專利名稱：電荷調節(jié)劑的制備方法及含有該電荷調節(jié)劑的電子照相用碳粉的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及在電子照相用顯影劑中起關鍵作用的偶氮型金屬鐵絡合物類電荷調節(jié)劑成品的制備方法，以及含有該類電荷調節(jié)劑的負帶電電子照相用碳粉。
背景技術：
電荷調節(jié)劑和樹脂是碳粉中的兩種主要組分，電荷調節(jié)劑在樹脂中的分散非常重要，如果分散性不好，碳粉粒子中就不能均一的混進電荷調節(jié)劑，碳粉的品質會出現不均一化，會造成起電速度慢、帶電量不均勻和衰減、長期保存穩(wěn)定性差等各種問題。以往使用苯胺黑染料、酞菁顏料和金屬絡合染料作為電荷調節(jié)劑，由于與樹脂的兼容性差的緣故，在碳粉生產過程中往往不能在樹脂中均一的分散，生產出的碳粉在應用上會出現各種缺陷。為此，人們提出了采用偶氮型金屬絡合物作為電荷調節(jié)劑，該電荷調節(jié)劑成品雖與制備碳粉用的樹脂具有很好的兼容性，能夠克服所述不足，但其制備方法是在重氮、偶合反應之后進行分離，得到單偶氮化合物中間體，使用常規(guī)的生產方法進行絡合反應后，再次進行分離得到金屬絡合物，然后使用氨水或者無機銨鹽進行陽離子轉換反應。即該制備方法需進行多次分離，及單獨進行絡合反應和陽離子轉換反應，因而存在化學反應步驟多，生產成本高、勞動強度大的缺點。
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種電荷調節(jié)劑的制備方法及含有該電荷調節(jié)劑的電子照相用碳粉，通過減少化學反應步驟而使制備電荷調節(jié)劑的生產成本下降，勞動強度降低，并且所制備的電荷調節(jié)劑成品與制備碳粉用的樹脂具有很好的兼容性，能制備起電速度快、不受連續(xù)長時間使用以及溫度、濕度影響的，可以長期提供穩(wěn)定高畫質圖像的高性能碳粉。
本發(fā)明的制備方法是它是制備由下面化學式(I)
………化學式(I)(式中R1-R4可以相同也可以不同，表示氫原子、碳原子數1-18的烷基或鏈烯基、碳原子數1-18的烷氧基、可以具有取代基的氨磺?；⒓谆酋；?、羥基、羧基、羧酯基、乙酰氨基、苯甲酰氨基、鹵原子、硝基、可以具有取代基的芳基，R5表示氫原子、低級烷基、低級烷氧基、硝基或鹵素原子。X+表示銨離子、氫離子、鈉離子或者三者的混合體)表示的偶氮型金屬鐵絡合物類電荷調節(jié)劑成品，其特征是先將氨基酚和色酚AS系列化合物進行重氮、偶合反應，然后不經分離，直接在偶合反應液中加入甲醇、氫氧化鈉、鐵鹽、氯化銨以及尿素，同時進行絡合反應和陽離子轉換反應，再進行分離、洗滌和干燥處理得到偶氮型金屬鐵絡合物類電荷調節(jié)劑粗品，采用全氣流粉碎機將偶氮型金屬鐵絡合物類電荷調節(jié)劑粗品粉碎制成偶氮型金屬鐵絡合物類電荷調節(jié)劑成品。
上述全氣流粉碎機采用流化床氣流磨超細粉碎機。
所說偶氮型金屬鐵絡合物類電荷調節(jié)劑粗品的陽離子部分中NH4+的含有率達到60％～99％，采用激光衍射粒度測試儀測得其粒度分布為D10＝2.000～5.000μm，D50＝5.000～15.000μm，D90＝15.000～20.000μm，所說偶氮型金屬鐵絡合物類電荷調節(jié)劑成品采用激光衍射粒度測試儀測得其粒度分布為D10＝0.200～1.000μm，D50＝1.000～6.000μm，D90＝1.000～10.000μm。
所說激光衍射粒度測試儀采用馬爾文(MASTERSIZER)或者貝克曼(BECKMAN)激光衍射粒度測試儀。
含有按上述電荷調節(jié)劑的制備方法生產的電荷調節(jié)劑的電子照相用碳粉，其特征是包含有所說偶氮型金屬鐵絡合物類電荷調節(jié)劑成品和碳粉用樹脂，其用量為相對于100重量份的碳粉用樹脂，含有0.1～10重量份的偶氮型金屬鐵絡合物類電荷調節(jié)劑成品。
所說電子照相用碳粉還可以含有著色劑和流動性改良劑等，其用量為相對于100重量份的碳粉用樹脂，含有0.5～10重量份的著色劑和1～3重量份的流動性改良劑。
