CN101104760A - 一种炭黑中性墨水的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种墨水稳定性好、可有效消除微泡的炭黑中性墨水的制备方法，该制备方法包括下列步骤：第一步，制备基体，所述基体包括保湿剂、缓蚀剂、润滑剂、杀菌剂、去离子水、增稠剂和pH调节剂，各组份重量配比为保湿剂40～50％、缓释剂0.3～1％、润滑剂1～2％、杀菌剂0.3～1％、去离子水45～55％、增稠剂1.5～3％、pH调节剂1～2％，首先将去离子水、保湿剂、润滑剂、缓释剂、杀菌剂均匀混合，至溶液呈乳白色悬浮液，然后加入增稠剂和pH调节剂制备出性质均一、稳定、具有一定粘度的透明状基体；第二步，将制备好的基体在搅拌的条件下与炭黑色浆混合均匀，制备出炭黑中性墨水。
Description
技术领域
本发明涉及一种炭黑中性墨水的制备方法。
背景技术
中性墨水集油性墨水的润滑性和水性墨水的流畅性于一体，手感轻松舒适，书写润滑，出墨流畅，字迹不但清晰，而且速干、不沾不透、遇水不化、不褪色。因而，不仅是办公书写的理想工具，也适用于文件存档和财会工作，越来越受到消费者的欢迎。
现有的中性墨水制造方法是将颜料与其他成分配合，最后用增稠剂调节所需要的黏度。其缺点是；在增稠过程中产生的微泡稳定地存在于墨水中，微泡不除将严重影响书写性能，导致笔画短线。消除微泡常用真空法和离心法，因为黏度高，真空法脱微泡效果不好。离心法脱微泡效果好，但会导致颜料颗粒与墨水体系的分离，使得墨水不稳定。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种墨水稳定性好、可有效消除微泡的炭黑中性墨水的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术解决方案：一种炭黑中性墨水的制备方法，包括下列步骤：
第一步，制备基体，所述基体包括保湿剂、缓蚀剂、润滑剂、杀菌剂、去离子水、增稠剂和pH调节剂，各组份重量配比为保湿剂40～50％、缓释剂0.3～1％、润滑剂1～2％、杀菌剂0.3～1％、去离子水45～55％、增稠剂1.5～3％、pH调节剂1～2％，首先将去离子水、保湿剂、润滑剂、缓释剂、杀菌剂均匀混合，至溶液呈乳白色悬浮液，然后加入增稠剂和pH调节剂制备出性质均一、稳定、具有一定粘度的透明状基体；
第二步，将制备好的基体在搅拌的条件下与炭黑色浆混合均匀，制备出炭黑中性墨水。
上述技术方案的进一步改进，所述炭黑中性墨水是由基体、炭黑色浆、水按比例复配而成，各组分重量配比为基体40～60％、炭黑色浆15％、水25％～45％。
上述技术方案中，所述的保湿剂可以选择下列一种或两种以上组份的混合物配制而成，作为醇类有：甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇等一元醇；乙二醇、二甘醇、三甘醇、丙二醇、1，3-丁二醇、1，4-丁二醇、2，3-丁二醇、季戊二醇、己二醇、硫二甘醇、聚乙二醇、三乙烯二醇等二元醇；丙三醇、三羟甲基丙烷三元醇；作为醇醚类有：乙二醇甲醚、乙二醇丁基醚、乙二醇乙醚、乙二醇异丙醚、缩二乙二醇甲醚、缩二乙二醇丁基醚、缩二乙二醇乙醚；
所述的缓释剂可以是甲苯基三唑、二环己替亚硝酸胺、苯并三唑等；
所述的杀菌剂可以是山梨酸钾、安息香酸钠、苯甲酸钠、五氯苯酚钠、1，2-苯并异噻唑-3-酮等；
所述的润滑剂主要解决中性墨水润滑性的问题，其特点是要有较大极性的助剂、溶剂作保证，同时要作好表面活性与润滑剂的合理配合，在润滑剂的寻求上主要以大分子量的润滑剂或润滑脂为主，如：高级脂肪酸类、酯类、烷基胺类、脂肪胺类、高级醇、磷酸系表面活性剂、聚硅氧烷、聚亚烷基二醇、环氧乙烷类等表面活性剂；
所述的增稠剂选择范围较多，一般以天然胶质物和化学有机合成物为常用，如：天然胶质物的淀粉、糊精、动植物胶类及合成树脂类、丙烯酸类型都有较好的假缩性和拉丝性能，很有利于研制有特殊性能要求的墨水；
