英可奥化工亚纳米中性墨水简介

英可奥化工亚纳米中性墨水简介 英可奥化工定位 知识经济 型企业 坚持 技术创新 致力于水性书写油墨等相关精细化工产品的研发 生产与销售 强劲的发展原动力英可奥化工技术依托于国家 211重点建设高等院校 太原理工大学 化学工程与技术学院 技术 人才优势依托太原理工大学硬件环境德国油墨小试设备全套油墨与笔具检测设备借助理工大学仪器与设备 实力雄厚的 英可奥研发中心 中性墨水研发与生产现状 中性墨水研发与生产现状 中性墨水 GelInk 黏度介于水性墨水与油性油墨之间并非酸碱意义上的中性 pH 7 常识红蓝黑三种基本色密度1 00 1 10g cm3 pH6 00 9 00 黏度15 60mPa s 中性墨水性能要求 稳定 色泽 书写 保湿 快干 渗透 洇水 润滑 防腐 防霉 固着 耐受 中性墨水与中性笔 中性笔起源 日本 1984 1988 中性笔在我国 上世纪90年代中期制笔企业3000多家 从业人员达15万 据统计 02年自来水笔出口2 17亿支 创汇1415万美元 平均每支仅0 065美元 出口圆珠笔41 5亿支 创汇仅1 85亿美元 平均每支圆珠笔仅为0 044美元 国际市场上没有一支中国的制笔品牌 中性墨水与中性笔芯 中性笔芯构成 胶帽 笔头 连接件 墨管 墨水与尾塞油 低廉的价格使我国进入制笔大国行列迈向制笔强国任重而道远几代人的努力是必须的 技术创新是迈向制笔强国的唯一途径靠钱永远买不来最先进的技术 国内中性墨水存在的问题 颜料分散易失衡 产品长期存放出现沉淀 色泽暗淡 颜色单一 部分产品腐蚀笔尖 造成书写不畅 从业研发实力较弱 多限于制笔行业 过程开发经费投入不足 且多为短期行为 中性墨水来源 日本 韩国 德国 美国 英可奥 人历尽数载艰辛 英可奥 亚纳米中性墨水问世 喜讯2005 3 纳米科技正改变着我们的生活 纳米概念 1m 1000mm 1mm 1000 m 1 m 1000nm 纳米 nm 为长度单位 诺贝尔奖获得者理查德 费曼于1959年提出 纳米科技 纳米颗粒 1 100nm纳米效应 具有宏观材料不具备的性质 神奇的纳米产品纳米陶瓷 良好的韧性 可弯可折 纳米领带 不沾油不沾水 纳米碳管 强度优于钢 亚纳米 100 1000nm 100 500nm 纳米材料的展色缺陷 许多颜料在纳米尺度无法实现最佳展色所有金属在纳米尺度均为黑色误区 研磨越细越好 优化制备参数 确保墨水耐水 耐光 耐热 耐寒 保湿 渗透 体系稳定 长时间保存不霉变 分层与沉淀 生理安全 不刺激皮肤 无腐蚀性 粘度 稠度与表面张力的优化配置 触变性良好 出墨流畅且不泄漏 润滑与渗透性的兼顾 保证配方设计的工业可实施性 中性墨水配方设计要点 中性墨水制备过程 颜料 润湿剂 分散剂 联结料 溶剂 增稠剂 中和剂 消泡剂 润滑剂 缓蚀剂 防腐剂 流变调节剂 防沉剂 保湿剂等 中性墨水原料构成 中性墨水 颜料型与染料型 颜料型中性墨水体系 颜料体 分散介质 非稳态悬浮体系暂时的介稳平衡 特点 色泽艳丽 耐酸 碱 水 晒 可作档案记录 永久保存 颗粒尺寸 不透明 0 1 m 染料型中性墨水体系 稳态溶液平衡体系 颗粒尺寸 透明 0 01 m 中性墨水制备过程 中性墨水粘度形成并非简单增稠 