专利名称：纳米级颜料防水型中性笔墨水及其制造方法
技术领域：
本发明涉及中性笔墨水，尤其涉及一种纳米级颜料防水型中性笔墨水及其制造方法，属于墨水技术领域。
背景技术：
目前国内外市场上行销的高档专用笔墨水已由染料型向颜料型转变。一种纳米级颜料中性笔墨水与染料型相比，可以有效解决褪色、洇水等问题，但普通的生产工艺、配方所生产出的颜料型中性笔墨水，因颗粒尺寸大，而影响其渗透性，延长了干燥时间，并且会出现堵头、断线、出墨不均匀等现象。
颜料型墨水是以颜料微细粒子分散于使用介质中而使其着色的，理想的分散体系应具有“一次(初级)粒子”的颜料分散状态，初级颜料粒子的纳米化会使墨水产品的质量和使用效果大大提高，但随着粒子的变小，比表面积将成倍增加，粒子之间范德华引力将变大，颗粒间极易产生凝聚，造成存放过程中分散稳定性差，产生凝集，出现分层、分离、沉淀等变质现象，一般的工艺配方和设备很难使颜料墨水体系达到初级粒子纳米化并使其显示出良好的分散稳定性。再则，粘度的稳定性是又一重要的技术问题，产品粘度的大小将直接影响中性笔的使用效果，粘度偏大，会使出墨量变小，造成断线或书写不流畅，粘度偏小，会出现漏墨现象，影响书写效果，适中稳定的粘度值是中性笔墨水的一个重要指标。所以，要生产出理想高品质的纳米级颜料防水型中性笔墨水，在制备中必须攻克以上的技术难关。
发明内容
本发明的目的是提供一种纳米级颜料防水型中性笔墨水及制造方法，采用“颜料纳米化——超微研磨”技术和“科学的配方”，有效解决中性笔墨水颜料颗粒的粒度及墨水粘度、稳定性问题，克服墨水长期存放出现的分层、分离、沉淀等变质现象，显著提高墨水的质量稳定性。广泛用于金属滚珠笔头、聚丙烯笔管及塑制笔头联接器等。
本发明的目的通过以下技术方案来实现一种纳米级颜料防水型中性笔墨水，其特征在于其组分具有如下的重量百分比纳米级原液40％，增稠剂40～50％，稀释剂10～20％。
进一步地，上述的纳米级颜料防水型中性笔墨水，所述的纳米级原液的配方具有如下的重量百分比颜料15％，溶剂8～15％，分散剂1.5～4.5％，树脂3～20％，去离子水45.5～72.5％；所述的颜料为红、兰、黑三个基色颜料中的一种，溶剂为乙二醇，分散剂为超分散剂中的非离子型多锚多链高分子聚合物，树脂为丙烯酸树脂、其分子量为10000～50000；所述纳米级原液的颜料平均粒径为100～200纳米。
再进一步地，上述的纳米级颜料防水型中性笔墨水，所述的增稠剂的配方具有如下的重量百分比胶粉0.20～0.45％，溶剂8～10％，保湿剂8～10％，杀菌剂0.2％，去离子水79.35～83.6％；胶粉为丙烯酸树脂或黄原胶，溶剂为乙二醇或丙三醇，保湿剂为聚乙二醇或二醇醚。
再进一步地，上述的纳米级颜料防水型中性笔墨水，所述的稀释剂的配方具有如下的重量百分比溶剂20～25％，保湿剂10～15％，表面活性剂2～5％，杀菌剂0.2％，防锈剂0.2％，去离子水54.6～67.6％；溶剂为乙二醇或丙三醇，保湿剂为聚乙二醇或二醇醚，表面活性剂为非离子型活性剂。
更进一步地，上述的纳米级颜料防水型中性笔墨水的制造方法，其特征在于先将纳米级原液加入调配锅中，然后在搅拌状态下加入稀释剂，继续搅拌30～90分钟，再加入增稠剂，继续搅拌1～3小时，停止搅拌，出料。
