本發(fā)明涉及抗水材料領(lǐng)域，特別涉及一種具有抗水性能的筆用墨水及其制備方法，屬于新材料研究領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

1、墨水在人類(lèi)生產(chǎn)生活中的作用且涵蓋了諸多領(lǐng)域，與人們的關(guān)系密不可分，如書(shū)寫(xiě)用的筆用墨水，用于繪畫(huà)或其他藝術(shù)作品中的顏料墨水和印刷領(lǐng)域應(yīng)用的高亮度打印墨水等，因此將墨水的性能進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化顯得尤為重要。

2、墨水配方種類(lèi)繁多，目前存在的著色劑主要分為顏料型和染料型兩種，其中顏料型著色劑中所用顏料分為無(wú)機(jī)顏料與有機(jī)顏料，無(wú)機(jī)顏料主要有氧化物、氫氧化物、硫化物、金屬及各類(lèi)有色非金屬鹽。有機(jī)顏料主要有偶氮顏料、酸性堿性染料色淀顏料、稠環(huán)酮類(lèi)顏料等。

3、染料型著色劑由可溶性分子組成，能夠穩(wěn)定分散在墨水體系中，其具有顏色鮮艷、成本低等優(yōu)點(diǎn)，其中陽(yáng)離子染料具有耐熱、耐曬、耐酸堿等特性被廣泛應(yīng)用在各種馬克筆墨水中。然而，陽(yáng)離子染料存在水溶性較強(qiáng)、耐候性差等缺陷，將其用作墨水著色劑時(shí)，常常導(dǎo)致書(shū)寫(xiě)或繪畫(huà)信息因遇水及陽(yáng)光照射導(dǎo)致信息丟失，故亟待開(kāi)發(fā)一種具有優(yōu)良色彩飽和度、耐候性及抗水性能的陽(yáng)離子著色劑來(lái)解決這一問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明目的是提供一種抗水性能筆用墨水及其制備方法，該方法以sio2@陽(yáng)離子染料@sio2有機(jī)-無(wú)機(jī)多級(jí)核殼微球?yàn)橹珓┲苽涔P用墨水，賦予墨水優(yōu)良的耐候性和抗水性。該有機(jī)-無(wú)機(jī)多級(jí)核殼結(jié)構(gòu)著色劑的制備工藝簡(jiǎn)單且安全環(huán)保，利用其配制馬克筆墨水，書(shū)寫(xiě)筆跡具有色彩飽和度、水中不易褪色、耐候性?xún)?yōu)良等特性，極大提高了陽(yáng)離子染料環(huán)境適應(yīng)性，擴(kuò)大了陽(yáng)離子染料的應(yīng)用范圍。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明主要技術(shù)方案為：

3、本發(fā)明提供一種具有優(yōu)良耐水性能和分散穩(wěn)定性的有機(jī)-無(wú)機(jī)多級(jí)核殼結(jié)構(gòu)著色劑，著色劑結(jié)構(gòu)為sio2@陽(yáng)離子染料@sio2，sio2微球的表面電荷為-20mv～-50mv，粒徑為80nm～800nm，sio2微球的表面為陽(yáng)離子染料形成核殼結(jié)構(gòu)的sio2@陽(yáng)離子染料；sio2@陽(yáng)離子染料外層包覆sio2；包覆層sio2厚度為5nm-60nm，陽(yáng)離子染料為黃、橙、艷紅、紅、艷紫、藍(lán)、翠藍(lán)等顏色中的一種或幾種。著色劑sio2@陽(yáng)離子染料@sio2粒徑為90nm～1000nm，表面電荷量為-25mv～-45mv。具有優(yōu)良的分散穩(wěn)定性、較高色彩飽和度及耐水性，以其為著色劑配制馬克筆墨水書(shū)寫(xiě)流暢，字跡抗水。

4、進(jìn)一步地，在上述技術(shù)方案中，所述的黃色陽(yáng)離子染料為x-8gl、x-8gln、e-3rd、x-2rl、7gll、7gl、x-3rl、x-gl的一種或幾種。

5、進(jìn)一步地，在上述技術(shù)方案中，所述的紅色陽(yáng)離子染料為gtl、gtln、2bl、2gl、x-grl中的一種或幾種。

6、進(jìn)一步地，在上述技術(shù)方案中，所述的藍(lán)色陽(yáng)離子染料為x-grrl、x-grl、frl、x-bl、m-rl、x-gbl中的一種或幾種。

7、有機(jī)-無(wú)機(jī)多級(jí)核殼結(jié)構(gòu)著色劑的制備，其主要步驟如下：

8、①制備單分散的sio2納米粒子，并將其配制成一定濃度的分散液；

9、②將①所配制得sio2納米粒子與一定比例的陽(yáng)離子染料靜電吸附，得到sio2@陽(yáng)離子染料核殼微球；

10、③配制一定濃度的sio2@陽(yáng)離子染料分散液，利用法在核殼微球表層包覆sio2，得到具有高色彩飽和度和優(yōu)良耐水性能的sio2@陽(yáng)離子染料@sio2有機(jī)-無(wú)機(jī)多級(jí)核殼結(jié)構(gòu)著色劑。

