[发明专利]碳素墨水

说明书

本发明提供的碳素墨水，以总重量为100重量份计算，含有以下组分：炭黑：5～20重量份；颜料：0.01～10重量份；保湿剂：2～10重量份；氢氧化钠：0.01～1重量份；水：余量。本发明的碳素墨水，抗水性、扩散能力、抗晕染程度较好，能达到快速吸收、挥发、干燥的目的，也能与纸张更好地结合，墨水中的抗挥发性有机物、铅铬含量低，提高了墨水使用过程的安全性，能够给书写者较好的书写体验。

技术领域

本发明涉及一种碳素墨水。

背景技术

碳素墨水是黑墨水中的一种，碳素墨水的主要成分是碳，由于碳在常温常压下化学性质很稳定，不容易与其他物质反应，因此用碳素墨水书写的文字便于保存，不易褪色。

但是在使用碳素墨水的过程中，仍存在一些缺陷：干燥后与纸张结合力、抗晕染和扩散能力一般；长时间使用容易堵笔；耐氧化性、耐久性较差；间断书写性能较差。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述现有技术存在的问题，提供一种碳素墨水。

本发明提供的碳素墨水，以总重量为100重量份计算，含有以下组分：

炭黑：5～20重量份；

颜料：0.01～10重量份；

保湿剂：2～10重量份；

氢氧化钠：0.01～1重量份；

水：余量。

其中，炭黑是一种粒径很小的不定性碳，用于提供墨水所需颜色，优选5～15重量份。炭黑表面经过酸洗氧化后表面的极性基团增多，在采用甘油分子在炭黑表面进行接枝聚合后炭黑与水的亲和与分散性能得到提高，研磨时也有助于在相同功耗时达到更好的分散效果和稳定性并且在水中分散时具有很好的保湿、保水性，对于提高碳素墨水的间断书写性有很大的帮助。

进一步地，所述炭黑经过表面处理，优选表面经过硝酸氧化酸洗后与甘油进行表面接枝聚合，在炭黑表面结合成不同聚合度的聚甘油分子。其中，聚甘油分子的平均聚合度≥2。

进一步地，所述炭黑经过表面处理并经研磨后炭黑颗粒的粒径≤1微米。

进一步地，所述经过表面处理的炭黑中直径为0.4～0.5微米的炭黑占炭黑总重量的80％以上，粒径分布＜1.5。其中，炭黑的直径是指炭黑颗粒的平均粒径，炭黑的直径大于1微米，容易堵住钢笔，影响书写效果和钢笔的使用寿命；小于0.4微米，加工工艺更加复杂，生产周期太长，成本太高，且对书写效果提高不大。优选的，所述炭黑中直径为0.4～0.5微米的炭黑占炭黑总重量的85％以上。其中，粒径分布是指不同粒径范围内所含炭黑粒子的粒径的均匀程度，当粒径分布＝1时炭黑颗粒的粒径大小均一，当粒径分布＞1时，炭黑颗粒的粒径大小的均一程度变差，且粒径分布的值越大均一程度越差。本发明直径为0.4～0.5微米的炭黑的粒径分布＜1.5，这样能使炭黑在水中分散更加均匀、稳定，不会发生团聚沉降，不影响书写效果。优选的，直径为0.4～0.5微米的炭黑的粒径分布≤1.3。

进一步地，所述经过表面处理的炭黑中直径为0.5～1微米的炭黑占炭黑总重量的20％以下，粒径分布＜1.5。优选的，直径为0.5～1微米的炭黑颗粒占炭黑总重量的15％以下。当炭黑粒径在0.5～1微米范围内的数量增多时，炭黑颗粒粒径的均匀程度也随之下降，其制备的墨水的稳定性也随之下降。本发明直径为0.5～1微米的炭黑的粒径分布＜1.5，这样能使炭黑在水中分散更加均匀，不会发生团聚沉降，影响书写效果。优选的，直径为0.5～1微米的炭黑的粒径分布≤1.2。

其中，颜料是能提供颜色的物质，常用的是蓝色颜料，具体包括酞菁蓝、群青、钴蓝，优选蓝色颜料含有0.01～5重量份。

其中，保湿剂是通过其亲水、吸水的性能将墨水中的水与其结合而降低墨水中水的挥发，从而使得墨水具有一定的慢干性。