[发明专利]一种复合材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种复合材料及其制备方法和应用。本发明所述的复合材料为二氧化硅包覆的蜡纳米粒子。本发明还提供了一种墨粉，其中包括添加剂，所述添加剂包括所述复合材料。本发明提供的墨粉制备过程简单，易于实现工业化生产；当所述复合材料做为内部添加剂时能够解决物理法彩色墨粉存在的粘刀问题，提高印品光泽性和存储稳定性；当所述复合材料做为外部添加剂使用时，能够替代中大颗粒硅，在保证墨粉耐久性的同时，还能够提高带电量和页产量，从而降低生产成本。

技术领域

本发明属于激光打印机、复印机墨粉领域，涉及一种复合材料及其制备方法和在墨粉中作为添加剂的用途。

背景技术

物理法墨粉是把粘结树脂、着色剂及其他内部添加剂进行熔融混炼，冷却压片形成片料后，再经过粉碎、分级，最后通过高速混合外部添加剂而得到的干式墨粉。与化学法墨粉相比，具有生产工艺成熟、生产批次稳定、无废液废渣、准入门槛低，从而具有很好的环境和成本优势以及良好的普及性。随着彩色激光打印机的普及，市场迫切需要一种打印品质接近或者超过化学法墨粉，但成本更低，生产更加安全的物理法彩色墨粉，而对于物理法彩色墨粉的光泽性、耐久性和耗粉量上的表现始终和化学法墨粉存在较大的差距，成为制约物理法彩色墨粉发展的瓶颈之一。目前针对光泽性的提高手段主要集中于对墨粉粘接树脂的优化改性上，但由于苯丙类树脂的熔点偏高，流动性偏低，导致其光泽性较差，因此基于苯丙类树脂墨粉提高光泽性的报道很少；研究主要集中于基于聚酯树脂的交联改性上，例如已授权专利CN108351609B和已公开专利CN107250919A，但是聚酯树脂相比苯丙类树脂而言，也有很多缺点，例如普遍存在环境适应性差，耐久性不足，容易粘刀，粘弹性高导致粉碎效率低下等问题。

从物理法彩色墨粉自身、特别是墨粉中的各种添加剂的角度分析，存在以下问题：

对于墨粉用内部添加剂而言，目前的内部添加剂之间缺乏必要的化学键合，且内部添加剂的粒径普遍处于微米或亚微米级，从而导致内部添加剂在树脂中的分散性能不够理想，尤其是酯蜡和苯丙类树脂内在的不相容性，会导致酯蜡在树脂中的分散性能变差，同时，酯蜡的分散粒径通常较大(微米级)，最终导致墨粉的光泽性不高，不能满足彩色激光打印墨粉对光泽性的要求；此外，在长时间或高温存储过程中大尺寸的酯蜡具有更大的动能和界面作用力，从而更容易迁移到墨粉的表面，影响墨粉的荷电性能，且容易导致打印过程中粘出粉刮刀，产生纵向白线状的打印缺陷。

对于墨粉用外部添加剂而言，除了经常用到的小颗粒气相二氧化硅(原生粒径7nm～14nm)提供带电性能和流动性外，还需要辅助使用中大颗粒二氧化硅才能满足打印耐久性(即保持性，稿面均匀性)的要求。然而，这些中大颗粒硅(原生粒径≥16nm)由于比表面积显著减小，导致其电荷密度普遍较低，过多使用会导致墨粉的带电量明显下降，耗粉量升高，而用量不足时，墨粉的耐久性又会变差，尤其是在打印后期稿面均匀性变差，图案色彩分布不均匀，产生色差，此外，这些中大颗粒硅的成本普遍偏高，进一步提高了物理法彩色墨粉的制造成本。

发明内容

基于现有技术中存在的不足，本发明提供了一种复合材料，其作为添加剂用于墨粉中，能够显著提高墨粉的光泽性、存储稳定性，并解决粘刀问题；还能够提高墨粉的带电量，降低耗粉，改善墨粉的保持性，降低制造成本。

具体的，本发明提供如下技术方案：

一种复合材料，所述复合材料为二氧化硅包覆的蜡纳米粒子。

根据本发明的实施方案，所述二氧化硅包覆的蜡纳米粒子中，所述二氧化硅与所述蜡纳米粒子之间通过化学键连接，记为第一复合材料；或者，所述二氧化硅与所述蜡纳米粒子之间没有化学键，记为第二复合材料。

根据本发明的实施方案，所述二氧化硅对蜡纳米粒子的包覆率为80％～200％。