CN1690087A - 含有蜡和着色剂的胶乳聚合物的制备方法 - Google Patents
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Abstract
含有蜡和着色剂的胶乳聚合物的制备方法，其包括：制备含有着色剂和蜡的分散体；制备含有分散体的水相；制备含有单体的有机相；混合水相和有机相，制备混合物；均化该混合物；以及向该混合物中添加聚合引发剂，产生聚合。本发明的实施方案能够通过简单的工艺制备含有蜡和着色剂的胶乳聚合物，而无需利用任何聚集。此外，优化了蜡、着色剂和胶乳颗粒之间的聚集，并且胶乳具有优化的粒度分布。
Description
技术领域
本发明总的来说涉及胶乳聚合物的制备方法。更具体地，本发明涉及含有蜡和着色剂的胶乳聚合物的制备方法，所述胶乳聚合物与用于电子照相成像装置的油墨或调色剂组合物一起使用。
背景技术
包括传真机、LED或LCS打印机、数字打印机、激光打印机、激光影印机的电子照相成像装置使用含着色剂、粘合剂树脂、电荷控制剂和其它功能添加剂的调色剂组合物。
着色剂大致分为染料着色剂和颜料着色剂。与染料着色剂相比，颜料着色剂具有优异的热稳定性和防光性，并因此常常用作调色剂着色剂。
粘合剂树脂占整个调色剂组合物的约90％，它的主要功能是将调色剂颗粒粘合至记录介质上。适合用作粘合剂树脂的聚合物有很多种，但是通常将其两种组分分散在颗粒上的胶态凝胶型胶乳用作粘合剂树脂。
例如，制备胶乳的聚合物树脂选自聚(苯乙烯丁二烯)、聚(对甲基苯乙烯丁二烯)、聚(间甲基苯乙烯丁二烯)、聚(α-甲基苯乙烯丁二烯)、聚(甲基丙烯酸甲酯丁二烯)、聚(甲基丙烯酸乙酯-丁二烯)、聚(甲基丙烯酸丙酯丁二烯)、聚(甲基丙烯酸丁酯-丁二烯)、聚(丙烯酸甲酯丁二烯)、聚(丙烯酸乙酯丁二烯)、聚(丙烯酸丙酯丁二烯)、聚(丙烯酸丁酯丁二烯)、聚(苯乙烯异戊二烯)、聚(对甲基苯乙烯异戊二烯)、聚(间甲基苯乙烯异戊二烯)、聚(间甲基苯乙烯异戊二烯)、聚(α-甲基苯乙烯异戊二烯)、聚(甲基丙烯酸甲酯异戊二烯)、聚(甲基丙烯酸乙酯异戊二烯)、聚(丙烯酸丙酯异戊二烯)、聚(丙烯酸丁酯异戊二烯)、聚(苯乙烯丁二烯丙烯酸)、聚(苯乙烯丁二烯异丁烯酸)、聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚对苯二甲酸戊二酯、聚对苯二甲酸己二酯、聚对苯二甲酸庚二酯和聚对苯二甲酸辛二酯。
电荷控制剂用于控制调色剂颗粒上的电荷量。至于电荷控制剂，可使用金属偶氮化合物、水杨酸金属络合物、苯胺黑或季铵盐。
脱模剂是调色剂中含有的功能添加剂，脱模剂能产生整洁和快速的脱落。特别地，当将调色剂图像转印至记录介质上时，脱模剂用于使调色剂更容易从辊上脱落，并因此防止调色剂偏移。由于调色剂的原因，记录介质经常被粘附至辊上，因而记录介质容易被堵在中间。这就是为什么将脱模剂添加至调色剂组合物中的原因。
常用的脱模剂是低分子量的聚烯烃类、加热时具有软化点的硅类、脂肪酸酰胺类或蜡。
美国专利6,120,967公开了制备以下调色剂组合物的方法，其包括：制备蜡乳液、颜料的水分散体和树脂胶乳；共混蜡乳液、颜料分散体和树脂胶乳；以及将凝聚剂添加至所得树脂-颜料共混物中。然而，该公开的凝聚剂不仅聚集异质颗粒(heterogeneous particle)，也聚集同质颗粒(homogeneousparticle)，因此多相颗粒之间的聚集不够强，不能获得优异的分散能力。这种公开的凝聚剂的使用可对最终获得的调色剂的物理性质有着严重的影响。此外，在聚集后添加蜡的情况下，只可使用某些高熔点的蜡来控制颗粒的形状。因此，十分难以制备低温定影调色剂。
