[發明專利]一種W/O型乳液型環保圓珠筆油墨水及其制備方法

在審

• 申請號: 201510010090.7
• 申請日: 2015-01-09
• 公開（公告）號: CN105038405A
• 公開（公告）日: 2015-11-11
• 發明（設計）人: 董金鳳;李學豐;金桂英;張勝紅;蔣贊
• 申請（專利權）人: 蘇州雄鷹筆墨科技有限公司;武漢大學
• 主分類號: C09D11/18
• 分類號: C09D11/18
• 代理公司: 南京正聯知識產權代理有限公司 32243
• 代理人: 顧伯興

技術領域

本發明涉及一種W/O型乳液型環保圓珠筆油墨水及其制備方法。

背景技術

我國是制筆業的生產大國和出口大國，其中圓珠筆的產量已躍居世界第一位。傳統的圓珠筆墨水主要是油性墨水，它是一類由顏料(包括有色顏料和填充料)、礦物油、助劑等物質組成的均勻混合物，具有一定顏色與流動度的漿狀膠連體。書寫質量較好的圓珠筆墨水，其基本的物理化學性質如粘度、潤滑性和表面張力等都有一定的特異性。油性墨水粘度過高會導致出墨量過少，使書寫間斷、不流暢；而粘度太低則又會導致出墨量過大，甚至出現冒水、起筆和頓筆有超墨現象。傳統的油性墨水粘度一般在11000~21000mPa·s，中油墨水則在1500~6500mPa·s，其流動阻力都比較大。但由于它們的潤滑性較好、摩擦系數較小進而改善了書寫質量。此外，根據我國輕工行業標準QB/T1964-2007《圓珠筆用油墨》規定，墨水的表面張力應介于33~48mN/m，過高的表面張力不利于墨水在球珠表面的潤濕和鋪展而影響書寫的質量，而過低的表面張力使油墨過度潤濕和鋪展則容易導致油墨的滲漏。

需要指出的是油性墨水在生產過程中使用了大量石油系礦物油如苯環、芳烴等，使油墨中包含大量有毒性揮發物VOC(VolatileOrganicChemical)，無論對生產工人的健康、產品使用者的健康、自然環境等都有嚴重的隱患。近年來，隨著人們在健康、環境保護等方面意識的增強，更加環保、清潔的水性和中油墨水逐步取代油性墨水，在國內外高端制筆行業中已普遍使用。另一方面，如何對傳統的油性墨水進行改性，減少油墨生產過程中的有機溶劑的用量也是實現環保的一種重要手段，對提升我國傳統的油性墨水的品質具有重要意義和價值。

發明內容

本發明的目的是提供一種W/O型乳液型環保圓珠筆油墨水及其制備方法。其主要特征在于該圓珠筆油墨水用溶劑水取代了中油墨水中的部分有機溶劑，降低了傳統中油墨水中有機溶劑的用量，降低了成本并達到了環保的目的。

該W/O型乳液型環保圓珠筆油墨水的制備方法分為兩步。第一步，首先配制兩種不同組分的混合物1和混合物2，其中：

混合物1：將染料和乳化劑a溶解在有機溶劑A中，加熱攪拌溶解，得到混合物1；

混合物2：將增稠高分子、乳化劑b、部分助劑同有機溶劑B和水混合，加熱攪拌，形成油包水的乳狀液，得到混合物2；其中乳化劑a與乳化劑b可以相同或不同；

第二步，將第一步所配制的混合物1和混合物2合并并且混合均勻，然后再加入剩余部分助劑和觸變劑后攪拌分散，得到本發明的W/O型乳液型環保圓珠筆油墨水。

根據本發明的一種優選實施方案，乳化劑a和乳化劑b分別為Span20、Span40、Span60、Span80、Tween20、Tween30、Tween60和Tween85中的一種或任意兩種或多種的混合物。有機溶劑A可以選自碳原子數為4至12、優選5至10的醇類和醚類，優選為苯甲醇、乙二醇苯醚、苯甲氧基乙醇和二甘醇單乙醚中的一種或任意兩種或多種的混合物。有機溶劑B可以選自碳原子數為3至10、優選3至8的醇類和醚類，優選為丙二醇、乙二醇苯醚、二乙二醇乙醚和苯甲醇中的一種或任意兩種或多種的混合物。增稠高分子可以為對圓珠筆油墨水具有增稠作用的任何天然或合成高分子，優選為酚醛樹脂、聚酮樹脂、聚乙烯吡咯烷酮、水性丙烯酸酯、水性環氧樹脂、羧甲基纖維素鈉、黃原膠中的一種或任意兩種或多種的混合物。助劑可以為潤滑劑，例如硬脂酸甘油酯、油酸、油溶性磷酸酯、辛醇、癸醇、十二醇、十四醇和十六醇等中的一種或任意兩種或多種的混合物。觸變劑可以為有機膨潤土和氣相二氧化硅中的一種或混合物。

根據本發明的一種優選實施方案，在制備混合物1和混合物2的過程中，加熱溫度控制在40℃~90℃。

根據本發明的一種優選實施方案，在根據本發明的W/O型乳液型環保圓珠筆油墨水的制備方法中，各組分的質量百分比組成如下：

染料20%~30%

水5%~30%

有機溶劑A+有機溶劑B32.5%~57.5%

乳化劑a+乳化劑b1%~2%

增稠高分子11%~16%

觸變劑0.4%~0.7%

助劑1.2%~2.5%。

其中有機溶劑A占有機溶劑總量的20%~80%，優選40%~60%；有機溶劑B占有機溶劑總量的80%~20%，優選60%~40%。

其中乳化劑a占乳化劑總量的20%~80%，優選40%~60%；乳化劑b占乳化劑總量的80%~20%，優選60%~40%。