CN102533004A - 分步添加消泡抑泡剂组合物的颜料中性墨水及其制备方法 - Google Patents

分步添加消泡抑泡剂组合物的颜料中性墨水及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种分步添加消泡抑泡剂组合物的颜料中性墨水，其原料重量分数为，以颜料中性墨水为100重量份为基准计算，消泡抑泡剂组合物0.05～1重量份，颜料色浆20～50重量份，流变调节剂0.01～3重量份，保湿剂5～40重量份，润滑剂0.1～5重量份，表面活性剂0.01～5重量份，pH调节剂0.01～3重量份，抗菌防霉剂0.1～3重量份，去离子水为余量。本发明制得的中性墨水具有书写性能优异，线条光滑饱满、出墨均匀等优点。

Description

分步添加消泡抑泡剂组合物的颜料中性墨水及其制备方法
【技术领域】
本发明涉及一种颜料中性墨水及其制备方法，具体涉及分步添加消泡抑泡剂组合物的颜料中性墨水配方及其制备方法，属于精细化工和文化用品技术领域。
【背景技术】
中性笔是灌装中性墨水的圆珠笔。中性笔是圆珠笔类书写工具中的新型品种，在书写状态时，由于球珠转动产生的剪切力使中性墨水黏度明显降低呈溶胶状的流动状态，停止书写时墨水黏度回升，呈凝胶状。中性笔因其书写流畅，字迹耐水耐晒等优点而深受用户欢迎，有逐步取代传统圆珠笔的趋势。
中性墨水的表面张力比较低，使中性墨水在配制过程中会产生大量的气泡，影响墨水的生产效率和产品质量。虽然有些气泡可以在墨水制备时通过抽真空、超声和离心分离的方式去除，但是在中性墨水运输过程中，由于路途颠簸，不断震荡，很容易再次引入气泡，使微小气泡会持续存在于中性墨水中。当中性墨水灌装成笔后，气泡会因吸附在笔杆侧壁上、尾塞酯的封堵等原因留在笔中。气泡的引入严重影响了中性墨水笔的书写性能。较大的气泡会导致书写时的断线现象，细小的微气泡将导致笔迹线条毛糙，不光滑饱满，线条质量严重下降。严重时，在笔长时间存放中(尤其是较高温度下存放)，气泡在会油管中一些区域聚集产生空白段，使笔不能正常书写。
消泡抑泡剂既有助于消除在墨水配制过程中已经产生的气泡，更有助于抑制在运输过程中进一步产生气泡。本发明发现加入消泡抑泡剂组合物能显著改善墨水中的起泡现象，而且还发现分步加入消泡抑泡剂组合物的效果好于一步加入法，并且开始阶段加入的消泡抑泡剂组合物中以起消泡作用的组分为主，后期加入消泡抑泡剂组合物中以起抑泡作用的组分为主，。
基于以上发现，本发明提出在墨水制备时分步加入消泡抑泡剂组合物，达到改善中性墨水书写性能的目的。使墨水制备过程简单、高效，有利于工业化生产。
【发明内容】
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种分步添加消泡抑泡剂组合物的颜料中性墨水及其制备方法。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
本发明的目的之一是提供一种分步添加消泡抑泡剂组合物的颜料中性墨水，其原料重量分数为，以颜料中性墨水为100重量份为基准计算，
消泡抑泡剂组合物0.05～1重量份，颜料色浆20～50重量份，流变调节剂0.01～3重量份，保湿剂5～40重量份，润滑剂0.1～5重量份，表面活性剂0.01～5重量份，pH调节剂0.01～3重量份，抗菌防霉剂0.1～3重量份，去离子水为余量；
所述的消泡抑泡剂选自：矿物油，石蜡，异丙醇，丁醇，辛醇，十八醇，磷酸三丁酯，磺化蓖麻油，聚二甲基硅氧烷，羟基硅油，脂肪酸酰胺，脂肪酸酯，磺化脂肪酸，脂肪酸皂，聚乙二醇醚，环氧乙烷-环氧丙烷嵌段共聚物，聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚，聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚，聚氧丙烯甘油醚，聚醚改性聚硅氧烷，乙炔改性聚硅氧烷乳液中的一种或者几种；并由上述消泡抑泡剂组成不同的组合物，组合物具有不同的消泡和抑泡作用，在墨水调配时分步加入。
所述的颜料色浆为色素炭黑色浆，酞菁蓝色浆，大红粉色浆，永固红色浆，赫斯特红色浆中的一种或者几种，平均粒径在80～200纳米之间。
所述的流变调节剂选自天然胶质，聚氨酯类，聚丙烯酸盐类，纤维素及其钠盐中的一种或两种的组合物，如刺槐豆胶，黄原胶，定优胶，瓜尔豆胶，改性聚氨酯，聚丙烯酸铵盐乳液，羧甲基纤维素等。
