CN111117353A - 低挥发颜料型记号墨水 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一低挥发颜料型记号墨水，包括以下重量份的组分：颜料3.5～5.0份，助溶剂5.0～15.0份，水52～78份，树脂复合物4.0～6.8份，防腐剂1.0～2.5份；其中，所述助溶剂为小分子醇类溶剂，所述树脂复合物为醇溶性树脂的复合物。本发明墨水书写细腻流畅、储存稳定、使用过程中无异味、挥发性有机物含量低，是一种环保颜料水性记号墨水，可与各种国产、进口卷包芯和纤维笔头匹配。

Description

低挥发颜料型记号墨水

技术领域

本发明涉及一种记号墨水，尤其涉及一种低挥发颜料型记号墨水。

背景技术

记号笔是一种多功能型书写工具，被广泛用于在纸张、木材、金属、塑料等材料的表面进行标记或书写的多用笔。现有记号笔中的墨水多使用易挥发有机溶剂作为介质，由于使用过程中挥发性有机化合物(VOC)大量排放，一方面对环境和人体健康造成了严重影响，另一方面也存在安全隐患。因此，使用低挥发性的溶剂，特别是水取代传统记号笔墨水中的有机溶剂具有非常好的经济性和环保性。

郭亨长等人最近报道了一种水性记号笔墨水的专利(CN201811251757.2)，使用色素碳黑作为颜料，水作为溶剂，在墨水中加入有机硅烷作为附着促进剂，在树脂含量较少的情况下成功制备了稳定的水性记号笔墨水。然而，该制备方法使用有机硅试剂作为附着促进剂，一方面增加了成本，同时有机硅试剂的高反应活性可能发生的反应较多，因而对原料也提出了较高的要求。CN200580024210.3公开了一种经清洗可除去的着色颜料组合物，颜料组合物中含有颜料、颜料分散树脂、在常温(25℃)下干燥之后具有水溶解性的水可除去性树脂以及水的着色料组合物，颜料分散树脂以及可除去性树脂均为水溶性树脂。但是该颜料组合物并不适用于作为墨水。CN201810607690.5公开了一种记号笔、记号墨水组合物及其制备方法，记号墨水组合物包括染料、树脂、保湿剂、增溶剂、流平剂、0-10wt％的其它助剂和余量的有机溶剂。该墨水组合物中，树脂和有机溶剂含量较高。CN201910810326.3公开了一种高附着力记号墨水组合物、其制备方法及记号笔，其中添加附着力促进剂，但该墨水组合物中树脂和有机溶剂含量仍旧较高。

因此，开发一种组分简单，加工过程中仅涉及简单物理共混的低挥发颜料型记号墨水具有较高的应用价值。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种低挥发颜料型记号墨水，该记号墨水挥发性有机化合物含量低，分散稳定性好，成本低，可适用于大规模工业生产。

本发明的一种低挥发颜料型记号墨水，包括以下重量份的组分：

颜料3.5～5.0份，助溶剂5.0～15.0份，水52～78份，树脂复合物4.0～6.8份，防腐剂1.0～2.5份；其中，所述助溶剂为小分子醇类溶剂，所述树脂复合物为醇溶性树脂的复合物。

进一步地，树脂复合物为水性聚丙烯酸树脂与聚乙烯醇缩丁醛的复合物。

进一步地，水性聚丙烯酸树脂的分子量为2万-10万。

进一步地，聚乙烯醇缩丁醛的分子量为2万-8万，缩醛度为68～88％。

进一步地，水性聚丙烯酸树脂与聚乙烯醇缩丁醛的质量比为65～80：20～35。

进一步地，颜料的粒径D₅₀＝110～180纳米。

进一步地，颜料是黑色、红色、蓝色或绿色颜料，黑色颜料选自高级碳素黑或P.BK.7；红色颜料选自P.R.48:2、P.R.48:3、P.R.53:1、P.R.112和P.R.213中的一种；蓝色颜料选自P.B.15、P.B.15:1、P.B.15:3和P.B.60中的一种；绿色颜料为P.G.7。

