專利名稱：：一種水楊酸系列電荷調(diào)節(jié)劑分散體及其制備方法以及碳粉的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種水楊酸系列電荷調(diào)節(jié)劑分散體及其制備方法，以及采用該分散體制備的碳粉。
背景技術(shù)：
：電子照相用調(diào)色劑，又稱為碳粉，其制造方法主要有物理法和化學(xué)法兩種，物理法即傳統(tǒng)粉碎法，化學(xué)法主要有懸浮聚合法、乳液聚合法兩種。其中聚合碳粉是通過聚合的方法生產(chǎn)，其粒徑小(6-8ura)、分布均勻、碳粉顆粒形狀接近球形、打印時分辨率很高、光澤度很好、廢粉率也低得多、且能耗低、C02的排放量僅相當(dāng)于傳統(tǒng)物理法碳粉的60%。因此化學(xué)法的彩粉具有更高的打印質(zhì)量、更豐富的色彩和更逼真的圖像等優(yōu)點(diǎn)，故為了提高打印品質(zhì)和色彩表現(xiàn)的完美性，目前彩粉的生產(chǎn)方法已由傳統(tǒng)的物理法進(jìn)入到化學(xué)法時代。懸液聚合法是將油滴在機(jī)械攪拌下懸濁分散到水系中，因此容易形成較寬的分布，但由于在水系中形成油滴，所以基本上得到的都是球形粒子，雖對轉(zhuǎn)印性有利，但清潔卻是問題。乳液聚合法是將粒子凝集、融著在水系媒體中碳粉化，因此粒徑可以控制得很小，粒徑分布可以控制很窄，粒子形狀也可以隨意控制。乳液聚合法是目前國際上最先進(jìn)的工藝技術(shù)方法。盡管如此，乳液聚合法也存在一些問題，如制造的碳粉的帶電特性、經(jīng)時穩(wěn)定性、環(huán)境穩(wěn)定性等難以控制，雖然通過調(diào)節(jié)聚合物的組成和結(jié)構(gòu)、調(diào)節(jié)表面添加劑的種類和用量可以對帶電特性和穩(wěn)定性進(jìn)行一定程度上的改善，但是仍難以達(dá)到滿意的效果，而且調(diào)節(jié)的技術(shù)難度很大。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是為了解決上述技術(shù)問題，提供一種水楊酸系列電荷調(diào)節(jié)劑分散體及采用該分散體制備的電子照相用調(diào)色劑，解決了在乳液聚合中碳粉帶電性不穩(wěn)定、電荷調(diào)節(jié)劑在聚合碳粉中分布不均勻的問題。本發(fā)明的技術(shù)方案為由水楊酸系列電荷調(diào)節(jié)劑、分散劑、分散助劑和水組成，分散體的平均直徑為80180nm，其中，所述水楊酸系列電荷調(diào)節(jié)劑為下列通式(1)或通式(2)所示:R............通式(i)式中R表示叔丁基，p、m、x表示l3的整數(shù)，q表示l2的整數(shù)，A表示氫原子或鋅原子，M表示B原子或23價的金屬原子，如Cf、C一+、Al3+、Zi^+等；ZrO2HR」2............通式(2)式中R表示叔丁基。上述的水楊酸系列電荷調(diào)節(jié)劑為水楊酸和鉻、鋁、鋅、鈣、鋯和硼所形成的絡(luò)合物，可以列舉出如湖北鼎龍化學(xué)股份有限公司生產(chǎn)的DL-N22D、DL-N23、DL-N24、DL-N25-DL-N28、DL-N29等，其結(jié)構(gòu)式分別如下DL-N22Dc(cn3)3(H3C)3C》z,DL-N23C<CH3)3(H3C〉3C、00C'■C(CH3)33H+DL-N245<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>所述分散劑為失水山梨醇單月桂酸酯(Span-20)、失水山梨醇單棕櫚酸酯(Span-40)、失水山梨醇單硬脂酸酯(Span-60)、失水山梨醇單油酸酯(Span-80)、烷基酚聚氧乙烯醚、十二垸基聚氧乙烯醚硫酸鈉、十二烷基二苯醚二磺酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、聚乙烯醇、聚乙二醇、聚乙烯基吡咯垸酮、改性聚丙烯酸鈉鹽或脂肪醇聚氧乙烯醚中的至少一種。