导电性高分子材料、导电性高分子材料的制造方法和图像形成装置构件的制作方法_2

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了将弹性模量或硬度调节在不损害本发明的目的的范围内,作为多元醇,进行丙烯腈改性的高分子多元醇、和其中三聚氰胺加成至多元醇的多元醇、通过将酸组分如己二酸和二醇组分如乙二醇缩合而获得的聚酯多元醇、通过将相对于ε -己内酰胺进行开环聚合而获得的聚酯多元醇、聚碳酸酯二醇、二醇如丁二醇、多元醇如三羟甲基丙烷、或它们的衍生物能够与上述多元醇组分一起通过包括上述多元醇组分作为主组分以相对于上述多元醇组分的比例在95:5至60:40的范围内来使用。
[0041]作为构成聚氨酯材料的多异氰酸酯组分,能够使用已知的多异氰酸酯,优选使用芳族异氰酸酯,并且更优选使用甲苯二异氰酸酯、二苯甲烷二异氰酸酯和它们的衍生物。
[0042]作为甲苯二异氰酸酯及其衍生物,使用粗甲苯二异氰酸酯、2,4-甲苯二异氰酸酯、2,6-甲苯二异氰酸酯、2,4-甲苯二异氰酸酯和2,6-甲苯二异氰酸酯的混合物、其脲改性产物、其缩二脲改性产物、其碳二亚胺改性产物、和通过多元醇等改性的其氨基甲酸酯改性产物等。
[0043]作为二苯甲烷二异氰酸酯及其衍生物,使用通过进行二氨基二苯甲烷及其衍生物的光气化而获得的二苯甲烷二异氰酸酯。作为二氨基二苯甲烷的衍生物,包括多核体,并且使用由二氨基二苯甲烷获得的纯二苯甲烷二异氰酸酯和由二氨基二苯甲烷的多核体获得的聚合的二苯甲烷二异氰酸酯。
[0044]另外,作为二苯甲烷二异氰酸酯及其衍生物,能够使用通过改性获得的衍生物,例如,通过多元醇等改性的氨基甲酸酯改性产物、由于脲二酮的形成而导致的二聚体、异氰脲酸酯改性产物、碳二亚胺/脲酮亚胺改性产物、脲基甲酸酯改性产物、脲改性产物、和缩二脲改性产物等。其中,作为二苯甲烷二异氰酸酯及其衍生物,更优选使用氨基甲酸酯改性产物和碳二亚胺/脲酮亚胺改性产物。
[0045]作为构成聚氨酯材料的多异氰酸酯组分,可以独立地使用甲苯二异氰酸酯、二苯甲烷二异氰酸酯和它们的衍生物,或者可以使用其两种以上的组合。另外,作为构成聚氨酯材料的多异氰酸酯组分,能够使用各种脂族异氰酸酯如六亚甲基二异氰酸酯和脂环族异氰酸酯如异佛尔酮二异氰酸酯,或它们的衍生物。
[0046]为了赋予导电性,将电解质添加至根据本发明实施方案的导电性高分子材料。作为电解质,将其中羟基引入到季铵碱的烷基链中的材料和由烷基硫酸根形成的季铵盐添加至导电性高分子材料的原料中,所述季铵碱如四乙基铵、四丁基铵、月桂基三甲基铵、硬脂基三甲基铵、十八烷基三甲基铵、十二烷基三甲基铵、十六烷基三甲基铵、苄基三甲基铵、改性脂族二甲基乙基铵和月桂酰氨丙基二甲基乙基铵。此时,可以额外添加诸如锂、纳、钙、镁等碱金属和碱土金属等的高氯酸盐、氯酸盐、盐酸盐、溴酸盐、碘酸盐、氟硼酸盐、硫酸盐、烷基硫酸盐、羧酸盐、磺酸盐和三氟甲基硫酸盐等以便将高分子材料的导电性调节在不损害本发明的可得性的范围内。另外,酰亚胺锂如(CF3SO2)2NLi能够用作电解质。
[0047]电解质的添加量优选为0.01质量份至10质量份,和更优选为0.1质量份至3质量份,相对于100质量份高分子材料。导电性高分子材料的初始电阻值取决于高分子材料的极性,当电解质的添加量为0.01质量份至10质量份时,能够容易地获得预定的电阻值。
[0048]当电解质的添加量大于10质量份时,导电性高分子材料的初始电阻值减少,因而,为了获得预定的电阻值,高分子材料必要地具有非极性。当高分子材料具有非极性时,很少获得表面活性剂的效果,并且在发泡时发泡体的尺寸增大,因而图像形成装置构件的纹理变得粗糙。因此,当过量添加电解质时,作为图像形成装置构件的性能降低,因而这是不优选的。
[0049]本发明的电解质具有活性羟基,因而适当地包括在多元醇组分的羟基值的计算中。
