[发明专利]化学墨粉用水性树脂的制备方法及制备化学墨粉的方法

说明书

技术领域

本发明涉及化学墨粉领域，尤其是涉及激光打印机或复印机化学墨粉的一种化学墨粉用水性树脂的制备方法及制备化学墨粉的方法。

背景技术

随着打印耗材行业快速发展，近些年来，全球墨粉的需求量呈现了持续稳定增长的趋势。目前，我国有三十多家较大的墨粉生产企业，这些企业主要采用传统的熔融粉碎法制备墨粉，也就是物理墨粉。传统的物理墨粉由于其带电量性能不均匀，流动性较差，转印率较低等问题，开始逐渐被耗材厂家淘汰。而带电性能均匀，流动性好，转印率高，能够满足高品质打印要求的化学墨粉正逐渐占领墨粉市场。

化学墨粉主要是指采用化学聚合法制备的墨粉，主要包括悬浮聚合和乳液聚合这两种方法。悬浮聚合已经在国外得到许多厂家的制备应用，如Zeon和Canon等，国内对此运用相对较少。现在国内外的研究者和厂家已经将主要精力放在了乳液聚合法制备化学墨粉的研究上。乳液聚合法制备化学墨粉的方式可以简单概括为：通过乳液聚合方式制备乳液，即水性树脂；将乳液、颜料分散液、蜡乳液、电荷调节剂（CCA）分散液等混合后加入絮凝剂，进行破乳共凝聚生成墨粉颗粒；墨粉颗粒再通过压滤干燥，添加助剂后得到可打印化学墨粉。该方法的关键点就是必须能够制备破乳点可控的乳液。

乳液的制备工艺主要包括以下几类：间歇乳液聚合，半连续乳液聚合，连续乳液聚合，预乳化工艺和种子乳液聚合。对于一般企业，在单反应釜制备乳液时，优先使用半连续法乳液聚合。即首先将部分单体和引发剂、乳化剂、分散介质等组分投入反应釜中，聚合到一定程度以后（即打底聚合获得种子乳液），再把余下的单体，或引发剂、乳化剂等在一定时间间隔内按照一定的策略连续的加入到反应釜中继续进行聚合，直到达到所要求的转化率，反应结束。该方法的优点是聚合速率大，散热容易，反应过程粒子形态和共聚组成易控制。但是该工艺也存在不少缺点：打底聚合过程反应温度不稳定，易突升；打底聚合过程延长了整个制备周期；打底聚合乳液与后续滴加乳液物理性能之间可能存在一定差异；乳液破乳点较难调节，不利于制备化学墨粉时共凝聚反应的调整。

为此，有待对现有的化学墨粉水性树脂的制备工艺进行改进。

发明内容

为克服上述不足，本发明的目的是向本领域提供一种化学墨粉用水性树脂的制备方法及制备化学墨粉的方法，使其解决现有同类制备工艺，打底聚合过程反应温度不稳定，易突升，制备周期长，树脂玻璃化温度（T_g）和熔融指数欠稳定，乳液破乳点较难调节的技术问题。其目的是通过如下技术方案实现的。

该化学墨粉用水性树脂的制备方法是采用直接连续滴加投料的乳液聚合方式，舍弃打底聚合制备种子乳液的过程。聚合体系包括水、烯基不饱和单体、引发剂、链转移剂和pH缓冲剂，烯基不饱和单体包括苯乙烯类、丙烯酸酯类、以及含羟基和羧基基团的不饱和功能单体。其要点在于调控打底乳化液的用量以及直接连续滴加的初始反应温度，该制备方法包括以下步骤：

以烯基不饱和单体、硫醇类链转移剂混合配成混合单体，总质量为100份计，其中硫醇类链转移剂占所述混合单体总质量的0-1.5%；乳化剂与水配成质量分数为5-20%的乳化液，总质量为40份计；引发剂与水配成质量分数为2-5%的引发液，总质量为20份计。

（1）打底投料阶段。取0-8份所述乳化液，加入100-150份去离子水，并加入pH缓冲剂，调节pH值至8-9，搅拌混合均匀，得到打底混合液。

（2）直接连续滴加聚合阶段。将剩余32-40份所述乳化液与16-19份所述引发液混合均匀，得到乳化引发剂混合液；所述打底混合液升温至80-85℃，均匀滴加100份所述混合单体，48-59份乳化引发剂混合液，加入时间为240-480min；加入完毕30min后，倒入剩余1-4份所述引发液；再将反应温度升高2-5℃并维持搅拌反应60-120min；反应结束后，在50-90℃下减压蒸馏，将可挥发性组分蒸除，即制备得到低分子和/或高分子的化学墨粉用水性树脂。该化学墨粉用水性树脂即用于制备激光打印机或复印机的化学墨粉。

上述的化学墨粉用水性树脂是不同分子量的苯乙烯-丙烯酸酯共聚乳液中的一种或几种混合物。