技术领域
[0001] 本
发明涉及墨水制造技术领域，尤其涉及一种油包水型乳化墨水组合物及基于其的油包水型乳化墨水。
背景技术
[0002] 油性墨水和水性墨水是当前主要的两大类主流传统书写墨水，这两类墨水优缺点都比较明显。水性墨水使用水作为主要
溶剂，环保低毒是其主要优点，但也有容易冒油及书写断线、积墨等缺点。油性墨水的优点是产品稳定、书写顺滑、字迹
色度保持性较好，但生产过程中
有机溶剂的用量比较大，特别是含有具有一定的毒害性的挥发性有机物，如苯类、
醛类、醚类等，危害生产者和使用者的健康。
[0003] 近年来，开发出了一种介于油性和水性之间的新型墨水-乳化墨水，它用一定量的水替代有机溶剂，形成水包油或者油包水的乳液体系。这种新型墨水结合了油性墨水和水性墨水的优点，弥补了2种墨水的缺点。不仅大大降低了有机溶剂的使用量，环保绿色，而且具有较高
触变性，较低
粘度等优异墨水性能，对于书写手感及书写
质量都有很好的提高。如CN201110441864.3公开了一种染料型乳化墨水及其制造方法，CN201810790744.6公开了一种改性醛
酮树脂及其制备方法，并利用该改性醛酮树脂开发了一种乳化墨水。
[0004] 乳化墨
水体系本质上是个乳液体系，热
力学相对不太稳定，保持其均相及长时间稳定是研究和产生乳化墨水的技术难点。目前公开的乳化墨水制备方法中，主要采用溶剂型树脂，在乳化过程中添加
表面活性剂或者复合乳化剂，制备染料型或颜料型墨水，按照这些配方及工艺制备的乳化墨水部分解决了
稳定性问题，但树脂及颜料在乳液体系中的长期均相及稳定性问题没有根本解决。
发明内容
[0005] 为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种油包水型乳化墨水组合物及基于其的油包水型乳化墨水，本发明的油包水型乳化墨水环保且稳定性好，书写流畅稳定。
[0006] 本发明的一种油包水型乳化墨水组合物，以其总重为基准，包括以下质量分数的组分：
[0007] 染料10.0％-20.0％；
[0008] 有机溶剂10.0％-50.0％；
[0009] 水20.0％-50.0％；
[0011] 乳化剂5.0％-15.0％；
[0012] 辅助剂0.5％-1.0％；
[0013] 其中，改性
环氧树脂为聚甲基
丙烯酸聚乙二醇酯改性的环氧树脂；有机溶剂为醇类和/或醚类溶剂。
[0014] 进一步地，改性环氧树脂具有良好的
水溶性和乳化特性，其制备方法包括以下步骤：
[0015] 将聚甲基丙烯酸聚乙二醇酯与环氧树脂溶于有机溶剂，并在70-110℃下回流反应，反应完全后，得到改性环氧树脂；聚甲基丙烯酸聚乙二醇酯与环氧树脂的质量比为1-5:1；聚甲基丙烯酸聚乙二醇酯的分子量为30000-100000g/mol。采用以上改性环氧树脂制备的油包水型乳化墨水具有更好的稳定性，更高的书写触变值。本发明中，改性环氧树脂的用量可以根据溶剂的用量来适当调节用量。
[0016] 进一步地，环氧树脂的分子量为3000-50000g/mol。
[0017] 进一步地，染料为醇溶性染料。优选地，染料选自蓝色溶剂型染料。本发明所需染料没有特别限制，只要符合各种油墨安全规定标准，具有良好的相溶性即可。例如可以选择溶剂蓝38、溶剂蓝36，溶剂紫8等。在普通的书写蓝色墨水中，蓝色染料的范围重量比例可以在10.0-25.0之间，染料用量可以根据色度要求的深浅做出合理的调整，但最大量必须避免生产的墨水染料发生凝聚。
[0018] 进一步地，有机溶剂选自苯
乙醇、乙二醇苯醚、乙二醇甲醚、甘油、苯甲醇、苯甲醚和乙二醇丁醚中的一种或几种。本发明的有机溶剂首先满足低毒无害、绿色环保的要求，当然也必须满足油墨安全规定标准。可选溶剂种类和范围比较宽广，例如醇类、醚类等有机溶剂。本发明中优选苯乙醇、乙二醇丁醚和乙二醇苯醚的一种或几种。本发明中溶剂的主要功能是满足染料溶解和分散稳定，其用量越少越能满足绿色环保的要求，所以生产过程中尽量降低其用量。
