CN101955706B - 一种高稳定性防堵塞碳黑墨水及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高稳定性防堵塞碳黑墨水及其制备方法。由以下重量百分比的原料制成：碳黑色浆20％，水溶性硅油10％，聚乙烯醇5％，聚醋酸乙烯乳液5％，纤维素类增稠剂1％，聚氨酯缔合型增稠剂1％，消泡剂0.2％，余量为去离子水。制备方法如下：把部分去离子水倒入容器中，加入聚乙烯醇和纤维素类增稠剂，搅拌均匀，依次加入碳黑色浆、聚醋酸乙烯乳液、水溶性硅油，依次用去离子水稀释聚氨酯缔合型增稠剂、消泡剂，加入容器中，检测合格用800目的电动筛过滤装桶。本发明墨水书写平滑，柔顺，有一定的油性；具有较好的保水性能，可以防止水分的挥发，防止笔尖变干，碳黑不容易堵塞笔头；墨水不容易分层或沉淀。
Description
技术领域
本发明涉及一种碳黑墨水，特别涉及一种高稳定性防堵塞碳黑墨水，还涉及一种高稳定性防堵塞碳黑墨水的制备方法。
背景技术
目前的碳黑墨水，具有不变色，墨迹保存时间长等优点，但也有以下不足的地方，一是碳黑墨水保存时间短，长时间不用，墨水容易分层或沉淀，二是由于碳墨为固体物质，钢笔长时间不用，碳黑容易堵塞钢笔头。
发明内容
本发明为了克服碳黑容易堵塞钢笔头，以及墨水容易分层的不足，提供了一种高稳定性防堵塞碳黑墨水。
本发明还提供了一种所述墨水的制备方法。
一种高稳定性防堵塞碳黑墨水，其特征是由以下重量百分比的原料制成：
碳黑色浆20％，
水溶性硅油10％，
聚乙烯醇5％，
聚醋酸乙烯乳液5％，
纤维素类增稠剂1％，
聚氨酯缔合型增稠剂1％，
消泡剂0.2％，
余量为去离子水。
所述的碳黑墨水，其特征在于：所述水溶性硅油聚合度为500-1000。
所述的碳黑墨水，其特征在于：所述聚乙烯醇聚合度为500～2000。
所述的碳黑墨水，其特征在于：所述纤维素类增稠剂选用羟乙基甲基纤维素醚，聚合度为200-400。
所述的碳黑墨水，其特征在于：所述碳黑色浆中碳黑含量为20-30％。
所述的碳黑墨水，其特征在于：所述消泡剂为聚有机硅氧烷类消泡剂。
所述的碳黑墨水，其特征在于：所述去离子水的电阻率≥50K Ω·cm。
一种所述的高稳定性防堵塞碳黑墨水的制备方法，包括以下步骤：
(1)把配方量50％的去离子水倒入1号容器中，开动搅拌，调整转速为300r/min，向1号容器中缓慢加入聚乙烯醇和纤维素类增稠剂，加完后将转速调整为1000r/min，搅拌至液体呈无色透明状；
(2)将转速调整为600r/min，向1号容器中缓慢加入碳黑色浆，搅拌5分钟，向1号容器中加入配方量20％的水，调整转速为1500r/min，搅拌30分钟；
(3)调整转速为800r/min，向1号容器中加入聚醋酸乙烯乳液，加完后1200r/min搅拌10分钟，800r/min的搅拌速度下加入水溶性硅油，调整转速为1200r/min，搅拌10分钟；
(4)在2号容器中用配方量15％的去离子水稀释聚氨酯缔合型增稠剂，搅拌混合物至呈均一状态，缓慢倒入步骤(3)的1号容器中，调整转速为1500r/min，搅拌30分钟；
(5)在2号容器中用配方量7％的去离子水稀释消泡剂，搅拌至呈均一状态，缓慢倒入步骤(4)的1号容器中，用配方量8％的去离子水清洗2号容器，倒入1号容器中，调整转速为1000r/min，搅拌30分钟；
(6)检测合格后，用800目的电动筛过滤装桶。
水溶性硅油是一种水溶性有机硅聚合物，聚合度为500-1000，它具有平滑、柔软、表面张力低、亲水性及吸湿性好、抗静电性能优、水溶性等特性。本发明的墨水中加入一定量的水溶性硅油，具有以下优点，一是具有书写平滑，柔顺，有一定的油性。二是具有较好的保水性能，可以防止水分的挥发，使钢笔笔尖一直保持有少量的水分，防止笔尖变干，碳黑不容易堵塞笔头。三是由于硅油是一种有机硅化合物，可以对碳黑进行一定的螯合，使碳黑更好地溶解在水中，防止墨水的分层。
