低温定影化学墨粉树脂的制备方法及制备墨粉的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于化学墨粉领域，尤其是涉及激光打印机或复印机的墨粉，是一种低温 定影化学墨粉树脂的制备方法及制备墨粉的方法。
【背景技术】
[0002] 随着IT行业快速发展，对复印机及打印机技术提出了更高的要求，一方面打印图 片要求质量精美，另一方面打印复印速度要求更快，可节省时间和能源。节能环保要求的增 加，HP、XEROX等各大公司纷纷推出了低温定影的复印及打印机，从而降低打印机的能耗。
[0003] 低温定影的复印及打印机需要有与之对应的低温定影墨粉。现有能有效解决低温 定影墨粉问题主要有两条途径：一是生产加入聚酯树脂的物理墨粉；二是生产软核硬壳结 构的化学墨粉。
[0004] 通常情况下，低温定影物理墨粉的做法是使用部分的低分子的聚酯树脂，从而降 低混合树脂的软化点，匹配低温定影，且有抗结块性，不影响环境储存温度。聚酯树脂含有 的羧基、羟基、酯键等活性官能团，能够形成氢键，这使得较低分子的聚酯树脂也同时拥有 较好的环境稳定性，不易发生黏连。但是物理墨粉的无规则形态，使其流动性较差，转印率 一般很难达到80%，这无法与化学墨粉90%左右的转印率相抗衡。
[0005] 然而聚酯树脂无法直接乳液制备，所以一般乳液共凝聚法制备化学墨粉的办法是 制备核壳结构的低温定影化学墨粉，内层为低分子低软化点树脂，外层包覆高软化点的树 月旨。也有部分公司，将生产好的聚酯树脂加入溶剂，通过乳化形成小颗粒的聚酯乳液，再通 过共凝聚制备化学墨粉。这样形成的墨粉微粒，转印率高，抗结块性好，环境稳定性优异。然 而制备这样的化学墨粉，生产周期长，对工艺复杂，设备要求十分苛刻，国内设备很难满足。
[0006] 如果使用传统的共凝聚方法制备低温定影化学墨粉时，一般企业的做法是降低乳 液树脂的重均分子量至5000-20000,从而降低软化点来匹配低温定影的温度。但这样会出 现很大的弊端，一是制备过低分子乳液树脂时使用大量硫醇类链转移剂，这会引起后续墨 粉打印出现臭味；二是过低分子量的树脂在共凝聚颗粒定型过程容易发生黏连，影响墨粉 形态；三是低分子量的墨粉在快速定影时易产生黏辊现象；四是低分子量的墨粉不利于环 境储存，在输送过程中助剂颗粒嵌入墨粉中导致失效，墨粉也易结块。
[0007] 为此，有待对现有低温定影化学墨粉的制备工艺进行改进。
【发明内容】
[0008] 为克服上述不足，本发明的目的是向本领域提供一种低温定影化学墨粉树脂的制 备方法及制备墨粉的方法，使其解决现有制备化学墨粉树脂时，使用大量硫醇类链转移剂， 引起后续打印的臭味，以及过低分子量的化学墨粉树脂在共凝聚颗粒定型过程容易发生黏 连，影响墨粉形态，且制备的低分子量墨粉在快速定影时易产生黏辊现象，低分子量的墨粉 不利于环境储存，在输送过程中助剂颗粒嵌入墨粉中导致失效，墨粉易结块的技术问题。其 目的是通过如下技术方案实现的。
[0009] 该低温定影化学墨粉树脂的制备方法是将多种低温定影乳液树脂按照一定的比 例均匀混合，调节至一定固含量。制备低温定影乳液树脂的方法是采用半连续乳液聚合方 式，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。其要点在于制备方法 包括以下步骤： (1)制备种子乳液阶段。以烯基不饱和单体、链转移剂混合后的混合物总质量为100份 计，其中所述硫醇类链转移剂占所述混合物总质量的0-1. 5% ;取混合物5-15份，加入10-35 份质量分数为5-10%的乳化剂水溶液，并加入100-150份去离子水与适量pH缓冲剂，调节 pH值至7-9,搅拌混合均匀，得到种子乳液；均匀加入3-6份质量分数为3-6%的引发剂水溶 液，在 80-90°C下加热 20-60min。
[0010] (2)制备低温定影乳液树脂，即后续乳液聚合阶段。将剩余85-95份混合物、15-50 份质量分数为5-10%的乳化剂水溶液、10-25份质量分数为1-3%的引发剂水溶液，分别均匀 加入反应釜内，反应150-200min，再将反应温度升高2-5°C并维持搅拌反应60-120min。反 应结束后，在50-90°C下减压蒸馏，将可挥发性组分蒸除，即制备得到低分子或高分子低温 定影乳液树脂。
[0011] (3)制备低温定影化学墨粉树脂制阶段。通过（1)和（2)阶段制备出得到低分子 低温定影乳液树脂和高分子低温定影乳液树脂，将制备的低、高分子低温定影乳液树脂按 一定比例均匀混合，其中低分子低温定影乳液树脂占60-90%，高分子低温定影乳液树脂占 10-40%，按两者所占质量百分数之和为100 %，配比得到混合乳液树脂，将该混合乳液树脂 固含量调节至33. 0%得到低温定影化学墨粉树脂。
