墨水组合物，其制备方法及使用该墨水组合物的笔头技术

本发明专利技术提供一种墨水组合物，其制备方法及使用该墨水组合物的笔头。本发明专利技术的墨水组合物中包括着色物质，添加剂，水，以及内交联水性聚氨酯乳液。本发明专利技术的笔头用于和所述墨水组合物配合使用。采用本发明专利技术的技术方案，可以实现在一定时间内，书写墨迹可擦，而在一定时间后书写墨迹不可擦的效果。

【技术实现步骤摘要】
,其制备方法及使用该的笔头的制作方法
本专利技术涉及一种书写用的，其制备方法及使用该的笔头， 具体涉及一种用于制备可擦中性墨水的组合物，与可擦中性墨水配合使用的笔头，以及相应的制造方法。
技术介绍
书写工具的主要功能是书写，因为写错了就需要修改，于是就有了可擦的功能要求，也就是在不破坏纸张的前提下用普通橡皮擦能将字迹擦掉。在书写工具的主要门类中，铅笔最主要的特点就是可擦性能，而钢笔和圆珠笔因为其书写介质(无论油性或水性)中的着色物质会渗透到纸张的纤维中，所以就无法在不破坏纸张的前提下用普通橡皮擦将字迹擦掉。于是，人们就利用氧化还原反应褪色原理和酸碱度变化及中和反应变色原理等，专利技术了可以将钢笔等水性墨水的颜色消除掉的消色液，但是，这种消色方法比较麻烦，需要有其他的工具将消色液涂敷在需要消除的字迹上， 如果还要在上面书写则必须另外用灌注不会与消色液发生反应的书写介质的书写工具。此外，能与消色液发生反应的水性墨水，本身的酸碱度会偏强，会因为保存环境和时间而出现变色甚至褪色的现象，不利于书写字迹的保存。之后，又专利技术了可擦圆珠笔，其油性油墨中含有橡胶和树脂等高分子材料，会在油墨周围形成簿膜，以阻隔油墨中的着色物质渗透到纸张的纤维中，从而达到可擦的目的。由于溶解橡胶和树脂等高分子材料的是一种易挥发的有机溶剂，在一定的时间内会挥发掉， 使得之前所形成的簿膜逐渐消失，油墨中的着色物质又会渗透到纸张的纤维中，这样书写的字迹又擦不掉了。但是，可擦圆珠笔的油墨粘度很高，流动性较差，尤其是油墨中有易挥发的有机溶剂存在，必须置于密闭环境下才能得以保存，因此，从可擦圆珠笔诞生起，其笔芯都是采用密闭式的并且内部加压力的结构，这样就大大提高了制造成本，再加上对温度的敏感性及保存问题等，经历了三十多年的发展，可擦圆珠笔仍然未能得到比较广泛的应用。作为圆珠笔大类中的后起之秀，中性墨水圆珠笔仅用十多年时间就发展成为广受欢迎的书写工具。中性墨水圆珠笔的主要特点是采用了介于高粘度油性油墨与低粘度水性墨水之间的中粘度凝胶状水性墨水。通常中性墨水以有机颜料作为着色物质，其书写线迹具有良好的保存性。所谓的中粘度并非是简单的增稠，而是采用具有良好戳变性和较强假缩性的凝胶状增稠物质，这种凝胶状增稠物质在静止状态下，其长链分子结构与颗粒之间的物理化学作用，形成类似网状结构，表现为较高的粘度，既可以保持颜料颗粒分散的均勻性和稳定性，又能防止墨水从笔头的间隙处渗出或者从储墨管后端倒流；在书写状态下，由于笔头前端球珠快速转动而使得剪切变形速度增大，这种网状结构被破坏，长链分子沿流动方向定向排列，使流动阻力减小，表现为粘度降低，书写出墨流畅。中性墨水圆珠笔的显著特点造就了其优良的书写性能，同时也为研制可擦中性墨水增加了技术难度。目前，可以见到的所谓可擦中性墨水，要么可擦性能很差，要么线迹用4手一摸就糊掉甚至没有了，尚未有可以在一定时间内可擦，过了一定时间后不可擦的可擦中性墨水。
技术实现思路
为了解决现有的中性墨水可擦性能很差，且不能实现一定时间内可擦，过了一定时间后不可擦的技术问题，提出了本专利技术。根据本专利技术的一个方面，其提供了一种具有优良书写性能、在一定时间内可擦、过了一定时间后不可擦的可擦。所述的成分包括着色物质，添加剂和水，还包括内交联水性聚氨酯乳液，所述内交联水性聚氨酯乳液由选自TDI(甲苯二异氰酸酯)、MDI (二苯基甲烷二异氰酸酯)、DMPA ( 二羟甲基丙酸)、(TODI) 二甲基联苯二异氰酸酯、(HMDI)六亚甲基二异氰酸酯、聚己二酸乙二醇酯多醇、交联剂Ca、TMP的一种或一种以上成分构成。通过在聚氨酯大分子中引入含有3个或以上官能团的单体，生成具有部分交联或者支化分子结构的聚氨酯胶束；另一种方法是在水性聚氨酯乳液中加入可以与乳液稳定共存的内交联剂，并且在乳液体系因为温度或者PH值的变化，或者在外部能量的作用下，才与聚氨酯树脂中的官能团发生交联反应，形成具有网状结构的交联体系而生成薄膜的成膜技术，并且利用薄膜自然固化的时间，可以实现在一定时间内，即薄膜尚未固化的时间内书写墨迹可擦，而在一定时间后，即薄膜已固化后书写墨迹不可擦的效果。