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_2

文档序号:8519583阅读:来源:国知局
化铵、十二烷基二甲基苄基溴化铵、十六烷基二甲基苄基溴化铵、十八烷基二甲 基苄基溴化按、十六烷基二甲基稀丙基氯化按、氯化N,N-二甲基-N-苄基_3_(硬脂酰胺 基)丙胺、二苄基二(十八酰胺乙基)氯化铵等。优选季铵盐型表面活性剂,更优选烷基二 甲基苄基氯化铵。
[0027] 非离子表面活性剂可以列举的有脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪酸 聚氧乙烯酯、烷醇酰胺、聚氧乙烯烷醇酰胺等。优选烷基酚聚氧乙烯醚,更优选带有8~10 个碳原子的烷基酚聚氧乙烯醚。
[0028] 本发明所述的凝集是指使用絮凝剂包括各种能起到絮凝作用的无机盐,如氯化 钠、硫酸钠、硝酸钠、氯化镁、硫酸镁、硝酸镁、氯化铁、硫酸铝、六偏磷酸钠、磷酸钠。絮凝剂 可以是其中的一种或者多种的组合。
[0029] 用于制备"壳"的乳液一一含侧基长链的聚合物乳液也是以聚合性单体为原料采 用常规的乳液聚合法制备而成,其中,聚合性单体中含有质量百分数5-15%的含侧基长链 的聚合性单体(其余聚合性单体可以使用本领域常用的极性或非极性聚合性单体)。含侧 基长链的聚合性单体的含量限定主要是基于乳液聚合反应活性以及聚合物的流变性能考 虑,含侧基长链的聚合性单体的含量过多会导致乳液聚合反应活性过低,过少会导致聚合 物流变性能达不到离型剂效果。
[0030] 用于外包形成壳的含侧基长链的聚合物乳液的使用量,应保证制备的具有核壳结 构的调色剂母体颗粒中,外包的壳质量加核(核粒子)中所述聚合物质量的总质量为100% 时,壳的质量占总质量的20% -30%,这主要是考虑对核粒子的包覆效果,过多会导致调色 剂整体硬度偏高。过少会导致包覆不全,内核外露。
[0031] 本发明所使用的聚合性单体有苯乙烯、a_甲基苯乙烯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁 酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸特丁酯、丙烯酸正己酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸2-乙基己酯、甲基 丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸特丁酯、 甲基丙烯酸正己酯、1,3-丁二烯、1,2-丁二烯等;优选苯乙烯、丙烯酸丁酯。可使用的极性 聚合性单体有丙烯酸、甲基丙烯酸、富马酸、马来酸、巴豆酸、衣康酸等;优选丙烯酸、甲基丙 烯酸。
[0032] 含侧基长链聚合性单体包括丙烯酸十二烷基酯、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。其中优选 甲基丙烯酸硬脂酸酯。
[0033] 本发明所使用交联单体:二乙烯基苯、二乙烯基萘、二乙烯基醚、二苯烯酸乙二醇 酯、二丙烯酸二乙二醇酯、二乙烯酸丁二醇酯、二乙烯酸己二醇脂、三丙烯酸三羟甲基丙酯、 三丙烯酸三丙二醇脂。这些可交联的聚合性单体可以单独或混合使用,其中优选二乙烯基 苯。
[0034] 本发明所使用的引发剂包含: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。
[0035] 所述表面添加剂外添于调色剂母体颗粒的表面。对表面添加剂的合理使用有助于 改善调色剂颗粒的流动性,摩擦带电性,显影和转印稳定性以及对环境相对湿度的稳定性 和抗结块性能等。所述表面添加剂的成分可以从现有市售的各种用于调色剂的表面添加剂 中合理选择,包括但不限于胶体和无定型二氧化硅、二氧化钛、以及氧化铝等金属氧化物、 硬脂酸盐等中的一种或多种,发明人可根据实际需要进行合理选择和组合。所述硬脂酸盐 可以列举出如硬脂酸锌、硬脂酸铝及硬脂酸钙等。硬脂酸锌提供润滑性能、提供显影剂导电 率和促进摩擦带电,这归因于其润滑特性,并且能够通过增加调色剂颗粒与载体颗粒之间 的触点数目来保证更高的调色剂电荷和电荷稳定性。硬脂酸钙和硬脂酸镁均具有上述硬脂 酸锌相似功能。
