本發(fā)明涉及墨水技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種適用于中性筆墨水配制的碳黑色漿及其制造方法。

背景技術(shù)：

中性筆是圓珠筆類產(chǎn)品中的新型品種，因中性筆書寫流暢，書寫手感輕捷舒適，字跡清晰，色澤感好，且書寫字跡耐水、耐曬，保存期長等優(yōu)點(diǎn)，已成為書寫工具主流產(chǎn)品和發(fā)展方向,而中性筆墨水是一種專供中性筆使用的水性油墨。我國雖然已經(jīng)是中性筆生產(chǎn)第一大國，但迄今為止生產(chǎn)中性筆所用中性筆墨水還大量依賴進(jìn)口，主要從日本、韓國、美國和德國等國引進(jìn)。

中性筆墨水的配制一般分成兩個(gè)獨(dú)立的步驟，首先將基色顏料配制成均勻、穩(wěn)定、濃度較高的色漿，然后再添加增稠劑、表面活性劑、pH 調(diào)節(jié)劑、潤滑劑、保濕劑、抗菌防霉劑、消泡劑和水溶劑等墨水組分配制成中性筆墨水。

其中，顏料色漿是配制中性筆墨水的重要原料，對(duì)中性筆墨水的品質(zhì)有著極其重要的影響，選用合適的、穩(wěn)定的色漿，是配制穩(wěn)定性好和品質(zhì)優(yōu)良的中性筆墨水的前提。用于中性筆墨水配制的色漿應(yīng)當(dāng)滿足：(1) 顏料顆粒粒度細(xì)小且粒度分布均勻，色漿本身存放穩(wěn)定；(2) 在后續(xù)墨水配制時(shí)，與墨水組分的相容性好，不能因?yàn)樯珴{與墨水組分的作用影響顏料顆粒的分散性，從而對(duì)整個(gè)墨水體系的穩(wěn)定性產(chǎn)生不利影響。

而目前，國內(nèi)外許多公司開發(fā)的水性顏料色漿在應(yīng)用中存在一定的局限性：(1) 穩(wěn)定性好的色漿，通常體系粘度高，以高粘度換取高穩(wěn)定性( 僅以不沉降分層表征的穩(wěn)定性)，但此類色漿顏料顆粒粒度較大，達(dá)不到中性筆墨水需要的顆粒細(xì)度；(2) 色漿在后續(xù)的墨水配制過程中，容易產(chǎn)生與墨水體系中的組分不兼容的情況，導(dǎo)致顏料顆粒的分散體系穩(wěn)定性被破壞，最終絮凝沉降。因而，使用此類色漿配制墨水，常常會(huì)出現(xiàn)成品墨水穩(wěn)定性差、容易沉降、引起筆頭堵塞等墨水的質(zhì)量問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

因此，針對(duì)上述的問題，本發(fā)明提供一種碳黑顆粒粒徑細(xì)度達(dá)到D50≤80nm，碳黑色漿體系穩(wěn)定，不沉淀，不返粗，儲(chǔ)存穩(wěn)定性好的適用于中性筆墨水配制的碳黑色漿及其制造方法。

為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)問題，本發(fā)明采取的解決方案為：一種適用于中性筆墨水配制的碳黑色漿，由下列原料組分組成：水性分散劑10-40%；水性濕潤劑1-8%；碳黑粉20-50%；防腐劑0.1-1%；去離子水30-70%；PH調(diào)節(jié)劑0.01-0.1%。

進(jìn)一步的是，所述水性分散劑至少為高分子超分散劑、聚丙烯-馬來西酸分散劑、聚苯乙烯-丙烯酸分散劑的一種，優(yōu)選為高分子超分散劑。

進(jìn)一步的是，所述水性濕潤劑為離子型表面濕潤劑或者非離子型表面濕潤劑，優(yōu)選為非離子型表面濕潤劑；非離子型表面濕潤劑至少為聚醚改性聚硅氧烷，聚氧乙烯烷基酚醚，聚氧乙烯脂肪醇醚，聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物的一種。

進(jìn)一步的是，所述碳黑粉的原始粒徑小于30nm。

進(jìn)一步的是，所述碳黑粉至少為哥倫比亞碳黑粉、卡博特碳黑粉、三菱炭黑粉中的一種。

進(jìn)一步的是，所述碳黑粉為哥倫比亞碳黑粉。

進(jìn)一步的是，所述防腐劑為對(duì)羧基苯甲酸丙酯、苯并異噻唑啉酮、雙乙酸鈉、苯甲酸鈉中的一種，優(yōu)選為苯并異噻唑啉酮。

進(jìn)一步的是，所述去離子水的電導(dǎo)率≤0.5us，PH為5.5-7.5。

進(jìn)一步的是，所述PH調(diào)節(jié)劑為氫氧化鈉、氫氧化鈣、一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、氨水中的一種，優(yōu)選為三乙醇胺。

