專利名稱：納米級顏料防水型中性筆墨水及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及中性筆墨水，尤其涉及一種納米級顏料防水型中性筆墨水及其制造方法，屬于墨水技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前國內(nèi)外市場上行銷的高檔專用筆墨水已由染料型向顏料型轉(zhuǎn)變。一種納米級顏料中性筆墨水與染料型相比，可以有效解決褪色、洇水等問題，但普通的生產(chǎn)工藝、配方所生產(chǎn)出的顏料型中性筆墨水，因顆粒尺寸大，而影響其滲透性，延長了干燥時(shí)間，并且會出現(xiàn)堵頭、斷線、出墨不均勻等現(xiàn)象。
顏料型墨水是以顏料微細(xì)粒子分散于使用介質(zhì)中而使其著色的，理想的分散體系應(yīng)具有“一次(初級)粒子”的顏料分散狀態(tài)，初級顏料粒子的納米化會使墨水產(chǎn)品的質(zhì)量和使用效果大大提高，但隨著粒子的變小，比表面積將成倍增加，粒子之間范德華引力將變大，顆粒間極易產(chǎn)生凝聚，造成存放過程中分散穩(wěn)定性差，產(chǎn)生凝集，出現(xiàn)分層、分離、沉淀等變質(zhì)現(xiàn)象，一般的工藝配方和設(shè)備很難使顏料墨水體系達(dá)到初級粒子納米化并使其顯示出良好的分散穩(wěn)定性。再則，粘度的穩(wěn)定性是又一重要的技術(shù)問題，產(chǎn)品粘度的大小將直接影響中性筆的使用效果，粘度偏大，會使出墨量變小，造成斷線或書寫不流暢，粘度偏小，會出現(xiàn)漏墨現(xiàn)象，影響書寫效果，適中穩(wěn)定的粘度值是中性筆墨水的一個(gè)重要指標(biāo)。所以，要生產(chǎn)出理想高品質(zhì)的納米級顏料防水型中性筆墨水，在制備中必須攻克以上的技術(shù)難關(guān)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種納米級顏料防水型中性筆墨水及制造方法，采用“顏料納米化——超微研磨”技術(shù)和“科學(xué)的配方”，有效解決中性筆墨水顏料顆粒的粒度及墨水粘度、穩(wěn)定性問題，克服墨水長期存放出現(xiàn)的分層、分離、沉淀等變質(zhì)現(xiàn)象，顯著提高墨水的質(zhì)量穩(wěn)定性。廣泛用于金屬滾珠筆頭、聚丙烯筆管及塑制筆頭聯(lián)接器等。
本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)一種納米級顏料防水型中性筆墨水，其特征在于其組分具有如下的重量百分比納米級原液40％，增稠劑40～50％，稀釋劑10～20％。
進(jìn)一步地，上述的納米級顏料防水型中性筆墨水，所述的納米級原液的配方具有如下的重量百分比顏料15％，溶劑8～15％，分散劑1.5～4.5％，樹脂3～20％，去離子水45.5～72.5％；所述的顏料為紅、蘭、黑、綠、黃五個(gè)基色顏料中的一種，為P.R.48:2/P.R.48:3/P.R.53:1/P.R.112/P.R.170/P.R.213/P.R.254當(dāng)中任意一種紅色顏料，或者是P.B.15/P.B.15:1/P.B.15:3/P.B.60當(dāng)中任意一種蘭色顏料，或者是P.Bk.7黑色顏料，或者是P.G.7綠色顏料，或者是P.Y.74/P.Y.93/P.Y.150當(dāng)中任意一種黃色顏料；溶劑為乙二醇，分散劑為超分散劑中的非離子型多錨多鏈高分子聚合物，樹脂為丙烯酸樹脂、其分子量為10000～50000；所述納米級原液的顏料平均粒徑為100～200納米。
