专利名称：中性笔笔芯随动密封剂及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种中性笔笔芯随动密封剂及其制备方法，属润滑密封技术领域。
技术背景中性笔笔芯随动密封剂(以下简称Ink follower)用于中性笔笔芯尾部对墨水 的密封，尤其是对水性墨水的密封，防止墨水的挥发和倒流，同时满足笔芯书写时具 有随动性的要求。也就是说Ink follower既要有比较大的粘度又要有很好地流动润 滑性。如果粘度太小，密封剂自身就会产生倒流，达不到密封的目的，而且抗震能力 也不佳，所以必须保证足够大的粘度；但是粘度太大又会影响到密封剂的随动性。本 发明的目的就是平衡相互矛盾的两个方面，使Ink follower既具有理想的密封性能， 又具有良好的随动性，实现对中性笔笔芯密封随动的双重目的。目前国外已有关于中性笔笔芯随动密封剂的专利。例如专利US 6376560以聚异 丁烯、矿物油为基础油，有机粘土为增稠剂；专利US 6227738以聚异丁烯、矿物油 为基础油，超细二氧化硅为增稠剂；专利US 6521035以硅油为基础油，以疏水细粒 二氧化硅为增稠剂等。以上专利均未涉及到分油抑制剂及氟硅油的使用。国内未检索 到关于中性笔笔芯随动密封剂的专利。 发明内容本发明的目的之一在于提供一种中性笔笔芯随动密封剂。 本发明的目的之二在于提供该密封剂的制备方法。为达到上述目的，本发明的构思是硅油具有良好的耐高低温(一50 20(TC) 性能，闪点高，不易挥发，能抗水、防潮，表面张力小，疏水性好，并具有很高的抗 剪切能力和化学安定性。硅油的粘温特性好，它的粘温变化曲线比矿物油平稳，粘温 系数比较小；氧化安定性也比矿物油酯类油等好，所以本发明选用二甲基硅油作为基 础油。纳米级二氧化硅(Si02)作为增稠剂，其增稠机理为Si02四面体通过硅氧垸键(Si 一0—Si)连接，Si02表面的硅原子可形成硅氧烷键，或者连接羟基形成硅醇基(Si — 啦。硅醇基能与含活性官能团(如醇、羧酸、羧酸酯及硅垸醇等基团)的有机化合物 相互作用，限制基本的流动，改善界面作用，从而起到增稠、增韧和触变效果。当 Si02在基础油中被分散时，二氧化硅聚集体被分裂。如果分散适度，这些聚集体能够相互作用组成一种中间"链"结构，这种"链"结构存在在Si02表面形成的硅氧烷 键(Si—O—Si)、硅醇基(Si—0H)形成的氢键以及表面硅醇基(Si —0H)与体系内其它 分子上的醇、羧酸、羧酸酯及其它硅垸醇等官能团所形成的氢键，通过链间的相互作 用形成复杂的空间网络结构，将基础油完全包裹在网络机构内部，得到性能稳定的稠 化物。根据上述构思，本发明采用如下技术方案一种中性笔笔芯随动密封剂，其特征在于该密封剂的组成及质量百分含量为 硅油，粘度为lX103mm7s， 60 85 wt%;气相型纳米级二氧化硅， 8 15 wt%;表面活性剂为氟硅油， l 5wt%; 结构稳定剂为95%的乙醇， 1 5 wt%;液态硅橡胶，粘度为lX105 5X105mm7s 5 15wt%。上述的中性笔笔芯随动密封剂的制备方法，其特征在于，该方法的具体步骤为a) 气相型纳米级二氧化硅的活化；b) 按上述比例，将硅油、液态硅橡胶和表面活性剂搅拌混合得到混合油；将经 活化的气相型纳米二氧化硅趁热加入到混合油里，搅拌，使二氧化硅在混合 油中充分溶胀；然后进行研磨，研磨的同时缓慢加入结构稳定剂95%的乙醇， 继续研磨至充分混合均匀，脱气出料，得到中性笔笔芯随动密封剂。本发明选用了气相型纳米二氧化硅作为增稠剂。气相型纳米二氧化硅的增稠性能 非常显著，同时也能显著提高体系的粘度，由此得到的密封剂体系具备良好的密封性 能，但是纳米二氧化硅在使用前要先进行活化。因为纳米级二氧化硅颗粒小，比表面 积大，极容易发生团聚，因而不能均匀分散在基础油中，而是以团聚体的形式被基础 油包覆着，从而使其增稠性能不能充分发挥。本发明中纳米二氧化硅的预处理是在 50(TC温度下活化30min后使用。中性笔笔芯随动密封剂的性能测试方法为a. 锥入度测定法锥入度以标准锥体在一定的荷重、时间及温度条件下垂直穿入润 滑脂试样的深度表示，单位为十分之一毫米。按GB 269-85测试非工作锥入度；b. 分油率测定法分油量是用来评定润滑脂的稳定性的指标。按ZB E36 013-88润 滑脂漏斗分油测定法测定；c. 滴点测定法在规定条件下，将润滑脂加热至第一滴液体滴下时的温度。d. 抗冲击测定将密封剂装配到标准笔芯中，然后组装到中性笔中，将中性笔的密 封剂一端朝下，笔头一端朝上，从长lm的管子上端使其自由落体，每个样品做3 次，观察脂面的变化判断抗冲击性能。e. 防倒流性能的测定将抗冲击性能合格的笔芯的密封剂一端朝下，笔头一端朝上， 垂直放置，长期观察，以3个月不出现倒流为合格。f. 随动性测定以20 25mm/s的划线速度将墨水划完，观查是否有断线及书写不畅 等缺点。由于中性笔有很大的市场需求，水性墨水也将有更大量应用，Ink follower的用 量也会随之不断增大，而且此方面的产品也以进口产品为主，国内生产厂家非常少， 所以它有着广泛的市场和经济前景。目前中性笔笔芯随动密封剂产品主要来自日本和 韩国。本发明对实现Ink follower的完全国产化，同时也对占有市场和经济效应将 起到重要的推动作用，具有深远的意义。
