CN104893425A - 一种微胶囊温敏可擦中性墨水及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种微胶囊温敏可擦中性墨水，其包括如下重量份计的组分：去离子水35-75重量份；分散剂5-15重量份；保湿剂1-10重量份；抑泡消泡剂0.05-1.0重量份；温敏微胶囊颜料25-35重量份；润滑剂0.1-1.0重量份；流变助剂0.5-5重量份；其中，所述的分散剂为聚丙烯酸钠盐、聚丙烯酸钾盐、聚丙烯酸铵盐、多元醇脂肪酸酯中的一种或几种；所述的抑泡消泡剂为聚硅氧烷乳液、多元醇、多元醇醚、蜡分散乳液中的一种或几种。

Description

一种微胶囊温敏可擦中性墨水及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种墨水及其制备方法，具体地涉及一种微胶囊可擦中性墨水及其制备方法。

背景技术

使用中性墨水书写时，书写错误在日常生活中难以避免，为了纠正错误，常用的方法包括划掉重写、用修改液涂盖、用小刀刮除字迹、用胶带粘除字迹。这几种方法往往影响书面美观，后两种方法更是容易造成纸张破损，操作难度高。温敏可擦中性墨水的研制能够满足使用者轻松擦除书写错误的要求，同时保持文档的整洁美观。

温敏可擦墨水是以微胶囊热致消色颜料为着色剂制备的中性墨水，通过使用橡皮或其他树脂、橡胶等材料摩擦生热，达到颜料消色温度，从而使字迹消退，达到可擦目的。因微胶囊颜料普遍颗粒尺寸大于一般颜料，不易分散均匀，容易沉降，导致墨水稳定性差，常常堵塞笔头，书写时手感生涩费力，易出现字迹变淡及断线现象。

发明内容

本发明的第一目的在于获得能解决现存的书写问题的温敏可擦墨水，同时满足使用者轻松擦除书写错误的要求，同时保持文档的整洁美观。

本发明的第二目的在于获得能解决现存的书写问题的温敏可擦墨水的制备方法，同时满足使用者轻松擦除书写错误的要求，同时保持文档的整洁美观。

本发明的第三目的在于获得能解决现存的书写问题的温敏可擦墨水的制品，同时满足使用者轻松擦除书写错误的要求，同时保持文档的整洁美观。

在本发明的第一方面，提供了一种微胶囊温敏可擦中性墨水，其包括如下重量份计的组分：

其中，所述的分散剂为聚丙烯酸钠盐、聚丙烯酸钾盐、聚丙烯酸铵盐、多元醇脂肪酸酯中的一种或几种；

所述的抑泡消泡剂为聚硅氧烷乳液、多元醇、多元醇醚、蜡分散乳液中的一种或几种。

本发明的一个具体实施方式中，其中，所述中性墨水由如下组分组成：

其中，所述的分散剂为聚丙烯酸钠盐、聚丙烯酸钾盐、聚丙烯酸铵盐、多元醇脂肪酸酯中的一种或几种；

所述的抑泡消泡剂为聚硅氧烷乳液、多元醇、多元醇醚、蜡分散乳液中的一种或几种。

本发明的一个具体实施方式中，其中，所述组合物中还含有0～5重量份的pH调节剂、防腐剂、防锈剂、抗冻剂或其组合。

本发明的一个具体实施方式中，其中，所述的微胶囊颜料为不可逆热致消色微胶囊颜料、或可逆热致消色微胶囊颜料。

本发明的一个具体实施方式中，其中，所述的微胶囊颜料优选为采用消色温度为45～75℃的可逆热致消色微胶囊颜料。

本发明的一个具体实施方式中，其中，所述的流变助剂为粘土类和聚合物改性粘土类增稠剂、纤维素类增稠剂、缔合型增稠剂、天然胶衍生物中的一种或几种。

在本发明的一个具体实施方式中，所述的流变助剂为粘土类和聚合物改性粘土类增稠剂(如有机膨润土、改性锂蒙脱石粘土等)、纤维素类增稠剂(如羧甲基纤维素钠、羟乙基纤维素钠等)、缔合型增稠剂(如缔合型多元醇聚醚、乙氧基化聚氨酯、缔合型碱溶胀丙烯酸酯等)、天然胶衍生物(如黄原胶、瓜尔胶及其衍生物等)中的一种或几种。