[0019] 进一步地，水为普通去离子水，本发明中水的用量占组合物总质量的20.0％-50.0％，提高去离子水的用量可以使生产的乳化墨水真正到达绿色环保的标准，但也必须保证乳液均相稳定。
[0020] 进一步地，乳化剂为非离子型表面活性剂，HLB值范围为3-5。
[0021] 进一步地，乳化剂选自壬基酚的聚氧乙烯醚或辛基酚的聚氧乙烯醚、司班、甘油
脂肪酸和
脂肪酸甲酯聚氧乙烯醚中的一种或几种。
[0022] 进一步地，辅助剂包括
增稠剂、
防腐剂和乳化助剂中的一种或几种。
[0023] 优选地，增稠剂为羟乙基
纤维素；防腐剂选自苯
甲酸和/或
苯甲酸钠；乳化助剂选自K90。
[0024] 增稠剂和防腐剂的主要功能是适当调节墨水粘度及防止墨水变质，其用量相对较少。
[0025] 本发明还公开了上述油包水型乳化墨水组合物在制备油包水型乳化墨水中的应用。
[0026] 进一步地，油包水型乳化墨水的粘度为750-900mpa.s，触变指数为2.5-3.5。
[0027] 本发明还公开了一种油包水型乳化墨水，采用本发明的上述油包水型乳化墨水组合物制备，其制备方法包括以下步骤：
[0028] 溶解染料：在部分乳化剂的作用下，将染料在80-95℃下溶于部分除甘油外的有机溶剂，做成染料复配液A；
[0029] 溶剂复配液的制备：水与甘油和乳化助剂加热并搅拌均匀，得到溶剂复配液B；
[0030] 乳化醇
混合液的制备：在40-80℃下，将溶剂复配液B慢慢加入染料复配液A中，一边搅拌一边加入，搅拌转速控制在600-900转/分钟，搅拌30分钟，全部加入后继续
加速搅拌60-80分钟，转速2000-4000转/分钟，得到乳化醇混合液；
[0031] 配制树脂复配液：将改性环氧树脂和部分有机溶剂在110-130℃下混合均匀，得到树脂复配液；
[0032] 油包水型乳化墨水的配制：将乳化醇混合液、树脂复配液和其他辅助剂混匀，搅拌至产品粘度为750-900mpa.s。
[0033] 借由上述方案，本发明至少具有以下优点：
[0034] 本发明通过多功能的改性环氧树脂解决乳化墨水长期均匀及稳定性问题，制造一种环保及性能优越的油包水型乳化墨水。
[0035] 本发明的油包水型乳化墨水各项性能指标符合行业的标准，书写质量及性能都很优越。生产过程环保绿色，满足当前严格的环保要求。原料绿色无毒、配制方法及工艺无环境污染。生产的乳化墨水符合GB/T 6678-2003、GB/T 6680-2003、GB 21027、GB/T 26714-2011。用本发明的乳化墨水做出的笔芯成品，划线350m以上，线迹无明显断线、变淡现象，耐水性指标超过1.5小时，线迹保持可见，耐光性实验超过72小时，线迹保持可见。
[0036] 上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照
说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳
实施例并配合详细说明如后。
具体实施方式
[0037] 下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
[0038] 实施例1
[0039] 取20g聚甲基丙烯酸聚乙二醇酯(分子量为50000g/mol)溶于50mL
甲苯溶剂中，加入18g环氧树脂(分子量为5000g/mol)，充分溶解后，在110℃下回流反应24小时，蒸干溶剂，即得到改性环氧树脂。
[0040] 实施例2
[0041] (1)将30克苯甲醇加热至80-90摄氏度，向其中逐步加入蓝色染料溶剂蓝38号10.0克并搅拌均匀至完全溶解，略降温后加入稳定剂吐温0.5克并搅拌均匀，做成染料复配液A。
[0042] (2)去离子水25.0克、甘油9.0克和K90乳化助剂1.0克加热并搅拌均匀，得到溶剂复配液B。
[0043] (3)将溶剂复配液B慢慢加入染料复配液A中，一边搅拌一边加入，搅拌转速控制在600-900转/分钟，搅拌30分钟，全部加入后继续加速搅拌60-80分钟，转速3000转/分钟，体系