美国专利5,863,696公开了具有颜料的聚合物的生产方法，所述聚合物是通过形成颜料分散体，并在该颜料分散体中乳化可聚合的单体而形成的。尽管该公开介绍了在没有凝聚剂的作用下通过颜料和单体颗粒的聚集而聚合胶乳颗粒的技术，但是另外地将蜡乳液用作脱模剂。然而，使用凝聚剂在蜡乳液中使蜡物质聚集通常不方便。
发明内容
因此，本发明的一个方面提供含有蜡和着色剂的胶乳聚合物，其是通过聚合脱模剂、着色剂和粘合剂树脂而制备的，从而可改进蜡和着色剂和胶乳颗粒之间的聚集，各胶乳颗粒具有高的可分散性，可减小调色剂组合物的粒度，并可获得低温下调色剂定影。
为获得上述方面和优点，胶乳聚合物(latex polymer)的制备方法包括：制备含有着色剂和蜡的分散体；制备含有分散体的水相；制备含有单体的有机相；混合水相和有机相，制备混合物；均化该混合物；以及向该混合物中添加聚合引发剂，以产生聚合。
优选地，分散体是通过在蒸馏水中分散着色剂、分散剂和其中分散有蜡的蜡乳液而制备的。
优选地，蜡选自天然蜡，包括来自植物的蜡(包括巴西棕榈蜡(carnaubawax)和杨梅蜡(bayberry wax))，以及来自动物的蜡(包括蜂蜡(beeswax)、虫胶蜡(shellac wax)和鲸蜡(spermaceti wax))；矿物蜡(包括褐煤蜡(montan wax)、地蜡(ozokerite wax)和纯地蜡(ceresin))；石油类蜡(包括石蜡(paraffin wax)和微晶蜡(microcrystalline wax))；以及合成蜡(费-托蜡(Fischer-Tropsch wax)、聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、丙烯酸酯蜡、脂肪酸酰胺蜡、硅蜡(silicon wax)和聚四氟乙烯蜡)。
优选地，蜡的含量在1phr(份/100份树脂)至50phr的范围之间。
优选地，着色剂的含量在1phr至20phr之间。
优选地，胶乳聚合物含有选自偶氮类颜料(azo pigments)、酞菁类颜料(phthalocyanine pigments)、碱性染料(basic dyes)、喹吖啶酮颜料(quinacridonepigments)、二噁嗪颜料(dioxazine pigments)和重氮颜料(diazo pigment)；炭黑；以及包括铬酸盐(chromate)、氰亚铁酸盐(ferrocyanices)、氧化物(oxide)、硫化硒、硫酸盐、硅酸盐、碳酸盐、磷酸盐和金属粉末的无机颜料中的至少一种着色剂。
优选地，分散剂是选自以下的表面活性剂：包含十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基萘硫酸钠、十二烷基萘磺酸钠、二烷基苯烷基硫酸钠、二烷基苯烷基磺酸钠的阴离子表面活性剂；包含氯化二烷基苯烷基铵、氯化烷基苯甲基甲基铵、溴化烷基苯甲基二甲基铵、氯化苯甲烃铵(benzalconium chloride)、溴化十六烷基吡啶鎓、氯化十二烷基苯甲基三乙基铵、十二烷基乙酸铵、十八烷基乙酸铵和氯化十二烷基三甲基铵的阳离子表面活性剂；包含十二烷基二甲基氧化胺的阴离子/阳离子表面活性剂；以及包含聚乙烯醇、聚丙烯酸、methalose、甲基纤维素、乙基纤维素、丙基纤维素、羟乙基纤维素、羧甲基纤维素、三苯乙烯基苯酚乙氧基磷酸酯、聚氧乙烯十六烷基醚、聚氧乙烯十二烷基醚、聚氧乙烯辛基醚、聚氧乙烯辛基苯基醚、聚氧乙烯油基醚、聚氧乙烯脱水山梨糖醇一月桂酯、聚氧乙烯十八烷基醚、聚氧乙烯壬基苯基醚、二烷基苯氧基聚(乙烯氧)乙醇的非离子表面活性剂。
