2022年2022年可擦墨水的研 .pdf

收稿日期:2003208211作者简介:张海平(1977 - ) ,男,山东潍坊人,陕西科技大学在读硕士生,从事有机合成及高分子应用研究。电话: (0910)3579783 , E2mail :zhsea sina. com可 擦 墨 水 的 研 制张海平,陈均志(陕西科技大学 化学与化工学院,陕西 咸阳712081 )摘 要:硝化纤维素作成膜剂,采用乙醇 、 丙酮等复合溶剂,甘油和表面活性剂作性能调节剂,通过对研磨工艺和pH控制的试验,制得成本较低、 气味小 、 书写性能优良的可擦性墨水。关键词:可擦墨水;成膜剂;溶剂;研磨中图分类号: TS 951. 23+4文献标识码:B文章编号:1671 - 3206 (2004) 02 - 0061 - 03Operationaldevelopment of erasable inkZHA N G Hai2pi ng , CH EN Jun2zhi( Institute of Chemistryand Chemical Engineering , Shaanxi Universityof Science and Technology ,Xianyang 712081 ,China)Abstract :The nirto2cellulose asfilm forming agent ,ethanol and acetone as composite solvent ,glycerinand surfactant as performance modifying agent, by meansof experiment on ground andpH controls ,itcan make a kind of erasableink whosecharacteristics include lower cost ,small odour and easyto write.Key words :erasableink ;film forming agent ;solvent ;ground可擦墨水是一种具有无尘、 易擦等特性的新型墨水 ,与专用书写笔配套,具有其他墨水的书写特性 ,携带方便 ,外表华丽 ,色彩艳丽,广泛应用于办公和学术交流 、 会议等场合。可擦墨水是书写墨水的一种新产品,在某些场合有望代替传统的粉笔。日本冲电器公司最先研制成功这类产品,采用酮类 、 酯类等混合溶剂,使用聚氯乙烯2醋酸乙烯改性树脂 ;德国采用醇类、 酯类等混合溶剂,以纤维素为树脂 ;瑞士汽巴 2嘉基公司则用丙烯酸改性树脂;美国则采用聚环氧乙烯类树脂。我国可擦墨水方面研究很少,大部分市场产品依靠进口 ,一支笔价格在8 元左右,一瓶 20 mL 的墨水价格也在6 元左右 ,可见此类产品具有很高的附加值和市场潜力。目前国内仅有几家工厂试生产此类墨水及其相应的配套用品,但由于墨水的气味和价格等方面的问题而使产品推广受阻。本试验采用新的复合溶剂和成膜物,在提高墨水性能的同时,减小了气味,降低了成本,具有很好的推广前景。1 实验部分1.1 主要原料成膜剂 : 硝化纤维素 、 乙基纤维素均为化学纯;溶 剂 : 乙醇 、 丙酮 、 乙二醇甲醚均为分析纯;着色剂 : 酞菁蓝 、 酞菁绿 、 立索尔大红、 油溶黑均为化学纯;分散剂 :OP210 ;润滑剂 :甘油 ,分析纯 ;防腐剂 :苯酚 ,分析纯 。1.2 配制方法将成膜剂在溶剂中完全溶解后,加入着色剂 、 分散剂 、 润滑剂 ,调节体系pH ,充分研磨至一定粒度后 ,加入防腐剂和稳定剂,密闭保存 。成膜剂与溶剂用量一般占墨水总质量 的 3 % 10 %和 50 %80 %,着色剂用量占墨水总质量的1 %2 %,分散剂用量 5 % ,润滑剂用量2 %和防腐剂 0. 1 %。第33卷第2期2004年4月应 用 化 工Applied Chemical IndustryVol. 33 No. 2Apr.2004名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 3 页 - - - - - - - - - 2结果与讨论211 配方的优化配方正交优化实验结果见表1。表1墨水配方的优化实验结果序号硝化棉/ g乙二醇甲醚/ mL乙醇/ mL丙酮/ mL表面活性/ mL甘油/ g颜料/ gpH值研磨时间/ h可擦性快干性1121030. 530. 236好易213102011501156较好一般31210301271501546一般不易由表 1 可知 ,配方 1 效果较好 。实验条件为常温常压 ,但要注意加料次序。212 成膜剂对墨水性能的影响成膜剂是可擦墨水的主要组成部分,膜的粘附力大小直接影响墨水的可擦性,它也是颜料的载体,与颜料的结合性也影响墨水的可擦性能。因此 ,成膜物质在溶剂中溶解性要好,要有一定的粘附力,与其他组分相互混合稳定,能长期保存。通常 ,硝化纤维素 、 醋酸纤维素、 乙基纤维素 、 醋酸乙烯树脂、 聚乙烯醇缩醛类树脂、 氯乙烯 2硝酸乙烯共聚物等都可作为成膜剂使用,优选的有硝化纤维素,成本较低 。在溶剂量相同的情况下,成膜剂用量对墨水性能的影响见表 2。表2 成膜剂用量对墨水性能的影响硝化棉/ g溶剂量/ mL墨水可擦性墨水流利性0. 510较好一般110好好210较好一般310一般差由表 2 可看出 ,成膜剂用量为1 g 时 ,墨水可擦性和流利性均好。