所述分散助劑為乙醇、丁醇、異丁醇、正戊醇、正己醇、正辛醇、十二醇、乙腈、乙二醇單丁醚、乙二醇乙醚、丙二醇甲醚、丁酮、環(huán)己酮、乙酸乙酯或乙酸丁酯中的至少一種。上述的電荷調(diào)節(jié)劑分散體，其中電荷調(diào)節(jié)劑加入量為分散體總體重量的525%，優(yōu)選1020%，分散劑的加入量為電荷調(diào)節(jié)劑重量的5%40%，優(yōu)選2030%，分散助劑加入量為電荷調(diào)節(jié)劑重量的2%30%，優(yōu)選520%，余量為水。分散劑主要是一類具有表面活性的物質(zhì)，其能將不溶于水或微溶于水的物質(zhì)分散到水體系中，而分散助劑主要是協(xié)助分散劑來發(fā)揮分散劑的效果，改變被分散物的表面性質(zhì)，從而使分散劑在分散過程中能更好的發(fā)揮作用。釆用本系列電荷調(diào)節(jié)劑分散體在乳液聚合法制備碳粉，可以使得制備的聚合碳粉粒子的帶電分布窄，而且均勻，這樣就可以減少音帶電量的不足而導(dǎo)致碳粉飛散而形成的底灰，因而可以明顯的改善打印的效果，減少打印過程中的底灰，而帶電量的分布均勻也可以顯著的減少在轉(zhuǎn)印過程中不能被轉(zhuǎn)印的碳粉粒子的量，從而能降低打印過程中的廢粉率。上述水楊酸系列電荷調(diào)節(jié)劑分散體的制備方法，包括以下步驟將所需的水楊酸系列電荷調(diào)節(jié)劑、分散、分散助劑和水均勻混合，以1040米/秒的線速度攪拌15—90分鐘，配置成預(yù)分散液；將制備的預(yù)分散體在500022000轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下進(jìn)行研磨60240分鐘。本發(fā)明碳粉由至少含有樹脂、著色劑、以及本發(fā)明水楊酸系列電荷調(diào)節(jié)劑分散體通過乳液聚合法制備而成。以所述碳粉的固體重量計(jì)，優(yōu)選在碳粉制備過程中加入按碳粉重量計(jì)15%重量的電荷調(diào)節(jié)劑(根據(jù)電荷調(diào)節(jié)劑分散體的重量含量換算成固體量)，然后進(jìn)行乳液聚合法制備該碳粉。發(fā)明優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明提供的水楊酸系列電荷調(diào)節(jié)劑分散體是一種膠態(tài)分散體，該分散體具有較小的粒徑，可在乳液聚合碳粉的制作中均勻的分布在碳粉粒子中，從而改善碳粉粒子帶電量不足、起電速度慢和帶電量急速下降的問題，得到的碳粉進(jìn)行電子顯影可以得到底灰少、顯影密度高、色域范圍廣、表現(xiàn)力強(qiáng)的圖像，并且碳粉的消耗率和廢粉率低；同時，本發(fā)明中所述的電荷調(diào)節(jié)劑的顏色一般為白色，不影響碳粉的色彩表現(xiàn)力，因而特別適合在聚合碳粉尤其是彩色聚合碳粉制備中使用。