Тонер, проявитель и устройство для формирования изображения

Тонер, проявитель и устройство для формирования изображения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники

Один из вариантов осуществления данного изобретения относится к тонеру, проявителю и устройству для формирования изображения.

Предшествующий уровень техники

В обычных электрографических устройствах для формирования изображения электростатическое скрытое изображение, сформированное на фотопроводник, преобразуют в видимое изображение с помощью тонера. Например, электростатическое скрытое изображение формируют на фотопроводнике, и электростатическое скрытое изображение проявляют с помощью тонера, чтобы сформировать изображение из тонера. Изображение из тонера обычно перемещают на бумагу для переноса и фиксируют на бумаге для переноса.

При фиксировании изображения из тонера на бумаге для переноса обычно используют метод термического фиксирования, такой как метод фиксирования нагреваемым валиком и метод фиксирования нагреваемой лентой, по причине его эффективности в отношении использования энергии.

В последние годы, все в большей степени возрастала потребность рынка в устройстве для формирования изображения с более высокой скоростью и более низким потреблением энергии, приводя к потребности в тонере, обладающем высокой способностью к низкотемпературному фиксированию. Для того чтобы обеспечить высокую способность тонера к низкотемпературному фиксированию, температура размягчения связующей смолы, содержащейся в тонере, должна быть уменьшена. В то же время, низкая температура размягчения связующей смолы ухудшает стабильность термостойкости при хранении тонера, вызывая так называемое слипание, а именно, явление, когда частицы тонера сплавляются одни с другими, особенно в окружающей среде с высокой температурой.

В качестве метода решения этой проблемы, известно применение кристаллической смолы в качестве связующей смолы для тонера. Например, кристаллическая смола может быстро размягчаться при температуре плавления. В результате, температура размягчения тонера может быть понижена до величины вблизи температуры плавления кристаллической смолы, при том, что поддерживается стабильность термостойкости при хранении при температуре плавления или ниже. Соответственно, высокая способность к низкотемпературному фиксированию и стабильность термостойкости при хранении могут быть обеспечены в одно и то же время.

Патентный документ 1 описывает частицы смолы, содержащие кристаллическую смолу. При этом, частицы смолы изготавливают при применении водной среды, температура наибольшего пика (Ta) теплоты плавления составляет от 40°C до 100°C, отношение температуры размягчения к Ta (температура размягчения/Ta) составляет от 0,8 до 1,55, и выполняются следующие условия:

[1] G' (Ta+20)=1×10² до 5×10⁵ [Па], и

[2] G" (Ta+20)=1×10² до 5×10⁵ [Па]

(G': динамический модуль упругости, и G": модуль потерь упругости).

Например, Патентный документ 1 описывает тонер в качестве одного из примеров применения частиц смолы.

К сожалению, если применяют такую кристаллическую смолу, затруднено введение пигмента в кристаллическую смолу, что уменьшает насыщенность изображения.

Список ссылок

Патентные документы

Патентный документ 1: Выложенная заявка на патент Японии (JP-A) № 2010-77419.

Сущность изобретения

Техническая проблема

Целью данного изобретения является предоставление тонера, обладающего превосходными способностью к низкотемпературному фиксированию и стабильностью термостойкости при хранении, а также высокой насыщенностью изображения.

Решение проблемы

Тонер в соответствии с данным изобретением в качестве средства для решения вышеуказанных проблем имеет структуру в виде островков в сплошной фазе, в которой кристаллическая область, содержащая кристаллическую смолу, сформирована в качестве сплошной фазы и некристаллическая область, содержащая окрашивающее вещество, сформирована в качестве островков.

Преимущества данного изобретения

Данное изобретение может предоставлять тонер, обладающий превосходными способностью к низкотемпературному фиксированию и стабильностью термостойкости при хранении, а также высокой насыщенностью изображения.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 представляет собой фотографию, полученную с помощью просвечивающего электронного микроскопа (ПЭМ), показывающую поперечное сечение тонера в соответствии с одним из вариантов осуществления данного изобретения.

Фиг. 2 представляет собой схематический вид, показывающий один из вариантов осуществления проявляющего узла, применяемого в данном изобретении.

Фиг. 3 представляет собой схематический вид, показывающий технологический картридж в соответствии с одним из вариантов осуществления данного изобретения.

Фиг. 4A представляет собой график, показывающий пример спектра рентгеновской дифракции тонера.

Фиг. 4B представляет собой график спектра рентгеновской дифракции, полученного аппроксимацией спектра рентгеновской дифракции, показанного на Фиг. 4A.

Описание вариантов осуществления

Тонер

Далее будет описан тонер в соответствии с одним из вариантов осуществления данного изобретения.

