CN107793846A - 一种水性纳米色浆及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本申请实施例示出一种水性纳米色浆及其制备方法，一种水性纳米色浆包括以下质量百分比组分：10‑20％的分散剂，5‑10％的湿润剂，10‑30％的水性颜料，0.6‑2％的高效渗透剂，1‑2％的超分子分散剂，余量为水。一种水性纳米色浆的制备方法，首先按比例加入分散剂、湿润剂、水性颜料和水进行混合、搅拌得到水性色浆，并预留水量备用，研磨水性色浆至粒径达5‑10μm，然后用水冲洗并搅拌均匀，后进行粗过滤；将过滤得到的水性色浆按比例加入高效渗透剂和超分子分散剂分散研磨，至粒径分布达到20‑100nm，加入水进行冲洗并搅拌均匀，得到水性纳米色浆。本发明示出的一种水性纳米色浆及其制备方法，通过加入超分子分散剂，能够提高水性纳米色浆稳定性，并使水性纳米色浆达到纳米级别。

Description

一种水性纳米色浆及其制备方法

技术领域

本申请涉及打印耗材领域，尤其涉及一种水性纳米色浆及其制备方法。

背景技术

喷墨打印是一种非接触式打印技术，图案是靠不同颜色的微小墨滴直接在器材表面混合形成的，因此，墨滴的形成，性状和大小对喷墨印花图案的质量具有非常重要的影响，而目前，随着商业打印喷墨头的液滴喷射体积已经可以小到1pL，这对喷墨色浆的研发和生产提出了更高的要求，如果喷墨色浆的颗粒太大，就容易堵塞喷头，目前，市场上也已经有了一些纳米色浆的产品，但是这些“纳米色浆”或者“亚纳米色浆”的粒径实际都处于一个亚纳米级别，并非真正的纳米色浆。

另一方面，众所周知的，随着物体粒径的逐渐减小，其表面积与体积的比越大，吸附能力更强，因此也更加容易出现团聚的现象，这一现象，一方面制约着纳米色浆技术的进一步发展，难以真正做到纳米级别，另一方面，即使做到纳米级别，也由于团聚现象而急剧缩短纳米色浆的保存期，稳定性能很差，因此，市场非常需要一种真正的纳米色浆，同时该纳米色浆具有较好的稳定性能。

另一方面，喷墨色浆中，颜料所占的比例对于喷墨色浆喷绘的图案色彩的明亮度具有很重要的影响，喷墨色浆中颜料的比例越高，图案色彩越明亮，反之，则色彩暗淡，如果想要加深色彩，则需要加大喷墨量，但这样相当于增加的喷绘的成本，因此，提高颜料在色浆中所占的比例，可以节约喷绘的成本，但是，颜料的比例不能无限制的上升，传统的喷墨色浆中，颜料的比例一般低于15％，这是因为颜料的比例上升，会增加色浆团聚的机会，因此，这也成为制约喷墨中颜料比例提高的因素。

传统的纳米色浆的制备方法通常采用机械研磨法，通过一步研磨而成，这样的一步研磨得到的产品一方面很难达到纳米级别的要求，另一方面稳定性也很低。

发明内容

本申请实施例提供了一种水性纳米色浆及其制备方法，能够制备高稳定性、纳米级别的水性纳米色浆。

本申请实施例第一方面示出一种水性纳米色浆，包括以下质量百分比组分：10-20％的分散剂，5-10％的湿润剂，10-30％的水性颜料，0.6-2％的高效渗透剂，1-2％的超分子分散剂，余量为水。

可选地，一种水性纳米色浆，包括以下质量百分比组分：10％的分散剂，8％的湿润剂，25％的水性颜料，1％的高效渗透剂，1.5％的超分子分散剂，余量为水。

可选地，所述分散剂为水性分散剂。

可选地，所述湿润剂为磺基丁二酸二辛基钠盐和或聚醚改性聚硅氧烷溶液。

可选地，所述高效渗透剂为脂肪醇聚氧乙烯醚，烷基酚聚氧乙烯醚，脂肪醇与环氧乙烷的缩合物，聚氧乙烯醚化合物中的一种或多种。

可选地，所述超分子分散剂为FLUIJET1725分散剂。

本申请实施例第二方面示出一种水性纳米色浆的制备方法，包括以下步骤：

混合粗磨：按比例加入分散剂、湿润剂、水性颜料和水进行混合、搅拌得到水性色浆，并预留总水量的15-20％备用，研磨所述水性色浆，研磨至水性色浆粒径达到5-10μm，然后用水总量的10-15％进行冲洗并搅拌均匀，后进行粗过滤；

超分子分散：将上述粗过滤得到的水性色浆按比例加入高效渗透剂和超分子分散剂进行分散研磨，直至水性色浆粒径分布达到20-100nm，停止分散研磨，最后加入剩余的水进行冲洗并搅拌均匀，即得到所述水性纳米色浆。

