[发明专利]一种水性白板笔墨水的制备方法

说明书

本发明涉及一种水性白板笔墨水的制备方法，属于墨水材料技术领域。本发明以水和乙醇为溶剂、以改性超细炭黑为颜料，通过添加聚乙烯醇、松香乳液、蔗糖和山梨糖醇脂肪酸酯，制备一种水性白板笔墨水，采用氧化改性的方法，炭黑的非极性表面可以变成局部的极性表面，可以减小炭黑颗粒间的吸附力，增大炭黑粒子与基质的结合力，从而提高炭黑粒子的分散稳定性，经硝酸和过氧化氢改性后的炭黑表面含氧基团含量明显增大，并且硝酸和过氧化氢对炭黑氧化后不会在炭黑中残留其它物质，是安全有效的氧化剂，以改性炭黑为颜料、以乙醇和水为溶剂制备的白板笔墨水安全无毒，无刺鼻气味，对人体几乎无害，并且不会腐蚀书写板。

技术领域

本发明涉及一种水性白板笔墨水的制备方法，属于墨水材料技术领域。

背景技术

白板笔墨水是一种能在表面光滑、非吸附性板面(如白板、搪瓷、玻璃等表面)上书写的新型墨水，书写时，线条流畅、色泽鲜艳、无尘无味，墨迹可用普通软纸或干布擦除而不留痕迹，因而，广泛应用于办公、教学及其它领域。

白板笔墨水是由溶剂、可溶性树脂、着色剂及多种助剂（如超分散剂、剥离剂、增塑剂、保湿剂）组成的均匀、稳定分散的液相体系。各种组分在墨水体系中作用不同，但对墨水的各项性能起着相辅相成的作用。

墨水的主体成分是溶剂，其占墨水总成分的60-90%，用来分散着色剂和溶解其它组分，常选用的溶剂为酮、苯、酯及其醇类，如2-丁酮、甲基异丁基酮、甲苯、苯、乙酸乙酯、正丁酯、丁醇、乙醇。随着人们环保和健康意识的提高，选用溶剂应从无毒、价廉、挥发性适中等方面考虑，因此可选用毒性较低的低级醇类，特别是选用乙醇为溶剂的墨水得到了较快发展。

树脂是在墨水中具有多重作用，有助于颜料均匀分散，改善墨水浸润能力，提高墨水成膜效果，调节墨水黏度大小，因此，对墨水的书写性能特别是可擦性的影响最大。常选用的树脂应与所选溶剂相溶性好，且黏度适中，如聚醋酸乙烯酯、羧甲基纤维素、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇缩丁醛等。其中聚乙烯醇缩丁醛最为常用，其属于弱黏性树脂，使墨水与书写板之间不会牢固粘结，故字迹容易被擦除。

着色剂是墨水中最重要的组分，其大多是不溶于溶剂的染料或颜料，由于染料组分易结晶，书写不流畅，所以目前墨水的着色剂大多采用颜料，颜料有无机颜料和有机颜料之分，常用无机颜料有炭黑、二氧化钛、立德粉、氧化锌等，常用有机颜料有偶氮颜料，酞菁颜料、立索尔颜料、蒽醌颜料等。有机颜料具有耐水性、耐光性、着色度高和低毒性，所以墨水普遍使用有机颜料，其以颗粒状悬浮分散在溶剂中，不易沉淀，从而与其它组分形成均一稳定的分散体系。

墨水中除了需要溶剂，树脂和着色剂三个主要成分之外，还必须添加相应助剂以改善墨水的整体性能。比如易写易擦是白板笔墨水的独有特性，要解决这些技术难题，就要求在墨水中辅配一些助剂，如可擦剂、增塑剂、超分散剂、乳化剂等。表面活性剂作为助剂的主要成分，能起到分散、润湿、增塑、乳化等作用，常用的表面活性剂有：非离子表面活性剂，如聚氧乙烯型、烷基醇酰胺型等；阴离子表面活性剂，如羧酸盐、磺酸盐等。不同表面活性剂组合使用往往具有增效作用，如非离子和阴离子表面活性剂合用，在颗粒之间能形成空间阻力，防止墨水中颜料颗粒下沉和絮凝。

白板笔墨水的性能主要包括流畅性、色泽度、可擦性、稳定性等。墨水的流畅性直接影响墨水灌笔后书写时笔迹的连贯性、均匀性。墨水黏度大小是衡量墨水流畅性的一个指标，黏度过大，墨水灌笔速度慢，书写时笔尖下水慢甚至不出水；黏度过小，墨水灌笔时速度太快，书写时笔尖下水过快，导致字迹出现毛边。墨水的色泽度是指墨水灌笔后书写，字迹应色彩纯正，色泽鲜艳，经过一段长时间后不变淡，不褪色。可擦性是白板笔墨水的一个重要的性能指标，它是指字迹写在表面光滑的非吸附性硬质板上一段时间后，可用普通软纸或干布轻轻擦除，且不污板，不留影。稳定性也是白板笔墨水的一项重要的性能指标，它是指墨水存放在瓶中一段时间后，是否出现分层，或者墨水灌到笔中，一段时间后书写，笔迹颜色是否变淡，如果书写过的笔迹经过一段时间后褪色，也说明墨水的稳定性不好。白板笔墨水除了以上四项主要指标外，还可以通过观察墨水的干燥速度或者是否有刺激性气味等方面来判断一种墨水的优劣。