專(zhuān)利名稱(chēng)：一種黑色中性墨水專(zhuān)用顏料色漿及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種黑色中性墨水專(zhuān)用顏料色漿及其制備方法。
背景技術(shù)：
中性墨水是一種專(zhuān)供中性圓珠筆使用的水性油墨，其最大特點(diǎn)在于具有很高的穩(wěn)定性、潤(rùn)滑性和特殊的流變性，主要表現(xiàn)為具有超微顏料粒徑分布、能夠穩(wěn)定使用潤(rùn)滑助劑和具備一定的剪切稀化流變特征。中性墨水的生產(chǎn)主要以在水性顏料色漿中加入其它功能助劑直接調(diào)制的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。因未有中性墨水專(zhuān)用色漿產(chǎn)品問(wèn)世，中性墨水常用兩類(lèi)色漿產(chǎn)品調(diào)制。一類(lèi)為水性涂料和水性油墨色漿，例如專(zhuān)利“一種水性無(wú)機(jī)顏料色漿及其制備方法(申請(qǐng)?zhí)朇N200510097165. 6)”和專(zhuān)利“無(wú)機(jī)顏料色漿及其制備方法(申請(qǐng)?zhí)朇N200910030199.1)”。該類(lèi)色漿的特點(diǎn)在于大量使用表面活性劑或高分子樹(shù)脂且顏料粒徑較粗，以其調(diào)制的中性墨水不僅粒徑分布難以達(dá)到要求且由于過(guò)量表面活性劑的存在很難實(shí)現(xiàn)流變特性的調(diào)控。另一類(lèi)為噴墨打印墨水色漿，例如專(zhuān)利“用于噴墨打印墨水的納米級(jí)無(wú)機(jī)顏料色漿(申請(qǐng)?zhí)朇N200410000322. 2)”和專(zhuān)利“一種陽(yáng)離子型水性顏料色漿的制備方法(申請(qǐng)?zhí)?00610096924.1)”。該類(lèi)色漿的特點(diǎn)是表面活性劑含量低和實(shí)現(xiàn)了顏料的超微分散，但由于在色漿制備階段未添加潤(rùn)滑助劑，很難實(shí)現(xiàn)中性墨水潤(rùn)滑性和穩(wěn)定性的兼容。特別強(qiáng)調(diào)的是專(zhuān)利“一種水性顏料色漿及其制備方法(申請(qǐng)?zhí)朇N201010248740. 9)”也屬此類(lèi)情況。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于調(diào)制黑色中性墨水的水性顏料色漿及其制備方法，達(dá)到所調(diào)制黑色中性墨水具有流變特征易于調(diào)控，穩(wěn)定性高和潤(rùn)滑性能好的特點(diǎn)。本發(fā)明通過(guò)合理選擇和使用表面活性劑，以多級(jí)研磨工藝實(shí)現(xiàn)了顏料的超微分散和潤(rùn)滑助劑的微乳化，所制備色漿具有與各種助劑兼容性佳和流變特征易于掌控的特點(diǎn)，可專(zhuān)用于調(diào)制高質(zhì)量中性墨水，`所調(diào)制的中性墨水穩(wěn)定性高、潤(rùn)滑性能優(yōu)異且可根據(jù)不同需求調(diào)控流變特性。本發(fā)明用于調(diào)制黑色中性墨水的水性顏料色漿，其配方重量份數(shù)組成為
色素炭黑20-30重量份
去離子水36-63重量份潤(rùn)滑劑O. 5-1重量份
乳化劑O. 05-0. 2重量份
分散劑1-2重量份
聚乙烯吡咯烷酮5-10重量份
潤(rùn)濕分散劑O. 5-1重量份
聚乙二醇10-20重量份如上所述的色素炭黑為色素炭黑Clll或色素炭黑C311。如上所述的潤(rùn)滑劑為烷基磷酸酯類(lèi)化合物，是Hostaphat MDAH (科萊恩化工(中國(guó))有限公司)、Hostaphatl306 (科萊恩化工(中國(guó))有限公司)、S1型烷基磷酸酯(丹東黎虹化工廠)中的一種。如上所述的乳化劑為非離子表面活性劑，是壬基酚聚氧乙烯醚，辛基酚聚氧乙烯醚、十聚甘油單油酸酯、單硬脂酸甘油酯中的一種或幾種。如上所述的分散劑為陰離子型表面活性劑，是Dispersogen SNW (科萊恩化工(中國(guó))有限公司)或Dispersogenl728 (科萊恩化工(中國(guó))有限公司)。如上所述的聚乙烯吡咯烷酮(分子式[C19H31N3O3] n)是PVP-K15 (相對(duì)分子量8X103)、PVP-K30 (相對(duì)分子量4X 104)中的一種或兩種。如上所述潤(rùn)濕分散劑為兩性表面活性劑胺類(lèi)共聚物，商品名DUOEEN TDO (阿克蘇諾貝爾表面化學(xué)貿(mào)易有限公司)。

