一種苯丙‑聚酯樹脂的製備方法與流程

2023-10-10 01:15:14 2

本發明涉及一種苯丙-聚酯樹脂的製備方法，屬於雷射列印/靜電複印彩色粉的製備技術領域。

背景技術：

墨粉是靜電複印和雷射列印中用於定影顯影的辦公耗材，主要由樹脂、顏料、電荷調節劑、潤滑劑等組成。墨粉的性能主要由其樹脂決定，樹脂的分子量及其分布、玻璃化轉變溫度、軟化點、粘流態溫度等都影響墨粉的性能。苯乙烯-丙烯酸樹脂因價格低廉，在高溫、高溼條件下帶電穩定，與脫模劑相容性好等優點，被廣泛用作墨粉樹脂粘合劑。但隨著複印機、印表機的更新換代，特別是高速複印機、彩色複印機的問世，使得苯乙烯-丙烯酸樹脂越來越不能滿足墨粉在低溫定影性能方面的要求。

聚酯樹脂作為一種新型的墨粉樹脂，因其本身結構的特點使其在熱性能方面明顯優於苯乙烯-丙烯酸酯樹脂，主要表現在具有較高的玻璃化溫度和較低的軟化點。可使墨粉獲得良好的低溫定影性、抗偏移性和耐熱存儲穩定性，且容易在低溫定影和高光澤化上取得平衡，在高速印表機、高速複印機以及彩色印表機用墨粉的製備領域具有顯著的優勢。然而，聚酯樹脂中由於含有大量的羧基和羥基，因此具有酸性。聚酯樹脂的酸值對其墨粉帶電性能具有較大的影響，樹脂酸值過高，帶電性能受環境(溫度、溼度等)影響大，帶電穩定性差；酸值過低，帶電穩定性較好，但是低溫定影性能差。而且，羧基在摩擦起電中通常會產生負電，這也限制了其在正電列印中的應用。

為了製備高溫、高溼條件下帶電穩定，與脫模劑相容性好，定影溫度低、儲存和帶電穩定的墨粉樹脂，目前主要採用物理共混方式將苯乙烯-丙烯酸樹脂和聚酯樹脂混合起來，由於聚酯樹脂與苯乙烯-丙烯酸樹脂的結構差異導致兩者相容性差，僅通過機械混煉難以實現兩種樹脂以及樹脂的添加劑較好地分散，從而使墨粉電荷分布不均勻，圖像質量較差。另外，還有一些利用在熔融狀態的聚酯樹脂中進行苯丙樹脂的聚合，或者懸浮聚合方法製備具有核殼結構的苯丙-聚酯樹脂。但這些方法過程複雜，使用大量有機溶劑及水，限制了其發展及應用。

技術實現要素：

針對利用現有技術製備的墨粉用樹脂存在的不足，本發明的目的在於提供一種苯丙-聚酯樹脂的製備方法，所述方法是在超臨界條件下發生溶脹聚合反應製備得到苯丙-聚酯樹脂，該方法節能、綠色環保；另外，所製備的樹脂在高溫、高溼條件下帶電穩定，定影溫度低，與脫模劑相容性好。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的。

一種苯丙-聚酯樹脂的製備方法，所述方法步驟如下：

將苯乙烯、丙烯酸酯、聚酯樹脂以及引發劑加入到高壓反應釜中，並通入二氧化碳氣體，控制高壓反應釜內部的溫度為40℃～120℃以及壓力為8mpa～100mpa，在攪拌下反應4h～10h後，降至室溫以及標準大氣壓，得到苯丙-聚酯樹脂。

苯乙烯:丙烯酸酯:聚酯樹脂:引發劑的質量比為(60～85):(15～25):(10～20):(1～6)。

所述丙烯酸酯中烷烴基的碳原子數為1～6。

所述聚酯樹脂為聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚間苯二甲酸乙二醇酯、聚鄰苯二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸丙二醇酯、聚丁二酸丙二醇酯、聚己二酸三甘醇酯、聚癸二酸辛戊二醇酯和聚壬二酸二甘醇酯等無定形或晶型聚酯樹脂中的一種以上。

所述引發劑為偶氮二異丁腈、過硫酸銨、過硫酸鉀、過硫酸鈉或過氧化苯甲醯等自由基引發劑。

本發明所述苯丙-聚酯樹脂、色料、石蠟和電荷控制劑經過高溫熔融後，再依次進行擠壓、粉碎，得到色粉粒子；將色粉粒子與增強流動性的超細粉末混合均勻，得到適用於製作彩色雷射列印或靜電複印的墨粉。

色粉粒子的顏色為黃、品、青或者黑。

所述超細粉末為二氧化矽、金屬氧化物和硬脂酸鹽中的一種及以上；其中，優選顆粒尺寸為納米級的超細粉末。金屬氧化物優選二氧化鈦、氧化鋁、氧化鋅、氧化鍶或氧化鎂，硬脂酸鹽優選硬脂酸鎂、硬脂酸鋅或硬脂酸鈣。所述超細粉末的質量與色粉粒子的質量比為0.1～2:100。

有益效果：

本發明提供了一種超臨界條件下製備苯丙-聚酯樹脂的方法，該方法節能、綠色環保；可以方便地製備在高溫、高溼條件下帶電穩定，定影溫度低，與脫模劑相容性好，儲存和帶電穩定的墨粉樹脂。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本發明作進一步闡述，但本發明並不限於以下實施例。所述方法如無特別說明均為常規方法，所述原材料如無特別說明均能從公開商業途徑而得。

以下實施例中：

聚對苯二甲酸乙二醇酯：杜邦-fr530，美國杜邦；

聚對苯二甲酸丙二醇酯：ptt3401，美國杜邦；

聚癸二酸辛戊二醇酯：28759-54-8，麥卡希試劑。

實施例1

將75g苯乙烯、20g丙烯酸乙酯、8g聚對苯二甲酸乙二醇酯、8g聚對苯二甲酸丙二醇酯以及2g偶氮二異丁腈加入到高壓反應釜中，並通入二氧化碳氣體，控制高壓反應釜內部的溫度為70℃以及壓力為20mpa，在600rpm轉速下攪拌下反應8h後，降至室溫以及標準大氣壓，得到苯丙-聚酯樹脂。

實施例2

將85g苯乙烯、15g丙烯酸丁酯、15g聚癸二酸辛戊二醇酯以及2g過硫酸銨加入到高壓反應釜中，並通入二氧化碳氣體，控制高壓反應釜內部的溫度為80℃以及壓力為15mpa，在800rpm轉速下攪拌下反應6h後，降至室溫以及標準大氣壓，得到苯丙-聚酯樹脂。

實施例3

按照85:5:2:8的質量比將實施例1所製備的苯丙-聚酯樹脂、石蠟、水楊酸鋅以及炭黑在高速混合機內混合均勻，再進行高溫熔融混合，並經擠出機擠出壓片，再進入球磨機粗粉碎，進一步經過氣流粉碎機粉碎分級得到5μm～10μm的色粉粒子；將得到的20g色粉粒子與0.12g納米二氧化矽粉末混合均勻，得到適用於雷射列印的黑色墨粉。

分別用黃、品、青色顏料替換黑色顏料，採用不同顏料的配比稍有差別，但是根據現有技術配製即可，可得到適用於彩色雷射列印的黃、品、青色墨粉。

綜上所述，以上僅為本發明的較佳實施例而已，並非用於限定本發明的保護範圍。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。