專利名稱：電荷調(diào)節(jié)劑的制備方法及含有該電荷調(diào)節(jié)劑的電子照相用碳粉的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在電子照相用顯影劑中起關(guān)鍵作用的偶氮型金屬鐵絡(luò)合物類電荷調(diào)節(jié)劑成品的制備方法，以及含有該類電荷調(diào)節(jié)劑的負(fù)帶電電子照相用碳粉。
背景技術(shù)：
電荷調(diào)節(jié)劑和樹脂是碳粉中的兩種主要組分，電荷調(diào)節(jié)劑在樹脂中的分散非常重要，如果分散性不好，碳粉粒子中就不能均一的混進(jìn)電荷調(diào)節(jié)劑，碳粉的品質(zhì)會(huì)出現(xiàn)不均一化，會(huì)造成起電速度慢、帶電量不均勻和衰減、長(zhǎng)期保存穩(wěn)定性差等各種問(wèn)題。以往使用苯胺黑染料、酞菁顏料和金屬絡(luò)合染料作為電荷調(diào)節(jié)劑，由于與樹脂的兼容性差的緣故，在碳粉生產(chǎn)過(guò)程中往往不能在樹脂中均一的分散，生產(chǎn)出的碳粉在應(yīng)用上會(huì)出現(xiàn)各種缺陷。為此，人們提出了采用偶氮型金屬絡(luò)合物作為電荷調(diào)節(jié)劑，該電荷調(diào)節(jié)劑成品雖與制備碳粉用的樹脂具有很好的兼容性，能夠克服所述不足，但其制備方法是在重氮、偶合反應(yīng)之后進(jìn)行分離，得到單偶氮化合物中間體，使用常規(guī)的生產(chǎn)方法進(jìn)行絡(luò)合反應(yīng)后，再次進(jìn)行分離得到金屬絡(luò)合物，然后使用氨水或者無(wú)機(jī)銨鹽進(jìn)行陽(yáng)離子轉(zhuǎn)換反應(yīng)。即該制備方法需進(jìn)行多次分離，及單獨(dú)進(jìn)行絡(luò)合反應(yīng)和陽(yáng)離子轉(zhuǎn)換反應(yīng)，因而存在化學(xué)反應(yīng)步驟多，生產(chǎn)成本高、勞動(dòng)強(qiáng)度大的缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種電荷調(diào)節(jié)劑的制備方法及含有該電荷調(diào)節(jié)劑的電子照相用碳粉，通過(guò)減少化學(xué)反應(yīng)步驟而使制備電荷調(diào)節(jié)劑的生產(chǎn)成本下降，勞動(dòng)強(qiáng)度降低，并且所制備的電荷調(diào)節(jié)劑成品與制備碳粉用的樹脂具有很好的兼容性，能制備起電速度快、不受連續(xù)長(zhǎng)時(shí)間使用以及溫度、濕度影響的，可以長(zhǎng)期提供穩(wěn)定高畫質(zhì)圖像的高性能碳粉。
本發(fā)明的制備方法是它是制備由下面化學(xué)式(I)
………化學(xué)式(I)(式中R1-R4可以相同也可以不同，表示氫原子、碳原子數(shù)1-18的烷基或鏈烯基、碳原子數(shù)1-18的烷氧基、可以具有取代基的氨磺?；?、甲磺酰基、羥基、羧基、羧酯基、乙酰氨基、苯甲酰氨基、鹵原子、硝基、可以具有取代基的芳基，R5表示氫原子、低級(jí)烷基、低級(jí)烷氧基、硝基或鹵素原子。X+表示銨離子、氫離子、鈉離子或者三者的混合體)表示的偶氮型金屬鐵絡(luò)合物類電荷調(diào)節(jié)劑成品，其特征是先將氨基酚和色酚AS系列化合物進(jìn)行重氮、偶合反應(yīng)，然后不經(jīng)分離，直接在偶合反應(yīng)液中加入甲醇、氫氧化鈉、鐵鹽、氯化銨以及尿素，同時(shí)進(jìn)行絡(luò)合反應(yīng)和陽(yáng)離子轉(zhuǎn)換反應(yīng)，再進(jìn)行分離、洗滌和干燥處理得到偶氮型金屬鐵絡(luò)合物類電荷調(diào)節(jié)劑粗品，采用全氣流粉碎機(jī)將偶氮型金屬鐵絡(luò)合物類電荷調(diào)節(jié)劑粗品粉碎制成偶氮型金屬鐵絡(luò)合物類電荷調(diào)節(jié)劑成品。
上述全氣流粉碎機(jī)采用流化床氣流磨超細(xì)粉碎機(jī)。
