專利名稱：：一種穩(wěn)定型黃色納米水性顏料分散液的制作方法一種穩(wěn)定型黃色納米水性顏料分散液(一)
技術(shù)領(lǐng)域：
-本發(fā)明涉及一種顏料分散液，特別是一種用于噴墨領(lǐng)域的穩(wěn)定型黃色納米水性顏料分散液及其制備方法。(二)
背景技術(shù)：
-目前市場(chǎng)上的噴墨打印墨水基本上分為染料型墨水和顏料型墨水兩種，染料墨水中的染料是以分子狀態(tài)存在的，易于制備，獲得的印刷品圖像清晰，色階過渡均勻，但其因容易褪色且耐水性差，難于滿足戶外廣告、重要檔案和文件的長(zhǎng)期保存要求，因此，染料墨水的這些缺點(diǎn)限制了噴墨打印技術(shù)的發(fā)展。與染料墨水相比，顏料型墨水中的顏料是顆粒狀的，由此獲得的印刷品具有耐光、耐水等優(yōu)點(diǎn)。但因制備水性顏料墨水的關(guān)鍵組分水性顏料分散液體系為熱力學(xué)不穩(wěn)定體系，如果分散劑分散效果差的話，顏料粒子容易慢慢聚集，直至沉淀，導(dǎo)致墨水易堵噴頭，這是顏料型墨水的最大缺點(diǎn)。如果能把顏料團(tuán)聚物打碎打小，讓分散劑錨固在顏料顆粒的表面，防止顏料顆粒彼此之間團(tuán)聚，那么所制得的顏料分散液穩(wěn)定性將大大增加。由此可見想要獲得穩(wěn)定性良好的顏料墨水，制備分散效果好的顏料分散液至關(guān)重要。(三)
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于設(shè)計(jì)一種穩(wěn)定型黃色納米水性顏料分散液及其制備方法，它是一種易保存，穩(wěn)定性和分散性良好的新型分散液。■本發(fā)明的技術(shù)方案一種穩(wěn)定型黃色納米水性顏料分散液，其特征在于它由黃色顏料、分散劑和去離子水組成，其中黃色顏料占總重量百分比的330%，分散劑占總重量百分比的250'%，余量為去離子水；所說的黃色顏料與分散劑有效成分的比例控制在0.56.0之間；所說的分散劑包括高分子丙烯酸聚合物分散劑、含顏料親和基團(tuán)的特殊改性聚醚分散劑、含高顏料親和基團(tuán)的有機(jī)改性聚丙烯酸酯分散劑、表面活性劑與含顏料親和基團(tuán)的聚合物的混合物分散劑、含氨基的高分子嵌段聚合物型分散劑、含顏料親和基團(tuán)的高分子量嵌段共聚物溶液、炔二醇類分散劑、表面活性聚合物分散劑，上述所說的分散液取以上分散劑中的至少一種；所說的黃色納米水性顏料分散液的粒徑Dw控制在40.0150.Onm之間。上述所說的組成配方還可以包括PH調(diào)節(jié)劑和殺菌劑"其占分散液總重量的重量百分比分別為0.00.2%和0.00.2%。上述所說的黃色顏料占分散液總重量的重量百分比優(yōu)選815%。上述所說的分散劑占分散液總重量的重量百分比優(yōu)選4.519.5%。上述所說的黃色顏料與分散劑有效成分的比例優(yōu)選1.62.'9之間。上述所說的黃色'顏料選用科萊恩公司(Clariant)的C.I.顏料黃155。上述所說的高分子丙烯酸聚合物分散劑選用:'汽巴埃夫卡公司(Ciba.EFKA)的EFKA7421和EFKA7422，上述所說的含顏料親和基團(tuán)的特殊改性聚醚分散劑選用德國(guó)迪高化工公司(TEGO)的TEG0Dispers651，所說的含高顏料親和基團(tuán)的有機(jī)改性聚丙烯酸酯分散劑選用德國(guó)迪高化工公司(TEG0)的TliG0Dispers745W，所說的表面活性劑與含顏料親和基團(tuán)的聚合物的混合物分散劑選用德國(guó)迪高化工公司(TEGO)的TEG0Dispers760W,所說的含氨基的高分子嵌段聚合物型分散劑選用美國(guó)路博潤(rùn)公司