一种聚氨酯改性聚酯树脂调色剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种聚氨酯改性聚酯树脂调色剂及其制备方法，制备方法包括：将聚酯树脂、异氰酸酯基化合物和多元醇溶解于良溶剂中，制得聚氨酯改性树脂溶液，往聚氨酯改性树脂溶液中依次加入表面活性剂和离子交换水，去除良溶剂后制得纳米级树脂微粒乳液，将纳米级树脂微粒乳液与颜料乳液和蜡乳液通过共絮凝作用，即得。本发明专利技术通过对聚酯树脂、具有结晶特性的多元醇，异氰酸酯基化合物共聚后形成嵌段结构的粘结树脂，兼顾了调色剂的低温定影特性，同时通过引入聚氨酯结构，提高了调色剂打印过程中对机械冲击的耐热偏移性，提高了调色剂在运输过程中的稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种聚氨酯改性聚酯树脂调色剂及其制备方法
本专利技术属于墨粉调色剂领域，涉及用于静电荷图像显影用调色剂的制备方法，更具体的，涉及一种聚氨酯改性聚酯树脂调色剂及其制备方法。
技术介绍
近年来，随着最新一代复印机速度的提高，对具有优异低温定影性能的电子复印用调色剂树脂的需求越来越大。现代调色剂树脂要求在更低工作温度下运行，削减对定影装置施加的热量，以达到高速化、节能化和小型化打印的目的。因此，必须降低调色剂的玻璃化转变点，以使得调色剂实现低温定影。为获得这些效果，聚酯树脂被广泛用于调色剂制备中，如CN200710166710.1和US8715897等，通过引入结晶性聚酯嵌段和无定形聚酯用作粘结剂，从而同时实现耐热贮存性和低温定影性。然而，由于聚酯树脂自身的强度低缺陷，其在熔点时急剧软化导致弹性不足，极易引起热偏移问题；同时，调色剂在电子照相设备内会受到各种冲击。例如，受到输送螺旋件产生的冲击、限制刮板和清洁装置内的刮板中的压力。此类冲击而产生调色剂的变形、裂纹和缺口时会引起限制刮板的污染、感光体上的成膜，从而导致图像上易于产生条纹、白斑等的图像缺陷。在运输和保存过程中，高温及挤压过程也会导致调色剂颗粒结块等问题。聚氨酯树脂具有良好物理力学性能，而且有较全面的耐化学药品性，特别是硬度大，强度高，弹性好以及耐候性，因此其市场和应用领域不断扩大，发展迅速。由于聚氨酯原料的选择范围宽，其中聚醚、聚酯类软段具有较低的玻璃化转变温度，因而低温使用范围更广；而聚醚或聚酯软段的规整度都能提高其结晶度，因而在打印碳粉中可以兼顾低温定影和保存性。异氰酸酯结构由于其庞大的体积可以引起较大的链间位阻，使打印粉有一定的热稳定性。除此之外，聚氨酯的主链中含有氨基甲酸酯基结构有较好的起电效果，其在打印过程中保证了碳粉稳定的带电量。因此，通过对聚酯树脂中引入聚氨酯结构，是可以达到最新一代复印机调色剂兼顾低温定影和保存性的要求的。该结构聚酯可以提高调色剂对于机械冲击的耐热偏移性，有效的降低调色剂在电子设备内冲击导致的结块、堵塞等问题，从而可以提高输出图像时的储存稳定性。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种聚氨酯改性聚酯树脂调色剂及其制备方法，通过对聚酯树脂、具有结晶特性的多元醇，异氰酸酯基化合物共聚后形成嵌段结构的粘结树脂，兼顾了调色剂的低温定影特性，同时通过引入聚氨酯结构，提高了调色剂打印过程中对机械冲击的耐热偏移性，提高了调色剂在运输过程中的稳定性。