一种碳粉预混料

摘要

本发明的目的在于提供一种能够使树脂较好微粒化的树脂微粒成型配方及产品制造方法，并制造碳粉预混料。所述碳粉预混料，包括树脂微粒及高压流体，所述微粒包括压力变形材料，所述压力变形材料与高压流体接触溶解，形成粘度在100mPa·s以下的溶解态混合物。所述压力变形材料为聚酯树脂、苯酚树脂、聚苯乙烯树脂或聚乳酸树脂。所述的高压流体为一氧化碳、二氧化碳，空气、氮气的混合物，或惰性气体，乙烷、氨气中的一种或几种的混合物。使高压流体与压力变形材料接触，此时高压流体产生的压力促使压力变形材料塑化，从而使二者均质混合，粘度降低，取得良好的树脂微粒化效果。

权利要求

1.一种碳粉预混料，其特征在于，包括树脂微粒及高压流体，所述微粒包括压力变形材料，所述压力变形材料与高压流体接触溶解，形成粘度在100mPa·s以下的溶解态混合物，所述压力变形材料为聚酯树脂、苯酚树脂、聚苯乙烯树脂或聚乳酸树脂，所述的高压流体为一氧化碳、二氧化碳，空气、氮气的混合物，或惰性气体，乙烷、氨气中的一种或几种的混合物。

2.根据权利要求1所述的碳粉预混料，其特征在于：所述接触溶解的压力为高压流体自身的蒸气压的1～8倍。

3.根据权利要求1所述的碳粉预混料，其特征在于：所述的微粒粒径在200nm至300nm之间。

4.根据权利要求1所述的碳粉预混料，其特征在于：所述压力变形材料的玻璃态转化温度相对于压力的变化率低于5℃/MPa。

说明书

一种碳粉预混料

技术领域

[0001] 本发明涉及一种碳粉预混料。

背景技术

[0002] 树脂及其添加剂的组合物经过熔融混炼、固化粉碎等步骤制成微粒形态的碳粉，用这种方法制造碳粉时，粉碎时产生的一些粒径过大微粒不易被去除，使其产生带电性、固着性能较差的问题。

[0003] 为了解决这个问题，近年来的碳粉制造工艺中，一般会将着色后的树脂溶液乳化分散，使聚酯树脂、着色剂等非水溶性有机溶剂等形成乳浊液，接下来随有机溶剂一并排出后形成着色的树脂微粒，凝集后即可得到碳粉微粒。该方法会排出大量的有机溶剂，不够环保。现在也有一些不使用有机溶剂，直接使用液态二氧化碳替代有机溶剂的构想，此时，聚酯类的溶解态树脂与液化二氧化碳在静态混合器中混合得到混合物，静态混合器顶端装有喷嘴使所述混合物在20℃标准大气压下排出，通过减压膨胀制造碳粉。

[0004] 然而，含有溶解态树脂及二氧化碳的高压流体混合时，因为二者的粘度较差无法得到均一的混合物，如果无法降低混合物的粘度，其结果就会使混合物从喷嘴喷出时，所述混合物在微粒成型前就会整体固化，无法使树脂很好的微粒化。

发明内容

[0005] 本发明的目的在于提供一种能够使树脂较好微粒化的树脂微粒成型配方及产品制造方法，并制造碳粉预混料。

[0006] 本发明是通过以下技术方案实现的：

[0007] 所述碳粉预混料，包括树脂微粒及高压流体，所述微粒包括压力变形材料，所述压力变形材料与高压流体接触溶解，形成粘度在100mPa·s以下的溶解态混合物。

