水性聚氨酯氟矽改性高分子導電乳液的製作方法
2023-04-29 20:51:16 3
專利名稱：水性聚氨酯氟矽改性高分子導電乳液的製作方法
技術領域：
本產品屬C08L高分子化合物的組合物。主要涉及高分子領域，特別適用於雷射印表機硒鼓內的導電輥、磁輥以及複印機的上、下輥等表面塗層等領域。
背景技術：
水性導電乳液在國內主要用於抗靜電領域，大部分屬於丙烯酸體系。所帶來的普遍問題是超過80℃膜會回粘，耐磨性不好、柔韌性太差、附著力差、硬度高但受熱易軟化，掉色等幾個方面。但是用於電腦列印耗材如印表機硒鼓內的充電輥、磁輥和複印機內的上、下輥等產品的導電乳液因其工作溫度的限制，要求高溫不回粘，所需要的附著力、柔韌性、硬度等指標要求也比較高。丙烯酸體系的乳液不能或不完全適應該領域的使用。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種水性聚氨酯氟矽改性高分子導電乳液，在120℃不會發生回粘，不汙染硒鼓，性能指標好。
本發明水性聚氨酯氟矽改性高分子導電乳液，其特徵在於由A、B兩組分按照一定比例混合而成，所述A組分按照以下方法得到數均分子量為1000-2000的聚酯二元醇和數均分子量為1000-2000的聚四氫呋喃醚二醇脫水後與異氟爾酮二異氰酸酯在88～92℃下進行共聚反應，當聚合物NCO的質量百分比達到12-15％後加入二羥甲基丙酸和1.3-丁二醇在80～83℃進行擴鏈反應，然後加入氮甲基吡咯烷酮、有機錫催化劑、丙酮在55～65℃下反應至NCO質量含量達到2-3％，然後加入三乙胺中和，加入水分散，脫出丙酮，獲得A組分產品；所述B組分按照以下方法得到聚醚210脫水後與六亞甲基二異氰酸酯在88～92℃下進行共聚反應，然後與二羥甲基丙酸、一縮二乙二醇、丙酮在78～82℃下反應1-2小時，然後加入有機錫催化劑、丙酮反應至NCO質量含量達到2-3％，用三乙胺中和，加水分散，再加三乙烯二胺擴鏈反應，脫丙酮得B組分產品；將A、B組分混合，加入聚四氟乙烯、有機矽樹脂、導電碳黑、助劑，進行攪拌、研磨、過濾得到不同導電率的水性聚氨酯氟矽改性高分子導電乳液，其中以重量百分數計，A組分佔30～60％、B組分佔30～60％、聚四氟乙烯3～7％、有機矽樹脂1～5％、導電碳黑1～5％、助劑0～2％。
根據產品情況可以選擇不加或適當加入助劑，如常規的流平劑、分散劑、消泡劑或潤溼劑，可以只添加一種，也可以添加兩種或兩種以上，對產品功能不產生影響。每一種助劑添加時，所佔的重量百分數分別為，流平劑0.1～0.2％、分散劑0.5～0.6％、消泡劑0.6～0.8％、潤溼劑0.3～0.4％。
根據用戶對不同導電率的要求，可適當改變A、B組分和聚四氟乙烯、有機矽樹脂的配比以及導電碳黑(特種導電粉)的添加量，則獲得不同導電率及性能指標的產品。有機矽樹脂採用水性耐高溫有機矽樹脂(最好耐溫在300℃以上)，如德國迪高公司生產的水性耐高溫有機矽樹脂，品名為SILIKOPHENP 40/W，化學組成非離子型苯基甲基聚矽氧烷樹脂分散體。耐熱達350℃。
所述導電碳黑主要選用的是粒徑為30-300nm之間，比表面積為250-600之間，吸油值為150-300之間的產品。
本發明主要選取了聚酯二元醇和聚醚二元醇分別與IPDI、HDI進行了共聚，然後用不同的擴鏈劑進行了擴鏈從而得到兩種組分。所得兩組分按一定比例混合均勻後非常符合電腦耗材領域的產品使用要求。
