一種黑色墨水及其製備方法
2023-05-28 14:39:01
一種黑色墨水及其製備方法
【專利摘要】本發明公開了一種以腐植酸鈉為色料的黑色墨水及其製備方法，其包括以下重量百分比的配料：腐植酸鈉色料5-10%、穩定劑5-10%、潤溼劑5-15%、分散劑5-10%、防腐劑0.1-0.3%、消泡劑0.2-0.5%、增黑劑0.5-1.0%、增香劑0.2-0.4%、去離子水50-70%；本發明提供的墨水具有綠色環保，工藝簡單，成本低廉，以及書寫流暢，性能穩定，顏色濃鬱，味道清香等優點。
【專利說明】一種黑色墨水及其製備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種墨水及其製備方法，具體地講是一種以腐植酸鈉為色料的黑色墨水及其製備方法。
【背景技術】
[0002]墨水是一種含有色素或染料的液體，墨水被用於書寫或繪畫。墨水的配方中含有一些對人體傷害的化學物質，且大部分顏料的墨跡很容易褪色，不利於文稿的保藏。碳素墨水為現在自來水筆使用最廣泛的黑色墨水，主要色料是炭黑，炭黑是有機物不完全燃燒或裂解的產物，主要成分是碳，是一種不親水的黑色粉末，即使將其磨得很細，加水後也不能製成墨水，必須經處理或添加具有特殊功能的助劑，才能製成墨水，該工藝複雜、費用較高、「三廢」嚴重，且由於水固體含量一般較高，其不溶於水也沒有自分散性，長時間放置容易產生分層和沉澱，也容易造成筆頭堵塞，為解決這樣的問題通常會加入分散劑，穩定劑、懸浮劑、乳化劑等，使炭黑長期穩定在水中分散、懸浮，增加了工藝的複雜性及成本。碳素墨水一般存在書寫不流暢，若間歇書寫則很容易乾涸以致堵塞筆具的現象，更不能滿足電腦繪圖。
[0003]無汙染是現代社會對墨水的基本要求，因此墨水的配方中要儘量減少有毒和腐蝕性成分。這主要體現為由有機溶劑型向更為環保理念的水基墨水發展。因此，發明一種環保，不易堵塞筆具且成本低廉的新型黑色墨水十分有必要。
【發明內容】
[0004]本發明目的在於提供一種綠色環保、性價比高、工藝簡單、防筆頭堵塞、味道清香、性能穩定的黑色墨水，該墨水組成物及質量百分比為：腐植酸鈉5-10%，穩定劑5-15%，潤溼劑5-15%，分散劑5-10%,防腐劑O. 1-0. 3%，消泡劑O. 2-0. 5%，去離子水30-70%。
[0005]本發明中所述潤溼劑為甘油、乙二醇、三乙醇胺中一種或兩種的任意比混合物。
[0006]本發明中所述分散劑為水溶性的聚丙烯酸鹽、黃原膠、糊精中一種或兩種的任意比混合物。
[0007]本發明中所述防腐劑為脫氫乙酸、苯甲酸鈉、山梨酸中一種。
[0008]本發明中所述消泡劑為三甲基矽油、二甲基聚矽氧烷、矽酮膏中一種或兩種的任意比混合物。
[0009]本發明墨水中還可以添加質量百分比O. 5-1. 0%的增黑劑、質量百分比O. 2-0. 4%的增香劑，所述增黑劑為石榴皮汁液，增香劑為丁香提取物，其中石榴皮汁液製備方法如下：將石榴皮搗成漿，按100g添加200-300g水的比例在漿料中加入水，混勻後置於50-70°C超聲波處理25-30分鐘，過濾除渣即得到石榴皮汁液；丁香提取物為常規市購產
品O
[0010]本發明黑色墨水的製備方法如下：
(O將質量百分比50-70%的去離子水分成兩份，一份加熱到78-82 °C，將質量百分比5-10%分散劑、質量百分比5-15%穩定劑加入加熱後的去離子水中，攪拌，速度由慢到快，控制轉速500-1500r/min，攪拌到無色透明狀；
(2)加入質量百分比5-15%的潤溼劑，繼續充分攪拌8-12分鐘；
(3)在另一份去離子水中加入質量百分比5-10%的腐植酸鈉攪拌溶解，將腐植酸鈉溶液加入步驟（2)溶液中，混勻，再加入質量百分比O. 2-0. 5%的消泡劑，攪拌35-45分鐘；
(4)最後加入質量百分比O.1-0. 3%的防腐劑，攪拌25-30分鐘使體系均勻，靜置、過濾，即得到黑色墨水。
[0011]本發明製備方法中質量百分比O. 5-1. 0%的增黑劑在步驟（3)添加，質量百分比
O.2-0. 4%的增香劑在步驟（4)中添加。
[0012]本發明中腐植酸鈉是常規市購產品。
[0013]腐植酸鈉為烏黑晶亮，閃著漂亮光澤的無定性顆粒，其溶液呈墨黑色，系由褐煤煤裡提出的多功能高分子化合物，性能類似炭黑色漿但無不溶於水的成分，具有很大的內表面積，有較強的吸附，交換，絡合，螯合能力。腐植酸鈉沒有毒性和腐蝕性，使用後可降解，極易溶於水，形成溶液，長期靜置也不會分層形成沉澱，穩定性好，用它做色料可以解決目前現有技術不足。另外腐植酸鈉本身就具有防腐，抗菌作用，可減少防腐劑用量；腐植酸鈉在工業上用做水的穩定劑，可減少穩定劑用量。
