一種高分散性高觸變性中性墨水及其制備方法
【技術領域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種高分散性高觸變性中性墨水的制造方法，屬于中性墨水研制技術領域。
【背景技術】
[0002]色素碳黑中性筆與傳統(tǒng)的油性圓珠筆和水性圓珠筆相比，具有書寫流暢、手感輕捷舒適、字跡清晰、色澤感好、墨跡收斂堅牢等優(yōu)點，已被廣泛用作文件、資料等專用的簽字筆。
[0003]雖然我國已是中性筆的生產(chǎn)和銷售大國，但生產(chǎn)中性筆的核心原料一中性墨水仍主要依賴進口，這一局面制約著我國制筆行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。實現(xiàn)中性墨水的國產(chǎn)化，不僅具有巨大的經(jīng)濟效益，同時也事關我國中性筆企業(yè)的切身利益與發(fā)展，有助于提升我國中性筆行業(yè)的國際地位，增加國際競爭力與影響力，對我國實現(xiàn)從制筆大國向制筆強國的邁進具有重要意義。在我國，墨水穩(wěn)定性差是中性墨水研制所面臨的主要問題，中性墨水穩(wěn)定性差常表現(xiàn)在墨水前驅體顏料色漿分散不均勻、體系高溫性能差、色漿體系和流變調節(jié)體系的兼容性差等方面。
[0004]色素炭黑由于自身結構的特殊性，使其在水中沒有自分散性，而良好的分散性是生產(chǎn)高性能中性墨水的前提。目前，解決炭黑在水中分散性最為廣泛的方法是使用分散劑，良好的分散劑不僅賦予墨水良好的分散性與耐高溫性能，而且對體系的流變性能也有很大影響，但是分散劑種類繁多、單一分散效果不理想，且采取分散劑復配所產(chǎn)生的分散效果也存在較大差別；而且，中性墨水觸變性(體系結構在剪切時遭受破壞，去除剪切后結構逐步恢復的現(xiàn)象)的形成主要依賴于外加聚合物的作用，體系的觸變性影響墨水的裝配及書寫性能，同時聚合物的加入又會對顏料的分散產(chǎn)生影響，難以實現(xiàn)墨水顏料分散性與墨水體系觸變性的兼顧。

【發(fā)明內容】

[0005]針對現(xiàn)有的中性墨水體系存在難以實現(xiàn)墨水顏料分散性與墨水體系觸變性的兼顧的缺陷，本發(fā)明的目的是在于提供一種同時兼具高分散性和高觸變性的中性墨水。
[0006]本發(fā)明的另一個目的是在于提供一種簡單、低成本，制備所述中性墨水的方法。
[0007]為了實現(xiàn)上述技術目的，本發(fā)明提供了一種高分散性高觸變性中性墨水，包括以下質量份組分:
[0008]水:100?115 份；
[0009]丙二醇:14?16 份；
[0010]醇醚羧酸鹽/聚乙二醇-200復合分散劑:1?2份；
[0011]炭黑:8?10份；
[0012]三乙醇胺:0.3?0.5份；
[0013]聚乙二醇-200:6?8份；
[0014]二甘醇:20 ?30 份；
[0015]5-癸炔-4，7- 二醇-2，4，7，9-四甲基:0.2 ?0.4 份。
[0016]本發(fā)明的中性墨水配方采用少量的醇醚羧酸鹽與聚乙二醇-200作為分散劑復配使用，兩者之間的協(xié)同增效作用明顯增強，能實現(xiàn)炭黑顆粒的良好分散性，使中性墨水的穩(wěn)定性明顯提高；同時通過加入少量丙二醇溶劑、聚乙二醇-200保濕劑、二甘醇流變助劑及
5-癸炔_4，7- 二醇-2，4，7，9-四甲基助劑等有機醇類助劑復配使用，能有效調控墨水體系的觸變性，避免了過多助劑的加入對水性色漿穩(wěn)定性產(chǎn)生的不利影響。從而獲得同時具備高分散性和高觸變性的中性墨水。
[0017]優(yōu)選的方案，醇醚羧酸鹽/聚乙二醇-200復合分散劑中醇醚羧酸鹽與聚乙二醇-200的質量比為2:1?3。