(Lubrizol)的Solsperse43000和SoLsperse47000，所說的含顏料親和基團(tuán)的高分子量嵌段共聚物溶液選用德國(guó)畢克化學(xué)公司(BYK)的DISPERBYK-190，所說的炔二醇類分散劑選用關(guān)國(guó)空氣化工公司(A1RPRODiJCTS)的Zetasperse2300，所說的表面活性聚合物分散劑選用美國(guó)空氣化工公司(AIRPRODUCTS)的Zetasperse2500和Zet.asperse3400，所說的陰離子型分散劑選用imospec公司的PUREACTML。上述所說的分散劑的有效含量取該巿售分散劑產(chǎn)品說明書上的標(biāo)示數(shù)字；該分散劑的用量根據(jù)黃色顏料的比表面積來定。上述所說的殺菌劑為1，2-苯并異噻唑啉-3-酮，取科萊恩公司(Clariant)的NipacideBIT-20;所說的pH調(diào)節(jié)劑為氨水、三乙胺、三乙醇胺、氫氧化鉀、氫氧化鈉、N,N-二甲基乙醇胺中的一種或一種以上的組合。一種穩(wěn)定型黃色納米水性顏料分散液的制備方法，其特征在于包括分散液的配制與墨水的配制，其中-(一)分散液的配制包括以下歩驟①將分散劑和去離子水按照上述比例混合于容器中，并攪拌均勻；②按比例加入黃色顏料，充分潤(rùn)濕；③用高速剪切機(jī)將歩驟②所得的分散液高速剪切0.58.0小時(shí)，轉(zhuǎn)速為100010000卬m，剪切完成后放置10.020.0分鐘；④將步驟③所得的剪切分散液泵入研磨機(jī)中進(jìn)行研磨分散；將歩驟中研磨機(jī)出料口所得的分散液進(jìn)入研磨機(jī)的儲(chǔ)料槽，再次泵入研磨機(jī)進(jìn)行循環(huán)研磨0.5^24.0小時(shí)；研磨過程中，每隔15分鐘采用LB-550型動(dòng)態(tài)激光散色粒度儀進(jìn)行粒度檢測(cè)，直到分散液的粒徑達(dá)到要求；(二)制得的分散液配制墨水的過程為按重量百分比取上述步驟⑥所制得的分散液1050%,保濕劑530%，表面活性劑O.12%的和余量去離子水，制成噴墨墨水；所說的制成的墨水能夠用于對(duì)分散液定期定溫下的穩(wěn)定性檢測(cè)。上述步驟①"(^為剪切分散步驟其中步驟③中的高速剪切主要作用是使分散劑分散乳化均勻，打碎部分黃色顏料中的較大粒子，但時(shí)間過長(zhǎng)其效果不再顯著，所以剪切時(shí)間優(yōu)選1.02.0小時(shí)。上述步驟④一⑥為研磨分散步驟其中步驟④中的研磨機(jī)為銷棒式研磨機(jī)、珠磨機(jī)和新型納米性能研磨機(jī)-DYNOS)-MILLNPM中的一種，研磨介質(zhì)采用鋯珠、氧化鋯珠和高性能硅酸鋯珠中的一種，平均真徑在0.051.OO咖之間；優(yōu)選轉(zhuǎn)速為6004000rpm的銷棒式研磨機(jī)和直徑在0.050.20mm之間的氧化鋯珠；所說的步驟④中的研磨目的是幾黃色納米水性顏料分散液的粒徑繼續(xù)降低，但是隨著研磨時(shí)間的延長(zhǎng)，其粒徑下降速度將遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于初始的1.03.0小時(shí)，研磨效果不再顯著，所以研磨時(shí)間優(yōu)選L03.0小時(shí)；所說的步驟⑤中的出料口溫度控制在204(TC之間；所說的步驟⑥為顏料粒度檢測(cè)。