[0050]作为用于固化包括聚氨酯材料和电解质等的聚氨酯组合物的反应催化剂,例如,包括单胺如三乙胺和二甲基环己胺,二胺如四甲基乙二胺、四甲基丙二胺和四甲基己二胺,三胺如五甲基二乙烯三胺、五甲基二丙烯三胺和四甲基胍,环状胺如三乙烯二胺、二甲基哌嗪、甲基乙基哌嗪、甲基吗啉、二甲基氨乙基吗啉和二甲基咪挫,醇胺如二甲基氨基乙醇、二甲基氨基乙氧基乙醇、三甲基氨乙基乙醇胺、甲基羟乙基哌嗪和羟乙基吗啉,醚胺如双(二甲基氨乙基)醚和乙二醇双(二甲基)氨丙基醚,有机金属化合物如辛酸亚锡、二丁基二乙酸锡、二丁基二月桂酸锡、二丁基硫醇化锡、二丁基硫代羧酸锡、二丁基二马来酸锡、二辛基硫醇化锡、二辛基硫代羧酸锡、苯基丙酸未和辛稀酸铅(lead octenate),等等。
[0051]这里,在反应催化剂中,从防止由于剩余催化剂移动到其他图像形成构件而出现的图像缺陷的观点,特别优选有机锡催化剂。这些反应催化剂的一种可以独立地使用,或者可以使用其两种以上的组合。
[0052]当聚氨酯构件为发泡体形状时,优选的是硅酮发泡稳定剂和各种表面活性剂在聚氨酯中共混以便使发泡体形状的聚氨酯构件的气孔(cell)稳定。
[0053]作为硅酮发泡稳定剂,优选使用二甲基聚硅氧烷-聚氧化烯共聚物等,并且特别优选由分子量为350至15,000的二甲基聚硅氧烷部分和分子量为200至4,000的聚氧化烯部分形成的硅酮发泡稳定剂。作为聚氧化烯部分的分子结构,优选使用环氧乙烷的加成聚合物、环氧乙烷和环氧丙烷的加成共聚物,并且优选的是其末端是环氧乙烷。
[0054]作为各种表面活性剂,包括离子性表面活性剂如阳离子性表面活性剂、阴离子性表面活性剂和两性表面活性剂,和非离子性表面活性剂如各种聚醚和各种聚酯。
[0055]从气孔稳定、材料价格和防止由于移动到其他图像形成构件而出现的图像缺陷的观点,硅酮发泡稳定剂和各种表面活性剂的配混量优选为0.1质量份至10质量份,和更优选为0.5质量份至5质量份,相对于100质量份聚氨醋材料。另外,当娃酮发泡稳定剂和各种表面活性剂具有活性羟基时,硅酮发泡稳定剂和各种表面活性剂包括在多元醇组分的羟基值的计算中。
[0056]作为在制造聚氨酯发泡体时的发泡方法,例如,包括使用发泡剂如水、有机溶剂和各种含氯氟烃的替代品的方法,和通过机械搅拌混合气泡的方法等。在这些发泡方法中,从获得预定的硬度而不对环境呈现有害影响的观点,特别优选通过机械搅拌混合气泡的方法。在聚氨酯发泡体的发泡状态中,最大气孔直径优选小于500 μπι,和更优选小于300 μπι。
[0057]另外,为了获得预定的硬度,体积密度在0.2g/ml至0.7g/ml的范围内,和更优选在0.3g/ml至0.6g/ml的范围内。当水用作发泡剂时,水适当地包括在轻基值的计算中。
[0058]在聚氨酯构件的制造时的共混和热固化优选通过其中将上述的多元醇组分、异氰酸酯组分、电解质和反应催化剂以及如必要时使用的各种添加组分混合和搅拌,并且如必要时使用上述方法混合气泡的方法来进行。然后,将混合和搅拌的各种添加组分浇铸至预定的模具等中或者自由发泡成块体的形状,然后热固化。
[0059]另外,在聚氨酯构件的制造时的共混和热固化,除了上述以外,也能够通过其中具有异氰酸酯基的预聚物通过将多元醇组分与异氰酸酯组分预先反应来制备,然后将预聚物通过使用链增长剂如乙二醇、1,4- 丁二醇和三羟甲基丙烷来固化的预聚物方法来进行。此时,预聚物作为异氰酸酯组分处理,并且链增长剂适当地包括在多元醇组分的羟基值的计算中。
[0060][导电性高分子材料的制造方法]
[0061]将参考图2描述根据本发明实施方案的导电性高分子材料的制造方法。
[0062]首先,作为将能够与多异氰酸酯反应的季铵的烷基硫酸盐的生成步骤,如图2(a)中所示,将聚氧乙烯烷基胺与二乙基硫酸盐反应,因而生成在阳离子中含有羟基的季铵的烷基硫酸盐(参考图2(b))。
[0063]其次,作为将季铵的烷基硫酸盐混合在高分子材料组分中的步骤,如图2(c)中所示,将在阳离子中含有羟基的季铵的烷基硫酸盐混合在聚氨酯原料的多元醇组分中。
[0064]接下来,作为合成高分子材料并且将季铵碱引入到高分子材料的主链中的步骤,如图2(d)中所示,通过与异氰酸酯组分反应来合成聚氨酯。季铵碱的羟基与异氰酸酯反应,并且将季铵碱引入到聚氨酯的主链中。此外,乙基硫酸根通过溶解于聚氨酯树脂中而残苗O
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