本发明技术方案的突出的实质性特点和显著的进步主要体现在①采用“颜料粒子纳米化——超微研磨”技术，使颜料粒子粒径达到100～200纳米，方法简便，工艺合理。
②运用了科学先进的墨水调配方法，使墨水具有良好的分散稳定性，并保持适中的粘度。
③墨水颜料粒子细度均匀，成品液色泽鲜艳，耐晒、防水性特强；出墨均匀、书写流畅，长期存放质量稳定、不会出现分层、分离、沉淀等变质现象。
④该发明的墨水常温脱帽时间可长达30天以上。
⑤无毒性、生产与使用安全环保性优越，可广泛适用于金属滚珠笔头、聚丙烯笔管及塑制笔头联接器等。
具体实施例方式纳米级颜料防水型中性笔墨水的制造配方纳米级原液40％，增稠剂40～50％，稀释剂10～20％。
纳米级原液的组分具有如下的重量百分比颜料15％，溶剂8～15％，分散剂1.5～4.5％，树脂3～20％，去离子水45.5～72.5％；所述的颜料采用三个基色颜料红(PR112)、兰(PB153)、黑(MA11)其中的一种，溶剂为乙二醇，分散剂为超分散剂中的非离子型多锚多链高分子聚合物，树脂为丙烯酸树脂、其分子量为10000～50000。纳米级原液的制造方法为先将去离子水加入预分散锅中，搅拌下加入溶剂、分散剂、树脂进行搅拌混合，直到全部溶解均匀，最后在搅拌下加入颜料，进行充分搅拌混合，然后进行超微研磨2～8小时，使颜料颗粒的粒度为D50＝100～200纳米，停止研磨，出料。
增稠剂的组分具有如下的重量百分比胶粉0.20～0.45％，溶剂8～10％，保湿剂8～10％，杀菌剂0.2％，去离子水79.35～83.6％；胶粉为丙烯酸树脂或黄原胶，溶剂为乙二醇或丙三醇，保湿剂为聚乙二醇或二醇醚。增稠剂的制造方法为先将去离子水加入预分散锅中，搅拌下加入胶粉、溶剂、保湿剂、杀菌剂，进行搅拌混合直到全部溶解均匀，停止搅拌，备用。
稀释剂的组分具有如下的重量百分比溶剂20～25％，保湿剂10～15％，表面活性剂2～5％，杀菌剂0.2％，防锈剂0.2％，去离子水54.6～67.6％；溶剂为乙二醇或丙三醇，保湿剂为聚乙二醇或二醇醚，表面活性剂为非离子型活性剂。稀释剂的制造方法为先将去离子水加入预分散锅中，搅拌下加入溶剂、保湿剂、表面活性剂、杀菌剂、防锈剂进行充分搅拌混合，直到全部溶解均匀，停止搅拌，备用。
纳米级颜料防水型中性笔墨水的制造工艺先将纳米级原液加入调配锅中，然后在搅拌状态下加入稀释剂，继续搅拌30～90分钟，再加入增稠剂，继续搅拌1～3小时，停止搅拌，出料。
实施例如下
以上仅给出以黑色纳米级原液的三个实施例，而以兰/红的纳米级原液其实施条件基本相同，不再重复。
经检测，采用本发明技术方案获得的各种墨水，其主要物理性能指标见表1。
表1
本发明采用超微研磨技术，将颜料颗粒由原来5000纳米研磨至平均粒径D50＝100～200纳米，突破了颜料型中性笔墨水的粒度控制问题，原液体系能够很好地避免纳米颗粒间的凝聚(范德华引力)，且墨水体系颜料颗粒的粒度分布均匀，墨水体系处于平衡状态。本发明所采用的配方中以非离子型多锚多链型高分子聚合物作为分散剂、调整墨水体系的电位，保证电位值在-30～-45毫伏范围之内，使墨水体系处于良好稳定状态。运用了科学先进的墨水调配方法，在成品调配中采用独特的增稠剂、稀释剂，使墨水体系的粘度保证在1200～1400cps，保持产品质量稳定；有效延长了贮藏时间，明显提高了产品质量。
