專利名稱：用于熔凝元件的氨基官能硅氧烷共聚物防粘劑的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及可用于包括數(shù)字型、圖像疊加圖像型和接觸靜電拷貝型和復印型裝置在內(nèi)的靜電成像復制裝置中的熔凝元件(fusermember)。本發(fā)明的熔凝元件可用作熔凝元件、壓力元件、轉移熔凝或轉移定影元件，等等。在一個實施方案中，該熔凝元件包括包含聚合物外層并在其上面有液體防粘劑。在實施方案中，該防粘劑是氨基官能硅氧烷防粘劑。在實施方案中，氨基官能硅氧烷防粘劑包括側掛的官能氨基。在實施方案中，一種以上的氨基官能防粘劑作為共混物使用。在其它實施方案中，氨基官能防粘劑包括氨基官能防粘劑材料的共聚物。
背景技術：
使用熱能將調(diào)色劑圖像固定在載體元件上是眾所周知的。當提供熱、壓力和接觸時間的適當組合時，會發(fā)生調(diào)色劑顆粒的熔凝(fuse)。導致調(diào)色劑顆粒熔凝的這些參數(shù)的平衡是現(xiàn)有技術中公知的，并能夠經(jīng)過調(diào)節(jié)以適合于具體的機器或工藝條件。
為了確保和保持熔凝輥的良好防粘性能，通常在熔凝操作中將防粘劑施涂于熔凝輥上。
美國專利4,029,827公開了使用具有巰基官能團的聚有機基硅氧烷作為防粘劑。
授權于Strella等人的美國專利4,101,686和同樣授權于Strella等人的美國專利4,185,140，兩者都公開了具有諸如羧基、羥基、環(huán)氧基、氨基、異氰酸酯、硫醚或巰基之類的官能團的聚合物防粘劑。
具有官能團的聚合物防粘劑與熔凝元件相互作用形成具有良好防粘性能的熱穩(wěn)定的可再次使用的自潔層，該防粘劑用于驗電型(electroscopic)熱塑性樹脂調(diào)色劑的用途已經(jīng)描述在美國專利4,029,827中。
對于聚合物外層，包括氟彈性體熔凝元件外層而言，仍特別需要為熔凝元件提供充分潤濕作用的防粘劑。還希望提供下述的熔凝元件防粘劑，它與復印基材如紙張有很少或根本沒有相互作用，因此防粘劑不干涉粘合劑和POST-ITnotes(由3M公司制造)粘附于復印基材如紙張上。進一步希望該油不阻止油墨粘附于最終復印基材上。另外，希望防粘劑不與調(diào)色劑的組分反應。還希望提供減少或消除凝膠化的氨基官能防粘劑。同樣，希望提供下述的防粘劑，它能夠通過改進防粘劑的鋪展性而提高熔凝元件的壽命。其它所需的特征是提供下述的熔凝防粘劑，通過減少偏置損壞和剝離損壞，減少卡紙，和改進總體圖像質(zhì)量來提高熔凝元件的壽命。
發(fā)明內(nèi)容
本文中的實施方案包括熔凝元件，該元件包括基材；聚合物外層；和在聚合物外層上的防粘劑材料涂層，其中防粘劑材料涂層包括具有下式的共聚物 其中A和B是相同的或不同的，并且各自表示-R4-X，其中R4表示具有約1-約10個碳原子的烷基，X表示-NH2或-NHR6NH2，而其中R6表示具有約1-約10個碳原子的烷基；R1和R2是相同的或不同的，并各自選自具有約1-約25個碳原子的烷基，具有約4-約10個碳原子的芳基，和芳基烷基；R3和R5是相同的或不同的，并各自選自具有約1-約25個碳原子的烷基，具有約4-約10個碳原子的芳基，芳基烷基，和具有約1-約500個硅氧烷單元的取代二有機基硅氧烷鏈；b和c及f是數(shù)值，并且是相同的或不同的，且各自滿足0≤b≤10和10≤c≤1000及0≤f≤10的條件，但是b和c及f必須不同時是0；d和d’是數(shù)值，并且是相同的或不同的，且是2或3，以及e和e’是數(shù)值，并且是相同的或不同的，且是0或1，并滿足d+e＝3和d’+e’＝3，及b+c+f是約10-約1000的條件。
