專利名稱：水性聚氨酯氟硅改性高分子導(dǎo)電乳液的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本產(chǎn)品屬C08L高分子化合物的組合物。主要涉及高分子領(lǐng)域，特別適用于激光打印機(jī)硒鼓內(nèi)的導(dǎo)電輥、磁輥以及復(fù)印機(jī)的上、下輥等表面涂層等領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
水性導(dǎo)電乳液在國內(nèi)主要用于抗靜電領(lǐng)域，大部分屬于丙烯酸體系。所帶來的普遍問題是超過80℃膜會回粘，耐磨性不好、柔韌性太差、附著力差、硬度高但受熱易軟化，掉色等幾個方面。但是用于電腦打印耗材如打印機(jī)硒鼓內(nèi)的充電輥、磁輥和復(fù)印機(jī)內(nèi)的上、下輥等產(chǎn)品的導(dǎo)電乳液因其工作溫度的限制，要求高溫不回粘，所需要的附著力、柔韌性、硬度等指標(biāo)要求也比較高。丙烯酸體系的乳液不能或不完全適應(yīng)該領(lǐng)域的使用。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種水性聚氨酯氟硅改性高分子導(dǎo)電乳液，在120℃不會發(fā)生回粘，不污染硒鼓，性能指標(biāo)好。
本發(fā)明水性聚氨酯氟硅改性高分子導(dǎo)電乳液，其特征在于由A、B兩組分按照一定比例混合而成，所述A組分按照以下方法得到數(shù)均分子量為1000-2000的聚酯二元醇和數(shù)均分子量為1000-2000的聚四氫呋喃醚二醇脫水后與異氟爾酮二異氰酸酯在88～92℃下進(jìn)行共聚反應(yīng)，當(dāng)聚合物NCO的質(zhì)量百分比達(dá)到12-15％后加入二羥甲基丙酸和1.3-丁二醇在80～83℃進(jìn)行擴(kuò)鏈反應(yīng)，然后加入氮甲基吡咯烷酮、有機(jī)錫催化劑、丙酮在55～65℃下反應(yīng)至NCO質(zhì)量含量達(dá)到2-3％，然后加入三乙胺中和，加入水分散，脫出丙酮，獲得A組分產(chǎn)品；所述B組分按照以下方法得到聚醚210脫水后與六亞甲基二異氰酸酯在88～92℃下進(jìn)行共聚反應(yīng)，然后與二羥甲基丙酸、一縮二乙二醇、丙酮在78～82℃下反應(yīng)1-2小時，然后加入有機(jī)錫催化劑、丙酮反應(yīng)至NCO質(zhì)量含量達(dá)到2-3％，用三乙胺中和，加水分散，再加三乙烯二胺擴(kuò)鏈反應(yīng)，脫丙酮得B組分產(chǎn)品；將A、B組分混合，加入聚四氟乙烯、有機(jī)硅樹脂、導(dǎo)電碳黑、助劑，進(jìn)行攪拌、研磨、過濾得到不同導(dǎo)電率的水性聚氨酯氟硅改性高分子導(dǎo)電乳液，其中以重量百分?jǐn)?shù)計，A組分占30～60％、B組分占30～60％、聚四氟乙烯3～7％、有機(jī)硅樹脂1～5％、導(dǎo)電碳黑1～5％、助劑0～2％。
根據(jù)產(chǎn)品情況可以選擇不加或適當(dāng)加入助劑，如常規(guī)的流平劑、分散劑、消泡劑或潤濕劑，可以只添加一種，也可以添加兩種或兩種以上，對產(chǎn)品功能不產(chǎn)生影響。每一種助劑添加時，所占的重量百分?jǐn)?shù)分別為，流平劑0.1～0.2％、分散劑0.5～0.6％、消泡劑0.6～0.8％、潤濕劑0.3～0.4％。