一種適用于中性筆墨水配制的碳黑色漿的制造方法，依次包括如下步驟：

步驟（1）、物料預(yù)分散：將水性濕潤劑、水性分散劑和去離子水投入分散鍋中，控制分散鍋中分散盤的轉(zhuǎn)速150-250轉(zhuǎn)/分，分散10分鐘；之后再投碳黑粉，碳黑粉分三次投：第一次，投碳黑粉總量30%，控制分散鍋中分散盤的轉(zhuǎn)速150-250轉(zhuǎn)/分，分散20分鐘，再投第二次，投碳黑粉總量40%，控制分散鍋中分散盤的轉(zhuǎn)速300-350轉(zhuǎn)/分，分散30分鐘，再投第三次，將剩余的碳黑粉全部投完，控制分散鍋中分散盤的轉(zhuǎn)速500-650轉(zhuǎn)/分，分散2小時(shí)；

步驟（2）、砂磨：將步驟（1）處理完成的物料打入立式砂磨機(jī)中砂磨，立式砂磨機(jī)選用0.3-0.6mm的鋯珠，鋯珠添加量為砂磨機(jī)容積的60-80%，立式砂磨機(jī)轉(zhuǎn)速控制為800-900轉(zhuǎn)/分，砂磨時(shí)間控制4小時(shí)；

步驟（3）、PH調(diào)節(jié)：將步驟（2）處理完成的物料打入PH調(diào)節(jié)鍋，加入防腐劑和PH調(diào)節(jié)劑，分散攪拌，控制物料PH為6-8；

步驟（4）、過濾：將步驟（3）處理完成的物料通過過濾器過濾二次，得到碳黑色漿粒徑D50≤80nm，粘度50---70cps，其中過濾器內(nèi)過濾袋選用500nm的規(guī)格；

步驟（5）、包裝：將由步驟（4）處理得到的物料裝入包裝桶，即完成適用于中性筆墨水配制的碳黑色漿的制造。

通過采用前述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是：如上所述設(shè)計(jì)的適用于中性筆墨水配制的碳黑色漿，碳黑顆粒粒徑細(xì)度達(dá)到D50≤80nm，碳黑色漿體系穩(wěn)定，不沉淀，不返粗，儲(chǔ)存穩(wěn)定性好，顏料顆粒粒度細(xì)小且粒度分布均勻，色漿本身存放穩(wěn)定；在后續(xù)墨水配制時(shí)，與墨水組分的相容性好，能夠有效保證整個(gè)墨水體系的穩(wěn)定性，實(shí)用性強(qiáng)。

具體實(shí)施方式

以下將結(jié)合具體實(shí)施例來詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施方式，借此對(duì)本發(fā)明如何應(yīng)用技術(shù)手段來解決技術(shù)問題，并達(dá)成技術(shù)效果的實(shí)現(xiàn)過程能充分理解并據(jù)以實(shí)施。若未特別指明，實(shí)施例中所采用的技術(shù)手段為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的常規(guī)手段，所采用的試劑和產(chǎn)品也均為可商業(yè)獲得的。未詳細(xì)描述的各種過程和方法是本領(lǐng)域中公知的常規(guī)方法，所用試劑的來源、商品名以及有必要列出其組成成分者，均在首次出現(xiàn)時(shí)標(biāo)明。