本发明的墨水中还加入一定量的聚乙烯醇，聚合度为500～2000，由于其含有较多的醇基，也具有一定的保水性能。
本发明中使用的聚醋酸乙烯乳液是将醋酸乙烯单体，在水介质中以聚乙烯醇作为保护胶体，加入表面活性剂作乳化剂，在一定的pH值下，采用游离基型引发剂进行乳液聚合而制得。
本发明中使用的增稠体系为纤维素类增稠剂与聚氨酯缔合型增稠剂的复合增稠体系。聚氨酯缔合型增稠剂赋予墨水很好的稀释流动性，使稀释后的墨水可以流畅的书写，不会中断；纤维素类增稠剂赋予墨水很好的低粘度稳定性，防止贮存过程中分层或沉淀。本发明中纤维素类增稠剂选用羟乙基甲基纤维素醚，聚合度为200-400，也具有保水性能。
本发明的有益效果：墨水书写平滑，柔顺，有一定的油性；具有较好的保水性能，可以防止水分的挥发，使钢笔笔尖一直保持有少量的水分，防止笔尖变干，碳黑不容易堵塞笔头；墨水不容易分层或沉淀。
具体实施方式：
实施例1
制备100kg高稳定性防堵塞碳黑墨水，各原料的使用量及规格如下：
碳黑色浆20kg，碳黑含量为30％
水溶性硅油10kg，聚合度为500
聚乙烯醇5kg，聚合度为2000
聚醋酸乙烯乳液5kg，
羟乙基甲基纤维素醚1kg，聚合度为400
聚氨酯缔合型增稠剂1kg，
消泡剂0.2kg，
去离子水57.8kg，电阻率为100K Ω·cm。
高稳定性防堵塞碳黑墨水的制备方法，包括以下步骤：
(1)把28.9kg去离子水倒入拉缸中，开动搅拌，调整转速为300r/min，向拉缸中依次缓慢加入聚乙烯醇粉末和羟乙基甲基纤维素醚，加完后将转速调整为1000r/min，搅拌至液体呈无色透明状。注：羟乙基甲基纤维素醚需要提前揉搓成粉状。
(2)将转速调整为600r/min，向拉缸中缓慢加入碳黑色浆，搅拌5分钟，再向拉缸中加入11.56kg的水，调整转速为1500r/min，搅拌30分钟。
(3)调整转速为800r/min，向拉缸中加入聚醋酸乙烯乳液，加完后1200r/min搅拌10分钟，800r/min的搅拌速度下加入XY-203水溶性硅油，调整转速为1200r/min，搅拌10分钟。
(4)在塑料桶中用8.67kg去离子水稀释聚氨酯缔合型增稠剂，搅拌混合物至呈均一状态，缓慢倒入步骤(3)的拉缸中，调整转速为1500r/min，搅拌30分钟。
(5)在塑料桶中用4.046kg去离子水稀释消泡剂，搅拌混合物至呈均一状态，缓慢倒入步骤(4)的拉缸中，用4.624kg去离子水清洗塑料桶，将清洗水倒入拉缸中，调整转速为1000r/min，搅拌30分钟。
(6)检测合格后，用800目的电动筛过滤装桶，50kg/桶。
将桶装墨水兑稀3-5倍，即可用于钢笔墨水的生产。
实施例2
制备100kg高稳定性防堵塞碳黑墨水，各原料的使用量及规格如下：
碳黑色浆20kg，碳黑含量为20％
水溶性硅油10kg，聚合度为1000
聚乙烯醇5kg，聚合度为500
聚醋酸乙烯乳液5kg，
羟乙基甲基纤维素醚1kg，聚合度为200
聚氨酯缔合型增稠剂1kg，
消泡剂0.2kg，
去离子水57.8kg，电阻率为50K Ω·cm。
高稳定性防堵塞碳黑墨水的制备方法，包括以下步骤：
(1)把28.9kg去离子水倒入拉缸中，开动搅拌，调整转速为300r/min，向拉缸中依次缓慢加入聚乙烯醇粉末和羟乙基甲基纤维素醚，加完后将转速调整为1000r/min，搅拌至液体呈无色透明状。注：羟乙基甲基纤维素醚需要提前揉搓成粉状。