优选地，胶乳聚合物包括选自以下的至少一种单体：包括苯乙烯、甲基苯乙烯、氯苯乙烯、二氯苯乙烯、对叔丁基苯乙烯、对正丁基苯乙烯和对正壬基苯乙烯的苯乙烯单体；包括丙烯酸酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸正丁酯、β-羧基丙烯酸乙酯、丙烯酸羟乙基酯、丙烯酸乙基己基酯、甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸羟乙酯和甲基丙烯酸乙基己酯的(甲基)丙烯酸酯单体；包括丙烯酸、衣康酸、甲基丙烯酸、马来酸、富马酸和肉桂酸的含羧基的单体；包括苯乙烯磺酸酯的含磺酸的单体；氨基苯乙烯及其季铵盐；包括乙烯基吡啶和乙烯吡咯烷酮的具有含氮杂环的单体；丙烯腈、丁二烯、异戊二烯和二乙烯基苯。
优选地，在均化该混合物后，对其加热。
优选地，聚合引发剂选自过硫酸钾、过硫酸铵、过氧化苯甲酰、月桂基过氧化物、过硫酸钠、过氧化氢、叔丁基化过氧氢(t-butyl hydroperoxide)、氢过氧化枯烯(cumene hydroperoxide)、萜烷过氧化物(para-mentane peroxide)和过氧碳酸盐(peroxy carbonate)。
优选地，聚合引发剂的量在1phr至5phr的范围内。
优选地，胶乳聚合物的粒度在0.1微米至3微米的范围内。
优选地，胶乳聚合物颗粒的玻璃化温度在40℃至100℃的范围内，胶乳聚合物颗粒的熔点在50℃至150℃的范围内。
将在以下的描述中部分说明本发明的其它方面和/或优点，并且部分将从描述中显而易见或者通过实践本发明而得知。
附图说明
当结合附图时，从下述实施方式的描述中，本发明的这些和/或其它方面和特征将是显而易见的并且容易理解，其中：
图1是通过现有技术方法制备的调色剂颗粒的示意图；
图2是根据本发明优选实施方式包括胶乳聚合物的调色剂颗粒的示意图；以及
图3是说明根据本发明实施方式制备胶乳聚合物的方法的流程图。
具体实施方式
以下将详细参考本发明的实施方式，在附图中说明了本发明的实施例，其中相同附图标记在全文中表示相同的部件。以下通过参考附图，来描述实施方式以介绍本发明。
说明书中限定的内容，例如详细的构造和部件等仅提供为辅助综合理解本发明。因此，显而易见的是，可以不使用那些限定的事件来实施本发明。此外，没有详细描述公知的功能或构造，因为它们将以不必要的细节而使本发明不突出。
调色剂组合物中的胶乳聚合物也可用作粘合剂。特别地，本发明实施方式的胶乳聚合物包括蜡和着色剂，因此同时起到脱模剂和着色剂的作用。除调色剂组合物之外，本发明的胶乳聚合物可与具有脱模剂、着色剂和粘合剂的油墨组合物一起使用。
通常，“胶乳”是指分散在溶剂中的具有小于约1微米尺寸的天然或合成的双组分微细聚合物(micropolymer)。为了制备胶乳聚合物，共混单体、表面活性剂和引发剂，并进行乳液聚合。乳液聚合是以下的聚合类型：发生在乳液中，通常在掺入有单体(或聚合物)、表面活性剂和水的乳液中的聚合；或者当表面活性剂的浓度到达临界胶束浓度时，生成胶体胶束(微细颗粒)。在连续水相中，使引发剂自由基化，然后该自由基化的引发剂与胶束中的单体反应并包胶在胶束中。