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：一种聚氨酯改性聚酯树脂调色剂的制备方法，包括：S1、将聚酯树脂、异氰酸酯基化合物和多元醇溶解于良溶剂中，制得聚氨酯改性树脂溶液，其中，所述聚酯树脂的重均分子量和羟值分别为5000-30000和2-10mgKOH/g，所述多元醇为分子量500-2000且具有结晶性能的多元醇，所述聚氨酯改性树脂中异氰酸酯基总数与羟基的摩尔比为0.8-1.2：1；S2、将步骤S1中制得的聚氨酯改性树脂溶液中依次加入表面活性剂和离子交换水，随后去除良溶剂，制得纳米级树脂微粒乳液；S3、将步骤S2中制得的纳米级树脂微粒乳液与颜料乳液和蜡乳液通过共絮凝作用，制得聚氨酯改性聚酯树脂调色剂。上述聚酯树脂可以是通过醇单体与羧酸单体的缩聚而提供的聚酯树脂。作为上述聚酯树脂的制造方法，没有特别限制，可以利用使酸成分和醇成分进行反应的一般的聚酯聚合法来制造，例如根据单体的种类而分别使用直接缩聚、酯交换法来制造。上述聚酯树脂的制造优选以聚合温度180℃以上且250℃以下进行，具体的根据需要对反应体系内采用减压、去除缩合时产生的副产物水、醇得到一定分子量的聚酯树脂。单体在反应温度下不溶解或不相容时，优选将高沸点的溶剂作为溶解辅助剂加入并溶解。缩聚反应中，一边馏去溶解辅助溶剂，同时一边进行。共聚反应中，存在相容性差的单体时，优选预先使相容性差的单体、预计与该单体缩聚的酸或醇缩合后，与主要成分一起进行缩聚。具体的，醇单体可以示例为以下单体：对双酚A的氧化烯加合物，例如，聚氧丙烯(2.2)-2，2-双(4-羟基苯基)丙烷、聚氧丙烯(3.3)-2，2-双(4-羟基苯基)丙烷、聚氧乙烯(2.0)-2，2-双(4-羟基苯基)丙烷、聚氧丙烯(2.0)-聚氧乙烯(2.0)-2，2-双(4-羟基苯基)丙烷和聚氧丙烯(6)-2，2-双(4-羟基苯基)丙烷；以及乙二醇、二甘醇、三甘醇、1，2-丙二醇、1，3-丙二醇、1，4-丁二醇、新戊二醇、1，4-丁烯二醇、1，5-戊二醇、1，6-己二醇、1，4-环己烷二甲醇、二丙二醇、聚乙二醇、聚丙二醇、聚丁二醇、双酚A、氢化双酚A、山梨糖醇、1，2，3，6-己四醇(hexanetetrol)、1，4-脱水山梨糖醇、季戊四醇、二季戊四醇、三季戊四醇、1，2，4-丁三醇、1，2，5-戊三醇、甘油、2-甲基丙三醇、2-甲基-1，2，4-丁三醇、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷和1，3，5-三羟基甲基苯。具体的，羧酸单体可以示例为以下单体：芳香族二羧酸，如邻苯二甲酸、间苯二甲酸和对苯二甲酸，以及它们的酸酐；烷基二羧酸，如琥珀酸、己二酸、癸二酸和壬二酸，以及它们的酸酐；由C6-18烷基或烯基取代的琥珀酸及其酸酐；不饱和二羧酸，例如，富马酸、马来酸，以及它们的酸酐。除了上述之外还可使用以下单体：多元羧酸如偏苯三酸、苯均四酸和二苯甲酮四羧酸，和它们的酸酐。在上述之中特别优选的是其中二元醇单体组分为由双酚衍生物和酸单体组分为由二元以上羧酸或其酸酐或其低级烷基酯构成的羧酸组分(例如，富马酸、马来酸、马来酸酐、邻苯二甲酸、对苯二甲酸、偏苯三酸和苯均四酸)的聚酯单元组分的缩聚提供的树脂。作为上述聚酯树脂的制造中能够使用的催化剂，例如可以举出以下物质，四乙醇钛、四丙醇钛、四异丙醇钛、四丁醇钛这样的钛催化剂；二丁基二氯化锡、二丁基氧化锡、二苯基氧化锡这样的锡催化剂。作为上述聚酯树脂的制造中，所述的二元醇的羟基[OH]和多元酸的羧基[COOH]之间的当量比[OH]/[COOH]，多元醇(PO)和多元羧酸(PC)之间的比例通常为2/1-1/1，优选1.5/1-1/1，更优选1.3/1-1.02/1。