Тонер содержит кристаллическую смолу и окрашивающее вещество и имеет структуру в виде островков в сплошной фазе, в которой кристаллическая область, содержащая кристаллическую смолу, сформирована в качестве сплошной фазы, и некристаллическая область, содержащая окрашивающее вещество, сформирована в качестве островков (см. Фиг. 1). Окрашивающее вещество трудно вводить в кристаллическую структуру. По этой причине, окрашивающее вещество содержится в тонере посредством формирования островков некристаллической области. При этом окрашивающее вещество предпочтительно равномерно диспергировано на протяжении островка, однако может в некоторой степени агрегировать и находиться в этом виде в островке.

Состояние дисперсии окрашивающего вещества в тонере и структура в виде островков в сплошной фазе тонера можно видеть посредством обследования поперечного сечения тонера с применением просвечивающего электронного микроскопа (ПЭМ). При этом полученное изображение может быть контрастным посредством окрашивания некристаллической смолы тетраоксидом рутения. Когда видна лишь структура в виде островков в сплошной фазе, структура в виде островков в сплошной фазе может быть более ясно видна посредством обследования изображения в отраженных электронах с помощью сканирующего электронного микроскопа (СЭМ).

Островок имеет диаметр домена обычно от 0,5 мкм до 2,0 мкм, предпочтительно от 1,0 мкм до 2,0 мкм, и более предпочтительно от 1,0 мкм до 1,5 мкм. При диаметре домена островка менее чем 0,5 мкм, пигмент может не содержаться в достаточной степени внутри островка, и окрашивающее вещество может находиться неравномерным образом. При диаметре домена островка от 0,5 мкм до 1,0 мкм, окрашивающее вещество может находиться в небольшой степени неравномерным образом, в зависимости от вида смолы для диспергирования окрашивающего вещества или пигмента. При диаметре домена островка более чем 2,0 мкм, другие компоненты в тонере могут быть выдавлены к поверхности тонера и могут оказывать влияние на свойства тонера, такие как стабильность термостойкости при хранении, если используют смолу для диспергирования окрашивающего вещества, обладающую низкими термическими свойствами.

В структуре в виде островков в сплошной фазе сплошная фаза и островки имеют разные степени изменения объема. По этой причине, тонер может быть отрегулирован таким образом, что имеет среднюю величину круглости 0,985 или менее. Степени изменения объема сплошной фазы и островков могут также быть отрегулированы в соответствии с температурой или временем на стадии изготовления тонера. Например, степень кристалличности изменяется посредством удаления органического растворителя при температуре ниже температуры плавления кристаллической смолы. Посредством этого среднее значение круглости тонера может быть уменьшено.

Среднее значение круглости тонера может быть измерено при применении FPIA-3000 (производства компании Sysmex Corporation).

Связующая смола

Связующая смола включает кристаллическую смолу и смолу для диспергирования окрашивающего вещества.

Кристаллическая смола

Содержание кристаллической смолы в связующей смоле составляет обычно 50% по массе или более, предпочтительно 60% по массе или более и более предпочтительно 70% по массе или более. При содержании кристаллической смолы в связующей смоле менее чем 50% по массе может быть затруднено обладание тонером одновременно способностью к низкотемпературному фиксированию и стабильностью термостойкости при хранении.

Кристаллическая смола имеет отношение температуры размягчения к температуре плавления 0,80 или более и менее чем 1,55 и быстро размягчается при нагревании.

Температура плавления может быть измерена при применении дифференциального сканирующего калориметра TA-60WS и DSC-60 (производства компании SHIMADZU Corporation). Температура размягчения может быть измерена при применении усовершенствованного прибора для определения реологических свойств Flowtester CFT-500D (производства компании SHIMADZU Corporation).

Кристаллическая смола имеет температуру плавления обычно от 45°C до 70°C, предпочтительно от 53°C до 65°C и более предпочтительно от 58°C до 62°C. При температуре плавления кристаллической смолы менее чем 45°C стабильность термостойкости при хранении тонера может снижаться. При температуре плавления более чем 70°C способность тонера к низкотемпературному фиксированию может снижаться.

Кристаллическая смола имеет отношение температуры плавления к температуре размягчения от 0,80 до 1,55. Отношение составляет предпочтительно от 0,85 до 1,25, более предпочтительно от 0,9 до 1,20 и особенно предпочтительно от 0,9 до 1,19. Если кристаллическая смола имеет отношение температуры плавления к температуре размягчения менее чем 0,80, устойчивость тонера к горячему смещению снижается. Если отношение составляет более чем 1,55, способность тонера к низкотемпературному фиксированию и стабильность его термостойкости при хранении снижается.

Динамический модуль упругости G' при температуре на 20°C выше, чем температура плавления кристаллической смолы, составляет обычно 5,0×10⁶ Па⋅с или менее, предпочтительно от 1,0×10¹ Па⋅с до 5,0×10⁵ Па⋅с, и более предпочтительно от 1,0×10¹ Па⋅с до 1,0×10⁴ Па⋅с.