具體實(shí)施例方式電荷調(diào)節(jié)劑分散體實(shí)施例1將電荷調(diào)節(jié)劑DL-N22D粉末200重量份、分散劑失水山梨醇單硬脂酸酯80重量份、分散助劑丁酮60重量份和1660重量份水在30米/秒的線速度下進(jìn)行機(jī)械混合30分鐘，再將所得的混合物在研磨機(jī)上以18000轉(zhuǎn)/分鐘的速度研磨120分鐘，得到本發(fā)明的電荷調(diào)節(jié)劑分散體(1)，通過Coulter粒徑測試儀測得粒子的平均粒徑D二121nm。電荷調(diào)節(jié)劑分散體實(shí)施例2將電荷調(diào)節(jié)劑DL-N23粉末40重量份、分散劑十二烷基硫酸鈉2重量份、分散助劑環(huán)己醇0.8重量份和1957.5重量份水在10米/秒的線速度下進(jìn)行機(jī)械混合60分鐘，再將所得的混合物在研磨機(jī)上以22000轉(zhuǎn)/分鐘的速度研磨90分鐘，得到本發(fā)明的電荷調(diào)節(jié)劑分散體(2)，通過Coulter粒徑測試儀測得粒子的平均粒徑D=80nm。電荷調(diào)節(jié)劑分散體實(shí)施例3將電荷調(diào)節(jié)劑DL-N24粉末500重量份、分散劑十二垸基二苯醚二磺酸鈉100重量份、分散助劑丁酮75重量份和1325重量份水在20米/秒的線速度下進(jìn)行機(jī)械混合30分鐘，再將所得的混合物在研磨機(jī)上以18000轉(zhuǎn)/分鐘的速度研磨120分鐘，得到本發(fā)明的電荷調(diào)節(jié)劑分散體(3)，通過Coulter粒徑測試儀測得粒子的平均粒徑D=130nm。電荷調(diào)節(jié)劑分散體實(shí)施例4將電荷調(diào)節(jié)劑DL-N24粉末200重量份、分散劑十二垸基聚氧乙烯醚硫酸鈉10重量份、分散助劑丁醇4重量份和1700重量份水在40米/秒的線速度下進(jìn)行機(jī)械混合30分鐘，再將所得的混合物在研磨機(jī)上以5000轉(zhuǎn)/分鐘的速度研磨240分鐘，得到本發(fā)明的電荷調(diào)節(jié)劑分散體(4)，通過Coulter粒徑測試儀測得粒子的平均粒徑D=154nm。電荷調(diào)節(jié)劑分散體實(shí)施例5將電荷調(diào)節(jié)劑DL-N25粉末200重量份、分散劑烷基酚聚氧乙烯醚80重量份、分散助劑丁酮40重量份和1700重量份水在30米/秒的線速度下進(jìn)行機(jī)械混合15分鐘，再將所得的混合物在研磨機(jī)上以18000轉(zhuǎn)/分鐘的速度研磨60分鐘，得到本發(fā)明的電荷調(diào)節(jié)劑分散體(5)，通過Coulter粒徑測試儀測得粒子的平均粒徑D=138nm。電荷調(diào)節(jié)劑分散體實(shí)施例6將電荷調(diào)節(jié)劑DL-N28粉末200重量份、分散劑聚乙二醇(平均分子量為M=20000)60重量份、分散助劑乙二醇單甲醚80重量份和1700重量份水在30米/秒的線速度下進(jìn)行機(jī)械混合30分鐘，再將所得的混合物在研磨機(jī)上以18000轉(zhuǎn)/分鐘的速度研磨120分鐘，得到本發(fā)明的電荷調(diào)節(jié)劑分散體(6)，通過Coulter粒徑測試儀測得粒子的平均粒徑D-180nm。電荷調(diào)節(jié)劑分散體實(shí)施例7將電荷調(diào)節(jié)劑DL-N29粉末200重量份、分散劑聚乙烯基吡咯垸酮40重量份和十二垸基二苯醚二磺酸鈉20重量份、分散助劑乙酸乙酯40重量份和1700份水在25米/秒的線速度下進(jìn)行機(jī)械混合45分鐘，再將所得的混合物在研磨機(jī)上以12000轉(zhuǎn)/分鐘的速度研磨180分鐘，得到本發(fā)明的電荷調(diào)節(jié)劑分散體(7)，通過Coulter粒徑測試儀測得粒子的平均粒徑D二108nm。