本發明比較具體的製備方法為A組分按照以下方法得到聚酯二元醇33～36公斤、聚四氫呋喃醚35～42公斤脫水後降溫至58℃-62℃，加入異氟爾酮二異氰酸酯62-65公斤升溫至88℃-92℃，保持攪拌2h-3h，降溫，加入二羥甲基丙酸2.5-3公斤、1.3丁二醇23.5-24.5公斤，丙酮11-13公斤在80℃-83℃保持攪拌1-2h，降溫，加入辛酸亞錫催化劑100g-110g、N-甲基吡咯烷酮13.5-14.5公斤、丙酮59-60公斤，在35～65℃下保持攪拌2h-3h，然後降溫，加入三乙胺12.3公斤中和攪拌1分鐘，高速加入水500公斤，攪拌1h，然後脫出丙酮，過濾，得組分A；B組分按照以下方法得到聚醚210，60～70公斤脫水後加入六亞甲基二異氰酸酯80～88公斤，升溫至90℃±2攪拌下保溫3～4h，然後降溫，加入二羥甲基丙酸3.8～4.6公斤，二甘醇30～35公斤，丙酮40公斤在80℃±2下保持攪拌2～3h，降溫，加入辛酸亞錫催化劑100g，丙酮80公斤，在55～65℃保持攪拌2-3h，測NCO的含量為2％-3％時降溫在攪拌狀態下加入三乙胺8公斤中和，然後快速加入水300-500公斤，再加入三乙烯二胺6公斤進行擴鏈，最後脫出丙酮，得到B組分。
本發明一種更為優選的製備方法為A組分按照以下方法得到聚酯二元醇33公斤、聚四氫呋喃醚38公斤，在120℃，-0.06mpa下脫水30分鐘，然後降溫至58℃-62℃，加入異氟爾酮二異氰酸酯62-65公斤升溫至88℃-92℃，保持攪拌2h-3h，降溫至60℃加入二羥甲基丙酸2.5-3公斤、1.3丁二醇23.5-24.5公斤，丙酮11-13公斤在80℃-83℃左右保持攪拌1-2h，降溫加入辛酸亞錫催化劑100g-110g、N-甲基吡咯烷酮13.5-14.5公斤，丙酮59-60公斤，在60℃下保持攪拌2h-3h，然後降溫，加入三乙胺12.3公斤中和攪拌1分鐘，高速加入水500公斤，攪拌1h，然後60℃、真空-0.06mpa下保持攪拌1h，脫出丙酮，過濾，得組分A；B組分按照以下方法得到聚醚210，64公斤，在120℃-0.06mpa條件下脫水0.5h，降溫至60℃，加入六亞甲基二異氰酸酯84公斤，升溫至90℃±2攪拌下保溫3h，然後降溫至40℃加入二羥甲基丙酸4.2公斤，二甘醇32公斤，丙酮40公斤在80℃±2下保持攪拌2h，降溫至50℃，加入辛酸亞錫催化劑100g，丙酮80公斤，在60℃保持攪拌2-3h，測NCO的含量為2％-3％時降溫在攪拌狀態下加入三乙胺8公斤中和，然後快速加入水300-500公斤，再加入三乙烯二胺6公斤進行擴鏈，升溫至55℃保持攪拌1h真空-0.06mpa下脫出丙酮，得到B組分。
本發明的優點本發明得到的產品在120℃不會發生回粘，不汙染硒鼓，達到了電腦耗材領域的產品使用要求。
技術指標為
具體實施例方式
實施例1A組分數均分子量為1000的聚酯二元醇33公斤、數均分子量為1000的聚四氫呋喃醚38公斤，在120℃，-0.06MPa下脫水30分鐘，然後降溫至58℃-62℃，加入異氟爾酮二異氰酸酯62-65公斤升溫至88℃-92℃，保持攪拌2h-3h，降溫至60℃加入二羥甲基丙酸2.5-3公斤、1.3丁二醇23.5-24.5公斤，丙酮11-13公斤在80℃-83℃左右保持攪拌1-2h，降溫加入辛酸亞錫催化劑100g-110g、N甲基吡咯烷酮13.5-14.5公斤，丙酮59-60公斤，在60℃下保持攪拌2h-3h，然後降溫，加入三乙胺12.3公斤中和攪拌1分鐘，高速加入水500公斤，攪拌1h，然後60℃、真空-0.06MPa下保持攪拌1h，脫出丙酮，過濾，得組分A。