所說(shuō)偶氮型金屬鐵絡(luò)合物類電荷調(diào)節(jié)劑粗品的陽(yáng)離子部分中NH4+的含有率達(dá)到60％～99％，采用激光衍射粒度測(cè)試儀測(cè)得其粒度分布為D10＝2.000～5.000μm，D50＝5.000～15.000μm，D90＝15.000～20.000μm，所說(shuō)偶氮型金屬鐵絡(luò)合物類電荷調(diào)節(jié)劑成品采用激光衍射粒度測(cè)試儀測(cè)得其粒度分布為D10＝0.200～1.000μm，D50＝1.000～6.000μm，D90＝1.000～10.000μm。
所說(shuō)激光衍射粒度測(cè)試儀采用馬爾文(MASTERSIZER)或者貝克曼(BECKMAN)激光衍射粒度測(cè)試儀。
含有按上述電荷調(diào)節(jié)劑的制備方法生產(chǎn)的電荷調(diào)節(jié)劑的電子照相用碳粉，其特征是包含有所說(shuō)偶氮型金屬鐵絡(luò)合物類電荷調(diào)節(jié)劑成品和碳粉用樹脂，其用量為相對(duì)于100重量份的碳粉用樹脂，含有0.1～10重量份的偶氮型金屬鐵絡(luò)合物類電荷調(diào)節(jié)劑成品。
所說(shuō)電子照相用碳粉還可以含有著色劑和流動(dòng)性改良劑等，其用量為相對(duì)于100重量份的碳粉用樹脂，含有0.5～10重量份的著色劑和1～3重量份的流動(dòng)性改良劑。
采用上述制備方法得到的偶氮型金屬鐵絡(luò)合物類電荷調(diào)節(jié)劑粗品在樹脂中有很好的分散性，但是使用該粗品制備的碳粉存在帶電量不足、顯影密度低、有底灰等缺點(diǎn)。為了進(jìn)一步提高該電荷調(diào)節(jié)劑的性能，還必須采用全氣流粉碎機(jī)將該粗品粉碎制成偶氮型金屬鐵絡(luò)合物類電荷調(diào)節(jié)劑成品。
本發(fā)明的制備方法是在重氮、偶合反應(yīng)后，不經(jīng)分離，直接同時(shí)進(jìn)行絡(luò)合反應(yīng)和陽(yáng)離子轉(zhuǎn)換反應(yīng)，與現(xiàn)有制備方法相比，減少了化學(xué)反應(yīng)步驟，從而使得制備電荷調(diào)節(jié)劑的生產(chǎn)成本下降，勞動(dòng)強(qiáng)度降低。而且所制得的偶氮型金屬鐵絡(luò)合物類電荷調(diào)節(jié)劑的陽(yáng)離子部分中NH4+的含有率達(dá)到60％～99％，在樹脂中具有非常良好的分散性，使用該電荷調(diào)節(jié)劑成品制備的碳粉起電速度快，長(zhǎng)時(shí)間使用也不會(huì)出現(xiàn)帶電量衰減等缺陷，可以實(shí)現(xiàn)復(fù)印的高速化和碳粉的長(zhǎng)壽命化及在各種環(huán)境下的帶電穩(wěn)定化。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明實(shí)施例1在500ml三口燒瓶中加入190ml水、25g 37％鹽酸、14.4g 2-氨基-4-氯苯酚、攪拌溶解后降至0-5℃，滴加20g 36％亞硝酸鈉溶液，同時(shí)控制溫度不高于5℃。亞硝酸鈉溶液滴加完后在0-5℃保溫反應(yīng)1-2小時(shí)后得到重氮鹽溶液。在1000ml三口燒瓶中加入165ml水、30g 20％氫氧化鈉溶液、26.3g色酚AS，攪拌溶解后降溫至0-5℃，然后快速加入前面反應(yīng)好的重氮鹽，之后在5-10℃反應(yīng)3-5小時(shí)至重氮鹽消失，得到反應(yīng)偶合物溶液。往偶合物溶液中加入100ml甲醇、30g 20％氫氧化鈉、2.8g氯化銨和15g尿素，之后滴加40.6g 20％三氯化鐵溶液，滴加完后升溫至70℃，回流反應(yīng)2.5小時(shí)后降至60℃以下，然后分離、水洗、烘干，得到43g黑色粉狀偶氮型金屬鐵絡(luò)合物(I)，該絡(luò)合物化學(xué)結(jié)構(gòu)可以用下列化學(xué)式1表示。
………化學(xué)式1。
