一种黑色纳米水性颜料分散液制造技术

一种黑色纳米水性颜料分散液，其特征在于它由黑色颜料Ｃ．Ｉ．Ｐ．Ｂ．７、高分子分散剂、杀菌剂及去离子水组成；所说的黑色颜料与分散剂有效成分的比例为０．５～３之间；所说的黑色纳米水性颜料分散液的粒径Ｄ↓［５０］控制在４０．０～１５０．０ｎｍ之间。制备方法为：将分散剂和去离子水混合于容器并搅拌，加入黑色颜料，用高速剪切机剪切后进行循环研磨分散，每隔１５分钟进行粒度检测，直到分散液的粒径达到要求。本发明专利技术具有优良的分散性、保存稳定性，通过机械把黑色颜料表面已吸附的杂质（包括空气、气体或水份）替换出，让颜料颗粒的表面暴露在分散剂中，防止颜料颗粒彼此之间团聚，制得很稳定的颜料分散液。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种颜料分散液，特别是一种用于喷墨领域的黑色纳米水性颜料分散液及 其制备方法。(二) 背景介绍目前用黑色颜料制备的黑色水性颜料墨水占喷墨打印墨水的市场份额很大， 一般文本 打印多使用黑色水性颜料墨水，因为黑色水性颜料墨水打印文本文件即使其印刷面有水， 墨水也几乎不会洇染纸张；同时黑色颜料墨水打印的文本文件耐光性强，不易退色，所以 可以长期保存；又因为墨水中黑色颜料粒子停留在纸张表面，不会渗过纸张，可以实现双 面打印，节约打印成本。而以前黑色染料墨水在这三面一直表现不佳，所以黑色水性颜料 墨水正在逐步替代黑色染料墨水。黑色纳米水性颜料分散液是制备黑色水性颜料墨水的关键，但是要想得到分散性、保 存稳定性优良的黑色纳米水性颜料分散液却绝非易事。与有机颜料相比，黑色颜料的颗粒 非常细小而且表面亲油，在水中分散性很差，获得良好的分散体较为困难，所以在保存和 使用过程中黑色纳米水性颜料分散液极易出现问题。 一般来说，微观粒子分散稳定的机理 可分为两种 一是电荷效应，电荷效应是利用黑色颜料表面存在的电荷，使黑色颜料粒子 间产生电荷排斥，可使黑色颜料粒子间的团聚减轻；二是空间位阻效应。空间位阻效应是 利用化学或物理的方法使黑色颜料表面锚固空间位阻大的链段，利用链段的空间位阻效应， 可使黑色颜料粒子间的团聚减轻。如果用足够的机械能把黑色颜料表面已吸附的杂质(包括 空气、气体或水份)替换出，让颜料颗粒的表面暴露在分散剂中，防止颜料颗粒彼此之间团 聚，那么所制得的颜料分散液将会很稳定。中国专利CN 1803945A报道采用分散剂Solsperse 20000对黑色颜料进行砂磨分散而制备黑色纳米水性颜料分散液，所得分散液经过三级过滤后，分散液的平均粒径在 11(Tl25nm之间，但是没有相关该黑色纳米水性颜料分散液稳定性评价。(三)
技术实现思路
本专利技术的目的在于设计一种黑色纳米水性分散液，它是一种分散性、保存稳定性优良 的黑色水性纳米颜料分散液。本专利技术的技术方案:一种黑色纳米水性颜料分散液，其特征在于它由黑色颜料C. I. P.B. 7、高分子分散剂、杀菌剂及去离子水组成，其中黑色颜料C. I. P.B. 7的重量百分比为3 530%，高分子分散剂的重量百分比为5 50%，杀菌剂的重量百分比为0.2%,余量为去离子 水；所说的黑色颜料与分散剂有效成分的比例为0.5~3之间；所说的高分子分散剂选用路 博润(Lubrizol)公司的Solsperse 27000、 Sol印erse 43000，利安德(Lyondell)公司 的Ethacryl P，亨斯曼(Huntsman)公司的Jeffer印erse 3202、 Jeffersperse 3204，空 气化工(Air Products)公司的Zetasperse 2100， Zetasperse 1200， Zetasperse 1400， Zetasperse 1600， Zetasperse 2300中的至少一种；所说的黑色纳米水性颜料分散液的粒 径Ds。控制在40. 0 150. Onm之间。上述所说的黑色颜料占分散液总重量的重量百分比优选8~15%，分散剂占分散液总重 量的重量百分比优选9. 2 17. 3%。