[發(fā)明專利]化學(xué)墨粉用水性樹脂的制備方法及制備化學(xué)墨粉的方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610247227.5
• 申請(qǐng)日: 2016-04-19
• 公開（公告）號(hào): CN105777969A
• 公開（公告）日: 2016-07-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 韓鋒;蔣輝;陳全吉;楊明紅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 寧波佛來(lái)斯通新材料有限公司
• 主分類號(hào): C08F212/08
• 分類號(hào): C08F212/08;C08F220/18;C08F220/28;C08F220/06;C08F2/30;G03G9/08
• 代理公司: 寧波奧凱專利事務(wù)所(普通合伙) 33227
• 代理人: 潘杰;白洪長(zhǎng)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及化學(xué)墨粉領(lǐng)域，尤其是涉及激光打印機(jī)或復(fù)印機(jī)化學(xué)墨粉的一種化學(xué)墨粉用水性樹脂的制備方法及制備化學(xué)墨粉的方法。

背景技術(shù)

隨著打印耗材行業(yè)快速發(fā)展，近些年來(lái)，全球墨粉的需求量呈現(xiàn)了持續(xù)穩(wěn)定增長(zhǎng)的趨勢(shì)。目前，我國(guó)有三十多家較大的墨粉生產(chǎn)企業(yè)，這些企業(yè)主要采用傳統(tǒng)的熔融粉碎法制備墨粉，也就是物理墨粉。傳統(tǒng)的物理墨粉由于其帶電量性能不均勻，流動(dòng)性較差，轉(zhuǎn)印率較低等問(wèn)題，開始逐漸被耗材廠家淘汰。而帶電性能均勻，流動(dòng)性好，轉(zhuǎn)印率高，能夠滿足高品質(zhì)打印要求的化學(xué)墨粉正逐漸占領(lǐng)墨粉市場(chǎng)。

化學(xué)墨粉主要是指采用化學(xué)聚合法制備的墨粉，主要包括懸浮聚合和乳液聚合這兩種方法。懸浮聚合已經(jīng)在國(guó)外得到許多廠家的制備應(yīng)用，如Zeon和Canon等，國(guó)內(nèi)對(duì)此運(yùn)用相對(duì)較少。現(xiàn)在國(guó)內(nèi)外的研究者和廠家已經(jīng)將主要精力放在了乳液聚合法制備化學(xué)墨粉的研究上。乳液聚合法制備化學(xué)墨粉的方式可以簡(jiǎn)單概括為：通過(guò)乳液聚合方式制備乳液，即水性樹脂；將乳液、顏料分散液、蠟乳液、電荷調(diào)節(jié)劑（CCA）分散液等混合后加入絮凝劑，進(jìn)行破乳共凝聚生成墨粉顆粒；墨粉顆粒再通過(guò)壓濾干燥，添加助劑后得到可打印化學(xué)墨粉。該方法的關(guān)鍵點(diǎn)就是必須能夠制備破乳點(diǎn)可控的乳液。

乳液的制備工藝主要包括以下幾類：間歇乳液聚合，半連續(xù)乳液聚合，連續(xù)乳液聚合，預(yù)乳化工藝和種子乳液聚合。對(duì)于一般企業(yè)，在單反應(yīng)釜制備乳液時(shí)，優(yōu)先使用半連續(xù)法乳液聚合。即首先將部分單體和引發(fā)劑、乳化劑、分散介質(zhì)等組分投入反應(yīng)釜中，聚合到一定程度以后（即打底聚合獲得種子乳液），再把余下的單體，或引發(fā)劑、乳化劑等在一定時(shí)間間隔內(nèi)按照一定的策略連續(xù)的加入到反應(yīng)釜中繼續(xù)進(jìn)行聚合，直到達(dá)到所要求的轉(zhuǎn)化率，反應(yīng)結(jié)束。該方法的優(yōu)點(diǎn)是聚合速率大，散熱容易，反應(yīng)過(guò)程粒子形態(tài)和共聚組成易控制。但是該工藝也存在不少缺點(diǎn)：打底聚合過(guò)程反應(yīng)溫度不穩(wěn)定，易突升；打底聚合過(guò)程延長(zhǎng)了整個(gè)制備周期；打底聚合乳液與后續(xù)滴加乳液物理性能之間可能存在一定差異；乳液破乳點(diǎn)較難調(diào)節(jié)，不利于制備化學(xué)墨粉時(shí)共凝聚反應(yīng)的調(diào)整。

為此，有待對(duì)現(xiàn)有的化學(xué)墨粉水性樹脂的制備工藝進(jìn)行改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容

為克服上述不足，本發(fā)明的目的是向本領(lǐng)域提供一種化學(xué)墨粉用水性樹脂的制備方法及制備化學(xué)墨粉的方法，使其解決現(xiàn)有同類制備工藝，打底聚合過(guò)程反應(yīng)溫度不穩(wěn)定，易突升，制備周期長(zhǎng)，樹脂玻璃化溫度（T_g）和熔融指數(shù)欠穩(wěn)定，乳液破乳點(diǎn)較難調(diào)節(jié)的技術(shù)問(wèn)題。其目的是通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。

該化學(xué)墨粉用水性樹脂的制備方法是采用直接連續(xù)滴加投料的乳液聚合方式，舍棄打底聚合制備種子乳液的過(guò)程。聚合體系包括水、烯基不飽和單體、引發(fā)劑、鏈轉(zhuǎn)移劑和pH緩沖劑，烯基不飽和單體包括苯乙烯類、丙烯酸酯類、以及含羥基和羧基基團(tuán)的不飽和功能單體。其要點(diǎn)在于調(diào)控打底乳化液的用量以及直接連續(xù)滴加的初始反應(yīng)溫度，該制備方法包括以下步驟：

以烯基不飽和單體、硫醇類鏈轉(zhuǎn)移劑混合配成混合單體，總質(zhì)量為100份計(jì)，其中硫醇類鏈轉(zhuǎn)移劑占所述混合單體總質(zhì)量的0-1.5%；乳化劑與水配成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5-20%的乳化液，總質(zhì)量為40份計(jì)；引發(fā)劑與水配成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2-5%的引發(fā)液，總質(zhì)量為20份計(jì)。

（1）打底投料階段。取0-8份所述乳化液，加入100-150份去離子水，并加入pH緩沖劑，調(diào)節(jié)pH值至8-9，攪拌混合均勻，得到打底混合液。

（2）直接連續(xù)滴加聚合階段。將剩余32-40份所述乳化液與16-19份所述引發(fā)液混合均勻，得到乳化引發(fā)劑混合液；所述打底混合液升溫至80-85℃，均勻滴加100份所述混合單體，48-59份乳化引發(fā)劑混合液，加入時(shí)間為240-480min；加入完畢30min后，倒入剩余1-4份所述引發(fā)液；再將反應(yīng)溫度升高2-5℃并維持?jǐn)嚢璺磻?yīng)60-120min；反應(yīng)結(jié)束后，在50-90℃下減壓蒸餾，將可揮發(fā)性組分蒸除，即制備得到低分子和/或高分子的化學(xué)墨粉用水性樹脂。該化學(xué)墨粉用水性樹脂即用于制備激光打印機(jī)或復(fù)印機(jī)的化學(xué)墨粉。

上述的化學(xué)墨粉用水性樹脂是不同分子量的苯乙烯-丙烯酸酯共聚乳液中的一種或幾種混合物。