专利名称：：一种耐光性、耐水性微乳液水性墨水的制作方法
技术领域：
：本发明关于一种耐光性、耐水性微乳液水性墨水，属于一种供书写的墨水，具体说是一种可供自来水笔、圆珠水笔用的兼具耐光性、耐水性的微乳液水性墨水。二、技术背景一般说来，水性墨水由水溶性染料(包括直接染料、活性染料、酸性染料、碱性染料等)、水溶性有机溶剂(包括醇类、醚类、酮类和酯类等)、添加剂(包括稳定剂、保湿剂、增色剂、紫外光吸收剂等)和水等组成。由于水溶性染料具有较好的水溶性，导致其对水的坚牢度大大降低，而水溶性染料的抗光性较差，又使其对光的坚牢度降低。颜料和染料是两种不同性质的墨水着色剂，颜料着色剂的最大优点在于其优良的耐光牢度和耐水性。但颜料不溶于水，因而在用颜料着色剂配制墨水时，通常需将颜料与其它助剂混合，用研磨机研磨成颜料浆液，然后将其用表面活性剂和聚合物分散剂，采用超声波将其分散，悬浮于水中制成水基型墨水，但研磨时间长、工序复杂，且悬浮于水中的颜料粒子为一热力学不稳定体系，易聚集、堵塞笔头。此外，颜料着色剂普遍存在着色谱不齐全，颜色不够.鲜艳，透明度不好，配制墨水成本相应较高等缺点。与颜料着色剂相比，染料着色剂的主要优点是，色谱齐全，具有优良的水溶性，配制方便，成本低廉，易于制成高浓度的墨水，墨水稳定性好，不易堵塞笔头，色彩艳丽。但是，由染料着色剂配制的水基型墨水由于不耐水、不耐光，难以达到重要文件的保存要求。因此如何改进水性染料墨水的耐水性和耐光性，成为目前研发人员努力的方向。微乳液(Microemulsion)是一种由油、水(或盐水)、表面活性剂、辅助表面活性剂等成分在一定浓度范围内自发形成的透明、微观结构呈拓扑排列、各向同性的热力学稳定体系。微乳液自1943年由Hour和Schulman发现以来，其理论和应用研究取得了很大进展，其超低的界面张力、较高的稳定性、较强的增溶能力和纳米级的微环境，使其应用领域迅速拓展，目前已渗透到石油化工、日用化工、精细化工、材料科学、生物技术、环境科学、分析化学等领域，广泛应用于三次采油、化妆品、制药、润滑剂、食品、农业喷洒、涂料、环境治理、清洗、燃料、微孔介质的合成、纳米材料的制备等诸多领域，成为当今国际上热门的具有巨大潜力的研究领域,但将微乳液用于水性墨水还很少被报道过。三、
发明内容有鉴于此，本发明的目的就是在提供一种由疏水性染料组成的、原料易得、加工低廉、配方简单、工艺易掌握、兼具耐光性和耐水性的微乳液水性墨水。根据本发明的目的，提出了一种制备耐光性、耐水性微乳液水性墨水的方法，其包括下列步骤根据权利1要求的微乳液水性墨水的原料的成分和重量百分比，将疏水性染料和紫外光吸收剂溶解于油溶性溶剂中，在室温不断搅拌的情况下将其逐滴滴加到由复合表面活性剂、助表面活性剂和水形成的微乳液中，然后加入黏度调节剂和增稠剂，最后真空去除油溶性溶剂，得到稳定性好、兼具耐光性和耐水性、环境友好的微乳液水性墨水。其中的疏水性染料包括油溶黑、透明蓝、透明红、油溶蓝、油溶黄和油溶红。油溶性溶剂为苯、甲苯。表面活性剂为Span80、Tween80、十二烷基硫酸钠、十二垸基苯磺酸钠、OP-IO。助表面活性剂为正戊醇、异戊醇、环己醇。紫外光吸收剂为二苯甲酮，黏度调节剂为乙二醇，增稠剂为纤维素衍生物、聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯吡咯烷酮、丙烯酸酯等水溶性树脂。