[发明专利]中性笔笔芯随动密封剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种中性笔笔芯随动密封剂及其制备方法，属润滑密封技术领域。

背景技术

中性笔笔芯随动密封剂(以下简称Ink follower)用于中性笔笔芯尾部对墨水的密封，尤其是对水性墨水的密封，防止墨水的挥发和倒流，同时满足笔芯书写时具有随动性的要求。也就是说Ink follower既要有比较大的粘度又要有很好地流动润滑性。如果粘度太小，密封剂自身就会产生倒流，达不到密封的目的，而且抗震能力也不佳，所以必须保证足够大的粘度；但是粘度太大又会影响到密封剂的随动性。本发明的目的就是平衡相互矛盾的两个方面，使Ink follower既具有理想的密封性能，又具有良好的随动性，实现对中性笔笔芯密封随动的双重目的。

目前国外已有关于中性笔笔芯随动密封剂的专利。例如专利US 6376560以聚异丁烯、矿物油为基础油，有机粘土为增稠剂；专利US 6227738以聚异丁烯、矿物油为基础油，超细二氧化硅为增稠剂；专利US 6521035以硅油为基础油，以疏水细粒二氧化硅为增稠剂等。以上专利均未涉及到分油抑制剂及氟硅油的使用。国内未检索到关于中性笔笔芯随动密封剂的专利。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种中性笔笔芯随动密封剂。

本发明的目的之二在于提供该密封剂的制备方法。

为达到上述目的，本发明的构思是：硅油具有良好的耐高低温(-50～200℃)性能，闪点高，不易挥发，能抗水、防潮，表面张力小，疏水性好，并具有很高的抗剪切能力和化学安定性。硅油的粘温特性好，它的粘温变化曲线比矿物油平稳，粘温系数比较小；氧化安定性也比矿物油酯类油等好，所以本发明选用二甲基硅油作为基础油。

纳米级二氧化硅(SiO₂)作为增稠剂，其增稠机理为：SiO₂四面体通过硅氧烷键(Si-O-Si)连接，SiO₂表面的硅原子可形成硅氧烷键，或者连接羟基形成硅醇基(Si-OH)。硅醇基能与含活性官能团(如醇、羧酸、羧酸酯及硅烷醇等基团)的有机化合物相互作用，限制基本的流动，改善界面作用，从而起到增稠、增韧和触变效果。当SiO₂在基础油中被分散时，二氧化硅聚集体被分裂。如果分散适度，这些聚集体能够相互作用组成一种中间“链”结构，这种“链”结构存在在SiO₂表面形成的硅氧烷键(Si-O-Si)、硅醇基(Si-OH)形成的氢键以及表面硅醇基(Si-OH)与体系内其它分子上的醇、羧酸、羧酸酯及其它硅烷醇等官能团所形成的氢键，通过链间的相互作用形成复杂的空间网络结构，将基础油完全包裹在网络机构内部，得到性能稳定的稠化物。

根据上述构思，本发明采用如下技术方案：

一种中性笔笔芯随动密封剂，其特征在于该密封剂的组成及质量百分含量为：

硅油，粘度为1×10³mm²/s，                60～85wt％；

气相型纳米级二氧化硅，                   8～15wt％；

表面活性剂为氟硅油，                     1～5wt％；

结构稳定剂为95％的乙醇，                 1～5wt％；

液态硅橡胶，粘度为1×10⁵～5×10⁵mm²/s    5～15wt％。

上述的中性笔笔芯随动密封剂的制备方法，其特征在于，该方法的具体步骤为：

a)气相型纳米级二氧化硅的活化；

b)按上述比例，将硅油、液态硅橡胶和表面活性剂搅拌混合得到混合油；将经活化的气相型纳米二氧化硅趁热加入到混合油里，搅拌，使二氧化硅在混合油中充分溶胀；然后进行研磨，研磨的同时缓慢加入结构稳定剂95％的乙醇，继续研磨至充分混合均匀，脱气出料，得到中性笔笔芯随动密封剂。

本发明选用了气相型纳米二氧化硅作为增稠剂。气相型纳米二氧化硅的增稠性能非常显著，同时也能显著提高体系的粘度，由此得到的密封剂体系具备良好的密封性能，但是纳米二氧化硅在使用前要先进行活化。因为纳米级二氧化硅颗粒小，比表面积大，极容易发生团聚，因而不能均匀分散在基础油中，而是以团聚体的形式被基础油包覆着，从而使其增稠性能不能充分发挥。本发明中纳米二氧化硅的预处理是在500℃温度下活化30min后使用。

中性笔笔芯随动密封剂的性能测试方法为：