Модуль потерь упругости G" при температуре на 20°C выше, чем температура плавления кристаллической смолы, составляет обычно 5,0×10⁶ Па⋅с или менее, предпочтительно от 1,0×10¹ Па⋅с до 5,0×10⁵ Па⋅с, и более предпочтительно от 1,0×10¹ Па⋅с до 1,0×10⁴ Па⋅с.

Динамический модуль упругости G' и модуль потерь упругости G" могут быть измерены при применении динамического реометра ARES (производства компании TA Instruments-Waters LLC). Конкретно, во-первых, кристаллическую смолу формуют в виде таблетки, имеющей диаметр 8 мм и толщину от 1 до 2 мм, закрепляют на параллельной пластине, имеющей диаметр 8 мм, и стабилизируют при 40°C. Затем, при частоте 1 Гц (6,28 рад/с) и степени деформации 0,1% (режим регулирования степени деформации), температуру повышают до 200°C при скорости повышения температуры 2,0°C/мин и измеряют динамический модуль упругости G' и модуль потерь упругости G".

Кристаллическая смола имеет среднемассовую молекулярную массу обычно от 2000 до 100000, предпочтительно от 5000 до 60000, и более предпочтительно от 8000 до 30000. При среднемассовой молекулярной массе кристаллической смолы менее чем 2000 устойчивость тонера к горячему смещению может снижаться. При среднемассовой молекулярной массе более чем 100000, способность тонера к низкотемпературному фиксированию может снижаться.

Среднемассовая молекулярная масса является молекулярной массой, измеренной при применении GPC-8220GPC (производства компании Tosoh Corporation) и преобразованной в сравнении с полистиролом.

Кристаллическая смола не ограничивается особым образом. Примеры кристаллической смолы включают кристаллические сложные полиэфиры, кристаллические полиуретаны, кристаллические поликарбамиды, кристаллические полиамиды, кристаллические полиэфиры, кристаллические виниловые смолы, кристаллические сложные полиэфиры, модифицированные уретаном, и кристаллические сложные полиэфиры, модифицированные карбамидом. Они могут быть использованы в комбинациях двух или более их видов. Среди них, предпочтительно используют смолы, имеющие звено кристаллического сложного полиэфира, в качестве основного компонента, поскольку эти смолы делают возможным проектирование температуры плавления, подходящей для тонера, и обладают высокой способностью связывания с бумагой.

Примеры смол, имеющих звено кристаллического сложного полиэфира, включают смолы, состоящие лишь из звена кристаллического сложного полиэфира (также называемые просто кристаллической сложнополиэфирной смолой), смолы, включающие связанное звено кристаллического сложного полиэфира, и смолы, включающие звено кристаллического сложного полиэфира и другой, связанный с ними, полимер (так называемые блок-сополимеры и графт-полимеры). Смола, состоящая лишь из звена кристаллического сложного полиэфира, имеет множество участков, имеющих кристаллическую структуру, несмотря на то, что смола легко деформируется под действием внешней силы. Например, можно предполагать следующие причины. Одной из причин является то, что смола легко деформируется, поскольку все участки в кристаллическом сложном полиэфире трудно кристаллизуются, при том, что молекулярные цепи на незакристаллизованных участках (некристаллические места) обладают высокой степенью свободы. Другой причиной является то, что так называемая ламеллярная структура формируется на участках, имеющих кристаллическую структуру; в данной структуре более высокого порядка обычно формируется плоскость, несмотря на то, что молекулярные цепи изогнуты, и плоскости наслаиваются одна на другую; между сформированными таким образом ламеллярными слоями не действует большая сила связи, что легко вызывает смещение ламеллярных слоев. Если связующая смола для тонера легко деформируется под действием внешней силы, могут возникать следующие проблемы: например, тонер деформируется и агрегирует внутри устройства для формирования изображения, тонер прилипает или закрепляется на элементе, и деформированный тонер легко царапает конечное выводимое изображение. По этой причине, связующая смола сама по себе должна обладать до некоторой степени устойчивостью к деформированию под действием внешней силы и высокой ударной вязкостью.

С точки зрения обеспечения ударной вязкости смолы, смолы, включающие связанное звено кристаллического сложного полиэфира, которое имеет место с уретановой связью, место с карбамидной связью или место с фениленовой связью с большой энергией агрегации, и смолы, включающие звено кристаллического сложного полиэфира и другой полимер, связанный с ним, (так называемые блок-сополимеры и графт-полимеры) являются предпочтительными. Среди них, особенно предпочтительными являются место с уретановой связью и место с карбамидной связью, поскольку полагают, что место с уретановой связью и место с карбамидной связью, имеющиеся в молекулярной цепи, могут формировать точку псевдосшивания в некристаллической части или между ламеллярными слоями посредством большой силы межмолекулярного взаимодействия, и эти места связывания делают тонер легко смачивающим бумагу, даже после того, как тонер зафиксирован на бумаге, и могут улучшать прочность фиксирования тонера.