所制备的中性墨水为弱碱性，其pH值为8.5左右。pH调节剂可以选择有机胺类和无机碱类，有机胺类可选择乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺等；无机碱类可选择氨水、氢氧化钾、氢氧化钠、碳酸钠等。
本发明具有以下优点：
1.先制备基体后制备墨水，墨水中不产生微泡，保障了制得的中性墨水书写流畅、稳定性好；
2.更容易实现对墨水粘度、黑度、表面张力等性能指标的控制；
3.通过改变基体的粘度或改变基体与炭黑色浆的比例搭配，可以容易地得到具有不同粘度、黑度的炭黑中性墨水；
4.本发明适用于各种炭黑色浆，所制备的基体对各种炭黑色浆的适应性比较强。
下面结合附图和具体实施方式对本发明炭黑中性墨水的制备方法作进一步详细说明。
附图说明
图1是本发明中基体的制备工艺流程图。
具体实施方式
以下实施例中，制备基体所采用的保湿剂是二甘醇或丙二醇或丙三醇、缓蚀剂是苯并三唑、润滑剂是单磷酸酯、杀菌剂是1，2-苯并异噻唑-3-酮、增稠剂是聚丙烯酸、pH调节剂是三乙醇胺，具体的基体制备工艺流程如图1所示，将制备好的基体在搅拌的条件下与炭黑色浆混合均匀，炭黑色浆所占的重量比例控制在15％，可以得到具有一定粘度的炭黑中性墨水。
所采用的炭黑色浆的粒度控制在200～800nm的范围，炭黑色浆的固含量控制在30％，本发明实施例中所涉及到的炭黑色浆如表1所示。
表1所采用炭黑色浆粒度表
| 炭黑色浆编号 | 炭黑色浆粒度(nm) | 炭黑色浆固含量 |
| CBP-1CBP-2CBP-3CBP-4CBP-5CBP-6 | 200350400500650800 | 30％30％30％30％30％30％ |
实施例1：
同一种基体与同一种炭黑色浆按不同比例搭配制备三种炭黑中性墨水(以制备100克为准)，记为：1#、2#、3#。
表2基体各组分的用量
| 组分名称 | 用量(Kg) |
| 二甘醇单磷酸酯苯并三唑1，2-苯并异噻唑-3-酮去离子水聚丙烯酸三乙醇胺 | 451.20.50.5492.21.6 |
表3基体与炭黑色浆不同比例搭配制备的1#、2#、3#炭黑中性墨水
| 组分名称 | 1# | 2# | 3# |
| 基体CBP-1去离子水 | 40g15g45g | 50g15g35g | 60g15g25g |
实施例2：
不同种基体与同一种炭黑色浆按照同一比例搭配制备三种炭黑中性墨水(以制备100克为准)，记为：4#、5#、6#。
表4三种基体各组分的用量(Kg)
| 组分名称 | 基体1 | 基体2 | 基体3 |
| 丙三醇丙二醇二甘醇单磷酸酯苯丙三唑1，2-苯并异噻唑-3-酮去离子水聚丙烯酸三乙醇胺 | 153001.20.50.5492.21.6 | 030151.20.50.5492.21.6 | 00451.20.50.5492.21.6 |
表4不同基体与炭黑色浆同一比例搭配制备的4#、5#、6#炭黑中性墨水
| 组分名称 | 4# | 5# | 6# |
| 基体1基体2基体3CBP-2去离子水 | 40g15g45g | 40g15g45g | 40g15g45g |
实施例3：
同一种基体与不同种炭黑色浆按照同一比例搭配制备四种炭黑中性墨水，记为：7#、8#、9#、10#。
其中，所选用的基体配方为实施例1中所给出的基体配方。
表5同种基体与不同种炭黑色浆按同一比例搭配制备的7#、8#、9#、10#炭黑中性墨水
| 组分名称 | 7# | 8# | 9# | 10# |
| 基体CBP-3CBP-4CBP-5CBP-6 | 40g15g | 40g15g | 40g15g | 40g15g |
