[發(fā)明專利]一種聚合碳粉及其制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710667536.2
• 申請(qǐng)日: 2017-08-07
• 公開（公告）號(hào): CN107272355A
• 公開（公告）日: 2017-10-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄭和朝;丁志明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湖北遠(yuǎn)東卓越科技股份有限公司
• 主分類號(hào): G03G9/113
• 分類號(hào): G03G9/113;G03G9/08
• 代理公司: 廣州市越秀區(qū)海心聯(lián)合專利代理事務(wù)所(普通合伙)44295
• 代理人: 蔡國(guó)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于碳粉技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種聚合碳粉及其制備方法。

背景技術(shù)

激光打印機(jī)是利用激光在感光鼓上形成潛像之后，利用電位之差將碳粉移到感光鼓的潛影上并轉(zhuǎn)印到紙上繪制出圖像的典型的打印設(shè)備。目前研發(fā)以及市場(chǎng)上銷售的激光打印機(jī)，主要黑色的干式打印機(jī)為主，根據(jù)摩擦帶電注入到碳粉的電荷電位之差，將碳粉轉(zhuǎn)移到感光鼓上的潛像方法，碳粉是粉末狀態(tài)，因此有粉塵等的環(huán)境問題，但制造容易并制造成本也低廉以及能把打印機(jī)小型化的優(yōu)點(diǎn)。

通常碳粉的粘合樹脂中，使用炭黑等著色劑或者此外分散添加劑的著色顆粒，此類碳粉使用著色顏料、調(diào)節(jié)碳粉電荷量的電荷調(diào)節(jié)劑，起結(jié)合作用的基料樹脂(粘合樹脂)、包括完成定影作業(yè)之后，被轉(zhuǎn)印物便于分離的離型劑，還有為了賦予碳粉顆粒技能性或提高物性，碳粉顆粒外表形成外添劑。

在碳粉中要求的特性之一的鬼影現(xiàn)象是，指從鼓芯表面轉(zhuǎn)移到被轉(zhuǎn)印物的碳粉圖像定影時(shí)，粘在加熱輥的碳粉圖像，下一次打印時(shí)在不希望打印的領(lǐng)域出現(xiàn)碳粉圖像的現(xiàn)象，在低溫發(fā)生的低溫鬼影和在高溫發(fā)生的高溫鬼影區(qū)分。此類的碳粉性質(zhì)主要由使用的基料樹脂來決定，通常使用的碳粉基料樹脂熔融溫度低時(shí)，定影性良好，但鬼影性不理想，熔融溫度高時(shí)，出現(xiàn)相反的現(xiàn)象。

在電子攝影法中，使用的顯影劑有碳粉和載體顆粒組成的雙成分顯影劑和不使用載體的單成分顯影劑，單成分顯影劑分含磁性粉的單成分碳粉和非磁性碳粉，通常在非磁性單成分，為了提高碳粉的流動(dòng)性單獨(dú)添加膠質(zhì)性二氧化硅等流動(dòng)化劑。

碳粉的制造方法分粉碎法和聚合法，粉碎法是將合成樹脂和著色劑之外添加劑熔融混合之后，進(jìn)行粉碎，接著通過分級(jí)取得所需粒徑的顆粒并獲得碳粉。粉碎碳粉容易形成寬粒徑分布的顆粒，因此為了獲得所希望的顯像特性，將粉碎物需要經(jīng)過分級(jí)調(diào)整有一定窄距離的粒徑分布，但分級(jí)過程非常繁雜并生產(chǎn)性不理想，并有分級(jí)過程碳粉的收得率下滑的問題。因此近期容易控制粒徑并不需要分級(jí)等繁雜制造工藝的聚合碳粉受到矚目。

