CN112391088A - 一种提高感光鼓涂层耐磨性的涂料配方 - Google Patents

一种提高感光鼓涂层耐磨性的涂料配方 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种提高感光鼓涂层耐磨性的涂料配方，按照质量配比包括以下成分：二氧化硅分散液1～20份，氯醋树脂50～100份、三聚氰胺树脂5～30份、空穴传输材料35～70份、电子传输材料20～40份、电荷发生材料2～10份、抗氧剂1～5份和溶剂300～500份。本发明的优点在于：优异的电特性和耐刮性、耐磨性。

Description

一种提高感光鼓涂层耐磨性的涂料配方
技术领域
本发明涉及光电半导体涂料技术领域，具体是指一种提高感光鼓涂层耐磨性的涂料配方。
背景技术
有机感光鼓是一类在激光照射下能使光产生载流子形成并迁移的光电半导体器件，是激光打印机、数码复印机、激光传真机及多功能一体机等现代办公设备中最为核心的光电转换及成像部件，直接决定打印、复印等影像传输的质量，是集现代功能材料、现代先进制造技术于一体的高集成、高附加值的有机光电子半导体信息产品。
有机感光鼓主要由圆筒状铝基材和基材外表层涂膜的有机感光材料组成。铝基材一般采用A6063或A3003铝材，通过熔融、挤压、拉伸、切断，高精度表面切削制成管状感光鼓铝基。有机感光材料主要是由有机高分子树脂和有机功能材料组成，通过在溶剂中溶解或研磨分散树脂及功能性材料制成光电半导体涂料，利用浸涂方式在铝基表面涂覆上一层或多层膜厚均匀的涂层，在80-160℃温度下烘烤制得有机感光鼓。目前大多数感光鼓成膜树脂以高分子树脂居多，可以是聚碳酸树脂，聚酯树脂，聚酰胺树脂，聚乙烯缩丁醛树脂，聚氨酯树脂等一种或几种混合。用聚碳酸树脂或聚酯树脂作为成膜主体材料最为常见，有一定的局限性，如对铝基材附着力不足，膜层硬度不足，防刮擦和耐磨性能不能达到要求等，以此成膜的OPC感光鼓寿命短，在实际应用中有一定的局限性。国外有改性聚碳酸树脂和聚酯树脂，一定程度可增加感光鼓膜层的耐磨性，但是对国内技术封锁，一般为原装OEM厂家的定制产品，不对外销售。即使改性，对于聚碳酸树脂和聚酯树脂而言，在铝基附着力和耐磨性方面还是有一定的局限性。
正电型感光鼓为正电性高压充电，过程中相对于负电性高压充电对空气电离产生臭氧量少，比较环保，而且正电型单层感光鼓的制造工序相比负电型多层感光鼓要少，制造成本相对较少，市场上常见的打印机和复印机中很多采用正电型感光鼓。正电型感光鼓为单层性感光涂层，涂料中含成膜树脂和功能性光电半导体材料(如光敏感材料，空穴传输材料和电子传输材料等)，功能性材料含量比例较大，易造成感光膜层的机械性能下降，如变脆，耐刮擦性和耐磨性不好等。功能性材料含量降低时又达不到感光鼓的光电敏感性要求。
随着技术的进步和发展，用户对打印品质的要求越来越高，如分辨率、清晰度、色彩饱满度等。这使得厂家不断研究新方法和改善产品以达到和满足客户的要求，比如更细的碳粉颗粒，更快的纸张输出，更长使用寿命的打印机部件等。颗粒度更小的碳粉可提到分辨率和清晰度，但同时易造成刮板清理不完全，特别在感光鼓涂层有划痕或高速运转时，极细的碳粉会从刮刀和感光鼓涂层的缝隙漏出，造成打印细线或底灰等不良。另一方面，图像分辨率的一个限制因素之一是感光涂层厚度，为适应更高分辨率(如2400dpi)，要求更小的感光涂层厚度，这和通过增加膜厚来获得延长感光鼓寿命的方法是相悖的。
