[发明专利]静电荷显影用彩色碳粉的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于电子照相方式的复印机以及打印机的静电荷显影用彩色碳粉的制备方法。

背景技术

彩色碳粉是静电荷显影彩色激光打印机、彩色数码复印机所需的重要耗材，主要由树脂(包括苯丙树脂以及聚酯树脂等)、着色剂(颜料和染料)、添加剂(电荷调节剂、离型剂等)组成。根据碳粉所用着色剂的色彩的不同，碳粉分为彩色碳粉和黑色碳粉。碳粉传统的制备方法为“粉碎法”(物理法)，即把所需的树脂、着色剂、添加剂经过熔融混合、低温机械粉碎、气流粉碎、分级等工序，得到粒度约为10μm的碳粉。然而，这种制备方法存在能耗高以及着色剂不易在树脂中均匀分散、制备的碳粉颗粒大小及形状均一性差、粒径较大等缺陷，导致打印、复印时易粘辊、分辨率低、色泽差、废粉率较高等缺点。以富士施乐(Fuji Xerox)等为代表的公司开发了“乳液聚合/共絮凝法”(化学法)来制备彩色碳粉，先分别制备出树脂乳液、颜料分散液、蜡分散液，然将树脂乳液、颜料分散液和蜡分散液混合在凝集剂的存在下使三种粒子凝集来制备彩色碳粉。由于树脂乳液、颜料分散液和蜡分散液三种粒子各自之间的物理性质、化学性质以及表面性质有较大的差别，因此此方法在对树脂、颜料、蜡、表面活性剂的选用上存在比较大的局限性，并且实现同时对三种粒子均匀凝集过程难以控制，工艺难度大、得到的彩色碳粉质量不稳定。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述技术问题，克服三种粒子凝集时存在的物理性质、化学性质以及表面性质的差别，提供一种工艺难度低、凝集过程容易控制，得到的彩色碳粉的粒径分布较窄，小粒子少、质量稳定可靠、对原料适应性好的静电荷显影用彩色碳粉的制备方法。

技术方案包括以下步骤：

1)把着色剂在含有分散剂的有机溶剂中研磨分散，向其中加入树脂和蜡加热溶解，得到含有着色剂、树脂、蜡的有机相；

2)向含有表面活性剂的水溶液中加入步骤1)中得到的有机相进行高速剪切乳化分散，得到乳状液；

3)把乳状液经过蒸馏除去有机溶剂得到粒子分散液；

4)向该粒子分散液中加入凝集剂进行凝集，得到彩色碳粉母体，再进行过滤水洗、干燥、混合外添剂得到彩色碳粉。

所述步骤1)中所述着色剂研磨分散至径粒为50-200nm。

所述步骤1)中，加热溶解温度为40-80℃。

所述步骤2)中，控制乳状液中细小油滴的粒径为400-800nm。

所述步骤3)中，粒子分散液中粒子的粒径为300-700nm。

本发明通过把着色剂、树脂和蜡在有机溶剂中先后溶化分散得到有机相，再把该有机相在含有表面活性剂的水中进行高速剪切乳化，然后蒸馏除去体系中的有机溶剂得到粒径分布较窄的粒子分散液，再向该粒子分散液中加入凝集剂进行凝集得到彩色碳粉母体，最后通过过滤水洗、干燥、混合等工艺过程得到彩色碳粉。由于着色剂、树脂和蜡共同经分散、乳化和蒸馏后形成一个粒子分散液，因此后续的凝集过程是对一个粒子分散液的凝集，粒子之间不存在物理化学性质等方面的差异，因而凝集过程就变得容易控制，工艺更为简单稳定，所得碳粉的粒径分布较窄，小粒子少，凝集过程对树脂、着色剂、蜡、表面活性剂的选择没有特别要求，采用本发明方法对原料的适应性好。

本发明所使用的着色剂不作特别限定，可以为无机颜料或有机颜料、有机染料的任一种，也可以是其组合。可以列举的青色着色剂有颜料蓝15：3、颜料蓝15：4等；黄色着色剂有颜料黄12、颜料黄17、颜料黄74、颜料黄93、颜料黄94、颜料黄155、溶剂黄162、颜料黄180、颜料黄185等；品红着色剂有颜料红31、颜料红122、颜料红150、颜料红184、颜料红185、颜料红57：1、颜料红238、颜料红256、颜料红269等；黑色着色剂有碳黑、磁铁矿、苯胺等。

本发明方法所使用的蜡不作特别限定，可以是低分子量聚乙烯蜡、低分子量聚丙烯蜡、低分子量共聚烯烃蜡、石蜡、微晶蜡等碳氢化合物蜡、二十二酸二十二酯、十八酸十八酯、季戊四醇四山嵛酸酯、巴西棕榈蜡、蜜蜡等天然系蜡、油酸酰胺、硬脂酸酰胺等高级脂肪酸酰胺等。

本发明方法所使用的树脂不作特别限定，可以是苯丙树脂，聚酯树脂等；树脂的制备方法不作特别限定，可以是缩聚反应、本体聚合、悬浮聚合、乳液聚合、溶液聚合、熔融聚合或界面缩聚等。