實施方案還包括熔凝元件，該元件包括基材；包含氟彈性體的聚合物外層；和在氟彈性體聚合物外層上的防粘劑材料涂層，其中防粘劑材料涂層包括具有下式的共聚物
其中A和B是相同的或不同的，并且各自表示-R4-X，其中R4表示具有約1-約10個碳原子的烷基，X表示-NH2或-NHR6NH2，而其中R6表示具有約1-約10個碳原子的烷基；R1和R2是相同的或不同的，并各自選自具有約1-約25個碳原子的烷基，具有約4-約10個碳原子的芳基，和芳基烷基；R3和R5是相同的或不同的，并各自選自具有約1-約25個碳原子的烷基，具有約4-約10個碳原子的芳基，芳基烷基，和具有約1-約500個硅氧烷單元的取代二有機基硅氧烷鏈；b和c及f是數(shù)值，并且是相同的或不同的，且各自滿足0≤b≤10和10≤c≤1000及0≤f≤10的條件，但是b和c及f必須不同時是0；d和d’是數(shù)值，并且是相同的或不同的，且是2或3，以及e和e’是數(shù)值，并且是相同的或不同的，且是0或1，并滿足d+e＝3和d’+e’＝3，及b+c+f是約10-約1000的條件。
實施方案進一步包括用于在包括其上接受靜電潛影的電荷保持表面的記錄介質(zhì)上形成圖像的成像裝置；將顯影劑材料施加于電荷保持表面上將靜電潛影顯影而在電荷保持表面上形成顯影圖像的顯影組件；將顯影圖像從電荷保持表面轉移到復印基材上的轉移組件；和將轉移的顯影圖像熔凝到復印基材上的熔凝輥組件，其中熔凝元件包括基材；聚合物外層；和在聚合物外層上的防粘劑材料涂層，其中防粘劑材料涂層包括具有下式的共聚物 其中A和B是相同的或不同的，并且各自表示-R4-X，其中R4表示具有約1-約10個碳原子的烷基，X表示-NH2或-NHR6NH2，而其中R6表示具有約1-約10個碳原子的烷基；R1和R2是相同的或不同的，并各自選自具有約1-約25個碳原子的烷基，具有約4-約10個碳原子的芳基，和芳基烷基；R3和R5是相同的或不同的，并各自選自具有約1-約25個碳原子的烷基，具有約4-約10個碳原子的芳基，芳基烷基，和具有約1-約500個硅氧烷單元的取代二有機基硅氧烷鏈；b和c及f是數(shù)值，并且是相同的或不同的，且各自滿足0≤b≤10和10≤c≤1000及0≤f≤10的條件，但是b和c及f必須不同時是0；d和d’是數(shù)值，并且是相同的或不同的，且是2或3，以及e和e’是數(shù)值，并且是相同的或不同的，且是0或1，并滿足d+e＝3和d’+e’＝3，及b+c+f是約10-約1000的條件。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的圖像裝置的示意圖。
圖2是熔凝元件的實施方案的放大側視圖，顯示具有基材、中間層、外層和防粘劑涂層的熔凝元件。
具體實施例方式
本發(fā)明涉及具有與其相結合的液體防粘劑或熔凝油的熔凝元件。該熔凝元件具有與氨基官能防粘劑相結合的外層。本發(fā)明的氨基官能防粘劑導致凝膠化的減少或消除，即使用于彩色熔凝時。本發(fā)明的氨基官能防粘劑與熔凝外表面形成化學鍵，這提供了可再次使用的防粘層，允許熔凝圖像在從高壓高溫熔凝裝置間隙離開之后自由地從熔凝元件的表面上分離。氨基官能防粘劑尤其可用于高性能、快速和全程彩色印片機和復印機。該氨基官能防粘劑延長熔凝元件的壽命，因此導致節(jié)省成本和使用戶更滿意。
