中性筆筆芯隨動密封劑及其製備方法
2024-01-31 18:38:15
專利名稱：中性筆筆芯隨動密封劑及其製備方法
技術領域：
本發明涉及一種中性筆筆芯隨動密封劑及其製備方法，屬潤滑密封技術領域。
技術背景中性筆筆芯隨動密封劑(以下簡稱Ink follower)用於中性筆筆芯尾部對墨水 的密封，尤其是對水性墨水的密封，防止墨水的揮發和倒流，同時滿足筆芯書寫時具 有隨動性的要求。也就是說Ink follower既要有比較大的粘度又要有很好地流動潤 滑性。如果粘度太小，密封劑自身就會產生倒流，達不到密封的目的，而且抗震能力 也不佳，所以必須保證足夠大的粘度；但是粘度太大又會影響到密封劑的隨動性。本 發明的目的就是平衡相互矛盾的兩個方面，使Ink follower既具有理想的密封性能， 又具有良好的隨動性，實現對中性筆筆芯密封隨動的雙重目的。目前國外已有關於中性筆筆芯隨動密封劑的專利。例如專利US 6376560以聚異 丁烯、礦物油為基礎油，有機粘土為增稠劑；專利US 6227738以聚異丁烯、礦物油 為基礎油，超細二氧化矽為增稠劑；專利US 6521035以矽油為基礎油，以疏水細粒 二氧化矽為增稠劑等。以上專利均未涉及到分油抑制劑及氟矽油的使用。國內未檢索 到關於中性筆筆芯隨動密封劑的專利。 發明內容本發明的目的之一在於提供一種中性筆筆芯隨動密封劑。 本發明的目的之二在於提供該密封劑的製備方法。為達到上述目的，本發明的構思是矽油具有良好的耐高低溫(一50 20(TC) 性能，閃點高，不易揮發，能抗水、防潮，表面張力小，疏水性好，並具有很高的抗 剪切能力和化學安定性。矽油的粘溫特性好，它的粘溫變化曲線比礦物油平穩，粘溫 係數比較小；氧化安定性也比礦物油酯類油等好，所以本發明選用二甲基矽油作為基 礎油。納米級二氧化矽(Si02)作為增稠劑，其增稠機理為Si02四面體通過矽氧垸鍵(Si 一0—Si)連接，Si02表面的矽原子可形成矽氧烷鍵，或者連接羥基形成矽醇基(Si — 啦。矽醇基能與含活性官能團(如醇、羧酸、羧酸酯及矽垸醇等基團)的有機化合物 相互作用，限制基本的流動，改善界面作用，從而起到增稠、增韌和觸變效果。當 Si02在基礎油中被分散時，二氧化矽聚集體被分裂。如果分散適度，這些聚集體能夠相互作用組成一種中間"鏈"結構，這種"鏈"結構存在在Si02表面形成的矽氧烷 鍵(Si—O—Si)、矽醇基(Si—0H)形成的氫鍵以及表面矽醇基(Si —0H)與體系內其它 分子上的醇、羧酸、羧酸酯及其它矽垸醇等官能團所形成的氫鍵，通過鏈間的相互作 用形成複雜的空間網絡結構，將基礎油完全包裹在網絡機構內部，得到性能穩定的稠 化物。根據上述構思，本發明採用如下技術方案一種中性筆筆芯隨動密封劑，其特徵在於該密封劑的組成及質量百分含量為 矽油，粘度為lX103mm7s， 60 85 wt%;氣相型納米級二氧化矽， 8 15 wt%;表面活性劑為氟矽油， l 5wt%; 結構穩定劑為95%的乙醇， 1 5 wt%;液態矽橡膠，粘度為lX105 5X105mm7s 5 15wt%。上述的中性筆筆芯隨動密封劑的製備方法，其特徵在於，該方法的具體步驟為a) 氣相型納米級二氧化矽的活化；b) 按上述比例，將矽油、液態矽橡膠和表面活性劑攪拌混合得到混合油；將經 活化的氣相型納米二氧化矽趁熱加入到混合油裡，攪拌，使二氧化矽在混合 油中充分溶脹；然後進行研磨，研磨的同時緩慢加入結構穩定劑95%的乙醇， 繼續研磨至充分混合均勻，脫氣出料，得到中性筆筆芯隨動密封劑。本發明選用了氣相型納米二氧化矽作為增稠劑。氣相型納米二氧化矽的增稠性能 非常顯著，同時也能顯著提高體系的粘度，由此得到的密封劑體系具備良好的密封性 能，但是納米二氧化矽在使用前要先進行活化。因為納米級二氧化矽顆粒小，比表面 積大，極容易發生團聚，因而不能均勻分散在基礎油中，而是以團聚體的形式被基礎 油包覆著，從而使其增稠性能不能充分發揮。本發明中納米二氧化矽的預處理是在 50(TC溫度下活化30min後使用。中性筆筆芯隨動密封劑的性能測試方法為a. 錐入度測定法錐入度以標準錐體在一定的荷重、時間及溫度條件下垂直穿入潤 滑脂試樣的深度表示，單位為十分之一毫米。按GB 269-85測試非工作錐入度；b. 分油率測定法分油量是用來評定潤滑脂的穩定性的指標。按ZB E36 013-88潤 滑脂漏鬥分油測定法測定；c. 滴點測定法在規定條件下，將潤滑脂加熱至第一滴液體滴下時的溫度。d. 抗衝擊測定將密封劑裝配到標準筆芯中，然後組裝到中性筆中，將中性筆的密 封劑一端朝下，筆頭一端朝上，從長lm的管子上端使其自由落體，每個樣品做3 次，觀察脂面的變化判斷抗衝擊性能。