[發明專利]一種黑色墨水及其制備方法

有效

• 申請號: 201310436279.3
• 申請日: 2013-09-24
• 公開（公告）號: CN103483911A
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發明（設計）人: 李寶才;楊靜;韋曦;何靜;張惠芬
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: C09D11/17
• 分類號: C09D11/17
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種墨水及其制備方法，具體地講是一種以腐植酸鈉為色料的黑色墨水及其制備方法。

背景技術

墨水是一種含有色素或染料的液體，墨水被用于書寫或繪畫。墨水的配方中含有一些對人體傷害的化學物質，且大部分顏料的墨跡很容易褪色，不利于文稿的保藏。碳素墨水為現在自來水筆使用最廣泛的黑色墨水，主要色料是炭黑，炭黑是有機物不完全燃燒或裂解的產物，主要成分是碳，是一種不親水的黑色粉末，即使將其磨得很細，加水后也不能制成墨水，必須經處理或添加具有特殊功能的助劑，才能制成墨水，該工藝復雜、費用較高、“三廢”嚴重，且由于水固體含量一般較高，其不溶于水也沒有自分散性，長時間放置容易產生分層和沉淀，也容易造成筆頭堵塞，為解決這樣的問題通常會加入分散劑，穩定劑、懸浮劑、乳化劑等，使炭黑長期穩定在水中分散、懸浮，增加了工藝的復雜性及成本。碳素墨水一般存在書寫不流暢，若間歇書寫則很容易干涸以致堵塞筆具的現象，更不能滿足電腦繪圖。

無污染是現代社會對墨水的基本要求，因此墨水的配方中要盡量減少有毒和腐蝕性成分。這主要體現為由有機溶劑型向更為環保理念的水基墨水發展。因此，發明一種環保，不易堵塞筆具且成本低廉的新型黑色墨水十分有必要。

發明內容

本發明目的在于提供一種綠色環保、性價比高、工藝簡單、防筆頭堵塞、味道清香、性能穩定的黑色墨水，該墨水組成物及質量百分比為：腐植酸鈉5-10%，穩定劑5-15%，潤濕劑5-15%，分散劑5-10%，防腐劑0.1-0.3%，消泡劑0.2-0.5%，去離子水30-70%。

本發明中所述潤濕劑為甘油、乙二醇、三乙醇胺中一種或兩種的任意比混合物。

本發明中所述分散劑為水溶性的聚丙烯酸鹽、黃原膠、糊精中一種或兩種的任意比混合物。

本發明中所述防腐劑為脫氫乙酸、苯甲酸鈉、山梨酸中一種。

本發明中所述消泡劑為三甲基硅油、二甲基聚硅氧烷、硅酮膏中一種或兩種的任意比混合物。

本發明墨水中還可以添加質量百分比0.5-1.0%的增黑劑、質量百分比0.2-0.4%的增香劑，所述增黑劑為石榴皮汁液，增香劑為丁香提取物，其中石榴皮汁液制備方法如下：將石榴皮搗成漿，按100g添加200-300g水的比例在漿料中加入水，混勻后置于50-70℃超聲波處理25-30分鐘，過濾除渣即得到石榴皮汁液；丁香提取物為常規市購產品。

本發明黑色墨水的制備方法如下：

（1）將質量百分比50-70%的去離子水分成兩份，一份加熱到78-82℃，將質量百分比5-10%分散劑、質量百分比5-15%穩定劑加入加熱后的去離子水中，攪拌，速度由慢到快，控制轉速500-1500r/min，攪拌到無色透明狀；

（2）加入質量百分比5-15%的潤濕劑，繼續充分攪拌8-12分鐘；

（3）在另一份去離子水中加入質量百分比5-10%的腐植酸鈉攪拌溶解，將腐植酸鈉溶液加入步驟（2）溶液中，混勻，再加入質量百分比0.2-0.5%的消泡劑，攪拌35-45分鐘；

（4）最后加入質量百分比0.1-0.3%的防腐劑，攪拌25-30分鐘使體系均勻，靜置、過濾，即得到黑色墨水。

??本發明制備方法中質量百分比0.5-1.0%的增黑劑在步驟（3）添加，質量百分比0.2-0.4%的增香劑在步驟（4）中添加。

本發明中腐植酸鈉是常規市購產品。

腐植酸鈉為烏黑晶亮，閃著漂亮光澤的無定性顆粒，其溶液呈墨黑色，系由褐煤煤里提出的多功能高分子化合物，性能類似炭黑色漿但無不溶于水的成分，具有很大的內表面積，有較強的吸附，交換，絡合，螯合能力。腐植酸鈉沒有毒性和腐蝕性，使用后可降解，極易溶于水，形成溶液，長期靜置也不會分層形成沉淀，穩定性好，用它做色料可以解決目前現有技術不足。另外腐植酸鈉本身就具有防腐，抗菌作用，可減少防腐劑用量；腐植酸鈉在工業上用做水的穩定劑，可減少穩定劑用量。

本發明黑色墨水按自來水筆用墨水行業標準---非顏料型墨水QB/T?1745.1-2011試驗方法進行檢驗，各項技術指標都達到合格標準。

本發明具有以下優點：

1、腐植酸鈉無毒無害，極易溶于水，省去使用增溶劑，腐植酸鈉本身就具有防腐，穩定作用，可減少防腐劑、穩定劑用量；

2、工藝簡單、成本低廉，味道清香、顏色濃郁；

3、書寫流暢耐久，性能穩定，不會堵塞筆頭；

4、使用了藥食兩用的石榴皮，丁香，苯甲酸鈉等做原料，安全、綠色天然環保，性價比高。