CN106810943A - 一种防褪色耐高温水性黑墨水 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种防褪色耐高温水性黑墨水，原料组成为：黑色颜料、阴离子型水性聚氨酯‑丙烯酸酯复合乳液、羧甲基壳聚糖、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠、硫酸软骨素、卵磷脂、超细硅酸铝、重钙粉、纳米锡、纳米二氧化硅、去离子水。本发明水性黑墨水提高了墨水的着色保色性能，稳定性好，长时间储存也不会出现沉淀分层团聚现象，书写流畅耐久，性能稳定，不会堵塞笔头。具有很好的耐高温性，可有效防止墨水褪色，延长字迹保存时间；原料无毒无害，安全环保。
Description
技术领域
本发明属于墨水技术领域，涉及一种防褪色耐高温水性黑墨水。
背景技术
墨水是一种含有色素或染料的液体，可用于书写或绘画。黑墨水包括碳素墨水和染料墨水。目前较为常用的是碳素黑墨水，具有不易掉色，不怕水，奈腐蚀等优点，由于碳素墨水是以碳的颗粒作为着色的原料，为了使碳均匀分布要用胶体作为溶剂，粘性大，并且里面的颗粒粗，易堵笔，存在书写不流畅，若间歇书写很容易干涸以致堵塞笔具等现象存在。染料黑墨水的溶质是化学色素分子，以色素分子作为着色剂，流动性强，不易堵笔，不伤笔。但是染料型墨水的配方中通常含有一些对人体伤害的化学物质，且大部分颜料着色不够牢固，长期存放或遇水及稍高的温度的情况下，墨迹很容易渗化褪色，不利于文稿的保藏。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的上述问题，提供一种防褪色耐高温水性黑墨水，具有着色牢固，书写流畅，耐高温等优点。
本发明技术方案如下：
一种防褪色耐高温水性黑墨水，原料重量份组成为：黑色颜料30～50份，阴离子型水性聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液 3～5份，羧甲基壳聚糖10～15份，聚丙烯酰胺3～5份，聚丙烯酸钠16～22份，硫酸软骨素3～5份，卵磷脂6～8份，超细硅酸铝5～8份，重钙粉3～5份，纳米锡3～5份，纳米二氧化硅15～17份，去离子水75～90份。
所述的黑色颜料为直接黑、酸性黑、还原黑等。
所述的超细硅酸铝为3000目。
所述的重钙粉为2500目。
所述的纳米二氧化硅优选改性纳米二氧化硅，改性方法：纳米SiO2按质量比为1:5～8加入到乙二醇中，超声20min后逐滴滴加3-氨基丙基三乙氧基硅烷，加热回流20～24h，抽滤，滤饼用无水乙醇洗涤，烘干，然后分散到去离子水中，分散浓度15～20g/L，在惰性气体保护下，滴加0.2mol/L草酸钛铵至草酸钛铵在体系中浓度为15～20mmol/L，再滴加0.05mol/L的硝酸溶液调PH为2～3，搅拌，30～50℃反应25～30h后，抽滤，滤饼依次用无水乙醇、蒸馏水洗涤，真空干燥即可。
所述防褪色耐高温水性黑墨水制备方法为：首先，将聚丙烯酰胺、超细硅酸铝、纳米二氧化硅依次加入到去离子水中，搅拌，超声震荡20～25min，然后加入羧甲基壳聚糖、硫酸软骨素、卵磷脂、重钙粉和纳米锡，混匀后快速搅拌15min，然后在搅拌下逐滴滴加阴离子型水性聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液，送入球磨机中球磨至浆料粒度为950～1000nm，最后加入黑色颜料、聚丙烯酸钠，50～80℃搅拌30min，即得。
本发明防褪色耐高温水性黑墨水配方中，阴离子型水性聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液，是一种新型胶粘剂，具有高表面活性、良好的生态安全性和相溶性，干燥后字迹表面成膜，耐水性、机械性能和热稳定性以及附着力、抗冲击强度、硬度和柔韧性好。羧甲基壳聚糖、聚丙烯酰胺吸水能力特强，保水能力高，可反复释水、吸水，有效防止脱水，增加墨水粘性。卵磷脂、超细硅酸铝、纳米锡壳增加防水及耐热性能。纳米二氧化硅，尤其是改性后的纳米二氧化硅在水溶液中分散良好，并可与墨水配方中其他组分带入的离子复合引发聚合体系，并进行表面接枝聚合，增加体系稳定性，克服了其沉淀、团聚等问题。加入的聚丙烯酸钠是一种具有多种特殊性能的增稠剂，具有固定金属离子的作用，并能阻止游离金属离子产生消极作用。重钙粉耐候、保色，硫酸软骨素，有效提高书写时润滑性能。
本发明防褪色耐高温水性黑墨水，相对于现有技术有益效果在于：提高了墨水的着色保色性能，稳定性好，长时间储存也不会出现沉淀分层团聚现象，书写流畅耐久，性能稳定，不会堵塞笔头。具有很好的耐高温性，可有效防止墨水褪色，延长字迹保存时间；原料无毒无害，安全环保。
具体实施方式
下面通过具体实施例进一步说明本发明，应该理解的是，本发明实施例的制备方法仅仅是用于阐明本发明，而不是对本发明的限制；在本发明构思的前提下，对本发明制备方法的简单改进都属于本发明要求的保护范围。
实施例1