[0018]優(yōu)選的方案，中性墨水配方還包括助溶劑、增稠劑、消泡劑、殺菌和防銹功能助劑和潤滑劑中一種或幾種。
[0019]優(yōu)選的方案，助溶劑為乙醇，其加入量為2?4份。
[0020]優(yōu)選的方案，增稠劑為羥乙基纖維素醚，其加入量為0.2?0.4份。
[0021]優(yōu)選的方案，消泡劑為異辛醇，其加入量為0.1?0.3份。
[0022]優(yōu)選的方案，殺菌和防銹功能助劑為苯并三氮唑，其加入量為0.1?0.3份。
[0023]優(yōu)選的方案，潤滑劑為磷酸酯，其加入量為0.2?0.4份。
[0024]本發(fā)明還提供了高分散性高觸變性中性墨水的制備方法，先將醇醚羧酸鹽/聚乙二醇-200復合分散劑加入到水中，攪拌分散后，緩慢加入炭黑，通過靜置使炭黑完全潤濕，再在攪拌條件下加入丙二醇和乙醇以及加入三乙醇胺調整體系pH值至7.5上，加水稀釋，稀釋液通過反復球磨和過濾，得到顏料分散色漿；在所得顏料分散色漿中加入二甘醇、聚乙二醇-200、磷酸酯、苯并三氮唑、羥乙基纖維素醚和異辛醇，同時加入三乙醇胺調整體系pH在7.5?8.5范圍內，攪拌均勻，再加入5-癸炔-4，7- 二醇-2，4，7，9-四甲基微調體系的流變性能及粘度，即得。
[0025]優(yōu)選的方案，稀釋液進行兩次球磨和過濾，第一次球磨時間為2?5h，第二次球磨的時間為1?2h ;所述的球磨通過球磨機實現(xiàn)。
[0026]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的技術方案帶來的有益效果:
[0027]1、獲得的中性墨水同時具有高分散性和高觸變性，物理性能優(yōu)異，滿足高檔中性墨水要求；
[0028]2、其制備方法簡單、原料成本低，滿足工業(yè)化生產(chǎn)要求。
【具體實施方式】
[0029]以下實施旨在進一步說明本
【發(fā)明內容】
，而不是限制本發(fā)明權利要求的保護范圍。
[0030]實施例1
[0031]在500mL燒杯中，倒入108g去離子水，加入2g的醇醚羧酸鹽/聚乙二醇-200復配分散劑(醇醚羧酸鹽和聚乙二醇-200質量比2:1)并攪拌均勻，然后取16g炭黑緩慢加入，使炭黑完全潤濕并靜置2小時，在勻速攪拌的條件下加入28g丙二醇、4g乙醇，用三乙醇胺調整體系pH值，使之達到7.5以上，并添加去離子水至200g，最后將上述分散液置于球磨機球磨3h后過濾，除去較大顆粒及不溶物后，再置于球磨機球磨2h，過濾得顏料分散色漿；在勾速攪拌的條件下加入40g 二甘醇、12g聚乙二醇-200、0.4g磷酸酯、0.2g苯并三氮挫、0.4g羥乙基纖維素醚、0.2g異辛醇，用三乙醇胺調節(jié)體系的pH在7.5-8.5范圍內，并加入0.4g5-癸炔-4，7-二醇-2，4，7，9-四甲基微調體系的流變性能，穩(wěn)定體系的粘度，制得中性墨水樣品A。通過恒溫加熱實驗，將樣品A放入恒溫干燥箱中，在60 ± 5°C的環(huán)境下干燥72h后取出，經(jīng)高速離心實驗及墨水檢測儀檢測，未見顏料的析出與絮凝，墨水的均勻性與成膜性均良好。同時測量樣品A體系的pH值為7.6，表面張力為38mN/m，體系粘度4.2cp,具有優(yōu)異的物理性能，可與國外高檔墨水媲美。
[0032]對比實施例1
[0033]按實施例1的配方及操作過程，在制備顏料分散色漿過程中僅將以2g聚乙二醇-200作為分散劑，最終得到的中性墨水樣品，通過恒溫加熱實驗，將樣品放入恒溫干燥箱中，在60±5°C的環(huán)境下干燥72h后取出，經(jīng)高速離心實驗及墨水檢測儀檢測，有顏料的析出與絮凝，墨水的均勻性差，出現(xiàn)分層，且顏料成膜性差。
[0034]對比實施例2
[0035]按實施例