本發(fā)明屬于精細(xì)化工的油墨，涉及一種棉芯式馬克筆用水性金屬色墨水及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、金屬色墨水是指用金屬著色劑部分或全部替代傳統(tǒng)顏料墨水中的有色顏料，可通過(guò)與多種不同有色顏料的搭配獲得銀色、金色以及具有金屬光澤的紅色、藍(lán)色、綠色等筆用水性金屬色墨水。鋁顏料(或稱(chēng)為鋁粉顏料)，它具有平滑且極薄的鱗片狀結(jié)構(gòu)，形狀規(guī)則，粒度分布集中，具有優(yōu)異的光反射能力和金屬光澤，是應(yīng)用最多的金屬效應(yīng)顏料之一。

2、現(xiàn)有技術(shù)中關(guān)于鋁粉顏料的改性比較多。對(duì)鋁粉顏料的改性主要包括腐蝕抑制劑法和包覆膜法。腐蝕抑制劑法是將有機(jī)物或無(wú)機(jī)物作為腐蝕抑制劑，添加到溶液(酸性或堿性)中，從而進(jìn)一步來(lái)控制鋁顏料的化學(xué)腐蝕速度。但是這種效果也不是非常好，而且不同的抑制劑想要產(chǎn)生良好的效果，只能在一定條件下才可以。到現(xiàn)在為止，并沒(méi)有找到一種適用范圍廣，而且對(duì)環(huán)境破壞小的鋁金屬顏料腐蝕抑制劑。包覆膜法通過(guò)在鋁金屬顏料的表面形成一層有機(jī)或無(wú)機(jī)的包覆膜，可以阻止鋁金屬與電解質(zhì)、水和氧氣等接觸而發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，提高鋁金屬的抗酸堿能力，同時(shí)保持鋁金屬表面的金屬光澤，是一種很有應(yīng)用前景的方法。包覆法主要的手段有溶膠凝膠法、乳液聚合法、原位聚合法等，例如可以采用含硅化合物、含硅化合物包覆等。

3、cn100465235c公開(kāi)了一種包覆型鋁粉顏料的制備方法，該方法將鋁粉顏料和溶劑醇混合；然后加入有機(jī)硅氧烷，水、酸性催化劑，水浴加熱，反應(yīng)得到有機(jī)硅氧烷初步包覆的鋁粉顏料；然后將反應(yīng)體系升溫至65～120℃，加入一種或多種含有可聚合基團(tuán)的單體、引發(fā)劑，反應(yīng)得到有機(jī)硅氧烷和聚合物包覆的鋁粉顏料(所述含有可聚合基團(tuán)的單體包括苯乙烯、二乙烯基苯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸、甲基丙烯酸、馬來(lái)酸酐或降冰片烯二酸酐)；最后經(jīng)冷卻、過(guò)濾、洗滌、干燥得包覆型鋁粉顏料產(chǎn)品。該方法制備的包覆型鋁粉顏料在ph＝5～9的水性涂料體系中，可儲(chǔ)存6個(gè)月。

4、何宇航在2016年博士學(xué)位論文《聚合物刷改性鋁顏料的合成及其水性銀墨性能研究》中利用溶膠凝膠法制備表面包覆有二氧化硅的鋁顏料(sio2@al)，隨后在sio2@al的表面通過(guò)“grafting?from”的接枝手段(主鏈接枝法)引入三類(lèi)聚合物刷，分別為聚丙烯酸(paa)、聚乙烯基吡咯烷酮(pvp)、聚苯乙烯磺酸(pss)，得到新型水性鋁顏料。鋁顏料的粒徑在14-16微米(見(jiàn)第87頁(yè))，粘度為12s-16s(涂4#粘度杯粘度，折算成旋轉(zhuǎn)粘度約在53.0-70mpa·s)(見(jiàn)101頁(yè))。