參見圖1，在典型的靜電成像復制裝置中，需要復制的原型的亮像以靜電潛影的形式記錄在光敏元件上，然后潛影通過應用通常稱為調(diào)色劑的驗電型熱塑性樹脂顆粒而變成可見的。在本發(fā)明中，該調(diào)色劑優(yōu)選是彩色調(diào)色劑。具體地說，受光體10利用充電器12(從電源11為它提供電壓)在其表面上帶電荷。受光體然后以成像方式曝露于來自光學系統(tǒng)或圖像輸入裝置13如激光和發(fā)光二極管的光，在其上面形成靜電潛影。一般來說，通過讓來自顯影站14的顯影劑混合物與其接觸來使靜電潛影顯影。顯影能夠通過磁性刷、粉末云霧或其它已知的顯影工藝的使用來進行。干顯影劑混合物通常包括有調(diào)色劑顆粒以摩擦起電方式粘合于其上的載體粒料。調(diào)色劑顆粒被從載體粒料吸引到潛影上而在其上面形成調(diào)色劑粉末圖像?？蛇x擇地，也可以使用液體顯影劑材料，它包括有調(diào)色劑顆粒分散在其中的液體載體。液體顯影劑材料前進與靜電潛影接觸，并且調(diào)色劑顆粒以圖像結構沉積在其上面。
在調(diào)色劑顆粒已經(jīng)沉積在光電導性表面上之后，它們以圖像結構，通過轉印設備15(它能夠壓力轉印或靜電轉印)被轉印到復印片材16上。另外地，顯影的圖像能夠轉印到中間轉印元件或偏壓轉印元件上，和隨后轉印到復印片材上。復印基材的例子包括紙張，透明材料如聚酯，聚碳酸酯等，布料，木材，或任何其它完成的圖像位于其上面的所需材料。
在顯影圖像的轉印完成之后，復印片材16前進到熔凝站19，在圖1中描繪為熔凝輥20和壓力輥21(雖然任何其它熔凝組件如與壓力輥接觸的熔凝帶，與壓力帶接觸的熔凝輥等適合為本發(fā)明的裝置所使用)，其中通過讓復印片材16在熔凝元件和壓力元件之間通過來使顯影圖像熔凝到復印片材16上，從而形成永久的圖像。可選擇地，轉印和熔凝能夠通過轉移定影操作來進行。
受光體10，在轉印之后，前進到清潔站17，其中保留在受光體10上的任何調(diào)色劑通過使用刮刀22(如圖1中所示)、刷或其它清洗裝置來清洗。
圖2是顯示各種可能層的熔凝元件的一個實施方案的放大示意圖。如圖2中所示，基材1在其上面具有任選的中間層2。中間層2可以是例如橡膠，如硅橡膠或其它合適的材料。在任選的中間層2上是外層3，它包括聚合物，如下面所述的那些。位于外層3上的是最外面的液體氨基官能硅氧烷防粘層4。
熔凝系統(tǒng)元件的外表面聚合物的例子包括含氟聚合物，如氟彈性體和氫氟彈性體。
具體地說，合適的氟彈性體是在美國專利5,166,031，5,281,506，5,366,772和5,370,931，以及美國專利4,257,699，5,017,432和5,061,965中詳細描述的那些。如在其中所述，這些彈性體選自1)偏二氟乙烯和六氟丙烯兩者的共聚物(商業(yè)上稱為VITONA)；2)偏二氟乙烯、六氟丙烯和四氟乙烯的三元共聚物(商業(yè)上稱為VITONB)；和3)偏二氟乙烯、六氟丙烯、四氟乙烯和固化部位單體的四元共聚物(商業(yè)上稱為VITONGH和VITONGF)。市場上可買到的氟彈性體的例子包括以各種商品名銷售的那些，如VITONA，VITONB，VITONE，VITONE60C，VITONE430，VITON910，VITONGH，VITONGF和VITONETP。VITON商品名是E.I.DuPont de Nemours，Inc的商標。固化部位單體可以是4-溴全氟丁烯-1，1，1-二氫-4-溴全氟丁烯-1，3-溴全氟丙烯-1，1，1-二氫-3-溴全氟丙烯-1，或任何其它合適的已知固化部位單體。所列出的這些可從DuPont商購。氟彈性體VITONGH和VITON GF具有較低量的偏二氟乙烯。VITON GF和VITONGH具有約35wt％的偏二氟乙烯、約34wt％的六氟丙烯和約29wt％的四氟乙烯，還有約2wt％的固化部位單體。