可选地，所述混合粗磨步骤中，采用分散缸进行分散研磨，并包括以下步骤：

将分散剂、湿润剂、水性颜料和水按比例投放入分散缸中搅拌20-30分钟，搅拌转速为300-500转/分钟；

向分散缸中投放锆珠，然后分散研磨3-5小时，直至水性色浆粒径达到5-10μm；

用水总量的10-15％清洗分散缸，并将水性色浆从分散缸中放出；

将水性色浆进行粗过滤，粗过滤的滤网孔径为180-300目。

可选地，所述超分子分散步骤中，采用卧式砂磨机进行分散研磨，并包括以下步骤：

将粗磨后的水性色浆按比例加入高效渗透剂和超分子分散剂，一起投入卧式砂磨机中进行分散搅拌均匀，搅拌20-30分钟，转速为2000-2300转/分钟；

卧式砂磨机中研磨3-5小时，控制卧式砂磨机出料口水性色浆的温度在30-40℃，至水性色浆粒径分布达到20-100nm；

停止研磨，加入剩余的水对卧式砂磨机进行清洗，最后搅拌均匀；

将上述收集到的水性色浆进行精度过滤，滤芯孔径不大于300nm，即得到所述水性纳米色浆。

本申请实施例示出一种水性纳米色浆及其制备方法，一种水性纳米色浆包括以下质量百分比组分：10-20％的分散剂，5-10％的湿润剂，10-30％的水性颜料，0.6-2％的高效渗透剂，1-2％的超分子分散剂，余量为水。一种水性纳米色浆的制备方法，包括以下步骤，按比例加入分散剂、湿润剂、水性颜料和水进行混合、搅拌得到水性色浆，并预留总水量的15-20％备用，研磨所述水性色浆，研磨至水性色浆粒径达到5-10μm，然后用水总量的10-15％进行冲洗并搅拌均匀，后进行粗过滤；将上述粗过滤得到的水性色浆按比例加入高效渗透剂和超分子分散剂进行分散研磨，直至水性色浆粒径分布达20-100nm，停止分散研磨，最后加入剩余的水进行冲洗并搅拌均匀，即得到所述水性纳米色浆。本发明示出的一种水性纳米色浆及其制备方法，通过混合粗磨和超分子分散两个步骤，延长整个制备工艺的时间，通过加入超分子分散剂，能够提高水性纳米色浆的稳定性，并使水性纳米色浆达到纳米级别。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本申请实施例第一方面示出一种水性纳米色浆，包括以下质量百分比组分：10-20％的分散剂，5-10％的湿润剂，10-30％的水性颜料，0.6-2％的高效渗透剂，1-2％的超分子分散剂，余量为水。

具体地，超分子分散剂分子结构分为两部分，其中一部分为锚固基团，常见的有-R2，-NR₂ ⁺，-COOH，-COO^-，-SO₃H，-PO₄ ²-，多元胺，多元醇及聚醚等，它们可通过离子键、共价键、氢键及范德华力等相互作用仅仅地吸附在固体颗粒表面，防止超分子分散剂脱附。另一部分为溶剂化链，常见的有聚酯、聚醚、聚烯烃及聚丙烯酯等，在极性匹配的分散介质中，链与分散介质具有良好的相容性，在分散介质中采取比较伸展的构像，在固体颗粒表面形成足够厚的保护层。当向水性色浆加入超分子分散剂时，超分子分散剂的锚固基团通过偶极力在水性色浆颗粒表面形成“多点锚固”，超分子分散剂就能对水性色浆产生非常有效的润湿和稳定作用，当吸附有超分子分散剂的固体颗粒相互靠近时，由于溶剂化链的空间位阻，使得固体颗粒弹开，维持水性色浆的分散状态。

高效渗透剂用于提高水性色浆的渗透、乳化、扩散和抗静电能力。

可选地，一种水性纳米色浆，包括以下质量百分比组分：10％的分散剂，8％的湿润剂，25％的水性颜料，1％的高效渗透剂，1.5％的超分子分散剂，余量为水。

可选地，所述分散剂为水性分散剂。由于本产品是一种水性纳米色浆，所以所述分散剂采用水性分散剂即可。分散剂具有静电屏蔽作用以及位阻作用，可以是水性颜料分散，防止团聚，维持稳定性。