为制备具有蜡和着色剂的胶乳聚合物，需要首先制备具有着色剂和蜡的分散体。
本发明实施方式中的蜡是指天然或合成材料，所述材料为分散的、硬质的或脆性的，自组装的或微晶的，在20℃是半透明的或透明的；在高于40℃的温度下熔化而不分解，具有较低的粘度，没有粘性，在略高于熔点的温度下维持依赖于温度的高稳态和溶解度。
实际上，任何商业化的蜡可用于制备本发明的分散体。用于制备所述分散体的蜡的实例包括：天然蜡，包括植物蜡，例如巴西棕榈蜡和杨梅蜡，动物蜡，例如蜂蜡、虫胶蜡和鲸蜡；矿物蜡，包括褐煤蜡、地蜡和纯地蜡；石油类蜡，包括石蜡和微晶蜡；以及合成蜡，包括费-托蜡、聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、丙烯酸酯蜡、脂肪酸酰胺蜡、硅蜡和聚四氟乙烯蜡，或者它们的混合物，在此这些实例仅用于说明的目的。
至于用于分散体制备的着色剂，可使用公知或普通的着色剂。着色剂的实例包括：有机颜料，包括偶氮类颜料、酞菁类颜料、碱性染料、喹吖啶酮颜料、二噁嗪颜料和二偶氮类颜料；炭黑；无机颜料，包括铬酸盐、亚铁氰化物、氧化物、硫化硒、硫酸盐、硅酸盐、碳酸盐、磷酸盐和金属粉末，或者它们的混合物，此处这些实例仅用于说明目的。考虑到环境因素，优选使用有机颜料，以及炭黑作为黑色颜料。
适用于本发明实施方案的有机颜料如下：
蓝色和/或绿色颜料：铜酞菁、C.I.P.B.(C.I.颜料蓝)15、15：1、15：2、15；3、15：4、15：6、16(无金属酞菁)或铝酞菁、镍酞菁、钒酞菁和桥连酞菁二聚物/低聚物(例如，Si-桥连的酞菁)；
橙色颜料：P.O.5、36、34、13、43、62、71和72；
黄色颜料：P.Y.12、13、17、74、83、93、122、146、155、180、174和185；
红色颜料：P.R.48、57、122、146、147、176、184、186、202、207、238、254、255、269、270和272；
紫色颜料：P.V.1、19和23；以及
颜料混合物：P.V.19/P.R.122或P.R.146/147。
蜡和着色剂均可为共混至胶乳颗粒中的组分。由于获得均匀混合物是重要的，因此蜡和着色剂的含量(量)也应当在分散体中是均匀的。
优选地，蜡的量在1phr至50phr的范围内。如果蜡的量小于1phr，则蜡不能实现其作为脱模剂的性能；如果蜡的量大于50phr，则胶乳颗粒中含有的树脂量变得相对低，这降低了胶乳作为粘合剂的性能。
着色剂的量优选在1phr至20phr之间。如果着色剂的量小于1phr，则胶乳颗粒则不能显示足够的色彩；如果着色剂的量大于20phr，则胶乳颗粒中含有的树脂量变得相对低，这降低了胶乳作为粘合剂的性能。
此处，如上所述，术语‘phr’是‘份/100份树脂’，是指每100份树脂的目标添加剂的质量单位。
为制备分散体，首先制备蜡乳液。然后，将蜡乳液、着色剂和分散剂置入蒸馏水中，并且借助碾磨机分散在其中。