(2)将转速调整为600r/min，向拉缸中缓慢加入碳黑色浆，搅拌5分钟，再向拉缸中加入11.56kg的水，调整转速为1500r/min，搅拌30分钟。
(3)调整转速为800r/min，向拉缸中加入聚醋酸乙烯乳液，加完后1200r/min搅拌10分钟，800r/min的搅拌速度下加入水溶性硅油，调整转速为1200r/min，搅拌10分钟。
(4)在塑料桶中用8.67kg去离子水稀释聚氨酯缔合型增稠剂，搅拌混合物至呈均一状态，缓慢倒入步骤(3)的拉缸中，调整转速为1500r/min，搅拌30分钟。
(5)在塑料桶中用4.046kg去离子水稀释消泡剂，搅拌混合物至呈均一状态，缓慢倒入步骤(4)的拉缸中，用4.624kg去离子水清洗塑料桶，将清洗水倒入拉缸中，调整转速为1000r/min，搅拌30分钟。
(6)检测合格后，用800目的电动筛过滤装桶，50kg/桶。
将桶装墨水兑稀3-5倍，即可用于钢笔墨水的生产。
对比实验
本发明墨水用去离子水兑稀5倍后与市售墨水性能对比实验
笔头堵塞性测试方法：准备两支笔头材质相同的新的钢笔，分别吸满本发明墨水和市售墨水，实验者分别用两支笔书写同一篇一千字的文章，然后，扣好笔帽，室温放置相同时间后，观察使用情况。
对比实验结果可以看出，本发明墨水在保存稳定性及笔头堵塞性方面都优于市售墨水，在环保性、防洇色性、耐热性、耐寒性、耐光性方面都达到了市售墨水的标准，所以，本发明具有很好的工业生产价值。
Claims (7)
1.一种高稳定性防堵塞碳黑墨水，其特征是由以下重量百分比的原料制成：
碳黑色浆 20％，
水溶性硅油 10％，
聚乙烯醇 5％，
聚醋酸乙烯乳液 5％，
纤维素类增稠剂 1％，
聚氨酯缔合型增稠剂 1％，
消泡剂 0.2％，
余量为去离子水。
2.根据权利要求1所述的碳黑墨水，其特征在于：所述水溶性硅油聚合度为500-1000。
3.根据权利要求2所述的碳黑墨水，其特征在于：所述聚乙烯醇聚合度为500～2000。
4.根据权利要求2或3所述的碳黑墨水，其特征在于：所述纤维素类增稠剂选用羟乙基甲基纤维素醚，聚合度为200-400。
5.根据权利要求2或3所述的碳黑墨水，其特征在于：所述碳黑色浆中碳黑含量为20-30％。
6.根据权利要求2或3所述的碳黑墨水，其特征在于：所述消泡剂为聚有机硅氧烷类消泡剂。
7.一种权利要求1所述的高稳定性防堵塞碳黑墨水的制备方法，其特征是包括以下步骤：
(1)把配方量50％的去离子水倒入1号容器中，开动搅拌，调整转速为300r/min，向1号容器中缓慢加入聚乙烯醇和纤维素类增稠剂，加完后将转速调整为1000r/min，搅拌至液体呈无色透明状；
(2)将转速调整为600r/min，向1号容器中缓慢加入碳黑色浆，搅拌5分钟，向1号容器中加入配方量20％的水，调整转速为1500r/min，搅拌30分钟；
(3)调整转速为800r/min，向1号容器中加入聚醋酸乙烯乳液，加完后1200r/min搅拌10分钟，800r/min的搅拌速度下加入水溶性硅油，调整转速为1200r/min，搅拌10分钟；
(4)在2号容器中用配方量15％的去离子水稀释聚氨酯缔合型增稠剂，搅拌混合物至呈均一状态，缓慢倒入步骤(3)的1号容器中，调整转速为1500r/min，搅拌30分钟；
(5)在2号容器中用配方量7％的去离子水稀释消泡剂，搅拌至呈均一状态，缓慢倒入步骤(4)的1号容器中，用配方量8％的去离子水清洗2号容器，倒入1号容器中，调整转速为1000r/min，搅拌30分钟；
(6)检测合格后，用800目的电动筛过滤装桶。
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