很多方法被研究来增加感光鼓涂层的耐刮痕性和耐磨性以满足更细碳粉颗粒度和延长鼓芯寿命，其中通过树脂改性和耐刮耐磨添加剂来提高涂层耐磨性的方法最为普遍。一种通过在高分子树脂重复单元中加入有机硅的方式可获得一定效果，但含有机硅单元加入涂料液体中易产生气泡，在感光鼓制造过程中易产生气泡不良。通过在配方中添加耐刮耐磨添加剂如耐磨微粉也可以获得一定耐刮和耐磨性能增强，但耐刮和耐磨添加剂容易改变涂层的载流子传输性，且易发生沉降而发生不均匀性。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，针对上述问题，提供一种耐刮耐磨性好、具有优异的电气特性的提高感光鼓涂层耐磨性的涂料配方。
为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：一种提高感光鼓涂层耐磨性的涂料配方，按照质量配比包括以下成分：二氧化硅分散液1～20份，氯醋树脂50～100份、三聚氰胺树脂5～30份、空穴传输材料35～70份、电子传输材料20～40份、电荷发生材料2～10份、抗氧剂1～5份和溶剂300～500份。
进一步地，所述二氧化硅分散液由粒径10～30纳米的二氧化硅粉体，经N-β(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷和十七氟癸基三乙氧基硅烷改性后，用乙酸丁酯分散而成。
进一步地，所述氯醋树脂采用三元氯醋树脂。
进一步地，所述三聚氰胺树脂为在90～120℃温度下固化的高度甲醚化三聚氰胺树脂。
进一步地，所述空穴传输材料采用具有含丁二烯基的苯胺衍生物。
进一步地，所述电子传输材料采用具有醌类结构的化合物。
进一步地，所述电荷发生材料采用含金属酞菁的材料。
进一步地，所述抗氧剂采用BHT、抗氧剂1010中的至少一种。
进一步地，所述溶剂采用四氢呋喃。
本发明与现有技术相比的优点在于：该提高感光鼓涂层耐磨性的涂料配方，配方中加入经表面特殊处理的二氧化硅分散液，经烘烤和三聚氰胺、三元氯醋树脂形成键合交联，可增强膜层的耐刮痕，耐磨特性；在低膜厚(15～25微米范围)涂层也可获得优异的电气特性，所制得的正电型感光鼓符合高转速高分辨率彩色打印机和复印机的要求。
具体实施方式
经表面特殊处理的二氧化硅分散液的制备方法为：
首先，在4kg异丙醇中加入10g N-β(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷，5g十七氟癸基三乙氧基硅烷和2g 3,5-二叔丁基水杨酸(D1947，日本东京化成制)搅拌溶解，加入1kg二氧化硅在球磨机研磨2小时，研磨条件：氧化锆珠子
Figure BDA0002785809260000031
填充率80％。所得研磨液挥发掉溶剂后120℃烤干2小时，粉碎，制得表面处理纳米二氧化硅粉体。
其次，在1kg乙酸丁酯中，加入200g三元氯醋树脂充分溶解后，加入1kg以上表面处理后的纳米二氧化硅粉，在球磨机研磨10小时，制得纳米二氧化硅分散液。
实施例一
一种提高感光鼓涂层耐磨性的涂料配方如下，按照质量配比：
经表面处理的纳米二氧化硅分散液：10份，
氯醋树脂：60份，
三聚氰胺树脂：20份，
空穴传输材料：50份，
电子传输材料：30份，
电荷发生材料：5份，
抗氧剂1010：5份，
溶剂(四氢呋喃)：400份。
以上材料混合溶解完全后，在研磨机上研磨2小时，大小为1mm锆珠，80％仓体填充量，制得液体用5微米过滤器过滤，用圆环涂膜方式，在铝基上涂上一层涂膜，120℃干燥40分钟，得到20微米厚的均匀涂层，制得感光鼓E1。
实施例二
本例的制造方式同案实施例1，除了经表面处理的纳米二氧化硅分散液添加量改为20份，按此方式制得感光鼓E2。