本领域技术人员应当理解，在水性聚氨酯乳液中加入可以与乳液稳定共存的内交联剂时，所述乳液与内交联剂的比例可以根据交联反应的需要任意选择，一般地，其比例可以是3 9 1。本专利技术所述的着色物质是由树脂包裹颜料，采用原位聚合及微乳液制备方法合成得到的，其中颜料包括有机颜料和无机颜料，例如炭黑颜料、酞菁蓝颜料等，包覆的树脂由苯乙烯系列、丙烯酸系列、马来酸系列等单体的一种或几种聚合生成；所获得的树脂包裹颜料的颗粒形状为圆球形，见图1，或不规则多面体或碎片状，见图2，颗粒粒径通常在0. 5 20μπι，其中90%以上在1 15μπι之间，这些着色粒子具有在水性体系中良好的分散稳定性；本专利技术所采用的添加剂包括一种或者多种下列成分水溶性树脂，分散剂、粘度调节剂、消泡剂、防干保湿剂、防腐剂。其中，所述水溶性树脂为苯乙烯聚丙烯酸树脂。所述分散剂为选自吐温、聚氧乙烯烷基苯基醚、脂肪酸单乙醇酰胺、聚氧乙烯烷基胺；阴离子表面活性剂脂肪醇硫酸酯单乙醇胺盐、脂肪酸磺烷基酯、脂肪醇硫酸酯单乙醇胺盐、聚乙烯多胺盐、十六烷基溴化吡啶、阳离子表面活性剂脂肪酸聚氧乙烯酯、聚丙二醇的环氧乙烷加成物、三甲基硬脂酰胺氯化物中的一种或者一种以上成分。所述粘度调节剂为选自聚丙烯酸钠、聚阴离子纤维素、羟乙基纤维素、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、黄原胶、乙氧基聚氨酯的一种或者一种以上成分。所述消泡剂由乳化硅油、高碳醇脂肪酸酯复合物、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚、聚氧丙烯等两种以上组合而成。 所述防干保湿剂由丙三醇、丁二醇、聚乙二醇、1，2-丙二醇、丙二醇、己二醇、山梨糖醇、木糖醇等两种以上组合而成。所述防腐剂由对羟基苯甲酸甲脂、对羟基苯甲酸乙脂、对羟基苯甲酸丙脂、对羟基苯甲酸丁脂、山梨酸、山梨酸钾、山梨酸钙、苯甲酸、苯甲酸钠等两种以上组合而成。优选地，本专利技术提供的所述含有下列组分内交联水性聚氨酯乳液0. 5 2. 5wt%着色物质4 15wt%水溶性树脂10 30wt%分散剂0. 5 3wt%粘度调节剂0. 5 5wt%消泡剂0. 5 2wt%防干保湿剂0. 5 1. 5wt%防腐剂0. 1 0. 5wt%去离子水20 60wt%其中，所述着色物质包含占其重量50wt%的颜料和占其重量50% wt的树脂。根据本专利技术的另一个方面，其还提供本专利技术的的制备方法，包括下列步骤将树脂原料和颜料的混合物加入已含有稳定剂PVP的酒精溶液中，进行超声分散并将反应体系的温度控制在65-75°C ；同时用氮气保护氛围并且在持续搅拌的情况下，加入已含有引发剂的乙醇溶液，聚合反应完成后可制得树脂包覆颜料的着色颗粒。其中，所述引发剂指一类容易受热分解成自由基，即初级自由基的化合物，可用于引发烯类、双烯类单体的自由基聚合和共聚合反应，也可用于不饱和聚酯的交联固化和高分子交联反应。可供使用的引发剂的种类很多，按其分子结构一般分为过氧化物引发剂，如油溶性的过氧化二苯甲酰，水溶性的过硫酸钾等；偶氮化合物引发剂，即偶氮引发剂，如油溶性的偶氮二异丁腈，本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种墨水组合物，其成分包括着色物质，添加剂和水，其特征在于，所述组合物中还含有内交联水性聚氨酯乳液，该内交联水性聚氨酯乳液由选自甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、二羟甲基丙酸、二甲基联苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、聚己二酸乙二醇酯多醇、交联剂Ｃａ、ＴＭＰ的一种或一种以上成分构成。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈湖雄，姚鹤忠，
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：31[中国|上海]