CN117908341A - 一种用于激光打印机的彩色墨粉及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了印刷技术领域的一种用于激光打印机的彩色墨粉及其制备方法，包括如下重量份的组分：苯丙树脂70‑90份、着色剂8‑13份、电荷控制剂1‑2份、气相二氧化硅0.5‑1份、石蜡复合材料5‑8份。本发明提出石蜡复合材料，通过在石蜡中加入月桂酸和氮化硼‑微晶纤维素复合材料，提高墨粉的导热效果。
Description
技术领域
本发明属于印刷技术领域，具体是指一种用于激光打印机的彩色墨粉及其制备方法。
背景技术
彩色墨粉是以聚合物树脂、有机颜料为主体，以电荷控制剂等添加剂为助剂的微米级高技术复合产品，是静电复印及激光打印等办公输出设备的主要耗材，打印设备在运行过程中会产生大量热量，散热成为制约其发展的因素之一，提高墨粉的导热性能，有助于墨粉在定影时迅速软化，降低打印机的能耗，避免打印机长时间工作后因机器内高温引起的卡纸的问题，并且，墨粉在定影过程中温度较高，其熔融固化时与空气中氧气反应生成臭氧，同时部分墨粉挥发冷凝后形成微小颗粒物，颗粒物与臭氧吸入人体会对肺部造成危害。
目前现有技术主要存在以下问题：墨粉导热性能有待提高。
发明内容
针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提供了一种用于激光打印机的彩色墨粉及其制备方法，为了解决墨粉导热性能差的问题，本发明提出石蜡复合材料，通过在石蜡中加入月桂酸和氮化硼-微晶纤维素复合材料，提高墨粉的导热效果。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：本发明提出了一种用于激光打印机的彩色墨粉及其制备方法，所述用于激光打印机的彩色墨粉包括如下重量份的组分：苯丙树脂70-90份、着色剂8-13份、电荷控制剂1-2份、气相二氧化硅0.5-1份、石蜡复合材料5-8份。
进一步地，所述石蜡复合材料的制备方法包括如下步骤：
（1）取3-6g六方氮化硼粉末分散于100mL氢氧化钠溶液中，120℃下水解24h，结束后反复洗涤去除残留的氢氧化钠，将洗涤后的六方氮化硼粉末分散在去离子水中，置于超声分散仪中，超声处理10-15h，功率为500W，超声结束后将悬浮液进行离心处理，取上清液真空抽滤后，60℃干燥12h，得到羟基氮化硼纳米片；
（2）取微晶纤维素分散在去离子水中，搅拌30min后超声处理，得到分散液，向分散液中加入步骤（1）所得羟基氮化硼纳米片，搅拌60min后超声处理，真空抽滤后，置于真空干燥箱中60℃干燥12h，得到氮化硼-微晶纤维素复合材料；
（3）取石蜡和月桂酸置于烧杯中，置于60℃中的油浴锅中加热融化，搅拌30-60min，得到混合物；
（4）将步骤（2）所得氮化硼-微晶纤维素复合材料加入步骤（3）所制备的混合物中，搅拌均匀，静置冷却1h，得到石蜡复合材料。
进一步地，在步骤（1）中，所述氢氧化钠溶液的浓度为5mol/L。
进一步地，在步骤（1）中，所述离心处理的速率为2000r/min，时间为5min。
进一步地，在步骤（2）中，所述超声处理的功率为400W，时间为30min。
进一步地，在步骤（2）中，所述微晶纤维素与羟基氮化硼的质量比为2:3-5。
进一步地，在步骤（3）中，所述石蜡与月桂酸的质量比为1:1。
进一步地，在步骤（4）中，所述氮化硼-微晶纤维素复合材料与所述混合物的质量比为1-2:4。
进一步地，所述的着色剂为蓝色、红色或黄色颜料中的一种。
本发明提供了一种用于激光打印机的彩色墨粉的制备方法，具体包括如下步骤：
将苯丙树脂、着色剂、电荷控制剂、石蜡复合材料在高速混合机内混合均匀，然后经挤出、冷却、破碎，加入气相二氧化硅，再经研磨、筛分得到用于激光打印机的彩色墨粉。
本发明取得的有益效果如下：
