本發(fā)明涉及一種水基油墨的制備方法，屬于有機(jī)化工領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

水基油墨又叫做水性油墨或者水性墨.它比油墨環(huán)保，常用于絲網(wǎng)印刷中，絲印基材為普通尼龍膠漿或PU膠漿無法印住的防水尼龍面料，皮革，PET\PVC膜，涂層牛津布，雨衣、雨傘等防潑水涂層的面料等。

水基油墨是由水溶性樹脂、高級(jí)顏料、溶劑和助劑經(jīng)復(fù)合加工研磨而成。水溶性樹脂在油墨中主要起連接料的作用，使顏料顆粒均勻分散，令油墨具有一定的流動(dòng)性，產(chǎn)生與承印物材料的粘附力，使油墨在印刷后形成均勻的膜層。油墨中的色相主要取決于顏料，顏料是以微粒狀態(tài)均勻地分布在連接料中，顏料顆粒能夠?qū)饩€產(chǎn)生吸收、反射、折射和透射作用，因此能夠呈現(xiàn)一定顏色。一般要求顏料具有鮮艷的色澤、適當(dāng)?shù)闹驼谏w力，以及較高的分散度。

磁性水基油墨選用可磁化的顏料，如氧化鐵黑(Fe₃O₄)、氧化鐵棕(Fe₂O₃)，這些粒子大多為小于1μm的針狀結(jié)晶。經(jīng)磁場(chǎng)處理極易做到帶磁排列，獲得較高的殘留磁性，加入油墨中后制成的油墨顯現(xiàn)磁性，成為磁性油墨。它在銀行票證和郵政業(yè)務(wù)的分類、檢索、辨認(rèn)等方面應(yīng)用頗廣?？芍瞥纱判糟U印油墨、磁性膠印油墨等品種。但現(xiàn)有磁性水基油墨的缺點(diǎn)在于，穩(wěn)定性差，容易團(tuán)聚從而引起變質(zhì)，分布不均勻，有時(shí)候會(huì)出現(xiàn)色差，從而影響書寫、印刷質(zhì)量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種水基油墨的制備方法，特別是一種基于Fe₃O₄/Au的磁性水基油墨制備方法。

一種納米金磁粉磁性水基油墨，由重量百分比為2-4％的納米金磁粉和96％-98％的水基油墨組成。

所述水基油墨包括22.5-26.5％的水性色漿，55-60％的聚氨酯，15-20％的乙醇，2-5％的表面活性劑，所述的溶劑為乙醇，所述的表面活性劑為有機(jī)硅消泡劑、有機(jī)硅潤(rùn)濕分散劑和十二烷基苯磺酸。

一種納米金磁粉磁性水基油墨的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1、制備Fe₃O₄納米粒子：將FeCl₃·6H₂O和FeCl₂·4H₂O溶解到0.01M HCl中，在攪拌條件下，將其逐滴加到NaOH中，整個(gè)滴加合成過程保持溫度為60-80℃，且通N₂除O₂并保持2-4小時(shí)直至生成黑色的沉淀；

S2、取上述Fe₃O₄納米粒子稀釋15-20倍，再加入檸檬酸鈉，在1000-3000rpm的轉(zhuǎn)速下攪拌均勻，將溶液加熱到60-80℃，再逐滴加入0.15-0.2M鹽酸羥胺和1-3％的氯金酸至溶液的顏色由黑色變成深紅色；

S3、在60-80℃下繼續(xù)反應(yīng)5-6小時(shí)，用磁鐵將合成的Fe₃O₄/Au納米粒子分離，用蒸餾水洗滌2-3次后備用；

S4、在制備好的Fe₃O₄/Au粉體中加入水性色漿、溶劑、表面活性劑和相應(yīng)的助劑直至生成相應(yīng)的水基油墨。

步驟S1中通N₂除O₂并保持2-4小時(shí)直至生成黑色的沉淀。

步驟S1制備出Fe₃O₄納米粒子后用磁鐵將合成的Fe₃O₄納米粒子分離，用水洗滌2-3次，將其分散在四甲基氫氧化銨五水中備用。

本發(fā)明所述的納米金磁粉磁性水基油墨的制備方法，對(duì)比現(xiàn)有技術(shù)具有如下優(yōu)點(diǎn)：

(1)磁飽和度大，大小均勻，分散性好，穩(wěn)定性強(qiáng)，時(shí)效性長(zhǎng)，著色力高，色彩飽和度高，艷麗耐水，耐磨性好，穿透力強(qiáng)；

