專利名稱：中性筆筆芯隨動(dòng)密封劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種中性筆筆芯隨動(dòng)密封劑及其制備方法，屬潤(rùn)滑密封技術(shù)領(lǐng)域。
技術(shù)背景中性筆筆芯隨動(dòng)密封劑(以下簡(jiǎn)稱Ink follower)用于中性筆筆芯尾部對(duì)墨水 的密封，尤其是對(duì)水性墨水的密封，防止墨水的揮發(fā)和倒流，同時(shí)滿足筆芯書寫時(shí)具 有隨動(dòng)性的要求。也就是說Ink follower既要有比較大的粘度又要有很好地流動(dòng)潤(rùn) 滑性。如果粘度太小，密封劑自身就會(huì)產(chǎn)生倒流，達(dá)不到密封的目的，而且抗震能力 也不佳，所以必須保證足夠大的粘度；但是粘度太大又會(huì)影響到密封劑的隨動(dòng)性。本 發(fā)明的目的就是平衡相互矛盾的兩個(gè)方面，使Ink follower既具有理想的密封性能， 又具有良好的隨動(dòng)性，實(shí)現(xiàn)對(duì)中性筆筆芯密封隨動(dòng)的雙重目的。目前國(guó)外已有關(guān)于中性筆筆芯隨動(dòng)密封劑的專利。例如專利US 6376560以聚異 丁烯、礦物油為基礎(chǔ)油，有機(jī)粘土為增稠劑；專利US 6227738以聚異丁烯、礦物油 為基礎(chǔ)油，超細(xì)二氧化硅為增稠劑；專利US 6521035以硅油為基礎(chǔ)油，以疏水細(xì)粒 二氧化硅為增稠劑等。以上專利均未涉及到分油抑制劑及氟硅油的使用。國(guó)內(nèi)未檢索 到關(guān)于中性筆筆芯隨動(dòng)密封劑的專利。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的之一在于提供一種中性筆筆芯隨動(dòng)密封劑。 本發(fā)明的目的之二在于提供該密封劑的制備方法。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的構(gòu)思是硅油具有良好的耐高低溫(一50 20(TC) 性能，閃點(diǎn)高，不易揮發(fā)，能抗水、防潮，表面張力小，疏水性好，并具有很高的抗 剪切能力和化學(xué)安定性。硅油的粘溫特性好，它的粘溫變化曲線比礦物油平穩(wěn)，粘溫 系數(shù)比較小；氧化安定性也比礦物油酯類油等好，所以本發(fā)明選用二甲基硅油作為基 礎(chǔ)油。納米級(jí)二氧化硅(Si02)作為增稠劑，其增稠機(jī)理為Si02四面體通過硅氧垸鍵(Si 一0—Si)連接，Si02表面的硅原子可形成硅氧烷鍵，或者連接羥基形成硅醇基(Si — 啦。硅醇基能與含活性官能團(tuán)(如醇、羧酸、羧酸酯及硅垸醇等基團(tuán))的有機(jī)化合物 相互作用，限制基本的流動(dòng)，改善界面作用，從而起到增稠、增韌和觸變效果。當(dāng) Si02在基礎(chǔ)油中被分散時(shí)，二氧化硅聚集體被分裂。如果分散適度，這些聚集體能夠相互作用組成一種中間"鏈"結(jié)構(gòu)，這種"鏈"結(jié)構(gòu)存在在Si02表面形成的硅氧烷 鍵(Si—O—Si)、硅醇基(Si—0H)形成的氫鍵以及表面硅醇基(Si —0H)與體系內(nèi)其它 分子上的醇、羧酸、羧酸酯及其它硅垸醇等官能團(tuán)所形成的氫鍵，通過鏈間的相互作 用形成復(fù)雜的空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，將基礎(chǔ)油完全包裹在網(wǎng)絡(luò)機(jī)構(gòu)內(nèi)部，得到性能穩(wěn)定的稠 化物。根據(jù)上述構(gòu)思，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種中性筆筆芯隨動(dòng)密封劑，其特征在于該密封劑的組成及質(zhì)量百分含量為 硅油，粘度為lX103mm7s， 60 85 wt%;氣相型納米級(jí)二氧化硅， 8 15 wt%;表面活性劑為氟硅油， l 5wt%; 結(jié)構(gòu)穩(wěn)定劑為95%的乙醇， 1 5 wt%;液態(tài)硅橡膠，粘度為lX105 5X105mm7s 5 15wt%。