具体实施方式
现将本发明的具体实施例叙述于后。实施例一将72. 5 wtW的基础油1X103 mm7s的二甲基硅油、10. 3 wtM的分油抑 制剂和1. 0 wty。的表面活性剂氟硅油搅拌溶解得到混合油。14. 4 wty。的气相型纳米二 氧化硅于50(TC温度下活化30min后趁热加入到混合油里，搅拌，使二氧化硅在混合 油中充分溶胀，发挥增稠作用，然后用三辊研磨机进行研磨。在研磨过程中，缓慢加 入1.8wtM的结构稳定剂95X乙醇，继续研磨两到三遍，脱气出料，得到中性笔笔芯 随动密封剂。该密封剂的锥入度322(1/10mm);分油率0.64%;滴点〉20(TC;抗冲击实验及 防倒流实验合格；以20 25mm/s的划线速度能使墨水完全写完。实施例二本实施例的方法与实施例一相同，各组分的含量如下基础油 二甲基硅油(粘度1Xl(T讓Vs) 分油抑制剂增稠剂 气相纳米二氧化硅 表面活性剂 氟硅油 结构稳定剂 乙醇73. 7 wt% 10. 5 wt% 12. 6 wt%1. 1 wt%2, 1 wt%该密封剂的锥入度330(1/10鹏)分油率l. 10%;滴点〉200。C;抗冲击实验及防倒流实验合格；以20 25mm/s的划线速度能使墨水完全写完。实施例三本实施例的方法与实施例一相同，各组分的含量如下:基础油 分油抑制剂 增稠剂 表面活性剂 结构稳定剂.甲基硅油(粘度lXl(^咖7s)气相纳米二氧化硅 氟硅油 乙醇该密封剂的锥入度333(1/10mm);分油率1.33%;滴点>200匸；抗冲击实验及 防倒流实验合格；以20 25mm/s的划线速度能使墨水完全写完。75. 3 wt% 10. 8 wt% 10.8 wt%1. 1 wt%2. 0 wt%实施例四本实施例的方法与实施例一相同，各组分的含量如下:基础油 分油抑制剂 增稠剂 表面活性剂 结构稳定剂二甲基硅油(粘度lX103mm2/s)气相纳米二氧化硅 氟硅油 乙醇该密封剂的锥入度351(1/10mm);分油率4.52%;滴点〉200。C;抗冲击实验及 防倒流实验合格；以20 25mm/s的划线速度能使墨水完全写完。76. 9 wt% 11. 0 wt% 8. 8 wt%1. 1 wt%2. 2 wt%
权利要求
1.一种中性笔笔芯随动密封剂，其特征在于该密封剂的组成及质量百分含量为硅油，粘度为1×103mm2/s，60～85wt％；气相型纳米级二氧化硅， 8～15wt％；表面活性剂为氟硅油， 1～5wt％；结构稳定剂为95％的乙醇， 1～5wt％；液态硅橡胶，粘度为1×105～5×105mm2/s5～15wt％。。
2. 根据权利要求l所述的一种中性笔笔芯随动密封剂的制备方法，其特征在于，该 方法的具体步骤为a. 气相型纳米级二氧化硅的活化；b. 按上述比例，将硅油、液态硅橡胶和表面活性剂搅拌混合得到混合油；将经活化的气相型纳米二氧化硅趁热加入到混合油里，搅拌，使二氧化硅在混合油中充分溶胀；然后进行研磨，研磨的同时缓慢加入结构稳定剂95%的乙醇， 继续研磨至充分混合均匀，脱气出料，得到中性笔笔芯随动密封剂。
全文摘要
本发明涉及一种中性笔笔芯随动密封剂及其制备方法。该密封剂的组成及质量百分含量为硅油，粘度为1×10<sup>3</sup>mm<sup>2</sup>/s，60～85wt％；气相型纳米级二氧化硅，8～15wt％；表面活性剂为氟硅油，1～5wt％；结构稳定剂为95％的乙醇，1～5wt％；液态硅橡胶，粘度为1×10<sup>5</sup>～5×10<sup>5</sup>mm<sup>2</sup>/s，5～15wt％。本发明对实现Ink follower的完全国产化，同时也对占有市场和经济效应将起到重要的推动作用，具有深远的意义。
文档编号C08L83/04GK101280173SQ20081003769
公开日2008年10月8日 申请日期2008年5月20日 优先权日2008年5月20日
发明者叶俊丹, 张宝华, 青 杨, 飞 潜, 斌 陈 申请人:上海大学