再進(jìn)一步地，上述的納米級顏料防水型中性筆墨水，所述的增稠劑的配方具有如下的重量百分比膠粉0.20～0.45％，溶劑8～10％，保濕劑8～10％，殺菌劑0.2％，去離子水79.35～83.6％；膠粉為丙烯酸樹脂或黃原膠，溶劑為乙二醇或丙三醇，保濕劑為聚乙二醇或二醇醚。
再進(jìn)一步地，上述的納米級顏料防水型中性筆墨水，所述的稀釋劑的配方具有如下的重量百分比溶劑20～25％，保濕劑10～15％，表面活性劑2～5％，殺菌劑0.2％，防銹劑0.2％，去離子水54.6～67.6％；溶劑為乙二醇或丙三醇，保濕劑為聚乙二醇或二醇醚，表面活性劑為非離子型活性劑。
更進(jìn)一步地，上述的納米級顏料防水型中性筆墨水的制造方法，其特征在于先將納米級原液加入調(diào)配鍋中，然后在攪拌狀態(tài)下加入稀釋劑，繼續(xù)攪拌30～90分鐘，再加入增稠劑，繼續(xù)攪拌1～3小時(shí)，停止攪拌，出料。
本發(fā)明技術(shù)方案的突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著的進(jìn)步主要體現(xiàn)在①采用“顏料粒子納米化——超微研磨”技術(shù)，使顏料粒子粒徑達(dá)到100～200納米，方法簡便，工藝合理。
②運(yùn)用了科學(xué)先進(jìn)的墨水調(diào)配方法，使墨水具有良好的分散穩(wěn)定性，并保持適中的粘度。
③墨水顏料粒子細(xì)度均勻，成品液色澤鮮艷，耐曬、防水性特強(qiáng)；出墨均勻、書寫流暢，長期存放質(zhì)量穩(wěn)定、不會出現(xiàn)分層、分離、沉淀等變質(zhì)現(xiàn)象。
④該發(fā)明的墨水常溫脫帽時(shí)間可長達(dá)30天以上。
⑤無毒性、生產(chǎn)與使用安全環(huán)保性優(yōu)越，可廣泛適用于金屬滾珠筆頭、聚丙烯筆管及塑制筆頭聯(lián)接器等。
具體實(shí)施例方式納米級顏料防水型中性筆墨水的制造配方納米級原液40％，增稠劑40～50％，稀釋劑10～20％。
納米級原液的組分具有如下的重量百分比顏料15％，溶劑8～15％，分散劑1.5～4.5％，樹脂3～20％，去離子水45.5～72.5％；所述的顏料采用五個(gè)基色顏料中的一種，為P.R.48:2/P.R.48:3/P.R.53:1/P.R.112/P.R.170/P.R.213/P.R.254當(dāng)中任意一種紅色顏料，或者是B.15/P.B.15:1/P.B.15:3/P.B.60當(dāng)中任意一種蘭色顏料，或者是P.Bk.7黑色顏料，或者是P.G.7綠色顏料，或者是P.Y.74/P.Y.93/P.Y.150當(dāng)中任意一種黃色顏料；溶劑為乙二醇，分散劑為超分散劑中的非離子型多錨多鏈高分子聚合物，樹脂為丙烯酸樹脂、其分子量為10000～50000。納米級原液的制造方法為先將去離子水加入預(yù)分散鍋中，攪拌下加入溶劑、分散劑、樹脂進(jìn)行攪拌混合，直到全部溶解均勻，最后在攪拌下加入顏料，進(jìn)行充分?jǐn)嚢杌旌希缓筮M(jìn)行超微研磨2～8小時(shí)，使顏料顆粒的粒度為D50＝100～200納米，停止研磨，出料。
增稠劑的組分具有如下的重量百分比膠粉0.20～0.45％，溶劑8～10％，保濕劑8～10％，殺菌劑0.2％，去離子水79.35～83.6％；膠粉為丙烯酸樹脂或黃原膠，溶劑為乙二醇或丙三醇，保濕劑為聚乙二醇或二醇醚。增稠劑的制造方法為先將去離子水加入預(yù)分散鍋中，攪拌下加入膠粉、溶劑、保濕劑、殺菌劑，進(jìn)行攪拌混合直到全部溶解均勻，停止攪拌，備用。