Кристаллический сложный полиэфир

Кристаллический сложный полиэфир может быть синтезирован поликонденсацией полиола и поликарбоновой кислоты, полимеризацией с раскрытием кольца лактона, поликонденсацией гидроксикарбоновой кислоты или полимеризацией с раскрытием кольца циклического сложного эфира, имеющего от 4 до 12 атомов углерода, который соответствует продукту дегидратирующей конденсации двух или трех молекул гидроксикарбоновой кислоты. Среди них, поликонденсат диола и дикарбоновой кислоты является предпочтительным.

Что касается полиола, диол может быть использован сам по себе, или диол и спирт, имеющий основность 3 или более, могут быть использованы в комбинации.

Диол не ограничивается особым образом, и его примеры включают алифатические диолы, такие как линейные алифатические диолы и разветвленные алифатические диолы; алкиленгликолевый эфир, имеющий от 4 до 36 атомов углерода; алициклические диолы, имеющие от 4 до 36 атомов углерода; аддукты алкиленоксида, такого как этиленоксид, пропиленоксид и бутиленоксид, с алициклическими диолами (число добавляемых молей от 1 до 30); аддукты алкиленоксида, такого как этиленоксид, пропиленоксид и бутиленоксид, с бисфенолами (число добавляемых молей от 2 до 30); полилактондиол; полибутадиендиол; и диолы, имеющие другую функциональную группу, такие как диолы, имеющие карбоксильную группу, диолы, имеющие группу сульфоновой кислоты или группу сульфаминовой кислоты, и их соли. Они могут быть использованы в комбинациях двух или более их видов. Среди них, алифатические диолы, имеющие от 2 до 36 атомов углерода в основной цепи, являются предпочтительными, и линейные алифатические диолы, имеющие от 2 до 36 атомов углерода в основной цепи, являются более предпочтительными.

Содержание линейного алифатического диола в диоле обычно составляет 80 мол. % или более и предпочтительно 90 мол. % или более. При содержании линейного алифатического диола в диоле менее чем 80 мол. % может быть затруднено обладание тонером одновременно способностью к низкотемпературному фиксированию и стабильностью термостойкости при хранении.

Примеры линейных алифатических диолов, имеющих от 2 до 36 атомов углерода в основной цепи, включают этиленгликоль, 1,3-пропандиол, 1,4-бутандиол, 1,5-пентандиол, 1,6-гександиол, 1,7-гептандиол, 1,8-октандиол, 1,9-нонандиол, 1,10-декандиол, 1,11-ундекандиол, 1,12-додекандиол, 1,13-тридекандиол, 1,14-тетрадекандиол, 1,18-октадекандиол и 1,20-эйкозандиол. Среди них, этиленгликоль, 1,3-пропандиол, 1,4-бутандиол, 1,6-гександиол, 1,9-нонандиол и 1,10-декандиол являются предпочтительными.

Примеры разветвленных алифатических диолов, имеющих от 2 до 36 атомов углерода в основной цепи, включают 1,2-пропиленгликоль, бутандиол, гександиол, октандиол, декандиол, додекандиол, тетрадекандиол, неопентилгликоль, и 2,2-диэтил-1,3-пропандиол.

Примеры алкиленгликолевых эфиров, имеющих от 4 до 36 атомов углерода, включают диэтиленгликоль, триэтиленгликоль, дипропиленгликоль, полиэтиленгликоль, полипропиленгликоль и политетраметиленгликолевый эфир.

Примеры алициклических диолов, имеющих от 4 до 36 атомов углерода, включают 1,4-циклогександиметанол и гидрогенизированный бисфенол А.

Примеры бисфенолов включают бисфенол А, бисфенол F и бисфенол S.

Примеры полилактондиола включают поли(ε-капролактондиол).

Примеры диолов, имеющих карбоксильную группу, включают диалкилолалкановую кислоту, имеющую от 6 до 24 атомов углерода, такую как 2,2-диметилолпропионовую кислоту, 2,2-диметилолбутановую кислоту, 2,2-диметилолгептановую кислоту и 2,2-диметилолоктановую кислоту.