墨水的稳定性测试是检验墨水在一定时间内保证不变质的能力，将本发明实施例的墨水在50℃保存30天，其粒度、粘度、PH值基本保持不变；墨水在常温下贮存一年，墨水未出现分层、分离、沉淀等变质现象；墨水稳定性优越。本发明墨水顺利通过EN-71和ASTMD-4236认证。
以上具体描述了本发明技术方案的应用实例，它们仅作为例子给出，不视为对本发明的应用限制。凡操作条件的等同替换，均落在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.纳米级颜料防水型中性笔墨水，其特征在于其组分具有如下的重量百分比纳米级原液40％，增稠剂40～50％，稀释剂10～20％。
2.根据权利要求1所述的纳米级颜料防水型中性笔墨水，其特征在于纳米级原液的配方具有如下的重量百分比颜料15％，溶剂8～15％，分散剂1.5～4.5％，树脂3～20％，去离子水45.5～72.5％；所述纳米级原液的颜料平均粒径为100～200纳米。
3.根据权利要求2所述的纳米级颜料防水型中性笔墨水，其特征在于所述的颜料为红、兰、黑三个基色颜料中的一种，溶剂为乙二醇，分散剂为超分散剂中的非离子型多锚多链高分子聚合物，树脂为丙烯酸树脂、其分子量为10000～50000。
4.根据权利要求1所述的纳米级颜料防水型中性笔墨水，其特征在于增稠剂的配方具有如下的重量百分比胶粉0.20～0.45％，溶剂8～10％，保湿剂8～10％，杀菌剂0.2％，去离子水79.35～83.6％。
5.根据权利要求4所述的纳米级颜料防水型中性笔墨水，其特征在于所述的胶粉为丙烯酸树脂或黄原胶，溶剂为乙二醇或丙三醇，保湿剂为聚乙二醇或二醇醚。
6.根据权利要求1所述的纳米级颜料防水型中性笔墨水，其特征在于稀释剂的配方具有如下的重量百分比溶剂20～25％，保湿剂10～15％，表面活性剂2～5％，杀菌剂0.2％，防锈剂0.2％，去离子水54.6～67.6％。
7.根据权利要求6所述的纳米级颜料防水型中性笔墨水，其特征在于所述的溶剂为乙二醇或丙三醇，保湿剂为聚乙二醇或二醇醚，表面活性剂为非离子型活性剂。
8.权利要求1所述的纳米级颜料防水型中性笔墨水的制造方法，其特征在于先将纳米级原液加入调配锅中，然后在搅拌状态下加入稀释剂，继续搅拌30～90分钟，再加入增稠剂，继续搅拌1～3小时，停止搅拌，出料。
全文摘要
本发明提供了一种纳米级颜料防水型中性笔墨水及制造方法，其组分具有如下的重量百分比纳米级原液40％，增稠剂40～50％，稀释剂10～20％；颜料平均粒径为100～200纳米。其制法为先将纳米级原液加入调配锅中，然后在搅拌状态下加入稀释剂，继续搅拌30～90分钟，再加入增稠剂，继续搅拌1～3小时，停止搅拌，出料。本发明的墨水色泽鲜艳、质量稳定、出墨均匀、书写流畅、耐劳度高，长期存放不会出现分层、分离、沉淀等变质现象，并且耐晒、防水性特强，无毒性、生产与使用安全环保性优越，可广泛适用于金属滚珠笔头、聚丙烯笔管及塑制笔头联接器等。
文档编号C09D11/16GK1887982SQ20061008837
公开日2007年1月3日 申请日期2006年7月14日 优先权日2006年7月14日
发明者詹忆源 申请人:苏州三威纳米科技有限公司