本发明的一个具体实施方式中，其中，所述的保湿剂为乙二醇、二甘醇、三甘醇、甘油、1,2-丙二醇、聚1,2-丙二醇200、聚1.2-丙二醇400、1,3-丙二醇、1,2-己二醇、多元醇与环氧乙烷的缩合物、聚乙二醇、N-甲基-2-吡咯烷酮、山梨醇、木糖醇的一种或几种。

本发明的一个具体实施方式中，其中，所述的润滑剂为高分子量聚二甲基硅氧烷、聚乙烯吡咯烷酮、水溶性磷酸酯中的一种或几种。

本发明的第二方面提供一种本发明所述的微胶囊温敏可擦中性墨水的制备方法，其中，包括如下步骤：

提供本发明的各个组分；

所述组分混合后搅拌至混合均匀，过滤、脱泡，得到所述的微胶囊温敏可擦中性墨水。

在本发明的一个具体实施方式中，将所述的35-75重量份去离子水、5-15重量份的分散剂、1-10重量份的保湿剂、0.05-1.0重量份的抑泡消泡剂加入到分散容器，边搅拌边加入25-35重量份温敏微胶囊颜料，继续搅拌至颜料分散均匀。继续向上述分散液中加入0.1-1.0重量份的润滑剂和0.5-5重量份的流变助剂，分多次(例如三次)进行添加，每次间隔10-20min,边添加边搅拌至混合均匀，过滤、脱泡，得到所述的微胶囊温敏可擦中性墨水。

本发明的第三方面提供一种本发明所述的中性墨水获得的中性笔制品。

具体实施方式

本发明人经过广泛而深入的研究，通过改进制备工艺，获得了一种微胶囊温敏可擦墨水及其制备方法，其具有优良的可擦性、稳定性和书写性能。在此基础上完成了本发明。

本发明中，术语“含有”或“包括”表示各种成分可一起应用于本发明的混合物或组合物中。因此，术语“主要由...组成”和“由...组成”包含在术语“含有”或“包括”中。

以下对本发明的各个方面进行详述：

微胶囊温敏可擦中性墨水

在本发明的第一方面，提供了一种微胶囊温敏可擦中性墨水，其包括如下重量份计的组分：

其中，所述的分散剂为聚丙烯酸钠盐、聚丙烯酸钾盐、聚丙烯酸铵盐、多元醇脂肪酸酯中的一种或几种；

所述的抑泡消泡剂为聚硅氧烷乳液、多元醇、多元醇醚、蜡分散乳液中的一种或几种。

现有技术中中性的分散剂，现有技术都是阴离子表面活性剂作为分散剂，因为通常认为阴离子表面活性剂更适合类似的采用温敏微胶囊颜料的中性墨水分散体系。但是发明人发现特定的聚丙烯酸钠盐、聚丙烯酸钾盐、聚丙烯酸铵盐、多元醇脂肪酸酯与特定的抑泡消泡剂配合使用，可获得优异的效果，解决了现有技术中因微胶囊颜料普遍颗粒尺寸大于一般颜料，不易分散均匀，容易沉降的问题。这些问题往往导致墨水稳定性差，常常堵塞笔头，书写时手感生涩费力，易出现字迹变淡及断线现象。但是本发明可解决上述书写上的问题，同时满足使用者轻松擦除书写错误的要求，同时保持文档的整洁美观。