上述所说的黑色颜料与分散剂的比例优选1. 1 1. 8之间。上述所说的黑色颜料选用卡博特(Cabot)公司的Mongul-UREGAL 400R或REGAL 330R、 三菱化学(Mitsubishi Chemical Corporation)公司的MA_7、MA100或糾0、德固赛(Degussa) 公司的Special black 4和哥伦比亚化学(Columbian Chemical)公司的Raven 3500中的 至少一种。上述所说的杀菌剂为苯并异噻唑酮类物质，选用科莱恩(Clariant)公司Nipacide BIT-20。上述所说的分散剂的有效含量取该市售分散剂产品说明书上的标示数字；该分散剂的 用量根据黑色颜料的比表面积来定。一种黑色纳米水性颜料分散液的制备方法，其特征在于包括分散液的配制与墨水的配 制，其中(一) 分散液的配制包括以下步骤① 将分散剂和去离子水按照上述比例混合于容器中，并搅拌均匀；② 按比例加入黑色颜料，充分润湿；③ 用高速剪切机将步骤②所得的分散液高速剪切0.5 8.0小时，转速为1000 10000rpm，剪切完成后放置10. 0 20. 0分钟；④ 将步骤③所得的剪切分散液泵入研磨机中进行研磨分散；⑤ 将步骤④中研磨机出料口所得的分散液进入研磨机的储料槽，再次泵入研磨机进行 循环研磨0. 5 24. 0小时；⑥ 研磨过程中，每隔15分钟采用LB-550型动态激光散色粒度仪进行粒度检测，直到 分散液的粒径达到要求。(二) 制得的分散液配制墨水的过程为按重量百分比取上述步骤⑥所制得的分散液610 50%，保湿剂5 30%，表面活性剂O. 1~2%的和余量去离子水，制成喷墨墨水； 所说的制成的墨水能够用于对分散液定期定温下的稳定性检测。上述步骤①一③为剪切分散步骤其中步骤③中的高速剪切主要作用是使分散剂分散乳化均匀，打碎部分黑色颜料中的较大粒子，但时间过长其效果不再显著，所以剪切时间优选1. 0 2. 0小时。上述步骤 —⑥为研磨分散步骤其中步骤④中的研磨机为销棒式研磨机、珠磨机和新型纳米性能研磨机-DYN0 -MILL NPM中的一种，研磨介质采用锆珠、氧化锆珠和高性能 硅酸锆珠中的一种，平均直径在0. 05 1. OOmm之间；优选转速为600 4000rpm的销棒式 研磨机和直径在0. 05 0. 20mm之间的氧化锆珠；所说的步骤④中的研磨目的是使黑色纳米 水性颜料分散液的粒径继续降低，但是随着研磨时间的延长，其粒径下降速度将远远小于 初始的1.0 3.0小时，研磨效果不再显著，所以研磨时间优选1.0 3.0小时；所说的步 骤⑤中的出料口温度控制在20 40'C之间；所说的步骤⑥为颜料粒度检测。 上述所说的步骤⑥中的颜料粒度检测的步骤为a、 用滴管取出一滴待测样品，放入规格为18mmX180mm的试管中，加入去离子水高至 1/2试管高，振荡摇匀；b、 将稀释过的样品，放入超声波仪器内超声2mins，频率设定为40kHzX80%，温度 为25°C;c、 在3个比色皿中分别放入超声过的样品，液面低于比色皿外沿0.5cra;d、 双击电脑桌面上LB-550应用程序；e、 轻轻打开LB-550型动态光散射纳米粒度分析仪的盖子，在样品池中放入盛有样品 的比色皿；f、 点击Temp Panel,待温度控制到25。C后，点击Meas, Panel,屏幕上出现Measurement Panel后，点击Measure,开始测试；g、 等待机器测试完毕，记录数据。每个样品的粒径为三次测量值的加权平均。 本专利技术的优越性在于本专利技术具有优良的分散性、保存稳定性，通过机械把黑色颜料表面已吸附的杂质(包括空气、气体或水份)替换出，让颜料颗粒的表面暴露在分散剂中， 防止颜料颗粒彼此之间团聚，制得很稳定的颜料分散液。注D5。 一个样品的累计粒度分布体积百分数达到50%时所对应的粒径。 具体实施例方式本案中关于分散剂的有效含量本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种黑色纳米水性颜料分散液，其特征在于它由黑色颜料Ｃ．