一种可打印耐久性字迹的墨粉及其制备方法与流程

1.本发明涉及的是激光打印机、数码复印机用墨粉的生产与制备领域，更具体地说是一种可打印耐久性字迹的墨粉及其制备方法。


背景技术：

2.电子照相装置、静电记录装置以及静电印刷装置等成像装置中，形成于感光体上的静电潜像通过墨粉显影形成所需要的图像，而随着影印机、打印机的高速化、节能化发展，对墨粉的要求性能更高，要求墨粉能在较低的温度下熔融，熔融后能快速地固化。但是现有的打印墨粉在固定化后，经过一段时间，其上的墨粉容易发生脱落，并无法长久性地保持墨粉的稳定性，使其打印的字迹无法耐久稳定。
3.中国专利：一种打印碳粉用聚酯树脂及其制备方法与应用(cn108395525b)，该专利方案中公开的聚酯树脂制成的碳粉能够降低定影的温度，中以提高碳粉的稳定性，保持碳粉打印字迹的稳定性。但是，该方案中碳粉的树脂成分与打印纸张的纤维之间仍在存在界面相容性的问题，其树脂成分与纤维之间无法通过物理粘附的方式牢固地粘附，印品字迹的碳粉容易随着时间地推移而出现物理粘附力下降，使碳粉脱落，颜色褪变，最终导致字迹模糊而无法辨认的问题。
4.所以，现有技术中碳粉需要对上述两方向进行进一步地完善与提高，一个是改善墨粉中树脂成分的耐热和耐光性能，延缓树脂材料的降解、老化过程，才能延长印品的储存寿命；第二个是改善墨粉成分与纸张纤维间的界面相容性，利用物理粘附和部分化学键合，提高两者的结合牢固度，延缓印品字迹墨粉脱落，提高打印字迹的耐久性。


技术实现要素：

5.本发明公开的是一种可打印耐久性字迹的墨粉及其制备方法，其主要目的在于克服现有技术存在的上述不足和缺点。
6.本发明采用的技术方案如下：
7.一种可打印耐久性字迹的墨粉，所述墨粉由以下具体成分组成：树脂、颜料、抗氧剂、界面相容剂、表面改性剂、光稳定剂、电荷调节剂、蜡以及表面添加剂，其中，所述墨粉成分的具体重量份数为：树脂70
‑
95份、颜料1
‑
10份、抗氧剂0.1
‑
5份、界面相容剂0.1
‑
5份、表面改性剂0.1
‑
5份、光稳定剂0.1
‑
5份、电荷调节剂0.5
‑
5份、蜡1
‑
10份以及表面添加剂1
‑
5份。
8.更进一步，所述墨粉由以下重量份数的成分组成：树脂70份、颜料5份、抗氧剂2份、界面相容剂0.1份、表面改性剂0.9份、光稳定剂4份、电荷调节剂3份、蜡10份以及表面添加剂5份。
9.更进一步，所述树脂为苯乙烯单体与丙烯酸酯的共聚物、苯乙烯单体与甲基丙烯酸酯的共聚物、乙烯系聚合物及其共聚物、苯乙烯系共聚物、聚乙烯醚、聚乙烯酮、聚醚胺、聚氨酯、橡胶类、环氧树脂、聚乙烯醇缩丁醛松香、变性松香、酚醛树脂、聚酯(饱和聚酯树
脂、不饱和聚酯树脂、苯丙
‑
聚酯共聚合树脂)中的一种或几种。
10.更进一步，所述抗氧剂包括主抗氧剂、主抗氧剂与辅助抗氧剂复配的抗氧剂(辅助抗氧剂不单独使用)、有机受阻胺类抗氧剂、硫化酯类抗氧剂，其中，所述主抗氧剂为有机受阻酚类抗氧剂(抗氧剂1010、抗氧剂1076)，所述辅助抗氧剂为亚磷酸酯类抗氧剂(抗氧剂168)。