本专利技术所用聚酯树脂的羟基值为10mgKOH/g或更小，则随后的氨酯化过程中聚酯与多异氰酸酯反应分子量增长有限，从而使得所述聚酯可以保持其较低分子量，因此有助于提高低温定影性。如果聚酯羟值高于10mgKOH/g，则易导致与多异氰酸酯反应分子量增长过高，则低温定影性能变差。本专利技术所用聚酯树脂的重均分子量为5000-30000g/mol。当分子量低于5000时，聚酯分子量小，韧性不足，不容易伸长，调色剂弹性低，导致抗热偏移性恶化。当分子量大于30000时，聚酯不易溶解于良溶剂中，难以于异氰酸酯反应。同时，制备的聚氨酯改性聚酯难以在水中形成纳米级乳液，制备的调色剂低温定影恶化。上述异氰酸酯基化合物可以包括芳族二异氰酸酯和脂芳族二异氰酸酯。芳族二异氰酸酯，可以示例为：1，3-亚苯基二异氰酸酯、1，4-亚苯基二异氰酸酯、1，5-亚萘基二异氰酸酯、2，4-甲苯二异氰酸酯、2，6-甲苯二异氰酸酯(TDI)、2，4′-二苯甲烷二异氰酸酯和4，4′-二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)。脂肪族二异氰酸酯的实例如下：亚乙基二本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种聚氨酯改性聚酯树脂调色剂的制备方法，其特征在于，包括：S1、将聚酯树脂、异氰酸酯基化合物和多元醇溶解于良溶剂中，制得聚氨酯改性树脂溶液，其中，所述聚酯树脂的重均分子量和羟值分别为5000‑30000和2‑10mgKOH/g，所述多元醇为分子量500‑2000且具有结晶性能的多元醇，所述聚氨酯改性树脂中异氰酸酯基总数与羟基的摩尔比为0.8‑1.2：1；S2、将步骤S1中制得的聚氨酯改性树脂溶液中依次加入表面活性剂和离子交换水，随后去除良溶剂，制得纳米级树脂微粒乳液；S3、将步骤S2中制得的纳米级树脂微粒乳液与颜料乳液和蜡乳液通过共絮凝作用，制得聚氨酯改性聚酯树脂调色剂。

【技术特征摘要】
1.一种聚氨酯改性聚酯树脂调色剂的制备方法，其特征在于，包括：S1、将聚酯树脂、异氰酸酯基化合物和多元醇溶解于良溶剂中，制得聚氨酯改性树脂溶液，其中，所述聚酯树脂的重均分子量和羟值分别为5000-30000和2-10mgKOH/g，所述多元醇为分子量500-2000且具有结晶性能的多元醇，所述聚氨酯改性树脂中异氰酸酯基总数与羟基的摩尔比为0.8-1.2：1；S2、将步骤S1中制得的聚氨酯改性树脂溶液中依次加入表面活性剂和离子交换水，随后去除良溶剂，制得纳米级树脂微粒乳液；S3、将步骤S2中制得的纳米级树脂微粒乳液与颜料乳液和蜡乳液通过共絮凝作用，制得聚氨酯改性聚酯树脂调色剂。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述聚氨酯改性树脂中，所述聚酯树脂的含量不少于50wt％，且所述多元醇的含量为10-20wt％。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述聚酯树脂、所述异氰酸酯基化合物和所述多元醇的加入量质量比为(70-100):(4-6):(15-24)。4.根据权利要求1-...

【专利技术属性】
技术研发人员：李小龙，肖桂林，李清涛，朱顺全，
申请(专利权)人：湖北鼎龙控股股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42