[發(fā)明專利]一種彩色碳粉及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210306917.5
• 申請(qǐng)日: 2012-08-24
• 公開（公告）號(hào): CN103631104A
• 公開（公告）日: 2014-03-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 謝耀星;曾明德
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 珠海萊茵柯電子有限公司
• 主分類號(hào): G03G9/08
• 分類號(hào): G03G9/08
• 代理公司: 北京同立鈞成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11205
• 代理人: 劉芳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種彩色碳粉及其制備方法。

背景技術(shù)

相較于噴墨打印機(jī)，激光打印機(jī)和復(fù)印機(jī)因其輸出速度快，印字質(zhì)量高而受到用戶的喜愛。激光打印和復(fù)印技術(shù)成像原理為通過在光導(dǎo)原件（如感光鼓）的表面形成靜電荷并通過那些部分暴露于光、使光導(dǎo)原件表面的靜電荷部分或完全放電，從而產(chǎn)生一種潛藏的靜電圖像。激光打印技術(shù)的曝光可來(lái)自于計(jì)算機(jī)的指令下掃描光導(dǎo)原件的激光，復(fù)印技術(shù)曝光可來(lái)自于自照射的圖像反射的光線。一旦潛像產(chǎn)生，便可通過碳粉進(jìn)行顯像，從而在光導(dǎo)原件上形成可見圖像被轉(zhuǎn)印到合適的基材上，借助熱和/或壓力使碳粉熔融到基材上。

傳統(tǒng)的彩色碳粉制備方法為“物理熔融法”，即將樹脂（主要為丙乙烯-丙烯酸丁酯共聚物）、著色劑（顏料或染料）、添加劑（如：電荷控制劑、蠟、流動(dòng)化劑等）按一定比例熔融混合后，經(jīng)過粉碎、分級(jí)等工序，最終得到彩色碳粉。然而，這種制備方法不僅存在著色劑不易在樹脂中均勻分散、制備的彩色碳粉形狀不規(guī)則、粒徑較大且分布較寬的缺陷，從而導(dǎo)致打印、復(fù)印時(shí)易粘輥、分辨率低、色澤差、廢粉率較高，同時(shí)該方法還存在生產(chǎn)過程中的分級(jí)處理的工藝復(fù)雜，成本較高的缺點(diǎn)。

由于采用物理方法存在諸多缺點(diǎn)，所以出現(xiàn)了采用化學(xué)方法制備彩色碳粉的技術(shù)，通常化學(xué)方法制備彩色碳粉主要包括懸浮聚合法，如專利JP2008262154、US65666028、US6740463、US6528222等，以及乳液聚合法，如專利CN200910272568.8、US5482812、US5916725等的記載。

懸浮聚合法是將著色劑、添加劑（如：電荷控制劑、蠟、表面活性劑等成分）與聚合單體、引發(fā)劑及分散劑在水相中混合，通過高效分散手段使體系形成懸浮液，然后加熱引發(fā)單體聚合形成固體色粉顆粒，再經(jīng)過濾、干燥、打粉，最終得到碳粉顆粒。

乳液聚合法是先制得聚合物樹脂乳液、著色劑分散液，兩種分散體系含有電性相反或相同的離子型表面活性劑；混合兩種分散體系，通過調(diào)節(jié)溶液pH或離子強(qiáng)度，誘導(dǎo)粒子相互接近，逐步匯聚成簇團(tuán)；加熱使簇團(tuán)長(zhǎng)大，當(dāng)達(dá)到所需要的粒徑時(shí)再加入其它表面活性劑抑制其進(jìn)一步增長(zhǎng)；在樹脂玻璃化溫度（Tg）以上進(jìn)行加熱，促使疏松團(tuán)簇粘合形成致密結(jié)構(gòu)團(tuán)粒；收集團(tuán)粒，經(jīng)過后處理，最終得到碳粉顆粒。

在現(xiàn)有化學(xué)法合成碳粉的過程中，普遍存在工藝復(fù)雜，反應(yīng)條件控制較嚴(yán)格，成本相對(duì)較高，對(duì)環(huán)境存在一定的污染等缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決上述的技術(shù)問題，提供了一種彩色碳粉的化學(xué)制備方法及采用該方法制備的彩色碳粉。該方法具有工藝簡(jiǎn)單、反應(yīng)條件易于控制、成本低廉、對(duì)環(huán)境污染小的優(yōu)點(diǎn)，制成的彩色碳粉具有窄粒徑分布的特點(diǎn)。

本發(fā)明還提供了一種利用上述方法制備的彩色碳粉。

本發(fā)明提供了一種彩色碳粉的制備方法，包括以下步驟：

1）第一分散液的制備：

將離子型表面活性劑溶于去離子水中，加入著色劑和電荷控制劑進(jìn)行混合攪拌，再進(jìn)行研磨分散，得到著色劑分散液；

將離子型表面活性劑溶于去離子水中，加入固體蠟進(jìn)行攪拌分散，得到蠟分散液；

將上述制備得到的著色劑分散液和蠟分散液經(jīng)攪拌混合均勻，得到第一分散液；

2）第二分散液的制備：

在無(wú)氧環(huán)境和水溫恒定的條件下，維持?jǐn)嚢璨⒁l(fā)劑和離子型有機(jī)共聚單體加入到去離子水中，再加入非離子有機(jī)共聚單體和鏈轉(zhuǎn)移劑的混合物，加料完成后繼續(xù)反應(yīng)，并加入引發(fā)劑，經(jīng)冷卻、過濾，得到聚合物樹脂乳液，即第二分散液；

并且，所制備的第一分散液中的離子型表面活性劑與聚合物樹脂乳液顆粒具有相同的電性；

3）調(diào)色劑固體顆粒物的制備:

使所述的第一分散液和去離子水混合，維持?jǐn)嚢?，向該混合液中依次加入第二分散液和有機(jī)溶劑，攪拌均勻并測(cè)定該反應(yīng)體系的初始pH，調(diào)節(jié)反應(yīng)體系的pH，使反應(yīng)體系中粒子的粒徑變化達(dá)到設(shè)定范圍時(shí)，再次調(diào)節(jié)反應(yīng)體系的pH，使之回到初始pH后終止反應(yīng)，經(jīng)熱處理、冷卻、分離、洗滌和干燥，制成調(diào)色劑固體顆粒物。

4）向上述制成的調(diào)色劑固體顆粒物中加入表面添加劑，攪拌混合制成彩色碳粉。