可选地，所述湿润剂为磺基丁二酸二辛基钠盐和或聚醚改性聚硅氧烷溶液。

可选地，所述高效渗透剂为脂肪醇聚氧乙烯醚，烷基酚聚氧乙烯醚，脂肪醇与环氧乙烷的缩合物，聚氧乙烯醚化合物中的一种或多种。

可选地，所述超分子分散剂为FLUIJET1725分散剂。超分子分散剂的加入能够大大提高水性纳米色浆的稳定性。

本申请实施例第二方面示出一种水性纳米色浆的制备方法，包括以下步骤：

混合粗磨：按比例加入分散剂、湿润剂、水性颜料和水进行混合、搅拌得到水性色浆，并预留总水量的15-20％备用，研磨所述水性色浆，研磨至水性色浆粒径达到5-10μm，然后用水总量的10-15％进行冲洗并搅拌均匀，后进行粗过滤；

超分子分散：将上述粗过滤得到的水性色浆按比例加入高效渗透剂和超分子分散剂进行分散研磨，直至水性色浆粒径分布达到20-100nm，停止分散研磨，最后加入剩余的水进行冲洗并搅拌均匀，即得到所述水性纳米色浆。

具体地，本申请实施例示出的水性纳米色浆的制备方法，通过混合粗磨和超分子分散两个步骤，延长整个制备工艺的时间，极大提高了产品的稳定性，延长水性纳米色浆的团聚时间，使水性纳米色浆能够达到纳米级别。

可选地，所述混合粗磨步骤中，采用分散缸进行分散研磨，并包括以下步骤：

将分散剂、湿润剂、水性颜料和水按比例投放入分散缸中搅拌20-30分钟，搅拌转速为300-500转/分钟；

向分散缸中投放锆珠，然后分散研磨3-5小时，直至水性色浆粒径达到5-10μm；

用水总量的10-15％清洗分散缸，并将水性色浆从分散缸中放出；

将水性色浆进行粗过滤，粗过滤的滤网孔径为180-300目。

可选地，所述超分子分散步骤中，采用卧式砂磨机进行分散研磨，并包括以下步骤：

将粗磨后的水性色浆按比例加入高效渗透剂和超分子分散剂，一起投入卧式砂磨机中进行分散搅拌均匀，搅拌20-30分钟，转速为2000-2300转/分钟；

卧式砂磨机中研磨3-5小时，控制卧式砂磨机出料口水性色浆的温度在30-40℃，至水性色浆粒径分布达到20-100nm；

停止研磨，加入剩余的水对卧式砂磨机进行清洗，最后搅拌均匀；

将上述收集到的水性色浆进行精度过滤，滤芯孔径不大于300nm，即得到所述水性纳米色浆。

本申请实施例示出一种水性纳米色浆及其制备方法，一种水性纳米色浆包括以下质量百分比组分：10-20％的分散剂，5-10％的湿润剂，10-30％的水性颜料，0.6-2％的高效渗透剂，1-2％的超分子分散剂，余量为水。一种水性纳米色浆的制备方法，包括以下步骤，按比例加入分散剂、湿润剂、水性颜料和水进行混合、搅拌得到水性色浆，并预留总水量的15-20％备用，研磨所述水性色浆，研磨至水性色浆粒径达到5-10μm，然后用水总量的10-15％进行冲洗并搅拌均匀，后进行粗过滤；将上述粗过滤得到的水性色浆按比例加入高效渗透剂和超分子分散剂进行分散研磨，直至水性色浆粒径分布达20-100nm，停止分散研磨，最后加入剩余的水进行冲洗并搅拌均匀，即得到所述水性纳米色浆。本发明示出的一种水性纳米色浆及其制备方法，通过混合粗磨和超分子分散两个步骤，延长整个制备工艺的时间，通过加入超分子分散剂，能够提高水性纳米色浆的稳定性，并使水性纳米色浆达到纳米级别。

为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的一种水性纳米色浆及其制备方法进行详细的说明，但不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。

实施例1：

准备以下质量百分比的各组分，共20kg

10％的分散剂

8％的湿润剂

25％的水性颜料

1％的高效渗透剂；

1.5％的超分子分散剂。

余量为水，本实施例中，分散剂采用的是德国迪高740水性分散剂，湿润剂采用的是丁二酸二辛基钠盐，高效渗透剂采用的是脂肪醇聚氧乙烯醚，超分子分散剂采用的是FLUIJET1725分散剂，水性颜料可采用的型号很多，可以是国内的，也可以采用进口的。

然后按照以下步骤进行：

混合粗磨：将分散剂、湿润剂、水性颜料和水投放入分散缸中搅拌20分钟，搅拌转速为400转/分钟，并预留总水量的20％备用，水的备用比例可调整，只要不影响研磨工艺即可；向分散缸中投放锆珠，然后分散研磨4小时，直至水性色浆粒径达到5-10μm；用水总量的10％清洗分散缸，并将水性色浆从分散缸中放出；将水性色浆进行粗过滤，粗过滤的滤网孔径为200目。