Ｉ．Ｐ．Ｂ．７、高分子分散剂、杀菌剂及去离子水组成，其中黑色颜料Ｃ．Ｉ．Ｐ．Ｂ．７的重量百分比为３～３０％，高分子分散剂的重量百分比为５～５０％，杀菌剂的重量百分比为０．２％，余量为去离子水；所说的黑色颜料与分散剂有效成分的比例为０．５～３之间；所说的高分子分散剂选用路博润（Ｌｕｂｒｉｚｏｌ）公司的Ｓｏｌｓｐｅｒｓｅ２７０００、Ｓｏｌｓｐｅｒｓｅ４３０００，利安德（Ｌｙｏｎｄｅｌｌ）公司的Ｅｔｈａｃｒｙｌ　Ｐ，亨斯曼（Ｈｕｎｔｓｍａｎ）公司的Ｊｅｆｆｅｒｓｐｅｒｓｅ　３２０２、Ｊｅｆｆｅｒｓｐｅｒｓｅ　３２０４，空气化工（Ａｉｒ　Ｐｒｏｄｕｃｔｓ）公司的Ｚｅｔａｓｐｅｒｓｅ　２１００，Ｚｅｔａｓｐｅｒｓｅ　１２００，Ｚｅｔａｓｐｅｒｓｅ　１４００，Ｚｅｔａｓｐｅｒｓｅ　１６００，Ｚｅｔａｓｐｅｒｓｅ　２３００中的至少一种；所说的黑色纳米水性颜料分散液的粒径Ｄ５０控制在４０．０～１５０．０ｎｍ之间。

【技术特征摘要】
CN 2007-12-28 200710060602.61. 一种黑色纳米水性颜料分散液，其特征在于它由黑色颜料C.I.P.B.7、高分子分散剂、杀菌剂及去离子水组成，其中黑色颜料C.I.P.B.7的重量百分比为3～30％，高分子分散剂的重量百分比为5～50％，杀菌剂的重量百分比为0.2％，余量为去离子水；所说的黑色颜料与分散剂有效成分的比例为0.5~3之间；所说的高分子分散剂选用路博润(Lubrizol)公司的Solsperse27000、Solsperse43000，利安德(Lyondell)公司的Ethacryl P，亨斯曼(Huntsman)公司的Jeffersperse 3202、Jeffersperse 3204，空气化工(Air Products)公司的Zetasperse 2100，Zetasperse 1200，Zetasperse 1400，Zetasperse 1600，Zetasperse 2300中的至少一种；所说的黑色纳米水性颜料分散液的粒径D50控制在40.0～150.0nm之间。2. 根据权利要求1所说的一种黑色纳米水性颜料分散液，其特征在于所说的 黑色颜料占分散液总重量的重量百分比优选8 15%，分散剂占分散液总重量的重 量百分比优选9. 2 17. 3%。3. 根据权利要求1所说的一种黑色纳米水性颜料分散液，其特征在于所说的 黑色颜料与分散剂的比例优选1. 1~1. 8之间。4. 根据权利要求1所说的一种黑色纳米水性颜料分散液，其特征在于所说 的黑色颜料选用卡博特(Cabot)公司的Mongul-L、 REGAL 400R或REGAL 330R、 三菱化学(Mitsubishi Chemical Corporation)公司的MA-7、 MA100或#40、德 固赛(Degussa)公司的Special black 4和哥伦比亚化学(Columbian Chemical) 公司的Raven 3500其中的至少一种。5. 根据权利要求1所说的一种黑色纳米水性颜料分散液，其特征在于所说 的所说的杀菌剂为苯并异噻唑酮类物质，选用科莱恩(Clariant)公司Nipacide BIT-20。6. 根据权利要求1所说的一种黑色纳米水性颜料分散液，其特征在于所说 的分散剂的有效含量取该市售分散剂产品说明书上的标示数字；该分散剂的用量 根据黑色颜料的比表面积来定。7. 根据权利要求1所说的一种黑色纳米水性颜料分散液，其特征在于所说 的分散剂的有效含量取该市售分散剂产品说明书上的标示数字；该分散剂的用量 根据黑色颜料的比表面积来定。8. —种黑色纳米水性颜料分散液的制备方法，其特征在于包括分散液的配 制与墨水的配制，其中(一) 分散液的配制包括以下步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：石金永，
申请(专利权)人：天津兆阳纳米科技有限公司，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]