專利名稱：一種新型靜電像顯影用電荷調(diào)節(jié)劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于靜電顯影用電荷調(diào)節(jié)劑(Charge Control Agent，CCA)技術(shù)領(lǐng)域。涉及一種新型靜電像顯影用電荷調(diào)節(jié)劑及其制備方法，具體涉及利用多羥基芳香酸及其衍生物合成的金屬絡(luò)合物作為靜電復(fù)印和靜電印刷用調(diào)色劑的電荷控制劑。
背景技術(shù)：
靜電像顯影用電荷調(diào)節(jié)劑是靜電復(fù)印和靜電印刷用調(diào)色劑的電荷控制劑，可以調(diào)節(jié)調(diào)色劑的帶電量，提高調(diào)色劑對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性，是電子顯影體系不可缺少或必要的材料。電荷調(diào)節(jié)劑也是影響碳粉性能的最主要的因素，是碳粉行業(yè)中最具有高附加值的產(chǎn)品。電荷調(diào)節(jié)劑主要有苯胺黑染料類、季胺鹽類正電荷調(diào)節(jié)劑，偶氮型金屬絡(luò)合類、羥基羧酸型金屬絡(luò)合類負(fù)電荷調(diào)節(jié)劑。電荷調(diào)節(jié)劑的發(fā)展經(jīng)歷了由偶氮型金屬絡(luò)合類向羥基羧酸型金屬絡(luò)合類的轉(zhuǎn)變過(guò)程。羥基羧酸型金屬絡(luò)合類都是通過(guò)芳香環(huán)上的羥基或羧基與金屬離子配位而形成金屬絡(luò)合物。目前，由于水楊酸系列的轉(zhuǎn)化率高、中心金屬對(duì)環(huán)境污染相對(duì)小等特點(diǎn)，水楊酸系列電荷調(diào)節(jié)劑占據(jù)著主要市場(chǎng)。但該種電荷調(diào)節(jié)劑由于顏色、帶電量、起電速度、環(huán)境穩(wěn)定性和環(huán)境安全性等方面的缺點(diǎn)不能完全滿足高速、彩色、高質(zhì)量打印的要求。隨著彩色調(diào)色劑市場(chǎng)的擴(kuò)大，人們希望使用對(duì)色相沒(méi)有影響的淡色或無(wú)色電荷控制劑，這些淡色或無(wú)色電荷控制劑有水楊酸衍生物的金屬絡(luò)合物(日本專利公開(kāi)公報(bào)昭55-42752號(hào)，日本專利公開(kāi)公報(bào)昭61-221756號(hào)，日本專利公開(kāi)公報(bào)昭9-124659號(hào)等)，芳香簇二羧酸金屬鹽化合物(日本專利公開(kāi)公報(bào)昭57-111541)，氨茴酸衍生物的金屬絡(luò)合物(日本專利公開(kāi)公報(bào)昭62-94856)，有機(jī)硼化合物(美國(guó)專利4767688號(hào)、日本專利公開(kāi)公報(bào)昭1-306861號(hào))。
但是，這些電荷控制劑對(duì)今后日益重視的環(huán)境問(wèn)題，或?qū)τ诓噬{(diào)色劑來(lái)講，是不能達(dá)到充分的無(wú)色或淡色的化合物，并且存在電荷賦予效果不明顯、調(diào)色劑的逆帶電化、分散性和化合物的穩(wěn)定性不夠充分等缺陷，作為電荷控制劑不能達(dá)到理想的效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為靜電復(fù)印和靜電印刷提供一種新型靜電像顯影用電荷調(diào)節(jié)劑及其制備方法，克服已有技術(shù)存在的電荷調(diào)節(jié)劑起電速度慢、熱穩(wěn)定性不好、結(jié)晶形態(tài)大小不均勻、環(huán)境穩(wěn)定性和環(huán)境安全性差等缺點(diǎn)和不足。