超分子分散：将粗磨过滤后的水性色浆中加入高效渗透剂和超分子分散剂，一起投入卧式砂磨机中进行分散搅拌均匀，搅拌20分钟，转速为2000转/分钟；卧式砂磨机中研磨3小时，控制卧式砂磨机出料口水性色浆的温度在30-40℃，至水性色浆粒径分布达到20-100nm；停止研磨，加入剩余的水对卧式砂磨机进行清洗，最后搅拌均匀；将上述收集到的水性色浆进行精度过滤，采用三层棉芯的过滤机，第一层棉芯的孔径为300nm，第二层棉芯的孔径为200nm，第三层棉芯的孔径为100nm，棉芯的孔径可根据需求设定，最终得到所述水性纳米色浆。

我们通过马尔文粒径分析仪测定上述制得的水性纳米色浆，测得粒径的范围在30-55nm之间。

实施例2：

实施例2与实施例1操作步骤相同，不同之处仅在于各组分的质量配比，共20kg，如下：

12％的分散剂

7％的湿润剂

30％的水性颜料

1.5％的高效渗透剂；

2％的超分子分散剂。

余量为水，我们通过马尔文粒径分析仪测定上述制得的水性纳米色浆，测得粒径的范围在40-60nm之间。

实施例3：

实施例3与实施例1操作步骤相同，不同之处仅在于各组分的质量配比，共20kg，如下：

15％的分散剂

5％的湿润剂

20％的水性颜料

0.6％的高效渗透剂；

1％的超分子分散剂。

余量为水，我们通过马尔文粒径分析仪测定上述制得的水性纳米色浆，测得粒径的范围在45-65nm之间。

验证了产品的粒径大小后，我们对产品的稳定性进行检测，我们把制得的产品保存6个月后，进行检测，产品的粒径增加约10nm，但仍然满足使用的要求，而一般此类产品的存放日期不会超过3个月，所以不会影响存放。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述的步骤方法，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (9)

1.一种水性纳米色浆，其特征在于，包括以下质量百分比组分：

10-20％的分散剂；

5-10％的湿润剂；

10-30％的水性颜料；

0.6-2％的高效渗透剂；

1-2％的超分子分散剂；

余量为水。

2.根据权利要求1所述的水性纳米色浆，其特征在于，包括以下质量百分比组分：

10％的分散剂；

8％的湿润剂；

25％的水性颜料；

1％的高效渗透剂；

1.5％的超分子分散剂；

余量为水。

3.根据权利要求1或2所述的水性纳米色浆，其特征在于，所述分散剂为水性分散剂。

4.根据权利要求1或2所述的水性纳米色浆，其特征在于，所述湿润剂为磺基丁二酸二辛基钠盐和或聚醚改性聚硅氧烷溶液。

5.根据权利要求1或2所述的水性纳米色浆，其特征在于，所述高效渗透剂为脂肪醇聚氧乙烯醚，烷基酚聚氧乙烯醚，脂肪醇与环氧乙烷的缩合物，聚氧乙烯醚化合物中的一种或多种。

6.根据权利要求1或2所述的水性纳米色浆，其特征在于，所述超分子分散剂为FLUIJET1725分散剂。

7.一种水性纳米色浆制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

混合粗磨：按比例加入分散剂、湿润剂、水性颜料和水进行混合、搅拌得到水性色浆，并预留总水量的15-20％备用，研磨所述水性色浆，研磨至水性色浆粒径达到5-10μm，然后用水总量的10-15％进行冲洗并搅拌均匀，后进行粗过滤；

超分子分散：将上述粗过滤得到的水性色浆按比例加入高效渗透剂和超分子分散剂进行分散研磨，直至水性色浆粒径分布达到20-100nm，停止分散研磨，最后加入剩余的水进行冲洗并搅拌均匀，即得到所述水性纳米色浆。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述混合粗磨步骤中，采用分散缸进行分散研磨，并包括以下步骤：

将分散剂、湿润剂、水性颜料和水按比例投放入分散缸中搅拌20-30分钟，搅拌转速为300-500转/分钟；

向分散缸中投放锆珠，然后分散研磨3-5小时，直至水性色浆粒径达到5-10μm；

用水总量的10-15％清洗分散缸，并将水性色浆从分散缸中放出；

将水性色浆进行粗过滤，粗过滤的滤网孔径为180-300目。

9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述超分子分散步骤中，采用卧式砂磨机进行分散研磨，并包括以下步骤：

将粗磨后的水性色浆按比例加入高效渗透剂和超分子分散剂，一起投入卧式砂磨机中进行分散搅拌均匀，搅拌20-30分钟，转速为2000-2300转/分钟；

卧式砂磨机中研磨3-5小时，控制卧式砂磨机出料口水性色浆的温度在30-40℃，至水性色浆粒径分布达到20-100nm；

停止研磨，加入剩余的水对卧式砂磨机进行清洗，最后搅拌均匀；

将上述收集到的水性色浆进行精度过滤，滤芯孔径不大于300nm，即得到所述水性纳米色浆。