石蜡是彩色墨粉的重要组分，其作用是使墨粉从激光打印机的定影辊剥离，提高墨粉中颜料和电荷控制剂的分散性，同时提高打印图像的耐水性、抗磨损性和防滑性，月桂酸作为储热材料加入到石蜡中，克服石蜡低热导率的缺点，避免打印机长时间工作后因机器内高温引起的卡纸的问题；氮化硼纳米片具有层状结构，是由六方氮化硼剥离成单层片状的二维结构，因此具有超高的导热性能，但是氮化硼纳米片由于较强的层间范德华力导致的团聚，导致复合材料的导热率提升不高，通过对氮化硼纳米片进行羟基改性增加与微晶纤维素之间的相容性，制得氮化硼-微晶纤维素复合材料，能够避免氮化硼纳米片的团聚，提高导热效果。
附图说明
图1为本发明实施例1-3和对比例1-2用于激光打印机的彩色墨粉的卡纸率测试结果图；
图2为本发明实施例1-3和对比例1-2用于激光打印机的彩色墨粉的定影牢固度测试结果图；
图3为本发明实施例1-3和对比例1-2用于激光打印机的彩色墨粉的最高使用温度测试结果图。
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
除非另行定义，文中所使用的所有专业与科学用语与本领域技术人员所熟悉的意义相同。此外，任何与所记载内容相似或均等的方法及材料皆可应用于本发明中。文中所述的较佳实施方法与材料仅作示范之用，但不能限制本申请的内容。
下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法；下述实施例中所用的试验材料，如无特殊说明，均为从商业渠道购买得到的。
实施例中部分材料来源如下：
苯丙树脂，货号：JONCRYL HPD 671，购自上海凯茵化工有限公司；
电荷控制剂，货号：S-34，购自福建联合新材料科技有限公司；
气相二氧化硅，货号：HM-20，购自佛山市捷柯新材料有限公司。
实施例1
一种用于激光打印机的彩色墨粉包括如下重量份的组分：苯丙树脂70份、着色剂8份、电荷控制剂1份、气相二氧化硅0.5份、石蜡复合材料5份。
进一步地，所述石蜡复合材料的制备方法包括如下步骤：
（1）取3g六方氮化硼粉末分散于100mL氢氧化钠溶液中，氢氧化钠溶液的浓度为5mol/L，120℃下水解24h，结束后反复洗涤去除残留的氢氧化钠，将洗涤后的六方氮化硼粉末分散在去离子水中，置于超声分散仪中，超声处理10h，功率为500W，超声结束后将悬浮液进行离心处理，离心处理的速率为2000r/min，时间为5min，取上清液真空抽滤后，60℃干燥12h，得到羟基氮化硼纳米片；
（2）取2g微晶纤维素分散在去离子水中，搅拌30min后超声处理，得到分散液，向分散液中加入3g步骤（1）所得羟基氮化硼纳米片，搅拌60min后超声处理，超声处理的功率为400W，时间为30min，真空抽滤后，置于真空干燥箱中60℃干燥12h，得到氮化硼-微晶纤维素复合材料；
（3）取4g石蜡和4g月桂酸置于烧杯中，置于60℃中的油浴锅中加热融化，搅拌30min，得到混合物；
（4）取2g步骤（2）所得氮化硼-微晶纤维素复合材料加入步骤（3）所制备的混合物中，搅拌均匀，静置冷却1h，得到石蜡复合材料。
进一步地，所述的着色剂为蓝色颜料。
本实施例提供了一种用于激光打印机的彩色墨粉的制备方法，具体包括如下步骤：
将苯丙树脂、着色剂、电荷控制剂、石蜡复合材料在高速混合机内混合均匀，然后经挤出、冷却、破碎，加入气相二氧化硅，再经研磨、筛分得到用于激光打印机的彩色墨粉。
实施例2
一种用于激光打印机的彩色墨粉包括如下重量份的组分：苯丙树脂90份、着色剂13份、电荷控制剂2份、气相二氧化硅1份、石蜡复合材料8份。
进一步地，所述石蜡复合材料的制备方法包括如下步骤：
（1）取6g六方氮化硼粉末分散于100mL氢氧化钠溶液中，氢氧化钠溶液的浓度为5mol/L，120℃下水解24h，结束后反复洗涤去除残留的氢氧化钠，将洗涤后的六方氮化硼粉末分散在去离子水中，置于超声分散仪中，超声处理15h，功率为500W，超声结束后将悬浮液进行离心处理，离心处理的速率为2000r/min，时间为5min，取上清液真空抽滤后，60℃干燥12h，得到羟基氮化硼纳米片；
