CN107163195B - 一种苯丙-聚酯树脂的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种苯丙‑聚酯树脂的制备方法，属于激光打印/静电复印彩色粉的制备技术领域。本发明所述方法是苯乙烯、丙烯酸酯、聚酯树脂以及引发剂在超临界条件下发生溶胀聚合反应制备得到苯丙‑聚酯树脂，该方法节能、绿色环保；另外，采用本发明所述方法制备的苯丙‑聚酯树脂在高温、高湿条件下带电稳定，定影温度低，与脱模剂相容性好。

Description

一种苯丙-聚酯树脂的制备方法

技术领域

本发明涉及一种苯丙-聚酯树脂的制备方法，属于激光打印/静电复印彩色粉的制备技术领域。

背景技术

墨粉是静电复印和激光打印中用于定影显影的办公耗材，主要由树脂、颜料、电荷调节剂、润滑剂等组成。墨粉的性能主要由其树脂决定，树脂的分子量及其分布、玻璃化转变温度、软化点、粘流态温度等都影响墨粉的性能。苯乙烯-丙烯酸树脂因价格低廉，在高温、高湿条件下带电稳定，与脱模剂相容性好等优点，被广泛用作墨粉树脂粘合剂。但随着复印机、打印机的更新换代，特别是高速复印机、彩色复印机的问世，使得苯乙烯-丙烯酸树脂越来越不能满足墨粉在低温定影性能方面的要求。

聚酯树脂作为一种新型的墨粉树脂，因其本身结构的特点使其在热性能方面明显优于苯乙烯-丙烯酸酯树脂，主要表现在具有较高的玻璃化温度和较低的软化点。可使墨粉获得良好的低温定影性、抗偏移性和耐热存储稳定性，且容易在低温定影和高光泽化上取得平衡，在高速打印机、高速复印机以及彩色打印机用墨粉的制备领域具有显著的优势。然而，聚酯树脂中由于含有大量的羧基和羟基，因此具有酸性。聚酯树脂的酸值对其墨粉带电性能具有较大的影响，树脂酸值过高，带电性能受环境(温度、湿度等)影响大，带电稳定性差；酸值过低，带电稳定性较好，但是低温定影性能差。而且，羧基在摩擦起电中通常会产生负电，这也限制了其在正电打印中的应用。

为了制备高温、高湿条件下带电稳定，与脱模剂相容性好，定影温度低、储存和带电稳定的墨粉树脂，目前主要采用物理共混方式将苯乙烯-丙烯酸树脂和聚酯树脂混合起来，由于聚酯树脂与苯乙烯-丙烯酸树脂的结构差异导致两者相容性差，仅通过机械混炼难以实现两种树脂以及树脂的添加剂较好地分散，从而使墨粉电荷分布不均匀，图像质量较差。另外，还有一些利用在熔融状态的聚酯树脂中进行苯丙树脂的聚合，或者悬浮聚合方法制备具有核壳结构的苯丙-聚酯树脂。但这些方法过程复杂，使用大量有机溶剂及水，限制了其发展及应用。

发明内容

针对利用现有技术制备的墨粉用树脂存在的不足，本发明的目的在于提供一种苯丙-聚酯树脂的制备方法，所述方法是在超临界条件下发生溶胀聚合反应制备得到苯丙-聚酯树脂，该方法节能、绿色环保；另外，所制备的树脂在高温、高湿条件下带电稳定，定影温度低，与脱模剂相容性好。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

一种苯丙-聚酯树脂的制备方法，所述方法步骤如下：

将苯乙烯、丙烯酸酯、聚酯树脂以及引发剂加入到高压反应釜中，并通入二氧化碳气体，控制高压反应釜内部的温度为40℃～120℃以及压力为8MPa～100MPa，在搅拌下反应4h～10h后，降至室温以及标准大气压，得到苯丙-聚酯树脂。

苯乙烯:丙烯酸酯:聚酯树脂:引发剂的质量比为(60～85):(15～25):(10～20):(1～6)。

所述丙烯酸酯中烷烃基的碳原子数为1～6。

所述聚酯树脂为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚间苯二甲酸乙二醇酯、聚邻苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚丁二酸丙二醇酯、聚己二酸三甘醇酯、聚癸二酸辛戊二醇酯和聚壬二酸二甘醇酯等无定形或晶型聚酯树脂中的一种以上。

所述引发剂为偶氮二异丁腈、过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠或过氧化苯甲酰等自由基引发剂。

本发明所述苯丙-聚酯树脂、色料、石蜡和电荷控制剂经过高温熔融后，再依次进行挤压、粉碎，得到色粉粒子；将色粉粒子与增强流动性的超细粉末混合均匀，得到适用于制作彩色激光打印或静电复印的墨粉。