一种防褪色耐高温水性黑墨水，原料重量份组成为：还原直接黑DB 42份，阴离子型水性聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液 4份，羧甲基壳聚糖12份，聚丙烯酰胺3.5份，聚丙烯酸钠20份，硫酸软骨素4.1份，卵磷脂5.5份，3000目超细硅酸铝6.5份，2500目重钙粉4.2份，纳米锡4份，纳米二氧化硅16份，去离子水87份。
所述防褪色耐高温水性黑墨水制备方法为：首先，将聚丙烯酰胺、超细硅酸铝、纳米二氧化硅依次加入到去离子水中，搅拌，超声震荡25min，然后加入羧甲基壳聚糖、硫酸软骨素、卵磷脂、重钙粉和纳米锡，混匀后快速搅拌15min，然后在搅拌下逐滴滴加阴离子型水性聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液，送入球磨机中球磨至浆料粒度为950～1000nm，最后加入还原直接黑DB、聚丙烯酸钠，50～80℃搅拌30min，即得。
实施例2
一种防褪色耐高温水性黑墨水，原料重量份组成为：还原直接黑BCN 50份，阴离子型水性聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液 3.2份，羧甲基壳聚糖10份，聚丙烯酰胺3份，聚丙烯酸钠16.4份，硫酸软骨素3份，卵磷脂6.1份，3000目超细硅酸铝5份，2500目重钙粉3份，纳米锡3.4份，纳米二氧化硅15份，去离子水75份。
制备方法同实施例1。
实施例3
一种防褪色耐高温水性黑墨水，原料重量份组成为：酸性黑172 34份，阴离子型水性聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液 5份，羧甲基壳聚糖14.8份，聚丙烯酰胺5份，聚丙烯酸钠22份，硫酸软骨素5份，卵磷脂7.3份，3000目超细硅酸铝7.5份，2500目重钙粉5份，纳米锡4份，纳米二氧化硅17份，去离子水90份。
制备方法同实施例1。
实施例4
与实施例1不同之处在于所述的纳米二氧化硅为改性纳米二氧化硅，改性方法：纳米SiO2按质量比为1:6加入到乙二醇中，超声20min后逐滴滴加3-氨基丙基三乙氧基硅烷，加热回流20h，抽滤，滤饼用无水乙醇洗涤，烘干，然后分散到去离子水中，分散浓度18g/L，在惰性气体保护下，滴加0.2mol/L草酸钛铵至草酸钛铵在体系中浓度为15～20mmol/L，再滴加0.05mol/L的硝酸溶液调PH为2，搅拌，30～50℃反应25h后，抽滤，滤饼依次用无水乙醇、蒸馏水洗涤，真空干燥即可。
将上述实施例1-4制得的墨水及书写于普通纸张后的墨迹褪色测试结果见表1。
表1
从对比实验的数据中也可以看出，本发明墨水有着 较强的附着力、耐水浸泡、耐日光晒、耐高温、不易脱落、呈色稳定等特点，假塑性好，静止时墨水粘度较大，而在剪切力作用下墨水粘度变小，书写流畅、线型均匀稳定，且本发明墨水固化时间快（3～5s）易干，不易褪色，表面光泽好。
Claims (6)
1.一种防褪色耐高温水性黑墨水，其特征在于，原料重量份组成为：黑色颜料30～50份，阴离子型水性聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液 3～5份，羧甲基壳聚糖10～15份，聚丙烯酰胺3～5份，聚丙烯酸钠16～22份，硫酸软骨素3～5份，卵磷脂6～8份，超细硅酸铝5～8份，重钙粉3～5份，纳米锡3～5份，纳米二氧化硅15～17份，去离子水75～90份。
2.根据权利要求1所述的防褪色耐高温水性黑墨水，其特征在于：所述的黑色颜料为直接黑、酸性黑、还原黑。
3.根据权利要求1所述的防褪色耐高温水性黑墨水，其特征在于：所述的超细硅酸铝为3000目。
4.根据权利要求1所述的防褪色耐高温水性黑墨水，其特征在于：所述的重钙粉为2500目。
5.根据权利要求1所述的防褪色耐高温水性黑墨水，其特征在于：所述的纳米二氧化硅为改性纳米二氧化硅，改性方法：纳米SiO2按质量比为1:5～8加入到乙二醇中，超声20min后逐滴滴加3-氨基丙基三乙氧基硅烷，加热回流20～24h，抽滤，滤饼用无水乙醇洗涤，烘干，然后分散到去离子水中，分散浓度15～20g/L，在惰性气体保护下，滴加0.2mol/L草酸钛铵至草酸钛铵在体系中浓度为15～20mmol/L，再滴加0.05mol/L的硝酸溶液调PH为2～3，搅拌，30～50℃反应25～30h后，抽滤，滤饼依次用无水乙醇、蒸馏水洗涤，真空干燥即可。
6.根据权利要求1所述的防褪色耐高温水性黑墨水，其特征在于：其制备方法为：首先，将聚丙烯酰胺、超细硅酸铝、纳米二氧化硅依次加入到去离子水中，搅拌，超声震荡20～25min，然后加入羧甲基壳聚糖、硫酸软骨素、卵磷脂、重钙粉和纳米锡，混匀后快速搅拌15min，然后在搅拌下逐滴滴加阴离子型水性聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液，送入球磨机中球磨至浆料粒度为950～1000nm，最后加入黑色颜料、聚丙烯酸钠，50～80℃搅拌30min，即得。
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