[發明專利]一種彩色墨粉及其制備方法

在審

• 申請號: 201410558531.2
• 申請日: 2014-10-20
• 公開（公告）號: CN104298083A
• 公開（公告）日: 2015-01-21
• 發明（設計）人: 樊新衡;李剛;續守民;楊聯明
• 申請（專利權）人: 中國科學院化學研究所
• 主分類號: G03G9/08
• 分類號: G03G9/08
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 關暢;趙靜

技術領域

本發明屬于墨粉制備領域，具體涉及一種激光打印或靜電復印用的彩色墨粉及其制備方法。

背景技術

隨著辦公自動化的發展，復印機和打印機等耗材的使用越來越普遍，墨粉作為激光打印和靜電復印的重要耗材之一，其生產制備也越來越受到廣泛的重視。目前，生產墨粉的方法主要包括熔融粉碎法、化學聚合法和聚集-融合法。

熔融粉碎法通常稱為物理法技術，它是將樹脂、色料和添加劑等按一定比例置于混煉機中，在樹脂熔融溫度之上捏合混煉，所得熔融物經擠出、冷卻和粉碎，得到初級粉粒，再經粉粒篩分及加入添加劑得到成品。物理法制粉的工藝簡便、生產效率高，其主要缺點是色粉粒子形狀規整性和成分均勻性較差、粒度分布寬等，再就是物理法制備過程能耗高、粉塵危害性較大。

化學聚合法的基本過程是：將色料、電荷調節劑、表面活性劑和潤滑劑等成份與聚合單體、引發劑和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，然后加熱引發單體聚合形成固體色粉顆粒，收集干燥，最終得到色粉產品。與傳統的物理法相比，化學聚合法的產品性能優良(如：粉粒形狀規整呈球形或橢球形、組成均勻、粒度分布范圍窄)，適合制備高品質色粉，生產過程能耗低。但這種方法存在工藝控制復雜、條件要求嚴格、生產效率低和產生大量工業廢水等問題。

聚集-融合法在調控粒子形狀、尺寸及粒度分布上有更強的能力，基本過程是：乳液聚合法制備樹脂球的水基乳漿，另外分別制備水介質的顏料、蠟分散液，通過調節溶液pH值或離子強度，誘導粒子相互接近，逐步匯聚成團簇；加熱使團簇長大，達到所需要的尺寸時再加入其它表面活性劑以限制其進一步增長；在樹脂Tg溫度之上進行加熱，促使疏松團簇粘合形成致密結構團粒；收集、干燥和添加其他必要成份，得到色粉。與以上兩種方法相比，聚集-融合法繼承了化學聚合法品質優良的特點，也兼具傳統方法工藝簡單的優勢。但墨粉在水相中生成，粉體表面是親水性的，核電性能將會降低，儲存的穩定性和環境性能將會降低。另外，該工藝將產生大量污水，由于墨粉從水相中得到，其干燥過程也需要大量的能耗。

發明內容

本發明的目的在于提供一種彩色墨粉的制備方法，該制備方法是在超臨界條件下進行的。

本發明所述彩色墨粉的制備方法，包括如下步驟：

(1)將苯乙烯、丙烯酸酯類化合物、甲基丙烯酸酯類化合物、表面活性劑、蠟、顏料和鏈轉移劑混合，攪拌均勻，并進行乳化，制得混合物；

(2)將步驟(1)所得混合物加入反應釜中，在超臨界條件下，向混合物中加入引發劑并攪拌至聚合反應完全，收集色粉，即得所述彩色墨粉。

上述制備方法中，步驟(1)中，所述苯乙烯、丙烯酸酯類化合物、甲基丙烯酸酯類化合物、蠟、顏料、鏈轉移劑和表面活性劑的質量比(60～83)：(10～25)：(5～12)：(5～10)：(5～8)：(1～5)：(2～5)。

所述丙烯酸酯類化合物為C1～C6的烷烴基丙烯酸酯，具體為丙烯酸乙酯和丙烯酸丁酯。

所述甲基丙烯酸酯類化合物選自如下至少一種：甲基丙烯酸-β-羧乙酯和甲基丙烯酸乙酯。

所述蠟選自如下至少一種：聚乙烯蠟、聚丙烯蠟、天然蠟、酯蠟和棕櫚蠟。

所述顏料為顏料黃180、顏料黃83、顏料紅122、顏料紅254、顏料紅202、顏料紅188、巴斯夫酞菁藍L6700F、紐碧萊群青藍Nubiperf?AR、德固賽碳黑U碳和卡博特碳黑660R等。

所述鏈轉移劑選自如下至少一種：十二硫醇、1,4-萘醌和對苯二酚。

所述表面活性劑選自如下至少一種：含氟丙烯酸酯類聚合物、苯乙烯與含氟丙烯酸酯類的共聚物、甲基丙烯酸酯類與含氟丙烯酸酯類的共聚物或聚硅氧烷類高分子；所述含氟丙烯酸酯類聚合物為聚丙烯酸1,1-二氫全氟辛酯、聚丙烯酸1,1-二氫全氟丁酯、聚丙烯酸1,1-二氫全氟庚酯等；所述苯乙烯與含氟丙烯酸酯類的共聚物為苯乙烯-丙烯酸全氟丁酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸全氟辛酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸全氟庚酯共聚物等；所述甲基丙烯酸酯類與含氟丙烯酸酯類的共聚物為甲基丙烯酸乙酯-丙烯酸全氟丙酯共聚物、甲基丙烯酸丁酯-丙烯酸全氟辛酯共聚物、甲基丙烯酸-β-羧乙酯-丙烯酸全氟辛酯共聚物等；所述聚硅氧烷類高分子為聚二甲基硅氧烷等。

上述制備方法中，步驟(1)中，所述攪拌的轉速為500rpm～1000rpm，時間為0.5h～2h，具體為0.5h。

所述乳化是用乳化機來實現的，所述乳化機的轉速為5000rpm～20000rpm，具體為10000rpm；所述乳化的時間為5min～10min；所述乳化的次數為2次～4次。