本發(fā)明屬于激光打印機(jī)、復(fù)印機(jī)墨粉領(lǐng)域。具體地，涉及一種防粘定影的聚合物及其在物理法墨粉中的應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、目前，激光打印機(jī)和靜電復(fù)印機(jī)是辦公自動(dòng)化的主要設(shè)備，設(shè)備通過充電、曝光、顯影、轉(zhuǎn)印過程將圖像轉(zhuǎn)移到轉(zhuǎn)印介質(zhì)上，然后定影在轉(zhuǎn)印介質(zhì)上。設(shè)備的定影過程主要使用加熱輥定影方法或膜定影方法完成。上述兩種定影方法中，墨粉都以熔融狀態(tài)與定影輥或定影膜接觸，容易粘附在定影輥或定影膜表面，出現(xiàn)稿面污染，因此防粘定影是墨粉非常重要的性能。此外，近年來對(duì)節(jié)能和高打印速度的要求越來越高，低溫定影墨粉是未來的發(fā)展趨勢。而實(shí)現(xiàn)低溫定影通常需要降低樹脂的軟化點(diǎn)，當(dāng)軟化點(diǎn)較低時(shí)更容易出現(xiàn)粘定影問題。因此，更加需要對(duì)墨粉的防粘定影性進(jìn)行改進(jìn)，以滿足市場需求。

2、傳統(tǒng)物理墨粉由粘結(jié)樹脂、著色劑、荷電控制劑、外添加劑等成分組成。為了改善物理法墨粉的防粘定影性，目前主要有三種方法，一是調(diào)整蠟的種類和用量（如cn113376981a）。二是調(diào)整粘結(jié)樹脂的分子量和分子量分布至特定范圍（如cn104204959a和cn103998990a）。三是配合使用含有交聯(lián)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的樹脂（如cn1782890a）。但是，通過蠟調(diào)整時(shí)，蠟用量大會(huì)影響墨粉的起電和帶電性能，加重對(duì)顯影組件和載體的污染或粘附。調(diào)整樹脂的分子量和分子量分布有時(shí)很難達(dá)到定影和粘定影的平衡，并且因?yàn)楝F(xiàn)有樹脂種類限制，有時(shí)不能滿足使用要求。使用含交聯(lián)結(jié)構(gòu)的樹脂時(shí)，不易混煉均勻，影響墨粉的防粘定影性和其它物料的混合均勻性。因此，物理法墨粉的防粘定影性仍有進(jìn)一步改進(jìn)的空間。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種防粘定影的聚合物及其在墨粉中的應(yīng)用，以解決物理法墨粉的粘定影問題。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下。

3、第一方面，本發(fā)明提供一種聚合物，具有如式i所示的結(jié)構(gòu)通式：

4、

5、式i中：

6、o=c=n-r1-n=c=o為芳香族二異氰酸酯或脂肪族二異氰酸酯；其中r1為、、、、、、、、、及以上單體改性、衍生物中的一種或多種；優(yōu)選芳香族二異氰酸酯；

7、ho-r2-oh為聚醚二元醇或聚酯二元醇；其中r2為聚丙醚、聚乙醚、聚四亞甲基醚、四氫呋喃-環(huán)氧丙烷共聚醚、聚己二酸乙二醇酯、聚己二酸丁二醇酯、聚己二酸新戊二醇酯、聚ε-己內(nèi)酯、聚碳酸酯及以上改性、衍生物中的一種或多種；優(yōu)選聚酯二元醇；進(jìn)一步優(yōu)選無側(cè)鏈的、結(jié)構(gòu)對(duì)稱的聚酯二元醇；

8、ho-r3-oh為小分子二醇擴(kuò)鏈劑；其中r3為、、、、、、、中的一種或多種；

9、ho-r4-nh2為醇胺；其中r4為、、中的一種或多種。

10、本發(fā)明所述的聚合物分子鏈同一端含有兩個(gè)基團(tuán)，具有較高的內(nèi)聚強(qiáng)度，同時(shí)所述聚合物在物理法墨粉的混煉中段加入后，可與粘結(jié)樹脂形成均勻的網(wǎng)狀交聯(lián)結(jié)構(gòu)，降低墨粉的熔融指數(shù)，使彈性模量增大，損耗角正切變小，內(nèi)聚力增強(qiáng)。通過自身內(nèi)聚力和墨粉各組分內(nèi)聚力的協(xié)調(diào)作用，可有效解決物理法墨粉粘定影問題。此外，含有所述聚合物的墨粉的對(duì)帶電影響小，不加重對(duì)顯影組件和載體的污染；所述聚合物結(jié)構(gòu)易于調(diào)整設(shè)計(jì)，適用范圍廣。