碳粉實(shí)施例8將75重量份苯乙烯丙烯酸樹脂乳液(固體含量35%質(zhì)量)、15重量份炭黑分散體(固體含量20%質(zhì)量)、8重量份聚乙烯蠟分散體(固體含量30%質(zhì)量)和200重量份水進(jìn)行混合，以5001000轉(zhuǎn)/分鐘的速度攪拌5分鐘，然后調(diào)節(jié)混合體系的pH為4.0，然后向混合體系中加入20重量份氯化鎂溶液(固體含量20%質(zhì)量)，攪拌10分鐘后升溫到58t，然后開始檢測粒徑的變化，當(dāng)凝集粒子的粒徑達(dá)到7微米時，向混合體系中加入50重量份的氯化鈉溶液(固體含量20%質(zhì)量)停止粒子的生長，然后一直升溫到9(TC進(jìn)行粒子的融著，以SysmexFIPA3000檢測粒子的球形度，當(dāng)球形度達(dá)到0.96時降溫，過濾、洗滌、干燥得到所述的碳粉粒子(下稱"比較碳粉")。實(shí)施例9將75重量份苯乙烯丙烯酸樹脂乳液(固體含量35%質(zhì)量)、15重量份炭黑分散體(固體含量20%質(zhì)量)、8重量份聚乙烯蠟分散體(固體含量30%質(zhì)量)、電荷調(diào)節(jié)劑分散體(1)3重量份和200重量份水進(jìn)行混合，以5001000轉(zhuǎn)/分鐘的速度攪拌5分鐘，然后調(diào)節(jié)混合體系的pH為4.0，然后向混合體系中加入20重量份氯化鎂溶液(固體含量20%質(zhì)量)，攪拌10分鐘后升溫到58°C，然后開始檢測粒徑的變化，當(dāng)凝集粒子的粒徑達(dá)到7微米時，向混合體系中加入50重量份的氯化鈉溶液(固體含量20%質(zhì)量)停止粒子的生長，然后一直升溫到9CTC進(jìn)行粒子的融著，以SysmexFIPA3000檢測粒子的球形度，當(dāng)球形度達(dá)到0.96時降溫，過濾、洗滌、干燥得到所述的碳粉粒子(下稱"碳粉l")。實(shí)施例10采用電荷調(diào)節(jié)劑分散體(2〉代替電荷調(diào)節(jié)劑分散(1)，其余同實(shí)施例9，得到的碳粉粒子(下稱"碳粉2")。實(shí)施例11采用電荷調(diào)節(jié)劑分散體(3)代替電荷調(diào)節(jié)劑分散(1)，其余同實(shí)施例9，得到的碳粉粒子(下稱"碳粉3")。實(shí)施例12采用電荷調(diào)節(jié)劑分散體(4)代替電荷調(diào)節(jié)劑分散(1)，其余同實(shí)施例9，得到的碳粉粒子(下稱"碳粉4")。實(shí)施例13采用電荷調(diào)節(jié)劑分散體(5)代替電荷調(diào)節(jié)劑分散(1)，其余同實(shí)施例9，得到的碳粉粒子(下稱"碳粉5")。實(shí)施例14采用電荷調(diào)節(jié)劑分散體(6)代替電荷調(diào)節(jié)劑分散(1)，其余同實(shí)施例9，得到的碳粉粒子(下稱"碳粉6")。實(shí)施例15采用電荷調(diào)節(jié)劑分散體(2)代替電荷調(diào)節(jié)劑分散(1)，其余同實(shí)施例9，得到的碳粉粒子(下稱"碳粉7")。按95:5的重量比，將鐵粉載體分別與實(shí)施例8的比較碳粉和實(shí)施例915制備的碳粉17混合，分別制成比較顯影劑及顯影劑17。使用標(biāo)準(zhǔn)吹起法檢測上述顯影劑的帶電量，將實(shí)施例915中加入了電荷調(diào)節(jié)劑分散體(1)(7)的碳粉17制成的顯影劑17和實(shí)施例8中未加入本電荷調(diào)節(jié)劑分散體的比較碳粉制成的比較顯影劑進(jìn)行比較。