其它從市場上可買到的氟聚合物包括FLUOREL 2170，F(xiàn)LUOREL 2174，F(xiàn)LUOREL 2176，F(xiàn)LUOREL 2177和FLUORELLVS 76，F(xiàn)LUOREL是3M公司的商標。其它從市場上可買到的材料包括AFLAStm，即聚(丙烯-四氟乙烯)，和FLUOREL II(LII900)，即聚(丙烯-四氟乙烯-偏二氟乙烯)，兩者都可以從3M公司獲得，以及標識為FOR-60KIR，F(xiàn)OR-LHF，NMFOR-THF，F(xiàn)OR-TFS，TH，和TN505的Tecnoflon系列，可以從Montedison SpecialtyChemical Company獲得。
其它含氟聚合物的例子包括含氟塑料或含氟聚合物，如聚四氟乙烯、氟化乙烯丙烯樹脂、全氟烷氧基和其它TEFLON類材料，和它們的聚合物。
在實施方案中，氟彈性體還可以與非氟化乙烯或非氟化丙烯共混或共聚合。
合適硅橡膠的例子包括高溫硫化(HTV)硅橡膠和低溫硫化(LTV)硅橡膠。這些橡膠是已知的且容易通過商業(yè)途徑獲得，如SILASTIC735 black RTV和SILASTIC732 RTV，兩者均從DowCorning獲得；和106 RTV Silicone Rubber和90 RTV SiliconeRubber，兩者均從General Electric獲得。其它合適的(聚)硅氧烷材料包括硅氧烷類(如聚二甲基硅氧烷)；氟硅酮如Silicone Rubber 552，可以從Sampson Coatings，Richmond，Virginia獲得；液體硅橡膠如乙烯基交聯(lián)的熱固性橡膠或硅醇室溫交聯(lián)的材料；等等。另一個具體的例子是Dow Corning Sylgard 182。
在外層溶液中溶液形式的聚合物配混料的量，按總固體wt％計算，是總固體的約10-約25wt％，或約16-約22wt％。在這里使用的總固體包括聚合物、脫氫氟化劑(如果存在的話)和任選的助劑和填料的量。
無機粒狀填料可與聚合物外層相結合使用，以便為熔凝劑的官能團提供錨固位點。合適填料的例子包括無機填料如硅石，或含金屬的填料如金屬、金屬合金、金屬氧化物、金屬鹽或其它金屬化合物。可以使用的一般類型的金屬包括元素周期表的1b，2a，2b，3a，3b，4a，4b，5a，5b，6b，7b，8族和稀土元素中的那些金屬。例如，填料可以是鋁、銅、錫、鋅、鉛、鐵、鉑、金、銀、銻、鉍、鋅、銥、釕、鎢、錳、鎘、汞、釩、鉻、鎂、鎳和它們的合金的氧化物。其它具體例子包括氧化鋁和氧化銅無機粒狀填料。其它實例包括增強和非增強煅制氧化鋁和平片狀氧化鋁，分別與硅石一起。
熔凝元件的聚合物外表面層的厚度是約10-約250微米，或約15-約100微米。
可以施涂任選的中間粘合劑層和/或中間聚合物或彈性體層，以獲得本發(fā)明所期望的性能和特性目標。中間層可以在基材和聚合物外表面之間存在。合適中間層的例子包括硅橡膠類，如室溫硫化(RTV)硅橡膠、高溫硫化(HTV)硅橡膠和低溫硫化(LTV)硅橡膠。這些橡膠是已知的并且容易通過商業(yè)途徑獲得，如SILASTIC735 black RTV和SILASTIC732 RTV，兩者均從Dow Corning獲得；和106 RTVSilicone Rubber和90 RTV Silicone Rubber，兩者均從General Electric獲得。其它合適的硅氧烷材料包括硅氧烷類(如聚二甲基硅氧烷)；氟硅酮如Silicone Rubber 552，可以從Sampson Coatings，Richmond，Virginia獲得；液體硅橡膠如乙烯基交聯(lián)的熱固性橡膠或硅醇室溫交聯(lián)的材料；等等。另一個具體例子是Dow Corning Sylgard 182。粘合劑中間層可選自例如環(huán)氧樹脂和聚硅氧烷。
