[发明专利]一种采用原位细乳液聚合及静电凝聚制备的彩色墨粉及其方法

说明书

本发明公开了一种采用原位细乳液聚合及静电凝聚制备的彩色墨粉及其方法。选用带有异种电荷的表面活性剂和引发剂，采用原位细乳液聚合方法制备得到粒径为50‑160nm的两种表面电性相反的树脂包覆颜料、蜡及电荷调节剂的复合彩色乳胶粒子。将两种表面带有相反电性的彩色乳胶按照一定比例混合，乳胶粒子由于带有相反电荷而絮凝，通过改变反应温度、搅拌速度及时间等，最终得到粒径为5‑‑10um的复合彩色墨粉粒子。本方法采用聚合树脂包覆颜料、蜡等功能组分，有效解决了颜料及蜡的外漏、分布不均匀等问题。通过两种表面电荷相反的彩色乳胶的凝聚，解决了常规乳液凝聚由于凝聚剂的加入引起的杂质问题，制备的彩色墨粉复合粒子具有组分分布均匀、粒径可控、形貌较好、杂质少等优点。

技术领域

本发明涉及一种彩色打印机、复印机、传真机及印刷机所用彩色墨粉及其制备方法，特别是一种采用原位细乳液聚合及静电凝聚制备的彩色墨粉及其方法。

背景技术

近年来，随着办公自动化的发展以及彩色打印、复印的普及，作为彩色打印、复印、传真、印刷用耗材的彩色墨粉，其市场需求巨大，发展迅猛。传统的熔融粉碎法墨粉制备技术已经不能满足彩色打印的高性能，高分辨需求。目前彩色打印机、复印机、传真机以及印刷机所用的彩色墨粉都是化学方法合成的聚合粉。聚合法彩色墨粉主要由树脂、颜料、蜡、电荷剂以及添加剂组成，聚合法制备彩色墨粉的方法主要有悬浮聚合法和乳液聚合法，乳液聚合由于乳胶粒径小、分布窄，荷电均匀、分辨率高，成为彩色墨粉的主要制备方法。Xerox，Konica，Minolta等公司是较早研究乳液聚合法制备彩色墨粉的公司，制备的墨粉粒子粒径可达到5um，并且在打印、复印时，分辨率和色彩得到显著的提高。

目前乳液聚合法制备彩色墨粉的研究，主要是通过乳液聚合制备纳米树脂乳液，与颜料分散乳液及蜡乳液进行混合，再通过凝聚复合的方式制备粒径符合要求的彩色墨粉复合粒子，经外添制得彩色墨粉；如邯郸汉光公司(专利CN201110188387.4、CN201210226541.7)、深圳市乐普泰公司(专利CN201110446293.2)均报道了乳液聚合法制备彩色墨粉的方法。彩色墨粉的制备，也可以将颜料、蜡、电荷剂与树脂单体混合后乳化，采用原位乳液聚合法制备彩色墨粉粒子，再通过凝聚复合及外添制备彩色墨粉，如无锡佳腾(专利CN200910233446.8)，宁波弗莱斯通专利CN201110114579.0均是通过原位乳液聚合法制备彩色墨粉；专利US 2011104606(CN200910272567.3)是采用原位乳液聚合法分别制备阴离子型含蜡和纳米二氧化硅的聚合物乳胶粒子，以及阳离子型含有颜料和纳米二氧化硅的聚合物复合乳胶粒子，最后再将两种不同电性的复合乳胶粒子凝聚，过滤、洗涤、干燥制得墨粉。

目前乳液聚合法彩色墨粉的制备，颜料乳液、蜡乳液及树脂乳液是物理混合，颜料及蜡与树脂结合不牢固，分散不均匀，颜料和蜡易外漏，聚集在墨粉粒子表面，存在荷电不均及打印效果不佳的问题。为了解决这一问题，闫丽佳等在专利CN201110446293.2将颜料乳液、蜡乳液及成核树脂乳液进行凝聚，再加入成核树脂乳液，在核粒子周围凝聚成核壳结构，经升温球化处理，制的墨粉粒子，解决着色剂和蜡易脱离引起感光鼓和显影鼓污染的问题。

纳米乳胶粒子凝聚复合制备彩色墨粉粒子，凝聚方法可以通过异种电荷静电凝聚(如专利US2011104606)、调节PH(如专利CN201110188387.4、CN201210226541.7、US2012189957)、用聚合电解质(如专利CN201210204474.9)等方式先凝聚再热固结制备彩色墨粉粒子。

发明内容

本发明的目的是提供一种采用原位细乳液聚合及静电凝聚制备的彩色墨粉及其方法，解决颜料、蜡与树脂结合不牢固容易外漏的问题。即通过细乳液聚合法，采用树脂包覆颜料、蜡及电荷剂，制备具有核壳结构的两种表面带有异种电荷的复合乳胶粒子，再通过静电吸引作用实现凝聚，继而升温使其热固结，制备粒径及形貌均符合要求的彩色墨粉粒子。

实现本发明目的的技术方案如下：一种采用原位细乳液聚合及静电凝聚制备的彩色墨粉，由以下重量分数的组分组成：