[发明专利]用作电荷控制剂的盐状结构化硅酸盐

说明书

本发明叙述于1999年11月27日申请的德国优选权申请DE19957245.3中，将其并于本文中作为参考。

本发明涉及电荷控制剂的领域，即一种用于选择地影响基质中的静电充电性的成分。

在电子照相记录方法中，于光电导体上产生“潜电荷影像”。通过施用一种带静电的调色剂而使该“潜电荷影像”显影，其然后转移至例如纸、织物、薄膜或塑料上并固着，例如通过压力、辐射、热或溶剂的作用。典型的调色剂为单组分或双组分粉末调色剂(也称为单组分或双组分显影剂)，和特殊的调色剂，例如磁性调色剂，液体调色剂或聚合调色剂。聚合调色剂是指例如通过悬浮聚合反应(缩合)或乳液聚合反应所形成的调色剂，并能改良调色剂的粒子特性。此术语更意指那些原则上以非水性分散液制得的调色剂。

调色剂品质的一种测量为它的比电荷(每单位重量的电荷)。除了静电充电符号(symbol)和程度外，一种重要的品质基准为快速实现所需的电荷程度、此电荷经历相当长的活化期间的恒定性以及调色剂对于气候影响如温度和环境湿度的不敏感性。正电性和负电性调色剂皆使用于影印机和激光打印机中，视方法和装置的型态而定。

为了获得带正电或带负电的电子照相调色剂或显影剂，常常添加电荷控制剂。因为调色剂粘合剂常常表现出明显的充电-活化时间依赖性，所以电荷控制剂的任务在一方面为建立调色剂充电的符号和程度，而另一方面为抵消调色剂粘合剂的充电飘移及确保调色剂充电的不变性。再者，实际上重要的是使电荷控制剂有适当的热稳定性及良好的分散性。使用捏合机或挤压机时，电荷控制剂与调色剂树脂的典型混合温度介于100和200℃。200℃的热稳定性因此为非常有利的。还重要的是此热稳定性能保证经历相当长的时间(约30分钟)及在各种粘合剂系统中的热稳定性。

为了有良好的分散性，电荷控制剂优选为不具有类似蜡的性质，无胶粘性，且熔点或软化点＞150℃，优选＞200℃。胶粘性常常使得调色剂计量加入配方中会有问题，而且低熔点或软化点可能意味在分散时不能达成均匀的分散，因为材料为以液滴形式在载体材料中紧密在一起。

典型的调色剂为聚合、聚加成和聚缩合树脂，如苯乙烯、苯乙烯/丙烯酸酯、苯乙烯/丁二烯、丙烯酸酯、聚酯及酚醛/环氧树脂、以及环烯共聚物，单独地或组合地，其也可包括其它成分，例如调色剂，如色料，如染料和颜料，蜡或流动辅助剂，或其它可后续添加的成分，如精细分割的硅石。

电荷控制剂可用于改良粉末和涂料的静电充电性，尤其是可摩擦电或动电喷洒的粉末涂料，如用于例如由金属、木材、塑料或玻璃、混凝土、纺织材料，纸或橡胶所制的物体的表面涂覆。粉末涂料或粉末通常通过以下两种方法的一来获得静电荷。

在电晕方法中，粉末涂料或粉末通常为经过带电的电晕而带电，此为由于利用摩擦起电原理的摩擦电或动电方法的结果。这两种方法的组合也是可行的。在喷雾装置中，粉末涂料或粉末获得一种静电荷，它与摩擦器的电荷相反，该摩擦器通常例如是聚四氟乙烯制成的软管或喷雾器。

典型地使用环氧树脂，含羰基和羟基的聚酯树脂以及聚氨酯和丙烯酸树脂连同惯用的硬化剂当作粉末涂料树脂。也可用树脂的组合物。因此，常常采用例如环氧树脂与含羰基和羟基的聚酯树脂的组合。

此外，已经发现电荷控制剂为能可观地改良驻极体材料尤其驻极体纤维的充电和电荷稳定性(DE-A-4321289)。典型的驻极体材料为基于聚烯烃、卤化的聚烯烃、聚丙烯酸酯、聚丙烯腈、聚苯乙烯或氟聚合物，例如聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯及全氟乙烯和丙烯，或基于聚酯、聚碳酸酯、聚酰胺、聚酰亚胺或聚醚酮，基于聚芳撑化硫，尤其聚苯撑化硫，或基于聚缩醛、纤维素酯或聚对苯二甲酸亚烷基酯，及其混合物。驻极体材料尤其是驻极体纤维为可用于：例如(极细)的灰尘过滤。驻极体材料可通过晕充电或摩擦充电而获得电荷。

电荷控制剂还可用于静电分离操作中，尤其聚合物分离操作。例如Y.Higashiyama等人(静电杂志30，第203-212页(1993))说明如何使聚合物互相分离以用于循环，例如通过外部施加电荷控制剂四苯基硼酸三甲基-苯基-铵盐。没有电荷控制剂时，低密度聚乙烯(LDPE)和高密度聚乙烯(HDPE)在摩擦起电上很类似。在添加电荷控制剂后，LDPE变成高度带正电的，且HDPE变成高度带负电的，而因此可容易地分开它们。除了外部施加电荷控制剂，也可加入聚合物，例如为了迁移摩擦电电压系列内的聚合物，及为了获得对应的分离效果。其它聚合物，如聚丙烯(PP)和/或聚对苯二甲酸乙二酯(PET)和/或聚氯乙烯(PVC)也可依此方式而互相分离。