可以在基材和中間層之間提供粘合劑層。還可以在中間層和外層之間提供粘合劑層。在中間層不存在的情況下，聚合物外層可經(jīng)由粘合劑層粘結于基材上。
中間層的厚度是約0.5-約20mm，或約1-約5mm。
在這里所述的防粘劑或熔凝油經(jīng)由輸送裝置如輸送輥提供到熔凝元件的外層上。輸送輥部分地浸沒于盛有熔凝油或防粘劑的貯槽中。氨基官能油是可再使用的防粘油裝在存貯槽中并在需要時以約0.1-約20mg/復制件，或約1-約12mg/復制件的量提供給熔凝輥，任選地利用防粘劑供給輥。用來將熔凝油經(jīng)由存貯槽和任選的供給輥提供到熔凝輥上的系統(tǒng)是公知的。防粘油可以以連續(xù)或半連續(xù)相存在于熔凝元件上。呈現(xiàn)膜形式的熔凝油以連續(xù)相存在并連續(xù)地覆蓋熔凝元件。
合適的氨基官能防粘劑材料的例子包括具有側掛和/或末端氨基的那些，如具有下式I的那些 其中A表示-R4-X，其中R4表示具有約1-約10個碳原子或約1-約8個碳原子的的烷基，如甲基、乙基、丙基等，X表-NH2或-NHR5NH2，而其中R5與上述R4相同；R1和R2是相同的或不同的，并各自是具有約1-約25個碳原子的烷基，如甲基、乙基、丙基、丁基等，具有約4-約10個碳原子或約6-約8個碳原子的芳基，如環(huán)丁基、環(huán)戊基、苯基等，和芳基烷基如甲基苯基、乙基苯基、丙基苯基等；R3可以與R1和R2相同，或可以是具有約1-約500個硅氧烷單元或約50-約200個硅氧烷單元的取代二有機基硅氧烷鏈，并被如上述R1和R2所定義的烷基、芳基或芳基烷基取代；b和c是相同的或不同的，并各自滿足0≤b≤10或1≤b≤10，和10≤c≤1000，并且b和c必須不同時是0；以及d和d’是相同的或不同的，且是2或3，e和e’是相同的或不同的，且是0或1并滿足d+e＝3和d’+e’＝3的條件。
在實施方案中，側基是單氨基、二氨基、三氨基、四氨基、五氨基、六氨基、七氨基、八氨基、九氨基、十氨基，等等。在實施方案中，氨基是α或α-ω氨基(在硅氧烷鏈的末端)、D-氨基(在鏈的側邊)、T-氨基(在鏈的側邊支化點處)，等等。
在實施方案中，氨基官能防粘劑是α-ω氨基官能防粘劑，其中在上式I中，b是0；c是約10-約1000；d和d’是2；e和e’是1；且R3不是二有機基硅氧烷鏈。
在實施方案中，氨基官能防粘劑是側掛D-氨基官能防粘劑，其中在上式I中，b是約1-約10；c是約10-約1000；d和d’是3；e和e’是0；且R3不是二有機基硅氧烷鏈。
在實施方案中，氨基官能防粘劑是側掛T-氨基官能防粘劑，其中在上式I中，b是約1-約10；c是約10-約1000；d和d’是3；e和e’是0；且R3是二有機基硅氧烷鏈。
在實施方案中，氨基官能防粘劑是α氨基官能防粘劑，其中在上式I中，d是2；e是1；d’是3；e’是0；且R3不是二有機基硅氧烷鏈。
在實施方案中，X表示-NH2，而在其它實施方案中，R4是丙基。在實施方案中，X表示-NHR5NH2，而在實施方案中，R5是丙基。
在實施方案中，氨基官能防粘劑是T型氨基官能防粘劑。在式I中，b，e和e’至少是1。
在特定的實施方案中，氨基官能流體具有下式。在下式中未顯示在硅上的二有機基取代。
在實施方案中，胺濃度是約0.01-約0.9mol％，或約0.03-約0.6mol％，或約0.06-約0.30mol％。mol％胺指下面關系100×(氨基的摩爾數(shù)/硅原子的摩爾數(shù))。
可選擇地，兩種氨基官能防粘劑材料的共混物可以用作防粘劑組合物。例如，可以使用兩種或多種上述氨基官能防粘劑的共混物。在實施方案中，共混物包括以上式I的兩種不同防粘劑材料。在其它實施方案中，可以使用具有以上胺濃度的兩種或多種不同的氨基官能防粘劑的共混物。