稀釋劑的組分具有如下的重量百分比溶劑20～25％，保濕劑10～15％，表面活性劑2～5％，殺菌劑0.2％，防銹劑0.2％，去離子水54.6～67.6％；溶劑為乙二醇或丙三醇，保濕劑為聚乙二醇或二醇醚，表面活性劑為非離子型活性劑。稀釋劑的制造方法為先將去離子水加入預(yù)分散鍋中，攪拌下加入溶劑、保濕劑、表面活性劑、殺菌劑、防銹劑進(jìn)行充分?jǐn)嚢杌旌?，直到全部溶解均勻，停止攪拌，備用?br> 納米級顏料防水型中性筆墨水的制造工藝先將納米級原液加入調(diào)配鍋中，然后在攪拌狀態(tài)下加入稀釋劑，繼續(xù)攪拌30～90分鐘，再加入增稠劑，繼續(xù)攪拌1～3小時(shí)，停止攪拌，出料。
實(shí)施例1首先，將83.6kg去離子水加入預(yù)分散鍋中，攪拌下加入0.20kg丙烯酸樹脂、8kg乙二醇、8kg聚乙二醇、0.2kg殺菌劑，進(jìn)行攪拌混合直到全部溶解均勻，停止攪拌，獲得增稠劑，備用。
其次，將67.6kg去離子水加入預(yù)分散鍋中，攪拌下加入20kg乙二醇、10kg聚乙二醇、2kg非離子型活性劑、0.2kg殺菌劑、0.2kg防銹劑進(jìn)行充分?jǐn)嚢杌旌?，直到全部溶解均勻，停止攪拌，獲得稀釋劑，備用。
再將72.5kg去離子水加入預(yù)分散鍋中，攪拌下加入8kg乙二醇、1.5kg超分散劑中的非離子型多錨多鏈高分子聚合物、3kg丙烯酸樹脂進(jìn)行攪拌混合，直到全部溶解均勻，最后在攪拌下加入15kg的P.Bk.7黑色顏料，進(jìn)行充分?jǐn)嚢杌旌?，然后進(jìn)行超微研磨2小時(shí)，停止研磨，出料，獲得納米級原液，備用。
最后，將上述所配制的納米級原液、增稠劑和稀釋劑，按納米級原液40％、增稠劑40％、稀釋劑20％進(jìn)行調(diào)配，先將納米級原液加入調(diào)配鍋中，然后在攪拌狀態(tài)下加入稀釋劑，繼續(xù)攪拌60分鐘，再加入增稠劑，繼續(xù)攪拌2小時(shí)，停止攪拌，出料，獲的納米級顏料防水型中性筆墨水。
實(shí)施例2首先，將79.35kg去離子水加入預(yù)分散鍋中，攪拌下加入0.45kg黃原膠、10kg丙三醇、10kg二醇醚、0.2kg殺菌劑，進(jìn)行攪拌混合直到全部溶解均勻，停止攪拌，獲得增稠劑，備用。
其次，將54.6kg去離子水加入預(yù)分散鍋中，攪拌下加入25kg丙三醇、15kg二醇醚、5kg非離子型活性劑、0.2kg殺菌劑、0.2kg防銹劑進(jìn)行充分?jǐn)嚢杌旌?，直到全部溶解均勻，停止攪拌，獲得稀釋劑，備用。
再將45.5kg去離子水加入預(yù)分散鍋中，攪拌下加入15kg乙二醇、4.5kg超分散劑中的非離子型多錨多鏈高分子聚合物、20kg丙烯酸樹脂進(jìn)行攪拌混合，直到全部溶解均勻，最后在攪拌下加入15kg的P.Bk.7黑色顏料，進(jìn)行充分?jǐn)嚢杌旌?，然后進(jìn)行超微研磨8小時(shí)，停止研磨，出料，獲得納米級原液，備用。
最后，將上述所配制的納米級原液、增稠劑和稀釋劑，按納米級原液40％、增稠劑45％、稀釋劑15％進(jìn)行調(diào)配，先將納米級原液加入調(diào)配鍋中，然后在攪拌狀態(tài)下加入稀釋劑，繼續(xù)攪拌30分鐘，再加入增稠劑，繼續(xù)攪拌1小時(shí)，停止攪拌，出料，獲的納米級顏料防水型中性筆墨水。
實(shí)施例3首先，將81.5kg去離子水加入預(yù)分散鍋中，攪拌下加入0.30kg丙烯酸樹脂、9kg乙二醇、9kg聚乙二醇、0.2kg殺菌劑，進(jìn)行攪拌混合直到全部溶解均勻，停止攪拌，獲得增稠劑，備用。