本发明的一个具体实施方式中，其中，所述中性墨水由如下组分组成：

其中，所述的分散剂为聚丙烯酸钠盐、聚丙烯酸钾盐、聚丙烯酸铵盐、多元醇脂肪酸酯中的一种或几种；

所述的抑泡消泡剂为聚硅氧烷乳液、多元醇、多元醇醚、蜡分散乳液中的一种或几种。

本发明的一个具体实施方式中，其中，所述组合物中还含有0～5重量份的pH调节剂、防腐剂、防锈剂、抗冻剂或其组合。

本发明的一个具体实施方式中，其中，所述的微胶囊颜料为不可逆热致消色微胶囊颜料、或可逆热致消色微胶囊颜料。

本发明的一个具体实施方式中，其中，所述的微胶囊颜料优选为采用消色温度为45～75℃的可逆热致消色微胶囊颜料。

本发明的一个具体实施方式中，其中，所述的流变助剂为粘土类和聚合物改性粘土类增稠剂、纤维素类增稠剂、缔合型增稠剂、天然胶衍生物中的一种或几种。

在本发明的一个具体实施方式中，所述的流变助剂为粘土类和聚合物改性粘土类增稠剂(如有机膨润土、改性锂蒙脱石粘土等)、纤维素类增稠剂(如羧甲基纤维素钠、羟乙基纤维素钠等)、缔合型增稠剂(如缔合型多元醇聚醚、乙氧基化聚氨酯、缔合型碱溶胀丙烯酸酯等)、天然胶衍生物(如黄原胶、瓜尔胶及其衍生物等)中的一种或几种。

本发明的一个具体实施方式中，其中，所述的保湿剂为乙二醇、二甘醇、三甘醇、甘油、1,2-丙二醇、聚1,2-丙二醇200、聚1.2-丙二醇400、1,3-丙二醇、1,2-己二醇、多元醇与环氧乙烷的缩合物、聚乙二醇、N-甲基-2-吡咯烷酮、山梨醇、木糖醇的一种或几种。

本发明的一个具体实施方式中，其中，所述的润滑剂为高分子量聚二甲基硅氧烷、聚乙烯吡咯烷酮、水溶性磷酸酯中的一种或几种。

本发明的第二方面提供一种本发明所述的微胶囊温敏可擦中性墨水的制备方法，其中，包括如下步骤：

提供本发明的各个组分；

所述组分混合后搅拌至混合均匀，过滤、脱泡，得到所述的微胶囊温敏可擦中性墨水。

在本发明的一个具体实施方式中，将所述的35-75重量份去离子水、5-15重量份的分散剂、1-10重量份的保湿剂、0.05-1.0重量份的抑泡消泡剂加入到分散容器，边搅拌边加入25-35重量份温敏微胶囊颜料，继续搅拌至颜料分散均匀。继续向上述分散液中加入0.1-1.0重量份的润滑剂和0.5-5重量份的流变助剂，分多次(例如三次)进行添加，每次间隔10-20min,边添加边搅拌至混合均匀，过滤、脱泡，得到所述的微胶囊温敏可擦中性墨水。

本发明的第三方面提供一种本发明所述的中性墨水获得的中性笔制品。

本发明的优选实施方式

一种微胶囊温敏可擦中性墨水，其组成成分为

所述的微胶囊颜料为不可逆热致消色微胶囊颜料、可逆热致消色微胶囊颜料，

不可逆热消色颜料主要是由于材料的热分解产生氨、二氧化碳、水之类的物质，以及发生升华、熔融、化合反应、氧化还原反应而引起颜色的变化，其变色温度一般较高。优选地，采用消色温度为45-75℃的可逆热致消色微胶囊颜料，可通过制备或购买得到。可逆热致消色微胶囊颜料内部一般由4个部分组成(1)提供热变色色基的有机物，即发色剂；(2)引起热变色的有机化合物，即显色剂；(3)调节温度的化合物，即温度调节剂；(4)其他添加剂。

所述的分散剂为聚丙烯酸钠盐、聚丙烯酸钾盐、聚丙烯酸铵盐、多元醇脂肪酸酯中的一种或几种

所述的流变助剂为粘土类和聚合物改性粘土类增稠剂(如膨润土、锂基蒙脱石粘土等)、纤维素类增稠剂(如羧甲基纤维素钠、羟乙基纤维素钠等)、缔合型增稠剂(如缔合型多元醇聚醚、乙氧基化聚氨酯、缔合型碱溶胀丙烯酸酯等)、天然胶衍生物(如黄原胶、瓜尔胶及其衍生物等)中的一种或几种。

