CN112457765A - 一种无溶剂型光电半导体涂料配方 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种无溶剂型光电半导体涂料配方，按照质量配比包括以下成分：活性稀释剂20～80份、多官聚氨酯丙烯酸酯10～30份、光引发剂1～5份、电荷生成材料2～10份、空穴传输材料20～60份、电子传输材料10～30份和助剂0～5份。本发明的优点在于：适用于正电型感光鼓涂层，与现有技术相比，所用涂料不含有机溶剂，固化速度快，制造过程无VOC排放，节能环保。

Description

一种无溶剂型光电半导体涂料配方
技术领域
本发明涉及光电半导体涂料技术领域，具体是指一种无溶剂型光电半导体涂料配方。
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，通过在有机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，将有机溶剂挥发成膜，制得有机感光鼓。
目前几乎所有感光鼓涂料均为溶剂型涂料，采用有机溶剂作为涂层材料的主溶媒，在烘烤成膜过程中全部挥发，排放到大气中，造成严重的VOC排放污染。另一方面，有机溶剂一般易燃、易爆、有毒，在运输，存储和使用过程中存在着严峻的安全隐患和对人体健康的危害。感光鼓在每层涂覆涂层后，一般采用80～160℃温度烘烤30～90分钟完成膜层烤干，这一制程中会消耗大量的电能和产生大量的热量。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，针对上述问题，提供一种生产成本低、绿色环保、生产周期短、能耗小的无溶剂型光电半导体涂料配方。
为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：一种无溶剂型光电半导体涂料配方，按照质量配比包括以下成分：活性稀释剂20～80份、多官聚氨酯丙烯酸酯10～30份、光引发剂1～5份、电荷生成材料2～10份、空穴传输材料20～60份、电子传输材料10～30份和助剂0～5份。
进一步地，所述活性稀释剂包括单官能度活性稀释剂、双官能度活性稀释剂、三官能度活性稀释剂中的至少一种，所述单官能度活性稀释剂包括丙烯酰吗啉、乙氧化四氢呋喃丙烯酸酯中的至少一种，所述双官能度活性稀释剂包括1,6-乙二醇双丙烯酸酯(HDDA)、1,6-乙二醇双甲基丙烯酸酯(HDDMA)、二缩三丙二醇双丙烯酸酯(DPGDA)、三缩四丙二醇双丙烯酸酯(TPGDA)、乙氧化双酚A双(甲基)丙烯酸酯中的至少一种，所述三官能度活性稀释剂包括三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯(TMPTA)、丙氧化甘油三丙烯酸酯(G3POTA)、季戊四醇三丙烯酸酯(PETIA)、三(2-羟乙基)异氰脲酸三丙烯酸酯(THEICTA)、乙氧基(EO)改性TMPTA、丙氧基(PO)改性TMPTA中的至少一种。
进一步地，所述多官聚氨酯丙烯酸酯为脂肪族聚氨酯丙烯酸酯，所述多官聚氨酯丙烯酸酯由CN9010、CN9013或CN9014中的至少一种混合而成。
进一步地，所述光引发剂由Irgacure 819、Irgacure184、IrgacureTPO或IrgacureTPO-L中的至少一种混合而成。
进一步地，所述电荷生成材料为酞菁类光生载流子材料。
进一步地，所述空穴传输材料采用含甲氧基的苯胺类衍生物、含丙烯酸的苯胺类衍生物中的至少一种。
进一步地，所述电子传输材料采用咔唑类化合物。
进一步地，所述助剂为流平剂、阻聚剂、抗氧剂中的至少一种。
本发明与现有技术相比的优点在于：该无溶剂型光电半导体涂料配方，配方中不含有机溶剂，活性稀释剂含丙烯酸官能团，固化后键合交联在膜层中，无VOC排放，环保；活性稀释剂和多官聚氨酯丙烯酸酯来源广泛，容易获得，价格相对便宜，可大幅减少材料成本；使用UV光固化设备相对高温烘烤设备成本低，可减少设备投资；吸收了紫外线能量后，光引发剂将产生自由基，该自由基通过聚合反应过程引发与丙烯酸基官能团的交联反应，从而固化或凝固功能性材料，过程在短短数秒钟内就可以完成，相对高温烘烤30-90分钟时长短得多，可大幅减少生产周期和能耗。
具体实施方式
实施例一
一种无溶剂型光电半导体涂料配方，其组成为：单官丙烯酰吗啉：40份，双官丙烯酸酯CD406：10份，双官丙烯酸酯SR480 NS：20份，九官聚氨酯丙烯酸酯CN9013 NS：10份；光引发剂(TPO-L)：5份；酞菁氧钛：5份；空穴传输材料：30份，电子传输材料：10份；流平剂BYK333：0.5份；
所述空穴传输材料采用含甲氧基或丙烯酸的苯胺类衍生物。
所述电子传输材料采用咔唑类化合物。
以上材料混合溶解完全后，在研磨机上研磨2小时，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，在以下UV紫外光条件下，旋转光照，得到20微米厚的均匀涂层。
光照条件：
UV灯：3kW线性紫外光卤素灯管；
光照距离：卤素灯管离鼓面200mm；
光照时间：60秒；
感光鼓旋转速度60rpm；
按以上方式制得感光鼓E1。
比较例一
现多数采用方案，聚碳酸树脂感光鼓涂料的配方如下(每份按质量分数计)：Y型钛菁氧
Figure BDA0002786859540000031
3份，聚碳酸树脂：100份，空穴传输材料：50份，电子传输材料：30份，抗氧剂：5份，溶剂(四氢呋喃)：400份。
上材料混合溶解完全后，在研磨机上研磨2小时，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度干燥30分钟，得到20微米厚的均匀涂层。按此方式制得感光鼓CE1。
以上正充电型有机感光鼓，安装在京瓷一体机上打印，评价感光鼓的光敏感性，印字特性和膜层硬度。
曝光电位VL：经改装后的治具，表面电位计(Model 344，美国Trek公司制)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；
印字效果：好0～5差；
铅笔硬度：采用三菱UNI硬度铅笔，于荷重750g，测试涂层的铅笔硬度；
结果如下：
E1：105(曝光电位VL)、0(印字效果)、2H(膜硬度)；
CE1：98(曝光电位VL)、0(印字效果)、F(膜硬度)。
以上结果表明，本发明一种无溶剂型感光鼓底涂配方，所制得感光鼓具有环境稳定性和耐溶剂性，且底涂涂料不含溶剂，固化速度快，节能环保。
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 (8)