(在化學(xué)式1中，X1+表示銨離子、氫離子、鈉離子或者三者的混合體)通過(guò)元素分析的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，絡(luò)合物(I)的陽(yáng)離子部分中NH4+的含有率為83.6％。將絡(luò)合物(I)用馬爾文粒度測(cè)試儀測(cè)得其粒度分布為D10＝3.960μm，D50＝10.360μm，D90＝22.740μm。然后將絡(luò)合物(I)采用流化床氣流磨超細(xì)粉碎機(jī)進(jìn)行粉碎得到電荷調(diào)節(jié)劑成品(I)，用馬爾文粒度測(cè)試儀測(cè)得其粒度分布為D10＝0.444μm，D50＝1.402μm，D90＝4.780μm。
碳粉用樹脂采用苯乙烯丙烯酸樹脂(還可以是苯乙烯樹脂、丙烯酸類樹脂、環(huán)氧樹脂、乙烯類樹脂、聚酯類樹脂等)，著色劑采用炭黑(還可使用公知的大多數(shù)染料和顏料)，流動(dòng)性改良劑采用石蠟，將電荷調(diào)節(jié)劑成品(I)分別用苯乙烯丙烯酸樹脂、炭黑和石蠟按照質(zhì)量單位93樹脂∶5炭黑∶1石蠟∶1電荷調(diào)節(jié)劑進(jìn)行配比，充分混合后，加熱熔融混煉，冷卻后使用通常方法粉碎分級(jí)，得到體積平均粒徑為9微米的負(fù)帶電碳粉，然后將這些碳粉以重量比3∶97和直徑為90-130微米的鐵粉在球磨機(jī)中進(jìn)行混合得到顯影劑。
使用顯影劑在復(fù)印機(jī)中連續(xù)復(fù)印五千張，測(cè)定碳粉帶電量并測(cè)試復(fù)印件效果得到結(jié)果如表所示。
實(shí)施例2在500ml三口燒瓶中加入190ml水、25g 37％鹽酸、14.4g 2-氨基-4-氯苯酚，攪拌溶解后降至0-5℃，滴加20g 36％亞硝酸鈉溶液，同時(shí)控制溫度不高于5℃。亞硝酸鈉溶液滴加完后在0-5℃保溫反應(yīng)1-2小時(shí)后得到重氮鹽溶液。在1000ml三口燒瓶中加入165ml水、30g 20％氫氧化鈉溶液、29.3g色酚AS-OL，攪拌溶解后降溫至0-5℃，然后快速加入前面反應(yīng)好的重氮鹽，之后在5-10℃反應(yīng)3-5小時(shí)至重氮鹽消失，得到反應(yīng)偶合物溶液。往偶合物溶液中加入100ml甲醇、30g 20％氫氧化鈉、2.8g氯化銨和15g尿素，之后滴加40.6g 20％三氯化鐵溶液，滴加完后升溫至70℃，回流反應(yīng)2.5小時(shí)后降至60℃以下，然后分離、水洗、烘干，得到41.5g黑色粉狀偶氮型金屬鐵絡(luò)合物(II)，該絡(luò)合物化學(xué)結(jié)構(gòu)可以用下列化學(xué)式2表示。

………化學(xué)式2(在化學(xué)式2中，X2+表示銨離子、氫離子、鈉離子或者三者的混合體)通過(guò)元素分析的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，絡(luò)合物3的陽(yáng)離子部分中NH4+的含有率為64.8％。將絡(luò)合物(II)用馬爾文粒度測(cè)試儀測(cè)得其粒度分布為D10＝3.720μm，D50＝9.950μm，D90＝22.120μm。然后將絡(luò)合物(II)采用流化床氣流磨超細(xì)粉碎機(jī)進(jìn)行粉碎得到電荷調(diào)節(jié)劑成品(II)，該成品用馬爾文粒度測(cè)試儀測(cè)得其粒度分布為D10＝0.390μm，D50＝1.503μm，D90＝4.546μm。
按實(shí)施例1相同的方式，選用相同的原料及使用相同的比例將電荷調(diào)節(jié)劑成品(II)制成顯影劑。
使用顯影劑在復(fù)印機(jī)中連續(xù)復(fù)印五千張，測(cè)定碳粉帶電量并測(cè)試復(fù)印件效果得到結(jié)果如表所示。

權(quán)利要求
1.一種電荷調(diào)節(jié)劑的制備方法，它是制備由下面化學(xué)式(I) ............化學(xué)式(I)(式中R1-R4可以相同也可以不同，表示氫原子、碳原子數(shù)1-18的烷基或鏈烯基、碳原子數(shù)1-18的烷氧基、可以具有取代基的氨磺?；?、甲磺?；⒘u基、羧基、羧酯基、乙酰氨基、苯甲酰氨基、鹵原子、硝基、可以具有取代基的芳基，R5表示氫原子、低級(jí)烷基、低級(jí)烷氧基、硝基或鹵素原子。