采用上述制備方法得到的偶氮型金屬鐵絡合物類電荷調節(jié)劑粗品在樹脂中有很好的分散性，但是使用該粗品制備的碳粉存在帶電量不足、顯影密度低、有底灰等缺點。為了進一步提高該電荷調節(jié)劑的性能，還必須采用全氣流粉碎機將該粗品粉碎制成偶氮型金屬鐵絡合物類電荷調節(jié)劑成品。
本發(fā)明的制備方法是在重氮、偶合反應后，不經分離，直接同時進行絡合反應和陽離子轉換反應，與現有制備方法相比，減少了化學反應步驟，從而使得制備電荷調節(jié)劑的生產成本下降，勞動強度降低。而且所制得的偶氮型金屬鐵絡合物類電荷調節(jié)劑的陽離子部分中NH4+的含有率達到60％～99％，在樹脂中具有非常良好的分散性，使用該電荷調節(jié)劑成品制備的碳粉起電速度快，長時間使用也不會出現帶電量衰減等缺陷，可以實現復印的高速化和碳粉的長壽命化及在各種環(huán)境下的帶電穩(wěn)定化。
具體實施例方式
下面結合實施例對本發(fā)明作進一步說明實施例1在500ml三口燒瓶中加入190ml水、25g 37％鹽酸、14.4g 2-氨基-4-氯苯酚、攪拌溶解后降至0-5℃，滴加20g 36％亞硝酸鈉溶液，同時控制溫度不高于5℃。亞硝酸鈉溶液滴加完后在0-5℃保溫反應1-2小時后得到重氮鹽溶液。在1000ml三口燒瓶中加入165ml水、30g 20％氫氧化鈉溶液、26.3g色酚AS，攪拌溶解后降溫至0-5℃，然后快速加入前面反應好的重氮鹽，之后在5-10℃反應3-5小時至重氮鹽消失，得到反應偶合物溶液。往偶合物溶液中加入100ml甲醇、30g 20％氫氧化鈉、2.8g氯化銨和15g尿素，之后滴加40.6g 20％三氯化鐵溶液，滴加完后升溫至70℃，回流反應2.5小時后降至60℃以下，然后分離、水洗、烘干，得到43g黑色粉狀偶氮型金屬鐵絡合物(I)，該絡合物化學結構可以用下列化學式1表示。
………化學式1。
(在化學式1中，X1+表示銨離子、氫離子、鈉離子或者三者的混合體)通過元素分析的結果發(fā)現，絡合物(I)的陽離子部分中NH4+的含有率為83.6％。將絡合物(I)用馬爾文粒度測試儀測得其粒度分布為D10＝3.960μm，D50＝10.360μm，D90＝22.740μm。然后將絡合物(I)采用流化床氣流磨超細粉碎機進行粉碎得到電荷調節(jié)劑成品(I)，用馬爾文粒度測試儀測得其粒度分布為D10＝0.444μm，D50＝1.402μm，D90＝4.780μm。
碳粉用樹脂采用苯乙烯丙烯酸樹脂(還可以是苯乙烯樹脂、丙烯酸類樹脂、環(huán)氧樹脂、乙烯類樹脂、聚酯類樹脂等)，著色劑采用炭黑(還可使用公知的大多數染料和顏料)，流動性改良劑采用石蠟，將電荷調節(jié)劑成品(I)分別用苯乙烯丙烯酸樹脂、炭黑和石蠟按照質量單位93樹脂∶5炭黑∶1石蠟∶1電荷調節(jié)劑進行配比，充分混合后，加熱熔融混煉，冷卻后使用通常方法粉碎分級，得到體積平均粒徑為9微米的負帶電碳粉，然后將這些碳粉以重量比3∶97和直徑為90-130微米的鐵粉在球磨機中進行混合得到顯影劑。
使用顯影劑在復印機中連續(xù)復印五千張，測定碳粉帶電量并測試復印件效果得到結果如表所示。
實施例2在500ml三口燒瓶中加入190ml水、25g 37％鹽酸、14.4g 2-氨基-4-氯苯酚，攪拌溶解后降至0-5℃，滴加20g 36％亞硝酸鈉溶液，同時控制溫度不高于5℃。亞硝酸鈉溶液滴加完后在0-5℃保溫反應1-2小時后得到重氮鹽溶液。在1000ml三口燒瓶中加入165ml水、30g 20％氫氧化鈉溶液、29.3g色酚AS-OL，攪拌溶解后降溫至0-5℃，然后快速加入前面反應好的重氮鹽，之后在5-10℃反應3-5小時至重氮鹽消失，得到反應偶合物溶液。往偶合物溶液中加入100ml甲醇、30g 20％氫氧化鈉、2.8g氯化銨和15g尿素，之后滴加40.6g 20％三氯化鐵溶液，滴加完后升溫至70℃，回流反應2.5小時后降至60℃以下，然后分離、水洗、烘干，得到41.5g黑色粉狀偶氮型金屬鐵絡合物(II)，該絡合物化學結構可以用下列化學式2表示。