根據(jù)用戶對不同導(dǎo)電率的要求，可適當(dāng)改變A、B組分和聚四氟乙烯、有機(jī)硅樹脂的配比以及導(dǎo)電碳黑(特種導(dǎo)電粉)的添加量，則獲得不同導(dǎo)電率及性能指標(biāo)的產(chǎn)品。有機(jī)硅樹脂采用水性耐高溫有機(jī)硅樹脂(最好耐溫在300℃以上)，如德國迪高公司生產(chǎn)的水性耐高溫有機(jī)硅樹脂，品名為SILIKOPHENP 40/W，化學(xué)組成非離子型苯基甲基聚硅氧烷樹脂分散體。耐熱達(dá)350℃。
所述導(dǎo)電碳黑主要選用的是粒徑為30-300nm之間，比表面積為250-600之間，吸油值為150-300之間的產(chǎn)品。
本發(fā)明主要選取了聚酯二元醇和聚醚二元醇分別與IPDI、HDI進(jìn)行了共聚，然后用不同的擴(kuò)鏈劑進(jìn)行了擴(kuò)鏈從而得到兩種組分。所得兩組分按一定比例混合均勻后非常符合電腦耗材領(lǐng)域的產(chǎn)品使用要求。
本發(fā)明比較具體的制備方法為A組分按照以下方法得到聚酯二元醇33～36公斤、聚四氫呋喃醚35～42公斤脫水后降溫至58℃-62℃，加入異氟爾酮二異氰酸酯62-65公斤升溫至88℃-92℃，保持?jǐn)嚢?h-3h，降溫，加入二羥甲基丙酸2.5-3公斤、1.3丁二醇23.5-24.5公斤，丙酮11-13公斤在80℃-83℃保持?jǐn)嚢?-2h，降溫，加入辛酸亞錫催化劑100g-110g、N-甲基吡咯烷酮13.5-14.5公斤、丙酮59-60公斤，在35～65℃下保持?jǐn)嚢?h-3h，然后降溫，加入三乙胺12.3公斤中和攪拌1分鐘，高速加入水500公斤，攪拌1h，然后脫出丙酮，過濾，得組分A；B組分按照以下方法得到聚醚210，60～70公斤脫水后加入六亞甲基二異氰酸酯80～88公斤，升溫至90℃±2攪拌下保溫3～4h，然后降溫，加入二羥甲基丙酸3.8～4.6公斤，二甘醇30～35公斤，丙酮40公斤在80℃±2下保持?jǐn)嚢?～3h，降溫，加入辛酸亞錫催化劑100g，丙酮80公斤，在55～65℃保持?jǐn)嚢?-3h，測NCO的含量為2％-3％時降溫在攪拌狀態(tài)下加入三乙胺8公斤中和，然后快速加入水300-500公斤，再加入三乙烯二胺6公斤進(jìn)行擴(kuò)鏈，最后脫出丙酮，得到B組分。
本發(fā)明一種更為優(yōu)選的制備方法為A組分按照以下方法得到聚酯二元醇33公斤、聚四氫呋喃醚38公斤，在120℃，-0.06mpa下脫水30分鐘，然后降溫至58℃-62℃，加入異氟爾酮二異氰酸酯62-65公斤升溫至88℃-92℃，保持?jǐn)嚢?h-3h，降溫至60℃加入二羥甲基丙酸2.5-3公斤、1.3丁二醇23.5-24.5公斤，丙酮11-13公斤在80℃-83℃左右保持?jǐn)嚢?-2h，降溫加入辛酸亞錫催化劑100g-110g、N-甲基吡咯烷酮13.5-14.5公斤，丙酮59-60公斤，在60℃下保持?jǐn)嚢?h-3h，然后降溫，加入三乙胺12.3公斤中和攪拌1分鐘，高速加入水500公斤，攪拌1h，然后60℃、真空-0.06mpa下保持?jǐn)嚢?h，脫出丙酮，過濾，得組分A；B組分按照以下方法得到聚醚210，64公斤，在120℃-0.06mpa條件下脫水0.5h，降溫至60℃，加入六亞甲基二異氰酸酯84公斤，升溫至90℃±2攪拌下保溫3h，然后降溫至40℃加入二羥甲基丙酸4.2公斤，二甘醇32公斤，丙酮40公斤在80℃±2下保持?jǐn)嚢?h，降溫至50℃，加入辛酸亞錫催化劑100g，丙酮80公斤，在60℃保持?jǐn)嚢?-3h，測NCO的含量為2％-3％時降溫在攪拌狀態(tài)下加入三乙胺8公斤中和，然后快速加入水300-500公斤，再加入三乙烯二胺6公斤進(jìn)行擴(kuò)鏈，升溫至55℃保持?jǐn)嚢?h真空-0.06mpa下脫出丙酮，得到B組分。