（2）取2g微晶纤维素分散在去离子水中，搅拌30min后超声处理，得到分散液，向分散液中加入5g步骤（1）所得羟基氮化硼纳米片，搅拌60min后超声处理，超声处理的功率为400W，时间为30min，真空抽滤后，置于真空干燥箱中60℃干燥12h，得到氮化硼-微晶纤维素复合材料；
（3）取4g石蜡和4g月桂酸置于烧杯中，置于60℃中的油浴锅中加热融化，搅拌60min，得到混合物；
（4）取4g步骤（2）所得氮化硼-微晶纤维素复合材料加入步骤（3）所制备的混合物中，搅拌均匀，静置冷却1h，得到石蜡复合材料。
进一步地，所述的着色剂为红色颜料。
本实施例提供了一种用于激光打印机的彩色墨粉的制备方法，所述制备方法参照实施例1施行。
实施例3
一种用于激光打印机的彩色墨粉包括如下重量份的组分：苯丙树脂80份、着色剂10份、电荷控制剂1.5份、气相二氧化硅1.8份、石蜡复合材料7份。
进一步地，所述石蜡复合材料的制备方法包括如下步骤：
（1）取5g六方氮化硼粉末分散于100mL氢氧化钠溶液中，氢氧化钠溶液的浓度为5mol/L，120℃下水解24h，结束后反复洗涤去除残留的氢氧化钠，将洗涤后的六方氮化硼粉末分散在去离子水中，置于超声分散仪中，超声处理12h，功率为500W，超声结束后将悬浮液进行离心处理，离心处理的速率为2000r/min，时间为5min，取上清液真空抽滤后，60℃干燥12h，得到羟基氮化硼纳米片；
（2）取2g微晶纤维素分散在去离子水中，搅拌30min后超声处理，得到分散液，向分散液中加入4g步骤（1）所得羟基氮化硼纳米片，搅拌60min后超声处理，超声处理的功率为400W，时间为30min，真空抽滤后，置于真空干燥箱中60℃干燥12h，得到氮化硼-微晶纤维素复合材料；
（3）取4g石蜡和4g月桂酸置于烧杯中，置于60℃中的油浴锅中加热融化，搅拌40min，得到混合物；
（4）取3g步骤（2）所得氮化硼-微晶纤维素复合材料加入步骤（3）所制备的混合物中，搅拌均匀，静置冷却1h，得到石蜡复合材料。
进一步地，所述的着色剂为黄色颜料。
本实施例提供了一种用于激光打印机的彩色墨粉的制备方法，所述制备方法参照实施例1施行。
对比例1
本对比例提供一种用于激光打印机的彩色墨粉及其制备方法，其与实施例1的区别在于石蜡复合材料不包含氮化硼-微晶纤维素复合材料，其余组分、组分含量与实施例1相同。
对比例2
本对比例提供一种用于激光打印机的彩色墨粉及其制备方法，其与实施例1的区别在于石蜡复合材料不包含月桂酸，其余组分、组分含量与实施例1相同。
实验例
1、对本发明实施例1-3及对比例1、2所制备的用于激光打印机的彩色墨粉进行卡纸率测试，具体方法如下：采用惠普M283FDW彩色激光打印机进行测试，选取不同的墨粉一次性打印500张纸，按照如下公式计算卡纸率：
卡纸率=P/500×100%，其中，P为卡纸张数。
2、对本发明实施例1-3及对比例1、2所制备的用于激光打印机的彩色墨粉进行定影牢固度测试，具体方法如下：使用打印机将墨粉打印到纸张上，裁剪为宽2cm的纸条，测量纸条的密度值，将纸条置于摩擦试验机上往返摩擦两次，测量摩擦后的密度值，按照如下公式计算定影牢固度：
定影牢固度=S1/S2×100%，其中，S1为摩擦前的密度值，S2为摩擦两次后的密度值。
3、对本发明实施例1-3及对比例1、2所制备的用于激光打印机的彩色墨粉进行最高使用温度测试，具体方法如下：在打印机工作期间全程使用温度传感器在打印机内部监控温度变化，监测最高使用温度。
结果分析
图1为本发明实施例1-3和对比例1-2用于激光打印机的彩色墨粉的卡纸率测试结果图，如图所示，实施例1-3的卡纸率为1.2%、2.1%、1.8%，对比例1为4.3%，对比例2为4.8%。