e. 防倒流性能的測定將抗衝擊性能合格的筆芯的密封劑一端朝下，筆頭一端朝上， 垂直放置，長期觀察，以3個月不出現倒流為合格。f. 隨動性測定以20 25mm/s的劃線速度將墨水劃完，觀查是否有斷線及書寫不暢 等缺點。由於中性筆有很大的市場需求，水性墨水也將有更大量應用，Ink follower的用 量也會隨之不斷增大，而且此方面的產品也以進口產品為主，國內生產廠家非常少， 所以它有著廣泛的市場和經濟前景。目前中性筆筆芯隨動密封劑產品主要來自日本和 韓國。本發明對實現Ink follower的完全國產化，同時也對佔有市場和經濟效應將 起到重要的推動作用，具有深遠的意義。
具體實施方式
現將本發明的具體實施例敘述於後。實施例一將72. 5 wtW的基礎油1X103 mm7s的二甲基矽油、10. 3 wtM的分油抑 製劑和1. 0 wty。的表面活性劑氟矽油攪拌溶解得到混合油。14. 4 wty。的氣相型納米二 氧化矽於50(TC溫度下活化30min後趁熱加入到混合油裡，攪拌，使二氧化矽在混合 油中充分溶脹，發揮增稠作用，然後用三輥研磨機進行研磨。在研磨過程中，緩慢加 入1.8wtM的結構穩定劑95X乙醇，繼續研磨兩到三遍，脫氣出料，得到中性筆筆芯 隨動密封劑。該密封劑的錐入度322(1/10mm);分油率0.64%;滴點〉20(TC;抗衝擊實驗及 防倒流實驗合格；以20 25mm/s的劃線速度能使墨水完全寫完。實施例二本實施例的方法與實施例一相同，各組分的含量如下基礎油 二甲基矽油(粘度1Xl(T讓Vs) 分油抑制劑增稠劑 氣相納米二氧化矽 表面活性劑 氟矽油 結構穩定劑 乙醇73. 7 wt% 10. 5 wt% 12. 6 wt%1. 1 wt%2, 1 wt%該密封劑的錐入度330(1/10鵬)分油率l. 10%;滴點〉200。C;抗衝擊實驗及防倒流實驗合格；以20 25mm/s的劃線速度能使墨水完全寫完。實施例三本實施例的方法與實施例一相同，各組分的含量如下:基礎油 分油抑制劑 增稠劑 表面活性劑 結構穩定劑.甲基矽油(粘度lXl(^咖7s)氣相納米二氧化矽 氟矽油 乙醇該密封劑的錐入度333(1/10mm);分油率1.33%;滴點>200匸；抗衝擊實驗及 防倒流實驗合格；以20 25mm/s的劃線速度能使墨水完全寫完。75. 3 wt% 10. 8 wt% 10.8 wt%1. 1 wt%2. 0 wt%實施例四本實施例的方法與實施例一相同，各組分的含量如下:基礎油 分油抑制劑 增稠劑 表面活性劑 結構穩定劑二甲基矽油(粘度lX103mm2/s)氣相納米二氧化矽 氟矽油 乙醇該密封劑的錐入度351(1/10mm);分油率4.52%;滴點〉200。C;抗衝擊實驗及 防倒流實驗合格；以20 25mm/s的劃線速度能使墨水完全寫完。76. 9 wt% 11. 0 wt% 8. 8 wt%1. 1 wt%2. 2 wt%
權利要求
1.一種中性筆筆芯隨動密封劑，其特徵在於該密封劑的組成及質量百分含量為矽油，粘度為1×103mm2/s，60～85wt％；氣相型納米級二氧化矽， 8～15wt％；表面活性劑為氟矽油， 1～5wt％；結構穩定劑為95％的乙醇， 1～5wt％；液態矽橡膠，粘度為1×105～5×105mm2/s5～15wt％。。
2. 根據權利要求l所述的一種中性筆筆芯隨動密封劑的製備方法，其特徵在於，該 方法的具體步驟為a. 氣相型納米級二氧化矽的活化；b. 按上述比例，將矽油、液態矽橡膠和表面活性劑攪拌混合得到混合油；將經活化的氣相型納米二氧化矽趁熱加入到混合油裡，攪拌，使二氧化矽在混合油中充分溶脹；然後進行研磨，研磨的同時緩慢加入結構穩定劑95%的乙醇， 繼續研磨至充分混合均勻，脫氣出料，得到中性筆筆芯隨動密封劑。
全文摘要
本發明涉及一種中性筆筆芯隨動密封劑及其製備方法。該密封劑的組成及質量百分含量為矽油，粘度為1×103mm2/s，60～85wt％；氣相型納米級二氧化矽，8～15wt％；表面活性劑為氟矽油，1～5wt％；結構穩定劑為95％的乙醇，1～5wt％；液態矽橡膠，粘度為1×105～5×105mm2/s，5～15wt％。本發明對實現Ink follower的完全國產化，同時也對佔有市場和經濟效應將起到重要的推動作用，具有深遠的意義。
文檔編號C08L83/04GK101280173SQ20081003769
公開日2008年10月8日 申請日期2008年5月20日 優先權日2008年5月20日
發明者葉俊丹, 張寶華, 青 楊, 飛 潛, 斌 陳 申請人:上海大學