在其它實施方案中，兩種不同的氨基官能防粘劑材料的共聚物可以就地使用或者另外用于共混的配制料中。在這些實施方案中，屬于以上式I的兩種不同的氨基官能防粘劑材料被加入到單釜反應中，因此至少一些鏈將含有來自兩種不同的氨基官能防粘劑材料的兩種取代基。該共聚物將包括具有下式II的那些氨基官能共聚物 其中A和B是相同的或不同的，并各自表示-R4-X，其中R4表示具有約1-約10個碳原子或約1-約8個碳原子的烷基，如甲基、乙基、丙基等，X表示-NH2或-NHR6NH2，R6可以是具有約1-約10個碳原子或約1-約8個碳原子，或約2-約3個碳原子的烷基，如甲基、乙基、丙基、丁基等；R1和R2是相同的或不同的，并各自是具有約1-約25個碳原子的烷基，如甲基、乙基、丙基、丁基等，具有約4-約10個碳原子或約6-約8個碳原子的芳基，如環(huán)丁基、環(huán)戊基、苯基等，和芳基烷基，如甲基苯基、乙基苯基、丙基苯基等；R3和R5可以是相同的或不同的，并可以如R1和R2所定義，或可以是具有約1-約500個硅氧烷單元或約50-約200個硅氧烷單元的取代二有機基硅氧烷鏈，并被如上述R1和R2所定義的烷基、芳基或芳基烷基取代；b和c是數(shù)值，是相同的或不同的，并各自滿足0≤b≤10和10≤c≤1000的條件，但是b和c兩者必須不同時是0，以及d和d’是數(shù)值，并且是相同的或不同的，且是2或3，e和e’是數(shù)值，并且是相同的或不同的，且是0或1并滿足d+e＝3和d’+e’＝3的條件，f是數(shù)值，并且是約0-約10，或約1-約10，其中b+c+f＝約10-約1000。
共聚物能夠由多種已知方法制備并取決于合成如何進行，所獲得的共聚物可以包括純“A”結構、純“B”結構和含有“A”和“B”基團兩者的一些共聚物的混合物。假設通過使用單釜反應，能夠生產(chǎn)出流體，它很可能具有與相應共混物類似的熔凝性能。
在實施方案中，共聚物具有以上式II，且e＝e’＝0，d＝d’＝3，b是約1-約10，且f是約1-約10。
在實施方案中，共聚物具有以上式II，且e＝e’＝1，d＝d’＝2，b是約1-約10，且f是0。
在實施方案中，共聚物具有以上式II，且e＝1，e’＝0，d＝2，d’＝3，b＝約1-約10，且f＝0。
在這里使用的非官能油是指不具有與熔凝元件的表面或與在表面上的填料發(fā)生相互作用或化學反應的化學官能團的油。在這里使用的官能油是指具有下述官能團的防粘劑，該官能團與在熔凝元件的表面上存在的填料發(fā)生化學反應以降低填料的表面能，從而使得調(diào)色劑顆粒更好地從熔凝元件的表面上松脫。如果表面能不降低，調(diào)色劑顆粒就會傾向于粘附于熔凝輥表面上或粘附于在熔凝輥的表面上的填料顆粒上，導致復印質(zhì)量缺陷。
制造氨基官能聚二甲基硅氧烷熔凝油的一般方法包括制造含胺的聚二甲基硅氧烷濃縮物和隨后用非官能聚有機基硅氧烷油稀釋，獲得有胺分布在大的硅氧烷基團中的混合物。在制造該濃縮物中，可以獲得胺官能團單-、二-和三-氨基的較廣泛的分布。在典型的反應中，封端劑、氨基硅氧烷、催化劑和八甲基四環(huán)硅氧烷在容器中在高溫(約100-約210℃，或約145-約185℃)下反應所需的時間(約2-約15小時，或約5-約10小時)。在這一時間中，發(fā)生開環(huán)和鍵重新形成，導致了胺官能團在聚二甲基硅氧烷鏈上的隨機分布。殘留催化劑被減活。一般在此之后接著在加熱(例如約175-約250℃或約195-約220℃的溫度)和壓力(例如約0.5-約5乇或約1-約2乇)下最終除去揮發(fā)物。所形成的反應產(chǎn)物然后用非官能聚二甲基硅氧烷稀釋用作熔凝油。非官能聚二甲基硅氧烷的量和粘度取決于最終油的需要。
