[发明专利]一种以聚酯和苯乙烯-丙烯酸酯共聚物为粘结树脂的色粉的制备方法

说明书

技术领域

    本发明涉及一种制备激光打印、静电复印用彩色色粉的方法，特别是一种以聚酯和苯乙烯-丙烯酸酯共聚物为粘结树脂的色粉的制备方法，属于高分子材料制备技术领域。

背景技术

色粉是激光打印、静电复印使用的消耗品。主要成分包含粘结树脂、着色剂、荷电剂、流动助剂等。关于聚合法制备色粉的技术报导较多，其中色粉的粘结树脂成分多是通过乙烯基单体进行聚合反应得到，目前广泛采用的是将乙烯基共聚单体（主要为苯乙烯和丙烯酸酯类单体）进行共聚合得到共聚物树脂。但是，以苯乙烯-丙烯酸酯共聚物为主的乙烯基单体共聚物作为色粉粘结树脂存在着低温固结性能差及印品光泽度欠佳等缺点。事实上，在传统的色粉制造工艺——混融法生产中，常用作色粉粘结树脂的高分子聚合物包括聚酯树脂和以苯乙烯-丙烯酸酯共聚物为主的乙烯基单体共聚物树脂两大类。这两类树脂各有优缺点，采用聚酯树脂作为粘结树脂，可以使色粉具有优异的低温固结性能，树脂与着色剂亲和性好，印品表面平滑，光泽度好，但是容易发生粘棍现象，使印品出现高温“墨污”现象。如果采取增加聚酯分子量的方法提高熔体粘度，虽然可以减少粘棍现象，却会损害低温固结性能，导致印品图像表面光泽度大大降低。采用苯乙烯-丙烯酸酯共聚物作为粘结树脂时，因为容易通过合成反应得到高分子量的苯乙烯-丙烯酸酯共聚物，所以可以得到具有优异高温抗“墨污”性能的色粉。但是苯乙烯-丙烯酸酯共聚物的低温固结性能和印品光泽度劣于聚酯树脂。另外,从成本角度考虑，聚酯树脂价格较高，苯丙树脂成本低廉。若能同时采用聚酯树脂和苯乙烯-丙烯

酸酯共聚物一起作为色粉的粘结树脂，使两种树脂的缺点互相弥补，则可能得到兼具两种树脂优点的色粉用粘结树脂。有人对采用这两种树脂进行了研究。例如近来有研究者将乙烯基共聚单体（主要为苯乙烯和丙烯酸酯类单体）与合成的聚酯树脂混合，然后引发乙烯基单体聚合得到聚酯与乙烯基共聚物的混杂树脂，继而将得到的混杂树酯粉碎后与磁性氧化铁、蜡等添加剂混合，再经过熔融捏合挤出、冷却、锤式破碎、气流粉碎等过程得到平均粒径10微米以下的磁性色粉。这种方法得到了粘结树脂同时包含聚酯树脂与苯乙烯-丙烯酸酯共聚物树脂的色粉，但工艺过程沿用传统的混融法，存在着生产周期长和色粉中个体粒子之间组成、形状、性能差异较大等问题。

由于目前聚合法制备色粉方法所涉及的粘结树脂形成原理主要是自由基聚合机理，所以色粉中粘结树脂的多是乙烯基单体（主要为苯乙烯、丙烯酸酯类单体）通过聚合反应转化成的高分子树脂，关于采用聚合法直接制备包含聚酯与苯乙烯-丙烯酸酯类共聚物两种大分子的色粉的文献报导较少。

发明内容

本发明的目的是提供一种以聚酯和苯乙烯-丙烯酸酯共聚物为粘结树脂的色粉的制备方法，解决了单一采用聚酯树脂或单一采用苯乙烯-丙烯酸酯共聚物作为色粉粘结树脂存在的缺陷。

本发明解决其技术问题采取的技术原理是这样的。本发明结合本体聚合、互穿网络聚合、相反转聚合及悬浮聚合技术，首先将引发剂与聚酯、单体、交联剂及着色剂等添加剂充分混合，然后加入溶解有表面活性剂、分散剂的水相溶液进行相反转，进行聚合得到产品。本发明中色粉粒子形成过程发生在工艺过程中的相反转阶段，在球形或类球形的色粉粒子形成过程中，体系中所包含的聚酯分子链不参与聚合反应, 苯乙烯单体和丙烯酸酯类单体通过聚合反应形成苯乙烯-丙烯酸酯共聚物树脂。在聚合反应初期, 具有无定型结构的饱和聚酯溶解于苯乙烯-丙烯酸酯混合单体，当体系发生转相后,溶解有聚酯分子、着色剂、荷电剂、流动助剂的苯乙烯和丙烯酸酯混合单体形成有

机相，分散于水溶液的连续相中。随着反应进行,有机相中的苯乙烯和丙烯酸酯单体逐渐转化为大分子，这两种单体的量逐渐减少，其中所溶解的聚酯分子逐渐从苯乙烯、丙烯酸酯混合单体中游离析出。由于聚合反应生成的苯乙烯-丙烯酸酯共聚物大分子与聚酯大分子不能完全相容，因此在有机相转化形成的球形或类球形色粉粒子中，聚酯分子和苯乙烯-丙烯酸酯共聚物存在微观相分离的微观结构，并且聚酯大分子在从苯乙烯-丙烯酸酯单体中游离析出的过程中，容易与反应生成的苯乙烯-丙烯酸酯共聚物大分子在两相界面处互相缠结勾连，从而使两种树脂的界面结合强度增强。本发明得到的彩色色粉粒子中同时包含聚酯树脂和苯乙烯-丙烯酸酯共聚物两种大分子作为粘结树脂。

   具体地说，本发明提供的以聚酯和苯乙烯-丙烯酸酯共聚物为粘结树脂的色粉的制备方法包括以下步骤：