所述的保湿剂为乙二醇，一缩二乙二醇，1，2-丙二醇，异丙醇，异丁醇，叔丁醇，丙三醇，乙二醇单甲醚，一缩二丙二醇，聚乙二醇(平均分子量200～8000)中的一种或两种及两种以上的组合物。
所述的润滑剂为磷酸酯，油酸，亚油酸，乙二醇二硬脂酸酯，油酸三乙醇胺，硬脂酸三乙醇胺，棕榈酸三乙醇胺化合物中的一种或两种及两种以上的组合物。
所述的表面活性剂为烷基酚聚氧乙烯醚，脂肪醇聚氧乙烯醚，氟碳表面活性剂，苯乙烯-马来酸酐树脂铵盐溶液，十二烷基苯磺酸钠，中的一种或两种及两种以上的组合物。
所述的pH调节剂选自乙醇胺，二乙醇胺或三乙醇胺，2-氨基-2-甲基-1-丙醇，2-氨基-2-甲基-1，3-丙二醇，氨水，氢氧化钠中的一种或者几种。
所述的抗菌防霉剂为山梨酸钙，苯甲酸钠，苯丙三氮唑，甲苯基三唑，五氯苯酚，五氯苯酚钠，2-(4-噻唑基)苯并咪唑，双硫代氨基甲酸酯中的一种或两种的组合物。
本发明的另外一个目的是提供一种颜料中性墨水的制备方法，其具体步骤为：首先在反应装置中依次加入保湿剂，表而活性剂，抗菌防霉剂，润滑剂，流变调节剂，颜料色浆，去离子水，pH调节剂，混合后在常温下搅拌2～8个小时，然后升温至40～80℃搅拌2～8个小时，并在搅拌过程中分步加入消泡抑泡剂组合物，并且开始阶段加入的消泡抑泡剂组合物中以起消泡作用的组分为主，后期加入消泡抑泡剂组合物中以起抑泡作用的组分为主，静置后离心，得到成品墨水。
与现有技术相比，本发明的积极效果是：
本发明在不增加设备投入时，由于加入了本发明的消泡抑泡剂组合物，减少了墨水制备时产生的气泡，不但显著提高了搅拌混合效率，而且增加了有效反应混合空间，从而显著地增加了设备的生产能力，提高生产效率。
本发明的消泡抑泡组合物同时具有消泡和抑泡作用，在墨水配置时，前期加入的消泡抑泡组合物主要起消泡作用，后期加入的消泡抑泡组合物主要起抑泡作用。
【具体实施方式】
本发明人经过广泛而深入的研究，获得一种中性墨水，在制备该中性墨水时，将消泡抑泡剂组合物分步加入中性墨水，改善中性墨水的划线质量，划线线条光滑饱满。在此基础上完成了本发明。
本发明的原料均可以通过市售得到或者是通过常规的合成方法制备得到。
本发明的中性墨水具有以下特性：由于添加了消泡抑泡剂组合物，墨水体系的泡沫含量明显减少，墨水的书写线条质量得到改善，线条光滑饱满，色泽亮丽，出墨均匀。
下面结合具体实施例进一步描述本发明。应理解这些实施例仅用于说明本发明而不限制本发明的范围。
除非另有定义或说明，本文所用的所有专业与科学用语与本领域技术人员所熟悉的意义相同。此外任何与所记载内容相似或均等的方法及材料皆可应用于本发明方法中。
实施例1
取丙三醇20克，1，2-丙二醇20克，乙二醇单甲醚10克，脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO-15)1.2克，苯丙三氮唑1克，乙二醇二硬脂酸酯1克，油酸三乙醇胺1克，黄原胶0.6克，高色素炭黑色浆(粒度为105nm)90克，去离子水52.25克，三乙醇胺2克，加入消泡抑泡组合物乙炔改性聚硅氧烷乳液0.6克和聚二甲基硅氧烷0.3克于三口烧瓶中，经过常温搅拌4小时，再加入消泡抑泡组合物乙炔改性聚硅氧烷乳液0.2克和聚二甲基硅氧烷0.2克，60℃搅拌6小时，加入抑泡剂聚二甲基硅氧烷0.3克，60℃继续搅拌1小时，静置离心后得到中性墨水成品。
对照例1
取异丙醇8克，乙二醇10克，乙二醇单甲醚10克，聚乙二醇(平均分子量200)10克，烷基酚聚氧乙烯醚(OP-10)0.8克，氟碳表面活性剂(FSO)0.05克，苯甲酸钠1克，硬脂酸三乙醇胺1克，油酸三乙醇胺0.6克，定优胶0.6克，高色素炭黑色浆(粒度为105nm)90克，去离子水66.55克，2-氨基-2-甲基-1丙醇0.2克，氨水0.4克，加入消泡抑泡组合物聚醚改性聚硅氧烷乳液0.7克和磷酸三丁酯0.4克于三口烧瓶中，经过常温搅拌4小时，再加入聚二甲基硅氧烷0.2克的60℃搅拌6小时，静置后离心后得到中性墨水成品。
对照例2
取丙三醇20克，异丁醇23克，十二烷基苯磺酸钠0.3克，脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO-20)1克，山梨酸钾1克，磷酸酯1克，棕榈酸三乙醇胺1克，聚丙烯酸铵盐乳液1克，定优胶1克，酞菁蓝色浆(粒度为180nm)80克，去离子水67.3克，二乙醇胺2克，氢氧化钠0.5克，加入消泡抑泡组合物聚氧乙烯甘油醚0.8克和聚氧乙烯聚氧丙烯醇胺醚0.5克于三口烧瓶中，经过常温搅拌4小时，60℃搅拌7小时，静置后离心后得到中性墨水成品。