1.一种无溶剂型光电半导体涂料配方，其特征在于，按照质量配比包括以下成分：活性稀释剂20～80份、多官聚氨酯丙烯酸酯10～30份、光引发剂1～5份、电荷生成材料2～10份、空穴传输材料20～60份、电子传输材料10～30份和助剂0～5份。
2.根据权利要求1所述的一种无溶剂型光电半导体涂料配方，其特征在于：所述活性稀释剂包括单官能度活性稀释剂、双官能度活性稀释剂、三官能度活性稀释剂中的至少一种，所述单官能度活性稀释剂包括丙烯酰吗啉、乙氧化四氢呋喃丙烯酸酯中的至少一种，所述双官能度活性稀释剂包括1,6-乙二醇双丙烯酸酯(HDDA)、1,6-乙二醇双甲基丙烯酸酯(HDDMA)、二缩三丙二醇双丙烯酸酯(DPGDA)、三缩四丙二醇双丙烯酸酯(TPGDA)、乙氧化双酚A双(甲基)丙烯酸酯中的至少一种，所述三官能度活性稀释剂包括三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯(TMPTA)、丙氧化甘油三丙烯酸酯(G3POTA)、季戊四醇三丙烯酸酯(PETIA)、三(2-羟乙基)异氰脲酸三丙烯酸酯(THEICTA)、乙氧基(EO)改性TMPTA、丙氧基(PO)改性TMPTA中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的一种无溶剂型光电半导体涂料配方，其特征在于：所述多官聚氨酯丙烯酸酯为脂肪族聚氨酯丙烯酸酯，所述多官聚氨酯丙烯酸酯由CN9010、CN9013或CN9014中的至少一种混合而成。
4.根据权利要求1所述的一种无溶剂型光电半导体涂料配方，其特征在于：所述光引发剂由Irgacure 819、Irgacure184、IrgacureTPO或IrgacureTPO-L中的至少一种混合而成。
5.根据权利要求1所述的一种无溶剂型光电半导体涂料配方，其特征在于：所述电荷生成材料为酞菁类光生载流子材料。
6.根据权利要求1所述的一种无溶剂型光电半导体涂料配方，其特征在于：所述空穴传输材料采用含甲氧基的苯胺类衍生物、含丙烯酸的苯胺类衍生物中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的一种无溶剂型光电半导体涂料配方，其特征在于：所述电子传输材料采用咔唑类化合物。
8.根据权利要求1所述的一种无溶剂型光电半导体涂料配方，其特征在于：所述助剂为流平剂、阻聚剂、抗氧剂中的至少一种。
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