實(shí)施例中運(yùn)用的主要測(cè)試儀器：

1.粒徑儀 Microtrac Nanotrac 150

2.粘度計(jì) BROOKFIELD VISCOMTER

3.恒溫恒濕箱 LHS-150HC

4.PH計(jì) 雷磁 PHS-3C

5.書寫劃園儀 天津市中天書寫儀器有限公司

實(shí)施例1-7的原料組分配比如下表1所示：

表1、實(shí)施例1-7的原料組分配比表

實(shí)施例1

一種適用于中性筆墨水配制的碳黑色漿的制造方法，依次包括如下步驟：

步驟（1）、物料預(yù)分散：將水性濕潤劑、水性分散劑和去離子水投入分散鍋中，控制分散鍋中分散盤的轉(zhuǎn)速150-250轉(zhuǎn)/分，分散10分鐘；之后再投碳黑粉，碳黑粉分三次投：第一次，投碳黑粉總量30%，控制分散鍋中分散盤的轉(zhuǎn)速150-250轉(zhuǎn)/分，分散20分鐘，再投第二次，投碳黑粉總量40%，控制分散鍋中分散盤的轉(zhuǎn)速300-350轉(zhuǎn)/分，分散30分鐘，再投第三次，將剩余的碳黑粉全部投完，控制分散鍋中分散盤的轉(zhuǎn)速500-650轉(zhuǎn)/分，分散2小時(shí)；

步驟（2）、砂磨：將步驟（1）處理完成的物料打入立式砂磨機(jī)中砂磨，立式砂磨機(jī)選用0.3-0.6mm的鋯珠，鋯珠添加量為砂磨機(jī)容積的60-80%，立式砂磨機(jī)轉(zhuǎn)速控制為800-900轉(zhuǎn)/分，砂磨時(shí)間控制4小時(shí)；

步驟（3）、PH調(diào)節(jié)：將步驟（2）處理完成的物料打入PH調(diào)節(jié)鍋，加入防腐劑和PH調(diào)節(jié)劑，分散攪拌，控制物料PH為6-8；

步驟（4）、過濾：將步驟（3）處理完成的物料通過過濾器過濾二次，得到碳黑色漿粒徑D50≤80nm，粘度50---70cps，其中過濾器內(nèi)過濾袋選用500nm的規(guī)格；

步驟（5）、包裝：將由步驟（4）處理得到的物料裝入包裝桶，即完成適用于中性筆墨水配制的碳黑色漿的制造。

對(duì)實(shí)施例1制得的適用于中性筆墨水配制的碳黑色漿進(jìn)行性能檢測(cè)：碳黑色漿粒徑D50 78.5nm，粘度70cps；在恒溫恒濕箱，溫度50℃，濕度70%里，三個(gè)月，黑色漿粒徑D50變化差值6.5，黑色漿粘度變化差值16，穩(wěn)定性好。

實(shí)施例2

實(shí)施例2中適用于中性筆墨水配制的碳黑色漿的制造方法與實(shí)施例1一致，差別在于原料組分中的碳黑粉選擇不同，詳見表1。

對(duì)實(shí)施例2制得的適用于中性筆墨水配制的碳黑色漿進(jìn)行性能檢測(cè)：碳黑色漿粒徑D50 81nm，粘度75cps；在恒溫恒濕箱，溫度50℃，濕度70%里，三個(gè)月，黑色漿粒徑D50變化差值19，黑色漿粘度變化差值44，穩(wěn)定性中。

實(shí)施例3

實(shí)施例3中適用于中性筆墨水配制的碳黑色漿的制造方法與實(shí)施例1一致，差別在于原料組分中的碳黑粉選擇不同，詳見表1。

對(duì)實(shí)施例3制得的適用于中性筆墨水配制的碳黑色漿進(jìn)行性能檢測(cè)：碳黑色漿粒徑D50 81.5nm，粘度93cps；在恒溫恒濕箱，溫度50℃，濕度70%里，三個(gè)月，黑色漿粒徑D50變化差值45.5，黑色漿粘度變化差值57，穩(wěn)定性中。

實(shí)施例4

實(shí)施例4中適用于中性筆墨水配制的碳黑色漿的制造方法與實(shí)施例1一致，差別在于原料組分中的水性濕潤劑、水性分散劑的選擇配比不同，詳見表1。

對(duì)實(shí)施例4制得的適用于中性筆墨水配制的碳黑色漿進(jìn)行性能檢測(cè)：碳黑色漿粒徑D50 62nm，粘度69cps；在恒溫恒濕箱，溫度50℃，濕度70%里，三個(gè)月，黑色漿粒徑D50變化差值9，黑色漿粘度變化差值11，穩(wěn)定性好。

實(shí)施例5

實(shí)施例5中適用于中性筆墨水配制的碳黑色漿的制造方法與實(shí)施例1一致，差別在于原料組分中的水性濕潤劑、水性分散劑、碳黑粉的選擇配比不同，詳見表1。

對(duì)實(shí)施例5制得的適用于中性筆墨水配制的碳黑色漿進(jìn)行性能檢測(cè)：碳黑色漿粒徑D50 60nm，粘度70.5cps；在恒溫恒濕箱，溫度50℃，濕度70%里，三個(gè)月，黑色漿粒徑D50變化差值27，黑色漿粘度變化差值209.5，穩(wěn)定性差。