尽管水溶性聚合物、表面活性剂和无机化合物之一可用作分散剂，但最常用的是表面活性剂。适合用作本发明实施方案的分散剂的表面活性剂的实例包括：包含十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基萘硫酸钠、十二烷基萘磺酸钠、二烷基苯烷基硫酸钠、二烷基苯烷基磺酸钠的阴离子表面活性剂；包含氯化二烷基苯烷基铵、氯化烷基苯甲基甲基铵、溴化烷基苯甲基二甲基铵、氯化苯甲烃铵、溴化十六烷基吡啶鎓、氯化十二烷基苯甲基三乙基铵、十二烷基乙酸铵、十八烷基乙酸铵和氯化十二烷基三甲基铵的阳离子表面活性剂；包含十二烷基二甲基氧化胺的阴离子/阳离子表面活性剂；以及包含聚乙烯醇、聚丙烯酸、methalose、甲基纤维素、乙基纤维素、丙基纤维素、羟乙基纤维素、羧甲基纤维素、三苯乙烯基苯酚乙氧基磷酸酯、聚氧乙烯十六烷基醚、聚氧乙烯十二烷基醚、聚氧乙烯辛基醚、聚氧乙烯辛基苯基醚、聚氧乙烯油基醚、聚氧乙烯脱水山梨糖醇一月桂酯、聚氧乙烯十八烷基醚、聚氧乙烯壬基苯基醚、二烷基苯氧基聚(乙烯氧)乙醇的非离子表面活性剂，或者它们的混合物，这些实例仅用作示例的目的。
所使用的商业表面活性剂的实例目前包括DOWFAX(DOWCHEMICAL COMPANY生产的)、TERGITOL和TRITON。
至于碾磨机，可使用球磨机、dino mill、EIGER mill250或DISPERMAT。因此，以2000rpm至10000rpm的速度一起碾磨分散体和玻璃珠约1小时至5小时。
优选地，去离子水用于制备本发明的分散体。去离子水是通过用氮气起泡水，以及对水脱氧而制备的。
同时，通过加热将分散剂溶解在蒸馏水，将所得的溶液与制备的分散体共混，获得水相。在此，最好使用去离子水作为分散剂的溶剂。上述表面活性剂也可用作分散剂。
除制备分散体之外，也制备了含有单体的有机相。所述单体的实例包括：包括苯乙烯、甲基苯乙烯、氯苯乙烯、二氯苯乙烯、对叔丁基苯乙烯、对正丁基苯乙烯和对正壬基苯乙烯的苯乙烯单体；包括丙烯酸酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸正丁酯、β-羧基丙烯酸乙酯、丙烯酸羟乙基酯、丙烯酸乙基己基酯、甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸羟乙酯和甲基丙烯酸乙基己酯的(甲基)丙烯酸酯单体；包括丙烯酸、衣康酸、甲基丙烯酸、马来酸、富马酸和肉桂酸的含羧基的单体；包括苯乙烯磺酸酯的含磺酸的单体；氨基苯乙烯及其季铵盐；包括乙烯基吡啶和乙烯吡咯烷酮的具有含氮杂环的单体；丙烯腈、丁二烯、异戊二烯和二乙烯基苯，或者它们的混合物，这些实例仅用作示例目的。
将如此制备的水相和有机相在反应器中混合。然后，借助均质器均化所得的混合溶液。至于均质器，可使用均混器(homomixer)、压力捏合机/cotter、挤出机和介质分布器、具有介质的球磨机、砂磨机或dino mill。在1000rpm至7000rpm的速度进行均质化过程约1分钟至60分钟。
然后，将均匀混合溶液倾倒至反应器内，并以100rpm至800rpm的搅拌速度搅拌，在搅拌下于50-80℃下加热。混合溶液的温度并不均匀，加入聚合引发剂，用氮气吹洗反应器，以使混合物发生显著聚合。对混合溶液进行聚合反应5-24小时，在室温下冷却。
聚合引发剂大致分为水溶性引发剂和油溶性引发剂。尽管不是本发明实施方案的绝对要求，但更优选使用水溶性引发剂。水溶性聚合引发剂的实例包括过硫酸钾、过硫酸铵、过氧化苯甲酰(benzoyl peroxide)、月桂基过氧化物(lauryl peroxide)、过硫酸钠、过氧化氢、叔丁基化过氧氢、氢过氧化枯烯、萜烷过氧化物和过氧碳酸盐，或它们的混合物，此处这些实例仅用于示例目的。