X+表示銨離子、氫離子、鈉離子或者三者的混合體)表示的偶氮型金屬鐵絡(luò)合物類電荷調(diào)節(jié)劑成品，其特征是先將氨基酚和色酚AS系列化合物進(jìn)行重氮、偶合反應(yīng)，然后不經(jīng)分離，直接在偶合反應(yīng)液中加入甲醇、氫氧化鈉、鐵鹽、氯化銨以及尿素，同時(shí)進(jìn)行絡(luò)合反應(yīng)和陽(yáng)離子轉(zhuǎn)換反應(yīng)，再進(jìn)行分離、洗滌和干燥處理得到偶氮型金屬鐵絡(luò)合物類電荷調(diào)節(jié)劑粗品，采用全氣流粉碎機(jī)將偶氮型金屬鐵絡(luò)合物類電荷調(diào)節(jié)劑粗品粉碎制成偶氮型金屬鐵絡(luò)合物類電荷調(diào)節(jié)劑成品。
2.按權(quán)利要求1所述的一種電荷調(diào)節(jié)劑的制備方法，其特征是所說(shuō)的全氣流粉碎機(jī)采用流化床氣流磨超細(xì)粉碎機(jī)。
3.按權(quán)利要求1所述的一種電荷調(diào)節(jié)劑的制備方法，其特征是所說(shuō)偶氮型金屬鐵絡(luò)合物類電荷調(diào)節(jié)劑粗品的陽(yáng)離子部分中NH4+的含有率達(dá)到60％～99％，采用激光衍射粒度測(cè)試儀測(cè)得其粒度分布為D10＝2.000～5.000μm，D50＝5.000～15.000μm，D90＝15.000～20.000μm，所說(shuō)偶氮型金屬鐵絡(luò)合物類電荷調(diào)節(jié)劑成品采用激光衍射粒度測(cè)試儀測(cè)得其粒度分布為D10＝0.200～1.000μm，D50＝1.000～6.000μm，D90＝1.000～10.000μm。
4.按權(quán)利要求3所述的一種電荷調(diào)節(jié)劑的制備方法，其特征是所說(shuō)激光衍射粒度測(cè)試儀采用馬爾文(MASTERSIZER)或者貝克曼(BECKMAN)激光衍射粒度測(cè)試儀。
5.一種含有按權(quán)利要求1所述電荷調(diào)節(jié)劑的制備方法生產(chǎn)的電荷調(diào)節(jié)劑的電子照相用碳粉，其特征是包含有所說(shuō)偶氮型金屬鐵絡(luò)合物類電荷調(diào)節(jié)劑成品和碳粉用樹脂，其用量為相對(duì)于100重量份的碳粉用樹脂，含有0.1～10重量份的偶氮型金屬鐵絡(luò)合物類電荷調(diào)節(jié)劑成品。
6.按權(quán)利要求5所述的一種電子照相用碳粉，其特征是還可以含有著色劑和流動(dòng)性改良劑等，其用量為相對(duì)于100重量份的碳粉用樹脂，含有0.5～10重量份的著色劑和1～3重量份的流動(dòng)性改良劑。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電荷調(diào)節(jié)劑的制備方法及含有該電荷調(diào)節(jié)劑的電子照相用碳粉，它是制備由說(shuō)明書中化學(xué)式(I)表示的偶氮型金屬鐵絡(luò)合物類電荷調(diào)節(jié)劑成品，化學(xué)式(I)中各基團(tuán)的定義如說(shuō)明書中所述。本發(fā)明的制備方法是先將氨基酚和色酚AS系列化合物進(jìn)行重氮、偶合反應(yīng)，然后不經(jīng)分離，直接在偶合反應(yīng)液中加入甲醇、氫氧化鈉、鐵鹽、氯化銨以及尿素，同時(shí)進(jìn)行絡(luò)合反應(yīng)和陽(yáng)離子轉(zhuǎn)換反應(yīng)，再進(jìn)行分離、洗滌和干燥處理得到偶氮型金屬鐵絡(luò)合物類電荷調(diào)節(jié)劑粗品，采用全氣流磨超細(xì)粉碎機(jī)將偶氮型金屬鐵絡(luò)合物類電荷調(diào)節(jié)劑粗品粉碎制成偶氮型金屬鐵絡(luò)合物類電荷調(diào)節(jié)劑成品。電子照相用碳粉包含有該偶氮型金屬鐵絡(luò)合物類電荷調(diào)節(jié)劑成品和碳粉用樹脂。
文檔編號(hào)G03G9/097GK1645261SQ20051001817
公開日2005年7月27日 申請(qǐng)日期2005年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月20日
發(fā)明者蘭澤冠, 朱順全 申請(qǐng)人:湖北鼎龍化工有限責(zé)任公司