[发明专利]颜料聚合物复合微球及其改性的悬浮聚合制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种微米级颜料聚合物复合微球的制备方法。

背景技术

含有无机微细颗粒的聚合物复合微球，在化工、材料、生物和医学等诸多领域有着广泛的应用前景，有关其制备及性能的研究也引起了广泛的关注。

由于传统的物理包埋方法不仅使产物粒度的大小及分布不易控制，同时也很难将填充的无机颗粒均匀分散。因此乳液聚合、分散聚合、悬浮聚合等非均相聚合方法得到了较充分发展。

墨粉是用于静电复印、激光打印等静电摄影过程的主要耗材。随着信息技术和办公自动化的发展，静电复印机、激光打印机和传真机等设备已经成为信息传播的主要工具，因而对于墨粉的需求量也越来越大。目前墨粉所用材料多为聚合物颜料复合微球。常用的制备方法有Zeon和Canon掌握的悬浮聚合生产技术和KONICA和Fuji Xerox公司掌握的乳液聚合方法。其中乳液聚合方法制备的粒子粒径往往在亚微米级，而悬浮聚合法制备的粒子粒径往往在数十微米级。

墨粉的粒度过大、形状不规则，不仅会降低图像的清晰度，影响正常的打印，而且还会损伤激光打印机的感光鼓；墨粉的粒度特性要求平均粒径要小于10μm，粒径分布要窄，墨粉粒子要接近球形，且表面光滑。

悬浮聚合方法因其特点，引发剂引发单体在小液滴中进行本体聚合，只要控制其单体液体的大小，就能精确控制最终得到的微球的粒径，相比乳液聚合有着粒径可控的优点。

但是，传统的悬浮聚合法制备的粒子粒径往往在10μm～1000μm之间，不能满足高品质墨粉的粒度特性要求平均粒径要小于10μm的要求。另外在悬浮聚合法制备墨粉的过程中，要求颜料粒子能够很好分散在单体液滴中，但现有的工业生产颜料往往不能满足这一要求，从而使制备的微球粒径不均匀，表面不光滑，影响墨粉的打印效果。所以必须对颜料粒子进行改性及优化悬浮聚合法，才能得到高品质墨粉要求的粒径小于10μm，粒径均一，表面光滑的颜料聚合物复合微球。

本发明的目的之一在于提供一种颜料聚合物复合微球；

本发明的目的之二在于提供一种改性的悬浮聚合制备颜料聚合物复合微球方法，以克服现有技术存在的上述缺陷。

本发明的改性的悬浮聚合制备颜料聚合物复合微球方法，包括如下步骤：

(1)将含有改性剂改性后的颜料、引发剂和单体的油分散相，加入含有分散稳定剂的水分散相，在10000～28000转/分钟的搅拌速度下，搅拌1～10min，获得水包油的悬浮液；

油分散相中，组分的重量份数比例为：

改性剂改性后的颜料        1份

单体                      4～39份

引发剂∶单体＝0.01～0.05∶1，重量比；

优选的，油分散相中，组分的重量份数比例为：

改性剂改性后的颜料        1份

单体                      6～18份

引发剂∶单体＝0.02～0.03∶1，重量比；

水分散相中，组分的重量份数比例为：

水                        100份

分散稳定剂                0.5～10份

优选的，水分散相中，组分的重量份数比例为：

水                        100份

分散稳定剂                2～9份

油分散相∶水分散相＝1∶20～1∶5，重量比；

优选的，油分散相∶水分散相＝1∶10～1∶7，重量比；

所述改性剂改性后的颜料，是采用长链脂肪酸、硅烷偶联剂或非离子表面活性剂改性的颜料；

所述长链脂肪酸选自油酸、月桂酸或硬脂酸等；

所述硅烷偶联剂选自KH550、KH560、KH570或KH580等；

KH550的化学名称是γ-氨丙基三乙氧基硅烷，可采用美国道康宁公司的产品Z-6011；KH560的化学名称是γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷，可采用美国联碳公司的产品A-187；KH570的化学名称是γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，可采用日本信越化学工业株式会社公司的产品KBM-503；KH580的化学名称是γ-巯丙基三甲氧基硅烷，可采用美国GE/OSi公司公司的产品A-1891。

所述非离子表面活性剂选自聚氧乙烯型非离子表面活性剂、高碳脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯或聚氧乙烯胺等；

改性方法如下：