上述所說的步驟⑥中的顏料粒度檢測(cè)的步驟為a、用滴管取出一滴待測(cè)樣品，放入規(guī)格為18mmX180mm的試管中，加入去離子水高至1/2試管高，振蕩搖勻；b、將稀釋過的樣品，放入超聲波儀器內(nèi)超聲2mins，頻率設(shè)定為40kHzX80%，溫度為25'C;c、在3個(gè)比色皿中分別放入超聲過的樣品，液面低于比色皿外沿0.5cm:d、雙擊電腦桌面上LB-550應(yīng)用程序；e、輕輕打開LB-550型動(dòng)態(tài)光散射納米粒度分析儀的蓋子，在樣品池中放入盛有樣品的比色皿；f、點(diǎn)擊TempPanel,待溫度控制到25。C后，點(diǎn)擊Meas.Panel,屏幕上出現(xiàn)MeasurementPanel后，點(diǎn)擊Measure,開始測(cè)試；g、等待機(jī)器測(cè)試完畢，記錄數(shù)據(jù)。每個(gè)樣品的粒徑為三次測(cè)量值的加權(quán)平均。本發(fā)明的優(yōu)越性在于本發(fā)明產(chǎn)品具有良好的穩(wěn)定性，不易聚集沉淀；常溫下放置一月后粒徑變化百分比小于20%,配制墨水后可獲得穩(wěn)定性良好的顏料墨水，解決墨水易堵噴頭問題。注D5,):二個(gè)樣品的累計(jì)粒度分布體積百分?jǐn)?shù)達(dá)到50%時(shí)所對(duì)應(yīng)的粒徑。具體實(shí)施例方式本案中關(guān)于分散劑的有效含量的解釋分散劑的有效含量取該市售分散劑產(chǎn)品說明書上的標(biāo)示數(shù)字，以汽巴埃夫卡公司(Ciba,EFKA)的EFKA7421為例，'其有效含量為50%,該分散劑的用量根據(jù)黃色顏料的比表面積來定，本發(fā)明所涉科萊恩公司(Clariant)的C.I.顏料黃l55比表面積為50m7g，一般比表面積每lm2/g的黃色顏料需加入含6mg有效含量的分散劑，隨著納米顆粒粒徑的減少，也可添加分散劑以提高分散效果。'為了檢測(cè)產(chǎn)品質(zhì)量，有如下對(duì)產(chǎn)品性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)檢測(cè)過程-常溫一個(gè)月穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)把待測(cè)樣品(本發(fā)明所涉黃色納米水性顏料分散液)放入玻璃容器中，在恒溫(25i:)恒濕(35%RH)的環(huán)境中放置一個(gè)月，測(cè)定一個(gè)月前后樣品的粒徑Ds。突化情況。實(shí)施例及比較例中的"份"以重量計(jì)。實(shí)施例1一12和比較例1一15中除所用分散劑本身和占總重量百分比不同，其余步驟均相同，見下述文字，其余見列表將10.00份科萊恩公司(Clariant)的黃色顏料C.I.顏料黃155，9.00份汽巴埃夫卡公司(Ciba.EFKA)的分散劑EFKA7421，0.20份科萊恩公司(Clariant)的殺菌劑NipacideBIT-20,0.20份pH調(diào)節(jié)劑三乙醇胺和80.60份去離子水用高速剪切攪拌器混合1小時(shí)至均勻后得剪切分散液，再在0.14L容積的研磨機(jī)中對(duì)300.OOg的剪切分散液研磨'1小時(shí)，得到水性顏料分散液，其中顏料和分散劑的有效成分比為2.22:1。將制備的水性顏料分散液在常溫下進(jìn)行一個(gè)月穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)。實(shí)施例2—12和比較例1一15均按照上述配方配制顏料分散液，并同時(shí)進(jìn)行穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)。