进一步地，助溶剂选自乙醇、丙醇和丁醇中的一种或几种。

进一步地，防腐剂选自异噻唑啉酮类杀菌剂或苯并异噻唑啉酮类杀菌剂。

进一步地，低挥发颜料型记号墨水的制备方法包括以下步骤：

将所述助溶剂和水混匀，并向其中加入所述树脂复合物，混合均匀后再加入所述防腐剂继续混合均匀，最后加入所述颜料，混匀后进行研磨，直至所述颜料的颗粒度的尺寸达到D₅₀＝110～180纳米，即得到所述低挥发颜料型记号墨水。

借由上述方案，本发明至少具有以下优点：

本发明的颜料型记号墨水降低了传统记号墨水中的树脂含量和有机溶剂含量，通过选用合适的树脂复合物，利用聚合物中的多种官能团协同作用，一方面较低树脂含量保证墨水处于低粘度状态，另一方面实现对颜料在水等低挥发溶剂体系中的稳定。相对于现有记号墨水，其挥发性有机化合物含量低，使用过程中无异味，书写细腻流畅、舒适度优异，分散稳定性好，组分简单，生产过程简便，成本低，是一种环保颜料水性记号墨水，可与各种国产、进口卷包芯和纤维笔头匹配，可适用于大规模工业生产。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合详细说明如后。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例1

本实施例提供了一种低挥发黑色记号墨水，由重量份的组分组成：

高级碳素黑5g、乙醇12.0g、水76.0g、水性聚丙烯酸树脂4.6g(分子量5万)、聚乙烯醇缩丁醛1.4g(分子量3万，缩醛度75％)、苯并异噻唑啉酮1g。其制备方法如下：

先将12.0g乙醇和76.0g水加入分散锅中，边搅拌边加入水性聚丙烯酸树脂与聚乙烯醇缩丁醛的复配物6g，搅拌速度控制为150-200r/min，约0.5h，使其充分溶解，加入防腐剂苯并异噻唑啉酮1g继续搅拌混合均匀，最后加入颜料高级碳素黑5g，充分搅拌混合1.5h。然后进行超微研磨，调节转速1000～1300r/min，研磨24～48小时，直至颜料颗粒度的尺寸达到D₅₀＝110～180纳米后停止研磨，出料即为低挥发黑色记号墨水。

实施例2

本实施例提供了一种低挥发红色记号墨水，由重量份的组分组成：

红色P.R.48:2号5g、丙醇15.0g、水74.0g、水性聚丙烯酸树脂4.6g(分子量5万)、聚乙烯醇缩丁醛1.4g(分子量3万，缩醛度75％)、异噻唑啉酮1g。其制备方法如下：

先将15.0g丙醇和74.0g水加入分散锅中，边搅拌边加入水性聚丙烯酸树脂与聚乙烯醇缩丁醛的复配物6g，搅拌速度控制为150-200r/min，约0.5h，使其充分溶解，加入防腐剂异噻唑啉酮1g继续搅拌混合均匀，最后加入颜料红色P.R.48:2号5g，充分搅拌混合1.5h。然后进行超微研磨，调节转速1000～1300r/min，研磨24～48小时，直至颜料颗粒度的尺寸达到D₅₀＝110～180纳米后停止研磨，出料即为低挥发红色记号墨水。

实施例3

本实施例提供了一种低挥发蓝色记号墨水，由重量份的组分组成：

蓝色P.B.15号4g、乙醇13.0g、水76.0g、水性聚丙烯酸树脂3.6g(分子量4.8万)、聚乙烯醇缩丁醛1.1g(分子量6万，缩醛度85％)、异噻唑啉酮1g。其制备方法如下：

