一种阳离子化二氧化硅分散体的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种阳离子化二氧化硅分散体的制备方法，通过使用三价铝化合物将二氧化硅分散于溶液中，形成预分散体，然后采用至少一种氨基有机硅烷将二氧化硅的表面改性，形成阳离子化二氧化硅分散体。根据本发明专利技术的分散方法，阳离子化二氧化硅分散体的制备得到简化，并且，在很宽的ｐＨ值范围内，显示出很好的存储稳定性。此外，本发明专利技术涉及在吸墨层中包含这种阳离子化二氧化硅分散体的喷墨打印用记录介质。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，特别涉及一种能应用在喷 墨打印记录介质的吸墨层中的阳离子化二氧化硅分散体的制备方法。
技术介绍
随着电脑多媒体时代的到来，高分辨率数码相机，桌面喷墨打印机，以及高品质的 照片打印机大规模地走进现代办公和家庭中。这就促使打印介质市场得以快速的成长和发 展。特别当喷墨打印的品质越来越高，打印的图像足以与传统照片相媲美的时候，照片打印 成了实实在在的用户需求，以喷墨方式输出照片已部分取代了传统照片的冲印方式。这样 的技术与需求间的良性互动不仅促进了整个市场的健康发展，厂商也在其中获得了更为充 足的发展空间。在介质技术发展方面，喷墨打印介质的涂层结构经历了膨润型、孔隙型、铸涂型、 微孔型结构四个发展阶段，铸涂型和微孔型结构是近年来快速发展的涂层技术，在照片领 域喷墨输出以取代传统银盐相纸为追求目标，微孔型介质最为接近照片输出的效果。微孔型结构采用RC纸基、聚酯薄膜作为基材，吸墨层厚度基于二氧化硅体系的为 20-30um，基于氧化铝体系的为35-40um，吸墨层中含大量纳米级的无机颗粒，颗粒是如此之 小，乃至于它们小于可见光波波长的二分之一而变得透明。微孔型介质保持了银盐相纸的 光泽和平滑度，吸墨层呈现出能接受油墨的类似蜂巢的孔，因此在吸墨速度和防水之间没 有基本冲突。微孔型吸墨层能达到很高的吸墨速度，基本瞬间干燥，涂层表面高度平整，因 此墨点的点增益和清晰度能精确控制，画质质量最接近传统银盐相纸的水平。微孔型介质一般采用亚微米级的氧化铝或气相法二氧化硅分散液作为无机颜料， 分散粒径D50仅为ieOnm左右甚至更小，加入高分子聚合物后，在成膜过程中形成极细微的 无机_有机复合微粒。在扫描电子显微镜下，可观察到大量微孔和亚微孔组成的孔隙，这些 孔隙多为连通孔，由于这些孔隙小于人眼分辨能力，视觉上呈现连续高光亮的光泽。而膨润 型为平整连续的聚合物薄膜，在20000倍扫描电子显微镜下的显微形态截然不同。美国专利号为US 4780356描述了由水溶性胶粘剂比如聚乙烯醇粘接的多孔二氧 化硅构成的施胶层。颗粒的孔隙体积是0.05-3.00沈/^，颗粒度是0. 1-5 μ m，孔隙尺寸是 l-500nm。但二氧化硅颗粒表现为电负性，为获得图像防水性良好的施胶层，必须对分散二 氧化硅作阳离子改性处理。专利申请DE 10020346描述了一种喷墨打印用记录纸，其含有 在气相中制备的初级粒径小于20nm的二氧化硅，其中二氧化硅的表面已经通过用碱式聚 合氯化铝的处理而带正电荷。专利申请W00020221描述了气相法二氧化硅与水合氯化铝的反应，然后，将改性 二氧化硅掺合到用于喷墨打印的纳米多孔记录介质的吸墨层中。然而，所述的改性方法显 示的缺点在于改性步骤中需要高数量的水合氯化铝。反应速率低，并且得到的分散体因其 盐含量高而显示差的存储稳定性，即分散体容易凝聚和沉淀，或形成一种硬的致密沉积物。 而在实际应用中，通常要求分散体的稳定期超过1个月。并且，该分散体在高PH值时凝胶，只能在低PH值时才可以使用。