其結(jié)果如下<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>從上述表格的結(jié)果來看，加入本發(fā)明中水楊酸系列電荷調(diào)節(jié)劑分散體后制備的碳粉的帶電性有了明顯的提高，而且從打印的效果來看，加入本系列電荷調(diào)節(jié)劑分散體的碳粉的打印效果也有了明顯的提高，底灰、廢粉率和消耗量也都有了明顯的改善。權(quán)利要求1、一種水楊酸系列電荷調(diào)節(jié)劑分散體，其特征是，所述分散體由水楊酸系列電荷調(diào)節(jié)劑、分散劑、分散助劑和水組成，分散體的平均直徑為80～180nm，其中，所述水楊酸系列電荷調(diào)節(jié)劑為下列通式(1)或通式(2)所示式中R表示叔丁基，p、m、x表示1～3的整數(shù)，q表示1～2的整數(shù)，A表示氫原子或鋅原子，M表示B原子或2～3價的金屬原子；式中R表示叔丁基。2、如權(quán)利要求1所述的水楊酸系列電荷調(diào)節(jié)劑分散體，其特征是，所述分散劑為失水山梨醇單月桂酸酯、失水山梨醇單棕櫚酸酯、失水山梨醇單硬脂酸酯、失水山梨醇單油酸酯、烷基酚聚氧乙烯醚、十二烷基聚氧乙烯醚硫酸鈉、十二垸基二苯醚二磺酸鈉、十二垸基苯磺酸鈉、聚乙烯醇、聚乙二醇、聚乙烯基吡咯烷酮、改性聚丙烯酸鈉鹽或脂肪醇聚氧乙烯醚中的至少一種。3、如權(quán)利要求1所述的水楊酸系列電荷調(diào)節(jié)劑分散體，其特征是，所述分散助劑為乙醇、丁醇、異丁醇、正戊醇、正己醇、正辛醇、十二醇、乙腈、乙二醇單丁醚、乙二醇乙醚、丙二醇甲醚、丁酮、環(huán)己酮、乙酸乙酯或乙酸丁酯中的至少一種。4、如權(quán)利要求1所述的水楊酸系列電荷調(diào)節(jié)劑分散體，其特征是，所述電荷調(diào)節(jié)通式(2)劑加入量為分散體總體重量的525%;分散劑加入量為電荷調(diào)節(jié)劑重量的5%40%;分散助劑加入量為電荷調(diào)節(jié)劑重量的230%，余量為水。5、一種制備水楊酸系列電荷調(diào)節(jié)劑分散體的方法，其特征是，該方法包括以下步驟(a)將水楊酸系列電荷調(diào)節(jié)劑、分散劑、分散助劑和水均勻混合，以1040米/秒的線速度攪拌15-90分鐘，配置成預(yù)分散液；'(b)將制備的預(yù)分散體在500022000轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下進(jìn)行研磨60240分鐘。6、一種碳粉，其特征是，由至少含有樹脂、著色劑、以及權(quán)利要求14中任一項(xiàng)所述的水楊酸系列電荷調(diào)節(jié)劑分散體通過乳液聚合法制備而成。全文摘要本發(fā)明涉及一種水楊酸系列電荷調(diào)節(jié)劑分散體及其制備方法，以及采用該分散體制備的碳粉，解決了現(xiàn)有乳液聚合法制備的碳粉帶電性不穩(wěn)定、電荷調(diào)節(jié)劑在聚合碳粉中分布不均勻的問題，使制備的碳粉具有良好的帶電性能、不受連續(xù)長時間使用以及溫度、濕度的影響，可以在長時間內(nèi)穩(wěn)定得到高畫質(zhì)圖像。文檔編號G03G9/097GK101630128SQ20091006344公開日2010年1月20日申請日期2009年8月5日優(yōu)先權(quán)日2009年8月5日發(fā)明者朱順全,肖桂林申請人:湖北鼎龍化學(xué)股份有限公司