比较例一
本例的制造方式同案实施例1，除了经表面处理的纳米二氧化硅分散液改为二氧化硅粉，按此方式制得感光鼓CE1。
以上正充电型有机感光鼓，安装在彩色一体机上，按ISO_IEC_19752_2004，5％浓度A4印字50000张，评价感光鼓的光敏感特性，耐刮痕性和打印品质：
曝光电位VL：经改装后的治具，表面电位计探头放置打印机内，测得印字100％浓度时的感光鼓表面电压值称为曝光电位VL，单位V；
膜厚消减量：使用涡流膜厚计测量，单位(μm)，
计算(期初膜厚-期末膜厚)/印张数；
膜层外观：按印字后，膜层刮痕深度和粗细评判，好0～5差；
分辨率：打印20％纯色版-红色(C)，放置于显微镜下放大60倍，观察打印红色粉点排列，按级别好0～5差：
每个色点边缘清晰可见，间距均匀，不黏连；
色点边缘基本清晰，偶尔有不均匀但不黏连；
色点边缘可见，有个别黏连，但概率<10％；
色点大小不一，可见黏连，概率大于10％少于30％；
色点大小不一，可见黏连，概率大于30％少于50％；
色点虚幻，不清晰，黏连大于4级。
画像品质：评价打印初稿和5万张印字后，稿件有无刮痕漏粉细线。
结果如下：
E1：135(漏光电位VL)、0.7(膜厚消减量)、0(膜外观)、0(分辨率)、无细线(画像品质)；
E2：145(漏光电位VL)、0.5(膜厚消减量)、0(膜外观)、0(分辨率)、无细线(画像品质)；
CE1：140(漏光电位VL)、1.2(膜厚消减量)、2(膜外观)、0(分辨率)、可见细微细线(画像品质)。
由以上结果可以看出，本发明所述光电半导体涂料配方中加经表面处理的纳米二氧化硅，在铝基上涂膜固化后所制得的感光鼓，具有优异的电特性和耐刮痕和耐磨特性。
以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种提高感光鼓涂层耐磨性的涂料配方，其特征在于，按照质量配比包括以下成分：二氧化硅分散液1～20份，氯醋树脂50～100份、三聚氰胺树脂5～30份、空穴传输材料35～70份、电子传输材料20～40份、电荷发生材料2～10份、抗氧剂1～5份和溶剂300～500份。
2.根据权利要求1所述的一种提高感光鼓涂层耐磨性的涂料配方，其特征在于：所述二氧化硅分散液由粒径10～30纳米的二氧化硅粉体，经N-β(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷和十七氟癸基三乙氧基硅烷改性后，用乙酸丁酯分散而成。
3.根据权利要求1所述的一种提高感光鼓涂层耐磨性的涂料配方，其特征在于：所述氯醋树脂采用三元氯醋树脂。
4.根据权利要求1所述的一种提高感光鼓涂层耐磨性的涂料配方，其特征在于：所述三聚氰胺树脂为在90～120℃温度下固化的高度甲醚化三聚氰胺树脂。
5.根据权利要求1所述的一种提高感光鼓涂层耐磨性的涂料配方，其特征在于：所述空穴传输材料采用具有含丁二烯基的苯胺衍生物。
6.根据权利要求1所述的一种提高感光鼓涂层耐磨性的涂料配方，其特征在于：所述电子传输材料采用具有醌类结构的化合物。
7.根据权利要求1所述的一种提高感光鼓涂层耐磨性的涂料配方，其特征在于：所述电荷发生材料采用含金属酞菁的材料。
8.根据权利要求1所述的一种提高感光鼓涂层耐磨性的涂料配方，其特征在于：所述抗氧剂采用BHT、抗氧剂1010中的至少一种。
9.根据权利要求1所述的一种提高感光鼓涂层耐磨性的涂料配方，其特征在于：所述溶剂采用四氢呋喃。
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