[發(fā)明專利]高濃度中性墨水色漿及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510253820.6
• 申請日: 2015-05-18
• 公開（公告）號: CN104845453B
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周煒;黃小喜;江振林
• 申請（專利權(quán)）人: 真彩文具股份有限公司
• 主分類號: C09D17/00
• 分類號: C09D17/00
• 代理公司: 昆山四方專利事務(wù)所32212
• 代理人: 盛建德

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種中性墨水色漿的制備，尤其涉及一種色漿濃度不低于40wt.％的高濃度中性墨水色漿及其制備方法，屬于墨水調(diào)配領(lǐng)域。

背景技術(shù)

中性墨水色漿是高度分散的顏料分散體系，是將顏料與表面活性劑，水等介質(zhì)經(jīng)研磨處理，使顏料粒子在剪切力的作用下均勻穩(wěn)定地分散在水性體系中。用于中性墨水的顏料色漿，其組成為：顏料、表面活性劑、助劑、去離子水等。其中，顏料與表面活性劑的篩選對于色漿的制備和最終產(chǎn)品性能具有決定性作用。

現(xiàn)有中性墨水生產(chǎn)工藝，一般分為兩步即色漿制備和墨水調(diào)配，粒徑大小合適，性能穩(wěn)定的色漿是制備中性墨水的關(guān)鍵所在，又因以色素炭黑為顏料制備的中性墨水具有耐水、耐曬、色澤鮮艷等優(yōu)點，因此市場上大多以炭黑為原料生產(chǎn)中性墨水色漿。但是，色素炭黑由于其結(jié)構(gòu)具有原生粒徑小、比表面積大、顆粒之間有著極強的作用力，在水中不能自行分散，且研磨過程極易產(chǎn)生凝膠，所以在生產(chǎn)和儲存過程中極為不穩(wěn)定。為了克服這一問題國內(nèi)外許多學(xué)者對其進行了研究，主要的方法包括使用超分散劑分散、炭黑表面接枝分散、炭黑表面氧化改性。其中以超分散劑分散研究最多使用最廣，據(jù)文獻報道以疏水端為平面分子、親水端為可解離鹽基的離子型聚合物分散劑在水性體系中對炭黑分散效果最好，產(chǎn)品最穩(wěn)定。由于聚苯乙烯馬來酸酐銨鹽(SMA-NH⁴)一方面具有可以與炭黑表面的官能團形成π-π共軛作用的苯環(huán)，另一方面，其銨鹽在水中可電離形成-RCOO-為顏料提供足夠的zeta電勢，其大分子鏈段能為顏料的穩(wěn)定提供空間位阻，所以其是一種理想的分散劑。然后目前的苯乙烯-馬來酸酐共聚物對于難以制備濃度較高的穩(wěn)定色漿，主要是由于目前的分散劑空間位阻較小，且電位點較少，難以維持高濃度色漿面臨的顏料之間空間位阻少而易于絮凝，導(dǎo)致色漿穩(wěn)定性差的問題。但僅靠色漿中使用的分散劑，而沒有匹配良好的色漿調(diào)配工藝，仍會使色漿在制備過程中發(fā)生顏料團聚及儲存過程中發(fā)生顏料不穩(wěn)定的現(xiàn)象，因此如何在使用良好分散劑的基礎(chǔ)上匹配相應(yīng)的色漿制備工藝，從而得到粘度低、穩(wěn)定性好且固含量高的色漿，成為當(dāng)前中性墨水領(lǐng)域的重要問題。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供了一種高濃度中性墨水色漿及其制備方法，該制備方法在色漿中添加經(jīng)酰胺化、酯化和銨鹽化改性的苯乙烯-馬來酸酐型水溶性分散劑，然后經(jīng)一級預(yù)分散研磨過濾、二級粗磨過濾和三級精磨過濾制得高濃度中性墨水色漿，其中在精磨過濾中加入聚醚改性硅油來調(diào)節(jié)粘度，該色漿分散良好、粘度低、穩(wěn)定性好且固含量高于40wt.％，能廣泛應(yīng)用于中性墨水的調(diào)配。

本發(fā)明為了解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種高濃度中性墨水色漿的制備方法，包括下述步驟：

(1)預(yù)分散研磨：將水溶性分散劑按占色漿總量2～6wt.％的用量充分溶解于去離子水中，然后加入占色漿總量40～50wt.％的顏料后采用籃式研磨機進行預(yù)分散研磨，所述籃式研磨機中研磨鋯珠的粒徑為0.5～0.6mm，填充密度為60％，轉(zhuǎn)速為1000-2000rpm，預(yù)分散研磨時間為60～90min，預(yù)分散研磨溫度為20～45℃，預(yù)分散研磨結(jié)束后采用800～1500目篩網(wǎng)對研磨產(chǎn)物進行過濾，得到預(yù)分散研磨液；其中水溶性分散劑由苯乙烯-馬來酸酐共聚物依次經(jīng)乙醇胺酰胺化反應(yīng)、磷酸氫二銨酯化反應(yīng)、氨水銨鹽化反應(yīng)制備所得，該水溶性分散劑的HLB為5～15，重均分子量為12000～30000；

(2)粗磨：將上述預(yù)分散研磨液轉(zhuǎn)入棒銷式砂磨機中進行粗磨，該棒銷式砂磨機中研磨鋯珠粒徑為0.3～0.4mm，填充密度為70％，轉(zhuǎn)速為2000-3000rpm，粗磨時間為120～240min，粗磨溫度為20～45℃，粗磨結(jié)束后采用2500～3000目篩網(wǎng)對粗磨產(chǎn)物進行過濾，得到粗磨液；

(3)精磨：將上述粗磨液轉(zhuǎn)入填充有粒徑為0.8～0.12mm研磨鋯珠的棒銷式砂磨機中，并加入占色漿總量2～5wt.％的聚醚改性硅油進行精磨，其中研磨鋯珠的填充密度為70％，轉(zhuǎn)速為3500～4000rpm，精磨時間為90～120min，精磨溫度為20～45℃，精磨結(jié)束后采用12000目篩網(wǎng)進行過濾，得到高濃度中性墨水色漿；其中聚醚改性硅油的重均分子量為6000～10000，且該聚醚改性硅油中聚醚鏈段與有機硅鏈段的摩爾比為1:5。

其進一步的技術(shù)方案是：

步驟(1)中所述水溶性分散劑中苯乙烯鏈段與馬來酸酐鏈段的摩爾比為1:0.5～1.5。

本發(fā)明還公開了一種根據(jù)上述制備方法制備所得的高濃度中性墨水色漿。

其進一步的技術(shù)方案是：