图2为本发明实施例1-3和对比例1-2用于激光打印机的彩色墨粉的定影牢固度测试结果图，如图所示，实施例1-3的定影牢固度为99%、98%、98%，对比例1为94%，对比例2为95%。
图3为本发明实施例1-3和对比例1-2用于激光打印机的彩色墨粉的最高使用温度测试结果图，如图所示，实施例1-3的最高使用温度为158℃、164℃、161℃，对比例1为198℃，对比例2为187℃。
结合图1、图2和图3总的来说，加入氮化硼-微晶纤维素复合材料和月桂酸后，用于激光打印机的彩色墨粉长时间工作后卡纸率低，定影牢固度高，机器内部最高工作温度更低，这是由于月桂酸作为储热材料加入到石蜡中，克服石蜡低热导率的缺点，避免打印机长时间工作后因机器内高温引起的卡纸的问题，氮化硼-微晶纤维素复合材料具有良好的导热性能，加入墨粉中能够降低最高使用温度，减少卡纸的产生。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的应用并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种用于激光打印机的彩色墨粉，其特征在于：包括如下重量份的组分：苯丙树脂70-90份、着色剂8-13份、电荷控制剂1-2份、气相二氧化硅0.5-1份、石蜡复合材料5-8份；所述石蜡复合材料包含月桂酸和氮化硼-微晶纤维素复合材料。
2.根据权利要求1所述的用于激光打印机的彩色墨粉，其特征在于：所述石蜡复合材料的制备方法包括如下步骤：
（1）取3-6g六方氮化硼粉末分散于100mL氢氧化钠溶液中，120℃下水解24h，结束后反复洗涤去除残留的氢氧化钠，将洗涤后的六方氮化硼粉末分散在去离子水中，置于超声分散仪中，超声处理10-15h，功率为500W，超声结束后将悬浮液进行离心处理，取上清液真空抽滤后，60℃干燥12h，得到羟基氮化硼纳米片；
（2）取微晶纤维素分散在去离子水中，搅拌30min后超声处理，得到分散液，向分散液中加入步骤（1）所得羟基氮化硼纳米片，搅拌60min后超声处理，真空抽滤后，置于真空干燥箱中60℃干燥12h，得到氮化硼-微晶纤维素复合材料；
（3）取石蜡和月桂酸置于烧杯中，置于60℃中的油浴锅中加热融化，搅拌30-60min，得到混合物；
（4）将步骤（2）所得氮化硼-微晶纤维素复合材料加入步骤（3）所制备的混合物中，搅拌均匀，静置冷却1h，得到石蜡复合材料。
3.根据权利要求2所述的用于激光打印机的彩色墨粉，其特征在于：在步骤（1）中，所述氢氧化钠溶液的浓度为5mol/L。
4.根据权利要求3所述的用于激光打印机的彩色墨粉，其特征在于：在步骤（1）中，所述离心处理的速率为2000r/min，时间为5min。
5.根据权利要求4所述的用于激光打印机的彩色墨粉，其特征在于：在步骤（2）中，所述超声处理的功率为400W，时间为30min。
6.根据权利要求5所述的用于激光打印机的彩色墨粉，其特征在于：在步骤（2）中，所述微晶纤维素与羟基氮化硼的质量比为2:3-5。
7.根据权利要求6所述的用于激光打印机的彩色墨粉，其特征在于：在步骤（3）中，所述石蜡与月桂酸的质量比为1:1。
8.根据权利要求7所述的用于激光打印机的彩色墨粉，其特征在于：在步骤（4）中，所述氮化硼-微晶纤维素复合材料与所述混合物的质量比为1-2:4。
9.根据权利要求8所述的用于激光打印机的彩色墨粉，其特征在于：所述的着色剂为蓝色、红色或黄色颜料中的一种。
10.根据权利要求1-9任一项所述的用于激光打印机的彩色墨粉的制备方法，其特征在于：将苯丙树脂、着色剂、电荷控制剂、石蜡复合材料在高速混合机内混合均匀，然后经挤出、冷却、破碎，加入气相二氧化硅，再经研磨、筛分得到用于激光打印机的彩色墨粉。
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