11.更进一步，所述界面相容剂为来酸酐接枝聚乳酸、马来酸酐接枝聚丁二酸丁二醇酯、马来酸酐接枝聚羟基脂肪酸酯的一种或几种。
12.更进一步，所述表面改性剂为硅烷偶联剂(氨基硅烷偶联剂kh
‑
550、环氧基硅烷偶联剂kh
‑
560或叠氮基硅烷偶联剂s
‑
3046)、钛酸酯偶联剂、硬脂酸中的一种或几种。
13.更进一步，所述光稳定剂为受阻胺光稳定剂、紫外线吸收剂(二苯甲酮类、苯并三唑类、水杨酸脂类、三嗪类、取代丙烯腈类)、光屏蔽剂(钛白粉、氧化锌、炭黑)的一种或几种。
14.更进一步，所述电荷调节剂包括负电性cca和正电性cca，其中，负电性cca有：负电性聚合物类、金属水杨酸络合物、单偶氮金属络合物或螯合物、芳香族羟基羧酸或芳香族二羧酸的有机金属络合物；正电性cca有：脂肪酸金属盐、三丁基苯甲基铵
‑1‑
羟基
‑4‑
萘酚磺酸盐、四丁基铵四氟硼酸盐、苯乙烯
‑
丙烯酸
‑
甲基丙烯酸酯共聚树脂、正电性聚合物类。
15.更进一步，所述蜡为聚丙烯蜡、聚乙烯蜡、马来酸酐改性聚乙烯蜡、共聚烯烃蜡、费托蜡、石蜡、氧化石蜡、微晶蜡等碳氢化合物蜡，二十二酸二十二酯、十八酸十八酯、巴西棕榈蜡、褐煤酸酯蜡和季戊四醇硬脂酸酯等酯蜡、油酸酰胺和硬脂酸酰胺等高级脂肪酸酰胺蜡中的一种或几种。
16.更进一步，所述表面添加剂为气相二氧化硅、二氧化钛、金属氧化物(氧化铝、氧化锌、氧化铈等)、钛酸盐、硬脂酸金属盐、聚合物粒子中的一种或多种。
17.更进一步，所述颜料为有机颜料或者无机颜料中的一种或其组合，且所述颜料的原料种类不受限定，根据实际需要自由选择。
18.一种可打印耐久性字迹的墨粉的制备方法，所述制备方法包括以下具体步骤：
19.步骤一：预混，将树脂、抗氧化剂、光稳定剂、电荷调节剂、蜡以及颜料采用混合机混合均匀，得到预混混合物；
20.步骤二：熔融挤压，将步骤一得到的预混混合物通过混炼机熔融混合，并挤出冷却压片，得到熔融挤压片；
21.步骤三：粗破碎，将步骤二得到的熔融挤压片通过机械粉碎设备进行粉碎，得到粉碎后的粗颗粒，完成粗破碎处理；
22.步骤四：气流粉碎及分级，通过气流粉碎机将步骤三得到的粗颗粒进行气流粉碎，然后分级得到中间品；
23.步骤五：改性处理，将步骤四得到的中间品中加入界面相容剂和表面改性剂进行反应处理，得到改性的中间品；
24.步骤六：后处理，将步骤五得到的改性中间品添加表面添加剂，得到成品墨粉，完成墨粉的制备。
25.通过上上述对本发明的描述可知，和现有技术相比，本发明的优点在于：
26.1、本发明在墨粉的配方中添加抗氧化剂和光稳定剂，可以有效地抵制或降低彩色
墨粉热氧化、光氧化反应速度，改善彩色墨粉的耐热性和耐光性，能够延缓树彩色墨粉的降解、老化过程，延长印品的储存寿命，提高打印字迹外观光泽度和色彩再现性。
27.2、本发明通过添加界面相容剂和表面改性剂对生产的中间品进行改性处理，用于改善彩色墨粉与纸张纤维间的界面相容性，通过物理粘附和部分化学键合，提高彩色墨粉与纸张的结合牢固度，延缓印品字迹彩色墨粉脱落、纸页粘附、颜色褪变、字迹模糊无法辨认的现象。
附图说明
28.图1是本发明的制作方法的生产流程图。
具体实施方式
