[发明专利]纳米颜料微胶囊的制备方法与应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种纳米颜料微胶囊的制备方法与应用，属于颜料技术领域。 

背景技术

个人计算机与数码相机正在快速发展，这极大地促进了数码影像处理技术的发展。其中喷墨打印技术，由于喷墨打印机价格低廉、操作时噪音低、优良的全彩打印品质等优点，已广泛地应用于家庭、个人工作室，甚至是各行各业。 

喷墨打印技术是指将墨水中的液滴喷布于载体上形成图像的一种非接触式技术。喷墨墨水是喷墨打印技术的关键，是喷墨打印机的主要耗材。目前市场上的喷墨墨水主要为水性染料墨水，它具有色彩艳丽、饱和、色彩还原性良好，对环境友好，比较环保等优点。但由于染料固有的特性，染料墨水打印后影像的防水性、耐光性、抗老化性能上很差。相比之下，颜料型墨水利用颜料作为色料，能提供更好的耐水、耐光稳定性及抗老化性能，不易受天气影响，抗日晒牢度较高。但是由于颜料型墨水中的有机颜料不是溶解而是分散于墨水介质中，必须配合适当的分散剂与附着剂，再加上颜料一般具有较大的颗粒尺寸，因此颜料型墨水比染料墨水更易发生沉淀与凝集，在长期存储中由于颜料的分散性-不稳定而可能引起喷墨打印机喷嘴堵塞，从而降低打印品质。这也正是一直困扰着颜料型墨水应用发展的主要原因。此外，颜料型墨水由于受到颜料具有其颗粒尺寸，而影响其渗透性，导致其干燥时间较长(常大于十秒)；且因颜料制备工艺的限制，目前的颜料型墨水一般所呈现地色彩都较不鲜艳，且色彩饱和度相对较差。 

在人工书写文件中，多数文件采用圆珠笔来书写。圆珠笔墨水也有染料型和颜料型之分，且二者也存在着上述同样的问题，例如染料型圆珠笔墨水耐老化性能差、不易保存；颜料型圆珠笔墨水，颗粒大易堵塞圆珠笔笔头等。 

重要档案和文件的长期保存需要又对喷墨墨水和圆珠笔墨水提出了更高的综合品质要求包括防水性、耐光性、耐老化性、色彩鲜艳杜和饱和度等。因此如何将颜料纳米化，提高颜料的分散稳定性，克服现有的墨水的缺陷，提供高品质的墨水成为研究者们追求的目标。 

近年研究者对颜料的细化和分散稳定性做了深入研究：US6323257B1通过化学反应的方法，将水溶性的基团如烷基或芳香烃基磺酸盐、亚硫酸盐、磷酸盐、羧酸盐、铵盐等化学接枝到颜料粒子表面，改善颜料粒子在水中的分散稳定性；周春隆等在酞菁铜颜料中添加酞菁铜磺酰胺衍生物，提高颜料在水中的分散性，在 型酞菁铜颜料中添加非离子表面活性剂NSAA（如Tween-80）和阴离子表面活性剂ASAA（如MF）的复配物，可以大幅度提高颜料在水中分散率；张天永等合成聚合物分散剂苯乙烯-马来酸酐共聚物的部分酯化物SME，用以对酞菁铜颜料进行表面改性处理，提高颜料在水中的分散性。为了获得预期的应用效果，提出了激光辐射与超声波处理技术、隐（潜在）颜料技术、超临界流体处理技术、等离子体溅射颜料改性技术等新的加工处理技术。然而，采用这些方法制备纳米颜料时存在工艺复杂，操作条件苛刻，耗时、耗能等问题。 

微胶囊技术（Micro encapsulation Technology）是用天然或合成高分子成膜材料把分散的固体、液体或气体包覆而形成微小粒子的方法，该技术制得的颜料微胶囊可以明显改善颜料粒子表面极性、在分散介质中的流动性及稳定性，且形成的胶囊可以保持着颜料的良好色泽，又使颜料的耐光性大为提高。颜料颗粒微胶囊化方法较多，例如专利CN1817981A基于相分离的原理，将颜料分散成纳米级粒子，然后用非溶剂使水溶性高分子聚乙烯醇、聚乙烯基吡咯烷酮或聚丙烯酰胺沉析在颜料粒子表面，形成在水中稳定分散的颜料纳米微胶囊（平均粒径小于100nm）。专利CN1687252A提供了一种纳米颜料的制备方法：将颜料、天然或合成高分子聚合物以适当的比例加入到合适的溶剂中，混合均匀后，经过分散和研磨处理，使聚合物包覆在颜料的表面，得到具有良好流动性、易分散性和稳定性的纳米颜料。专利CN1850921A在碱性介质和紫外线激活条件下，用丙烯酸树脂对纳米级颜料颗粒进行包衣，获得了纳米级微胶囊化颜料喷墨墨水，有效延长了颜料墨水的贮藏时间。此外，还可采用液相分离法、溶剂挥发法等对颜料进行微胶囊化。 

尽管目前关于颜料微胶囊的报导较多，但他们主要是利用微胶囊技术提高颜料粒子表面亲水性，在分散稳定性控制上仍有一定的不足，这直接影响到所制备的墨水的储存稳定性以及应用性能等。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种纳米颜料微胶囊的制备方法与应用，该制备方法过程相对简单，所制得的纳米颜料微胶囊不仅改善了颜料表面特性，而且具有一定的电负性，使得所制备的水性墨水具有良好的分散稳定性和优良的综合应用性能。