本發(fā)明的優(yōu)點本發(fā)明得到的產(chǎn)品在120℃不會發(fā)生回粘，不污染硒鼓，達(dá)到了電腦耗材領(lǐng)域的產(chǎn)品使用要求。
技術(shù)指標(biāo)為
具體實施例方式
實施例1A組分?jǐn)?shù)均分子量為1000的聚酯二元醇33公斤、數(shù)均分子量為1000的聚四氫呋喃醚38公斤，在120℃，-0.06MPa下脫水30分鐘，然后降溫至58℃-62℃，加入異氟爾酮二異氰酸酯62-65公斤升溫至88℃-92℃，保持?jǐn)嚢?h-3h，降溫至60℃加入二羥甲基丙酸2.5-3公斤、1.3丁二醇23.5-24.5公斤，丙酮11-13公斤在80℃-83℃左右保持?jǐn)嚢?-2h，降溫加入辛酸亞錫催化劑100g-110g、N甲基吡咯烷酮13.5-14.5公斤，丙酮59-60公斤，在60℃下保持?jǐn)嚢?h-3h，然后降溫，加入三乙胺12.3公斤中和攪拌1分鐘，高速加入水500公斤，攪拌1h，然后60℃、真空-0.06MPa下保持?jǐn)嚢?h，脫出丙酮，過濾，得組分A。
B組分聚醚210，64公斤，在120℃、-0.06MPa條件下脫水0.5h，降溫至60℃，加入六亞甲基二異氰酸酯84公斤，升溫至90℃±2攪拌下保溫3h，然后降溫至40℃加入二羥甲基丙酸4.2公斤，二甘醇32公斤，丙酮40公斤在80℃±2下保持?jǐn)嚢?h，降溫至50℃，加入有機(jī)錫催化劑100g，丙酮80公斤，在60℃保持?jǐn)嚢?-3h，測NCO的含量為2％-3％時降溫在攪拌狀態(tài)下加入三乙胺8公斤中和，然后快速加入水300-500公斤，再加入三乙烯二胺6公斤進(jìn)行擴(kuò)鏈，升溫至55℃保持?jǐn)嚢?h真空-0.06MPa下脫出丙酮，得到B產(chǎn)品。
助劑中的各成分可以選擇常規(guī)的市售化學(xué)產(chǎn)品，如德國迪高公司生產(chǎn)的流平劑410(聚硅氧烷-聚醚共聚乳液)、消泡劑805(聚硅氧烷-聚醚共聚乳液)、潤濕劑245(聚硅氧烷-聚醚共聚物)、分散劑760(含高顏料親合性基團(tuán)的改性聚合物水溶液)。本發(fā)明保護(hù)范圍不受這些產(chǎn)品限制。
操作方法將取A組分?jǐn)嚢柘录尤隑組分，攪拌10分鐘后加入水性聚四氟乙烯和水性耐高溫有機(jī)硅樹脂(非離子型苯基甲基聚硅氧烷樹脂分散體)，攪拌10分鐘，加入導(dǎo)電碳黑、助劑，攪拌30分鐘，研磨機(jī)研磨2-3遍，后再攪拌10分鐘，靜止、過濾、裝桶。
技術(shù)指標(biāo)
A、B組分中的制備原料雖然有的量采用了一個范圍，但都適合，對結(jié)果影響不大。
實施例2將實施例1中的導(dǎo)電碳黑調(diào)整為5％，A為58％，B為28％。助劑采用消泡劑0.6％、流平劑0.1％。水性聚四氟乙烯6.3％。其它操作方法不變。結(jié)果電阻率為105Ω，其它指標(biāo)基本無變化。
實施例3實施例1中聚酯二元醇的數(shù)均分子量為2000，聚四氫呋喃醚數(shù)均分子量為2000。