如上所述的聚乙二醇，分子式為HO (CH2CH2O)nH(n=4-450)，其平均相對(duì)分子質(zhì)量為2X102。本發(fā)明的制備方法包括如下步驟I)將潤(rùn)滑劑加入聚乙二醇中并加熱至60±5°C，加入乳化劑攪拌至均勻透明，在恒溫條件下加入10-15重量份60±5°C的熱水，之后攪拌冷卻至室溫，形成透明或半透明潤(rùn)滑劑微乳液；2)將聚乙烯吡咯烷酮溶解于等量的去離子水中，形成聚乙烯吡咯烷酮水溶液；3)在剩余的去離子水中加入分散劑和潤(rùn)濕分散劑，并充分?jǐn)嚢枞芙庑纬赏该魅芤?，后加入色素炭黑攪拌均勻，并浸?-1. 5h形成炭黑漿料；4)在形成的炭黑漿料中加入聚乙烯吡咯烷酮水溶液和潤(rùn)滑劑微乳液，混合均勻后使用籃式研磨機(jī)研磨1. 5-2h ；5)將籃式研磨后形成的粗色漿置于納米砂磨機(jī)研磨至顏料粒徑D90 ( 350nm時(shí)出料，即為色漿成品。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)1.通過(guò)合理選擇和使用表面活性劑，在保證色漿穩(wěn)定性的同時(shí)大幅降低了色漿的表面活性劑的含量，使其具備很好的兼容性和流變調(diào)節(jié)性；2.利用微乳原理在色漿中加入潤(rùn)滑助劑，在有效保證色漿穩(wěn)定的同時(shí)也提高了色漿調(diào)制墨水的潤(rùn)滑書(shū)寫(xiě)性能；3.合理選擇表面活性劑并配合使用多級(jí)研磨工藝，高效實(shí)現(xiàn)了炭黑顏料的超微分散，使所制備色漿顏料粒徑分布達(dá)到了制備中性墨水的技術(shù)要求。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1 (色漿I)色漿配方
色素炭黑Clll20重量份
去_子水55重量份
Hostaphat MDAHO. 5 重量份
壬基酚聚氧乙烯醚O. 08重量份
Dispersogen SNWI 重量份
PVP-K306重量份
PVP-K15I重量份
DUOEEN TDOO. 8 重量份
聚乙二醇15重量份制備過(guò)程I)將Hostaphat MDAH加入聚乙二醇中并加熱至60°C，加入壬基酚聚氧乙烯醚攪拌至均勻透明，在恒溫條件下加入15重量份60°C熱水，之后攪拌冷卻至室溫，形成透明或半透明Hostaphat MDAH微乳液；2)將聚乙烯吡咯烷酮PVP-K30和PVP-K15溶解于等量的去離子水中，形成聚乙烯吡咯烷酮水溶液；3)在剩余的去離子水中加入Dispersogen SNW和DUOEEN TDO并充分?jǐn)嚢枞芙庑纬赏该魅芤海蠹尤肷靥亢贑lll攪拌均勻并浸泡Ih形成炭黑漿料；4)在形成的炭黑漿料中加入聚乙烯吡咯烷酮水溶液和Hostaphat MDAH微乳液，混合均勻后使用籃式研磨機(jī)研磨1. 5h ；5)將籃式研磨后形成的粗色漿置于納米砂磨機(jī)研磨至顏料粒徑D90 ( 350nm時(shí)出料，即為色漿成品。實(shí)施例2 (色漿2)色漿配方
色素炭黑Clll25重量份
去離子水55重量份
Hostaphat 1306O, 5 重量份
辛基酚聚氧乙烯醚O.1重量份
Dispersogen 1728I, 5 重量份
PVP-K306重量份
PVP-K15I重量份
DUOEEN TDOI 重量份
聚乙二醇10重量份
制備過(guò)程I)將Hostaphatl306加入聚乙二醇中并加熱至63°C，加入辛基酚聚氧乙烯醚攪拌至均勻透明，在恒溫條件下加入15重量份60°C熱水，之后攪拌冷卻至室溫，形成透明或半透明Hostaphatl306微乳液；2)將聚乙烯吡咯烷酮PVP-K30和PVP-K15溶解于等量的去離子水中，形成聚乙烯吡咯烷酮水溶液；3)在剩余的去離子水中加入Dispersogenl728和DUOEEN TDO并充分?jǐn)嚢枞芙庑纬赏该魅芤?，后加入色素炭黑Clll攪拌均勻并浸泡1. 5h形成炭黑漿料；4)在形成的炭黑漿料中加入聚乙烯吡咯烷酮水溶液和Hostaphatl306微乳液，混合均勻后使用籃式研磨機(jī)研磨2h ；5)將籃式研磨后形成的粗色漿置于納米砂磨機(jī)研磨至顏料粒徑D90 ( 350nm時(shí)出料，即為色漿成品。實(shí)施例3 (色漿3)色漿配方
