一种笔及中性墨水制造技术

本发明专利技术提供了一种笔及中性墨水，该笔包括笔芯，在所述笔芯中设置有墨水，所述墨水包含高分子分散剂、增稠剂、水性树脂、润滑剂、助溶剂、保湿剂、杀菌剂、pH调节剂和水。本发明专利技术一实施方式的中性墨水，具有优异的稳定性与书写润滑性。

A pen and neutral ink

The invention provides a pen and a neutral ink, which comprises a pen core and is provided with ink. The ink comprises a macromolecule dispersant, a thickener, a water-borne resin, a lubricant, a cosolvent, a moisturizer, a bactericide, a pH regulator and water. The neutral ink according to the embodiment of the invention has excellent stability and writing lubricity.

【技术实现步骤摘要】
一种笔及中性墨水
本专利技术涉及墨水，具体为一种具有优异的稳定性与书写润滑性的中性墨水。
技术介绍
中性笔是目前市场上普遍使用的书写工具，中国作为中性笔的制造和消费大国每年生产中性笔和替芯的数量超过80亿支，但用于灌装中性笔的中性墨水大部分依赖进口，这与中性墨水开发的技术难度有关。中性墨水分为颜料型与染料型两大类，由于适合长期留存，颜料型中性墨水在整个中性墨水消费市场中占有主导地位。颜料型中性墨水是一个复杂的多相分散体系，可包括润湿剂、润滑剂、增稠剂等助剂。润湿剂用于书写界面的润湿，辅助墨水扩散从而能在不同表面性能的书写介质上正常书写；润滑剂用于书写过程中笔头球座体与球珠间的润滑，减小摩擦阻力因而书写顺滑；增稠剂用于增稠并赋予墨水体系剪切变稀性能，在书写时粘度降低顺畅出墨，停止书写后粘度及时升高避免笔头漏墨。以往的中性墨水配方大多只关注助剂的自身功能，导致墨水综合应用性能不突出，达不到高品质的要求，往往为了改善某一性能而牺牲其他性能。例如，剪切变稀的流变特性是中性墨水的一项重要特征，而体系中的润湿剂、润滑剂、保湿剂等功能助剂均会明显影响、甚至损害墨水的流变特性。
技术实现思路
本专利技术的一个主要目的在于提供一种笔，包括笔芯，在所述笔芯中设置有墨水，所述墨水包含高分子分散剂、增稠剂、水性树脂、润滑剂、助溶剂、保湿剂、杀菌剂、pH调节剂和水。本专利技术一实施方式提供了一种中性墨水，包含高分子分散剂、增稠剂、水性树脂、润滑剂、助溶剂、保湿剂、杀菌剂、pH调节剂和水。根据本专利技术一实施方式，所述中性墨水包含炭黑。根据本专利技术一实施方式，所述中性墨水包含：根据本专利技术一实施方式，所述高分子分散剂包含接枝聚合物，所述接枝聚合物包含丙烯酸主链和垂悬于所述丙烯酸主链的疏水性胺基侧链、亲水性聚醚侧链。根据本专利技术一实施方式，所述高分子分散剂的所述亲水性聚醚侧链与所述疏水性胺基侧链的摩尔比为1/13～1/5。根据本专利技术一实施方式，所述增稠剂为直链烷基或芳烃基改性的丙烯酸乳液。根据本专利技术一实施方式，所述水性树脂选自最低成膜温度高于50℃、酸值为50～100的纯丙乳液、苯丙乳液或叔丙乳液。根据本专利技术一实施方式，所述润滑剂包含氧化石墨烯，，所述氧化石墨烯含有磺酸基、磷酸基、羧酸基、羟基、酯基中的一种或多种，其中官能团占氧化石墨烯重量的5％～15％。本专利技术一实施方式提供了一种中性墨水的制备方法，包括：将助溶剂、高分子分散剂加入去离子水中；向上述体系中加入炭黑，然后加入pH调节剂使体系pH值在8.0～9.0之间，搅拌1～2小时使炭黑完全润湿；将体系中的混合物转移至砂磨机中采用0.3～0.5mm锆珠进行循环研磨，直至物料粒径D50≤150nm、D90≤200nm研磨结束，过滤制得炭黑色浆；以及向所述炭黑色浆中依次加入余量的pH调节剂、增稠剂、保湿剂、润滑剂、水性树脂、杀菌剂及余量的水，过滤制得所述中性墨水。本专利技术一实施方式的中性墨水，具有优异的稳定性与书写润滑性。具体实施方式体现专利技术特征与优点的典型实施例将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本专利技术能够在不同的实施例上具有各种的变化，其皆不脱离本专利技术的范围，且其中的描述在本质上是当作说明之用，而非用以限制本专利技术。本专利技术一实施方式提供了一种中性墨水，包含高分子分散剂、增稠剂、水性树脂、润滑剂、助溶剂、保湿剂、杀菌剂、pH调节剂和水，其中，水可以是去离子水。本专利技术一实施方式的中性墨水，通过助剂间的协同作用，避免了不利因素，实现了墨水体系分散、粘度的长期稳定与书写顺滑。于一实施方式中，中性墨水包含炭黑。于一实施方式中，炭黑为经表面处理的中色素炭黑或普通色素炭黑，例如欧励隆的特黑5、特黑4、Nerox510、Nerox600，三菱的MA8、MA70、MA100。