专利名称：一种黑色中性墨水专用颜料色浆及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种黑色中性墨水专用颜料色浆及其制备方法。
背景技术：
中性墨水是一种专供中性圆珠笔使用的水性油墨，其最大特点在于具有很高的稳定性、润滑性和特殊的流变性，主要表现为具有超微颜料粒径分布、能够稳定使用润滑助剂和具备一定的剪切稀化流变特征。中性墨水的生产主要以在水性颜料色浆中加入其它功能助剂直接调制的方式来实现。因未有中性墨水专用色浆产品问世，中性墨水常用两类色浆产品调制。一类为水性涂料和水性油墨色浆，例如专利“一种水性无机颜料色浆及其制备方法(申请号CN200510097165. 6)”和专利“无机颜料色浆及其制备方法(申请号CN200910030199.1)”。该类色浆的特点在于大量使用表面活性剂或高分子树脂且颜料粒径较粗，以其调制的中性墨水不仅粒径分布难以达到要求且由于过量表面活性剂的存在很难实现流变特性的调控。另一类为喷墨打印墨水色浆，例如专利“用于喷墨打印墨水的纳米级无机颜料色浆(申请号CN200410000322. 2)”和专利“一种阳离子型水性颜料色浆的制备方法(申请号200610096924.1)”。该类色浆的特点是表面活性剂含量低和实现了颜料的超微分散，但由于在色浆制备阶段未添加润滑助剂，很难实现中性墨水润滑性和稳定性的兼容。特别强调的是专利“一种水性颜料色浆及其制备方法(申请号CN201010248740. 9)”也属此类情况。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于调制黑色中性墨水的水性颜料色浆及其制备方法，达到所调制黑色中性墨水具有流变特征易于调控，稳定性高和润滑性能好的特点。本发明通过合理选择和使用表面活性剂，以多级研磨工艺实现了颜料的超微分散和润滑助剂的微乳化，所制备色浆具有与各种助剂兼容性佳和流变特征易于掌控的特点，可专用于调制高质量中性墨水，`所调制的中性墨水稳定性高、润滑性能优异且可根据不同需求调控流变特性。本发明用于调制黑色中性墨水的水性颜料色浆，其配方重量份数组成为
色素炭黑20-30重量份
去离子水36-63重量份润滑剂O. 5-1重量份
乳化剂O. 05-0. 2重量份
分散剂1-2重量份
聚乙烯吡咯烷酮5-10重量份
润湿分散剂O. 5-1重量份
聚乙二醇10-20重量份如上所述的色素炭黑为色素炭黑Clll或色素炭黑C311。如上所述的润滑剂为烷基磷酸酯类化合物，是Hostaphat MDAH (科莱恩化工(中国)有限公司)、Hostaphatl306 (科莱恩化工(中国)有限公司)、S1型烷基磷酸酯(丹东黎虹化工厂)中的一种。如上所述的乳化剂为非离子表面活性剂，是壬基酚聚氧乙烯醚，辛基酚聚氧乙烯醚、十聚甘油单油酸酯、单硬脂酸甘油酯中的一种或几种。如上所述的分散剂为阴离子型表面活性剂，是Dispersogen SNW (科莱恩化工(中国)有限公司)或Dispersogenl728 (科莱恩化工(中国)有限公司)。如上所述的聚乙烯吡咯烷酮(分子式[C19H31N3O3] n)是PVP-K15 (相对分子量8X103)、PVP-K30 (相对分子量4X 104)中的一种或两种。如上所述润湿分散剂为两性表面活性剂胺类共聚物，商品名DUOEEN TDO (阿克苏诺贝尔表面化学贸易有限公司)。
如上所述的聚乙二醇，分子式为HO (CH2CH2O)nH(n=4-450)，其平均相对分子质量为2X102。本发明的制备方法包括如下步骤I)将润滑剂加入聚乙二醇中并加热至60±5°C，加入乳化剂搅拌至均匀透明，在恒温条件下加入10-15重量份60±5°C的热水，之后搅拌冷却至室温，形成透明或半透明润滑剂微乳液；2)将聚乙烯吡咯烷酮溶解于等量的去离子水中，形成聚乙烯吡咯烷酮水溶液；3)在剩余的去离子水中加入分散剂和润湿分散剂，并充分搅拌溶解形成透明溶液，后加入色素炭黑搅拌均匀，并浸泡1-1. 5h形成炭黑浆料；4)在形成的炭黑浆料中加入聚乙烯吡咯烷酮水溶液和润滑剂微乳液，混合均匀后使用篮式研磨机研磨1. 5-2h ；5)将篮式研磨后形成的粗色浆置于纳米砂磨机研磨至颜料粒径D90 ( 350nm时出料，即为色浆成品。本发明与现有技术相比具有如下优点1.通过合理选择和使用表面活性剂，在保证色浆稳定性的同时大幅降低了色浆的表面活性剂的含量，使其具备很好的兼容性和流变调节性；2.利用微乳原理在色浆中加入润滑助剂，在有效保证色浆稳定的同时也提高了色浆调制墨水的润滑书写性能；3.合理选择表面活性剂并配合使用多级研磨工艺，高效实现了炭黑颜料的超微分散，使所制备色浆颜料粒径分布达到了制备中性墨水的技术要求。
具体实施例方式实施例1 (色浆I)色浆配方