其次，先將61.1kg去離子水加入預(yù)分散鍋中，攪拌下加入22.5kg乙二醇、12.5kg聚乙二醇、3.5kg非離子型活性劑、0.2kg殺菌劑、0.2kg防銹劑進(jìn)行充分?jǐn)嚢杌旌?，直到全部溶解均勻，停止攪拌，獲得稀釋劑，備用。
再將49kg去離子水加入預(yù)分散鍋中，攪拌下加入11.5kg乙二醇、3.0kg超分散劑中的非離子型多錨多鏈高分子聚合物、11.5kg丙烯酸樹脂進(jìn)行攪拌混合，直到全部溶解均勻，最后在攪拌下加入15kg的P.Bk.7黑色顏料，進(jìn)行充分?jǐn)嚢杌旌?，然后進(jìn)行超微研磨5小時(shí)，停止研磨，出料，獲得納米級原液，備用。
最后，將上述所配制的納米級原液、增稠劑和稀釋劑，按納米級原液40％、增稠劑50％、稀釋劑10％進(jìn)行調(diào)配，先將納米級原液加入調(diào)配鍋中，然后在攪拌狀態(tài)下加入稀釋劑，繼續(xù)攪拌90分鐘，再加入增稠劑，繼續(xù)攪拌3小時(shí)，停止攪拌，出料，獲的納米級顏料防水型中性筆墨水。
以上僅給出以黑色納米級原液的三個(gè)實(shí)施例，而以蘭/紅/綠/黃的納米級原液其實(shí)施條件基本相同，不再重復(fù)。
經(jīng)檢測，采用本發(fā)明技術(shù)方案獲得的各種墨水，其主要物理性能指標(biāo)見表1。
表1

本發(fā)明采用超微研磨技術(shù)，將顏料顆粒由原來5000納米研磨至平均粒徑D50＝100～200納米，突破了顏料型中性筆墨水的粒度控制問題，原液體系能夠很好地避免納米顆粒間的凝聚(范德華引力)，且墨水體系顏料顆粒的粒度分布均勻，墨水體系處于平衡狀態(tài)。本發(fā)明所采用的配方中以非離子型多錨多鏈型高分子聚合物作為分散劑、調(diào)整墨水體系的電位，保證電位值在-30～-45毫伏范圍之內(nèi)，使墨水體系處于良好穩(wěn)定狀態(tài)。運(yùn)用了科學(xué)先進(jìn)的墨水調(diào)配方法，在成品調(diào)配中采用獨(dú)特的增稠劑、稀釋劑，使墨水體系的粘度保證在1200～1400cps，保持產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定；有效延長了貯藏時(shí)間，明顯提高了產(chǎn)品質(zhì)量。
墨水的穩(wěn)定性測試是檢驗(yàn)?zāi)谝欢〞r(shí)間內(nèi)保證不變質(zhì)的能力，將本發(fā)明實(shí)施例的墨水在50℃保存30天，其粒度、粘度、PH值基本保持不變；墨水在常溫下貯存一年，墨水未出現(xiàn)分層、分離、沉淀等變質(zhì)現(xiàn)象；墨水穩(wěn)定性優(yōu)越。本發(fā)明墨水順利通過EN-71.3和ASTMD-4236認(rèn)證。
以上具體描述了本發(fā)明技術(shù)方案的應(yīng)用實(shí)例，它們僅作為例子給出，不視為對本發(fā)明的應(yīng)用限制。凡操作條件的等同替換，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.納米級顏料防水型中性筆墨水，其特征在于其組分具有如下的重量百分比納米級原液40％，增稠劑40～50％，稀釋劑10～20％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米級顏料防水型中性筆墨水，其特征在于納米級原液的配方具有如下的重量百分比顏料15％，溶劑8～15％，分散劑1.5～4.5％，樹脂3～20％，去離子水45.5～72.5％；所述納米級原液的顏料平均粒徑為100～200納米。