表1實(shí)施例112和比較例115的黃色納米水性顏料分散液酡方及顏料和分散劑的有效成分比<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>表2常溫^黃色納米水性顏料分散液的粒徑D,。研磨后和一月后的變化情況<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>所說的比較例中分散劑為比較例l:BYK192為德國(guó)畢克化學(xué)公司(BYK)產(chǎn)品;比較例2:Solsperse44000為美國(guó)路博潤(rùn)(Lubrizol)公司產(chǎn)品；比較例3:Solsperse46000為美國(guó)路博潤(rùn)(Lubrizol)公司產(chǎn)品；比較例4:EDAPLAN482為德國(guó)明凌(MUNZ頂G)'公司產(chǎn)品;比較例5:TEG0Dispers650為德國(guó)迪高化工公司(TEGO)產(chǎn)品；比較例6:TEG0Dispers750W為德國(guó)迪高化工公司(TEG0)產(chǎn)品；比較例7:TEGODispers755W為德國(guó)迪高化工公司(TEG0)產(chǎn)品；比較例8:CH-12B為上海三正高分子材料有限公司產(chǎn)品-.比較例9:SMA1000H為美國(guó)沙多瑪(SARTOMER〗公司產(chǎn)品；比較例10:BorchiGen0754為borchers公司產(chǎn)品；比較例ll:Zetasperse1200為美國(guó)空氣化工公司(AIRPRODUCTS)產(chǎn)品；比較例12:Zetasperse1400為美國(guó)空氣化工公司(AIRPRODUCTS)產(chǎn)品；比較例13:Zetasperse1600為美國(guó)空氣化工公司(AIRPRODUCTS)產(chǎn)品；比較例14:Zetasperse2100為美國(guó)空氣化工公司(AIRPRODUCTS)產(chǎn)品；比較例15:Zetasperse3700為美國(guó)空氣化工公司(AIRPRODUCTS)產(chǎn)品。從上表可以看出，實(shí)施例112所得分散液粒徑D,。的變化百分比均在20。/。以下，且常溫下一個(gè)月內(nèi)保存穩(wěn)定性優(yōu)良；比較例ll剪切后所得剪切分散辨不能循環(huán)進(jìn)入研磨機(jī)進(jìn)行研磨；比較例2、5、8、9、10、14在研磨過程中凝膠；比較例3、4、12、13研磨后不能形成穩(wěn)定的分散液，所得分散液凝膠；比較例1、6、7、15,常溫下一月后所得分散液粒徑D;o的變化百分比均大于20%，變化過大不能得到穩(wěn)定的分散液。所以相比之下，實(shí)施例l一i2所制的分散液更為理想。權(quán)利要求1.一種穩(wěn)定型黃色納米水性顏料分散液，其特征在于它由黃色顏料、分散劑和去離子水組成，其中黃色顏料占總重量百分比的3～30％，分散劑占總重量百分比的2～50％，余量為去離子水；所說的黃色顏料與分散劑有效成分的比例控制在0.5～6.0之間；所說的分散劑包括高分子丙烯酸聚合物分散劑、含顏料親和基團(tuán)的特殊改性聚醚分散劑、含高顏料親和基團(tuán)的有機(jī)改性聚丙烯酸酯分散劑、表面活性劑與含顏料親和基團(tuán)的聚合物的混合物分散劑、含氨基的高分子嵌段聚合物型分散劑、含顏料親和基團(tuán)的高分子量嵌段共聚物溶液、炔二醇類分散劑、表面活性聚合物分散劑，上述所說的分散液取以上分散劑中的至少一種；所說的黃色納米水性顏料分散液的粒徑D50控制在40.0～150.0nm之間。2.根據(jù)權(quán)利要求1所說的一種穩(wěn)定型黃色納米水性顏料分散液，其特征在于顏料分散液的組成配方還可以包括pH調(diào)節(jié)劑和殺菌劑，其占分散液總重量的重量百分比分別為0.00.2%和0.00.2%。.3.