彩色调色剂及其制备方法、以及调色剂颗粒流动性的测试方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种调色剂及其制备方法，以及测试调色剂颗粒流动性的测试方法。
【背景技术】
[0002] 调色剂是激光打印、数码复印所需的关键耗材，主要由树脂、颜料、添加剂等组成。 传统的物理熔融法将树脂、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10 ym的调色剂。然而，这种传统制备方法存在着色剂不易在树脂中均 匀分散、制备的调色剂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。
[0003] 以Canon公司为代表提出的"悬浮聚合法"有效地控制了调色剂颗粒的大小，提高 了调色剂定影的稳定性、固结性能，有效地抑制透印现象。然而"悬浮聚合法"的调色剂粒 度分布较宽使打印、复印分辨率和色泽欠佳，调色剂颗粒太圆导致残留在感光体上的调色 剂的回收与清洁非常困难。
[0004] 以Fuji Xerox、Konica_Minolta为代表的公司开发的"乳液聚合/共絮凝法"，通 过表面活性剂、剪切速率的调整可使粉体粒度小到5 y m，其尺寸分布变窄，通过控制絮凝、 热处理过程可以有效地控制粉体的形状，从而提高了打印、复印的分辨率和色泽，可控的粉 体形状利于感光体上的调色剂回收与清洁。然而，在乳液聚合/共絮凝法"制备调色剂时， 聚合物乳液和着色乳液在混合、絮凝、热处理很难使树脂粒子与着色粒子彼此均匀分散和 黏附；另一方面，为提高调色剂的抗偏印性能需要提高蜡的用量，但同时导致蜡易于迀移到 调色剂粒子表面而污染载体和显影套筒，并且使颜料在调色剂中分布不均，导致打印、复印 质量难以提尚。
[0005] 在双组份调色剂使用过程中，调色剂颗粒与载体颗粒摩擦带电，吸附于载体颗粒 上，在电子照相印刷过程中调色剂颗粒通过电压差吸引到潜像上，然后在光导体表面形成 调色剂粉末图像，随后被转印到图像转印介质上，最终被加热定影，完成整个打印、复印过 程。然而在上述一系列过程中，调色剂与载体相互摩擦起电，调色剂颗粒与载体或感光构件 表面之间的静电粘合力，均需要适度的电荷吸附性能，过度偏大或偏小均会导致潜在的飞 粉、底灰、转印不足、色浅等现象的发生。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的是为了解决上述技术问题，提供一种带电量分布稳定、打印效果好 的的彩色调色剂。
[0007] 本发明还提供一种工艺简单、流动性好、能有效减少飞粉和污染机器的问题的彩 色调色剂的制备方法。
[0008] 本还明的另一目的是提供一种调色剂颗粒流动性的测试方法。
[0009] 本发明的彩色调色剂的制备方法为：由聚合物乳液、着色剂分散液以及离型剂分 散液凝集制备核粒子，以含侧基长链的聚合物乳液对所述核粒子进行外包得到具有核壳结 构的调色剂母体颗粒，然后向调色剂母体颗粒中加入表面添加剂颗粒混合均匀后制备得到 彩色调色剂。
[0010] 所述含侧基长链的聚合物乳液是以聚合性单体为原料采用乳液聚合法制备得到， 含侧基长链的聚合性单体占聚合性单体总量的摩尔百分数5% -15%的。
[0011] 所述含侧基长链的聚合性单体选自丙烯酸十二烷基酯、丙烯酸十六烷基酯、丙烯 酸十八烷基酯、甲基丙烯酸十二烷基酯、甲基丙烯酸十六烷基酯、甲基丙烯酸硬脂酸酯中的 至少一种。
[0012] 所述具有核壳结构的调色剂母体颗粒中，外包的壳质量加核中的所述聚合物质量 总量为1〇〇%时，壳的质量占总量的20% -30%。
[0013] 所述表面添加剂颗粒为经表面改性的纳米Si02、Ti02、氧化铝金属氧化物颗粒或硬 脂酸盐中的至少一种。
[0014] 所述表面添加剂颗粒由大颗粒、中等颗粒和小颗粒三个粒径级别组成，其中小颗 粒的表面添加剂颗粒粒径为5nm-20nm，用量为调色剂母体颗粒总质量的0. 01 % -1. 5%， 中等颗粒的表面添加剂颗粒粒径为30nm-80nm，其用量为调色剂母体颗粒总质量的 0. 01% -3%，大颗粒的表面添加剂颗粒的粒径为lOOnm-lOOOnm，其用量为调色剂母体颗粒 总质量的1. 5% -3%。
[0015] 所述小颗粒表面添加剂颗粒和中等颗粒的表面添加剂颗粒的用量总和大于或等 于大颗粒表面添加剂颗粒的用量。