色粉粒子的颜色为黄、品、青或者黑。

所述超细粉末为二氧化硅、金属氧化物和硬脂酸盐中的一种及以上；其中，优选颗粒尺寸为纳米级的超细粉末。金属氧化物优选二氧化钛、氧化铝、氧化锌、氧化锶或氧化镁，硬脂酸盐优选硬脂酸镁、硬脂酸锌或硬脂酸钙。所述超细粉末的质量与色粉粒子的质量比为0.1～2:100。

有益效果：

本发明提供了一种超临界条件下制备苯丙-聚酯树脂的方法，该方法节能、绿色环保；可以方便地制备在高温、高湿条件下带电稳定，定影温度低，与脱模剂相容性好，储存和带电稳定的墨粉树脂。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步阐述，但本发明并不限于以下实施例。所述方法如无特别说明均为常规方法，所述原材料如无特别说明均能从公开商业途径而得。

以下实施例中：

聚对苯二甲酸乙二醇酯：杜邦-FR530，美国杜邦；

聚对苯二甲酸丙二醇酯：PTT 3401，美国杜邦；

聚癸二酸辛戊二醇酯：28759-54-8，麦卡希试剂。

实施例1

将75g苯乙烯、20g丙烯酸乙酯、8g聚对苯二甲酸乙二醇酯、8g聚对苯二甲酸丙二醇酯以及2g偶氮二异丁腈加入到高压反应釜中，并通入二氧化碳气体，控制高压反应釜内部的温度为70℃以及压力为20MPa，在600rpm转速下搅拌下反应8h后，降至室温以及标准大气压，得到苯丙-聚酯树脂。

实施例2

将85g苯乙烯、15g丙烯酸丁酯、15g聚癸二酸辛戊二醇酯以及2g过硫酸铵加入到高压反应釜中，并通入二氧化碳气体，控制高压反应釜内部的温度为80℃以及压力为15MPa，在800rpm转速下搅拌下反应6h后，降至室温以及标准大气压，得到苯丙-聚酯树脂。

实施例3

按照85:5:2:8的质量比将实施例1所制备的苯丙-聚酯树脂、石蜡、水杨酸锌以及炭黑在高速混合机内混合均匀，再进行高温熔融混合，并经挤出机挤出压片，再进入球磨机粗粉碎，进一步经过气流粉碎机粉碎分级得到5μm～10μm的色粉粒子；将得到的20g色粉粒子与0.12g纳米二氧化硅粉末混合均匀，得到适用于激光打印的黑色墨粉。

分别用黄、品、青色颜料替换黑色颜料，采用不同颜料的配比稍有差别，但是根据现有技术配制即可，可得到适用于彩色激光打印的黄、品、青色墨粉。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种苯丙-聚酯树脂的制备方法，其特征在于：所述方法步骤如下：

将苯乙烯、丙烯酸酯、聚酯树脂以及引发剂加入到高压反应釜中，并通入二氧化碳气体，控制高压反应釜内部的温度为40℃～120℃以及压力为8MPa～100MPa，在搅拌下反应4h～10h后，降至室温以及标准大气压，得到苯丙-聚酯树脂；

苯乙烯:丙烯酸酯:聚酯树脂:引发剂的质量比为(60～85):(15～25):(10～20):(1～6)；

所述引发剂为自由基引发剂。

2.根据权利要求1所述的一种苯丙-聚酯树脂的制备方法，其特征在于：所述丙烯酸酯中烷烃基的碳原子数为1～6。

3.根据权利要求1所述的一种苯丙-聚酯树脂的制备方法，其特征在于：所述聚酯树脂为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚间苯二甲酸乙二醇酯、聚邻苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚丁二酸丙二醇酯、聚己二酸三甘醇酯、聚癸二酸辛戊二醇酯和聚壬二酸二甘醇酯中的一种以上。

4.根据权利要求1所述的一种苯丙-聚酯树脂的制备方法，其特征在于：所述引发剂为偶氮二异丁腈、过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠或过氧化苯甲酰。

5.一种采用权利要求1～4任一项所述的苯丙-聚酯树脂的制备方法制备得到苯丙-聚酯树脂的应用，其特征在于：将所述苯丙-聚酯树脂、色料、石蜡和电荷控制剂经过高温熔融后，再依次进行挤压、粉碎，得到色粉粒子；将色粉粒子与增强流动性的超细粉末混合均匀，得到适用于制作彩色激光打印或静电复印的墨粉；

色粉粒子的颜色为黄、青或黑；

所述超细粉末的质量与色粉粒子的质量比为0.1～2:100；所述超细粉末为二氧化硅、金属氧化物和硬脂酸盐中的一种以上。

6.根据权利要求5所述的一种苯丙-聚酯树脂的应用，其特征在于：所述金属氧化物为二氧化钛、氧化铝、氧化锌、氧化锶或氧化镁。

7.根据权利要求5所述的一种苯丙-聚酯树脂的应用，其特征在于：所述硬脂酸盐为硬脂酸镁、硬脂酸锌或硬脂酸钙。