一種快速干燥的碳素墨水及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及辦公技術領域，具體是一種快速干燥的碳素墨水及其制備方法。
【背景技術】
[0002]碳素墨水是黑墨水中的一種，碳素墨水的主要成分是碳，由于碳在常溫常壓下化學性質很穩定，不容易與其他物質反應，因此用碳素墨水書寫的文字便于保存，不易褪色。不過在使用碳素墨水的過程中，有一個大的問題:由于凝結時間較長，非常容易造成身體衣物和手部的污染，尤其還會造成之前的字跡出現拖影，導致信息的模糊，難以辨識。因此，研究一種快速干燥的碳素墨水具有非常重要的意義。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在于提供一種具有良好的著色力、滲透性、耐水性和抗菌性的快速干燥的碳素墨水及其制備方法。
[0004]為實現上述目的，本發明提供如下技術方案:
一種快速干燥的碳素墨水，按照質量百分比的原料包括分散劑3-4%、炭黑23-30%、兩親性炭材料8-12%、甲基硅油0.05-1%、明膠1-2%、三乙胺0.05-0.15%、堿溶脹性丙烯酸10-15%、聚乙烯醇0.03-0.08%、苯甲酸鈉0.05-0.1%、納米二氧化鈦0.01-0.02%、納米氧化鋅 0.02-0.04%、酒精 8-15% 和水 30-40%ο
[0005]作為本發明進一步的方案:按照質量百分比的原料包括分散劑3.4%、炭黑26%、兩親性炭材料9%、甲基硅油0.07%、明膠1.3%、三乙胺0.075%、堿溶脹性丙烯酸13%、聚乙烯醇0.045%、苯甲酸鈉0.07%、納米二氧化鈦0.015%、納米氧化鋅0.025%、酒精12%和水35%。
[0006]作為本發明進一步的方案:所述分散劑為萘酚聚氧乙烯醚、苯乙烯-馬來酸酐樹脂銨鹽溶液和十二烷基苯磺酸鈉中的一種。
[0007]作為本發明進一步的方案:所述兩親性炭材料為煤浙青基兩親性炭材料、石油浙青基兩親性炭材料、中間相浙青基兩親性炭材料、石油焦基兩親性炭材料、針狀焦基兩親性炭材料和浙青焦基兩親性炭材料中的一種。
[0008]所述的快速干燥的碳素墨水的制備方法，包括以下步驟:
1)分別將炭黑和兩親性炭材料磨細后，于95-105°C下烘干20-30h，取出后放入干燥器內備用；
2)按比例稱取甲基硅油、明膠、三乙胺、聚乙烯醇、苯甲酸鈉、納米二氧化鈦、納米氧化鋅和水混合，并攪拌均勻；
3)再加入堿溶脹性丙烯酸，攪拌均勻后，作為母液備用；
4)在母液中加入分散劑、預處理的炭黑和兩親性炭材料，攪拌均勻；
5)將其置于超聲波清洗器中，超聲分散40-50min；
6)離心分離lOmin，除去沉降物；
7)最后加入酒精,放入超聲波清洗器中，超聲分散10-15min,真空條件下脫泡30min,即得碳素墨水。
[0009]與現有技術相比，本發明的有益效果是:本發明以炭黑和兩親性炭材料共同充當著色劑，與普通的碳黑單一著色劑相比，大大提高了墨水的著色能力和耐水性能；以三乙胺為PH調節劑，使得墨水呈弱堿性，配合堿溶脹性丙烯酸在弱堿性環境中的增稠作用，既保證了其穩定性能，又提高了其滲透性，解決了現有技術中墨水耐水性能不佳的問題；以納米二氧化鈦和納米氧化鋅為抗菌劑，避免了因為水的浸潰使墨水脫色、變質和腐敗；通過添加易揮發的酒精溶劑，加快了墨水的干燥速度，避免了因為墨水的凝結時間較長造成身體衣物、手部及字跡的污染，使用效果更佳。本發明制備方法簡單，生產成本低，制得的碳素墨水具有良好的著色力、滲透性、耐水性和抗菌性，可以在較短的時間內快速干燥，尤其適合中小學生的書寫使用。
