[发明专利]具有正电荷的核壳结构的悬浮聚合墨粉及制备方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及墨粉制造领域，具体涉及通过悬浮聚合工艺制备用于静电荷图像显影的具有正电荷的核壳结构的悬浮聚合墨粉及制备该墨粉的方法。

【背景技术】

墨粉是一种用于激光打印机或复印件中的显影剂材料。打印机运行过程大致如下：均匀充电的感光鼓表面经曝光后形成一个静电潜像；受显影辊和刮刀摩擦充电的墨粉在感光鼓表面静电潜像显影形成影像；受到纸表面相反电荷的吸引，感光鼓表面的影像转印到纸上，然后受到加热辊和压力辊的定影，就得到我们所需的打印图像。

从上述打印过程可以看到，显影辊和刮刀对墨粉充电，墨粉表面获得了电荷。带电的墨粉能在感光鼓表面显影成要打印的图案，为了使墨粉具有较好的带电性，要求电荷控制剂(CCA)在墨粉颗粒表面尽可能的均匀分散。从感光鼓上转印到纸上前，要求墨粉持续的保持带电状态。如果墨粉的充电特性和电荷保持能力不好，就难以容易的进行显影或转印，从而难以得到打印效果理想的图像。

同样的，墨粉还需具有其他一些性能，例如优良的转印性、低温定影性和储存稳定性。球形度好的墨粉具有很高的转印效率，能够很容易的从感光鼓转印到纸上，减少或避免墨粉在感光鼓上的残留。为了减轻环境负荷，要求墨粉以尽可能低的温度向纸上定影，于此同时墨粉还需具有即使在使用或者搬运时暴露于高温条件下不会熔融粘连的良好保存性。核壳结构墨粉是通过低玻璃化转变温度（低Tg）的核来改善定影性，高玻璃化转变温度（高Tg）的壳来提高抗粘连性，通过采用这种层结构，能够满足兼顾低温定影和储存稳定性的要求。

传统机械碎墨粉是通过将树脂、CCA、颜料和蜡等通过熔融共混、粉碎并分级得到的。由于机械粉碎墨粉具有不规则的形状，刮板对各个墨粉粒子施加的压力各异，同时CCA倾向与形成与粘合剂树脂分离的相，且外露在墨粉表面的电CCA颗粒很容易剥落，所以机械粉碎墨粉带电不均匀，电荷分布很宽。

中国专利局公开的专利文献CN101427186提供了一种基于苯乙烯/丙烯酸酯和聚酯粘合剂树脂的机械粉碎墨粉，使用与之相容性好的苯乙烯/丙烯酸酯的电荷控制剂，墨粉电荷分布均匀性和保持能力有了很大提高，但是很难满足低温定影的需求。而且通过75至100m/s的线速度使墨粉颗粒相互碰撞5-20分钟进行球形化的工艺，能耗较大，设备要求高，很难得到正球形的墨粉。

与传统机械粉碎墨粉相比，常规的悬浮聚合墨粉是将CCA和蜡、颜料等组份一起均匀的分散在单体中，通过高速剪切造粒后进行聚合得到的。墨粉粒子中的CCA分散更均匀，粒子的球形度更好，从而具有更好的电荷分布均匀性和转印效率。但是该方法仍然会有相当大量的电荷控制分布在墨粉粒子的中心区域内。由于墨粉的的带电是通过刮刀和位于墨粉表面的CCA之间的摩擦产生的，然而分布在墨粉粒子中心区的CCA没有参与墨粉的摩擦带电，导致CCA的使用效率低下。因而需要开发有效的方法提高墨粉表面的电荷密度。

中国专利局公开的专利文献CN101473274提供了一种通过壳单体组份聚合反应形成的聚合物将电荷控制剂包覆在悬浮聚合法制备的墨粉核粒子表面，形成一个电荷控剂密集分布的刚性薄壳层的核壳墨粉。该方法需要对所使用的CCA颗粒进行研磨分散处理，对其粒径分布进行严格控制；并且可能会存在CCA与壳树脂的相容性不好而产生大量CCA游离的问题。

中国专利局公开的专利文献专利CN101727031提供了一种将含有至少一个反应性官能团的反应性阴离子表面活性剂加入至水性分散剂中或在悬浮聚合反应初始阶段加入，通过聚合的方式接枝于墨粉粒子表面，得到了表面电荷密度高的聚合墨粉。该方法使用的反应性阴离子表面活性剂使用量过高会导致悬浮体系中产生过细的粒子，将对打印图像产生背景污染。

【发明内容】

本发明目的是克服上述现有技术缺陷，提供一种具有良好充电特性和电荷稳定性的正电荷的核壳结构的悬浮聚合墨粉。

本发明提供的具有正电荷的核壳结构的悬浮聚合墨粉，其是将构成墨粉核粒子的组合物与水性分散液混合后通过升温聚合反应得到墨粉软核粒子悬浮分散液，然后再将构成刚性壳层的单体乳液、阳离子单体与墨粉软核粒子悬浮分散液混合均匀，通过水性聚合反应形成在该墨粉软核粒子外包覆有密集正电荷的刚性壳层的核壳复合粒子。上述核壳复合粒子中的刚性壳层与所述软性核粒子的重量比为20:80-1:99，所述刚性壳层的平均厚度为0.05-0.2μm，其在软性核粒子表面的覆盖率大于50%，由此制备的核壳复合粒子平均粒径为5-10μm，粒子平均球形度为0.950-0.995。