本发明采用微乳液技术对疏水性染料进行胶束增溶，以提高疏水性染料在水中的溶解度，提高疏水性染料的浓度、色彩的饱和度和墨水的耐水性，同时将油溶性紫外光吸收剂增溶于水包油微乳液胶束中，使紫外光吸收剂被表面活性剂包覆，减少紫外光吸收剂的消耗，以维持较长时间的抗光性，从而得到兼具耐水性和耐光性的微乳液水性墨水。本发明耐光性、耐水性微乳液水性墨水的一般组成成分和范围为A:油溶性染料0.5-2wt%;B:油溶性溶剂l-10wt%;C:表面活性剂5-15wt%;D助表面活性剂l-5wt%;E:紫外光吸收剂0.01-0.5wt%;F:黏度调节剂0.1-lwt%;G:增稠剂0.1-lwt%;H:水80-90wt%。本发明耐光性、耐水性微乳液水性墨水的一最佳组成成分和范围为A:油溶性染料l-2wt%;B:苯10wt。/。；C:复合表面活性剂(十二烷基硫酸钠和Tween80)10wt%;D助表面活性剂增戊醇5wt%;E:紫外光吸收剂二苯甲酮0.03—0.05wt%;F:黏度调节剂乙二醇0.5-lwt%;G:增稠剂聚乙烯醇(PVA)0.5-lwt。/。；H:水80-90wt%。根据需要，本发明微乳液水性墨水还可添加适量其他助剂，以改变或改善微乳液水性墨水的某些性能。例如，加入金属离子鳌合剂是为了避免重金属离子产生沉淀，以减少对喷墨头的堵塞；加入防腐剂是为了防止墨水变质，以延长墨水的保质期；加入水溶性聚合物则是为了提高墨水在介质上的粘附性能。四具体实施方式为让本发明的上述内容和其它目的、特征及优点能更清楚、易懂，下文特给出优选的实施方案，列举出具体的组分和用量，制备方法如上文中所述，这些实例是用来描述本发明的，而不应理解为限制任何特定的材料和条件。实施例1:组分油溶黑苯重量％1.51010十二烷基硫酸钠OP-IO正戊醇二苯甲酮乙二醇聚乙烯醇蒸馏水50.50.80.866.4实施例2:组分重量％透明蓝2苯15十二垸基硫酸钠8Tween805二苯甲酮1乙二醇0.5聚乙烯吡咯垸酮0.5蒸馏水68实施例3:组分重量％透明黄1.5苯15十二垸基苯磺酸钠10Tween805二苯甲酮1乙二醇0.5聚乙烯醇0.5蒸馏水68实施例4:组分重量％透明红1.5苯15十二垸基苯磺酸钠10Tween805二苯甲酮1乙二醇0.5聚乙烯吡咯烷酮0.5蒸馏水68下面是本发明水性墨水与国内市售墨水的性能比较表:<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>用玻璃注射器将墨水注射进一般市售的水彩笔管(将原来的墨水洗干净)，分别用自制、市售的墨水在白纸上写上相同的文字，然后待墨水干了之后，将纸浸渍于水中，10—15分钟后观察是否有褪色和色彩扩散现象。实验发现浸泡10-15分钟后，市售水性墨水均出现明显的褪色现象，而我们合成的微乳液水性墨水的颜色和字体形态均无变化，因此较之市售的普通水性墨水，实验制得的微乳液水性墨水具有优异的耐水性能。六.墨水的耐光性实验将制得的黑色微乳液墨水用注射器注入洗去颜料的水彩笔中，用黑色水彩笔与含有自制墨水的水彩笔分别在纸的左边和右边写下"人"，将此纸放在500W中压紫外灯下用紫外光进行照射，每隔10分钟取出用数码相机拍照，观察字迹的颜色变化。实验发现随着墨迹受到紫外光照射的时间增加，市售水性墨水的光褪色现象越来越明显。而自制微乳液墨水光褪色现象不显著，表明自制的微乳液墨水的耐光性好于市售水性墨水。