1、英可奧化工亞納米中性墨水簡介1英可奧化工定位 “知識經(jīng)濟(jì)”型企業(yè)，堅持“技術(shù)創(chuàng)新”。 致力于水性書寫油墨等相關(guān)精細(xì)化工產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)與銷售。2強(qiáng)勁的發(fā)展原動力英可奧化工技術(shù)依托于 國家“211重點建設(shè)高等院校” -“太原理工大學(xué)”化學(xué)工程與技術(shù)學(xué)院技術(shù)3人才優(yōu)勢依托太原理工大學(xué)硬件環(huán)境德國油墨小試設(shè)備全套油墨與筆具檢測設(shè)備借助理工大學(xué)儀器與設(shè)備實力雄厚的“英可奧研發(fā)中心”4中性墨水研發(fā)與生產(chǎn)現(xiàn)狀中性墨水研發(fā)與生產(chǎn)現(xiàn)狀5中性墨水（Gel Ink）黏度介于水性墨水與油性油墨之間并非酸堿意義上的中性（pH=7）常識 紅藍(lán)黑三種基本色 密度1.00-1.10g/cm3；pH6.00-9.00；黏度1

2、5-60mPa.s6中性墨水性能要求穩(wěn)定、色澤、書寫、保濕、快干（滲透）洇水、潤滑、防腐、防霉、固著、耐受7中性墨水與中性筆中性筆起源：日本（1984-1988）中性筆在我國：上世紀(jì)90年代中期制筆企業(yè)3000多家，從業(yè)人員達(dá)15萬 據(jù)統(tǒng)計：02年自來水筆出口2.17億支，創(chuàng)匯1415萬美元，平均每支僅0.065美元；出口圓珠筆41.5億支，創(chuàng)匯僅1.85億美元，平均每支圓珠筆僅為0.044美元。國際市場上沒有一支中國的制筆品牌 8中性墨水與中性筆芯中性筆芯構(gòu)成：膠帽、筆頭、連接件、墨管、墨水與尾塞油。低廉的價格使我國進(jìn)入制筆大國行列邁向制筆強(qiáng)國任重而道遠(yuǎn)幾代人的努力是必須的！9技術(shù)創(chuàng)新是邁向

3、制筆強(qiáng)國的唯一途徑 靠錢永遠(yuǎn)買不來最先進(jìn)的技術(shù)！10國內(nèi)中性墨水存在的 問 題 顏料分散易失衡，產(chǎn)品長期存放出現(xiàn)沉淀； 色澤暗淡，顏色單一； 部分產(chǎn)品腐蝕筆尖，造成書寫不暢； 從業(yè)研發(fā)實力較弱，多限于制筆行業(yè)； 過程開發(fā)經(jīng)費投入不足，且多為短期行為。11中性墨水來源：日本、韓國、德國、美國12“英可奧”人 歷盡數(shù)載艱辛13“英可奧”亞納米中性墨水問 世喜 訊 2005, 314納米科技正改變著我們的生活納米概念- 1m =1000mm；1mm =1000m；1m =1000nm。納米（nm）為 長度單位。諾貝爾獎獲得者理查德費曼于1959年提出。納米科技- 納米顆粒：1-100nm 納米效應(yīng)：

4、具有宏觀材料不具備的性質(zhì)。神奇的納米產(chǎn)品 納米陶瓷-良好的韌性，可彎可折。 納米領(lǐng)帶-不沾油不沾水。 納米碳管-強(qiáng)度優(yōu)于鋼。亞 納 米- 100-1000nm(100-500nm) 15納米材料的展色缺陷許多顏料在納米尺度無法實現(xiàn)最佳展色所有金屬在納米尺度均為黑色 誤 區(qū)：研磨越細(xì)越好16優(yōu)化制備參數(shù)，確保墨水耐水、耐光、耐熱、耐寒、保濕、滲透。體系穩(wěn)定，長時間保存不霉變、分層與沉淀。生理安全，不刺激皮膚，無腐蝕性。粘度、稠度與表面張力的優(yōu)化配置。觸變性良好，出墨流暢且不泄漏。潤滑與滲透性的兼顧。保證配方設(shè)計的工業(yè)可實施性。中性墨水配方設(shè)計 要 點17中性墨水制備過程 顏料、潤濕劑、分散劑、聯(lián)