B組分聚醚210，64公斤，在120℃、-0.06MPa條件下脫水0.5h，降溫至60℃，加入六亞甲基二異氰酸酯84公斤，升溫至90℃±2攪拌下保溫3h，然後降溫至40℃加入二羥甲基丙酸4.2公斤，二甘醇32公斤，丙酮40公斤在80℃±2下保持攪拌2h，降溫至50℃，加入有機錫催化劑100g，丙酮80公斤，在60℃保持攪拌2-3h，測NCO的含量為2％-3％時降溫在攪拌狀態下加入三乙胺8公斤中和，然後快速加入水300-500公斤，再加入三乙烯二胺6公斤進行擴鏈，升溫至55℃保持攪拌1h真空-0.06MPa下脫出丙酮，得到B產品。
助劑中的各成分可以選擇常規的市售化學產品，如德國迪高公司生產的流平劑410(聚矽氧烷-聚醚共聚乳液)、消泡劑805(聚矽氧烷-聚醚共聚乳液)、潤溼劑245(聚矽氧烷-聚醚共聚物)、分散劑760(含高顏料親合性基團的改性聚合物水溶液)。本發明保護範圍不受這些產品限制。
操作方法將取A組分攪拌下加入B組分，攪拌10分鐘後加入水性聚四氟乙烯和水性耐高溫有機矽樹脂(非離子型苯基甲基聚矽氧烷樹脂分散體)，攪拌10分鐘，加入導電碳黑、助劑，攪拌30分鐘，研磨機研磨2-3遍，後再攪拌10分鐘，靜止、過濾、裝桶。
技術指標
A、B組分中的製備原料雖然有的量採用了一個範圍，但都適合，對結果影響不大。
實施例2將實施例1中的導電碳黑調整為5％，A為58％，B為28％。助劑採用消泡劑0.6％、流平劑0.1％。水性聚四氟乙烯6.3％。其它操作方法不變。結果電阻率為105Ω，其它指標基本無變化。
實施例3實施例1中聚酯二元醇的數均分子量為2000，聚四氫呋喃醚數均分子量為2000。
將實施例1中的A調整為30％，B調整為60％，水性有機矽耐高溫樹脂4％，不用助劑，其它不變。則電阻率為109Ω，柔韌性為0.05不斷裂，耐磨為0.0068g，基本不變。
實施例4將實施例1中的A調整為28％，B調整為58％，導電碳黑調整為5％，則電阻率為105Ω，其它指標與實施例3相同。
實施例5將實施例1中的A調整為40％，B調整為50％，聚四氟乙烯調整為4％，有機矽樹脂5％，導電碳黑1％。則耐磨性為0.0079g，其它指標與實施例3相同。
權利要求
1.一種水性聚氨酯氟矽改性高分子導電乳液，其特徵在於由A、B兩組分按照一定比例混合而成，所述A組分按照以下方法得到數均分子量為1000-2000的聚酯二元醇和數均分子量為1000-2000的聚四氫呋喃醚二醇脫水後與異氟爾酮二異氰酸酯在88～92℃下進行共聚反應，當聚合物NCO的質量百分比達到12-15％後加入二羥甲基丙酸和1.3-丁二醇在80～83℃進行擴鏈反應，然後加入氮甲基吡咯烷酮、有機錫催化劑、丙酮在55～65℃下反應至NCO質量含量達到2-3％，然後加入三乙胺中和，加入水分散，脫出丙酮，獲得A組分；所述B組分按照以下方法得到聚醚210脫水後與六亞甲基二異氰酸酯在88～92℃下進行共聚反應，然後與二羥甲基丙酸、一縮二乙二醇、丙酮在78～82℃下反應1-2小時，然後加入有機錫催化劑、丙酮反應至NCO質量含量達到2-3％，用三乙胺中和，加水分散，再加三乙烯二胺擴鏈反應，脫丙酮得B組分；將A、B組分混合，加入聚四氟乙烯、有機矽樹脂、導電碳黑、助劑，進行攪拌、研磨、過濾得到不同導電率的水性聚氨酯氟矽改性高分子導電乳液，其中以重量百分數計，A組分佔30～60％、B組分佔30～60％、聚四氟乙烯3～7％、有機矽樹脂1～5％、導電碳黑1～5％、助劑0～2％。
2.根據權利要求1所述的水性聚氨酯氟矽改性高分子導電乳液，其特徵在於所述助劑為流平劑、分散劑、消泡劑或潤溼劑中的一種或多種。
3.根據權利要求2所述的水性聚氨酯氟矽改性高分子導電乳液，其特徵在於所述各助劑所佔的重量百分數分別為，流平劑0.1～0.2％、分散劑0.5～0.6％、消泡劑0.6～0.8％、潤溼劑0.3～0.4％。