聚合引发剂的量优选在1phr至5phr的范围内，这是根据参与聚合反应的其它添加剂的量来确定的。
根据常规聚合机理，自由基化引发剂与胶束中的单体发生反应，并因此被包胶在胶束中(即，胶束成核)。然而，在本发明中，聚合成核位置创建在具有蜡和着色剂的分散体液滴内，因而使得蜡和着色剂能够包胶在最终胶乳颗粒内。因此，与现有技术的工艺不同的是，由于蜡、着色剂和胶乳之间的聚集足够强，所以本发明的实施方案并不要求附加的凝聚剂；特别地，本发明的实施方案能够制备具有充分改进的粒度分布的胶乳聚合物。
图1是通过现有技术方法制备的调色剂颗粒的示意图；图2是包括根据本发明优选实施方式而制备的胶乳聚合物的调色剂颗粒的示意图。附图中相同的元件用相同的附图标记表示。
参考附图1，调色剂颗粒400由蜡100、着色剂200和将蜡100和着色剂200粘合的胶乳颗粒300构成。然而，它们的内聚力并非足够强，并且调色剂颗粒400相对较大，大量空间是空着的。
现在参考附图2，蜡100和着色剂200被包胶在胶乳颗粒300中，并因此它们的内聚力十分强，所以胶乳颗粒400的尺寸相对小。此外，最终胶乳颗粒300具有均匀的尺寸，并且各个颗粒具有相同的性质，这是因为蜡100和着色剂200均通过乳液聚合被包胶在颗粒300中。
以下将参考下述实施例详细描述本发明。
实施例1
制备分散体
共混100g巴西棕榈蜡/聚乙烯蜡混合物的乳液(150nm)、30g着色剂(P.B.15：3)、100g去离子水和10g表面活性剂(DOWFAX)，然后借助200g玻璃珠和DISPERMAT以3000rpm的速度碾磨3小时，获得蜡/着色剂分散体。
制备水相
共混10g制备的分散体、200g去离子水、3g DOWFAX和3g三苯乙烯基苯酚乙氧基磷酸酯，制备水相。
制备有机相
以7∶2∶1的比例混合苯乙烯、丙烯酸丁酯和丙烯酸，制备100g有机相。
制备胶乳
在1L反应器(例如，玻璃烧杯)中混合如此制备的水相和有机相，然后借助I KA ULTRA TURREX，以7000rpm的速度均化30分钟。接着，将所得的混合物置入另一反应器中，并以100rpm的速度搅拌，并加热至75℃。当反应器的内部温度达到75℃时，加入2wt.％过硫酸铵，并用氮气吹洗反应器。然后，在75℃下使混合溶液静置反应约24小时。
当反应完成时，在室温下冷却混合溶液。
然后，借助DSC(Differential Scanning Calorimeter)分析胶乳颗粒。根据分析结果，同时存在玻璃化温度和熔点，其中玻璃化温度为69℃，熔点为85℃。此外，包括蜡和着色剂的最终胶乳颗粒的体积平均尺寸为270nm，数量平均尺寸为230nm。
实施例2
根据实施例1中所述的方法制备胶乳，不同之处在于使用80g聚乙烯蜡乳液代替100g巴西棕榈蜡/聚乙烯混合物蜡的乳液。
然后，借助DSC分析胶乳颗粒。根据分析结果，同时存在玻璃化温度和熔点，其中玻璃化温度为69℃，熔点为110℃。此外，包括蜡和着色剂的最终胶乳颗粒的体积平均尺寸为162nm，数量平均尺寸为122nm。
实施例3
根据实施例1中所述的方法制备胶乳，不同之处在于使用90g巴西棕榈蜡乳液代替100g巴西棕榈蜡/聚乙烯混合物蜡的乳液。