(2)克服納米尺寸的Fe₃O₄作為一種永磁材料具有的一些明顯的缺點(diǎn)，比如易聚集、某些復(fù)雜樣品會(huì)導(dǎo)致其失去磁性；

(3)在Fe₃O₄的外面包附上一層Au殼，就能實(shí)現(xiàn)對(duì)Fe₃O₄有效的保護(hù)。

附圖說明

圖1為納米金磁粉的TEM圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明所述的納米金磁粉磁性水基油墨做進(jìn)一步說明，但是本發(fā)明要求保護(hù)的范圍并不局限于實(shí)施例所述的范圍。

實(shí)施例1：

(1)Fe₃O₄納米粒子的制備，將10.8g FeCl₃·6H₂O和4.0g FeCl₂·4H₂O溶解到50ml的HCl(0.01M)中，在攪拌條件下，將其逐滴加到500ml NaOH(1.5M)中。整個(gè)滴加合成過程保持溫度為80℃且通N₂除O₂，反應(yīng)立即生成黑色的沉淀，用磁鐵將合成的Fe₃O₄納米粒子分離，用100ml水洗滌3次，將其分散在500ml四甲基氫氧化銨五水(0.1M)中備用；

(2)Fe₃O₄/Au的制備，取上述75ml Fe₃O₄納米粒子稀釋20倍，再加入75ml檸檬酸鈉(0.1M)，在1000rpm的轉(zhuǎn)速下攪拌15分鐘，將溶液加熱到80℃，再逐滴加入7.5ml鹽酸羥胺(0.2M)和6.3ml的1％的氯金酸(HAuCl₄)，此時(shí)，溶液的顏色由黑色變成深紅色，在80℃下繼續(xù)反應(yīng)5-6小時(shí)，用磁鐵將合成的Fe₃O₄/Au納米粒子分離，用100ml水洗滌3次備用。

(3)金磁性油墨的制備，油墨總重量的25％加入制備好的Fe₃O₄/Au粉體，22.5％加入水性色漿，55％加入聚氨酯，20％加入乙醇，1％加入有機(jī)硅消泡劑，1％加入有機(jī)硅潤(rùn)濕分散劑，0.5％加入表面活性劑十二烷基苯磺酸；再加入占水基油墨25％的Fe₃O₄/Au納米粒子即得。

實(shí)施例2：

(1)Fe₃O₄納米粒子的制備，將8g FeCl₃·6H₂O和5g FeCl₂·4H₂O溶解到60ml的HCl(0.01M)中，在攪拌條件下，將其逐滴加到600ml NaOH(1.5M)中，整個(gè)滴加合成過程保持溫度為80℃且通N₂除O₂.反應(yīng)立即生成黑色的沉淀，用磁鐵將合成的Fe₃O₄納米粒子分離，用100ml水洗滌3次，將其分散在500ml四甲基氫氧化銨五水(0.1M)中備用；

(2)Fe₃O₄/Au的制備，取上述75ml Fe₃O₄納米粒子稀釋20倍，再加入60ml檸檬酸鈉(0.15M)，在1000rpm的轉(zhuǎn)速下攪拌15分鐘，將溶液加熱到80℃，再逐滴加入9ml鹽酸羥胺(0.2M)和6.3ml的1％的氯金酸(HAuCl₄)，此時(shí)，溶液的顏色由黑色變成深紅色，在80℃下繼續(xù)反應(yīng)5-6小時(shí)，用磁鐵將合成的Fe₃O₄/Au納米粒子分離，用100ml水洗滌3次備用。