一種新型靜電像顯影用電荷調(diào)節(jié)劑及其制備方法，其特點(diǎn)是使用二次蒸餾水或醇水溶液溶解多羥基芳香酸及其衍生物，按摩爾比為1/2～3將金屬離子溶液、多羥基芳香酸及其衍生物的醇水溶液加入反應(yīng)釜中，調(diào)整反應(yīng)溶液的pH值，防止氫氧化物生成，加熱攪拌，30℃～80℃保溫3～10小時(shí)，將析出的晶體用去離子水洗滌，干燥后超細(xì)粉碎得到金屬配合物電荷調(diào)節(jié)劑。
所述的多羥基芳香酸的結(jié)構(gòu)如下 多羥基芳香酸其分子結(jié)構(gòu)中的R1是表示H原子、鏈烯基、帶有取代基的芳基或烷基、鹵素、氫原子；R2，R3表示的是烷基、鏈烯基、帶有取代基、芳基或烷基、鹵素、氫原子。
所述的醇包括甲醇、乙醇、丙醇、乙二醇甲醚和乙二醇乙醚。
所述的金屬離子有Al3+、Cr3+、Zn2+、Zr4+、Fe3+、Co2+和Ni2+。
所述的金屬配合物結(jié)構(gòu)如下 或
金屬配合物結(jié)構(gòu)中的R1表示氫原子、烷基、鏈烯基、芳基以及帶有取代基的芳基或烷基；R2、R4表示的氫原子、烷基、鏈烯基、烷氧基、硝基、磺酸基、鹵素、芳基、羧酸基、酯基、帶有取代基的芳基、烷基或酯基；R3表示氨基、鉀原子、鈉原子、氫原子、烷基、芳基以及帶有取代基的芳基或烷基、，R5、R6表示的羥基、水分子、硝基、磺酸基或鹵素。A表示為氫離子、氨離子、鈉離子、鉀離子。M表示為Al3+、Cr3+、Zn2+、Zr4+、Fe3+、Co2+和Ni2+等金屬離子。
本發(fā)明一種新型靜電像顯影用電荷調(diào)節(jié)劑及其制備方法，利用多羥基芳香酸合成金屬絡(luò)合物作為靜電復(fù)印和靜電印刷用調(diào)色劑的電荷控制劑，本發(fā)明采用一步合成法，工藝簡(jiǎn)單、條件溫和、操作安全，后處理簡(jiǎn)單，可以有效保護(hù)環(huán)境，尤其是采用蒸餾水作溶劑時(shí)，這些優(yōu)勢(shì)更加明顯，絡(luò)合物不溶于水，反應(yīng)后的水經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的處理就可以排放，投資少，電荷調(diào)節(jié)劑具有起電速度快、熱穩(wěn)定性好、結(jié)晶形態(tài)大小均勻、吸濕性小且與樹(shù)脂有良好的相容性。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1一種新型靜電像顯影用電荷調(diào)節(jié)劑及其制備方法，多羥基芳香酸選用沒(méi)食子酸丙酯，金屬離子選用三價(jià)鉻離子，醇選用乙二醇甲醚，鉻離子和沒(méi)食子酸丙酯的摩爾比為1/3。用乙二醇甲醚溶解沒(méi)食子酸丙酯，加入到反應(yīng)容器中，調(diào)節(jié)至弱堿性；邊攪拌邊把甲酸鉻慢慢加到反應(yīng)容器中，反應(yīng)過(guò)程用乙二胺保持反應(yīng)體系pH在6.0左右，80℃保溫3.0個(gè)小時(shí)；生成一種黑色的膠狀物，過(guò)濾，用鹽酸處理黑色物質(zhì)得到綠色粉末，去離子水洗滌、干燥得到金屬Cr(III)配合物電荷調(diào)節(jié)劑。
本實(shí)施例生產(chǎn)的金屬絡(luò)合物電荷控制劑是綠色粉末，在空氣中性能穩(wěn)定，不氧化變色、不會(huì)強(qiáng)烈吸潮，摩擦起電速度快，帶電穩(wěn)定，摩擦帶電量-14.7μc/g，主成分含量94.6％，pH為6.0，干燥減量0.6％，比容2.3mL/g，150℃熱失重1.8％，250℃熱失重4.0％。
實(shí)施例2一種新型靜電像顯影用電荷調(diào)節(jié)劑及其制備方法，多羥基芳香酸選用沒(méi)食子酸辛酯，金屬離子選用三價(jià)鉻離子，醇選用乙醇，鉻離子和沒(méi)食子酸辛酯的摩爾比為1/3。首先把硫酸鉻配成濃度為25.0％的溶液，加入到反應(yīng)容器中；用乙醇溶解沒(méi)食子酸辛酯，調(diào)節(jié)至弱堿性；邊攪拌邊把沒(méi)食子酸辛酯的醇溶液慢慢滴加到配好的硫酸鉻溶液中，反應(yīng)過(guò)程中用硫酸和燒堿保持反應(yīng)體系的pH在6.5左右，注意防止生成氫氧化物，60℃保溫6.0個(gè)小時(shí)；生成一種黑色的膠狀物，用鹽酸處理，去離子水洗滌、干燥得到金屬Cr(III)配合物電荷調(diào)節(jié)劑。
