[发明专利]染料型中性墨水及其制备方法

说明书

一、技术领域

本发明涉及书写用墨水组合物，具体属于适合中性圆珠笔使用的红、黄、蓝黑、橙、绿色五种染料型墨水。

二、背景技术

中性圆珠笔笔芯中的墨水有染料型和颜料型之分，颜料型墨水书写的字迹具有优良的耐光性和耐水性，但解决颜料的分散和稳定是一大难题，而且成本较高。染料型墨水能溶于水，生产工艺简单，下水流畅；但是书写的字迹耐光性和耐水性都较差，要改善它的性能，配方中需另加入一定量的增稠剂、抗水剂等，使墨水体系不稳定，书写字迹不均匀，甚至造成笔尖堵塞。

中国专利公开号CN 1583899A公开的一种高粘度水性黑墨水，在水性黑墨水组合物中加入一种由葡萄糖、甲醛、乙酸和水缩合的聚糖，使墨水的粘度和稳定性得到了改善；但是此聚糖只是一种增稠剂，没有直接和染料发生缩合反应。因此，对墨水的抗水性能改善的不明显。

三、发明内容

本发明的目的是提供一种耐晒性、抗水性和稳定性良好的染料型中性墨水及其制备方法，而且生产工艺简单、产品成本低。

本发明提供的一种染料型中性墨水，组分按重量百分比计包括：

水溶性染料            2～10％

缩合剂                1～15％

共聚液                0.5～6.5％

甘油                  6～20％

润滑剂                0.5～3％

吸湿剂                0.2～3.5％

蒸馏水                余量

所述的水溶性染料为直接红，直接黄，直接蓝与酸性绿的混合物(其重量比为1∶0.3～1)，直接黄与活性红的混合物(其重量比为1∶0.2～1)，直接黄与活性蓝、酸性绿的混合物(其重量比为1∶0.2～0.6∶0.1～0.3)；所述的水溶性染料中的直接染料分子母体中具有至少两个羟基，或至少两个氨基，或至少一个羟基和一个氨基。

所述的缩合剂为浓硫酸、甲醛和蒸馏水的混合物，其体积比为：浓硫酸∶甲醛∶蒸馏水＝1∶10～25∶30～90。

所述的共聚液为磺基水杨酸、甲醛、乙酸和蒸馏水缩合而成，其重量比为：磺基水杨酸∶甲醛∶乙酸∶蒸馏水＝5～20∶5～25∶2～10∶1～20。

所述的润滑剂优选磷酸三乙酯。其作用是使墨水下水流畅。

所述的吸湿剂优选三乙醇胺。其作用是能吸收空气中的水分，防止笔尖堵塞，同时可调节pH值。

组分中还可以加入重量百分比为0.5～5％的防冻剂，防冻剂为乙二醇、二乙二醇或它们的混合物，混合时体积比为：乙二醇∶二乙二醇＝1∶1。

本发明提供的一种染料型中性墨水制备方法，包括如下步骤：

(1)按比例量取浓硫酸、甲醛和蒸馏水混合，在室温下搅拌均匀，制得缩合剂；

(2)按比例称取磺基水杨酸，加入蒸馏水，搅拌使其溶解，再按比例加入甲醛、乙酸，在50～60℃搅拌反应2～5h，制得共聚液；

(3)按比例称取水溶性染料，加入蒸馏水，加热搅拌使其溶解；当温度升高到60～85℃时，加入缩合剂和共聚液，回流反应0.5h～3h，放置冷却；再加入甘油和润滑剂，边加边搅拌，使体系均匀；最后加入吸湿剂，继续搅拌使其均匀，室温下放置1～2天后即得染料型中性墨水。

与现有技术相比，本发明的优点和效果：

本发明通过加入一种酸性缩合剂和共聚液与水溶性染料中的分子发生缩合反应，制得的染料型中性墨水具有良好的耐晒性、抗水性和稳定性。

本发明染料型中性墨水化学反应原理是：所用的水溶性染料直接红、直接黄、直接蓝的分子母体中均含有至少两个羟基，或至少两个氨基，或至少一个羟基和一个氨基，与缩合剂中的甲醛和共聚液在酸的作用下发生缩合反应形成高分子染料，可自身达到增稠的目的，不需要另加增稠剂，使墨水具有良好的耐晒性和抗水性。

四、具体实施方式

实施例1

红色染料型中性墨水的具体配方：

直接耐酸大红4BS       81g

缩合剂                68mL

共聚液                29mL

甘油                  125mL

磷酸三乙酯            16mL

三乙醇胺              22mL

蒸馏水                606mL

制备方法：