11、所述聚合物具有如下指標(biāo)：

12、斷裂伸長率>50%；

13、拉伸強(qiáng)度>1mpa；

14、硬段含量范圍為30%~60%；

15、環(huán)氧值>0.03mol/100g；

16、軟化點(diǎn)<180℃；

17、軟化點(diǎn)起始溫度<150℃；

18、熔融指數(shù)>10g/10min。

19、第二方面，本發(fā)明提供所述的聚合物的制備方法，包括如下步驟：

20、s1、環(huán)氧氯丙烷與醇胺反應(yīng)，生成中間產(chǎn)物二氯丙醇醇胺；所得中間產(chǎn)物在堿催化作用下反應(yīng)得到二縮水甘油醇胺類雙環(huán)氧功能單體；

21、s2、大分子二元醇與二異氰酸酯反應(yīng)，生成端異氰酸酯基預(yù)聚物；所得端異氰酸酯基預(yù)聚物與擴(kuò)鏈劑、步驟s1得到的二縮水甘油醇胺類雙環(huán)氧功能單體反應(yīng)，得到所述的聚合物。

22、步驟s1的合成路線如下：

23、

24、步驟s2的合成路線如下：

25、

26、所述聚合物的制備方法中，步驟s1中所述醇胺選自乙醇胺、異丙醇胺、二甘醇胺中的一種或多種。

27、所述聚合物的制備方法的步驟s1中，所述環(huán)氧氯丙烷與所述醇胺的摩爾比為1：（0.3-0.6）。

28、所述堿選自naoh、koh、ba（oh）2和ca（oh）2中的一種。

29、步驟s1按照下述操作進(jìn)行：將環(huán)氧氯丙烷加入反應(yīng)釜中，控制溫度為0-10℃，攪拌5-15min后滴加醇胺，保溫2-3h，常溫反應(yīng)4-6h；反應(yīng)結(jié)束后減壓蒸餾，繼續(xù)加入醇，攪拌，控制溫度為0-10℃，滴加堿的水溶液，保溫2-3h，反應(yīng)結(jié)束后過濾、旋蒸，得到二縮水甘油醇胺類雙環(huán)氧功能單體；

30、其中，所述醇選自甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇中的一種或多種。

31、所述堿的水溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%-50%；優(yōu)選為25%。

32、所述堿與所述環(huán)氧氯丙烷的摩爾比為（0.8-1.2）：1。

33、所述聚合物的制備方法中，步驟s2中所述大分子二元醇選自聚丙二醇、聚乙二醇、聚四亞甲基二醇、四氫呋喃-環(huán)氧丙烷共聚醚二醇、聚己二酸乙二醇酯、聚己二酸丁二醇酯二醇、聚己二酸新戊二醇酯二醇、聚ε-己內(nèi)酯二醇、聚碳酸酯二醇及以上改性、衍生物中的一種或多種。

34、所述聚合物的制備方法中，步驟s2中所述二異氰酸酯選自2,4-甲苯二異氰酸酯、2,6-甲苯二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯、1,5-萘二異氰酸酯、對(duì)苯二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、苯二亞甲基二異氰酸酯、3,3'-二甲基-4,4'-聯(lián)苯二異氰酸酯、3,3'-二甲基-4,4'-二苯基甲烷二異氰酸酯中的一種或多種。

35、所述聚合物的制備方法中，步驟s2中所述擴(kuò)鏈劑選自1,4-丁二醇、乙二醇、丙二醇、甲基丙二醇、1,6-己二醇、二乙二醇、新戊二醇、1,4-環(huán)己二醇中的一種或多種。

36、所述聚合物的制備方法中，步驟s2中所述二異氰酸酯與所述大分子二元醇、所述擴(kuò)鏈劑、所述二縮水甘油醇胺類雙環(huán)氧功能單體的摩爾比為1：（0.25-0.75）：（0.25-0.75）：（0.15-0.75）。

37、步驟s2按照下述操作進(jìn)行：將大分子二元醇放入反應(yīng)容器中，水浴升溫至80℃-120℃，待大分子二元醇熔化后，真空脫水1-2h，降溫加入二異氰酸酯，升溫80℃-140℃，保溫1-2小時(shí)，加入擴(kuò)鏈劑，反應(yīng)10-30min；滴加步驟s1得到的二縮水甘油醇胺類雙環(huán)氧功能單體，直至-nco完全反應(yīng)，得到所述的聚合物。

38、第三方面，本發(fā)明提供一種墨粉，包括上述防粘定影的聚合物。

39、所述墨粉包括如下重量份的組分：粘結(jié)樹脂100份、上述防粘定影的聚合物1~8份、顏料3~8份或磁粉30~120份、蠟2~10份、電荷控制劑0.5~3.0份、外添加劑0.5~5.8份。