对照例3
取叔丁醇20克，1，2-丙二醇20克，乙二醇10克，苯乙烯-马来酸酐树脂铵盐溶液2克，双硫代氨基甲酸酯1克，油酸1克，磷酸酯1.2克，瓜尔豆胶2克，羧甲基纤维素1克，大红粉色浆(粒度为160nm)70克，去离子水70克，氨水2克放入三口烧瓶中，经过常温搅拌4小时，60℃搅拌7小时，静置后离心后得到中性墨水成品。
表1为按各实施例与对照例进行实施后制备的墨水的性能测试结果。
表1 墨水的性能测试结果
Figure BDA0000129606190000061
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种分步添加消泡抑泡剂组合物的颜料中性墨水，其特征在于，其原料重量分数为，以颜料中性墨水为100重量份为基准计算，
消泡抑泡剂组合物0.05～1重量份，颜料色浆20～50重量份，流变调节剂0.01～3重量份，保湿剂5～40重量份，润滑剂0.1～5重量份，表面活性剂0.01～5重量份，pH调节剂0.01～3重量份，抗菌防霉剂0.1～3重量份，去离子水为余量。
2.如权利要求1所述的一种分步添加消泡抑泡剂组合物的颜料中性墨水，其特征在于，所述的消泡抑泡剂选自：矿物油，石蜡，异丙醇，丁醇，辛醇，十八醇，磷酸三丁酯，磺化蓖麻油，聚二甲基硅氧烷，羟基硅油，脂肪酸酰胺，脂肪酸酯，磺化脂肪酸，脂肪酸皂，聚乙二醇醚，环氧乙烷-环氧丙烷嵌段共聚物，聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚，聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚，聚氧丙烯甘油醚，聚醚改性聚硅氧烷，乙炔改性聚硅氧烷乳液中的一种或者几种。
3.如权利要求1所述的一种分步添加消泡抑泡剂组合物的颜料中性墨水，其特征在于，所述的颜料色浆为色素炭黑色浆，酞菁蓝色浆，大红粉色浆，永固红色浆，赫斯特红色浆中的一种或者几种，平均粒径在80～200纳米之间。
4.如权利要求1所述的一种分步添加消泡抑泡剂组合物的颜料中性墨水，其特征在于，所述的流变调节剂选自天然胶质，聚氨酯，聚丙烯酸盐，纤维素及其钠盐中的一种或两种的组合物。
5.如权利要求1所述的一种分步添加消泡抑泡剂组合物的颜料中性墨水，其特征在于，所述的保湿剂为乙二醇，一缩二乙二醇，1，2-丙二醇，异丙醇，异丁醇，叔丁醇，丙三醇，乙二醇单甲醚，一缩二丙二醇，聚乙二醇(平均分子量200～8000)中的一种或两种及两种以上的组合物。
6.如权利要求1所述的一种分步添加消泡抑泡剂组合物的颜料中性墨水，其特征在于，所述的润滑剂为磷酸酯，油酸，亚油酸，乙二醇二硬脂酸酯，油酸三乙醇胺，硬脂酸三乙醇胺，棕榈酸三乙醇胺化合物中的一种或两种及两种以上的组合物。
7.如权利要求1所述的一种分步添加消泡抑泡剂组合物的颜料中性墨水，其特征在于，所述的表面活性剂为烷基酚聚氧乙烯醚，脂肪醇聚氧乙烯醚，氟碳表面活性剂，苯乙烯-马来酸酐树脂铵盐溶液，十二烷基苯磺酸钠，中的一种或两种及两种以上的组合物。
8.如权利要求1所述的一种分步添加消泡抑泡剂组合物的颜料中性墨水，其特征在于，所述的pH调节剂选自乙醇胺，二乙醇胺或三乙醇胺，2-氨基-2-甲基-1-丙醇，2-氨基-2-甲基-1，3-丙二醇，氨水，氢氧化钠中的一种或者几种。
9.如权利要求1所述的一种分步添加消泡抑泡剂组合物的颜料中性墨水，其特征在于，所述的抗菌防霉剂为山梨酸钙，苯甲酸钠，苯丙三氮唑，甲苯基三唑，五氯苯酚，五氯苯酚钠，2-(4-噻唑基)苯并咪唑，双硫代氨基甲酸酯中的一种或两种的组合物。
10.一种分步添加消泡抑泡剂组合物的颜料中性墨水的制备方法，其特征在于，其具体步骤为：首先在反应装置中依次加入保湿剂，表面活性剂，抗菌防霉剂，润滑剂，流变调节剂，颜料色浆，去离子水，pH调节剂，混合后在常温下搅拌2～8个小时，然后升温至40～80℃搅拌2～8个小时，并在搅拌过程中分步加入消泡抑泡剂组合物，静置后离心，得到颜料中性墨水。
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