所述的保湿剂为乙二醇、二甘醇、三甘醇、甘油、1,2-丙二醇、聚1,2-丙二醇200、聚1.2-丙二醇400、1,3-丙二醇、1,2-己二醇、多元醇与环氧乙烷的缩合物、聚乙二醇、N-甲基-2-吡咯烷酮、山梨醇、木糖醇的一种或几种。

所述的润滑剂为高分子量聚二甲基硅氧烷、聚乙烯吡咯烷酮、水溶性磷酸酯中的一种或几种；

所述的抑泡消泡剂为聚硅氧烷乳液、多元醇、多元醇醚、蜡分散乳液中的一种或几种。

所述的微胶囊温敏可擦中性墨水的制备方法包括如下步骤：

将所述的35-75重量份去离子水、5-15重量份的分散剂、1-10重量份的保湿剂、0.05-1.0重量份的抑泡消泡剂加入到分散容器，边搅拌边加入25-40重量份温敏微胶囊颜料，继续搅拌至颜料分散均匀。继续向上述分散液中加入0.1-1.0重量份的润滑剂和0.5-5重量份的流变助剂，分3次进行添加，边添加边搅拌至混合均匀，过滤、脱泡，得到所述的微胶囊温敏可擦中性墨水。

本发明制备的中性墨水，其字迹可用橡皮或其他树脂、橡胶等材料摩擦生热擦除，具有即时可擦性、长时间可擦性，书写性能优良。

如无具体说明，本发明的各种原料均可以通过市售得到；或根据本领域的常规方法制备得到。除非另有定义或说明，本文中所使用的所有专业与科学用语与本领域技术熟练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：

先将60.65g去离子水，9g聚丙烯酸钠盐(分散剂)，4g1.2-己二醇(保湿剂)，0.05g聚硅氧烷乳液(抑泡消泡剂)加入桨叶式真空脱泡分散罐，在搅拌下缓缓加入25g温敏微胶囊颜料(消色温度为45℃)，搅拌30min，继续向分散液中加入0.3g高分子量聚二甲基硅氧烷(润滑剂)，和1g锂基蒙脱石粘土(流变助剂)，分3次添加，边添加边搅拌至混合均匀，真空脱泡后再静置一天，得到微胶囊温敏可擦中性墨水。

所得产品书写性能、可擦性能评定为“好”，剪切变稀指数为2.5。(其判断方式参见性能实施例，以下实施例同)。

实施例2：

先将52.1g去离子水，10g聚丙烯酸钾盐(分散剂)，6g多元醇与环氧乙烷的缩合物(保湿剂)，0.5g蜡分散乳液(抑泡消泡剂)加入桨叶式真空脱泡分散罐，在搅拌下缓缓加入30g温敏微胶囊颜料(消色温度为50℃)，搅拌30min，继续向分散液中加入0.4g聚乙烯吡咯烷酮(润滑剂)和1.0g的壳聚糖(流变助剂)，分3次添加，边添加边搅拌至混合均匀，真空脱泡后再静置一天，得到微胶囊温敏可擦中性墨水。

所得产品书写性能、可擦性能评定为“好”，剪切变稀指数为3.0。(其判断方式参见性能实施例，以下实施例同)。

实施例3：

先将40.3g去离子水，14g聚丙烯酸铵盐(分散剂)，7g聚1.2-丙二醇400(保湿剂)，2.0g的Defoamer Lexomer F116(聚醚类消泡剂，可由上海摩田化学有限公司购得)加入桨叶式真空脱泡分散罐，在搅拌下缓缓加入35g温敏微胶囊颜料(消色温度为55℃)，搅拌30min，继续向分散液中加入0.5g高分子量聚二甲基硅氧烷(润滑剂)和1.2g缔合型多元醇聚醚(流变助剂)，分3次进行添加，边添加边搅拌至混合均匀，真空脱泡后再静置一天，得到微胶囊温敏可擦中性墨水。

所得产品书写性能、可擦性能评定为“好”，剪切变稀指数为3.5。(其判断方式参见性能实施例，以下实施例同)。

对比实施例1：

先将60.7g去离子水，9g聚丙烯酸钠盐(分散剂)，4g1.2-己二醇(保湿剂)加入桨叶式真空脱泡分散罐，在搅拌下缓缓加入25g温敏微胶囊颜料(消色温度为45℃)，搅拌30min，继续向分散液中加入0.3g高分子量聚二甲基硅氧烷(润滑剂)，和1g锂基蒙脱石粘土(流变助剂)，分3次添加，边添加边搅拌至混合均匀，真空脱泡后再静置一天，得到微胶囊温敏可擦中性墨水。

