[发明专利]书写Pickering乳化墨水及其制备方法

说明书

本发明属于墨水制造技术领域，具体涉及一种书写Pickering乳化墨水及其制备方法。该乳化墨水包括改性颜料纳米粒子7.0‑15.0wt％；有机溶剂45.0‑56.0wt％；水26.0‑34.0wt％；水性高分子树脂3.0‑4.0wt％；油溶性高分子树脂4.0‑5.0wt％；辅助剂0.5‑1.5wt％；所述改性颜料纳米粒子由颜料纳米粒子通过共价键键合亲油亲水链段得到。本发明通过将颜料粒子与乳化剂合二为一，采用固体纳米粒子为表面活性剂，构建了稳定的乳液体系，得到了书写细腻流畅、粘度低、触变性优异及储存稳定性高的乳化墨水。

技术领域

本发明属于墨水制造技术领域，具体涉及一种书写Pickering(皮克林)乳化墨水及其制备方法。

背景技术

按照溶剂的区别划分，传统书写墨水主要分为油性墨水和水性墨水。油性墨水在产品稳定性、书写顺滑度、长度、字迹色度等方面具有较高的优越性，但墨水中使用大量有机溶剂，其中苯类、醛类、醚类等挥发性有机物具有一定的毒害性，对健康有潜在的危害。相比而言，水性墨水使用水作为溶剂，虽然极大提高了墨水的环保性，但具有容易冒油及书写断线、积墨等缺点。近年来，乳化墨水的出现(CN102791811A)得到了广泛关注，它用15％-50％的水替代有机溶剂，形成油包水或者水包油的乳液体系，在大大降低了有机溶剂的使用量，还兼具传统油性墨水和水性墨水的部分优点，具有较高的触变性，粘度较低，书写顺滑。

但是与传统墨水一样，新兴的乳化墨水依然需要使用溶剂型树脂对颜料粒子或者染料分子进行物理的弱作用锚定，同时使用大量表面活性剂或相间调节剂来构建相对稳定的分散体系(墨水本质上是一种热力学不稳定体系)，溶剂型的弱锚定作用容易在溶剂间相互作用中被消解；同时表面活性剂或者复合乳化剂的使用没有解决树脂在乳液体系中的长期稳定性问题。而近年来兴起的Pickering乳液体系研究，采用固体纳米粒子本身作为两相表面活性剂，乳液稳定性显著高于传统乳液，而且环境友好，比常见有机表面活性剂对环境的危害和对人体的毒害性都小。这为我们创造性地发明Pickering乳化墨水提供了研究基础。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种书写Pickering乳化墨水及其制备方法。该墨水的制备中，首先将颜料纳米粒子进行化学共价键改性，引入亲水亲油链段，增加粒子本身的两亲性；直接以两亲性颜料纳米粒子作为表面活性剂，构建水包油乳液体系，在简化传统表面活性剂的同时，得到了书写写细腻流畅、粘度低、触变性优异及储存稳定的墨水。

按照本发明的技术方案，所述书写Pickering乳化墨水，包括以下组分：

所述改性颜料纳米粒子由颜料纳米粒子通过共价键键合亲油亲水链段得到。

本发明乳化墨水中改性颜料纳米粒子为表面经过化学共价键修饰后接枝亲油/亲水链段的两亲性粒子，利用颜料纳米粒子充当油水分散过程中的乳化剂，具有书写细腻流畅、粘度低、触变性优异及储存稳定性高等特点；相对于油性墨水具有成本低、安全性高等优势，相对于水性墨水具有稳定性高和书写细腻流畅等优势。

优选的，各组分的质量百分比如下：

进一步的，所述改性颜料纳米粒子为改性黑色纳米粒子、改性红色纳米粒子或改性蓝色纳米粒子；所述改性黑色纳米粒子由SWN-W-80111或C611经酰化反应改性而得；所述改性红色纳米粒子由SWN-W-31701、R-177SM、R-122SM或5B-K经取代反应改性而得；所述改性蓝色纳米粒子由WN-W-41531、4G-K或1513经偶联反应改性而得。

进一步的，所述改性颜料纳米粒子的平均粒径小于100nm。

进一步的，所述有机溶剂为醇类、醚类和酯类中的一种或多种，满足低毒无害、绿色环保的要求，同时符合油墨安规标准。

进一步的，所述有机溶剂选自苯乙醇、乙二醇丁醚和乙二醇苯醚的一种或多种。