[发明专利]水性颜料色浆及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及颜料色浆，特别涉及一种中性墨水用的水性颜料色浆及其制备方法。

背景技术

中性墨水是1984年由日本樱花公司发明的一种新型书写类墨水，它与油性油墨及水性墨水最大的不同在于其粘度具有触变性，在流变学上属于假塑性流体，也即在静止状态时其粘度较高，有着良好的稳定性，而在书写状态时由于受到笔头内球珠滚动产生的剪切力作用下粘度降低，从而保证顺畅出墨。触变性是中性墨水的一项重要理化指标，在中性墨水行业触变性的大小往往使用TI值(10倍剪切速率粘度比)来衡量，轻工行业标准QB/T2625-2011Z中规定中性墨水的TI值需大于等于2.0。为了具有这种触变性，在中性墨水配方中都会添加一些具有触变性的增稠剂。

目前应用于中性墨水的增稠剂主要有天然高分子类增稠剂、丙烯酸类增稠剂、疏水改性丙烯酸类增稠剂、缔合型聚氨酯类增稠剂四大类。使用天然高分子类增稠剂的中性墨水体系的触变性大，但粘度不能保持稳定，后增稠效应明显，且在一定程度上易损害颜料粒子的分散稳定性，不利于中性墨水的长期应用性能；使用丙烯酸类增稠剂的中性墨水体系触变性较小，但价格便宜，生物稳定性好，常用来取代天然高分子类增稠剂；使用缔合型聚氨酯类增稠剂的体系粘度稳定性好，但触变性最小，主要用来改善体系的流平性；疏水改性丙烯酸类增稠剂是在丙烯酸类增稠剂高分子主链上引入疏水性基团，由于其兼具丙烯酸类增稠剂和缔合型增稠剂的优点，具有增稠效率高，体系稳定等特点而在中性墨水配方中应用越来越广泛，但缔合型增稠剂的增稠效果受体系内表面活性剂的种类及添加量影响较大。

目前市场上的商业色浆大多是针对涂料、印刷油墨或喷墨体系而开发，往往含有大量树脂或表面活性剂，会严重损害缔合型增稠剂在中性墨水配方中的增稠效果，无法形成良好的触变性，且色浆中颜料粒子的粒度较大，不适宜中性墨水笔头的应用需求。同时为了取得高的粘度稳定性和粒度稳定性，此类商业色浆的粘度往往较高，不适合调配中性墨水的粘度需求。专利“一种黑色中性墨水专用颜料色浆及其制备方法”(专利号：ZL201310016253)提供了一种用于调制黑色中性墨水的颜料色浆的制备方法，所调制黑色中性墨水触变性易于调控，稳定性高和润滑性好，但其并未指出触变性调控的具体方法，只是由于在后期调墨过程中不同类型的助剂的添加或其添加量的改变，特别是保湿剂、增稠剂添加量的改变而得到不同触变性(TI值)的中性墨水，这种触变性的调控并未有明确的规律，不具有可操作性。此外该专利将润滑剂制成微乳液添加到色浆配方中，而使用的润滑剂是一种磷酸酯类表面活性剂，对增稠体系的粘度有非常严重的影响，因而不便于后期调墨过程中对粘度的调控。同时由于添加润滑剂的需要，在色浆配方中添加了一定量的烷基酚聚氧乙烯醚类乳化剂，这类乳化剂既不环保，同时也对后期调墨过程中粘度的控制产生不利影响。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术不足，提供一种在低粘度下具有高的粘度稳定性及粒度稳定性的水性颜料色浆及其制备方法。

一方面，本发明提供一种水性颜料色浆，其由以下成分组成：

在本发明的水性颜料色浆的一个实施方式中，所述色素炭黑为高色素炭黑NIPEX160IQ。

在本发明的水性颜料色浆的另一个实施方式中，所述润湿剂为改性脂肪醇聚氧乙烯醚。

在本发明的水性颜料色浆的另一个实施方式中，所述分散剂为丙烯酸嵌段共聚物。

在本发明的水性颜料色浆的另一个实施方式中，所述消泡剂为改性硅氧烷消泡剂。

在本发明的水性颜料色浆的另一个实施方式中，所述助溶剂为丙二醇。

在本发明的水性颜料色浆的另一个实施方式中，所述pH调节剂为AMP-95(2-氨基-2-甲基-1-丙醇)。

在本发明的水性颜料色浆的另一个实施方式中，可通过调整所述润湿剂的配比改变由所述水性颜料色浆制得的中性墨水的触变性。

在本发明的水性颜料色浆的另一个实施方式中，所述触变性为利用旋转流变仪测试中性墨水样品在1.256s^-1及12.56s^-1剪切速率下的粘度比值。

另一方面，本发明提供上述水性颜料色浆的制备方法，包括如下步骤：

1)将所述助溶剂、消泡剂、润湿剂、分散剂按顺序加入去离子水中，分散均匀后，再边搅拌边添加色素炭黑，使炭黑充分润湿，均匀分散在上述混合液中，待色素炭黑添加完成后，使用pH调节剂将体系pH值调节至9.0±0.2，然后继续搅拌1.5-2小时，制得色浆前驱体；