Примеры диолов, имеющих группу сульфоновой кислоты или группу сульфаминовой кислоты, включают N,N-бис(2-гидроксиалкил)сульфаминовую кислоту (с алкильной группой, имеющей от 1 до 6 атомов углерода) и ее аддукты с алкиленоксидом (число добавляемых молей от 1 до 6), таким как этиленоксиды, пропиленоксиды и бутиленоксиды, например, аддукты 2 моль пропиленоксида с N,N-бис(2-гидроксиэтил)сульфаминовой кислотой и N,N-бис(2-гидроксиэтил)сульфаминовую кислоту; и бис(2-гидроксиэтил)фосфат.

Примеры основания, используемого для нейтрализации солей диола, имеющего карбоксильную группу, и диола, имеющего группу сульфоновой кислоты или группу сульфаминовой кислоты, включают третичные амины, имеющие от 3 до 30 атомов углерода, такие как триэтиламин, и гидроксиды щелочных металлов, такие как гидроксид натрия.

Среди них, алкиленгликоли, имеющие от 2 до 12 атомов углерода, диолы, имеющие карбоксильную группу, и аддукты алкиленоксида с бисфенолами являются предпочтительными.

Полиол, имеющий основность 3 или более, не ограничивается особым образом. Его примеры включают алкановые полиолы, такие как глицерин, триметилолэтан, триметилолпропан, пентаэритритол, сорбитол, сорбитан и полиглицерины, и продукты их внутримолекулярной или межмолекулярной дегидратации; алифатические спирты, имеющие от 3 до 36 атомов углерода, такие как сахариды, такие как сахароза и метилглюкозид и их производные; аддукты алкиленоксида (число добавляемых молей от 2 до 30) с трис-фенолами, такими как трис-фенол PA; аддукты алкиленоксида (число добавляемых молей от 2 до 30) с новолачными смолами, такими как фенолноволак и крезолноволак; и акриловые полиолы, такие как сополимеры гидроксиэтил(мет)акрилата и других виниловых мономеров. Среди них, алифатические спирты, имеющие основность 3 или более, и аддукты алкиленоксида с новолачными смолами являются предпочтительными, и аддукты алкиленоксида с новолачными смолами являются более предпочтительными.

Поликарбоновые кислоты

Что касается поликарбоновых кислот, дикарбоновая кислота может быть использована сама по себе, или дикарбоновая кислота может быть использована в комбинации с карбоновой кислотой, имеющей основность 3 или более.

Дикарбоновая кислота не ограничивается особым образом, и ее примеры включают алифатические дикарбоновые кислоты, такие линейные алифатические дикарбоновые кислоты и разветвленные алифатические дикарбоновые кислоты; и ароматические дикарбоновые кислоты. Среди них, линейные алифатические дикарбоновые кислоты являются предпочтительными.

Примеры алифатических дикарбоновых кислот включают алкандикарбоновые кислоты, имеющие от 4 до 36 атомов углерода, такие как янтарная кислота, адипиновая кислота, себациновая кислота, азелаиновая кислота, додекандикарбоновая кислота, октадекандикарбоновая кислота и децилянтарная кислота; алкендикарбоновые кислоты, имеющие от 4 до 36 атомов углерода, такие как алкенилянтарная кислота, такая как додеценилянтарная кислота, пентадеценилянтарная кислота и октадеценилянтарная кислота, малеиновая кислота, фумаровая кислота и цитраконовая кислота; и алициклические дикарбоновые кислоты, имеющие от 6 до 40 атомов углерода, такие как димерные кислоты (димеризованная линолевая кислота).

Примеры ароматических дикарбоновых кислот включают ароматические дикарбоновые кислоты, имеющие от 8 до 36 атомов углерода, такие как фталевая кислота, изофталевая кислота, терефталевая кислота, трет-бутилизофталевая кислота, 2,6-нафталиндикарбоновая кислота и 4,4'-дифенилдикарбоновая кислота.

Карбоновые кислоты, имеющие основность 3 или более, не ограничиваются особым образом, и их примеры включают ароматические поликарбоновые кислоты, имеющие от 9 до 20 атомов углерода, такие как тримеллитовая кислота и пиромеллитовая кислота.

Вместо поликарбоновых кислот могут быть использованы ангидриды поликарбоновых кислот или сложные алкилэфиры, имеющие от 1 до 4 атомов углерода, такие как сложный метиловый эфир, сложный этиловый эфир и сложный изопропиловый эфир.

Среди них, алифатические дикарбоновые кислоты предпочтительно используют по отдельности, и адипиновую кислоту, себациновую кислоту, додекандикарбоновую кислоту, терефталевую кислоту и изофталевую кислоту более предпочтительно используют по отдельности. При этом применение алифатической дикарбоновой кислоты в комбинации с ароматической дикарбоновой кислоты является также предпочтительным, и алифатической дикарбоновой кислоты в комбинации с терефталевой кислотой, изофталевой кислотой или трет-бутилизофталевой кислотой является также более предпочтительным.

Содержание ароматической дикарбоновой кислоты в поликарбоновой кислоте составляет предпочтительно 20 мол.% или менее.