(3)金磁性油墨的制備，按照油墨總重量的25％加入制備好的Fe₃O₄/Au粉體，26.5％加入水性色漿，55％加入聚氨酯，15％加入乙醇，1％加入有機(jī)硅消泡劑，1％加入有機(jī)硅潤(rùn)濕分散劑，1.5％加入表面活性劑十二烷基苯磺酸；再加入占水基油墨30％的Fe₃O₄/Au納米粒子即得。

實(shí)施例3：

(1)Fe₃O₄納米粒子的制備，將9.6g FeCl₃·6H₂O和4.5g FeCl₂·4H₂O溶解到55ml的HCl(0.01M)中，在攪拌條件下，將其逐滴加到500ml NaOH(1.5M)中，整個(gè)滴加合成過程保持溫度為80℃且通N₂除O₂，反應(yīng)立即生成黑色的沉淀，用磁鐵將合成的Fe₃O₄納米粒子分離，用100ml水洗滌3次，將其分散在500ml四甲基氫氧化銨五水(0.1M)中備用；

(2)Fe₃O₄/Au的制備，取上述85ml Fe₃O₄納米粒子稀釋20倍，再加入85ml檸檬酸鈉(0.1M)，在1000rpm的轉(zhuǎn)速下攪拌15分鐘，將溶液加熱到80℃，再逐滴加入9.5ml鹽酸羥胺(0.2M)和6.3ml的1％的氯金酸(HAuCl₄)，此時(shí)溶液的顏色由黑色變成深紅色，在80℃下繼續(xù)反應(yīng)5-6小時(shí)。用磁鐵將合成的Fe₃O₄/Au納米粒子分離，用100ml水洗滌3次備用。

(3)金磁性油墨的制備，25％加入水性色漿，55％加入聚氨酯，15％加入乙醇，2％加入有機(jī)硅消泡劑，2％加入有機(jī)硅潤(rùn)濕分散劑，1％加入表面活性劑十二烷基苯磺酸，再按照油墨總重量的22％加入制備好的Fe₃O₄/Au粉體。

對(duì)上述實(shí)施例所制得的水基油墨進(jìn)行相關(guān)制備產(chǎn)物的檢測(cè)，其結(jié)果如下：

如圖1所示的實(shí)施例所制得的納米金磁粉磁性水基油墨分布均勻；

納米級(jí)Fe₃O₄為永磁體，它的磁性在常溫下不會(huì)丟失，又因?yàn)槠骄?6-100nm的Fe₃O₄比剩余磁強(qiáng)化強(qiáng)度及矯頑力均高于常規(guī)(100nm以上)Fe₃O₄許多，故在磁性防偽功能上均是常規(guī)Fe₃O₄無法可比的；

外形為球形或類球形的與油墨按一定比例復(fù)合后既不會(huì)影響印刷效果，又避免了針形磁性氧化鐵在使用防偽功能時(shí)需添加排磁設(shè)備的麻煩；

將球形或類似球形的40nm或平均粒徑為16-100nm的Fe₃O₄粉體按照一定比例與油墨混合后即成為磁性油墨將四公斤類球形的Fe₃O₄粉體放入裝有高沸點(diǎn)醇的容器中，用超聲波將粉體中的團(tuán)聚物分散開，在經(jīng)過高溫干燥后，使得Fe₃O₄形成親油疏水性后再把10公斤的油墨和亞麻油一起裝在攪拌罐中徑40分鐘以上時(shí)間的充分?jǐn)嚢韬缶鶆蚝蠹纯沙蔀榇玫拇判杂湍?。?jīng)數(shù)字旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)測(cè)試后得出的粘度(mPa·s)為1043，油墨在室溫條件下涂覆在膜上，干燥時(shí)間約為5-10min。

對(duì)所制備的樣品進(jìn)行磁性測(cè)試，其步驟如下：前處理過程是將液體樣品裝在密閉的一定規(guī)格的容器中，然后纏繞上初級(jí)線圈和次級(jí)線圈。再用儀器測(cè)量，所測(cè)定的磁場(chǎng)強(qiáng)度大約為500-4500Gs。

應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書所限定的范圍。