11、進(jìn)一步地，在上述技術(shù)方案中，步驟①中所述的sio2微球的粒徑為80nm～800nm。

12、進(jìn)一步地，在上述技術(shù)方案中，步驟①中所述的單分散的sio2分散液的濃度為0.1wt％～40wt％。

13、進(jìn)一步地，步驟②所述的sio2與陽(yáng)離子染料摩爾比為1：7～1：1，靜電吸附時(shí)間為0.3h～48h，溫度為20℃～60℃。

14、進(jìn)一步地，在上述技術(shù)方案中，步驟③中所述的核殼微球sio2@陽(yáng)離子染料核殼微球質(zhì)量濃度為3wt％～50wt％。本發(fā)明提供馬克筆墨水的配制方法，采用所制備的sio2@陽(yáng)離子染料@sio2有機(jī)-無(wú)機(jī)多級(jí)核殼結(jié)構(gòu)著色劑，與其他保濕劑、殺菌劑、表面活性劑、黏度調(diào)節(jié)劑在溶劑水中混合，攪拌均勻，制備得到一種具有優(yōu)良抗水性能及耐候性的墨水。

15、馬克筆墨水配方中各組分的重量百分含量為著色劑3％～15％，保濕劑10％～40％，殺菌劑0.1％～0.4％，表面活性劑0.1％～0.5％，黏度調(diào)節(jié)劑0.1％～1％，其余為溶劑為水。

16、進(jìn)一步地，上述制備墨水過(guò)程中，采用的保濕劑可以為乙二醇、丙二醇、甘油、聚乙二醇、丙三醇中的一種或多種。

17、進(jìn)一步地，上述制備墨水過(guò)程中，采用的殺菌劑可以為苯甲酸鈉、苯甲酸甲酯、安息香酸鈉、苯酚、1,2-苯并噻唑啉-3-酮中的一種或多種。

18、進(jìn)一步地，上述制備墨水過(guò)程中，采用的表面活性劑可以為膠體硅、脂肪醇硫酸鈉、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉中的一種。

19、進(jìn)一步地，上述制備墨水過(guò)程中，采用的粘度調(diào)節(jié)劑可以為黃原膠、天然橡膠、pvp(聚乙烯吡咯烷酮)、聚丙烯酸中的一種。

20、進(jìn)一步地，上述制備墨水過(guò)程中，所述的攪拌過(guò)程為恒溫水浴條件下，攪拌0.5h～3h。

21、發(fā)明有益效果

22、本發(fā)明一種具有抗水性能筆用墨水及其制備方法，以sio2@陽(yáng)離子染料@sio2有機(jī)-無(wú)機(jī)多級(jí)核殼微球?yàn)橹珓┲苽漶R克筆墨水，該馬克筆墨水具有優(yōu)良的書(shū)寫(xiě)性能、鮮艷的色彩飽和度及耐水性能。本發(fā)明解決了現(xiàn)有馬克筆墨水技術(shù)中書(shū)寫(xiě)字跡耐水性差的問(wèn)題，極大提高其環(huán)境適應(yīng)性，有利于擴(kuò)大馬克筆的應(yīng)用范圍及高檔繪畫(huà)作品或者重要信息的長(zhǎng)久保存。

技術(shù)特征：

1.一種具有優(yōu)良耐水性能和分散穩(wěn)定性的有機(jī)-無(wú)機(jī)多級(jí)核殼結(jié)構(gòu)著色劑，其特征在于：

2.權(quán)利要求1所述著色劑，其特征在于：陽(yáng)離子染料為黃、橙、艷紅、紅、艷紫、藍(lán)、翠藍(lán)中的一種或幾種。

3.權(quán)利要求1或2所述著色劑的制備方法，其特征在于：包括如下工藝步驟：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，所述的黃色陽(yáng)離子染料為x-8gl、x-8gln、e-3rd、x-2rl、7gll、7gl、x-3rl、x-gl的一種或幾種；

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，步驟①中所述的單分散的sio2微球分散液的濃度為0.1wt％～40wt％。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，步驟②中所述的sio2與陽(yáng)離子染料摩爾比為1：7～1：1，靜電吸附時(shí)間為0.3h～48h，溫度為20℃～60℃。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，步驟③中所述核殼微球sio2@陽(yáng)離子染料核殼微球濃度為3wt％～50wt％。

8.馬克筆墨水的配制方法，其特征在于：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于：所述的保濕劑為乙二醇、丙二醇、甘油、聚乙二醇、丙三醇中的一種或多種；

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于：準(zhǔn)備墨水各組分，放入恒溫水浴中攪拌0.5h～3h，混合均勻后獲得馬克筆墨水。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種具有優(yōu)良耐水性能和分散穩(wěn)定性的有機(jī)?無(wú)機(jī)多級(jí)核殼結(jié)構(gòu)著色劑及以其為著色劑的馬克筆墨水配制方法，屬于新材料制備領(lǐng)域。該有機(jī)?無(wú)機(jī)多級(jí)核殼著色劑制備過(guò)程大致可分為三步，首先制備具有較高表面電荷的單分散SiO2微球，利用靜電吸附作用將其與陽(yáng)離子染料結(jié)合制備SiO2@染料核殼微球，再利用法在SiO2@染料核殼微球表面包覆SiO2進(jìn)而獲得有機(jī)?無(wú)機(jī)多級(jí)核殼結(jié)構(gòu)著色劑，以其為著色劑制備的馬克筆墨水。該馬克筆墨水具有優(yōu)良的書(shū)寫(xiě)性能、鮮艷的色彩飽和度及耐水性能。本發(fā)明解決了現(xiàn)有馬克筆墨水技術(shù)中書(shū)寫(xiě)字跡耐水性差的問(wèn)題，極大提高其環(huán)境適應(yīng)性，有利于擴(kuò)大馬克筆的應(yīng)用范圍及高檔繪畫(huà)作品或者重要信息的長(zhǎng)久保存。

技術(shù)研發(fā)人員：陳柯宇,畢佳捷,潘明初,王兆倫,王煜成,周勤華,陳曦
受保護(hù)的技術(shù)使用者：溫州大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21