2.3 溶剂的选择溶剂的作用一是溶解成膜剂,二是促进墨水的快干性 ,还决定着的墨水的气味,因此溶剂的选择在墨水的配方中起着重要作用。在溶剂量10 mL ,成膜剂用量1 g情况下 ,对不同的溶剂进行实验,结果见表 3。表3 溶剂的选择溶剂乙醇甲醇乙二醇甲醚丙酮乙酸乙酯溶解性理想一般理想差理想快干性一般一般差理想理想气味大小理想理想理想差差由表 3 可知 ,采用乙醇、 乙二醇甲醚、 丙酮复合溶剂 ,综合效果最好,墨水几乎没有气味。2.4 颜料的选择颜料决定墨水的颜色。对可擦性墨水颜料的要求能够溶于溶剂,能和成膜剂完全结合,可随膜的脱落而一起除去,不留痕迹。不同类型的颜料用量不同 ,视墨水性能而定,大致占墨水总质量的1 %2 %。在溶剂用量10 mL ,颜料用量0. 1 g ,成膜剂用量为 1 g 时 ,不同颜料的实验结果见表4。表4颜料的选择颜料酞菁蓝酞菁绿油溶黑立索尔大红可擦性理想差一般理想沉淀度理想一般理想差色度理想差理想一般由表 4 可知 ,蓝 、 绿颜色选用酞菁系列颜料,黑色颜料可用油溶黑,红色颜料亦可用立索尔大红,白色可用钛白粉。2. 5 墨水 pH 值的影响在其它条件相同情况下,溶液的 pH 值对墨水的可擦性和可擦耐久性的影响见图1 和图 2。图1pH值对墨水可擦性能的影响图2pH值对墨水耐久性能的影响由图 1、 图 2 可以看出,溶液 pH 值在 23 时 ,墨水的可擦性较好,而耐久性在pH值更低时好。综合考虑,溶液 pH 值 23 较为合适 。2.6 研磨对墨水性能的影响各种原料加入后需要进行精细研磨,使原料颗粒充分分散,通过调整系统pH ,使成膜剂与颜料颗粒之间产生亲和力。研磨的结果影响到溶液的粘度 、 色度和流动性,研磨的时间视墨水性能而定,结果见图 3。由图 3 可以看出 ,研磨时间在58 h 为宜 。26应用化工第33卷名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 3 页 - - - - - - - - - 图3研磨对墨水性能的影响2.7 润滑剂与墨水的流动性墨水的流动性直接影响笔尖出水的快慢、书写的流畅性 。可擦性墨水的书写笔尖是用0. 2 0. 4mm 的合成纤维集束而成的,孔隙较大 。因此 ,可擦性墨水粘度应比普通墨水的大,一般控制在3 8mPa.s为好 。2.8 其他助剂为了保持墨水的稳定性,可加入少量防腐剂(如苯酚 、 甲醛等 ) 。甲醛与氨基化合物可发生反应,使墨水产生沉淀,应避免与有氨基的颜料混用。当墨水用于不同书写基质时,可加入少量其它的助剂 ,如邻苯二甲酸二丁酯、 邻苯二甲酸二辛酯,表面活性剂OP210 等 ,以使墨水能很好的铺展。本试验采用甘油做润滑剂,效果良好 。3 结论(1) 最佳配方为:硝化棉 1 g ,乙二醇甲醚2 mL ,乙醇 10 mL ,丙酮 3 mL ,表面活性015 mL ,甘油 3g ,颜料 012 g。采用硝化棉作成膜剂和乙醇、 乙二醇甲醚和丙醇复合溶剂可很好的减小气味和降低成本 ,采用耐酸性颜料,调节 pH 值在 23 之间 ,研磨时间在 58 h 为宜 ,研磨后需过滤。墨水性能优良 ,可擦性好,易干 。(2) 生产过程中,无三废排放 。参考文献 :1 杨改霞.可擦性圆珠笔用油墨J .江西化工,2001,(3) :39240. 2ShinjiTsujio. Erasable ink compositionP.US :6458192 , 2002.3 何煜,张家聪.可擦性彩色墨水的研制J .四川日化,1989 ,(2) :35238. 4徐传金.可擦性无尘白板书写剂改性研究J .四川化工,1996 , (2) :11212.5 罗士平,张恽文.钛白粉的改性及其在墨水型粉笔中的应用J .化学工程师,1995 ,(6) :55257.应用化工R 2004年征订启事中国化学文献数据库核心期刊 全国石油和化工行业优秀期刊评比一等奖美国化学文摘( CA)来源期刊陕西省优秀科技期刊评比一等奖应用化工为适用性 、 综合性的化工科技刊物,旨在传递和交流化工领域的先进经验和科研成果、 适用技术 ,及时报道国内外化工科技动态和市场信息,注重为科研生产、 成果转让 、 产品销售服务。设有“专论与综述”、“科研与开发” 、“分析测试” 、“应用技术”、“新技术介绍” 、“新产品介绍” 等栏目 。应用化工为双月刊,大 16 开本 ,全年 48 元 。刊号 :ISSN167123206 ,CN6121370/ TQ ,广告经营许可证号 :6100004000041 ,邮发代号 :522225 ,当地邮局均可订阅,如在当地订阅不便,可直接通过邮局或银行向本编辑部订购 。地址 :西安市西影路45 号 应用化工杂志社 邮编 :710054 电话 : (029) 85542621 83188501传真 :(029) 83188625 http :/ / www. chinaaci. com E 2mail :chinaaci bylink. com. cn开户行 :西安市工商行雁塔路分理处帐号 :3700023009088205773帐户 :陕西省石油化工研究设计院。36第2期张海平,等:可 擦 墨 水 的 研 制名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 3 页 - - - - - - - - -