墨水用颜料技术的进展

颜料在油墨、涂料、橡胶、塑料、化妆品、墨水分散体系中需要具有均匀、稳定的分散性。

墨水制备要解决的问题有：

1.物理指标：符合标准、满足墨水特性要求，具有适宜的黏度；表面张力； pH值；比重；稳定性等。

2.书写性能（对书写墨水）：满足应用性能要求，具有一定的润滑性；出墨量；划线性能；起笔性能；脱帽时间等。

3.喷墨性能（对喷墨墨水）：满足可喷性的要求。

4.牢度指标：符合标准、满足耐水、耐光、耐气候稳定性等各项牢度要求。

5.安全环保 :需要符合EN71等各种安全、环保标准要求，等等。

6.匹配性：墨水与笔头；墨水与喷头之间需要互相匹配。

对于喷墨墨水的性能一般要求包括：

1.可喷性：表现为两个主要指标，即墨水的黏度和表面张力；对于连续喷墨打印机墨水还要求有导电性。

2.可靠性：不阻塞喷头；喷墨墨水组分间以及喷墨墨水与喷墨头组件之间有相容性（匹配性好）；有贮存稳定性。

3.图像质量：打印品质好（墨点扩渗性、光密度高，打印边缘清晰）；在不同打印介质上快速固着；耐水；耐光；抗摩擦。

4.安全性：无毒；不易燃；低气味。

墨水制备要解决的问题

在配方的研制中：

首先要使墨水有适当的黏度、表面张力、pH值，（对书写墨水）既要确保笔书写流畅不泄漏，又要保障墨水的耐光、耐水、耐热、耐寒、保湿与渗透性；（对喷墨墨水）一般而言，喷墨墨水要有一个低黏度，高表面张力，以保证好的流动性能和液滴形态。同时要解决墨水的稳定性，保障经较长时间的保存后墨水仍不变质，不出现分层、沉淀，泅水等现象；还要确保墨水安全无毒、无腐蚀性，同时也要确保墨水与笔头、喷头匹配。

墨水需要一定的稳定性？怎样才算是稳定？一般认为，在分散体系中单位体积的颗粒数量在很长一段时间（例如，数月或几年）内保持不变，则该分散体系是稳定的。分散体系从本质上讲是热力学、动力学不稳定体系，要保证颗粒在介质中稳定分散并非易事。

有机颜料在（喷墨）墨水中的稳定性要求

需要颜料分散体：胶体稳定性好：无粒径增长，与各种墨水的其它组分兼容性好，纯度高，粒径小（小于150纳米），同时具有低黏度，高表面张力。

润湿、研磨分散、稳定—色浆制造过程

分散剂吸附在颜料表面，吸附与解吸是动态平衡过程？缺点：1、黏度大2、表面张力小 3、与墨水的其他成分可能不匹配？4、墨水体系不稳定？

用表面活性剂或聚合分散剂分散颜料来制造水性墨水缺点：1 如果需要增加色度，在增加颜料浓度时，黏度也会增加。2 为了使墨水中的颜料稳定地分散，需加入过量的表面活性剂或聚合分散剂，这使得墨水易起泡。3增加消泡性，会使墨水的（打印)稳定性变差。

解决以上问题的办法

颜料粒子表面通过化学反应直接引入极性基团，使得颜料粒子不需要分散剂就可以自己分散在水中？自分散颜料分散体

技术发展之一

如何使（微）纳米级颜料粒子均匀而稳定地分散在墨水体系中-----墨水用颜料技术的关键

趋势之一：助剂+树脂+研磨，粒子表面改性自分散，

SDP Self Dispersing Pigments

通过特定的化学反应，在颜料粒子表面改性引入亲水基团，制造自分散颜料。

各大公司都在努力发展自己的技术。如：

——德固赛公司:Diels-Alder反应

——罗门哈斯:过硫酸盐氧化

——杜邦:臭氧氧化

——卡伯特:重氮反应

——其他许多公司:直接磺化

SDP的优点：

•颜料分散体的物理性质

- 高表面张力（〜70mN/m）

- 低黏度（<2.5mpa.s<>固含量为10％）

- 高胶体稳定性

- 高纯度（共价键连接,无分散剂、树脂）

•墨水

- 配方灵活（相容性好）

- 无分散剂（无需消泡）

- 卓越的可靠性（书写、打印稳定性好）

改性方法

R = COOH

SO3H

Polymers

Mixed

超滤去除反应的副产品、过量的盐和未反应的起始物料，可溶性杂质通过膜离开表面改性颜料，得到高纯的颜料分散体。

SDP具有低黏度、高表面张力、高分散稳定性的特点，适合于配制各种水性墨水，能满足最终使用所需要的性能要求，是解决国内相关墨水技术的基础。

朱蓓摘编