聚合碳粉制造方法有懸浮聚合和分散聚合、乳化凝聚法，利用懸浮聚合法制造聚合碳粉的方法是在聚合性單體上著色劑、聚合引發(fā)劑、還有根據(jù)需要架橋劑、電荷調(diào)節(jié)劑等各種添加劑均勻的溶解或進(jìn)行分散的聚合性單體組合物制作之后，含有分散穩(wěn)定劑的水系分散介質(zhì)中，利用攪拌機(jī)分散之后，形成聚合性單體組合物的細(xì)小液滴顆粒，接著通過升溫進(jìn)行懸浮聚合，獲得帶著所需粒徑的著色聚合體顆粒(聚合碳粉)。

分散聚合法是苯乙烯和丙烯酸酯等乙烯基單體、顏料、電荷調(diào)節(jié)劑及如同蠟的添加劑一同混合的分散液制造之后，將其分散液在水性或非水性溶劑中進(jìn)行分散，并將單體通過反應(yīng)獲得碳粉顆粒。

乳化凝聚法是制作細(xì)小的乳液粒子之后，通過凝聚制造碳粉組合物的方法。首先把第一次組合物通過乳化聚合反應(yīng)制造之后，其通過凝聚工藝凝聚的碳粉制造方法。

聚合碳粉相比粉碎碳粉能形成精密細(xì)微的圖像，但不能完全對(duì)應(yīng)高速?gòu)?fù)印或完全彩色化、節(jié)能化等的問題。電子攝影方式的復(fù)印機(jī)、打印機(jī)等耗電少并且高速?gòu)?fù)印機(jī)要求通常150℃定影工藝耗電多，因此在節(jié)能的角度要求下調(diào)定影工藝的溫度。

需要下調(diào)碳粉的定影溫度，相比傳統(tǒng)的碳粉相比，如使用在低溫能定影的碳粉，既能下調(diào)加熱輪的溫度還能縮短定影時(shí)間，并能實(shí)現(xiàn)高速?gòu)?fù)印。根據(jù)電子攝影方式，要求清晰的彩色復(fù)印。將碳粉均勻的熔融混合之后混色是非常重要，在各種會(huì)議當(dāng)中使用的演示用投影機(jī)(OHP)膠片上使用的彩色圖像越來越多，因此要求碳粉在透明的合成樹脂膠片上均勻的熔融，于是靠近定影溫度的熔融粘度需要設(shè)定得第一點(diǎn)。調(diào)低碳粉熔融粘度的方法有采用更為低的分子量或調(diào)低玻璃轉(zhuǎn)移溫度的方法。為了順應(yīng)節(jié)能或高速?gòu)?fù)印、彩色化等的要求，要降低組成碳粉的粘合樹脂玻璃轉(zhuǎn)移溫度，但使用低玻璃轉(zhuǎn)移溫度粘合樹脂的碳粉，存放或運(yùn)輸當(dāng)中，在圖像設(shè)備的碳粉盒內(nèi)引起相互阻遏出現(xiàn)容易結(jié)塊，成為存放性差的碳粉。根據(jù)傳統(tǒng)的方法調(diào)低碳粉的定影溫度熔融性做到均勻，雖能改善碳粉的定影性，但出現(xiàn)存放性下滑的逆相關(guān)關(guān)系。為了解決逆相關(guān)關(guān)系曾有過提案，將低玻璃轉(zhuǎn)移溫度粘合樹脂組成的碳粉，通過使用高玻璃轉(zhuǎn)移溫度的聚合體包皮，提高內(nèi)阻遏性，解決存放性問題并曾有過提案所謂“膠囊形碳粉”。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在提供一種適合被電子攝影法、靜電記錄法等形成的正電性、負(fù)電性碳粉，通過光架橋反應(yīng)利用穩(wěn)定的內(nèi)、外膜結(jié)構(gòu)，一同提高低溫定影性和內(nèi)熱存放性的聚合碳粉及其制備方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)效果，本發(fā)明提供的技術(shù)方案是這樣的：一種聚合碳粉，所述的聚合碳粉包括60～80重量份內(nèi)膜樹脂和60～80重量份外膜樹脂；