于一实施方式中，中性墨水包含6.0～10.0质量份的炭黑、1.5～4.0质量份的高分子分散剂、0.5～1.0质量份的增稠剂、5.0～10.0质量份的水性树脂、0.01～0.1质量份的润滑剂、5.0～10.0质量份的助溶剂、10.0～20.0质量份的保湿剂、0.1～0.3质量份的杀菌剂、0.5～2.0质量份的pH调节剂以及42.6～71.4质量份的去离子水。于一实施方式中，中性墨水包含8.0质量份的炭黑、4.0质量份的高分子分散剂、1.0质量份的增稠剂、10质量份的水性树脂、0.05质量份润滑剂、7质量份助溶剂、15质量份保湿剂、0.2质量份杀菌剂、1.0质量份pH调节剂以及53.75质量份去离子水。于一实施方式中，中性墨水包含6.0质量份的炭黑、1.5质量份的高分子分散剂、0.5质量份的增稠剂、5.0质量份的水性树脂、0.07质量份润滑剂、7质量份助溶剂、18.0质量份保湿剂、0.2质量份杀菌剂、0.5质量份pH调节剂以及61.23质量份去离子水。于一实施方式中，高分子分散剂包含接枝聚合物，所述接枝聚合物具有丙烯酸主链和从该主链垂悬下来的疏水性胺基侧链及亲水性聚醚侧链，所述接枝聚合物的重均分子量为8000～12000，例如9000、10000等。于一实施方式中，所述接枝聚合物包括如下结构单元：其中：R11、R12、R13各自独立地选自甲基或乙基；R21、R22各自独立地选自氢原子、甲基、乙基、丙基、丁基；m1表示乙氧基的平均数，可以为介于5～13，例如7、8、10、11、12等。于一实施方式中，接枝聚合物的主链可以为嵌段共聚物，也可以为无规共聚物。于一实施方式中，接枝聚合物由聚乙二醇单丙烯酸酯、丙烯酸异辛酯及丙烯酸二甲氨基乙酯共聚制得。于一实施方式中，聚乙二醇400单丙烯酸酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸二甲氨基乙酯的质量比为7.6:25.4:12。于一实施方式中，聚乙二醇600单丙烯酸酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸二甲氨基乙酯的质量比为8:28:14。于另一实施方式中，接枝聚合物由聚乙二醇单丙烯酸酯、丙烯酸丁酯及丙烯酸二乙氨基乙酯共聚制得。于一实施方式中，聚乙二醇600单丙烯酸酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸二乙氨基乙酯的质量比为5.3:31.7:18。于一实施方式中，接枝聚合物的亲水性聚醚侧链与疏水性胺基侧链的摩尔比为1/13～1/5，例如1/12、1/8、1/6等。于一实施方式中，分散剂分子通过丙烯酸聚合物主链上的疏水性胺基侧链上的氮原子与炭黑颗粒表面的羧基、羟基及酯基相互作用吸附在炭黑表面，亲水性聚醚侧链在水中伸展构成空间位阻，从而稳定分散炭黑颗粒。于一实施方式中，增稠剂为直链烷基或芳烃基改性的丙烯酸乳液，例如普为(上海)新材料的CoaddH-120、CoaddH-15，巴斯夫的RheovisHS1152、RheovisHS1162。于一实施方式中，直链烷基或芳烃基改性的丙烯酸乳液的质量浓度为20％～40％，例如25％、30％、35％等。其中直链烷基是C14～C18的直链烷基，芳烃基是苯环、对位含有直链C4～C8的烷基苯基中的一种或多种。于一实施方式中，在溶胀状态下，增稠剂分子上的直链烷基或芳烃基与炭黑颗粒表面的碳原子产生弱的缔合作用，形成三维网络结构，在实现粘度构建的同时提高炭黑颗粒的分散稳定性。特别是，增稠剂分子中直链烷基或芳烃基与炭黑颗粒表面的缔合作用弱于丙烯酸接枝聚合物分散剂侧链上氮原子与炭黑颗粒表面的相互作用，可避免因竞争吸附将原本作用于炭黑颗粒表面本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种笔，包括笔芯，在所述笔芯中设置有墨水，所述墨水包含高分子分散剂、增稠剂、水性树脂、润滑剂、助溶剂、保湿剂、杀菌剂、pH调节剂和水。

【技术特征摘要】
1.一种笔，包括笔芯，在所述笔芯中设置有墨水，所述墨水包含高分子分散剂、增稠剂、水性树脂、润滑剂、助溶剂、保湿剂、杀菌剂、pH调节剂和水。2.一种中性墨水，包含高分子分散剂、增稠剂、水性树脂、润滑剂、助溶剂、保湿剂、杀菌剂、pH调节剂和水。3.根据权利要求2所述的中性墨水，包含炭黑。4.根据权利要求3所述的中性墨水，包含：5.根据权利要求2至4中任一项所述的中性墨水，其中，所述高分子分散剂包含接枝聚合物，所述接枝聚合物包含丙烯酸主链和垂悬于所述丙烯酸主链的疏水性胺基侧链、亲水性聚醚侧链。6.根据权利要求5所述的中性墨水，其中，所述高分子分散剂的所述亲水性聚醚侧链与所述疏水性胺基侧链的摩尔比为1/13～1/5。7.根据权利要求2至4中任一项所述的中性墨水，其中，所述增稠剂为直链烷基或芳烃基改性的丙烯酸乳液。8.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭亨长，陈义军，姚鸿俊，
申请(专利权)人：上海晨光文具股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31