[0016] 所述彩色调色剂的松装密度在0. 35-0. 38之间，并采用滚球法测试，满足调色剂 滚落角度在45-80度、滚落高度10cm时，下滑速度在8cm/S--2〇 Cm/S，之间，滚落前后粒径 变化在0. 〇lmm_〇. 5mm之间的要求
[0017] 本发明彩色调色剂，由上述制备方法制得。
[0018] 本发明研宄者精心研宄，发现含侧基长链聚合物具有类似聚乙烯离型剂的特性， 采用具有侧基长链的聚合物乳液对调色剂的核粒子进行外包覆，形成具有核-壳结构的调 色剂母体颗粒，可以有效改善蜡游离（即离型剂）对载体和显影套筒的污染，消除定影过程 可能出现的粘附定影辊现象，提高打印速度。含侧基长链聚合物的离型剂特性主要是基于 单体的长链结构，使其具有特殊的流变性能以及润滑功能。
[0019] 制备核粒子时所使用树脂（即聚合物）可以使用任何常规调色剂树脂。该合适的 调色剂树脂可以列举出包括例如热塑性树脂（通常是乙烯基树脂，特别是苯乙烯树脂）和 聚酯。合适的热塑性树脂可以列举但不限于苯乙烯甲基丙烯酸酯；聚烯烃；苯乙烯丙烯酸 酯；交联的苯乙烯聚合物；环氧树脂；聚氨酯；乙烯基树脂以及二羧酸与二醇的聚合酯化物 等。
[0020] 本发明所使用的蜡（离型剂）可以是低分子量聚乙烯蜡、马来酸酐改性聚乙烯蜡、 低分子量聚丙烯蜡、低分子量共聚烯烃蜡、石蜡、氧化石蜡、微晶蜡等碳氢化合物蜡、二十二 酸二十二酯、十八酸十八酯、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。
[0021] 本发明所使用的着色剂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 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269等；黑色着色剂有碳黑、磁铁矿等。
[0022] 所述聚合物乳液的制备可以在引发剂和表面活性剂的存在下采用聚合法进行，此 为现有技术不作详述。
[0023] 所述引发剂可列举出：水溶性引发剂为过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵、过氧化氢、 叔丁基过氧化氢、异丙氧过氧化氢、偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐（AIBI)等。油溶性引发剂包 括偶氮二异丁酯（AIBN)、偶氮二异庚腈（ABVN)、过氧化苯甲酰等。所述氧化还原引发体系 为过硫酸盐与亚硫酸氢钠、硫代硫酸钠、亚铁盐组成的氧化还原体系、过氧化氢与甲醛和次 硫酸钠或抗坏血酸组成的氧化还原体系。
[0024] 本发明所述表面活性剂可以为阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、非离子表 面活性剂或者其组合物。
[0025] 阴离子表面活性剂可以为羧酸盐类、磺酸盐类、硫酸酯盐类和结构混合型表面活 性剂中至少一种，也可以是其组合。可以列举的有：脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸盐、硬脂酸钠、 直链烷基苯磺酸钠、支链烷基苯磺酸钠、二异丙基萘磺酸钠、二丁基萘磺酸钠、烷基磺酸钠、 a _烯烃磺酸钠、a _磺基脂肪酸酯、直链烷基硫酸盐、支链烷基硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚 硫酸盐等。优选直链烷基磺酸盐、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐。
[0026] 阳离子表面活性剂为胺盐型表面活性剂或季铵盐型表面活性剂中至少一种，胺 盐型表面活性剂如：伯胺盐、仲胺盐、叔胺盐型表面活性剂、羟基胺、二胺或多胺、含酰基的 胺、胍衍生物；可以列举的季铵盐型表面活性剂有：十二烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲 基氯化铵、十八烷基三甲基氯化铵、十二烷基二甲基苄基氯化铵、十六烷基二甲基苄基氯化 铵、十八烷基二甲基苄基氯化铵、十二烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基溴化铵、十八烷 基三甲基溴