[发明专利]中性笔用黑色墨水及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及墨水及其制备领域，具体涉及一种中性笔用黑色墨水及其制备方法。

背景技术

中性笔(即中性墨水笔)因其具有书写流畅润滑、字迹清晰、色泽好，而且速干、不沾不透、耐水、耐晒、保存期长等优点，成为国际上最流行的一种书写工具。中性笔所使用的墨水粘度介于油性圆珠笔墨水的粘度(1000～20000mPa·s)与水性圆珠笔墨水粘度(＜10mPa·s)之间，并具有良好的触变性，当中性笔用墨水储存于笔管中时，墨水处于高粘滞状态，防止墨水通过笔尖泄漏；书写时，笔头内的滚珠滑动时，产生的剪切力使墨水稀化，粘度降低，从而墨水可以流过笔尖进行书写。

我国为中性墨水笔生产第一大国，但迄今生产中性墨水笔所用的墨水几乎全部依赖进口，主要源于日本、韩国、美国和德国。国产的中性笔用墨水由于在稳定性、流畅性方面存在缺点，而无法大规模应用。但进口墨水与国内生产的笔头匹配性较差，而国内所生产的中性笔用墨水由于技术方面原因，还存在一些问题：一、稳定性差，保质期短，经过长时间贮存，会出现分层、沉淀现象，书写时会出现断线、笔头堵塞等问题；二、耐温性差，温度变化时，墨水吐墨不均匀，容易发生漏墨或断线；三、脱帽时间短。

黑色中性笔墨水所用的色素碳黑由于其结构的特殊性，原生粒径小，比表面积大，颗粒之间有着极强的作用力，在水中没有自分散性，且研磨过程极易发胀，产生凝胶，是颜料中最难分散的品种之一，当碳黑颗粒不能做到足够细时，由于重力的原因而使墨水产生的分层、沉淀，从而造成堵塞笔头，而当颗粒小于500nm时，在水中的颗粒相互吸引，会倾向团聚，  重新形成大颗粒，  此时墨的形态极不稳定，因此，必须通过适当的表面处理、表面接枝或使用分散剂等方法才能使其稳定地分散于水中。

中国专利ZL200610024695.2中公开了一种中性墨水，包括如下组分：A：水溶性染料0.5～6克，B：分子量＞20万的聚丙烯酰胺1～8克，C：有机水溶性还原剂0.5～4克，D：壬基酚聚乙氧基(5)醚1～6mL，E：去离子水100克；其中，水溶性染料包括：酸性墨水蓝、酸性墨水黑；有机水溶性还原剂包括：抗坏血酸、草酸、草酸钠。该中性墨水，可用于市场所销售的中性墨水笔的灌制，书写性能良好、可稳定保存；此外，该墨水灌装时可不使用液体浮塞酯，从而简化了灌装工艺。但其稳定性还有待进一步提高。

中国专利ZL 200610028026.2中公开了一种颜料碳黑中性笔墨水及其制备方法。这种中性笔墨水的组份重量配比为：碳黑色浆30％～40％，溶剂10～30％，增稠剂1％～5％，抑制挥发剂0.5％～5％，pH调节剂1％～3％，润滑剂1％～2％，防锈剂0.5％～2％，防腐剂0.5％～2％，去离子水30％～50％。该中性笔墨水具有工艺简单，成本低廉，色泽鲜亮以及优良的书写性能，但其稳定性还有待进一步提高。

发明内容

本发明提供了一种具有很好的高低温稳定性和清晰度的中性笔用黑色墨水。

本发明还提供了一种中性笔用黑色墨水的制备方法，该方法易于控制，便于调节。

一种中性笔用黑色墨水，由如下重量百分比的原料组成：碳黑色浆30％～40％，有机硅改性丙烯酸树脂乳液5％～30％，溶剂10％～30％，增稠剂0.3％～0.8％，pH调节剂1％～3％，润滑剂0.2％～2.0％，防锈剂0.3％～2.0％，防腐剂0.2％～2.0％，消泡剂0.02％～0.5％，去离子水余量。

所述的碳黑色浆的制备方法包括步骤：

(1)将阴离子分散剂溶于去离子水中，用氨水调节pH值为7.5-9.5，得到阴离子分散剂水溶液，再加入碳黑至阴离子分散剂水溶液中，混合至少0.5小时使碳黑充分润湿，然后加入聚季铵盐阳离子，混合至少0.5小时得到一次产物，完成一个双电层组装；

(2)向步骤(1)的一次产物中重复交替加入阴离子分散剂和聚季铵盐阳离子多次，操作同步骤(1)，得到多次产物，完成多个双电层组装；

(3)向步骤(1)的一次产物或步骤(2)的多次产物中加入阴离子型聚丙烯酸系研磨树脂及适量消泡剂，混合均匀后砂磨4小时～8小时，制得碳黑色浆；

以单个双电层组装计，所述的阴离子分散剂的加入量为碳黑色浆质量的0.1％～3％，所述的聚季铵盐阳离子的加入量为碳黑色浆质量的0.1％～3％；

所述的碳黑的加入量为碳黑色浆质量的35％～45％；

所述的阴离子型聚丙烯酸系研磨树脂的加入量为碳黑色浆质量的5％～12％。