實(shí)施例6

實(shí)施例6中適用于中性筆墨水配制的碳黑色漿的制造方法與實(shí)施例1一致，差別在于原料組分中的水性濕潤劑、水性分散劑、碳黑粉的選擇配比不同，詳見表1。

對(duì)實(shí)施例6制得的適用于中性筆墨水配制的碳黑色漿進(jìn)行性能檢測(cè)：碳黑色漿粒徑D50 90.3nm，粘度104cps；在恒溫恒濕箱，溫度50℃，濕度70%里，三個(gè)月，黑色漿粒徑D50變化差值39.7，黑色漿粘度變化差值243，穩(wěn)定性差。

實(shí)施例7

實(shí)施例7中適用于中性筆墨水配制的碳黑色漿的制造方法與實(shí)施例1一致，差別在于原料組分中的水性濕潤劑、水性分散劑、碳黑粉的選擇配比不同，詳見表1。

對(duì)實(shí)施例7制得的適用于中性筆墨水配制的碳黑色漿進(jìn)行性能檢測(cè)：碳黑色漿粒徑D50 60nm，粘度64cps；在恒溫恒濕箱，溫度50℃，濕度70%里，三個(gè)月，黑色漿粒徑D50變化差值7，黑色漿粘度變化差值7，穩(wěn)定性好。

將實(shí)施例1-7的性能檢測(cè)結(jié)果具體列表對(duì)比，具體結(jié)果如下表2所示：

表2、實(shí)施例1-7性能對(duì)比表

為了進(jìn)一步的說明適用于中性筆墨水配制的碳黑色漿的穩(wěn)定性，將穩(wěn)定性好的實(shí)施例1、實(shí)施例4、實(shí)施例7的適用于中性筆墨水配制的碳黑色漿分別用于制備中性筆墨水（實(shí)施例8-10），并檢測(cè)制備得到的中性筆墨水最終的穩(wěn)定性能。

實(shí)施例8-9的原料組分配比如下表3所示：

表3、實(shí)施例8-9原料組分配比表

實(shí)施例8

一種中性筆墨水的制造方法，依次包括如下步驟：

步驟一：在反應(yīng)鍋中投入乙二醇,聚乙二醇,丙三醇，高分子超分散劑,聚氧乙烯磷酸酯，水性丙烯酸樹脂，去離子水,攪拌分散溶解2小時(shí)，再投入碳黑色漿（實(shí)施例1）,防腐劑和PH調(diào)節(jié)劑，高速分散攪拌4小時(shí)，取樣測(cè)試：要求粘度控制在1000--1200cps，PH控制6.5---8.5；

步驟二：過濾，將步驟一得到的中性黑墨水通過過濾器過濾二次，過濾器內(nèi)過濾袋選用500nm；

步驟三：包裝：將步驟二得到的中性黑墨水裝入包裝桶，即完成中性筆墨水的制造。

實(shí)施例9

實(shí)施例9的中性筆墨水的制造方法與實(shí)施例8一致，差別在于原料組分的選擇配比，詳見表3。

實(shí)施例10

實(shí)施例10的中性筆墨水的制造方法與實(shí)施例8一致，差別在于原料組分的選擇配比，詳見表3。

將實(shí)施例8-10所得的中性筆墨水分別進(jìn)行穩(wěn)定性能檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果如下表4所示：

表4、實(shí)施例8-10的性能對(duì)比表

綜上所述，本發(fā)明專利申請(qǐng)中的適用于中性筆墨水配制的碳黑色漿，碳黑顆粒粒徑細(xì)度達(dá)到D50≤80nm，碳黑色漿體系穩(wěn)定，不沉淀，不返粗，儲(chǔ)存穩(wěn)定性好，顏料顆粒粒度細(xì)小且粒度分布均勻，色漿本身存放穩(wěn)定；在后續(xù)墨水配制時(shí)，與墨水組分的相容性好，能夠有效保證整個(gè)墨水體系的穩(wěn)定性，實(shí)用性強(qiáng)。

以上所記載，僅為利用本創(chuàng)作技術(shù)內(nèi)容的實(shí)施例，任何熟悉本項(xiàng)技藝者運(yùn)用本創(chuàng)作所做的修飾、變化，皆屬本創(chuàng)作主張的專利范圍，而不限于實(shí)施例所揭示者。