Продукт полимеризации лактона с раскрытием кольца

Лактон не ограничивается особым образом, и его примеры включают монолактоны, имеющие от 3 до 12 атомов углерода, такие как β-пропиолактон, γ-бутиролактон, δ-валеролактон и ε-капролактон. Среди них, ε-капролактон является особенно предпочтительным.

При полимеризации лактона с раскрытием кольца может быть использован катализатор, такой как оксиды металлов и металлоорганические соединения, или диол, такой как этиленгликоль и диэтиленгликоль, может быть использован в качестве инициатора.

Примеры коммерчески доступных продуктов полимеризации лактона с раскрытием кольца включают H1P, H4, H5, и H7 серии PLACCEL (производства компании Daicel Corporation).

Полигидроксикарбоновая кислота

Гидроксикарбоновая кислота, используемая для поликонденсации, не ограничивается особым образом, и ее примеры включают гликолевую кислоту и молочную кислоту (например, L-форму, D-форму и рацематы).

Гидроксикарбоновая кислота, используемая для циклического сложного эфира, не ограничивается особым образом, и ее примеры включают гликолид или лактид (например, L-форму, D-форму и рацематы). Среди них, L-лактид и D-лактид являются предпочтительными.

При полимеризации с раскрытием кольца циклического сложного эфира может быть использован катализатор, такой как оксиды металлов и металлоорганические соединения.

Сложный полиэфирдиол может быть синтезирован посредством модификации гидроксикарбоновой кислоты или циклического сложного эфира таким образом, что концы поликонденсата гидроксикарбоновой кислоты или продукта полимеризации с раскрытием кольца циклического сложного эфира имеет гидроксильную группу или карбоксильную группу.

Смолы, включающие связанное звено кристаллического сложного полиэфира

Примеры способа получения смолы, включающей связанное звено кристаллического сложного полиэфира, включают способ, в котором звено кристаллического сложного полиэфира, имеющее на конце группу активного водорода, такую как гидроксильная группа, получают предварительно и связывают с полиизоцианатом. Применение этого звена делает возможным введение места с уретановой связью в скелет смолы, увеличивая ударную вязкость смолы.

Кристаллический полиуретан

Кристаллический полиуретан может быть синтезирован полиприсоединением полиола и полиизоцианата. Среди них, продукт полиприсоединения диола и диизоцианата является предпочтительным.

Что касается полиолов, диолы могут быть использованы по отдельности, или диолы могут быть использованы в комбинации со спиртами, имеющими основность 3 или более.

Что касается полиолов, могут быть использованы те же самые их виды, что используются для кристаллического сложного полиэфира.

Что касается полиизоцианата, диизоцианат может быть использован сам по себе, или диизоцианат может быть использован в комбинации с изоцианатами, имеющими основность 3 или более.

Диизоцианат не ограничивается особым образом, и его примеры включают ароматические диизоцианаты, алифатические диизоцианаты, алициклические диизоцианаты и ароматические алифатические диизоцианаты. Их примеры включают ароматические диизоцианаты, имеющие от 6 до 20 атомов углерода, исключая углерод в изоцианатной группе, алифатические диизоцианаты, имеющие от 2 до 18 атомов углерода, исключая углерод в изоцианатной группе, алициклические диизоцианаты, имеющие от 4 до 15 атомов углерода, исключая углерод в изоцианатной группе, ароматические алифатические диизоцианаты, имеющие от 8 до 15 атомов углерода, исключая углерод в изоцианатной группе, и модифицированные продукты диизоцианатов, имеющие уретановую группу, карбодиимидную группу, аллофанатную группу, карбамидную группу, биуретовую группу, уретдионовую группу, уретиминовую группу, изоциануратную группу, оксазолидоновую группу и т.п. Они могут быть использованы в комбинациях двух или более их видов.

Примеры ароматических диизоцианатов включают 1,3-фенилендиизоцианат, 1,4-фенилендиизоцианат, 2,4-толилендиизоцианат, 2,6-толилендиизоцианат, сырой толилендиизоцианат, 2,4'-дифенилметандиизоцианат, 4,4'-дифенилметандиизоцианат и сырой дифенилметандиизоцианат (фосгенированные продукты сырого бис(аминофенил)метана (конденсата формальдегида и ароматического амина (анилина) или их смесь) и фосгенированные продукты смеси бис(аминофенил)метана и небольшого количества (например, от 5 до 20% по массе) амина, имеющего три функциональные группы или более), 1,5-нафтилендиизоцианат, 4,4',4"-трифенилметан триизоцианат, м-изоцианатофенилсульфонилизоцианат и п-изоцианатофенилсульфонилизоцианат.