5、雖然，對(duì)鋁顏料的改性研究比較多，但這些方法獲得的改性鋁顏料多應(yīng)用在塑料加工、工業(yè)防腐、建筑涂料、3c產(chǎn)品、印刷油墨、汽車(chē)制造等行業(yè)。這些領(lǐng)域所使用的改性鋁顏料粒徑較大，在水性體系中容易發(fā)生分層、團(tuán)聚或沉降，因此需制成高粘度鋁漿使用。若直接將這些改性鋁粉顏料制成墨水后應(yīng)用于制筆領(lǐng)域，尤其是應(yīng)用于棉芯式馬克筆領(lǐng)域時(shí)，棉芯吸附量不均一，出墨不暢等技術(shù)問(wèn)題，也很容易發(fā)生堵筆或書(shū)寫(xiě)干枯等現(xiàn)象，。在水性馬克筆種類(lèi)中，相比較于直液式馬克筆來(lái)說(shuō)，棉芯式馬克筆利用毛細(xì)作用力儲(chǔ)墨，可以保證墨水供應(yīng)穩(wěn)定性的同時(shí)通過(guò)毛細(xì)作用力將墨水輸送到筆頭端，實(shí)現(xiàn)順暢書(shū)寫(xiě)，具有墨水利用率高的優(yōu)點(diǎn)，棉芯式馬克筆可以讓筆身內(nèi)部的墨水保持在一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)，不容易泄漏或涌出，保證筆的使用壽命和寫(xiě)字畫(huà)畫(huà)效果的質(zhì)量。亟需研究一種可用于棉芯式馬克筆的水性金屬色墨水。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種可用于棉芯式馬克筆，性能穩(wěn)定，顏色艷麗，可在不同介質(zhì)上書(shū)寫(xiě)的水性金屬色墨水，以及水性金屬色墨水的制備方法。

2、為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、1.一種棉芯式馬克筆用水性金屬色墨水，所述水性金屬色墨水的組分按重量百分比計(jì)，包含金屬著色劑2-6％，顏料色漿10-19％，保濕組分4-6％，殺菌劑0.2-0.5％，潤(rùn)濕劑0.2-0.5％，粘合劑20-25％，ph調(diào)節(jié)劑0.1-0.5％，其余為去離子水。

4、進(jìn)一步，所述金屬著色劑選自鋁粉、銅粉、鋅粉、鉛粉、鈦粉和不銹鋼粉中的一種或多種。

5、進(jìn)一步，所述保濕組分選自甘油、戊二醇、丙二醇、1,3-丁二醇中的一種或多種。

6、進(jìn)一步，所述殺菌劑選自苯氧乙醇、溴硝醇中的一種或多種。

7、進(jìn)一步，所述粘合劑為丙烯酸乳液，更優(yōu)選地，所述丙烯酸乳液為joncryl?7256。

8、進(jìn)一步，所述潤(rùn)濕劑為有機(jī)硅氧烷聚醚，更優(yōu)選地，所述有機(jī)硅氧烷聚醚為wet?kl?245。

9、2.一種棉芯式馬克筆用水性金屬色墨水的制備方法，具體的制備步驟包括：

10、(1)將去離子水、ph調(diào)節(jié)劑和金屬著色劑混合均勻后加入到砂磨設(shè)備中砂磨得到ph在7-10、粒徑為0.5-5μm金屬色漿；

11、(2)將得到的金屬色漿和顏料色漿一起加入到反應(yīng)釜中，在室溫下攪拌1-2小時(shí)；

12、(3)保持?jǐn)嚢璧臈l件下，依次加入粘合劑、保濕組分、潤(rùn)濕劑和殺菌劑，繼續(xù)攪拌即可制得水性金屬色墨水。

13、進(jìn)一步，所述步驟(1)中的砂磨是指在室溫下將砂磨設(shè)備的轉(zhuǎn)速調(diào)整為1500-2000rpm砂磨40-60min。

14、進(jìn)一步，所述步驟(2)中金屬色漿和顏料色漿混合后，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速為800-1200rpm，攪拌1-2小時(shí)；