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的納米級顏料防水型中性筆墨水，其特征在于所述的顏料為紅、蘭、黑、綠、黃五個(gè)基色顏料中的一種，溶劑為乙二醇，分散劑為超分散劑中的非離子型多錨多鏈高分子聚合物，樹脂為丙烯酸樹脂、其分子量為10000～50000。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的納米級顏料防水型中性筆墨水，其特征在于所述基色顏料是P.R.48:2/P.R.48:3/P.R.53:1/P.R.112/P.R.170/P.R.213/P.R.254當(dāng)中任意一種紅色顏料，或者是B.15/P.B.15:1/P.B.15:3/P.B.60當(dāng)中任意一種蘭色顏料，或者是P.Bk.7黑色顏料，或者是P.G.7綠色顏料，或者是P.Y.74/P.Y.93/P.Y.150當(dāng)中任意一種黃色顏料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米級顏料防水型中性筆墨水，其特征在于增稠劑的配方具有如下的重量百分比膠粉0.20～0.45％，溶劑8～10％，保濕劑8～10％，殺菌劑0.2％，去離子水79.35～83.6％。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的納米級顏料防水型中性筆墨水，其特征在于所述的膠粉為丙烯酸樹脂或黃原膠，溶劑為乙二醇或丙三醇，保濕劑為聚乙二醇或二醇醚。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米級顏料防水型中性筆墨水，其特征在于稀釋劑的配方具有如下的重量百分比溶劑20～25％，保濕劑10～15％，表面活性劑2～5％，殺菌劑0.2％，防銹劑0.2％，去離子水54.6～67.6％。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的納米級顏料防水型中性筆墨水，其特征在于所述的溶劑為乙二醇或丙三醇，保濕劑為聚乙二醇或二醇醚，表面活性劑為非離子型活性劑。
9.權(quán)利要求1所述的納米級顏料防水型中性筆墨水的制造方法，其特征在于先將納米級原液加入調(diào)配鍋中，然后在攪拌狀態(tài)下加入稀釋劑，繼續(xù)攪拌30～90分鐘，再加入增稠劑，繼續(xù)攪拌1～3小時(shí)，停止攪拌，出料。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種納米級顏料防水型中性筆墨水及制造方法，其組分具有如下的重量百分比納米級原液40％，增稠劑40～50％，稀釋劑10～20％；顏料平均粒徑為100～200納米。其制法為先將納米級原液加入調(diào)配鍋中，然后在攪拌狀態(tài)下加入稀釋劑，繼續(xù)攪拌30～90分鐘，再加入增稠劑，繼續(xù)攪拌1～3小時(shí)，停止攪拌，出料。本發(fā)明的墨水色澤鮮艷、質(zhì)量穩(wěn)定、出墨均勻、書寫流暢、耐勞度高，長期存放不會出現(xiàn)分層、分離、沉淀等變質(zhì)現(xiàn)象，并且耐曬、防水性特強(qiáng)，無毒性、生產(chǎn)與使用安全環(huán)保性優(yōu)越，可廣泛適用于金屬滾珠筆頭、聚丙烯筆管及塑制筆頭聯(lián)接器等。
文檔編號C09D11/16GK101050327SQ200710102720
公開日2007年10月10日 申請日期2007年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月14日
發(fā)明者詹憶源, 張杏金 申請人:蘇州三威納米科技有限公司