然后，借助DSC分析胶乳颗粒。根据分析结果，同时存在玻璃化温度和熔点，其中玻璃化温度为69℃，熔点为85℃。此外，包括蜡和着色剂的最终胶乳颗粒的体积平均尺寸为300nm，数量平均尺寸为140nm。
实施例4
根据实施例1中所述的方法制备胶乳，不同之处在于使用120g石蜡乳液代替100g巴西棕榈蜡/聚乙烯蜡混合物的乳液。
然后，借助DSC分析胶乳颗粒。根据分析结果，同时存在玻璃化温度和熔点，其中玻璃化温度为69℃，熔点为60℃。此外，包括蜡和着色剂的最终胶乳颗粒的体积平均尺寸为190nm，数量平均尺寸为144nm。
实施例5
根据实施例1中所述的方法制备胶乳，不同之处在于使用P.Y.180代替P.B.15：3作为着色剂。
然后，借助DSC分析胶乳颗粒。根据分析结果，同时存在玻璃化温度和熔点，其中玻璃化温度为69℃，熔点为85℃。此外，包括蜡和着色剂的最终胶乳颗粒的体积平均尺寸为270nm，数量平均尺寸为230nm。
实施例6
根据实施例1中所述的方法制备胶乳，不同之处在于使用P.R.122代替P.B.15：3作为着色剂。
然后，借助DSC分析胶乳颗粒。根据分析结果，同时存在玻璃化温度和熔点，其中玻璃化温度为69℃，熔点为85℃。此外，包括蜡和着色剂的最终胶乳颗粒的体积平均尺寸为591nm，数量平均尺寸为310nm。
实施例7
根据实施例1中所述的方法制备胶乳，不同之处在于使用炭黑(NIPEX70)代替P.B.15：3作为着色剂。
然后，借助DSC分析胶乳颗粒。根据分析结果，同时存在玻璃化温度和熔点，其中玻璃化温度为69℃，熔点为85℃。此外，包括蜡和着色剂的最终胶乳颗粒的体积平均尺寸为150nm，数量平均尺寸为101nm。
因此，如图3所示，流程图说明了根据本发明实施方式制备胶乳聚合物的方法，该方法包括：制备含有着色剂和蜡的分散体302；制备含有分散体的水相304；制备含有单体的有机相306；混合水相和有机相，制备混合物308；均化该混合物310；以及向该混合物中添加聚合引发剂，以产生聚合312。
如图4所示，流程图说明了根据本发明实施方式制备胶乳聚合物的方法，该方法包括：制备含有着色剂、蜡乳液和第一表面活性剂的含水分散体402；制备含有含水分散体、第一表面活性剂和第二表面活性剂的水相404；制备含有单体的有机相406；混合水相和有机相，制备混合物408；均化该混合物410；以及向该混合物中添加聚合引发剂，以产生聚合412，其中聚合过程包括搅拌、加热至约75℃，添加聚合引发剂，用氮气吹洗反应器，使所述混合物在约75℃聚合预定时限，然后冷却至室温。
总之，本发明提供了一种无需借助凝聚剂而制备含有蜡和着色剂的胶乳聚合物的简化方法，其中蜡、着色剂和胶乳颗粒之间的内聚力得以提高。此外，该胶乳由于含有蜡和着色剂，可具有改进的粒度分布。因为蜡被包胶在胶乳颗粒中，所以蜡的熔点可相对低，并因此使得能够制备低温度定影的调色剂。
尽管已经显示和描述了本发明的一些实施方案，但是本领域的技术人员应理解，在不偏离本发明的精神和权利要求及其等同物中限定的范围的情况下，可在这些实施方案中作出改变。
Claims (14)
1.胶乳聚合物的制备方法，其包括：
制备含有着色剂和蜡的分散体；
制备含有分散体的水相；
制备含有单体的有机相；
混合水相和有机相制备混合物；
均化该混合物；以及
向该混合物中添加聚合引发剂以产生聚合。
2.权利要求1的方法，其中所述分散体是通过将分散有蜡的蜡乳液、着色剂和分散剂分散在蒸馏水中而制备的。
