[发明专利]一种彩色碳粉及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种彩色碳粉及其制备方法，尤其涉及一种颗粒粒径分布和形貌容易控制、防粘辊性好、储存稳定、打印图像浓度均匀性和稳定性优良的彩色碳粉及其制备方法。

背景技术

电子照相法是在感光体或静电记录介质上形成静电潜像，然后用彩色碳粉粘附在所述静电潜像上使其显影，接着利用热压辊在热和压力的作用下，将碳粉图像转印到纸张上形成固定的图像，所以，彩色碳粉的性能和品质直接影响了成像质量。

传统用于静电荷显影的彩色碳粉通常采用物理方法制备，如熔融粉碎法，即将树脂、着色剂（颜料或染料）、添加剂（电荷控制剂等）经过熔融混合、挤出、冷却、破碎、超细粉碎、分级、加入外添加剂等工序，最终得到彩色碳粉。然而，这种制备方法不仅存在着色剂不易在树脂中均匀分散、制备的彩色碳粉形状不规则、粒径较大且分布较宽的缺陷，从而导致打印、复印时易粘辊、分辨率低、色泽差、废粉率较高，同时该方法还存在生产过程中的分级处理的工艺复杂，成本较高的缺点。

由于采用物理方法存在诸多缺陷，所以出现了采用化学方法制备彩色碳粉的技术，通常化学方法制备彩色碳粉主要包括悬浮聚合法，如专利US65666028、US6740463、US6528222、US6177223等，以及乳液聚合法，如专利US4983488、US6531256、US5916725等的记载。

悬浮聚合法的特点是能有效的控制彩色碳粉颗粒的大小，使色粉的流动性，荷电性能得到显著改善，从而提高了色粉定影的稳定性、固结性，有效地抑制透印现象，然而采用悬浮聚合法制备的彩色碳粉存在碳粉粒度分布较宽，打印、复印的色泽和分辨率欠佳的缺陷，而且得到的碳粉颗粒太圆，不利于碳粉回收且清洁困难。

乳液聚合法制备彩色碳粉一方面存在着聚合物乳液和着色剂在混合、絮凝、热处理时很难使树脂与着色剂均匀分散和粘附的缺陷；另一方面，乳液聚合法制备碳粉时，存在着为提高彩色碳粉的抗偏印性能，通常需要提高蜡的用量，而此时容易导致蜡迁移到碳粉粒子表面而污染载体和显影套筒，并且使颜料在碳粉中分布不均，导致打印、复印质量难以提高的缺陷。

为了克服以往采用化学法制备彩色碳粉技术中的上述缺陷和问题，近年来一些针对彩色碳粉的改进方法越来越多，例如中国专利CN200910272568.8中公开的利用原位乳液聚合法制造彩色碳粉技术，其技术方案包括将分别经原位乳液聚合得到的阴离子型含蜡聚合物复合乳液(A)和阳离子型含着色剂聚合物复合乳液(B)混合并在撞击流作用下，通过阴、阳电荷相互作用使乳液粒子凝集而得到碳粉。该方法制备的彩色碳粉虽然打印、复印色泽和分辨率高，碳粉回收与清洁容易，但仍存在着制备过程复杂，反应条件较难控制的缺点。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述的技术问题，提供了一种制备彩色碳粉的化学方法，利用该方法制备的彩色碳粉既具有粒径分布以及形貌容易控制、防粘辊性好、储存稳定、打印图像色泽、分辨率和稳定性优异的特点，又具有工艺简单、成本低廉和回收与清洁简单的优点。

本发明还提供了一种利用上述方法制备的彩色碳粉。

本发明提供了一种彩色碳粉的制备方法，包括以下步骤：

1）制备反应组分：

将着色剂、离子型表面活性剂和水混合制备着色剂分散液；

将蜡、离子型表面活性剂和水混合制备蜡分散液；

将电荷控制剂、离子型表面活性剂和水混合制备电荷控制剂分散液；

利用有机物单体、离子型表面活性剂、链转移剂、引发剂和水制备聚合物乳液；

并且所制备的着色剂分散液、蜡分散液、电荷控制剂分散液和聚合物乳液中的至少一种所使用的离子型表面活性剂具有相反电性；

将所述着色剂分散液、蜡分散液、电荷控制剂分散液和聚合物乳液按照所使用离子型表面活性剂的电性不同分为二组，每组中的各反应组分具有相同电性；

2）使所述第一组的反应组分在有机溶剂中混合，再加入第二组的反应组分进行反应，维持搅拌并检测反应体系中粒子的粒径变化达到设定范围时，加入粒径增长抑制剂中止反应，经热处理、冷却、分离、干燥，制成调色剂粒子；

3）向上述制成的调色剂粒子中加入外添加剂，搅拌混合制成彩色碳粉。