根據(jù)權(quán)利要求1所說的一種穩(wěn)定型黃色納米水性顏料分散液，其特征在于所說的黃色顏料占分散液總重量的重量百分比優(yōu)選815%;所說的分散劑占分散液總重量的重量百分比優(yōu)選4.519.5%;所說的黃色顏料與分散劑有效成分的比例優(yōu)選1.62.9之間。4.根據(jù)權(quán)利要求1所說的一種穩(wěn)定型黃色納米水性顏料分散液，其特征在于所說的黃色顏料選用科萊恩公司(Clariant)的C.I.顏料黃155。5.根據(jù)權(quán)利要求1所說的一種穩(wěn)定型黃色納米水性顏料分散液，其特征在于所說的高分子丙烯酸聚合物分散劑選用汽巴埃夫卡公司(Ciba.EFKA)的EFKA7421或EFKA7422;所說的含顏料親和基團(tuán)的特殊改性聚醚分散劑選用德國(guó)迪高化工公司(TEGO)的TEGODispers651;所說的含高顏料親和基團(tuán)的有機(jī)改性聚丙烯酸酯分散劑選用德國(guó)迪高化工公司(TEGO)的TEGODispers745W;所說的表面活性劑與含顏料親和基團(tuán)的聚合物的混合物分散劑選用德國(guó)迪高化工公司(TEGO)的TEGODispers760W;所說的含氨基的高分子嵌段聚合物型分散劑選用美國(guó)路博潤(rùn)公司(Lubrizol)的Solsperse43000或Solsperse47000;所說的含顏料親和基團(tuán)的高分子量嵌段共聚物溶液選用德國(guó)畢克化學(xué)公司(BYK)的DISPERBYK-190;所說的炔二醇類分散劑選用美國(guó)空氣化工公司(AIRPRODUCTS)的Zetasperse2300;所說的表面活性聚合物分散劑選用美國(guó)空氣化工公司(AIRPRODUCTS)的Zetasperse2500或Z'etasperse3400;所說的陰離,子型分散劑選用innospec公司的PUREACTML。6.根據(jù)權(quán)利要求1所說的一種穩(wěn)定型黃色納米水性顏料分散液，其特征在于所說的分散劑的有效含量取該市售分散劑產(chǎn)品說明書上的標(biāo)示數(shù)字；該分散劑的用量根據(jù)黃色顏料的比表面積來定。7.根據(jù)權(quán)利要求2所說的一種穩(wěn)定型黃色納米水性顏料分散液，其特征在于所說的殺菌劑為1,2-苯并異噻唑啉-3-酮，取科萊恩公司(Clariant)的NipacideBIT-20;所說的pH調(diào)節(jié)劑為氨水、三乙胺、三乙醇胺、氫氧化鉀、氫氧化鈉、N，N-二甲基乙醇胺中的一種或一種以上的組合。8.—種穩(wěn)定型黃色納米水性顏料分散液的制備方法，其特征在于包括分散液的配制與墨水的配制，其中(一)分散液的配制包括以下步驟①將分散劑和去離子水按照上述比例混合于容器中，并攪拌均勻②按比例加入黃色顏料，充分潤(rùn)濕；③用高速剪切機(jī)將步驟②所得的分散液高速剪切0.58.0小時(shí)，轉(zhuǎn)速為100010000rpm，剪切完成后放置10.020.0分鐘；④將步驟③所得的剪切分散液泵入研磨機(jī)中進(jìn)行研磨分散；⑤將步驟④中研磨機(jī)出料口所得的分散液進(jìn)入研磨機(jī)的儲(chǔ)料槽，再次泵入研磨機(jī)進(jìn)行循環(huán)研磨0.524.0小時(shí)；⑥研磨過程中，每隔15分鐘采用LB-550型動(dòng)態(tài)激光散色粒度儀進(jìn)行粒度檢測(cè)，直到分散液的粒徑達(dá)到要求；,(二)制得的分散液配制墨水的過程為按重量百分比取上述步驟⑥所制得的分散液1050%，保濕劑530%，表面活性劑O.12%的和余量去離子水，制成噴墨墨水；所說的制成的墨水能夠用于對(duì)分散液定期定溫下的穩(wěn)定性檢測(cè)。