[0036] 表面添加剂需要进行必要的疏水化处理(即表面改性),以降低对环境的湿敏度。 作为上述疏水化处理剂,可以列举出例如,聚硅氧烷,各类改性聚硅氧烷,硅油,各种改性硅 油,硅烷化合物,硅烷偶合剂,钛偶联剂等,以上疏水化处理剂可单独使用,也可同时使用。 上述硅油可以列举出包括二甲基硅油,甲基苯基硅油或氨基改性硅油。作为上述硅烷偶联 剂,可以列举出六甲基二硅氮烷、甲基三甲氧基硅烷、丁基三甲氧基硅烷、二甲基二氯硅烷、 二甲基聚硅氧烷、环硅氧烷等。上述钛偶联剂可以列举出钛酸四丁酯、钛酸四丁酯、三异硬 脂酰基钛酸异丙酯等。
[0037] 调色剂表面添加剂按平均颗粒大小可分为范围5_20nm的小颗粒的表面添加剂颗 粒、范围30-80nm的中等颗粒的表面添加剂颗粒以及范围在100-1000nm的大颗粒的表面添 加剂颗粒。不同尺寸大小的表面添加剂在调色剂当中发挥了各自不同的重要作用。
[0038] 小颗粒的表面添加剂颗粒的添加,有利于改善调色剂颗粒的充电性和流动性。 可以使用以下市购列举型号的表面添加剂颗粒:如EVONIK-DE⑶SSA公司生产的R972、 R974、RY200、RX200、R202、R805、R812S、T805 ;Cabot Chemical Co. Ltd 公司生产的 TG-308、TG-811F等。以调色剂母体颗粒100%重量计,小颗粒的表面添加剂颗粒用量为 0. 01% -1. 5wt%。
[0039] 中等颗粒的表面添加剂颗粒的添加,有利于调节调色剂的流动,增强摩擦起点、控 制混合、改善显影和转印稳定性以及更高的调色剂抗结块温度。中等颗粒外添的添加,可 以有效调节调色剂颗粒的摩擦电荷。可以使用以下市购列举型号的表面添加剂颗粒:如 EV0NIK-DE⑶SSA 公司生产的 NY50、RY50、NAX50、RX50、RY51;CabotChemicalCo.Ltd&3 生产的:TG-413、TG-390等。以调色剂母体颗粒重量计,小颗粒的表面添加剂颗粒用量为 〇? oim
[0040] 大颗粒的表面添加剂颗粒的添加,能够避免中小颗粒外添挤压、埋没在调色剂颗 粒中。特别是在双组份的彩色调色剂中,载体颗粒与调色剂颗粒之间相互撞击,大颗粒外添 的使用,能够有效吸收撞击能量,避免中小颗粒外添埋没到调色剂颗粒中,导致的带电量下 降等劣化现象,因此,大颗粒外添的存在能够长期确保调色剂颗粒的显影性能和流动转印 性能。可以使用以下市购列举型号的表面添加剂颗粒,如Evonik industry公司生产的二 氧化硅¥?5¥110、16-60203-24(信越化学)3£1?(?10£84111(:、16-190、16-24、(:1'(钛酸 锶,富士钛工业)。以调色剂颗粒重量计,小颗粒的表面添加剂颗粒用量为1. 5% -3%。 [0041] 如上所述,各种表面添加剂的使用量应该控制在合适的范畴之内才能保障调色剂 颗粒各种性能的稳定性。特别是在双组份调色剂使用过程中,通过调节外添组份比例来调 控调色剂的流动性能,可控的流动性有利于飞粉现象的改善。
[0042] 本发明制备的调色剂应具有较好的流动性和松装密度。所述松装密度代表过筛 后的调色剂颗粒自然的密度,可以采用松装密度测试仪对调色剂进行测试,如(日本淅 川密克朗公司生产的PT-S型粉体流动性测试仪),本发明制备的调色剂松装密度控制在 0? 35-0. 38 之间。
[0043] 本发明制备彩色调色剂除应满足上述松装密度要求外,还应具有较好的流动性, 发明人为测量调色剂颗粒流动性而特别设计了滚球测试法,具体为:将调色剂过246 ym筛 后以10cm高度差自然洒落至45-80度倾斜角的A3静电复印纸板上端,调色剂会有一定初 始累积,进一步洒落调色剂,调色剂颗粒会以滚雪球方式下滑滚落,记录调色剂颗粒在A3 静电复印纸板上向下的滚落速度以及滚落前后的粒径变化;当测定的调色剂的滚落速度在 8cm/s-20cm/s,滚落前后的粒径变化在0. 01mm-0. 5mm之间则判定为合格,反之则为不合 格。
[0044] 利用滚球法测试可以有效测试调色剂的流动性,采用上述方法测试合
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