上述的中性筆筆芯隨動(dòng)密封劑的制備方法，其特征在于，該方法的具體步驟為a) 氣相型納米級(jí)二氧化硅的活化；b) 按上述比例，將硅油、液態(tài)硅橡膠和表面活性劑攪拌混合得到混合油；將經(jīng) 活化的氣相型納米二氧化硅趁熱加入到混合油里，攪拌，使二氧化硅在混合 油中充分溶脹；然后進(jìn)行研磨，研磨的同時(shí)緩慢加入結(jié)構(gòu)穩(wěn)定劑95%的乙醇， 繼續(xù)研磨至充分混合均勻，脫氣出料，得到中性筆筆芯隨動(dòng)密封劑。本發(fā)明選用了氣相型納米二氧化硅作為增稠劑。氣相型納米二氧化硅的增稠性能 非常顯著，同時(shí)也能顯著提高體系的粘度，由此得到的密封劑體系具備良好的密封性 能，但是納米二氧化硅在使用前要先進(jìn)行活化。因?yàn)榧{米級(jí)二氧化硅顆粒小，比表面 積大，極容易發(fā)生團(tuán)聚，因而不能均勻分散在基礎(chǔ)油中，而是以團(tuán)聚體的形式被基礎(chǔ) 油包覆著，從而使其增稠性能不能充分發(fā)揮。本發(fā)明中納米二氧化硅的預(yù)處理是在 50(TC溫度下活化30min后使用。中性筆筆芯隨動(dòng)密封劑的性能測(cè)試方法為a. 錐入度測(cè)定法錐入度以標(biāo)準(zhǔn)錐體在一定的荷重、時(shí)間及溫度條件下垂直穿入潤(rùn) 滑脂試樣的深度表示，單位為十分之一毫米。按GB 269-85測(cè)試非工作錐入度；b. 分油率測(cè)定法分油量是用來評(píng)定潤(rùn)滑脂的穩(wěn)定性的指標(biāo)。按ZB E36 013-88潤(rùn) 滑脂漏斗分油測(cè)定法測(cè)定；c. 滴點(diǎn)測(cè)定法在規(guī)定條件下，將潤(rùn)滑脂加熱至第一滴液體滴下時(shí)的溫度。d. 抗沖擊測(cè)定將密封劑裝配到標(biāo)準(zhǔn)筆芯中，然后組裝到中性筆中，將中性筆的密 封劑一端朝下，筆頭一端朝上，從長(zhǎng)lm的管子上端使其自由落體，每個(gè)樣品做3 次，觀察脂面的變化判斷抗沖擊性能。e. 防倒流性能的測(cè)定將抗沖擊性能合格的筆芯的密封劑一端朝下，筆頭一端朝上， 垂直放置，長(zhǎng)期觀察，以3個(gè)月不出現(xiàn)倒流為合格。f. 隨動(dòng)性測(cè)定以20 25mm/s的劃線速度將墨水劃完，觀查是否有斷線及書寫不暢 等缺點(diǎn)。由于中性筆有很大的市場(chǎng)需求，水性墨水也將有更大量應(yīng)用，Ink follower的用 量也會(huì)隨之不斷增大，而且此方面的產(chǎn)品也以進(jìn)口產(chǎn)品為主，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)廠家非常少， 所以它有著廣泛的市場(chǎng)和經(jīng)濟(jì)前景。目前中性筆筆芯隨動(dòng)密封劑產(chǎn)品主要來自日本和 韓國(guó)。本發(fā)明對(duì)實(shí)現(xiàn)Ink follower的完全國(guó)產(chǎn)化，同時(shí)也對(duì)占有市場(chǎng)和經(jīng)濟(jì)效應(yīng)將 起到重要的推動(dòng)作用，具有深遠(yuǎn)的意義。
具體實(shí)施方式
現(xiàn)將本發(fā)明的具體實(shí)施例敘述于后。實(shí)施例一將72. 5 wtW的基礎(chǔ)油1X103 mm7s的二甲基硅油、10. 3 wtM的分油抑 制劑和1. 0 wty。的表面活性劑氟硅油攪拌溶解得到混合油。14. 4 wty。的氣相型納米二 氧化硅于50(TC溫度下活化30min后趁熱加入到混合油里，攪拌，使二氧化硅在混合 油中充分溶脹，發(fā)揮增稠作用，然后用三輥研磨機(jī)進(jìn)行研磨。在研磨過程中，緩慢加 入1.8wtM的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定劑95X乙醇，繼續(xù)研磨兩到三遍，脫氣出料，得到中性筆筆芯 隨動(dòng)密封劑。該密封劑的錐入度322(1/10mm);分油率0.64%;滴點(diǎn)〉20(TC;抗沖擊實(shí)驗(yàn)及 防倒流實(shí)驗(yàn)合格；以20 25mm/s的劃線速度能使墨水完全寫完。