【具體實施方式】
[0010]下面將結合本發明實施例，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0011]實施例1
本發明實施例中，一種快速干燥的碳素墨水，按照質量百分比的原料包括分散劑3%、炭黑30%、兩親性炭材料12%、甲基硅油0.05%、明膠1.7%、三乙胺0.14%、堿溶脹性丙烯酸15%、聚乙烯醇0.03%、苯甲酸鈉0.05%、納米二氧化鈦0.01%、納米氧化鋅0.02%、酒精8%和水30%。分散劑為十二烷基苯磺酸鈉。兩親性炭材料為煤浙青基兩親性炭材料。
[0012]所述的快速干燥的碳素墨水的制備方法，包括以下步驟:
1)分別將炭黑和兩親性炭材料磨細后，于95-105°C下烘干20-30h，取出后放入干燥器內備用；
2)按比例稱取甲基硅油、明膠、三乙胺、聚乙烯醇、苯甲酸鈉、納米二氧化鈦、納米氧化鋅和水混合，并攪拌均勻；
3)再加入堿溶脹性丙烯酸，攪拌均勻后，作為母液備用；
4)在母液中加入分散劑、預處理的炭黑和兩親性炭材料，攪拌均勻；
5)將其置于超聲波清洗器中，超聲分散40-50min；
6)離心分離lOmin，除去沉降物；
7)最后加入酒精,放入超聲波清洗器中，超聲分散10-15min,真空條件下脫泡30min,即得碳素墨水。
[0013]實施例2
本發明實施例中，一種快速干燥的碳素墨水，按照質量百分比的原料包括分散劑3.6%、炭黑24%、兩親性炭材料10%、甲基硅油0.08%、明膠1%、三乙胺0.15%、堿溶脹性丙烯酸12%、聚乙烯醇0.05%、苯甲酸鈉0.08%、納米二氧化鈦0.01%、納米氧化鋅0.03%、酒精11%和水38%。分散劑為萘酚聚氧乙烯醚。兩親性炭材料為石油浙青基兩親性炭材料。
[0014]所述的快速干燥的碳素墨水的制備方法，包括以下步驟:
I)分別將炭黑和兩親性炭材料磨細后，于95-105°C下烘干20-30h，取出后放入干燥器內備用；
2)按比例稱取甲基硅油、明膠、三乙胺、聚乙烯醇、苯甲酸鈉、納米二氧化鈦、納米氧化鋅和水混合，并攪拌均勻；
3)再加入堿溶脹性丙烯酸，攪拌均勻后，作為母液備用；
4)在母液中加入分散劑、預處理的炭黑和兩親性炭材料，攪拌均勻；
5)將其置于超聲波清洗器中，超聲分散40-50min；
6)離心分離lOmin，除去沉降物；
7)最后加入酒精,放入超聲波清洗器中，超聲分散10-15min,真空條件下脫泡30min,即得碳素墨水。
[0015]實施例3
本發明實施例中，一種快速干燥的碳素墨水，按照質量百分比的原料包括分散劑3.4%、炭黑26%、兩親性炭材料9%、甲基硅油0.07%、明膠1.3%、三乙胺0.075%、堿溶脹性丙烯酸13%、聚乙烯醇0.045%、苯甲酸鈉0.07%、納米二氧化鈦0.015%、納米氧化鋅0.025%、酒精12%和水35%。分散劑為苯乙烯-馬來酸酐樹脂銨鹽溶液。兩親性炭材料為中間相浙青基兩親性炭材料。
[0016]所述的快速干燥的碳素墨水的制備方法，包括以下步驟:
1)分別將炭黑和兩親性炭材料磨細后，于95-105°C下烘干20-30h，取出后放入干燥器內備用；
2)按比例稱取甲基硅油、明膠、三乙胺、聚乙烯醇、苯甲酸鈉、納米二氧化鈦、納米氧化鋅和水混合，并攪拌均勻；
3)再加入堿溶脹性丙烯酸，攪拌均勻后，作為母液備用；
4)在