40、所述粘結(jié)樹脂選自苯丙樹脂、聚酯樹脂、苯丙-聚酯共聚樹脂中至少一種。

41、所述粘結(jié)樹脂的酸值為5mg-50mg?koh/g，軟化點(diǎn)范圍為60℃-220℃。

42、所述墨粉為磁性墨粉，以磁粉作為著色劑；所述墨粉為非磁性粉，以顏料作為著色劑。

43、所述外添加劑可選自墨粉常用的外添加劑。外添加劑在墨粉中起到提高墨粉的流動(dòng)性，促進(jìn)墨粉均勻帶電的作用，常用的外添加劑主要是經(jīng)過疏水化處理后的無機(jī)氧化物顆粒，其性能特征直接影響墨粉的帶電性，環(huán)境穩(wěn)定性等，是墨粉的重要組成部分。在本發(fā)明中，外添加劑選自金屬氧化物，如二氧化鈦、氧化鋁、氧化鋅、鈦酸鍶、氧化鈰等，或無機(jī)細(xì)顆粒，如二氧化硅、碳化硅、碳酸鈣等；以及一些具有潤滑性的粉末，如氟樹脂粉末、硬脂酸鹽類粉末，或聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、硬脂酸鈣、硬脂酸鎂、硬脂酸鋅和硬脂酸鋇等。優(yōu)選在外添加劑經(jīng)過疏水化處理之后使用。

44、本發(fā)明根據(jù)設(shè)備的定影溫度和所述粘結(jié)樹脂的軟化點(diǎn)，通過調(diào)整聚合物的用量和/或環(huán)氧值使所述墨粉在定影溫度下的彈性模量e'（t）和損耗角正切tanδ（t）滿足以下條件：500pa＜e'（t）＜4000pa，0.05＜tanδ（t）＜0.6；

45、調(diào)整方式如下：

46、（1）設(shè)備定影溫度小于170℃時(shí)，優(yōu)選軟化點(diǎn)小于130℃的粘結(jié)樹脂；隨著設(shè)備打印速度提高，優(yōu)選更低軟化點(diǎn)的粘結(jié)樹脂；若設(shè)備定影溫度與所述粘結(jié)樹脂的軟化點(diǎn)差值大于40℃，優(yōu)選環(huán)氧值大于0.05mol/100g的聚合物且提高聚合物的用量至所述粘結(jié)樹脂質(zhì)量的1%-8%；若設(shè)備定影溫度與粘結(jié)樹脂的軟化點(diǎn)差值小于40℃，選擇環(huán)氧值大于0.05mol/100g的聚合物或?qū)⑵溆昧刻岣咧了稣辰Y(jié)樹脂質(zhì)量的1%-8%；

47、（2）設(shè)備定影溫度大于170℃時(shí)，優(yōu)選軟化點(diǎn)大于120℃的粘結(jié)樹脂；隨著設(shè)備打印速度提高，優(yōu)選環(huán)氧值大于0.08mol/100g的聚合物，其用量為所述粘結(jié)樹脂質(zhì)量的1%-3%。

48、第四方面，本發(fā)明提供所述墨粉的制備方法，包括如下步驟：

49、步驟1、將除所述聚合物以外的其它組分混合，混煉；在混煉中段加入所述聚合物；

50、步驟2、將步驟1得到的物料壓延冷卻形成片料，粉碎分級(jí)，得到體積d50在6~12μm的分級(jí)品；加入外添加劑，得到改進(jìn)的所述墨粉。

51、步驟1中，在混料中段加入防粘定影聚合物，能使墨粉熔融指數(shù)下降20%-80%。所述混煉的轉(zhuǎn)速控制在100r/min-500r/min；所述混煉的溫度控制程序：初段料溫溫度為60℃-90℃，中段料溫溫度為90℃-140℃，后段料溫溫度為140℃-190℃。

52、步驟2中，所述外添加劑加入后，在尖端線速度28~45m/s的高混強(qiáng)度下攪拌2~5min后，得到改進(jìn)墨粉。

53、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明取得的有益效果是：

54、（1）本發(fā)明提供的防粘定影的聚合物的分子鏈同一端含有兩個(gè)環(huán)氧基團(tuán)，使其本身具有較高的內(nèi)聚強(qiáng)度；同時(shí)該聚合物加入墨粉混料中段后，可與墨粉中粘結(jié)樹脂形成均勻的網(wǎng)狀交聯(lián)結(jié)構(gòu)，降低墨粉的熔融指數(shù)，使其彈性模量增大，損耗角正切變小，提高墨粉的內(nèi)聚強(qiáng)度；通過以上兩方面的協(xié)同效應(yīng)，顯著條墨粉的防粘定影性能，有效解決墨粉粘定影問題。

55、（2）本發(fā)明提供的防粘定影的聚合物對(duì)墨粉的帶電性能影響較小，不會(huì)加重對(duì)顯影組件和載體的污染。

56、（3）本發(fā)明提供的防粘定影聚合物可根據(jù)使用要求，調(diào)整其環(huán)氧值、軟硬段比例等指標(biāo)或調(diào)整其在墨粉中的添加量，可見該聚合物結(jié)構(gòu)易于調(diào)整設(shè)計(jì)，適用性更廣。