上述实施例所得到的10种炭黑中性墨水与灌制笔的检测结果如表6所示。粘度的测定结果是由美国DV-III ULTRA型粘度计测定的，测定转速为70转/分，水浴温度为25℃；表面张力的测定结果是由JK99B全自动张力仪得到的；pH的测定结果是由Sartorius PB-20 pH计得到的。书写性能测定的结果是由天津圆珠笔厂的书写检测划圆仪测定得到的，划圆仪转速为45转/分，角度为67°，划线400米未发现断线、墨水泄漏、色泽不均等现象；出墨量是在电子分析天平上称取一只笔在划线200米前后的重量差，计算得出出墨量。
表6 10种炭黑中性墨水各项检测结果指标
| 粘度mPa·s | 表面张力N/m | pH | 书写性能m | 出墨量mg/m | |
| 1#2#3#4#5#6#7#8#9#10# | 97.69234.8342.8243.4226.2255.4121.7195.4106.392.55 | 38.837.139.339.637.939.136.737.835.936.0 | 8.488.498.488.488.478.488.488.478.478.48 | 400400400400400400400400400400 | 2.09251.51251.35651.62201.27401.09501.75001.63802.02702.2100 |
Claims (9)
1.一种炭黑中性墨水的制备方法，其特征在于包括下列步骤：
第一步，制备基体，所述基体包括保湿剂、缓蚀剂、润滑剂、杀菌剂、去离子水、增稠剂和pH调节剂，各组份重量配比为保湿剂40～50％、缓释剂0.3～1％、润滑剂1～2％、杀菌剂0.3～1％、去离子水45～55％、增稠剂1.5～3％、pH调节剂1～2％，首先将去离子水、保湿剂、润滑剂、缓释剂、杀菌剂均匀混合，至溶液呈乳白色悬浮液，然后加入增稠剂和pH调节剂制备出性质均一、稳定、具有一定粘度的透明状基体；
第二步，将制备好的基体在搅拌的条件下与炭黑色浆混合均匀，制备出炭黑中性墨水。
2.根据权利要求1所述炭黑中性墨水的制备方法，其特征在于：所述炭黑中性墨水是由基体、炭黑色浆、水按比例复配而成，各组分重量配比为基体40～60％、炭黑色浆15％、水25％～45％。
3.根据权利要求1或2所述炭黑中性墨水的制备方法，其特征在于：所述保湿剂为甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、乙二醇、二甘醇、三甘醇、丙二醇、1，3-丁二醇、1，4-丁二醇、2，3-丁二醇、季戊二醇、己二醇、硫二甘醇、聚乙二醇、三乙烯二醇、丙三醇、三羟甲基丙烷三元醇、乙二醇甲醚、乙二醇丁基醚、乙二醇乙醚、乙二醇异丙醚、缩二乙二醇甲醚、缩二乙二醇丁基醚、缩二乙二醇乙醚。
4.根据权利要求1或2所述炭黑中性墨水的制备方法，其特征在于：所述缓释剂是甲苯基三唑、二环己替亚硝酸胺、苯并三唑。
5.根据权利要求1或2所述炭黑中性墨水的制备方法，其特征在于：所述的杀菌剂是山梨酸钾、安息香酸钠、苯甲酸钠、五氯苯酚钠、1，2-苯并异噻唑-3-酮。
6.根据权利要求1或2所述炭黑中性墨水的制备方法，其特征在于：所述的润滑剂是高级脂肪酸类、酯类、烷基胺类、脂肪胺类、高级醇类、磷酸系表面活性剂、聚硅氧烷类、聚亚烷基二醇类、环氧乙烷类表面活性剂。
7.根据权利要求1或2所述炭黑中性墨水的制备方法，其特征在于：所述的增稠剂是天然胶质物的淀粉、糊精、动植物胶类或合成树脂类。
8.根据权利要求1或2所述炭黑中性墨水的制备方法，其特征在于：其特征在于：所述合成树脂类增稠剂是水溶剂性聚丙烯酸、水溶剂性聚胺酯。
9.根据权利要求1或2所述炭黑中性墨水的制备方法，其特征在于：其特征在于：所述pH调节剂为乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、氨水、氢氧化钾、氢氧化钠、碳酸钠。
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