[发明专利]一种电荷调节剂及其制备方法以及碳粉

说明书

技术领域

本发明涉及一种电荷调节剂及其制备方法，以及含有该电荷调节剂的静电图像显影用碳粉。

背景技术

随着静电图像显影技术发展的日新月异，对碳粉的要求越来越高，作为碳粉中重要组成部分之一的电荷调节剂，其性能直接影响碳粉的带电性能，进而影响静电显影的图像质量。除了应具有良好的带电特性，性能优异的电荷调节剂还应具有和碳粉用树脂良好的相容性，即在树脂中具有良好的分散性。若电荷调节剂和树脂不能良好地相容，导致分散不均匀，或分散性能不稳定，将会严重影响碳粉的起电速度，带电性能和稳定性，从而影响图像显影的质量。

目前被广泛使用的电荷调节剂主要为水杨酸型或芳香羧酸型金属络合物类和中心金属为铬或铁的偶氮型金属络合物类。水杨酸型或芳香羧酸型金属络合物类电荷调节剂和碳粉用树脂具有很好的兼容性，但在实际应用中发现，这类电荷调节剂，对于碳粉带电性能的影响受环境影响较大，由此导致在环境发生改变的条件下图像质量不够稳定；中心金属为铬的偶氮型金属络合物，虽然解决了这个问题，并且具有优异的带电性能，但是由于近年来对于全球环境保护问题的日益重视，这类电荷调节剂在废弃物处理尤其是在焚烧的条件下容易产生对环境和人体都有害的六价铬化合物，所以并不符合现在对于电荷调节剂环境友好性的要求。

偶氮型金属铁络合物电荷调节剂解决了其与碳粉用树脂的相容性问题，也不含有对人体和环境有害的重金属。利用该类电荷调节剂制得的碳粉使用环境稳定性得到了明显的提高，碳粉的静电显影图像品质也得到改善，但由于碳粉的带电量偏低，没有达到较理想的效果。并且偶氮型金属络合物电荷调节剂通常采用重氮、偶合反应后分离，得到中间体进行络合反应后还需分离，再进行阳离子转换的方法，其制备工艺复杂、生产周期长，提高了生产成本。即使有些工艺使用了一锅法，但其使用原料不一样，工艺条件也不一样，且电荷调节剂NH₄⁺的占有比例要求达到60％以上，制备条件比较苛刻，代价也比较高，制备的稳定性不好。并且，这一类电荷调节剂干燥后为块状固体，粒径较粗，难以通过简单机械破碎达到期望的粒径，必须经过气流喷射粉碎或昂贵的机械处理以满足粒径要求，从而进一步提高了生产成本。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述问题，提供一种具有优异带电性能、不受环境影响、与树指相容性好、对环境友好的吡唑啉酮类偶氮化合物铁络合物电荷调节剂。

本发明的另一目的是提供一种上述电荷调节剂的制造方法，具有工艺简单、生产周期短、成本低的优点。

本发明还提供一种含有上述电荷调节剂的碳粉。

吡唑啉酮类偶氮化合物铁络合物电荷调节剂，由以下化学式(1)表示：

化学式(1)

式中，R是在吡唑基的邻位或者对位，表示氢或氯原子；X表示1/3Fe³⁺、A表示Na⁺、B表示H⁺、C表示NH₄⁺，m+n+y+t＝1。

所述电荷调节剂中金属铁元素的重量含量为5.0-9.0％，最好为6.0-7.5％；金属钠元素的重量含量为0.1-2.5％，最好为0.3-1.0％。控制电荷调节剂中的金属铁元素和钠元素的重量含量是为了络合反应达到一定程度和阳离子中的铁离子和钠离子达到一定的占有比例，从而保证电荷调节剂具有比较好的带电特性，并且与碳粉用树脂有比较好的相容性。如果电荷调节剂中的金属铁元素和钠元素的重量含量高，则吸湿性大，与碳粉树脂的相容性差，碳粉带电量不稳定，静电显影图像品质不好；如果电荷调节剂中的金属铁元素和钠元素的重量含量低，则络合反应不好，其中偶氮中间体含量高，电荷调节剂的带电量低，相应的碳粉带电量低，导致静电显影图像品质不好。并且由于电荷调节剂中各阳离子的占有比例，不一定要NH₄⁺的占有比例达到60％以上，只要控制好其中的金属铁元素和钠元素的重量百分含量在要求范围就可以。