可選擇地，在配制主要含有一個胺官能團/鏈的官能油時，胺濃度和最終分子量的所需水平是先定的，并將適量的含胺的單體、不含胺的單體、三甲基甲硅烷氧基封端劑和聚合催化劑添加到反應容器中。這一程序最大程度提高含有僅僅一個胺官能團的活性分子的數(shù)量。與這一程序相反，當首先制備濃縮物時，較大份額有更多機會變成多官能的。這是因為在濃縮物中有較高份額的胺基團存在，因此使得有機會產(chǎn)生更多氨基官能團/活性鏈。相反，在間歇、單釜或單步工藝中，各種成分的添加量加以改變，以提供或最大程度提高含有僅僅一個胺官能團的活性分子的數(shù)量。通過對添加的時間和加入成分的量進行適當控制，有可能在連續(xù)運轉過程中制造出含有最大數(shù)量的具有一個胺官能團的活性分子的官能油。
在這里使用的術語活性分子指有氨基官能團作為其化學結構的一部分的硅油分子。含有最大數(shù)量的有一個胺官能團的活性分子的典型聚有機基硅氧烷可以包括例如甲基氨基丙基二甲基硅氧烷、乙基氨基丙基二甲基硅氧烷、芐基氨基丙基二甲基硅氧烷、十二烷基氨基丙基二甲基硅氧烷、氨基丙基甲基硅氧烷等。這些聚有機基硅氧烷典型地在20℃下具有約100-約1000厘泊的粘度。這使得該油容易處理，尤其當將它輸送到熔凝元件時。
在一個實施方案中，氨基官能團由氨基丙基甲基甲硅烷氧基團提供。在另一個實施方案中，該氨基官能團由N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基甲硅烷氧基提供。
從以上式中可以看出，官能氨基能夠處于側面有三烷基甲硅烷氧基端基的聚有機基硅氧烷鏈的骨架中的一些隨機點上。同樣，氨基可以是伯胺、仲胺或叔胺。
實施例1350cs氨基丙基官能硅油的制備將1.35千克的八甲基環(huán)四硅氧烷、14.4克的氨基丙基甲基硅氧烷、18克的三甲基硅醇和足夠的硅醇鉀(達到混合物的0.01wt％的硅醇鉀)加入到配有回流柱的反應容器中，且在150℃下加熱7小時。所得溶液被冷卻和用碳酸氫銨中和而產(chǎn)生0.67mol％氨基硅油，其具有13.65kg/mol的數(shù)均分子量和350cs的粘度。然后將全部的氨基油濃縮物(1.382kg)加入到8.907kg的350cs非官能聚二甲基硅氧烷油中，達到所希望的0.09mol％的胺水平。
實施例2350cs氨基乙基-氨基丙基官能硅油的制備將1.35千克的八甲基環(huán)四硅氧烷、19.7克的N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基甲基硅氧烷、18克的三甲基硅醇和足夠的硅醇鉀(達到混合物的0.01wt％的硅醇鉀)加入到配有回流柱的反應容器中，且在150℃下加熱7小時。所得溶液被冷卻和用碳酸氫銨中和而產(chǎn)生0.67mol％二氨基硅油，其具有13.65kg/mol的數(shù)均分子量和350cs的粘度。然后將全部的氨基油濃縮物(1.382kg)加入到8.907kg的350cs非官能聚二甲基硅氧烷油中，達到所想望的0.09mol％的側官能胺基。
實施例3氨基官能硅油的對比試驗將幾種標準氨基官能硅氧烷防粘劑用于針對上述在高速彩色熔凝應用中故障型式的專有應力試驗中。這些樣品由F1、F2和F3表示。它們是用于工業(yè)機器結構中的已知防粘劑，并且代表了目前生產(chǎn)的流體的性能。剝落試驗進行到60K次拷貝中止。膠印試驗進行到73K次拷貝中止。起始的波浪狀光澤被測試到60K次拷貝中止。結果示于下表1中。
表1