權(quán)利要求
1.一種黑色中性墨水專(zhuān)用顏料色漿，其特征在于配方重量份數(shù)組成為色素炭黑20-30重量份去離子水36-63重μ份潤(rùn)滑劑O. 5-1重量份乳化劑O. 05-0. 2重量份分散劑1-2重量份聚乙烯Ptt咯焼酮5-10重量份潤(rùn)濕分散劑O. 5-1重量份聚乙二醇10-20重量份。
2.如權(quán)利要求1所述的一種黑色中性墨水專(zhuān)用顏料色漿，其特征在于所述的色素炭黑為色素炭黑Clll或色素炭黑C311。
3.如權(quán)利要求1所述的一種黑色中性墨水專(zhuān)用顏料色漿，其特征在于所述的潤(rùn)滑劑為烷基磷酸酯類(lèi)化合物。
4.如權(quán)利要求3所述的一種黑色中性墨水專(zhuān)用顏料色漿，其特征在于所述烷基磷酸酯類(lèi)化合物是Hostaphat MDAH、Hostaphatl306、SI型燒基憐酸酯中的一種。
5.如權(quán)利要求1所述的一種黑色中性墨水專(zhuān)用顏料色漿，其特征在于所述的乳化劑為非離子表面活性劑。
6.如權(quán)利要求5所述的一種黑色中性墨水專(zhuān)用顏料色漿，其特征在于所述的非離子表面活性劑是壬基酚聚氧乙烯醚，辛基酚聚氧乙烯醚、十聚甘油單油酸酯、單硬脂酸甘油酯中的一種或幾種。
7.如權(quán)利要求1所述的一種黑色中性墨水專(zhuān)用顏料色漿，其特征在于所述的分散劑為陰離子型表面活性劑。
8.如權(quán)利要求7所述的一種黑色中性墨水專(zhuān)用顏料色漿，其特征在于所述的陰離子型表面活性劑是 Dispersogen SNW 或 Dispersogenl728。
9.如權(quán)利要求1所述的一種黑色中性墨水專(zhuān)用顏料色漿，其特征在于所述的聚乙烯吡咯烷酮是相對(duì)PVP-K15、PVP-K30中的一種或兩種。
10.如權(quán)利要求1所述的一種黑色中性墨水專(zhuān)用顏料色漿，其特征在于所述潤(rùn)濕分散劑為兩性表面活性劑胺類(lèi)共聚物。
11.如權(quán)利要求10所述的一種黑色中性墨水專(zhuān)用顏料色漿，其特征在于所述的兩性表面活性劑胺類(lèi)共聚物是DUOEEN TDO0
12.如權(quán)利要求1所述的一種黑色中性墨水專(zhuān)用顏料色漿，其特征在于所述的聚乙二醇的分子式為HO (CH2CH2O) nH (n=4-450)，其平均相對(duì)分子質(zhì)量為2 X IO2。
13.如權(quán)利要求1-12任一項(xiàng)所述的一種黑色中性墨水專(zhuān)用顏料色漿的制備方法，其特征在于包括如下步驟I)將潤(rùn)滑劑加入聚乙二醇中并加熱至60±5°C，加入乳化劑攪拌至均勻透明，在恒溫條件下加入10-15重量份60±5°C的熱水，之后攪拌冷卻至室溫，形成透明或半透明潤(rùn)滑劑微乳液；2)將聚乙烯吡咯烷酮溶解于等量的去離子水中，形成聚乙烯吡咯烷酮水溶液；3)在剩余的去離子水中加入分散劑和潤(rùn)濕分散劑，并充分?jǐn)嚢枞芙庑纬赏该魅芤?，后加入色素炭黑攪拌均勻，并浸?-1. 5h形成炭 黑漿料；4)在形成的炭黑漿料中加入聚乙烯吡咯烷酮水溶液和潤(rùn)滑劑微乳液，混合均勻后使用籃式研磨機(jī)研磨1. 5-2h ；5)將籃式研磨后形成的粗色漿置于納米砂磨機(jī)研磨至顏料粒徑D90( 350nm時(shí)出料， 即為色漿成品。
全文摘要
一種黑色中性墨水專(zhuān)用顏料色漿的配方重量份數(shù)組成為本發(fā)明具有所調(diào)制黑色中性墨水具有流變特征易于調(diào)控，穩(wěn)定性高和潤(rùn)滑性能好的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)C09D11/18GK103045020SQ20131001625
公開(kāi)日2013年4月17日 申請(qǐng)日期2013年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月16日
發(fā)明者劉守軍, 張瑞東, 刁紅亮, 吳瑞娟, 李月月 申請(qǐng)人:山西英可奧化工技術(shù)有限公司