將實施例1中的A調(diào)整為30％，B調(diào)整為60％，水性有機(jī)硅耐高溫樹脂4％，不用助劑，其它不變。則電阻率為109Ω，柔韌性為0.05不斷裂，耐磨為0.0068g，基本不變。
實施例4將實施例1中的A調(diào)整為28％，B調(diào)整為58％，導(dǎo)電碳黑調(diào)整為5％，則電阻率為105Ω，其它指標(biāo)與實施例3相同。
實施例5將實施例1中的A調(diào)整為40％，B調(diào)整為50％，聚四氟乙烯調(diào)整為4％，有機(jī)硅樹脂5％，導(dǎo)電碳黑1％。則耐磨性為0.0079g，其它指標(biāo)與實施例3相同。
權(quán)利要求
1.一種水性聚氨酯氟硅改性高分子導(dǎo)電乳液，其特征在于由A、B兩組分按照一定比例混合而成，所述A組分按照以下方法得到數(shù)均分子量為1000-2000的聚酯二元醇和數(shù)均分子量為1000-2000的聚四氫呋喃醚二醇脫水后與異氟爾酮二異氰酸酯在88～92℃下進(jìn)行共聚反應(yīng)，當(dāng)聚合物NCO的質(zhì)量百分比達(dá)到12-15％后加入二羥甲基丙酸和1.3-丁二醇在80～83℃進(jìn)行擴(kuò)鏈反應(yīng)，然后加入氮甲基吡咯烷酮、有機(jī)錫催化劑、丙酮在55～65℃下反應(yīng)至NCO質(zhì)量含量達(dá)到2-3％，然后加入三乙胺中和，加入水分散，脫出丙酮，獲得A組分；所述B組分按照以下方法得到聚醚210脫水后與六亞甲基二異氰酸酯在88～92℃下進(jìn)行共聚反應(yīng)，然后與二羥甲基丙酸、一縮二乙二醇、丙酮在78～82℃下反應(yīng)1-2小時，然后加入有機(jī)錫催化劑、丙酮反應(yīng)至NCO質(zhì)量含量達(dá)到2-3％，用三乙胺中和，加水分散，再加三乙烯二胺擴(kuò)鏈反應(yīng)，脫丙酮得B組分；將A、B組分混合，加入聚四氟乙烯、有機(jī)硅樹脂、導(dǎo)電碳黑、助劑，進(jìn)行攪拌、研磨、過濾得到不同導(dǎo)電率的水性聚氨酯氟硅改性高分子導(dǎo)電乳液，其中以重量百分?jǐn)?shù)計，A組分占30～60％、B組分占30～60％、聚四氟乙烯3～7％、有機(jī)硅樹脂1～5％、導(dǎo)電碳黑1～5％、助劑0～2％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水性聚氨酯氟硅改性高分子導(dǎo)電乳液，其特征在于所述助劑為流平劑、分散劑、消泡劑或潤濕劑中的一種或多種。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的水性聚氨酯氟硅改性高分子導(dǎo)電乳液，其特征在于所述各助劑所占的重量百分?jǐn)?shù)分別為，流平劑0.1～0.2％、分散劑0.5～0.6％、消泡劑0.6～0.8％、潤濕劑0.3～0.4％。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水性聚氨酯氟硅改性高分子導(dǎo)電乳液，其特征在于所述A組分按照以下方法得到聚酯二元醇33～36公斤、聚四氫呋喃醚35～42公斤脫水后降溫至58℃-62℃，加入異氟爾酮二異氰酸酯62-65公斤升溫至88℃-92℃，保持?jǐn)嚢?h-3h，降溫，加入二羥甲基丙酸2.5-3公斤、1.3丁二醇23.5-24.5公斤，丙酮11-13公斤在80℃-83℃保持?jǐn)嚢?