3.权利要求1的方法，其中所述蜡选自包括来自植物的蜡、来自动物的蜡、矿物蜡、石油类蜡的天然蜡和合成蜡。
4.权利要求1的方法，其中蜡的用量在1phr至50phr的范围之间。
5.权利要求1的方法，其中着色剂的用量在1phr至20phr的范围之间。
6.权利要求1的方法，其中胶乳聚合物含有选自偶氮类颜料、酞菁类颜料、碱性染料、喹吖啶酮颜料、二噁嗪颜料和重氮颜料；炭黑；以及包括铬酸盐、氰亚铁酸盐、氧化物、硫化硒、硫酸盐、硅酸盐、碳酸盐、磷酸盐和金属粉末的无机颜料中的至少一种着色剂。
7.权利要求2的方法，其中分散剂选自：包含十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基萘硫酸钠、十二烷基萘磺酸钠、二烷基苯烷基硫酸钠、二烷基苯烷基磺酸钠的阴离子表面活性剂；包含氯化二烷基苯烷基铵、氯化烷基苯甲基甲基铵、溴化烷基苯甲基二甲基铵、氯化苯甲烃铵、溴化十六烷基吡啶鎓、氯化十二烷基苯甲基三乙基铵、十二烷基乙酸铵、十八烷基乙酸铵和氯化十二烷基三甲基铵的阳离子表面活性剂；包含十二烷基二甲基氧化胺的阴离子/阳离子表面活性剂；以及包含聚乙烯醇、聚丙烯酸、methalose、甲基纤维素、乙基纤维素、丙基纤维素、羟乙基纤维素、羧甲基纤维素、三苯乙烯基苯酚乙氧基磷酸酯、聚氧乙烯十六烷基醚、聚氧乙烯十二烷基醚、聚氧乙烯辛基醚、聚氧乙烯辛基苯基醚、聚氧乙烯油基醚、聚氧乙烯脱水山梨糖醇一月桂酯、聚氧乙烯十八烷基醚、聚氧乙烯壬基苯基醚、二烷基苯氧基聚(乙烯氧)乙醇的非离子表面活性剂。
8.权利要求1的方法，其中胶乳聚合物包括选自以下的至少一种单体：包括苯乙烯、甲基苯乙烯、氯苯乙烯、二氯苯乙烯、对叔丁基苯乙烯、对正丁基苯乙烯和对正壬基苯乙烯的苯乙烯单体；包括丙烯酸酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸正丁酯、β-羧基丙烯酸乙酯、丙烯酸羟乙基酯、丙烯酸乙基己基酯、甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸羟乙酯和甲基丙烯酸乙基己酯的(甲基)丙烯酸酯单体；包括丙烯酸、衣康酸、甲基丙烯酸、马来酸、富马酸和肉桂酸的含羧基的单体；包括苯乙烯磺酸酯的含磺酸的单体；氨基苯乙烯及其季铵盐；包括乙烯基吡啶和乙烯吡咯烷酮的具有含氮杂环的单体；丙烯腈、丁二烯、异戊二烯和二乙烯基苯。
9.权利要求1的方法，进一步包括加热均化的混合物。
10.权利要求1方法，其中聚合引发剂选自过硫酸钾、过硫酸铵、过氧化苯甲酰、月桂基过氧化物、过硫酸钠、过氧化氢、叔丁基化过氧氢、氢过氧化枯烯、萜烷过氧化物和过氧碳酸盐。
11.权利要求1的方法，其中聚合引发剂的用量在1phr至5phr的范围之间。
12.权利要求1的方法，其中胶乳聚合物的粒度在0.1微米至3微米的范围之间。
13.权利要求1的方法，其中胶乳聚合物颗粒的玻璃化温度在40℃至100℃的范围内，胶乳聚合物颗粒的熔点在50℃至150℃的范围内。
14.权利要求3的方法，其中所述蜡选自巴西棕榈蜡、杨梅蜡、蜂蜡、虫胶蜡、鲸蜡、褐煤蜡、地蜡、纯地蜡、石蜡、微晶蜡、费-托蜡、聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、丙烯酸酯蜡、脂肪酸酰胺蜡、硅蜡和聚四氟乙烯蜡。
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