4.根據權利要求1所述的水性聚氨酯氟矽改性高分子導電乳液，其特徵在於所述A組分按照以下方法得到聚酯二元醇33～36公斤、聚四氫呋喃醚35～42公斤脫水後降溫至58℃-62℃，加入異氟爾酮二異氰酸酯62-65公斤升溫至88℃-92℃，保持攪拌2h-3h，降溫，加入二羥甲基丙酸2.5-3公斤、1.3丁二醇23.5-24.5公斤，丙酮11-13公斤在80℃-83℃保持攪拌1-2h，降溫，加入辛酸亞錫催化劑100g-110g、N-甲基吡咯烷酮13.5-14.5公斤、丙酮59-60公斤，在35～65℃下保持攪拌2h-3h，然後降溫，加入三乙胺12.3公斤中和攪拌1分鐘，高速加入水500公斤，攪拌1h，然後脫出丙酮，過濾，得組分A；所述B組分按照以下方法得到聚醚210，60～70公斤脫水後加入六亞甲基二異氰酸酯80～88公斤，升溫至90℃±2攪拌下保溫3～4h，然後降溫，加入二羥甲基丙酸3.8～4.6公斤，二甘醇30～35公斤，丙酮40公斤在80℃±2下保持攪拌2～3h，降溫，加入辛酸亞錫催化劑100g，丙酮80公斤，在55～65℃保持攪拌2-3h，測NCO的含量為2％-3％時降溫在攪拌狀態下加入三乙胺8公斤中和，然後快速加入水300-500公斤，再加入三乙烯二胺6公斤進行擴鏈，最後脫出丙酮，得到B組分。
5.根據權利要求1所述的水性聚氨酯氟矽改性高分子導電乳液，其特徵在於所述A組分按照以下方法得到聚酯二元醇33公斤、聚四氫呋喃醚38公斤，在120℃，-0.06mpa下脫水30分鐘，然後降溫至58℃-62℃，加入異氟爾酮二異氰酸酯62-65公斤升溫至88℃-92℃，保持攪拌2h-3h，降溫至60℃加入二羥甲基丙酸2.5-3公斤、1.3丁二醇23.5-24.5公斤，丙酮11-13公斤在80℃-83℃左右保持攪拌1-2h，降溫加入辛酸亞錫催化劑100g-110g、N-甲基吡咯烷酮13.5-14.5公斤，丙酮59-60公斤，在60℃下保持攪拌2h-3h，然後降溫，加入三乙胺12.3公斤中和攪拌1分鐘，高速加入水500公斤，攪拌1h，然後60℃、真空-0.06mpa下保持攪拌1h，脫出丙酮，過濾，得組分A；所述B組分按照以下方法得到聚醚210，64公斤，在120℃-0.06mpa條件下脫水0.5h，降溫至60℃，加入六亞甲基二異氰酸酯84公斤，升溫至90℃±2攪拌下保溫3h，然後降溫至40℃加入二羥甲基丙酸4.2公斤，二甘醇32公斤，丙酮40公斤在80℃±2下保持攪拌2h，降溫至50℃，加入辛酸亞錫催化劑100g，丙酮80公斤，在60℃保持攪拌2-3h，測NCO的含量為2％-3％時降溫在攪拌狀態下加入三乙胺8公斤中和，然後快速加入水300-500公斤，再加入三乙烯二胺6公斤進行擴鏈，升溫至55℃保持攪拌1h真空-0.06mpa下脫出丙酮，得到B組分。
全文摘要
本發明水性聚氨酯氟矽改性高分子導電乳液主要選取了聚酯二元醇和聚醚二元醇分別與IPDI、HDI進行了共聚，然後用不同的擴鏈劑進行了擴鏈從而得到兩種組分(A、B組分)。所得兩組分按一定比例混合均勻後加入聚四氟乙烯、有機矽樹脂、導電炭黑、助劑，進行攪拌、研磨、過濾得到不同導電率的水性聚氨酯氟矽改性高分子導電乳液，產品在120℃不會發生回粘，不汙染硒鼓，達到了電腦耗材領域的產品使用要求。
文檔編號C08L27/00GK1970626SQ20061006995
公開日2007年5月30日 申請日期2006年11月1日 優先權日2006年11月1日
發明者董其興 申請人:淄博奧德美高分子材料有限公司