29.下面参照附图说明来进一步地说明本发明的具体实施方式。
30.实施例一
31.如图1所示，一种可打印耐久性字迹的墨粉，所述墨粉由以下具体成分组成：树脂、颜料、抗氧剂、界面相容剂、表面改性剂、光稳定剂、电荷调节剂、蜡以及表面添加剂，其中，所述墨粉成分的具体重量份数为：
32.树脂70份、颜料5份、抗氧剂2份、界面相容剂0.1份、表面改性剂0.9份、光稳定剂4份、电荷调节剂3份、蜡10份以及表面添加剂5份。
33.更进一步，所述树脂为苯乙烯单体与丙烯酸酯的共聚物、苯乙烯单体与甲基丙烯酸酯的共聚物、乙烯系聚合物及其共聚物、苯乙烯系共聚物、聚乙烯醚、聚乙烯酮、聚醚胺、聚氨酯、橡胶类、环氧树脂、聚乙烯醇缩丁醛松香、变性松香、酚醛树脂、聚酯(饱和聚酯树脂、不饱和聚酯树脂、苯丙
‑
聚酯共聚合树脂)中的一种或几种。
34.更进一步，所述抗氧剂包括主抗氧剂、主抗氧剂与辅助抗氧剂复配的抗氧剂(辅助抗氧剂不单独使用)、有机受阻胺类抗氧剂、硫化酯类抗氧剂，其中，所述主抗氧剂为有机受阻酚类抗氧剂(抗氧剂1010、抗氧剂1076)，所述辅助抗氧剂为亚磷酸酯类抗氧剂(抗氧剂168)。
35.更进一步，所述界面相容剂为来酸酐接枝聚乳酸、马来酸酐接枝聚丁二酸丁二醇酯、马来酸酐接枝聚羟基脂肪酸酯的一种或几种。
36.更进一步，所述表面改性剂为硅烷偶联剂(氨基硅烷偶联剂kh
‑
550、环氧基硅烷偶联剂kh
‑
560或叠氮基硅烷偶联剂s
‑
3046)、钛酸酯偶联剂、硬脂酸中的一种或几种。
37.更进一步，所述光稳定剂为受阻胺光稳定剂、紫外线吸收剂(二苯甲酮类、苯并三唑类、水杨酸脂类、三嗪类、取代丙烯腈类)、光屏蔽剂(钛白粉、氧化锌、炭黑)的一种或几种。
38.更进一步，所述电荷调节剂包括负电性cca和正电性cca，其中，负电性cca有：负电性聚合物类、金属水杨酸络合物、单偶氮金属络合物或螯合物、芳香族羟基羧酸或芳香族二羧酸的有机金属络合物；正电性cca有：脂肪酸金属盐、三丁基苯甲基铵
‑1‑
羟基
‑4‑
萘酚磺酸盐、四丁基铵四氟硼酸盐、苯乙烯
‑
丙烯酸
‑
甲基丙烯酸酯共聚树脂、正电性聚合物类。
39.更进一步，所述蜡为聚丙烯蜡、聚乙烯蜡、马来酸酐改性聚乙烯蜡、共聚烯烃蜡、费托蜡、石蜡、氧化石蜡、微晶蜡等碳氢化合物蜡，二十二酸二十二酯、十八酸十八酯、巴西棕
榈蜡、褐煤酸酯蜡和季戊四醇硬脂酸酯等酯蜡、油酸酰胺和硬脂酸酰胺等高级脂肪酸酰胺蜡中的一种或几种。
40.更进一步，所述表面添加剂为气相二氧化硅、二氧化钛、金属氧化物(氧化铝、氧化锌、氧化铈等)、钛酸盐、硬脂酸金属盐、聚合物粒子中的一种或多种。
41.更进一步，所述颜料为有机颜料或者无机颜料中的一种或其组合，且所述颜料的原料种类不受限定，根据实际需要自由选择。
42.一种可打印耐久性字迹的墨粉的制备方法，所述制备方法包括以下具体步骤：
43.步骤一：预混，将树脂、抗氧化剂、光稳定剂、电荷调节剂、蜡以及颜料采用混合机混合均匀，得到预混混合物；
44.步骤二：熔融挤压，将步骤一得到的预混混合物通过混炼机熔融混合，并挤出冷却压片，得到熔融挤压片；