9.根據(jù)權(quán)利要求8所說的一種穩(wěn)定型黃色納米水性顏料分散液的制備方法，其特征在于所說的步驟①"d)為剪切分散步驟其中步驟③中的高速剪切主要作用是使分散劑分散乳化均勻，打碎部分黃色顏料中的較大粒子，但時(shí)間過長(zhǎng)其效果不再顯著，所以剪切時(shí)間優(yōu)選1.02.0小時(shí)；所說的步驟④MD為研磨分散步驟其中步驟④中的扭磨機(jī)為銷棒式研磨機(jī)、珠磨機(jī)和新型納米性能研磨機(jī)-DYNO&"MILLNPM中的一種，研磨介質(zhì)釆用鋯珠、氧化鋯珠和高性能硅酸鋯珠中的一種，平均直徑在0.051.00mm之間；優(yōu)選轉(zhuǎn)速為6004000rpm的銷棒式研磨機(jī)和直徑在0.050.20mm之間的氧化鋯珠；所說的步驟④中的研磨目的是使黃色納米水性顏料分散液的粒徑繼續(xù)降低，但是隨著研磨時(shí)間的延長(zhǎng)，其粒徑下降速度將遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于初始的1.03.0小時(shí)，研磨效果不再顯著，所以研磨時(shí)間優(yōu)選1.03.0小時(shí)；所說的步驟⑤中的出料口溫度控制在204(TC之間；所說的步驟⑥為顏料粒度檢測(cè)。10.根據(jù)權(quán)利要求9所說的一種穩(wěn)定型黃色納米水性顏料分散液的制備方法，其特征在于所說的步驟⑥中的顏料粒度檢測(cè)的步驟為a、用滴管取出一滴待測(cè)樣品，放入規(guī)格為18mmX180mm的試管中，加入去離子水高至l/2試管高，振蕩搖勻；.b、將稀釋過的樣品，方"超聲波儀器內(nèi)超聲2mins，頻率設(shè)定為40kHzX80%，溫度為25°C;c、在3個(gè)比色皿中分別放入超聲過的樣品，液面低于比色皿外沿0.5cm;d、雙擊電腦桌面上LB-550應(yīng)用程序；e、輕輕打開LB-550型動(dòng)態(tài)光散射納米粒度分析儀的蓋子，在樣品池中放入盛有樣品的比色皿；f、點(diǎn)擊TempPanel,待溫度控制到25。C后，點(diǎn)擊Meas.Panel,屏幕上出現(xiàn)MeasurementPanel后，點(diǎn)擊Measure，'開始測(cè)試；g、等待機(jī)器測(cè)試完畢，記錄數(shù)據(jù)。每個(gè)樣品的粒徑為三次測(cè)量值的加權(quán)平均。全文摘要一種穩(wěn)定型黃色納米水性顏料分散液，其特征在于它由黃色顏料、分散劑和去離子水組成；所說的黃色顏料與分散劑有效成分的比例控制在0.5～6.0之間；所說的黃色納米水性顏料分散液的粒徑D₅₀控制在40.0～150.0nm之間。制備方法為將分散劑和去離子水混合于容器并攪拌，加入黃色顏料，用高速剪切機(jī)剪切0.5~8小時(shí)，然后進(jìn)行循環(huán)研磨分散，每隔15分鐘進(jìn)行粒度檢測(cè)，直到分散液的粒徑達(dá)到要求。本發(fā)明的優(yōu)越性在于本發(fā)明產(chǎn)品具有良好的穩(wěn)定性，不易聚集沉淀，常溫下放置一月后粒徑變化百分比小于20％，配制墨水后可獲得穩(wěn)定性良好的顏料墨水，解決墨水易堵噴頭問題。文檔編號(hào)C09D11/02GK101597446SQ200810154439公開日2009年12月9日申請(qǐng)日期2008年12月25日優(yōu)先權(quán)日2008年12月25日發(fā)明者張俊玲申請(qǐng)人:天津兆陽納米科技有限公司