[0012] 上述方法制备得到的低温定影化学墨粉树脂，分子量及分布能够匹配低温定影打 印机的软化点，可用于制备激光打印机或复印机的化学墨粉，且制得的化学墨粉环境储存 性好，不会黏辊。
[0013] 上述的低温定影化学墨粉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。
[0014] 上述的苯乙稀类烯基不饱和单体为苯乙稀、甲基苯乙稀、乙烯基甲苯、二乙烯基苯 的一种或几种组合；所述的丙烯酸酯类烯基不饱和单体为甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙 酯、甲基丙烯酸丁酯、醋酸乙烯酯、甲基丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸月 桂酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸月桂 酯、丙烯腈、丙烯酰胺、顺丁烯二酸二丁酯、顺丁烯二酸二辛酯中的一种或几种组合；所述的 功能单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、富马酸、衣康酸、马来酸、甲基丙烯酸羧乙酯、羟甲基丙烯 酰胺、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸缩 水甘油酯中的一种或几种组合。
[0015] 上述的硫醇类链转移剂为特丁硫醇，正丁硫醇、辛硫醇、癸硫醇、正十二硫醇、叔 十二硫醇、正十四硫醇、正十六硫醇、巯基乙醇、巯基乙酸中的一种或几种组合。
[0016] 上述的乳化剂为阴离子乳化剂和/或非离子乳化剂，阴离子乳化剂为十二烷基磺 酸钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐、烷基二苯醚磺酸盐、 脂肪酸盐、脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸盐一种或几种的组合，非离子乳化剂为辛基酚聚氧乙烯 醚、壬基酚聚氧乙烯醚、聚氧乙烯羧酸烷基醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、吐温、司盘的一种或几种 组合。
[0017] 上述的pH缓冲剂为碳酸氢钠、碳酸氢铵、磷酸二氢钠、磷酸二氢铵、氨水、氢氧化 钠、醋酸钠中的一种或两种组合。
[0018] 上述的引发剂为水溶性引发剂，引发剂为过硫酸铵、过硫酸钠、过硫酸钾、过氧化 氢、叔丁基过氧化氢、异丙苯过氧化氢、偶氮二异丁基咪盐酸盐的一种或两种组合。
[0019] 上述的低分子低温定影乳液树脂重均分子量控制在20000-100000之间， 玻璃化温度（Tg)控制在45-65°C;所述高分子低温定影乳液树脂重均分子量控制在 100000-300000之间，玻璃化温度（Tg)控制在50-60°C。通过低分子低温定影乳液树脂、高 分子低温定影乳液树脂按一定比例混合后，制备的低温定影化学墨粉树脂，可用于制造低 气味，快速定影，低温定影的静电复印或静电打印粉墨。
[0020] 该低温定影化学墨粉树脂制备墨粉的方法为：取所述低温定影化学墨粉树脂 20-50份、色料1-5份、电荷调节剂（CCA)分散液1-3份、蜡乳液1-3份、水40-70份混合，剪 切搅拌同时均匀加入5-15份质量分数为2-4%的稀硫酸，然后升温至50-65°C，保温1-3小 时；加入5-10份2-4%的氢氧化钠溶液，调节pH=6-8,升温至110-135°C，保温1-5小时，然 后降温出料；通过压滤后干燥，再按每100份墨粉加入1-4份助剂混合均匀后得到成品低温 定影化学墨粉。该方法制备的化学墨粉可适用多数低温定影激光打印机、定影效果好，转印 率高，色密度优良，带电性能优异，而且生产工艺环保无污染、生产成本相对低，合适适合作 为生产低温定影化学墨粉的方法适用。
[0021] 上述制备墨粉的方法中，所述色料采用以下配比：分散剂5-15%、颜料30-50%、 水50-75%，各组分所占质量百分数之和为100 % ;所述CCA分散液采用以下配比：分散剂 5-15%、CCA15-35%、水65-75%，各组分所占质量百分数之和为100%;所述蜡乳液采用以下配 比：分散剂5-15%、蜡15-35%、水65-75%，各组分所占质量百分数之和为100%。
[0022] 上述低温定影化学墨粉树脂及墨粉的制备过程中的混合及分散技术包括机械搅 拌、高速搅拌、高压均质、球磨和/或砂磨的方法。
[0023] 本发明具有如下有益效果： (1) 低温定影乳液树脂制备过程使用极少硫醇类链转移剂，成品墨粉打印过程无异 味； (2) 该低温定影化