本實(shí)施例生產(chǎn)的金屬絡(luò)合物電荷控制劑是綠色粉末，在空氣中性能穩(wěn)定，不氧化變色、不會(huì)強(qiáng)烈吸潮，摩擦起電速度快，帶電穩(wěn)定，摩擦帶電量-14.5μc/g，主成分含量96.3.0％，pH為6.0，干燥減量0.54％，比容2.3mL/g，150℃熱失重1.8％，250℃熱失重3.7％。
實(shí)施例3一種新型靜電像顯影用電荷調(diào)節(jié)劑及其制備方法，多羥基芳香酸選用沒(méi)食子酸丙酯，金屬離子選用三價(jià)鉻離子，鉻離子和沒(méi)食子酸丙酯的摩爾比為1/3。首先把硫酸鉻配成濃度10.0％的溶液，加入到反應(yīng)容器中；用蒸餾水溶解沒(méi)食子酸丙酯，用燒堿調(diào)節(jié)至弱堿性；邊攪拌邊把沒(méi)食子酸丙酯慢慢滴加到配好的硫酸鉻溶液中，防止生成氫氧化物，反應(yīng)過(guò)程中用硫酸和燒堿保持反應(yīng)液的pH在5.5左右，30℃保溫10.0個(gè)小時(shí)。待溶液中析出晶體，去離子水洗滌、干燥得到金屬Cr(III)配合物電荷調(diào)節(jié)劑。
本實(shí)施例生產(chǎn)的金屬絡(luò)合物電荷控制劑是綠色粉末，在空氣中性能穩(wěn)定，不氧化變色、不會(huì)強(qiáng)烈吸潮，摩擦起電速度快，帶電穩(wěn)定，摩擦帶電量-14.3μc/g，主成分含量96.5％，pH為6.0，干燥減量0.54％，比容2.2mL/g，150℃熱失重1.8％，250℃熱失重3.7％。
實(shí)施例4
一種新型靜電像顯影用電荷調(diào)節(jié)劑及其制備方法，多羥基芳香酸選用沒(méi)食子酸丙酯，金屬離子選用二價(jià)鋅離子，醇選用乙醇，鋅離子和沒(méi)食子酸丙酯的摩爾比為1/2。首先氯化鋅配成濃度為20.0％的溶液，用鹽酸和燒堿調(diào)整鋅離子溶液的PH，直至溶解且不產(chǎn)生沉淀，加入到反應(yīng)容器中；用醇水溶液溶解沒(méi)食子酸丙酯，調(diào)節(jié)至弱堿性；邊攪拌邊把沒(méi)食子酸丙酯的醇水溶液慢慢滴加到配好的鋅金屬離子溶液中，50℃保溫6.0個(gè)小時(shí)。反應(yīng)過(guò)程中用鹽酸和燒堿保持反應(yīng)液的pH在6.0左右，待溶液中析出晶體，去離子水洗滌、干燥得到金屬鋅配合物電荷調(diào)節(jié)劑。
本實(shí)施例生產(chǎn)的金屬絡(luò)合物電荷控制劑是黃色或咖啡色粉末，在空氣中性能穩(wěn)定，不氧化變色、不會(huì)強(qiáng)烈吸潮，摩擦帶電量-12.6μc/g，摩擦起電速度快，帶電穩(wěn)定，主成分含量95.1.0％，pH為6.5，干燥減量0.72％，比容2.1mL/g，150℃熱失重1.9％，250℃熱失重3.8％。
實(shí)施例5一種新型靜電像顯影用電荷調(diào)節(jié)劑及其制備方法，多羥基芳香酸選用沒(méi)食子酸甲酯，金屬離子選用四價(jià)鋯離子，醇選用乙醇，鋯離子和沒(méi)食子酸甲酯的摩爾比為1/3。首先把氧氯化鋯配成濃度為15.0％的溶液，用鹽酸和燒堿調(diào)整鋯離子溶液的pH，直至氧氯化鋯溶解且不產(chǎn)生沉淀；用醇水溶液溶解沒(méi)食子酸甲酯，調(diào)節(jié)至弱堿性；邊攪拌邊把沒(méi)食子酸甲酯的醇水溶液慢慢滴加到配好的鋯離子溶液中，50℃保溫8.0個(gè)小時(shí)。反應(yīng)過(guò)程中用氨水保持反應(yīng)液的pH在弱堿性，待溶液中析出晶體，去離子水洗滌、干燥得到金屬鋯配合物電荷調(diào)節(jié)劑。