Примеры алифатических диизоцианатов включают этилендиизоцианат, тетраметилендиизоцианат, гексаметилендиизоцианат, додекаметилендиизоцианат, 1,6,11-ундекантриизоцианат, 2,2,4-триметилгексаметилендиизоцианат, лизиндиизоцианат, 2,6-диизоцианатометилкапроат, бис(2-изоцианатоэтил)фумарат, бис(2-изоцианатоэтил)карбонат и 2-изоцианатоэтил-2,6-диизоцианатогексаноат.

Примеры алициклических диизоцианатов включают изофорондиизоцианат, дициклогексилметан-4,4'-диизоцианат, циклогексилендиизоцианат, метилциклогексилендиизоцианат, бис(2-изоцианатоэтил)-4-циклогексен-1,2-дикарбоксилат, 2,5-норборнандиизоцианат, и 2,6-норборнандиизоцианат.

Примеры ароматических алифатических диизоцианатов включают м-ксилилендиизоцианат, п-ксилилендиизоцианат, и α,α,α',α'-тетраметилксилилендиизоцианат.

Примеры модифицированных продуктов диизоцианатов включают модифицированные дифенилметандиизоцианаты, такие как дифенилметандиизоцианат, модифицированный уретаном, дифенилметандиизоцианат, модифицированный карбодиимидом, и дифенилметандиизоцианат, модифицированный тригидрокарбилфосфатом; и модифицированные продукты диизоцианата, такого как толилендиизоцианат, модифицированный уретаном, такие как преполимеры, имеющие изоцианатную группу.

Среди них, ароматические диизоцианаты, имеющие от 6 до 15 атомов углерода, исключая углерод в изоцианатной группе, алифатические диизоцианаты, имеющие от 4 до 12 атомов углерода, исключая углерод в изоцианатной группе, и алициклические диизоцианаты, имеющие от 4 до 15 атомов углерода, исключая углерод в изоцианатной группе, являются предпочтительными, и толилендиизоцианат, дифенилметандиизоцианат, гексаметилендиизоцианат, гидрогенизированный дифенилметандиизоцианат и изофорондиизоцианат являются более предпочтительными.

Кристаллический поликарбамид

Кристаллический поликарбамид может быть синтезирован полиприсоединением полиамина и полиизоцианата. При этом продукты полиприсоединения диамина и диизоцианата являются предпочтительными.

Что касается полиизоцианата, диизоцианат может быть использован сам по себе, или диизоцианат может быть использован в комбинации с изоцианатом, имеющим основность 3 или более.

Что касается полиизоцианата, могут быть использованы те же самые его виды, что используются для кристаллического полиуретана.

Что касается полиамина, диамин может быть использован сам по себе, или диамин может быть использован в комбинации с амином, имеющим основность 3 или более.

Полиамин не ограничивается особым образом, и его примеры включают алифатические полиамины и ароматические полиамины. Среди них, алифатические полиамины, имеющие от 2 до 18 атомов углерода, и ароматические полиамины, имеющие от 6 до 20 атомов углерода, являются предпочтительными.

Примеры алифатических полиаминов, имеющих от 2 до 18 атомов углерода, включают алкилендиамины, имеющие от 2 до 6 атомов углерода, такие как этилендиамин, пропилендиамин, триметилендиамин, тетраметилендиамин и гексаметилендиамин; полиалкиленполиамины, имеющие от 4 до 18 атомов углерода, такие как диэтилентриамин, иминобис(пропиламин), бис(гексаметилен)триамин, триэтилентетрамин, тетраэтиленпентамин и пентаэтиленгексамин; алкилендиамины или полиалкилендиамины, замещенные алкилом, имеющим от 1 до 4 атомов углерода, или гидроксиалкилом, имеющим от 2 до 4 атомов углерода, таким как диалкиламинопропиламин, триметилгексаметилендиамин, аминоэтилэтаноламин, 2,5-диметил-2,5-гексаметилендиамин и метилиминобис(пропиламин); алициклические диамины, имеющие от 4 до 15 атомов углерода, такие как 1,3-диаминоциклогексан, изофорондиамин, ментендиамин, и 4,4'-метилендициклогександиамин (гидрогенизированный метилендианилин); гетероциклические диамины, имеющие от 4 до 15 атомов углерода, такие как пиперазин, N-аминоэтилпиперазин, 1,4-диаминоэтилпиперазин, 1,4-бис(2-амино-2-метилпропил)пиперазин, и 3,9-бис(3-аминопропил)-2,4,8,10-тетраоксаспиро[5,5]ундекан; и алифатические диамины, включающие ароматическое кольцо, имеющие от 8 до 15 атомов углерода, такие как ксилилендиамин и тетрахлор-п-ксилилендиамин.

