[发明专利]一种聚合碳粉及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于碳粉技术领域，尤其是一种聚合碳粉及其制备方法。

背景技术

激光打印机是利用激光在感光鼓上形成潜像之后，利用电位之差将碳粉移到感光鼓的潜影上并转印到纸上绘制出图像的典型的打印设备。目前研发以及市场上销售的激光打印机，主要黑色的干式打印机为主，根据摩擦带电注入到碳粉的电荷电位之差，将碳粉转移到感光鼓上的潜像方法，碳粉是粉末状态，因此有粉尘等的环境问题，但制造容易并制造成本也低廉以及能把打印机小型化的优点。

通常碳粉的粘合树脂中，使用炭黑等着色剂或者此外分散添加剂的着色颗粒，此类碳粉使用着色颜料、调节碳粉电荷量的电荷调节剂，起结合作用的基料树脂(粘合树脂)、包括完成定影作业之后，被转印物便于分离的离型剂，还有为了赋予碳粉颗粒技能性或提高物性，碳粉颗粒外表形成外添剂。

在碳粉中要求的特性之一的鬼影现象是，指从鼓芯表面转移到被转印物的碳粉图像定影时，粘在加热辊的碳粉图像，下一次打印时在不希望打印的领域出现碳粉图像的现象，在低温发生的低温鬼影和在高温发生的高温鬼影区分。此类的碳粉性质主要由使用的基料树脂来决定，通常使用的碳粉基料树脂熔融温度低时，定影性良好，但鬼影性不理想，熔融温度高时，出现相反的现象。

在电子摄影法中，使用的显影剂有碳粉和载体颗粒组成的双成分显影剂和不使用载体的单成分显影剂，单成分显影剂分含磁性粉的单成分碳粉和非磁性碳粉，通常在非磁性单成分，为了提高碳粉的流动性单独添加胶质性二氧化硅等流动化剂。

碳粉的制造方法分粉碎法和聚合法，粉碎法是将合成树脂和着色剂之外添加剂熔融混合之后，进行粉碎，接着通过分级取得所需粒径的颗粒并获得碳粉。粉碎碳粉容易形成宽粒径分布的颗粒，因此为了获得所希望的显像特性，将粉碎物需要经过分级调整有一定窄距离的粒径分布，但分级过程非常繁杂并生产性不理想，并有分级过程碳粉的收得率下滑的问题。因此近期容易控制粒径并不需要分级等繁杂制造工艺的聚合碳粉受到瞩目。

聚合碳粉制造方法有悬浮聚合和分散聚合、乳化凝聚法，利用悬浮聚合法制造聚合碳粉的方法是在聚合性单体上着色剂、聚合引发剂、还有根据需要架桥剂、电荷调节剂等各种添加剂均匀的溶解或进行分散的聚合性单体组合物制作之后，含有分散稳定剂的水系分散介质中，利用搅拌机分散之后，形成聚合性单体组合物的细小液滴颗粒，接着通过升温进行悬浮聚合，获得带着所需粒径的着色聚合体颗粒(聚合碳粉)。

分散聚合法是苯乙烯和丙烯酸酯等乙烯基单体、颜料、电荷调节剂及如同蜡的添加剂一同混合的分散液制造之后，将其分散液在水性或非水性溶剂中进行分散，并将单体通过反应获得碳粉颗粒。

乳化凝聚法是制作细小的乳液粒子之后，通过凝聚制造碳粉组合物的方法。首先把第一次组合物通过乳化聚合反应制造之后，其通过凝聚工艺凝聚的碳粉制造方法。

聚合碳粉相比粉碎碳粉能形成精密细微的图像，但不能完全对应高速复印或完全彩色化、节能化等的问题。电子摄影方式的复印机、打印机等耗电少并且高速复印机要求通常150℃定影工艺耗电多，因此在节能的角度要求下调定影工艺的温度。

需要下调碳粉的定影温度，相比传统的碳粉相比，如使用在低温能定影的碳粉，既能下调加热轮的温度还能缩短定影时间，并能实现高速复印。根据电子摄影方式，要求清晰的彩色复印。将碳粉均匀的熔融混合之后混色是非常重要，在各种会议当中使用的演示用投影机(OHP)胶片上使用的彩色图像越来越多，因此要求碳粉在透明的合成树脂胶片上均匀的熔融，于是靠近定影温度的熔融粘度需要设定得第一点。调低碳粉熔融粘度的方法有采用更为低的分子量或调低玻璃转移温度的方法。为了顺应节能或高速复印、彩色化等的要求，要降低组成碳粉的粘合树脂玻璃转移温度，但使用低玻璃转移温度粘合树脂的碳粉，存放或运输当中，在图像设备的碳粉盒内引起相互阻遏出现容易结块，成为存放性差的碳粉。根据传统的方法调低碳粉的定影温度熔融性做到均匀，虽能改善碳粉的定影性，但出现存放性下滑的逆相关关系。为了解决逆相关关系曾有过提案，将低玻璃转移温度粘合树脂组成的碳粉，通过使用高玻璃转移温度的聚合体包皮，提高内阻遏性，解决存放性问题并曾有过提案所谓“胶囊形碳粉”。

发明内容

本发明旨在提供一种适合被电子摄影法、静电记录法等形成的正电性、负电性碳粉，通过光架桥反应利用稳定的内、外膜结构，一同提高低温定影性和内热存放性的聚合碳粉及其制备方法。

为了实现上述技术效果，本发明提供的技术方案是这样的：一种聚合碳粉，所述的聚合碳粉包括60～80重量份内膜树脂和60～80重量份外膜树脂；