本實(shí)施例生產(chǎn)的金屬絡(luò)合物電荷調(diào)節(jié)劑是白色粉末，在空氣中性能穩(wěn)定，不氧化變色、不會(huì)強(qiáng)烈吸潮，空氣中24h吸濕率0.5％，摩擦帶電量-15.1.0μc/g，摩擦起電速度快，帶電穩(wěn)定，主成分含量96.0％，pH為6.5，干燥減量0.56％，比容2.4mL/g，150℃熱失重1.26％，250℃熱失重3.9％。
實(shí)施例6一種新型靜電像顯影用電荷調(diào)節(jié)劑及其制備方法，多羥基芳香酸選用沒(méi)食子酸丙酯，金屬離子選用四價(jià)鋯離子，鋯離子和沒(méi)食子酸丙酯的摩爾比為1/3。首先把氧氯化鋯配成濃度為15.0％的溶液，用鹽酸和燒堿調(diào)整鋯離子溶液的pH，直至氧氯化鋯溶解且不產(chǎn)生沉淀；用蒸餾水溶解沒(méi)食予酸丙酯，調(diào)節(jié)至弱堿性；邊攪拌邊把沒(méi)食子酸丙酯的醇水溶液慢慢滴加到配好的鋯離子溶液中，50℃保溫6.0個(gè)小時(shí)。反應(yīng)過(guò)程中用鹽酸和氨水保持反應(yīng)液的pH在弱酸性，待溶液中析出晶體，去離子水洗滌、干燥得到金屬鋯配合物電荷調(diào)節(jié)劑。
本實(shí)施例生產(chǎn)的金屬絡(luò)合物電荷調(diào)節(jié)劑，在空氣中性能穩(wěn)定，不氧化變色、不會(huì)強(qiáng)烈吸潮，空氣中24h吸濕率0.6％，摩擦帶電量-14.6μc/g，摩擦起電速度快，帶電穩(wěn)定，主成分含量96.3％，pH為7.3，干燥減量0.6％，比容2.4mL/g，150℃熱失重1.28％，250℃熱失重3.9％。
實(shí)施例7一種新型靜電像顯影用電荷調(diào)節(jié)劑及其制備方法，多羥基芳香酸選用沒(méi)食子酸辛酯，金屬離子選用三價(jià)鋁離子，鋁離子和沒(méi)食子酸辛酯的摩爾比為1/3。首先把氯化鋁配濃度為10.0％的溶液，用鹽酸和燒堿調(diào)整鋁離子溶液的pH，直至氯化鋁溶解且不產(chǎn)生沉淀；用蒸餾水溶解沒(méi)食子酸辛酯，調(diào)節(jié)至弱堿性；邊攪拌邊把沒(méi)食子酸辛酯的醇水溶液慢慢滴加到配好的鋁離子溶液中，60℃保溫6.0個(gè)小時(shí)。反應(yīng)過(guò)程中用鹽酸和燒堿保持反應(yīng)液的pH在弱堿性，待溶液中析出晶體，去離子水洗滌、干燥得到金屬鋁配合物電荷調(diào)節(jié)劑。
本實(shí)施例生產(chǎn)的金屬絡(luò)合物電荷調(diào)節(jié)劑是白色粉末，在空氣中性能穩(wěn)定，不氧化變色、不會(huì)強(qiáng)烈吸潮，空氣中24h吸濕率2.3％，摩擦帶電量-12.6μc/g，摩擦起電速度快，帶電穩(wěn)定，主成分含量95.3％，pH為6.0，干燥減量1.0％，比容2.3mL/g，150℃熱失重1.24％，250℃熱失重5.4％。
實(shí)施例8一種新型靜電像顯影用電荷調(diào)節(jié)劑及其制備方法，多羥基芳香酸選用沒(méi)食子酸丙酯，金屬離子選用三價(jià)鐵離子，鐵離子和沒(méi)食子酸丙酯的摩爾比為1/3。首先把氯化鐵配濃度為25.0％的溶液，邊攪拌邊把沒(méi)食子酸丙酯慢慢加到配好的鐵離子溶液中，30℃保溫10.0個(gè)小時(shí)。反應(yīng)過(guò)程中用鹽酸和燒堿保持反應(yīng)液的pH在弱酸性，待溶液中析出黑色晶體，去離子水洗滌、干燥得到金屬鋁配合物電荷調(diào)節(jié)劑。
本實(shí)施例生產(chǎn)的金屬絡(luò)合物電荷調(diào)節(jié)劑是黑色粉末，在空氣中性能穩(wěn)定，不氧化變色、不會(huì)強(qiáng)烈吸潮，空氣中24h吸濕率0.86％，摩擦帶電量-15.6μc/g，摩擦起電速度快，帶電穩(wěn)定，主成分含量97.1％，pH為6.0，干燥減量1.0％，比容2.3mL/g，150℃熱失重1.04％，250℃熱失重3.7％。
