[發明專利]彩色碳粉的制備方法

有效

• 申請號: 201610147720.X
• 申請日: 2016-03-15
• 公開（公告）號: CN105652615B
• 公開（公告）日: 2019-07-19
• 發明（設計）人: 朱順全;張季平
• 申請（專利權）人: 湖北鼎龍控股股份有限公司
• 主分類號: G03G9/08
• 分類號: G03G9/08;G03G9/093
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 涂潔

本發明公開了一種彩色碳粉的制備方法，解決了彩色碳粉制備工藝復雜、生產成本高、混合不均一，外部添加劑易脫落導致碳粉的帶電性能和流動性的不穩定的問題，技術方案將納米粒子外添劑、能對納米粒子表面進行改性的含有不飽和雙鍵的單體和其它含有不飽和雙鍵的單體一起混合后得到表面不飽和雙鍵修飾的納米粒子和其它含有不飽和雙鍵的單體的混合物備用；將此種混合物加入到含有碳粉主體粒子的分散液中混合均勻后，加入水性引發劑進行聚合反應，反應完成后得到以納米粒子/樹脂復合物為殼層的具有殼核結構的彩色碳粉。本發明工藝簡單、可靠性好、生產成本低、對環境友好、成像質量非常穩定，同時顯影密度高、顯影密度均勻以及底灰和廢粉率低。

技術領域

本發明涉及一種彩色碳粉的制備方法。

背景技術

作為彩色打印機和復印機所必須的耗材的彩色碳粉的傳統制備方法是“粉碎法”，它是把所需的樹脂、著色劑、添加劑經過熔融混合、低溫機械粉碎、氣流粉碎、分級等工序制備出來平均粒徑約為10微米的彩色碳粉。然而，這種制備方法存在能耗高、著色劑分散不均、碳粉粒子大小和形狀均一度差等缺陷，這樣就會導致打印和復印時出現粘輥、分辨率低、色澤差和廢粉率較高等缺點。以富士施樂和柯尼卡美能達為代表的公司提出“乳液聚合/共絮凝法”，通過表面活性劑和剪切速率的調整制得粒徑小于5微米的粉體，并能夠有效的控制粉體的性狀，從而提高彩色打印、復印的分辨率和色澤，碳粉結構的非球形化有利于碳粉的回收和清潔。而以佳能和瑞翁公司為代表提出的懸浮聚合法能夠通過更簡易的工藝得到粒徑可控的彩色碳粉，使色粉的流動性、荷電性能得到顯著的改善，但存在分辨率較低和清潔困難等缺點。以上這些碳粉制造方法各有優缺點，它們適用與各自對應的機器，但它們有個共同點：碳粉表面結構的改性是通過把碳粉母體和外添劑機械混合而制成的，這樣會引起混合不均一，外部添加劑易脫落從而導致碳粉的帶電性能和流動性的不穩定，以及長時間的打印和復印后圖像質量變差等問題。

發明內容

本發明的目的是為了解決上述技術問題，提供一種工藝簡單、可靠性好、生產成本低、對環境友好的彩色碳粉的制備方法；此制備方法制造的碳粉成像質量非常穩定，同時顯影密度高、顯影密度均勻以及底灰和廢粉率低。

本發明技術方案包括以下步驟：

1)以著色劑、單體和蠟為主要原料，采用懸浮聚合法制備含有核粒子的分散液備用；

2)將納米粒子外添劑、能對納米粒子表面進行改性的含有不飽和雙鍵的單體和其它含有不飽和雙鍵的單體一起混合并在高速攪拌、陳化后得到表面不飽和雙鍵修飾的納米粒子和其它含有不飽和雙鍵的單體的混合物備用；

3)將上述混合物加入到含有核粒子的分散液中攪拌均勻后，加入水性引發劑進行聚合反應，反應完成后得到以納米粒子/樹脂復合物為殼層的具有殼核結構的彩色碳粉。

所述步驟2)中，能對納米粒子表面進行改性的含有不飽和雙鍵的單體:納米粒子外添劑的質量比為1:10到1:3；能對納米粒子表面進行改性的含有不飽和雙鍵的單體：其它含不飽和雙鍵的單體的質量比為1:100到1:2。

所述步驟2)中，所述高速攪拌的速度為1000-2000rpm，時間為10-60分鐘，溫度為10-30℃；所述陳化時間為3-18小時，溫度為10-30℃。高速攪拌時間過短會使納米粒子分散不均勻而時間過長會影響表面不飽和雙鍵修飾的納米粒子與其它含有不飽和雙鍵的單體在碳粉上成殼的能力。高速攪拌溫度和陳化溫度過低會使納米粒子和能對納米粒子表面進行改性的含有不飽和雙鍵的單體的反應不充分，高速攪拌溫度和陳化溫度過高會使混合物中的單體提前聚合從而影響碳粉上的殼結構的性能。