下表2顯示了候選流體的結果。候選的改進型流體，由1和5表示，在結構上分別是T-N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基聚二甲基硅氧烷和D-氨基丙基甲基聚二甲基硅氧烷。與實施例II類似地制備的流體1在歷史試驗中對于膠印失敗而言表現(xiàn)良好，而與實施例I類似地制備的流體5在剝落應力試驗中相對于當前流體F1-F3已顯示出一些改進。兩種流體結構的幾個共混物同時試驗兩種故障型式。如在以上數(shù)據(jù)中所示，流體3a和3b兩者均為在相同的粘度和胺官能團濃度下兩種流體結構的1∶1比率共混物，與目前生產(chǎn)的流體F1-F3相比顯示出改進的特性。
表2
實施例4氨基丙基和氨基乙基-氨基丙基官能硅氧烷的共聚反應的350cs產(chǎn)物的制備將1.35千克的八甲基環(huán)四硅氧烷、7.2克的氨基丙基甲基硅氧烷、9.9克的N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基甲基硅氧烷、18克的三甲基硅醇和足夠的硅醇鉀(達到混合物的0.01wt％的硅醇鉀)加入到配有回流柱的反應容器中，且在150℃下加熱7小時。所得溶液被冷卻并用碳酸氫銨中和而產(chǎn)生0.67mol％官能氨基硅油，其具有13.65kg/mol的數(shù)均分子量和350cs的粘度。然后將全部的氨基油濃縮物(1.382kg)加入到8.907kg的350cs非官能聚二甲基硅氧烷油中，達到所希望的0.09mol％的胺水平?？梢灶A期，以這一方法生產(chǎn)的流體將與實施例3中的共混流體性能類似。
權利要求
1.熔凝元件，包括基材；聚合物外層；和在聚合物外層上的防粘劑材料涂層，其中該防粘劑材料涂層包括具有下式的共聚物 其中A和B是相同的或不同的，并且各自表示-R4-X，其中R4表示具有約1-約10個碳原子的烷基，X表示-NH2或-NHR6NH2，而其中R6表示具有約1-約10個碳原子的烷基；R1和R2是相同的或不同的，并各自選自具有約1-約25個碳原子的烷基，具有約4-約10個碳原子的芳基，和芳基烷基；R3和R5是相同的或不同的，并各自選自具有約1-約25個碳原子的烷基，具有約4-約10個碳原子的芳基，芳基烷基，和具有約1-約500個硅氧烷單元的取代二有機基硅氧烷鏈；b和c及f是數(shù)值，并且是相同的或不同的，且各自滿足0≤b≤10和10≤c≤1000及0≤f≤10的條件，但是b和c及f必須不同時是0；d和d’是數(shù)值，并且是相同的或不同的，且是2或3，以及e和e’是數(shù)值，并且是相同的或不同的，且是0或1，并滿足d+e＝3和d’+e’＝3及b+c+f是約10-約1000的條件。
2.根據(jù)權利要求1的熔凝元件，其中所述共聚物具有由氨基丙基甲基甲硅烷氧基基團提供的氨基官能團。
3.根據(jù)權利要求1的熔凝元件，其中所述共聚物具有由N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基甲硅烷氧基基團提供的氨基官能團。
4.根據(jù)權利要求1的熔凝元件，其中所述共聚物包括三烷基甲硅烷氧基端基。
全文摘要
具有基材、聚合物外層和在聚合物外層上的防粘劑材料涂層的熔凝元件，防粘劑材料涂層包括具有下式的共聚物，式中A和B相同或不同，各自表示－R
文檔編號G03G15/20GK1713081SQ20051008092
公開日2005年12月28日 申請日期2005年6月24日 優(yōu)先權日2004年6月25日
發(fā)明者D·J·格爾瓦西, A·N·克雷馬奇約夫, S·卡普蘭, S·S·巴德沙, D·B·維爾金斯, G·A·吉布森 申請人:施樂公司