温度保持60摄氏度，制得乳化醇溶液。
[0044] (4)取实施例1制备的改性环氧树脂15.0克和苯甲醚9.0克混合并升温至110-130摄氏度让其完全熔解，形成树脂复配液。
[0045] (5)向以上步骤制备的乳化醇溶液中加入树脂复配液，最后加入增稠剂及防腐剂共0.5克，制得蓝色乳化墨水。
[0046] 实施例3
[0047] (1)将30克二乙醇苯醚加热至80-90摄氏度，向其中逐步加入蓝色染料溶剂蓝38号10.0克并搅拌均匀至完全溶解，略降温后加入稳定剂吐温0.5克并搅拌均匀，做成染料复配液A。
[0048] (2)去离子水25.0克、二乙二醇乙醚9.0克和K90乳化助剂1.0克加热并搅拌均匀，得到溶剂复配液B。
[0049] (3)将溶剂复配液B慢慢加入染料复配液A中，一边搅拌一边加入，搅拌转速控制在600-900转/分钟，搅拌30分钟，全部加入后继续加速搅拌60-80分钟，转速3000转/分钟，体系温度保持60摄氏度，制得乳化醇溶液。
[0050] (4)取实施例1制备的改性环氧树脂15.0克和苯甲醇9.0克混合并升温至110-130摄氏度让其完全熔解，形成树脂复配液。
[0051] (5)向以上步骤制备的乳化醇溶液中加入树脂复配液，最后加入增稠剂及防腐剂共0.5克，制得蓝色乳化墨水。
[0052] 实施例4
[0053] (1)将25.0克二乙醇苯醚加热至80-90摄氏度，向其中逐步加入蓝色染料溶剂蓝38号10.0克并搅拌均匀至完全溶解，略降温后加入稳定剂吐温0.5克并搅拌均匀，做成染料复配液A。
[0054] (2)去离子水35.0克、二乙二醇乙醚9.0克和K90乳化助剂1.0克加热并搅拌均匀，得到溶剂复配液B。
[0055] (3)将溶剂复配液B慢慢加入染料复配液A中，一边搅拌一边加入，搅拌转速控制在600-900转/分钟，搅拌30分钟，全部加入后继续加速搅拌60-80分钟，转速3000转/分钟，体系温度保持60摄氏度，制得乳化醇溶液。
[0056] (4)取实施例1制备的改性环氧树脂12克和苯甲醇12克混合并升温至110-130摄氏度让其完全熔解，形成树脂复配液。
[0057] (5)向以上步骤制备的乳化醇溶液中加入树脂复配液，最后加入增稠剂及防腐剂共0.5克，制得蓝色乳化墨水。
[0058] 实施例5
[0059] (1)将20.0克二乙醇苯醚加热至80-90摄氏度，向其中逐步加入蓝色染料溶剂蓝38号10.0克并搅拌均匀至完全溶解，略降温后加入稳定剂吐温0.5克并搅拌均匀，做成染料复配液A。
[0060] (2)去离子水35.0克、二乙二醇乙醚14.0克和K90乳化助剂1.0克加热并搅拌均匀，得到溶剂复配液B。
[0061] (3)将溶剂复配液B慢慢加入染料复配液A中，一边搅拌一边加入，搅拌转速控制在600-900转/分钟，搅拌30分钟，全部加入后继续加速搅拌60-80分钟，转速3000转/分钟，体系温度保持60摄氏度，制得乳化醇溶液。
[0062] (4)取实施例1制备的改性环氧树脂10.0克和苯甲醇9.0克混合并升温至110-130摄氏度让其完全熔解，形成树脂复配液。
[0063] (5)向以上步骤制备的乳化醇溶液中加入树脂复配液，最后加入增稠剂及防腐剂共0.5克，制得蓝色乳化墨水。
[0064] 测试实施例2-5制备的蓝色乳化墨水的粘度、出编制、耐水性、耐温性等性能，同时将实施例2-5制备的蓝色乳化墨水灌装笔芯，进行书写性能测试，其划线长度高于305m，具体测试数据如表1所示：
[0065] 表1：本发明墨水性能测试结果
[0066]
[0067]
[0068] 综上，本发明的乳化墨水配方及工艺低毒无害、绿色环保，产品各项技术指标符合书写用墨水标准，墨水的技术指标和性能达到或优于一般的市售书写墨水。试制的墨水笔书写流畅，线迹均匀，
颜色鲜艳。
[0069] 以上仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
