[發(fā)明專利]一種電荷調(diào)節(jié)劑及其制備方法以及碳粉

有效

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• 申請日: 2011-10-28
• 公開（公告）號: CN102346390A
• 公開（公告）日: 2012-02-08
• 發(fā)明（設計）人: 朱順全;蘭澤冠;劉敏
• 申請（專利權(quán)）人: 湖北鼎龍化學股份有限公司
• 主分類號: G03G9/097
• 分類號: G03G9/097;G03G9/08
• 代理公司: 武漢開元知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42104
• 代理人: 涂潔;樊戎

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電荷調(diào)節(jié)劑及其制備方法，以及含有該電荷調(diào)節(jié)劑的靜電圖像顯影用碳粉。

背景技術(shù)

隨著靜電圖像顯影技術(shù)發(fā)展的日新月異，對碳粉的要求越來越高，作為碳粉中重要組成部分之一的電荷調(diào)節(jié)劑，其性能直接影響碳粉的帶電性能，進而影響靜電顯影的圖像質(zhì)量。除了應具有良好的帶電特性，性能優(yōu)異的電荷調(diào)節(jié)劑還應具有和碳粉用樹脂良好的相容性，即在樹脂中具有良好的分散性。若電荷調(diào)節(jié)劑和樹脂不能良好地相容，導致分散不均勻，或分散性能不穩(wěn)定，將會嚴重影響碳粉的起電速度，帶電性能和穩(wěn)定性，從而影響圖像顯影的質(zhì)量。

目前被廣泛使用的電荷調(diào)節(jié)劑主要為水楊酸型或芳香羧酸型金屬絡合物類和中心金屬為鉻或鐵的偶氮型金屬絡合物類。水楊酸型或芳香羧酸型金屬絡合物類電荷調(diào)節(jié)劑和碳粉用樹脂具有很好的兼容性，但在實際應用中發(fā)現(xiàn)，這類電荷調(diào)節(jié)劑，對于碳粉帶電性能的影響受環(huán)境影響較大，由此導致在環(huán)境發(fā)生改變的條件下圖像質(zhì)量不夠穩(wěn)定；中心金屬為鉻的偶氮型金屬絡合物，雖然解決了這個問題，并且具有優(yōu)異的帶電性能，但是由于近年來對于全球環(huán)境保護問題的日益重視，這類電荷調(diào)節(jié)劑在廢棄物處理尤其是在焚燒的條件下容易產(chǎn)生對環(huán)境和人體都有害的六價鉻化合物，所以并不符合現(xiàn)在對于電荷調(diào)節(jié)劑環(huán)境友好性的要求。

偶氮型金屬鐵絡合物電荷調(diào)節(jié)劑解決了其與碳粉用樹脂的相容性問題，也不含有對人體和環(huán)境有害的重金屬。利用該類電荷調(diào)節(jié)劑制得的碳粉使用環(huán)境穩(wěn)定性得到了明顯的提高，碳粉的靜電顯影圖像品質(zhì)也得到改善，但由于碳粉的帶電量偏低，沒有達到較理想的效果。并且偶氮型金屬絡合物電荷調(diào)節(jié)劑通常采用重氮、偶合反應后分離，得到中間體進行絡合反應后還需分離，再進行陽離子轉(zhuǎn)換的方法，其制備工藝復雜、生產(chǎn)周期長，提高了生產(chǎn)成本。即使有些工藝使用了一鍋法，但其使用原料不一樣，工藝條件也不一樣，且電荷調(diào)節(jié)劑NH₄⁺的占有比例要求達到60％以上，制備條件比較苛刻，代價也比較高，制備的穩(wěn)定性不好。并且，這一類電荷調(diào)節(jié)劑干燥后為塊狀固體，粒徑較粗，難以通過簡單機械破碎達到期望的粒徑，必須經(jīng)過氣流噴射粉碎或昂貴的機械處理以滿足粒徑要求，從而進一步提高了生產(chǎn)成本。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決上述問題，提供一種具有優(yōu)異帶電性能、不受環(huán)境影響、與樹指相容性好、對環(huán)境友好的吡唑啉酮類偶氮化合物鐵絡合物電荷調(diào)節(jié)劑。

本發(fā)明的另一目的是提供一種上述電荷調(diào)節(jié)劑的制造方法，具有工藝簡單、生產(chǎn)周期短、成本低的優(yōu)點。

本發(fā)明還提供一種含有上述電荷調(diào)節(jié)劑的碳粉。

吡唑啉酮類偶氮化合物鐵絡合物電荷調(diào)節(jié)劑，由以下化學式(1)表示：

化學式(1)

式中，R是在吡唑基的鄰位或者對位，表示氫或氯原子；X表示1/3Fe³⁺、A表示Na⁺、B表示H⁺、C表示NH₄⁺，m+n+y+t＝1。

所述電荷調(diào)節(jié)劑中金屬鐵元素的重量含量為5.0-9.0％，最好為6.0-7.5％；金屬鈉元素的重量含量為0.1-2.5％，最好為0.3-1.0％。控制電荷調(diào)節(jié)劑中的金屬鐵元素和鈉元素的重量含量是為了絡合反應達到一定程度和陽離子中的鐵離子和鈉離子達到一定的占有比例，從而保證電荷調(diào)節(jié)劑具有比較好的帶電特性，并且與碳粉用樹脂有比較好的相容性。如果電荷調(diào)節(jié)劑中的金屬鐵元素和鈉元素的重量含量高，則吸濕性大，與碳粉樹脂的相容性差，碳粉帶電量不穩(wěn)定，靜電顯影圖像品質(zhì)不好；如果電荷調(diào)節(jié)劑中的金屬鐵元素和鈉元素的重量含量低，則絡合反應不好，其中偶氮中間體含量高，電荷調(diào)節(jié)劑的帶電量低，相應的碳粉帶電量低，導致靜電顯影圖像品質(zhì)不好。并且由于電荷調(diào)節(jié)劑中各陽離子的占有比例，不一定要NH₄⁺的占有比例達到60％以上，只要控制好其中的金屬鐵元素和鈉元素的重量百分含量在要求范圍就可以。