………化學式2(在化學式2中，X2+表示銨離子、氫離子、鈉離子或者三者的混合體)通過元素分析的結果發(fā)現，絡合物3的陽離子部分中NH4+的含有率為64.8％。將絡合物(II)用馬爾文粒度測試儀測得其粒度分布為D10＝3.720μm，D50＝9.950μm，D90＝22.120μm。然后將絡合物(II)采用流化床氣流磨超細粉碎機進行粉碎得到電荷調節(jié)劑成品(II)，該成品用馬爾文粒度測試儀測得其粒度分布為D10＝0.390μm，D50＝1.503μm，D90＝4.546μm。
按實施例1相同的方式，選用相同的原料及使用相同的比例將電荷調節(jié)劑成品(II)制成顯影劑。
使用顯影劑在復印機中連續(xù)復印五千張，測定碳粉帶電量并測試復印件效果得到結果如表所示。
權利要求
1.一種電荷調節(jié)劑的制備方法，它是制備由下面化學式(I) ............化學式(I)(式中R1-R4可以相同也可以不同，表示氫原子、碳原子數1-18的烷基或鏈烯基、碳原子數1-18的烷氧基、可以具有取代基的氨磺?；⒓谆酋；⒘u基、羧基、羧酯基、乙酰氨基、苯甲酰氨基、鹵原子、硝基、可以具有取代基的芳基，R5表示氫原子、低級烷基、低級烷氧基、硝基或鹵素原子。X+表示銨離子、氫離子、鈉離子或者三者的混合體)表示的偶氮型金屬鐵絡合物類電荷調節(jié)劑成品，其特征是先將氨基酚和色酚AS系列化合物進行重氮、偶合反應，然后不經分離，直接在偶合反應液中加入甲醇、氫氧化鈉、鐵鹽、氯化銨以及尿素，同時進行絡合反應和陽離子轉換反應，再進行分離、洗滌和干燥處理得到偶氮型金屬鐵絡合物類電荷調節(jié)劑粗品，采用全氣流粉碎機將偶氮型金屬鐵絡合物類電荷調節(jié)劑粗品粉碎制成偶氮型金屬鐵絡合物類電荷調節(jié)劑成品。
2.按權利要求1所述的一種電荷調節(jié)劑的制備方法，其特征是所說的全氣流粉碎機采用流化床氣流磨超細粉碎機。
3.按權利要求1所述的一種電荷調節(jié)劑的制備方法，其特征是所說偶氮型金屬鐵絡合物類電荷調節(jié)劑粗品的陽離子部分中NH4+的含有率達到60％～99％，采用激光衍射粒度測試儀測得其粒度分布為D10＝2.000～5.000μm，D50＝5.000～15.000μm，D90＝15.000～20.000μm，所說偶氮型金屬鐵絡合物類電荷調節(jié)劑成品采用激光衍射粒度測試儀測得其粒度分布為D10＝0.200～1.000μm，D50＝1.000～6.000μm，D90＝1.000～10.000μm。
4.按權利要求3所述的一種電荷調節(jié)劑的制備方法，其特征是所說激光衍射粒度測試儀采用馬爾文(MASTERSIZER)或者貝克曼(BECKMAN)激光衍射粒度測試儀。
5.一種含有按權利要求1所述電荷調節(jié)劑的制備方法生產的電荷調節(jié)劑的電子照相用碳粉，其特征是包含有所說偶氮型金屬鐵絡合物類電荷調節(jié)劑成品和碳粉用樹脂，其用量為相對于100重量份的碳粉用樹脂，含有0.1～10重量份的偶氮型金屬鐵絡合物類電荷調節(jié)劑成品。
6.按權利要求5所述的一種電子照相用碳粉，其特征是還可以含有著色劑和流動性改良劑等，其用量為相對于100重量份的碳粉用樹脂，含有0.5～10重量份的著色劑和1～3重量份的流動性改良劑。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電荷調節(jié)劑的制備方法及含有該電荷調節(jié)劑的電子照相用碳粉，它是制備由說明書中化學式(I)表示的偶氮型金屬鐵絡合物類電荷調節(jié)劑成品，化學式(I)中各基團的定義如說明書中所述。本發(fā)明的制備方法是先將氨基酚和色酚AS系列化合物進行重氮、偶合反應，然后不經分離，直接在偶合反應液中加入甲醇、氫氧化鈉、鐵鹽、氯化銨以及尿素，同時進行絡合反應和陽離子轉換反應，再進行分離、洗滌和干燥處理得到偶氮型金屬鐵絡合物類電荷調節(jié)劑粗品，采用全氣流磨超細粉碎機將偶氮型金屬鐵絡合物類電荷調節(jié)劑粗品粉碎制成偶氮型金屬鐵絡合物類電荷調節(jié)劑成品。電子照相用碳粉包含有該偶氮型金屬鐵絡合物類電荷調節(jié)劑成品和碳粉用樹脂。
文檔編號G03G9/097GK1645261SQ20051001817
公開日2005年7月27日 申請日期2005年1月20日 優(yōu)先權日2005年1月20日
發(fā)明者蘭澤冠, 朱順全 申請人:湖北鼎龍化工有限責任公司