45.步骤三：粗破碎，将步骤二得到的熔融挤压片通过机械粉碎设备进行粉碎，得到粉碎后的粗颗粒，完成粗破碎处理；
46.步骤四：气流粉碎及分级，通过气流粉碎机将步骤三得到的粗颗粒进行气流粉碎，然后分级得到中间品；
47.步骤五：改性处理，将步骤四得到的中间品中加入界面相容剂和表面改性剂进行反应处理，得到改性的中间品；
48.步骤六：后处理，将步骤五得到的改性中间品添加表面添加剂，得到成品墨粉，完成墨粉的制备。
49.实施例二
50.本实施例与实施例一的区别在于：本实施例的墨粉成分的具体重量份数为：树脂80份、颜料2份、抗氧剂2份、界面相容剂1份、表面改性剂2份、光稳定剂2份、电荷调节剂3份、蜡5份以及表面添加剂3份。其它制备方法与实施例一相同，在此就不再复述。
51.实施例三
52.本实施例与实施例一的区别在于：本实施例的墨粉成分的具体重量份数为：树脂75份、颜料3份、抗氧剂3份、界面相容剂2份、表面改性剂3份、光稳定剂3份、电荷调节剂3份、蜡5份以及表面添加剂3份。其它制备方法与实施例一相同，在此就不再复述。
53.对比例：
54.市场上销售的普通打印墨粉，该打印墨粉无进行中间品的改性处理，也没有添加抗氧化剂及光稳定剂。
55.性能测试：
56.在干热、紫外线光照、水浸、酸、碱等不同环境条件下分别对墨粉字迹进行测试：
57.1、在每一被测样的可测试区选取三个测试点。
58.2、用色彩色差仪测出初始色差值
△
el并记录。
59.3、根据下表1所列条件分别进行加速老化试验。
[0060][0061]
表1
[0062]
4、所列条件分别进行加速老化试验。
[0063]
5、用色彩色差仪测出加速老化后的色差值
△
e2并记录。
[0064]
6、根据下表2对比墨粉字迹的耐久性指标。
[0065][0066]
表2
[0067]
判断：
[0068]
(1)字迹加速老化后测得得
△
e均不大于i1所列数据，则认定该字迹材料为耐久性字迹材料。
[0069]
(2)字迹加速老化后测得
△
e介于i1和i2之间(含等于i2)所列数据，则认定该字迹
为比较耐久字迹。
[0070]
(3)字迹加速老化后测得
△
e有大于i2所列数据，则认定该字迹材料为不耐久字迹材料。
[0071]
(4)字迹加速老化之后，字迹颜色发生较明显变色情况，无论数据如何，不予认定耐久性。
[0072]
实验结果如下表3所示，
[0073][0074]
表3
[0075]
通过上表对比数据可知，本方案的墨粉在配方中添加抗氧化剂和光稳定剂，可以有效地降低彩色墨粉的热氧化、光氧化反应速度，改善彩色墨粉的耐热性和耐光性，能够延缓彩色墨粉的降解、老化过程，延长印品的储存寿命，提高打印字迹外观光泽度和色彩再现性。同时，通过对中间品进行改性工序处理，改善了彩色墨粉与纸张纤维间的界面相容性，通过物理粘附和部分化学键合，提高彩色墨粉与纸张的结合牢固度，延缓印品字迹彩色墨粉脱落、纸页粘附、颜色褪变、字迹模糊无法辨认的现象。
[0076]
上述仅为要发明的具体实施方式，但本发明的设计构思并不仅局限于此，凡是利用此构思对本发明进行非实质性地改进，均应该属于侵犯本发明保护范围的行为。