并滴加含2-5份电解质凝聚剂的水溶液100-200份，在600-800rpm搅拌下保持1h-2h，当凝聚絮体粒径达10μm-20μm时，保持转速不变，加入含分散剂聚乙烯醇2-5份的水溶液50-100份，并升温至65℃-70℃使絮体收缩融合，保持1h-2h，继续升温至75℃-85℃使粒子球形化，搅拌转速降至300-400rpm，保持1h-2h；停止加热，搅拌转速降至200-300rpm，体系缓慢降温至40±5℃；
5）分离、干燥：自然冷却至室温，出料，沉降，抽滤，用无水乙醇多次洗涤，多次水洗，40℃-50℃充分干燥；
6）改性：加入3-5份疏水纳米SiO2进行改性处理，得到彩色墨粉。
9.如权利要求8所述的彩色墨粉的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，超声分散时间为5分钟以上，球磨转速为500rpm，球磨时间为3h以上。
10.如权利要求8所述的彩色墨粉的制备方法，其特征在于，步骤（2）和步骤（3）中，单体的滴加时间为30min-40min，搅拌反应时间为6h以上。
11.如权利要求8所述的彩色墨粉的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，充分搅拌40min-60min后得到乳液。
12.如权利要求8所述的彩色墨粉的制备方法，其特征在于，步骤（4）中，电解质凝聚剂水溶液的滴加时间为20min-30min。
CN201610353509.3A 2016-05-25 2016-05-25 一种彩色墨粉及其制备方法 Expired - Fee Related CN105974750B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610353509.3A CN105974750B (zh) 2016-05-25 2016-05-25 一种彩色墨粉及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610353509.3A CN105974750B (zh) 2016-05-25 2016-05-25 一种彩色墨粉及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105974750A CN105974750A (zh) 2016-09-28
CN105974750B true CN105974750B (zh) 2019-11-15

Family

ID=56957129

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610353509.3A Expired - Fee Related CN105974750B (zh) 2016-05-25 2016-05-25 一种彩色墨粉及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105974750B (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6342548B1 (ja) * 2017-05-22 2018-06-13 竹本油脂株式会社 ポリオレフィン系樹脂用改質剤、ポリオレフィン系樹脂組成物、改質ポリオレフィン系樹脂フィルム及び積層フィルム
CN107239014B (zh) * 2017-07-24 2020-08-11 南京理工大学 采用细乳液聚合及球磨复合制备的彩色墨粉及方法
CN108587250B (zh) * 2017-08-09 2020-05-19 常熟世名化工科技有限公司 一种复合颜料表面改性剂及其应用方法
CN109143802B (zh) * 2018-08-23 2021-06-22 南京理工大学 采用乳液聚合-凝聚一步法制备的彩色墨粉及其方法
CN111073355A (zh) * 2019-12-26 2020-04-28 河南兴安新型建筑材料有限公司 一种彩色Al粉颜料的制备方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101320240A (zh) * 2007-05-30 2008-12-10 精工爱普生株式会社 显影装置,图像形成设备和图像形成系统
CN101320229A (zh) * 2008-06-24 2008-12-10 王恒来 一种彩色墨粉及其制备方法
CN102445869A (zh) * 2011-12-28 2012-05-09 深圳市乐普泰科技有限公司 静电显影用彩色墨粉及其制备方法
CN103616807A (zh) * 2013-12-02 2014-03-05 沈阳化工大学 一种彩色墨粉及其制备方法
CN104252106A (zh) * 2014-09-18 2014-12-31 南京理工大学 一种采用原位细乳液聚合及静电凝聚制备的彩色墨粉及其方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8580469B2 (en) * 2011-12-15 2013-11-12 Xerox Corporation Colored toners

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101320240A (zh) * 2007-05-30 2008-12-10 精工爱普生株式会社 显影装置,图像形成设备和图像形成系统
CN101320229A (zh) * 2008-06-24 2008-12-10 王恒来 一种彩色墨粉及其制备方法
CN102445869A (zh) * 2011-12-28 2012-05-09 深圳市乐普泰科技有限公司 静电显影用彩色墨粉及其制备方法
CN103616807A (zh) * 2013-12-02 2014-03-05 沈阳化工大学 一种彩色墨粉及其制备方法
CN104252106A (zh) * 2014-09-18 2014-12-31 南京理工大学 一种采用原位细乳液聚合及静电凝聚制备的彩色墨粉及其方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN105974750A (zh) 2016-09-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105974750B (zh) 一种彩色墨粉及其制备方法
CN103642281B (zh) 改性炭黑及其制备方法与用于制备黑色化学墨粉的应用
CN103105751B (zh) 核壳结构悬浮聚合墨粉制备方法
CN103543622B (zh) 一种采用细乳液聚合制备的彩色墨粉及其方法
CN102445869B (zh) 静电显影用彩色墨粉制备方法
CN103645617A (zh) 彩色荧光防伪隐形墨粉及制备方法
CN102736458B (zh) 一种聚集–融合法制备黑色、彩色墨粉的方法
CN102585519A (zh) 改性蜡分散液及乳液凝集墨粉的制备方法
CN102436156B (zh) 悬浮聚合墨粉制备方法
CN104252106B (zh) 一种采用原位细乳液聚合及静电凝聚制备的彩色墨粉及其方法
CN102768479A (zh) 一种乳液聚合制备静电成像彩色墨粉的方法
CN109143802A (zh) 采用乳液聚合-凝聚一步法制备的彩色墨粉及其方法
CN103172797B (zh) 聚丙烯酸酯∕聚酯树脂互穿网络结构的预聚物及制备方法及含有该预聚物的粉末涂料
CN101220103B (zh) 具有硬核-软壳结构的聚合物乳胶粒及制法和在复印机或激光打印机墨粉中的应用
CN105801777A (zh) 一种陶瓷激光打印用高温黄色颜料的制备方法
CN104330960A (zh) 一种阴离子型纳米蜡乳液及其制备方法与应用
CN101699353A (zh) 一种彩色碳粉及其制造方法
CN103257537B (zh) 一种彩色墨粉的制备方法
CN102718911A (zh) 包蜡型纳米树脂球乳液及其制备方法与应用
CN103631104B (zh) 一种彩色碳粉及其制备方法
CN104356275A (zh) 一种纳米有色树脂乳浆的制备方法及应用
CN104460255A (zh) 核壳结构彩色墨粉制备方法
CN104298083A (zh) 一种彩色墨粉及其制备方法
DE102014214064A1 (de) Latex mit farbmittel und verfahren zu seiner herstellung
CN110426924A (zh) 一种高颜料含量陶瓷墨粉及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20191115

Termination date: 20210525

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee