疏水金属氧化物细粉末、其制备方法和电子照相用调色剂组合物技术

本发明专利技术提供了一种疏水金属氧化物细粉末，它是通过用环氧化合物和烷基硅氮烷或氨对金属氧化物细粉末进行表面处理，由此使该细粉末表面上的环氧基开环，然后将氨基和烷基甲硅烷基或者氨基引入到该开环环氧基中。该疏水金属氧化物细粉末具有良好的分散性、流动性和带电性能，并具有良好的时间相关的稳定性。含有疏水金属氧化物细粉末的电子照相用调色剂组合物具有长时间的稳定的和良好的成像性能。本发明专利技术还提供了一种用表面改性剂改性金属氧化物细粉末的表面的方法，其中向反应体系中引入氨，然后用表面改性剂对该细粉末进行处理。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及疏水金属氧化物细粉末，它用于粉末涂布组合物、 电子照相用调色剂、化妆材料和其它粉末组合物。当加入到粉末组 合物时，疏水金属氧化物细粉末特别适用于例如提高粉末流动性、 防止结块和控制粉末带电的目的。可以将它作为粘度增加剂、强化 填料或提高粘着度加入到液体树脂组合物、橡胶组合物和其它组合 物中。本专利技术还涉及该疏水细粉末的制备方法。本专利技术还涉及一种 电子照相用和在静电记录、静电打印等中对各种静电图像进行显影 用的调色剂组合物。即使在环境变化期间，该疏水金属氧化物细粉 末大大地提高了带电稳定性，并且也提高了成像性能和清洗性能。 本专利技术还涉及一种含疏水金属氧化物粉末的调色剂组合物的制备方 法。
技术介绍
在粉末组合物领域，各种表面处理的金属氧化物粉末是通过用 有机物处理金属氧化物粉末，例如细氧化硅、二氧化钛或氧化铝的 表面制得的。这些表面处理过的粉末用作电子照相仪器如复印机、 激光打印机、普通纸传真和其它仪器用的调色剂中的添加剂，以提 高调色剂的粉末流动性和带电性能。在这些仪器中，含表面处理过 的金属氧化物粉末的调色剂的流动性和表面处理过的金属氧化物粉 末本身的摩擦带电性能(相对调色剂中的铁或铁氧化物载体)都是重要 因素。一般说来，将带负电剂加入到带负电的调色剂中，并将带正电 剂加入到带正电的调色剂中。用于提高带正电的调色剂的流动性的 金属氧化物通常在它们的表面上具有氨基，并因此对水具有高的亲 和力。结果，含这种金属氧化物的带正电的调色剂的带电性能经常 随环境变化而变化。此外，含这种金属氧化物的调色剂不合要求地 进行聚集。理想地是使聚集和环境诱导的带电变化最小化。对具有氨基的金属氧化物粉末已提出了各种建议。例如，JP-A 62-52561公开了用具有环氧基的硅烷偶联剂处理蒸汽相法氧化硅接 着用胺进一步处理。JP-A 58-185405公开了用具有氨基的硅烷偶联 剂和疏水剂处理氧化硅。JP-A 63-155155公开了用含环氧基的改性 硅氧烷油热处理金属氧化物粉末接着用含氨基的有机化合物再对其 进行处理。至于这些表面处理过的金属氧化物粉末，例如，JP-A2-42452包 括了一种将氧化硅细粉末分散于高速射流中同时将该粉末与处理剂 接触的技术。JP-A 2-287459公开了用硅氧垸油或清漆处理过的疏水 干法氧化硅。用作有机液体的增稠剂或强化填料的金属氧化物粉末如氧化硅 和其它通常用烷基硅烷、有机聚硅氧垸等处理，由此使它们的表面 疏水。例如，JP-A 51-14900公开了用烷基卤代硅垸处理氧化物细粉 末；并且JP-B 57-2641公开一种用有机聚硅氧烷处理氧化物细粉末 的技术。为了满足电子照相术中高质量图像日益增加的需要，需要粒径 较小的调色剂。例如，粒径为9 pm左右的常规调色剂不太理想，但 是粒径为6 Hm左右的较细调色剂有用。然而，该较细调色剂的流动 性差。为了提高流动性，向其中添加的这些试剂的量增加。结果， 加入到调色剂中的添加剂开始对调色剂的带电性能有大影响。特别 是， 一个严重的问题是含大量添加剂的调色剂的带电性能经常随环 境变化而变化。此外，加入到调色剂中的添加剂的疏水度变得重要。为此，需要进一步降低添加剂本身的带电量。另一方面，高质量成像需要调色剂的可控制的可转移性和可清 洗性。结果，要求该添加剂具有良好的分散性，并且不形成聚集 体。然而，用含环氧基的硅烷偶联剂或用含氨基的有机化合物处理 过的常规金属氧化物细粉末的分散性差，并且，它们的疏水性低。 因此，向调色剂中加入常规金属氧化物粉末是不利的，这是由于调 色剂随时间而吸水，由此它们的带电性能将变化并且它们的流动性 将受损。当用含氨基的硅垸偶联剂和疏水剂处理金属氧化物粉末时，必 需向这些粉末中加入大量的含氨基的硅烷偶联剂，使得所得粉会不 带电或者带正电。即使使用疏水剂处理，所得粉末不足以疏水。结 果，向调色剂中加入这种处理过的粉末是不利的，这是由于调色剂 随时间而吸水，由此它们的带电性能将变化并且它们的流动性降 低。此外，使用含氨基的硅垸偶联剂因其昂贵也是不利的。因此，用含环氧基的改性硅氧垸或含氨基的有机化合物处理过 的金属氧化物细粉末的分散性和疏水性不令人满意。因此，向调色 剂中加入这些粉末是不利的，因为调色剂随时间而吸水，由此它们 的带电性能将变化并且它们的流动性降低。此外，在上面提及的相 关常规技术中，通过用高速射流分散金属氧化物细粉末同时将该粉 末与处理剂接触的方法极其昂贵，此外，用惰性气体难以彻底清洗 系统并且是危险的。而且，用硅氧垸油或清漆处理过的疏水干法氧 化硅不合需要地导致聚集。
技术实现思路
因此，本专利技术的一个目的是提供一种价廉的金属氧化物细粉 末，它具有良好的分散性并且完全疏水，其中带电性能得到很好控 制，并且还提供了其制备方法。本专利技术的另一目的是提供一种电子照相用调色剂，它含有该疏 水金属氧化物细粉末，并且具有良好的流动性和稳定的带电性能， 还提供了该调色剂的制备方法。这些和其它目的已由本专利技术解决。因此，本专利技术的一个实施方式提供一种疏水金属氧化物粉末， 包括至少一种具有疏水表面的金属氧化物粉末，其中疏水表面包括 用环氧化合物和烷基硅氮烷对金属氧化物粉末进行表面处理获得的 表面处理过的产物。本专利技术的另一个实施方式提供一种包括该疏水金属氧化物粉末 的组合物。本专利技术的另一个实施方式提供一种疏水金属氧化物粉末的制备 方法，包括用环氧化合物和烷基硅氮烷对至少一种金属氧化物粉末 进行表面处理，由此将氨基和烷基甲硅烷基引入到金属氧化物粉末 表面上的环氧基中。本专利技术的另一个实施方式提供一种表面改性的金属氧化物粉末 的制备方法，包括用环氧化合物和氨对至少一种金属氧化物粉末进 行表面处理，由此将氨基引入到金属氧化物粉末表面上的环氧基 中。本专利技术的另一个实施方式提供一种包括由上面方法制得的表面 改性的金属氧化物粉末的组合物。本专利技术的另一个实施方式提供一种改性金属氧化物粉末的表面 的方法，包括将至少一种金属氧化物粉末的表面与气态氨接触，其中气态氨 以至少1体积％的量存在，然后用表面改性剂对该金属氧化物粉末 的表面进行表面处理，从而制得表面改性的金属氧化物粉末。本专利技术的再一实施方式涉及包括该表面改性的金属氧化物粉末 的组合物。优选实施方式的描述 通过参照以下详细描述，本专利技术的更全面的评价及其许多附带 优点将容易得到，同样变得更易理解，它们不打算是限制性的，除 非另有说明。优选，本专利技术的第一个实施方式或方面提供一种疏水金属氧化 物细粉末，特征在于它是通过用环氧化合物和垸基硅氮烷对金属氧 化物细粉末进行表面处理，由此将氨基和烷基甲硅烷基引入到金属 氧化物细粉末的表面上的环氧基中获得的。本专利技术人已发现，通过用垸基硅氮垸的分解产物打开金属氧化 物细粉末表面上的环氧环并将氨基引入到该开环环氧基中，可以控 制该细粉末的带电量。本专利技术人还发现通过使因打开环氧环而形成 的羟基和金属氧化物的羟基与垸基甲硅烷基反应，不但改进了细粉 末的疏水性，而且可以控制细粉末的带电量。作为金属氧化物粉末，优选为氧化硅、二氧化钛或氧化铝。作为环氧化合物，优选为分子中具有至少一个环氧基的硅烷偶 联剂和/或有机聚硅氧烷。作为烷基硅氮垸，优选为下面通式(i)或(n)代表本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种疏水金属氧化物细粉末，它是通过用烷基硅氮烷和分子中具有至少一个环氧基的硅烷偶联剂对金属氧化物细粉末进行表面处理，由此向所述金属氧化物细粉末的表面上的环氧基中引入氨基和烷基甲硅烷基而获得的。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：保罗布兰德尔，
申请(专利权)人：德古萨股份公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]