15、進(jìn)一步，所述步驟(3)中攪拌條件下加入粘合劑、保濕組分、潤(rùn)濕劑和殺菌劑后繼續(xù)攪拌1-2小時(shí)。

16、進(jìn)一步，所述步驟(3)中攪拌轉(zhuǎn)速為800-1200rpm。

17、顏料色漿的顏色根據(jù)實(shí)際需要的顏色進(jìn)行單配或復(fù)配，本配方在于各組分及其含量的搭配。對(duì)于顏料色漿的選擇沒(méi)有特別限制，可以選用現(xiàn)有技術(shù)中采用的顏料，例如酞菁類(lèi)、偶氮類(lèi)、聯(lián)苯胺類(lèi)顏料。

18、本發(fā)明經(jīng)過(guò)多次實(shí)驗(yàn)提供了一種可用于棉芯式馬克筆的水性金屬色墨水。與現(xiàn)有技術(shù)相比，優(yōu)點(diǎn)和有益效果在于：本發(fā)明優(yōu)選采用丙烯酸樹(shù)脂包覆處理的鋁粉制成金屬色漿，并進(jìn)一步制備成棉芯式馬克筆用水性金屬色墨水。本發(fā)明得到的水性金屬色墨水中的鋁粉采用丙烯酸樹(shù)脂作為包覆材料，可與墨水樹(shù)脂體系兼容，避免了潤(rùn)濕分散劑的使用，制備方便，不易發(fā)生團(tuán)聚現(xiàn)象，具有良好的分散性。經(jīng)過(guò)表面處理后的鋁粉表現(xiàn)出反應(yīng)惰性，不易與水發(fā)生反應(yīng)，能有效防止鋁粉的氧化失活，使得該水性金屬色墨水的存儲(chǔ)穩(wěn)定性得到提升，也不會(huì)影響金屬光澤性。常見(jiàn)鋁粉顏料的粒徑較大，在水性體系中易發(fā)生沉降，因此需制成高粘度鋁漿，且只能應(yīng)用于涂料、印刷、噴涂等領(lǐng)域。本發(fā)明的水性金屬色墨水優(yōu)選組分比例使得整個(gè)體系保持黏度在10mpa·s以下，粒徑維持在0.5～5μm，在長(zhǎng)時(shí)間存放后理化指標(biāo)穩(wěn)定，成功將以往多用于印刷、涂料等領(lǐng)域的鋁粉顏料應(yīng)用于棉芯式馬克筆領(lǐng)域。墨水制筆后出墨速度快、書(shū)寫(xiě)順暢，在黑色卡紙、白色卡紙等可吸收介質(zhì)表面和玻璃、鐵片、pet薄膜、opp薄膜等非吸收介質(zhì)表面均可書(shū)寫(xiě)，書(shū)寫(xiě)線(xiàn)跡顏色鮮艷且有強(qiáng)烈的金屬光澤，在非吸收介質(zhì)表面具有一定的防水性和附著牢度。本發(fā)明水性金屬色墨水應(yīng)用于棉芯式馬克筆上，不僅在常溫(20-25℃)下出水順暢，書(shū)寫(xiě)自然流暢，在高溫(50℃)或低溫(-10℃)條件下長(zhǎng)時(shí)間存儲(chǔ)后，其墨水理化指標(biāo)依然穩(wěn)定，筆仍能流暢的劃出金屬光澤線(xiàn)跡，不會(huì)發(fā)生堵筆現(xiàn)象。

19、為獲得最佳效果，本發(fā)明所提供的水性金屬色墨水配方各組分已是較優(yōu)范圍，過(guò)多或過(guò)少均會(huì)影響該水性金屬色墨水的性能。以金屬著色劑為例說(shuō)明，如果金屬著色劑過(guò)少，會(huì)顯著降低墨水的色彩和金屬光澤，如果金屬著色劑過(guò)多，其他組分則會(huì)偏少，墨水的理化性質(zhì)、書(shū)寫(xiě)性能均受到影響。