所得产品书写性能评定为合格、可擦性能评定为“好”，剪切变稀指数为2.5。(其判断方式参见性能实施例，以下实施例同)。

对比实施例2：

先将42.3g去离子水，14g聚丙烯酸铵盐(分散剂)，7g聚1.2-丙二醇400(保湿剂)加入桨叶式真空脱泡分散罐，在搅拌下缓缓加入35g温敏微胶囊颜料(消色温度为55℃)，搅拌30min，继续向分散液中加入0.5g高分子量聚二甲基硅氧烷(润滑剂)和1.2g缔合型多元醇聚醚(流变助剂)，分3次进行添加，边添加边搅拌至混合均匀，真空脱泡后再静置一天，得到微胶囊温敏可擦中性墨水。

所得产品书写性能评定为不合格、可擦性能评定为“好”，剪切变稀指数为2.5。(其判断方式参见性能实施例)。

性能实施例

书写性能的评定按照如下标准：

(1)选取采用相同方法制得但是批次不同的实施例1～3温敏可擦中性墨水产品各3批次，与铅黄铜制普通型笔头#1、铅黄铜制半针管型笔头#2、铅黄铜制葫芦头型笔头#3互相匹配，每种笔头分别与3批次的温敏可擦中性墨水进行配合，因此每个实施例得到9个温敏可擦中性笔样品；

(2)所述温敏可擦中性笔在纸面上划出3道10cm长度的划痕，若每个实施例的9个样品均达到划痕无间断、变淡现象，划痕宽度均匀，停止书写时笔头无漏墨，则视为“好”；6～8个样品均达到划痕无间断、且划痕宽度均匀，停止书写时笔头无漏墨，则视为“合格”；6个以下样品达到划痕无间断、且划痕宽度均匀，停止书写时笔头无漏墨，则视为“不合格”。

及时可擦性评定按照如下标准：

(1)选取采用相同方法制得但是批次不同的实施例1～3中性墨水产品各3批次，与铅黄铜制普通型笔头#1、铅黄铜制半针管型笔头#2、铅黄铜制葫芦头型笔头#3互相匹配，每种笔头分别与3批次的可擦中性墨水进行配合，因此每个实施例得到9个可擦中性笔样品；

(2)所述可擦中性笔在纸面上划出3道3cm长度的划痕，然后立即用橡皮擦拭，若每个实施例的9个样品均达到能擦拭掉划痕，不破损书写界面，则视为“好”；6～8个样品均达到能擦拭掉划痕，不破损书写界面，则视为“合格”；6个以下样品达到能擦拭掉划痕，不破损书写界面，则视为“不合格”。

长时间可擦性评定按照如下标准：

(1)选取采用相同方法制得但是批次不同的实施例1～3中性墨水产品各3批次，与铅黄铜制普通型笔头#1、铅黄铜制半针管型笔头#2、铅黄铜制葫芦头型笔头#3互相匹配，每种笔头分别与3批次的可擦中性墨水进行配合，因此每个实施例得到9个可擦中性笔样品；

(2)所述可擦中性笔在纸面上划出3道3cm长度的划痕，将划痕保存一周后用橡皮擦拭，若每个实施例的9个样品均达到能擦拭掉划痕，不破损书写界面，则视为“好”；6～8个样品均达到能擦拭掉划痕，不破损书写界面，则视为“合格”；6个以下样品达到能擦拭掉划痕，不破损书写界面，则视为“不合格”。

再书写性能的评定按照如下标准：

(1)选取采用相同方法制得但是批次不同的实施例1～3中性墨水产品各3批次，与铅黄铜制普通型笔头#1、铅黄铜制半针管型笔头#2、铅黄铜制葫芦头型笔头#3互相匹配，每种笔头分别与3批次的可擦中性墨水进行配合，因此每个实施例得到9个可擦中性笔样品；