Примеры ароматических диаминов, имеющих от 6 до 20 атомов углерода, включают незамещенные ароматические диамины, такие как 1,2-фенилендиамин, 1,3-фенилендиамин, 1,4-фенилендиамин, 2,4'-дифенилметандиамин, 4,4'-дифенилметандиамин, сырой дифенилметандиамин (полифенилполиметиленполиамин), диаминодифенилсульфон, бензидин, тиодианилин, бис(3,4-диаминофенил)сульфон, 2,6-диаминопиридин, м-аминобензиламин, трифенилметан-4,4',4"-триамин и нафтилендиамин; ароматические диамины, имеющие замещенную в цикле алкильную группу с 1-4 атомами углерода, такие как 2,4-толилендиамин, 2,6-толилендиамин, сырой толилендиамин, диэтилтолилендиамин, 4,4'-диамино-3,3'-диметилдифенилметан, 4,4'-бис(о-толуидин), дианизидин, диаминодитолилсульфон, 1,3-диметил-2,4-диаминобензол, 1,3-диметил-2,6-диаминобензол, 1.4-диизопропил-2,5-диаминобензол, 2, 4-диаминомезитилен, 1-метил-3,5-диэтил-2,4-диаминобензол, 2,3-диметил-1,4-диаминонафталин, 2,6-диметил-1,5-диаминонафталин, 3,3',5,5'-тетраметилбензидин, 3,3',5,5'-тетраметил-4,4'-диаминодифенилметан, 3,5-диэтил-3'-метил-2',4-диаминодифенилметан, 3,3'-диэтил-2,2'-диаминодифенилметан, 4,4'-диамино-3,3'-диметилдифенилметан, 3,3',5,5'-тетраэтил-4,4'-диаминобензофенон, 3,3',5,5'-тетраэтил-4,4'-диаминодифенилэфир, и 3,3',5,5'-тетраизопропил-4,4'-диаминодифенилсульфон; метиленбис(o-хлоранилин), 4-хлор-o-фенилендиамин, 2-хлор-1,4-фенилендиамин, 3-амино-4-хлоранилин, 4-бром-1,3-фенилендиамин, 2,5-дихлор-1,4-фенилендиамин, 5-нитро-1,3-фенилендиамин и 3-диметокси-4-аминоанилин; имеющие галогеновые группы, такие как группа хлора, группа брома, группа иода и группа фтора, например, 4,4'-диамино-3,3'-диметил-5,5'-дибромдифенилметан, 3,3'-дихлорбензидин, 3,3'-диметоксибензидин, бис(4-амино-3-хлорфенил)оксид, бис(4-амино-2-хлорфенил)пропан, бис(4-амино-2-хлорфенил)сульфон, бис(4-амино-3-метоксифенил)декан, бис(4-аминофенил)сульфид, бис(4-аминофенил)теллурид, бис(4-аминофенил)селенид, бис(4-амино-3-метоксифенил)дисульфид, 4,4'-метиленбис(2-иодоанилин), 4,4'-метиленбис(2-бромоанилин), 4,4'-метиленбис(2-фтороанилин) и 4-аминофенил-2-хлоранилин; имеющие алкоксигруппы, такие как метоксигруппа и этоксигруппа; ароматические диамины, имеющие замещенную в цикле электроноакцепторную группу, такую как нитрогруппа; и ароматические диамины, имеющие вторичную аминогруппу, такую как 4,4'-бис(метиламино)дифенилметан и 1-метил-2-метиламино-4-аминобензол (незамещенные ароматические диамины, ароматические диамины, имеющие замещенную в цикле алкильную группу с 1-4 атомами углерода, и ароматические диамины имеющие замещенную в цикле электроноакцепторную группу, в которых первичная аминогруппа частично или полностью замещена более низкой алкильной группой, такой как метильная группа и этильная группа).

Примеры диаминов, иных, чем те, что приведены выше, включают полиамидполиамины, такие как полиамидполиамин, синтезированный конденсацией дикарбоновой кислоты, такой как димерная кислота, и избыточного количества (2 или более моля на моль дикарбоновой кислоты) полиамина, такого как алкилендиамин и полиалкиленполиамин; и полиэфирполиамины, такие как гидриды цианоэтилированных продуктов полиэфирполиола, такие как полиалкиленгликоль.

Вместо полиамина могут быть использованы, например, кетимин и оксазолидон, в которых аминогруппа в полиамине блокирована кетоном, таким как ацетон, метилэтилкетон и метилизобутилкетон.

Кристаллический полиамид

Кристаллический полиамид может быть синтезирован поликонденсацией полиамина и поликарбоновой кислоты. Среди них, поликонденсат диамина и дикарбоновой кислоты является предпочтительным.

Что касается полиамина, диамин может быть использован сам по себе, или диамин может быть использован в комбинации с амином, имеющим основность 3 или более.

Что касается по