實(shí)施例二本實(shí)施例的方法與實(shí)施例一相同，各組分的含量如下基礎(chǔ)油 二甲基硅油(粘度1Xl(T讓Vs) 分油抑制劑增稠劑 氣相納米二氧化硅 表面活性劑 氟硅油 結(jié)構(gòu)穩(wěn)定劑 乙醇73. 7 wt% 10. 5 wt% 12. 6 wt%1. 1 wt%2, 1 wt%該密封劑的錐入度330(1/10鵬)分油率l. 10%;滴點(diǎn)〉200。C;抗沖擊實(shí)驗(yàn)及防倒流實(shí)驗(yàn)合格；以20 25mm/s的劃線速度能使墨水完全寫完。實(shí)施例三本實(shí)施例的方法與實(shí)施例一相同，各組分的含量如下:基礎(chǔ)油 分油抑制劑 增稠劑 表面活性劑 結(jié)構(gòu)穩(wěn)定劑.甲基硅油(粘度lXl(^咖7s)氣相納米二氧化硅 氟硅油 乙醇該密封劑的錐入度333(1/10mm);分油率1.33%;滴點(diǎn)>200匸；抗沖擊實(shí)驗(yàn)及 防倒流實(shí)驗(yàn)合格；以20 25mm/s的劃線速度能使墨水完全寫完。75. 3 wt% 10. 8 wt% 10.8 wt%1. 1 wt%2. 0 wt%實(shí)施例四本實(shí)施例的方法與實(shí)施例一相同，各組分的含量如下:基礎(chǔ)油 分油抑制劑 增稠劑 表面活性劑 結(jié)構(gòu)穩(wěn)定劑二甲基硅油(粘度lX103mm2/s)氣相納米二氧化硅 氟硅油 乙醇該密封劑的錐入度351(1/10mm);分油率4.52%;滴點(diǎn)〉200。C;抗沖擊實(shí)驗(yàn)及 防倒流實(shí)驗(yàn)合格；以20 25mm/s的劃線速度能使墨水完全寫完。76. 9 wt% 11. 0 wt% 8. 8 wt%1. 1 wt%2. 2 wt%
權(quán)利要求
1.一種中性筆筆芯隨動(dòng)密封劑，其特征在于該密封劑的組成及質(zhì)量百分含量為硅油，粘度為1×103mm2/s，60～85wt％；氣相型納米級(jí)二氧化硅， 8～15wt％；表面活性劑為氟硅油， 1～5wt％；結(jié)構(gòu)穩(wěn)定劑為95％的乙醇， 1～5wt％；液態(tài)硅橡膠，粘度為1×105～5×105mm2/s5～15wt％。。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種中性筆筆芯隨動(dòng)密封劑的制備方法，其特征在于，該 方法的具體步驟為a. 氣相型納米級(jí)二氧化硅的活化；b. 按上述比例，將硅油、液態(tài)硅橡膠和表面活性劑攪拌混合得到混合油；將經(jīng)活化的氣相型納米二氧化硅趁熱加入到混合油里，攪拌，使二氧化硅在混合油中充分溶脹；然后進(jìn)行研磨，研磨的同時(shí)緩慢加入結(jié)構(gòu)穩(wěn)定劑95%的乙醇， 繼續(xù)研磨至充分混合均勻，脫氣出料，得到中性筆筆芯隨動(dòng)密封劑。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種中性筆筆芯隨動(dòng)密封劑及其制備方法。該密封劑的組成及質(zhì)量百分含量為硅油，粘度為1×10³mm²/s，60～85wt％；氣相型納米級(jí)二氧化硅，8～15wt％；表面活性劑為氟硅油，1～5wt％；結(jié)構(gòu)穩(wěn)定劑為95％的乙醇，1～5wt％；液態(tài)硅橡膠，粘度為1×10⁵～5×10⁵mm²/s，5～15wt％。本發(fā)明對(duì)實(shí)現(xiàn)Ink follower的完全國(guó)產(chǎn)化，同時(shí)也對(duì)占有市場(chǎng)和經(jīng)濟(jì)效應(yīng)將起到重要的推動(dòng)作用，具有深遠(yuǎn)的意義。
文檔編號(hào)C08L83/04GK101280173SQ20081003769
公開日2008年10月8日 申請(qǐng)日期2008年5月20日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月20日
發(fā)明者葉俊丹, 張寶華, 青 楊, 飛 潛, 斌 陳 申請(qǐng)人:上海大學(xué)