(2)所述可擦中性笔在纸面上划出3道3cm长度的划痕，用橡皮将划痕擦拭掉，接着在划痕处再划出3道3cm长度的划痕，若每个实施例的9个样品均达到划痕清晰无间断均匀，则视为“好”；6～8个样品均达到划痕清晰无间断均匀，则视为“合格”；6个以下样品达到划痕清晰无间断均匀，则视为“不合格”。

储存稳定性的评定按照如下标准：

(1)取采用相同方法制得但是批次不同的实施例1～3各3个批次，每个批次采用3个10g墨水的样品，样品放入恒温高温烘箱，在60度下放置两周；然后取出待平衡到室温，观察墨水外观、流动情况、是否有明显粘度升高、颗粒凝聚等现象。

(2)若每个实施例的9个样品均未发现粘度升高和颗粒凝聚，则视为“好”；6～8个样品均未发现粘度升高和颗粒凝聚，则视为“合格”；6个以下样品未发现粘度升高和颗粒凝聚，则视为“不合格”。

表1产品性能指标

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用以限定本发明的实质技术内容范围，本发明的实质技术内容是广义地定义于申请的权利要求范围中，任何他人完成的技术实体或方法，若是与申请的权利要求范围所定义的完全相同，也或是一种等效的变更，均将被视为涵盖于该权利要求范围之中。

在本发明提及的所有文献都在本申请中引用作为参考，就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解，在阅读了本发明的上述内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (10)

1.一种微胶囊温敏可擦中性墨水，其包括如下重量份计的组分：

其中，所述的分散剂为聚丙烯酸钠盐、聚丙烯酸钾盐、聚丙烯酸铵盐、多元醇脂肪酸酯中的一种或几种；

所述的抑泡消泡剂为聚硅氧烷乳液、多元醇、多元醇醚、蜡分散乳液中的一种或几种。

2.如权利要求1所述的微胶囊温敏可擦中性墨水，其中，所述中性墨水由如下组分组成：

其中，所述的分散剂为聚丙烯酸钠盐、聚丙烯酸钾盐、聚丙烯酸铵盐、多元醇脂肪酸酯中的一种或几种；

所述的抑泡消泡剂为聚硅氧烷乳液、多元醇、多元醇醚、蜡分散乳液中的一种或几种。

3.如权利要求1或2所述的微胶囊温敏可擦中性墨水，其中，所述组合物中还含有0～5重量份的pH调节剂、防腐剂、防锈剂、抗冻剂或其组合。

4.如权利要求1所述的微胶囊温敏可擦中性墨水，其中，所述的微胶囊颜料为不可逆热致消色微胶囊颜料、或可逆热致消色微胶囊颜料。

5.如权利要求1所述的微胶囊温敏可擦中性墨水，其中，所述的微胶囊颜料优选为采用消色温度为45～75℃的可逆热致消色微胶囊颜料。

6.如权利要求1所述的微胶囊温敏可擦中性墨水，其中，所述的流变助剂为粘土类和聚合物改性粘土类增稠剂、纤维素类增稠剂、缔合型增稠剂、天然胶衍生物中的一种或几种。

7.如权利要求1所述的微胶囊温敏可擦中性墨水，其中，所述的保湿剂为乙二醇、二甘醇、三甘醇、甘油、1,2-丙二醇、聚1,2-丙二醇200、聚1.2-丙二醇400、1,3-丙二醇、1,2-己二醇、多元醇与环氧乙烷的缩合物、聚乙二醇、N-甲基-2-吡咯烷酮、山梨醇、木糖醇的一种或几种。

8.如权利要求1所述的微胶囊温敏可擦中性墨水，其中，所述的润滑剂为高分子量聚二甲基硅氧烷、聚乙烯吡咯烷酮、水溶性磷酸酯中的一种或几种。

9.一种如权利要求1所述的微胶囊温敏可擦中性墨水的制备方法，其中，包括如下步骤：

提供如权利要求1的各个组分；

所述组分混合后搅拌至混合均匀，过滤、脱泡，得到所述的微胶囊温敏可擦中性墨水。

10.一种如权利要求1所述的中性墨水获得的中性笔制品。