[0014]本發明黑色墨水按自來水筆用墨水行業標準---非顏料型墨水QB/T1745. 1-2011試驗方法進行檢驗，各項技術指標都達到合格標準。
[0015]本發明具有以下優點：
1、腐植酸鈉無毒無害，極易溶 於水，省去使用增溶劑，腐植酸鈉本身就具有防腐，穩定作用，可減少防腐劑、穩定劑用量；
2、工藝簡單、成本低廉，味道清香、顏色濃鬱；
3、書寫流暢耐久，性能穩定，不會堵塞筆頭；
4、使用了藥食兩用的石榴皮，丁香，苯甲酸鈉等做原料，安全、綠色天然環保，性價比聞。
【具體實施方式】
[0016]下面通過實施例對本發明作進一步詳細描述，但並不因此將本發明限制在所述內容中。
[0017]實施例I :本黑色墨水的組成物及質量百分比為：腐植酸鈉5%，穩定劑PEG聚糖5%，潤溼劑（甘油、乙二醇）12. 8%，分散劑聚丙烯酸鹽5%，防腐劑苯甲酸鈉O. 3%，消泡劑三甲基矽油O. 5%，去離子水70%、增黑劑石榴皮汁液I. 0%、增香劑丁香提取物O. 4%。
[0018]本黑色墨水的製備方法如下：
(1)將質量百分比700g的去離子水分成兩份，一份500g加熱到80°C，將50g聚丙烯酸鹽、50g PEG聚糖加入加熱後的去離子水中，攪拌,速度由慢到快,控制轉速1500r/min,攪拌到無色透明狀；
(2)加入128g的潤溼劑（80g甘油、48g乙二醇)，繼續充分攪拌10分鐘；
(3)在另一份200g去離子水中加入50g腐植酸鈉攪拌溶解，將腐植酸鈉溶液加入步驟
(2)溶液中，混勻，再加入Ig石榴皮汁液、5g三甲基矽油，攪拌40分鐘；
(4)最後加入3g苯甲酸鈉、丁香提取物4g，攪拌30分鐘使體系均勻，靜置24h、減壓過濾，即得到黑色墨水。
[0019]其中石榴皮汁液製備方法如下：石榴皮搗成漿，在100g漿料中加入300g水，混勻後置於70°C超聲波處理25分鐘，過濾除渣即得到石榴皮汁液。
[0020]產品外觀：墨水無懸浮物、結膜、分層、沉澱現象，顏色濃鬱，味道清香；本產品經20名在校師生使用，全部感覺書寫流暢，且字跡清晰，無暈染。
[0021]按QB/T 1745. 1-2011試驗方法進行檢驗結果對照：
【權利要求】
1.一種黑色墨水，其特徵在於其組成物及質量百分比為：腐植酸鈉5-10%，穩定劑5-15%，潤溼劑5-15%，分散劑5-10%,防腐劑O. 1-0. 3%，消泡劑O. 2-0. 5%，去離子水50-70%。
2.根據權利要求1所述黑色墨水，其特徵在於：穩定劑為PEG聚糖或聚乙烯醇。
3.根據權利要求1所述黑色墨水，其特徵在於：潤溼劑為甘油、乙二醇、三乙醇胺中一種或兩種的混合物。
4.根據權利要求1所述黑色墨水，其特徵在於：分散劑為聚丙烯酸鹽、黃原膠、糊精中一種或兩種的混合物。
5.根據權利要求1所述黑色墨水，其特徵在於：防腐劑為脫氫乙酸、苯甲酸鈉、山梨酸中一種。
6.根據權利要求1所述黑色墨水，其特徵在於：消泡劑為三甲基矽油、二甲基聚矽氧烷、矽酮膏中一種或兩種的混合物。
7.根據權利要求1所述黑色墨水，其特徵在於：墨水中還包括質量百分比O.5-1. 0%的增黑劑、質量百分比O. 2-0. 4%的增香劑。
8.根據權利要求7所述黑色墨水，其特徵在於：增黑劑為石榴皮汁液，增香劑為丁香提取物，其中石榴皮汁液製備方法如下：將石榴皮搗成漿，按100g添加200-300g水的比例在漿料中加入水，混勻後置於50-70°C超聲波處理25-30分鐘，過濾除渣即得到石榴皮汁液。
9.權利要求1-8任一項所述的黑色墨水的製備方法，其特徵在於具體操作步驟如下： (O將質量百分比50-70%的 去離子水分成兩份，一份加熱到78-82°C，將質量百分比5-10%分散劑、質量百分比5-15%穩定劑加入加熱後的去離子水中，攪拌，速度由慢到快，控制轉速500-1500r/min，攪拌到無色透明狀； (2)加入質量百分比5-15%的潤溼劑，繼續充分攪拌8-12分鐘； (3)在另一份去離子水中加入質量百分比5-10%的腐植酸鈉攪拌溶解，將腐植酸鈉溶液加入步驟（2)溶液中，混勻，再加入質量百分比O. 2-0. 5%的消泡劑，攪拌35-45分鐘； (4)最後加入質量百分比O.1-0. 3%的防腐劑，攪拌25-30分鐘使體系均勻，靜置、過濾，即得到黑色墨水。
10.根據權利要求9所述黑色墨水的製備方法，其特徵在於：質量百分比O.5-1. 0%的增黑劑在步驟（3)添加，質量百分比O. 2-0. 4%的增香劑在步驟（4)中添加。
【文檔編號】C09D11/17GK103483911SQ201310436279
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年9月24日 優先權日:2013年9月24日
【發明者】李寶才, 楊靜, 韋曦, 何靜, 張惠芬 申請人:昆明理工大學