[發(fā)明專利]一種超聲波制備穩(wěn)定的納米級水性顏料分散液的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710195099.5
• 申請日: 2007-12-12
• 公開（公告）號: CN101220228A
• 公開（公告）日: 2008-07-16
• 發(fā)明（設計）人: 袁興陸
• 申請（專利權）人: 天津兆陽納米科技有限公司
• 主分類號: C09D17/00
• 分類號: C09D17/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

(一)技術領域：

本發(fā)明涉及一種制備顏料分散液的方法，特別是一種利用超聲波制備穩(wěn)定的納米級水性顏料分散液的方法。

(二)背景技術：

制備顏料分散液的難點在于顏料粒子的超細化、粒徑分布的均勻化以及顏料分散液的穩(wěn)定性。其中，顏料分散液的穩(wěn)定性對其應用具有重要意義。由于顏料粒子特別是納米顏料粒子具有較大的比表面積和較高的表面能，彼此之間極易產生自發(fā)凝聚和團聚現(xiàn)象，形成粒徑較大的二次粒子，從而使顏料分散液的穩(wěn)定性下降。因此，一般來說通過添加分散劑或其他方法得到分散比較穩(wěn)定的顏料分散液。

目前，最常見的顏料分散方法就是在分散設備的作用下通過分散劑對顏料粒子進行分散。雖然該方法簡單易行，但是由于分散劑分子結構局限性使其與顏料粒子表面結合不牢固而導致分散后的顏料粒子重新聚集在一起，造成顏料分散液的穩(wěn)定性下降，顏料粒徑變大，容易造成噴墨打印機堵頭，損壞噴墨打印機。

超聲波是指頻率超過2萬赫茲(Hz)的一種機械波，即超過人耳聽覺上限的聲波。超聲波對化合物的合成、聚合物的降解、顆粒物質的分散具有重要作用。迄今為止，對超聲波之所以能產生化學效應的原因尚不十分清楚。一個普遍接受的觀點是空化現(xiàn)象，即在液體介質中微泡的形成和破裂過程中，伴隨能量的釋放。空化現(xiàn)象產生的瞬間，形成了強烈的振動波，液體中空氣泡的快速形成和突然崩潰產生了短暫的高能微環(huán)境，據計算在毫微秒的時間間隔內可達5000K以上的高溫和約10⁷pascal的高壓，產生高速射流，使得在普通條件下難以發(fā)生的現(xiàn)象有可能實現(xiàn)。因此，超聲波分散亦是降低微粒團聚的有效方法，利用超聲空化時產生的局部高溫、高壓或強沖擊波和微射流等，可較大幅度地弱化微粒間的作用能，有效地防止粒子團聚，尤其在分散初期效果明顯。但此過程無法維持分散后的微粒不再團聚。

然而，單獨使用超聲波直接對未經研磨過顏料粒子進行處理時，無法得到分散性良好的納米粒子，這是因為未經研磨的顏料粒子其分子間作用力很大，超聲波對微粒所產生的作用無法達到對其粉碎的程度。因此超聲處理前顏料分散液必須經過物理機械研磨進行前期處理，但此方法無法維持表面能及動能較高的納米粒子不再團聚，造成納米顏料分散液的穩(wěn)定性逐漸下降。

(三)發(fā)明內容：

本發(fā)明的目的在于提供一種利用超聲波制備穩(wěn)定的納米級水性顏料分散液的方法，它將研磨處理后得到的納米顏料分散液進行超聲波處理可以明顯提高顏料分散液的穩(wěn)定性，這樣得以提高現(xiàn)有技術水平，克服顏料分散體分散難、穩(wěn)定性差、難于保存的缺點，增強顏料噴墨墨水的打印性能。

本發(fā)明的技術方案：一種超聲波制備穩(wěn)定的納米顏料分散液的方法，其特征在于它包括以下步驟：

(1)配制顏料分散混合液，分散混合液至少由去離子水、分散劑和顏料混合組成；

(2)將配制的顏料分散混合液用高速剪切機進行高速剪切，再經過研磨處理后得到納米級水性顏料分散液；

(3)將(2)所得的顏料分散液放入超聲波處理器中；

(4)調節(jié)超聲波功率，控制超聲溫度，進行超聲波處理；

(5)將超聲波處理后的顏料分散液取出，得到穩(wěn)定的納米級水性顏料分散液。

上述步驟(1)所說的顏料分散混合液含有分散劑4％～12％，顏料8％～30％，去離子水58％～88％；

上述步驟(1)中所說的顏料分散混合液中還可以加入重量百分比為0.1％～0.4％的殺菌劑。