權(quán)利要求
1.一種新型靜電像顯影用電荷調(diào)節(jié)劑及其制備方法，其特征在于使用二次蒸餾水或醇或醇水溶液溶解多羥基芳香酸及其衍生物，按摩爾比為1/2～3將金屬離子溶液、多羥基芳香酸及其衍生物的溶液加入反應(yīng)釜中，調(diào)整反應(yīng)溶液的pH值，加熱攪拌，30℃～80℃保溫3～10小時(shí)，將析出的晶體用去離子水洗滌，干燥后超細(xì)粉碎得到金屬配合物電荷調(diào)節(jié)劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求書(shū)1所述的一種新型靜電像顯影用電荷調(diào)節(jié)劑及其制備方法，其特征在于所述的多羥基芳香酸的結(jié)構(gòu)如下 多羥基芳香酸其分子結(jié)構(gòu)中的R1是表示氫原子、烷基、鏈烯基、芳基以及帶有取代基的芳基或烷基；R2，R3是表示氫原子、烷基、鏈烯基、烷氧基、鹵素、硝基、磺酸基、羧酸基、酯基、芳基以及帶有取代基的芳基、烷基或酯基。
3.根據(jù)權(quán)利要求書(shū)1所述的一種新型靜電像顯影用電荷調(diào)節(jié)劑及其制備方法，其特征在于所述的醇包括甲醇、乙醇、丙醇、乙二醇甲醚和乙二醇乙醚。
4.根據(jù)權(quán)利要求書(shū)1所述的一種新型靜電像顯影用電荷調(diào)節(jié)劑及其制備方法，其特征在于所述的金屬離子有Al3+、Cr3+、Zn2+、Zr4+、Fe3+、Co2+和Ni2+。
5.根據(jù)權(quán)利要求書(shū)1所述的一種新型靜電像顯影用電荷調(diào)節(jié)劑及其制備方法，其特征在于所述的金屬配合物可能的結(jié)構(gòu)如下 金屬配合物結(jié)構(gòu)中的R1表示氫原子、烷基、鏈烯基、芳基以及帶有取代基的芳基或烷基；R2、R4表示的氫原子、烷基、鏈烯基、烷氧基、硝基、磺酸基、鹵素、芳基、羧酸基、酯基、帶有取代基的芳基、烷基或酯基；R3表示氨基、鉀原子、鈉原子、氫原子、烷基、芳基以及帶有取代基的芳基或烷基、，R5、R6表示的羥基、水分子、硝基、磺酸基或鹵素。A表示為氫離子、氨離子、鈉離子、鉀離子。M表示為Al3+、Cr3+、Zn2+、Zr4+、Fe3+、Co2+和Ni2+等金屬離子。
全文摘要
一種新型靜電像顯影用電荷調(diào)節(jié)劑及其制備方法，其特點(diǎn)是使用二次蒸餾水或醇水溶液溶解多羥基芳香酸及其衍生物，按摩爾比為1/2～3將金屬離子溶液、多羥基芳香酸及其衍生物的醇水溶液加入反應(yīng)釜中，調(diào)整反應(yīng)溶液的pH值，加熱攪拌，30℃～80℃保溫3～10小時(shí)，將析出的晶體用去離子水洗滌，干燥后超細(xì)粉碎得到金屬配合物電荷調(diào)節(jié)劑。本發(fā)明生產(chǎn)的金屬絡(luò)合物電荷調(diào)節(jié)劑，在空氣中性能穩(wěn)定，不氧化變色、無(wú)強(qiáng)烈吸潮現(xiàn)象，空氣中24h吸濕率≤4.0％，摩擦帶電量≥10.0μc/g，摩擦起電速度快，帶電穩(wěn)定，結(jié)晶形態(tài)大小均勻，與樹(shù)脂有良好的相容性，并具有良好的環(huán)境穩(wěn)定性和環(huán)境安全性，工藝簡(jiǎn)單，可用于作為靜電復(fù)印和靜電印刷用調(diào)色劑的電荷控制劑。
文檔編號(hào)G03G9/097GK101017341SQ20071003673
公開(kāi)日2007年8月15日 申請(qǐng)日期2007年1月23日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月23日
發(fā)明者袁昊, 王偉 申請(qǐng)人:上海第二工業(yè)大學(xué)