专利申请US 6964992描述了一种喷墨打印用记录介质，吸墨层中含有比表面积 为180-210M2/g的气相法二氧化硅分散体，用至少一种含氨基的硅烷做改性处理。上述改 性方法的缺点是必须用酸来将分散体PH值控制2-6之间，更需要控制在3. 5-4. 0之间。而 分散体酸量越大，所需的硼化合物交联剂用量就越大。专利申请EP 04105031描述了纳米多孔二氧化硅的表面改性方法，其中通过用三 价铝化合物例如水合氯化铝与至少一种氨基有机硅烷的反应产物处理，将气相法二氧化硅 改性。然后，将改性的纳米多孔二氧化硅掺合到用于喷墨打印的纳米多孔记录介质的吸墨 层中。所述改性方法的优点在于分散体的存储稳定性得到改善，纪录介质的图像质量也 有所改进。然而，所述改性方法的缺点在于必须考虑反应过程中所添加的三价铝化合物 与氨基有机硅烷两种组分的比例，需要将三价铝化合物与氨基有机硅烷的摩尔比控制在 0. 1-2. 0之间，而且铝原子数和硅原子数之间的比例对反应所生成的产物结构是很重要的。 此外三价铝化合物(如水合氯化铝)若直接与氨基有机硅烷反应时，会有部分不能溶解的 很高分子量的铝副产物形成。如果要控制副产物的产生，需要在制备反应过程中增加步骤， 例如先使氨基有机硅烷在溶液中与CO2反应，形成有机硅烷铵。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供。本专利技术的目 的是通过以下技术方案实现的，其特征在于二氧化硅先用三价铝化 合物分散于溶液中，形成预分散体，然后采用至少一种氨基有机硅烷加入分散体进行表面 改性。一种优选技术方案，其特征在于所述三价铝化合物为氯化铝、硝酸铝、乙酸铝、甲 酸铝、水合氯化铝、水合硝酸铝、聚合氯化铝或聚合硝酸铝的一种或多种任意比例的混合 物。一种优选技术方案，其特征在于所述氨基有机硅烷具有式(1)的结本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种阳离子化二氧化硅分散体的制备方法，其特征在于：二氧化硅先用三价铝化合物分散于溶液中，形成预分散体，然后采用至少一种氨基有机硅烷加入分散体进行表面改性。

【技术特征摘要】
一种阳离子化二氧化硅分散体的制备方法，其特征在于二氧化硅先用三价铝化合物分散于溶液中，形成预分散体，然后采用至少一种氨基有机硅烷加入分散体进行表面改性。2.根据权利要求1所述的阳离子化二氧化硅分散体的制备方法，其特征在于所述三 价铝化合物为氯化铝、硝酸铝、乙酸铝、甲酸铝、水合氯化铝、水合硝酸铝、聚合氯化铝或聚 合硝酸铝的一种或多种任意比例的混合物。3.根据权利要求1所述的阳离子化二氧化硅分散体的制备方法，其特征在于所述氨 基有机硅烷具有下式(1)的通式结构4.根据权利要求1所述的阳离子化二氧化硅分散体的制备方法，其特征在于所述氨 基有机硅烷选自3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-苯基-γ -氨丙 基三甲氧基硅烷、N-苯基-Y -氨丙基三乙氧基硅烷、(N, N- 二甲基-3-氨丙基)三甲氧基 硅烷、(N，N- 二甲基-3-氨丙基)三乙氧基硅烷、N-乙基-氨异丁基三甲氧基硅烷、N-乙 基_氨异丁基三乙氧基硅烷、3-哌嗪基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-哌嗪基丙基甲基二乙氧 基硅烷、N- (2-氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N- (2-氨基...

【专利技术属性】
技术研发人员：何君勇，赵从兆，许磊，
申请(专利权)人：青岛佳艺影像新材料技术有限公司，
类型：发明
国别省市：95[中国|青岛]