先将13.0g乙醇和76.0g水加入分散锅中，边搅拌边加入水性聚丙烯酸树脂与聚乙烯醇缩丁醛的复配物4.7g，搅拌速度控制为150-200r/min，约0.5h，使其充分溶解，加入防腐剂异噻唑啉酮1g继续搅拌混合均匀，最后加入颜料蓝色P.B.15号4g，充分搅拌混合1.5h。然后进行超微研磨，调节转速1000～1300r/min，研磨24～48小时，直至颜料颗粒度的尺寸达到D₅₀＝110～180纳米后停止研磨，出料即为低挥发蓝色记号墨水。

将实例例1-3制备的记号墨水分别按照记号墨水行业标准进行相应的性能测试。附着强度参照国家标准QB/T 2777-2015水性记号墨水附着性测试方法，“1”代表不被擦除，“2”代表擦除四分之一，“3”代表擦除一半，“4”代表擦除四分之三，“5”代表全部擦除。

稳定性测试环境分别选取高温(50℃)，常温(25℃)，低温(0℃)进行粒径分布测试，D50分布测试，测试时间为5天，结果如表1所示。

	实施例1	实施例2	实施例3
				附着强度	1	1	1
粒径分布测试	无明显变化	无明显变化	无明显变化
				D50分布测试	0.88±0.04μm	0.86±0.05μm	0.92±0.03μm
粘度	965±20cp	932±25cp	958±18cp

从表1中可看出，实施例1-3记号墨水经相应的测试，完全达到或超过记号墨水的行业标准，其附着强度高，在0-50℃下存放5天后，墨水中颜料的粒径分布和D50分布均未发生明显变化，说明在上述条件下，颜料未发生团聚，表明本发明的记号墨水性质稳定。本发明以上实施例所制备的记号墨水书写细腻流畅，绿色环保，是一种性能良好的低挥发记号墨水。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一低挥发颜料型记号墨水，其特征在于，包括以下重量份的组分：

颜料3.5～5.0份，助溶剂5.0～15.0份，水52～78份，树脂复合物4.0～6.8份，防腐剂1.0～2.5份；其中，所述助溶剂为小分子醇类溶剂，所述树脂复合物为醇溶性树脂的复合物。

2.根据权利要求1所述的低挥发颜料型记号墨水，其特征在于：所述树脂复合物为水性聚丙烯酸树脂与聚乙烯醇缩丁醛的复合物。

3.根据权利要求2所述的低挥发颜料型记号墨水，其特征在于：所述水性聚丙烯酸树脂的分子量为2万-10万。

4.根据权利要求2所述的低挥发颜料型记号墨水，其特征在于：所述聚乙烯醇缩丁醛的分子量为2万-8万，缩醛度为68～88％。

5.根据权利要求2所述的低挥发颜料型记号墨水，其特征在于：所述水性聚丙烯酸树脂与聚乙烯醇缩丁醛的质量比为65～80：20～35。

6.根据权利要求1所述的低挥发颜料型记号墨水，其特征在于：所述颜料的粒径D₅₀＝110～180纳米。

7.根据权利要求1所述的低挥发颜料型记号墨水，其特征在于：所述颜料为黑色、红色、蓝色或绿色颜料，所述黑色颜料选自高级碳素黑或P.BK.7；所述红色颜料选自P.R.48:2、P.R.48:3、P.R.53:1、P.R.112和P.R.213中的一种；所述蓝色颜料选自P.B.15、P.B.15:1、P.B.15:3和P.B.60中的一种；所述绿色颜料为P.G.7。

8.根据权利要求1所述的低挥发颜料型记号墨水，其特征在于：所述助溶剂选自乙醇、丙醇和丁醇中的一种或几种。

9.根据权利要求1所述的低挥发颜料型记号墨水，其特征在于：所述防腐剂选自异噻唑啉酮类杀菌剂或苯并异噻唑啉酮类杀菌剂。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的低挥发颜料型记号墨水，其特征在于，其制备方法包括以下步骤：

将所述助溶剂和水混匀，并向其中加入所述树脂复合物，混合均匀后再加入所述防腐剂继续混合均匀，最后加入所述颜料，混匀后进行研磨，直至所述颜料的颗粒度的尺寸达到D₅₀＝110～180纳米，即得到所述低挥发颜料型记号墨水。