七.墨水的耐擦划性实验耐擦伤性用玻璃注射器将墨水注射进一般市售的水彩笔管(将原来的墨水洗干净)，分别用自制、市售的墨水在白纸上写上相同的文字，然后待墨水干了之后，用硬币在两种墨迹上同时摩擦50次，进行对比。用硬币在写的字表面来回划擦的方法来检测耐擦伤性。用中等强度的力，使硬币保持与字表面45°的夹角在字的表面来回划擦，到表面出现划痕，记录划擦次数，确定并比较自制墨水与彩色笔墨水的耐擦伤性。实验发现自制墨水的耐擦伤性要好于市面上卖的彩色笔墨水，表明所制备的染料微乳液墨水的耐擦划性较好。实验结果表明，与市售水性墨水相比，自制的微乳液水性墨水具有更好的耐水性与耐光性，与耐擦划性，表明我们所制备的黑色染料微乳液墨水的综合性能优异。权利要求1.一种耐光性、耐水性微乳液水性墨水，其特征在于组成成分和范围为A油溶性染料0.5-2wt％B油溶性溶剂1-10wt％C表面活性剂5-15wt％D助表面活性剂1-5wt％E紫外光吸收剂0.01-0.05wt％F黏度调节剂0.1-1wt％G增稠剂0.1-1wt％H水80-90wt％。2.—种制备耐光性、耐水性微乳液水性墨水的方法，其包括下列步骤根据权利1要求的微乳液水性墨水的原料的成分和重量百分比，将油溶性染料溶解于油溶性溶剂中，在不断搅拌的情况下将其滴加到由复合表面活性剂、助表面活性剂和水形成的微乳液中，然后加入紫外光吸收剂、黏度调节剂和增稠剂，最后真空去除油溶性溶剂，得到稳定性好、环境友好的微乳液水性墨水。3.如权利要求1所述的微乳液水性墨水，其中的油溶性染料包括油溶黑、透明蓝、透明红、油溶蓝、油溶黄和油溶红。4.如权利要求1所述的微乳液水性墨水，其中的油溶性溶剂为苯、甲苯。5.如权利要求1所述的微乳液水性墨水，其中的表面活性剂为Span80、Tween80、OP_10。6.如权利要求1所述的微乳液水性墨水，其中的表面活性剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠。7.如权利要求1所述的微乳液水性墨水，其中的助表面活性剂为正戊醇、异戊醇、环己醇。8.如权利要求1所述的微乳液水性墨水，其中的紫外光吸收剂为二苯甲酮。9.如权利要求I所述的微乳液水性墨水，其中的黏度调节剂为乙二醇。10.如权利要求1所述的微乳液水性墨水，其中的增稠剂为纤维素衍生物、聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯吡咯烷酮、丙烯酸酯等水溶性树脂。全文摘要本发明将疏水性染料和紫外光吸收剂溶解于油溶性有机溶剂中，在室温不断搅拌的情况下将其逐滴滴加到由复合表面活性剂、助表面活性剂和水形成的微乳液中，然后加入适量黏度调节剂和增稠剂，最后真空去除油溶性溶剂，得到稳定性好、兼具耐光性和耐水性、环境友好的微乳液水性墨水。实验结果表明，与市售水性墨水相比，自制的微乳液水性墨水具有更好的耐水性、耐光性和耐擦划性，表明本发明所制备的疏水性染料微乳液水性墨水的综合性能优异。本发明提供一种由疏水性染料组成的、原料易得、加工低廉、配方简单、工艺易掌握、兼具耐光性和耐水性的微乳液水性墨水。文档编号C09D11/18GK101117470SQ200710048680公开日2008年2月6日申请日期2007年3月21日优先权日2007年3月21日发明者涛万,杰姚,王笑青,马小玲申请人:成都理工大学