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重量份制备过程I)将Hostaphat MDAH加入聚乙二醇中并加热至60°C，加入壬基酚聚氧乙烯醚搅拌至均匀透明，在恒温条件下加入15重量份60°C热水，之后搅拌冷却至室温，形成透明或半透明Hostaphat MDAH微乳液；2)将聚乙烯吡咯烷酮PVP-K30和PVP-K15溶解于等量的去离子水中，形成聚乙烯吡咯烷酮水溶液；3)在剩余的去离子水中加入Dispersogen SNW和DUOEEN TDO并充分搅拌溶解形成透明溶液，后加入色素炭黑Clll搅拌均匀并浸泡Ih形成炭黑浆料；4)在形成的炭黑浆料中加入聚乙烯吡咯烷酮水溶液和Hostaphat MDAH微乳液，混合均匀后使用篮式研磨机研磨1. 5h ；5)将篮式研磨后形成的粗色浆置于纳米砂磨机研磨至颜料粒径D90 ( 350nm时出料，即为色浆成品。实施例2 (色浆2)色浆配方
色素炭黑Clll25重量份
去离子水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
制备过程I)将Hostaphatl306加入聚乙二醇中并加热至63°C，加入辛基酚聚氧乙烯醚搅拌至均匀透明，在恒温条件下加入15重量份60°C热水，之后搅拌冷却至室温，形成透明或半透明Hostaphatl306微乳液；2)将聚乙烯吡咯烷酮PVP-K30和PVP-K15溶解于等量的去离子水中，形成聚乙烯吡咯烷酮水溶液；3)在剩余的去离子水中加入Dispersogenl728和DUOEEN TDO并充分搅拌溶解形成透明溶液，后加入色素炭黑Clll搅拌均匀并浸泡1. 5h形成炭黑浆料；4)在形成的炭黑浆料中加入聚乙烯吡咯烷酮水溶液和Hostaphatl306微乳液，混合均匀后使用篮式研磨机研磨2h ；5)将篮式研磨后形成的粗色浆置于纳米砂磨机研磨至颜料粒径D90 ( 350nm时出料，即为色浆成品。实施例3 (色浆3)色浆配方
权利要求
1.一种黑色中性墨水专用颜料色浆，其特征在于配方重量份数组成为色素炭黑20-30重量份去离子水36-63重μ份润滑剂O. 5-1重量份乳化剂O. 05-0. 2重量份分散剂1-2重量份聚乙烯Ptt咯焼酮5-10重量份润湿分散剂O. 5-1重量份聚乙二醇10-20重量份。
2.如权利要求1所述的一种黑色中性墨水专用颜料色浆，其特征在于所述的色素炭黑为色素炭黑Clll或色素炭黑C311。
3.如权利要求1所述的一种黑色中性墨水专用颜料色浆，其特征在于所述的润滑剂为烷基磷酸酯类化合物。
4.如权利要求3所述的一种黑色中性墨水专用颜料色浆，其特征在于所述烷基磷酸酯类化合物是Hostaphat MDAH、Hostaphatl306、SI型烧基憐酸酯中的一种。
5.如权利要求1所述的一种黑色中性墨水专用颜料色浆，其特征在于所述的乳化剂为非离子表面活性剂。
6.如权利要求5所述的一种黑色中性墨水专用颜料色浆，其特征在于所述的非离子表面活性剂是壬基酚聚氧乙烯醚，辛基酚聚氧乙烯醚、十聚甘油单油酸酯、单硬脂酸甘油酯中的一种或几种。
7.如权利要求1所述的一种黑色中性墨水专用颜料色浆，其特征在于所述的分散剂为阴离子型表面活性剂。
8.如权利要求7所述的一种黑色中性墨水专用颜料色浆，其特征在于所述的阴离子型表面活性剂是 Dispersogen SNW 或 Dispersogenl728。
9.如权利要求1所述的一种黑色中性墨水专用颜料色浆，其特征在于所述的聚乙烯吡咯烷酮是相对PVP-K15、PVP-K30中的一种或两种。
10.如权利要求1所述的一种黑色中性墨水专用颜料色浆，其特征在于所述润湿分散剂为两性表面活性剂胺类共聚物。
11.如权利要求10所述的一种黑色中性墨水专用颜料色浆，其特征在于所述的两性表面活性剂胺类共聚物是DUOEEN TDO0
12.如权利要求1所述的一种黑色中性墨水专用颜料色浆，其特征在于所述的聚乙二醇的分子式为HO (CH2CH2O) nH (n=4-450)，其平均相对分子质量为2 X IO2。
13.如权利要求1-12任一项所述的一种黑色中性墨水专用颜料色浆的制备方法，其特征在于包括如下步骤I)将润滑剂加入聚乙二醇中并加热至60±5°C，加入乳化剂搅拌至均匀透明，在恒温条件下加入10-15重量份60±5°C的热水，之后搅拌冷却至室温，形成透明或半透明润滑剂微乳液；2)将聚乙烯吡咯烷酮溶解于等量的去离子水中，形成聚乙烯吡咯烷酮水溶液；3)在剩余的去离子水中加入分散剂和润湿分散剂，并充分搅拌溶解形成透明溶液，后加入色素炭黑搅拌均匀，并浸泡1-1. 5h形成炭 黑浆料；4)在形成的炭黑浆料中加入聚乙烯吡咯烷酮水溶液和润滑剂微乳液，混合均匀后使用篮式研磨机研磨1. 5-2h ；5)将篮式研磨后形成的粗色浆置于纳米砂磨机研磨至颜料粒径D90( 350nm时出料， 即为色浆成品。
全文摘要
一种黑色中性墨水专用颜料色浆的配方重量份数组成为本发明具有所调制黑色中性墨水具有流变特征易于调控，稳定性高和润滑性能好的特点。
文档编号C09D11/18GK103045020SQ20131001625
公开日2013年4月17日 申请日期2013年1月16日 优先权日2013年1月16日
发明者刘守军, 张瑞东, 刁红亮, 吴瑞娟, 李月月 申请人:山西英可奥化工技术有限公司