[0008] 进一步地，所述压力变形材料为聚酯树脂、苯酚树脂、聚苯乙烯树脂或聚乳酸树脂。

[0009] 进一步地，所述的高压流体为一氧化碳、二氧化碳，空气、氮气的混合物，或惰性气体，乙烷、氨气中的一种或几种的混合物。

[0010] 进一步地，所述接触溶解的压力为高压流体自身的蒸气压的1～8倍。

[0011] 进一步地，所述的微粒粒径在200nm至300nm之间。

[0012] 进一步地，所述压力变形材料的玻璃态转化温度相对于压力的变化率低于5℃/MPa。

[0013] 本发明的有益效果在于：使高压流体与压力变形材料接触，此时高压流体产生的压力促使压力变形材料塑化，从而使二者均质混合，粘度降低，取得良好的树脂微粒化效果。

具体实施方式

[0014] 下面结合具体实施方式对本发明进行进一步阐述：

[0015] 本发明所述微粒成型方法，包括如下步骤：

[0016] （1）使高压流体及压力变形材料在接触溶解，在静态混合器中得到粘度在100mPa·s以下的溶解态混合物；（2）将所述溶解态混合物利用喷嘴喷出。

[0017] 所述压力变形材料和高压流体形成为预混料混合至适宜粘度即可。

[0018] 所述压力变形材料为聚酯树脂、苯酚树脂、聚苯乙烯树脂，聚乳酸树脂。

[0019] 1. 所述的高压流体为一氧化碳（毒性较强，尽量少使用）、二氧化碳，空气、氮气的混合物，或惰性气体（如氩气），乙烷（乙烷虽为有机物，但常温会气化，不必产生液体排放污染）、氨气中的一种或几种的混合物。流体的主要目的在于产生压力溶解树脂，并且，不宜采用分子量较大的溶剂，会使粘度过高。

[0020] 所述接触溶解的压力为高压流体自身在常温的压力，或该压力的1～8倍。正常的气体在常温下变为液态本身即需要高压，但是该压力对树脂的溶解分散还是不够，一般而言，对于蒸气压较高的液体，2至3倍即可，对于蒸气压较低的液体，需要6至8倍，当然粘度还与溶剂的其他性能有关。最理想的状态下所述溶解态混合物优选在20mPa·s以下。

[0021] 本发明所述的微粒粒径在200nm至300nm之间，该粒径更适应作为碳粉，此处一样需要靠调节压力来控制。

[0022] 本发明还添加有一些界面活性剂、分散剂等，如HMPS（甲基丙烯酸羟丙基磺酸钠）、HPMA、石蜡、聚乙二醇等，该部分并没有特殊要求，活性剂只是便于树脂在流体中溶解分散。

[0023] 本发明还加入有常用打印用品的带电控制剂、着色剂（如炭黑或其他），该部分为成熟的现有技术，不再赘述。

[0024] 所述压力变形材料的玻璃态转化温度相对于压力的变化率低于5℃/MPa。该变化率过大时，如果给混合器内加压，其玻璃态转化温度随之变化，若变化过快时，加压后该压力变形材料的变形性能会打折扣。例如，对于上述变化率，在应用区间内的均值而言，聚苯乙烯树脂9℃/MPa，聚乳酸树脂为2℃/MPa，后者更优。

[0025] 所述微粒成型方法在向体系内供给高压流体的同时将所述的溶解态混合物喷出。

[0026] 所述步骤（1）和步骤（2）均为连续化进行的，利于流水作业，提高效率。

[0027] 下面给出和本发明相关的实验数据：

[0028]编号 高压流体 树脂材料 压力倍数 粘度/mPa·s 平均粒径/nm
1 二氧化碳 聚酯树脂 1 43.7 257
2 二氧化碳 苯酚树脂 1 89.2 276
3 二氧化碳 聚酯树脂 3 39.5 228
4 液态空气 苯酚树脂 3 68.1 248
5 液态空气 苯酚树脂 3 22.4 225
6 氮气 聚苯乙烯树脂 2 51.2 288
7 氮气 聚乳酸树脂 2 17.9 274
8 乙烷 聚苯乙烯树脂 5 42.6 251
9 氨气 聚乳酸树脂 8 60.1 244

[0029] 为了方便对比，活性剂采用石蜡，着色剂采用炭黑，压力倍数以该高压流体自身在