既要求一定稠度和粘度 保护分散的颜料颗粒具有独特的稳定结构 又要求具有触变性和较强的假缩性 Goon 理想中性墨水的流变性质 低剪切呈现高的结构黏度 以维持颜料的介稳平衡 避免沉淀 剪切时黏度下降 便于书写 书写后黏度升高 重新恢复网架结构 黏度升高 以保持字迹清晰 控墨自如出墨流畅 中性墨水稳定性的保证颜料选择 颜色适宜 颗粒松驰 聚合度小 易于分散 分散研磨 分散与研磨融合 利用树脂将分散研磨到一定细度的颜料微粒进一步吸附加以保护 中性墨水制备过程 颜料在墨水体系中存在 分散聚集 矛与盾 动态平衡 颜料颗粒的相互作用形式 短程作用发生在 2nm处 玻尔斥力 电子云排斥 键合力 长程作用 表面力 发生在5 100nm处 范德华吸引力 双电层交叠静电作用 吸附层位阻效应 水化膜作用 引进德国中性墨水生产设备 颜料 活化 耦合剂 超分散剂 混料 展色 分散 乳化 研磨 调制 包装 产品 多点锚定 官能团接枝 独创的英可奥中性墨水生产工艺 英可奥工艺流程 颜料的分散 颜料 原始粒子 二次粒子分散剂作用 1 润湿与渗透作用 渗入原始粒子间隙 表面定向吸附 表面改性 2 表面荷电 双电层 分散剂选择 1 可润湿颜料 2 可吸附于粒子表面 降低表面能 多为分子量几千 表面活化能小的低聚物 如聚丙烯酸盐 马来酸钠和烯烃的共聚物 磺基琥珀酸 聚氧乙烯醚等 可分为无机电解质 表面活性剂与有机高聚物 关键操作 分散体系的稳定化 稳定保护剂 常用聚丙烯酸 苯丙乳酸 聚乙烯醇等树脂 关键 树脂与颜料 增稠剂的均衡稳定 关键操作 水性树脂的种类和性能 国内尚找不到中性墨水专用的优秀水性树脂 2002年英可奥拥有自主知识产权的中性墨水制备技术 国家发明专利 技术主体 建立了水性颜料体系的分散 悬浮体系优化了中性墨水体系中颜料的最佳粒径范围阐明了中性墨水的洇水机理发明了 英可奥 无树脂中性墨水制备工艺 英可奥 人对中性墨水制备技术国产化的贡献 贡献1确定了中性墨水体系中颜料分散稳定及展色的 亚纳米 最佳粒径 误区 颜料粉碎得越细 越易分散超微粒子存在严重的表面价键不平衡与表面原子缺失 表面能较高 布郎运动增加了颜料碰撞机会 加剧聚集 颜料最佳展色粒径 墨水稳定源于分散体系的合理设计 电荷效应 极性水化 空间位阻 三重保护 电荷效应 极性水化 空间位阻 亲水端基 亲油端基 吸附层 贡献2借助复杂的热力学计算及大量的实验研究 建立了中性墨水热力学熵恒介稳操作点 解决了中性墨水长期稳定性较差这一技术难题 热力学平衡 稳定平衡 不稳定平衡 介稳平衡理论熵恒介稳操作点 热力学平衡过程的形象描述 自然界过程的方向性 自发过程均为熵增过程 熵增至最大 熵恒 过程即达到平衡 热力学第二定律 热水冷水温水 自发 贡献3利用超分散剂中弱极性基团对颜料表面实施多点锚固化学键接改性 实现了颜料粒子的熵 空间位阻 保护 超分散剂 分子量1000 10000锚固基团 离子对 氢键 范德华力与颜料紧密结合亲水聚合物链 伸展于分散介质中 形成空间障碍 贡献4建立了良好的流体触变性能 流变助剂低剪切 高结构粘度 网架结构高剪切 网架结构消失 粘度下降 贡献5强化了颜料粒子的双电层效应 使超微颜料粒子斥力加强 呈现优秀的悬浮性能 利用同电