-2h，降溫，加入辛酸亞錫催化劑100g-110g、N-甲基吡咯烷酮13.5-14.5公斤、丙酮59-60公斤，在35～65℃下保持?jǐn)嚢?h-3h，然后降溫，加入三乙胺12.3公斤中和攪拌1分鐘，高速加入水500公斤，攪拌1h，然后脫出丙酮，過濾，得組分A；所述B組分按照以下方法得到聚醚210，60～70公斤脫水后加入六亞甲基二異氰酸酯80～88公斤，升溫至90℃±2攪拌下保溫3～4h，然后降溫，加入二羥甲基丙酸3.8～4.6公斤，二甘醇30～35公斤，丙酮40公斤在80℃±2下保持?jǐn)嚢?～3h，降溫，加入辛酸亞錫催化劑100g，丙酮80公斤，在55～65℃保持?jǐn)嚢?-3h，測NCO的含量為2％-3％時降溫在攪拌狀態(tài)下加入三乙胺8公斤中和，然后快速加入水300-500公斤，再加入三乙烯二胺6公斤進(jìn)行擴(kuò)鏈，最后脫出丙酮，得到B組分。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水性聚氨酯氟硅改性高分子導(dǎo)電乳液，其特征在于所述A組分按照以下方法得到聚酯二元醇33公斤、聚四氫呋喃醚38公斤，在120℃，-0.06mpa下脫水30分鐘，然后降溫至58℃-62℃，加入異氟爾酮二異氰酸酯62-65公斤升溫至88℃-92℃，保持?jǐn)嚢?h-3h，降溫至60℃加入二羥甲基丙酸2.5-3公斤、1.3丁二醇23.5-24.5公斤，丙酮11-13公斤在80℃-83℃左右保持?jǐn)嚢?-2h，降溫加入辛酸亞錫催化劑100g-110g、N-甲基吡咯烷酮13.5-14.5公斤，丙酮59-60公斤，在60℃下保持?jǐn)嚢?h-3h，然后降溫，加入三乙胺12.3公斤中和攪拌1分鐘，高速加入水500公斤，攪拌1h，然后60℃、真空-0.06mpa下保持?jǐn)嚢?h，脫出丙酮，過濾，得組分A；所述B組分按照以下方法得到聚醚210，64公斤，在120℃-0.06mpa條件下脫水0.5h，降溫至60℃，加入六亞甲基二異氰酸酯84公斤，升溫至90℃±2攪拌下保溫3h，然后降溫至40℃加入二羥甲基丙酸4.2公斤，二甘醇32公斤，丙酮40公斤在80℃±2下保持?jǐn)嚢?h，降溫至50℃，加入辛酸亞錫催化劑100g，丙酮80公斤，在60℃保持?jǐn)嚢?-3h，測NCO的含量為2％-3％時降溫在攪拌狀態(tài)下加入三乙胺8公斤中和，然后快速加入水300-500公斤，再加入三乙烯二胺6公斤進(jìn)行擴(kuò)鏈，升溫至55℃保持?jǐn)嚢?h真空-0.06mpa下脫出丙酮，得到B組分。
全文摘要
本發(fā)明水性聚氨酯氟硅改性高分子導(dǎo)電乳液主要選取了聚酯二元醇和聚醚二元醇分別與IPDI、HDI進(jìn)行了共聚，然后用不同的擴(kuò)鏈劑進(jìn)行了擴(kuò)鏈從而得到兩種組分(A、B組分)。所得兩組分按一定比例混合均勻后加入聚四氟乙烯、有機(jī)硅樹脂、導(dǎo)電炭黑、助劑，進(jìn)行攪拌、研磨、過濾得到不同導(dǎo)電率的水性聚氨酯氟硅改性高分子導(dǎo)電乳液，產(chǎn)品在120℃不會發(fā)生回粘，不污染硒鼓，達(dá)到了電腦耗材領(lǐng)域的產(chǎn)品使用要求。
文檔編號C08L27/00GK1970626SQ20061006995
公開日2007年5月30日 申請日期2006年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月1日
發(fā)明者董其興 申請人:淄博奧德美高分子材料有限公司