5、結(jié)料、溶劑、增稠劑、中和劑、消泡劑、潤滑劑、緩蝕劑、防腐劑、流變調(diào)節(jié)劑、防沉劑、保濕劑等。中性墨水原料構(gòu)成18中性墨水:顏料型與染料型19顏料型中性墨水體系顏料體分散介質(zhì)非穩(wěn)態(tài)懸浮體系暫時的介穩(wěn)平衡特點: 色澤艷麗, 耐酸堿水曬, 可作檔案記錄,永久保存顆粒尺寸:(不透明) 0.1m20染料型中性墨水體系穩(wěn)態(tài)溶液平衡體系 顆粒尺寸:(透明) 0.01m21中性墨水制備過程中性墨水粘度形成 并非簡單增稠，既要求一定稠度和粘度，保護(hù)分散的顏料顆粒具有獨特的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)；又要求具有觸變性和較強(qiáng)的假縮性。Go on22理想中性墨水的流變性質(zhì)低剪切呈現(xiàn)高的結(jié)構(gòu)黏度，以維持顏料的介穩(wěn)平衡，避免沉淀。剪切時黏度

6、下降，便于書寫。書寫后黏度升高，重新恢復(fù)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，黏度升高，以保持字跡清晰。控墨自如 出墨流暢23中性墨水穩(wěn)定性的保證顏料選擇：顏色適宜、顆粒松馳、聚合度小、易于分散。分散研磨：分散與研磨融合，利用樹脂將分散研磨到一定細(xì)度的顏料微粒進(jìn)一步吸附加以保護(hù)。中性墨水制備過程24顏料在墨水體系中存在：分散 聚集矛與盾動態(tài)平衡25顏料顆粒的相互作用形式短程作用發(fā)生在2nm處，玻爾斥力（電子云排斥），鍵合力。長程作用（表面力）發(fā)生在5-100nm處，范德華吸引力，雙電層交疊靜電作用，吸附層位阻效應(yīng)，水化膜作用。26引進(jìn)德國中性墨水生產(chǎn)設(shè)備顏 料活 化耦合劑超分散劑混 料展 色分散、乳化研 磨調(diào) 制包 裝產(chǎn)

7、 品多點錨定官能團(tuán)接枝獨創(chuàng)的英可奧中性墨水生產(chǎn)工藝英可奧工藝流程27顏料的分散顏 料：原始粒子-二次粒子分散劑作用：1）潤濕與滲透作用-滲入原始粒子間隙-表面定向吸附-表面改性；2）表面荷電-雙電層。分散劑選擇：1）可潤濕顏料，2）可吸附于粒子表面，降低表面能。多為分子量幾千、表面活化能小的低聚物。如聚丙烯酸鹽、馬來酸鈉和烯烴的共聚物，磺基琥珀酸、聚氧乙烯醚等。可分為無機(jī)電解質(zhì)、表面活性劑與有機(jī)高聚物。關(guān)鍵操作28分散體系的穩(wěn)定化穩(wěn)定保護(hù)劑-常用聚丙烯酸、苯丙乳酸、聚乙 烯醇等樹脂。關(guān)鍵-樹脂與顏料、增稠劑的均衡穩(wěn)定。關(guān)鍵操作29水性樹脂的種類和性能 樹脂 項目 馬來酸 樹脂 氨基甲 酸乙酯

8、水性氨 基樹脂 羧甲基 纖維素 水溶性 丙烯酸顏料分散性 中 中 良 良 優(yōu)印刷適應(yīng)性 中 中 中 良 優(yōu)耐濕摩擦性 中 中 良 中 優(yōu)耐干摩擦性 差 中 差 中 優(yōu)油墨穩(wěn)定性 中 良 中 中 優(yōu) 耐熱性 差 差 中 中 極優(yōu) 耐水性 差 差 中 差 優(yōu) 著色性 中 中 差 中 良 光 澤 差 差 中 差 良30國內(nèi)尚找不到中性墨水專用的優(yōu)秀水性樹脂312002年英可奧擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的中性墨水制備技術(shù)國家發(fā)明專利技術(shù)主體：建立了水性顏料體系的分散-懸浮體系優(yōu)化了中性墨水體系中顏料的最佳粒徑范圍闡明了中性墨水的洇水機(jī)理發(fā)明了 “英可奧”無樹脂中性墨水制備工藝32“英可奧”人對中性墨水制備技術(shù)國

9、產(chǎn)化的貢獻(xiàn)33貢獻(xiàn)1 確定了中性墨水體系中顏料分散穩(wěn)定及展色的“亞納米”最佳粒徑。誤 區(qū)：顏料粉碎得越細(xì)，越易分散超微粒子存在嚴(yán)重的表面價鍵不平衡與表面原子缺失, 表面能較高.布郎運動增加了顏料碰撞機(jī)會, 加劇聚集.顏料最佳展色粒徑34墨水穩(wěn)定源于分散體系的合理設(shè)計“電荷效應(yīng), 極性水化, 空間位阻”三重保護(hù)-電荷效應(yīng)極性水化空間位阻親水端基親油端基吸附層35貢獻(xiàn)2 借助復(fù)雜的熱力學(xué)計算及大量的實驗研究，建立了中性墨水熱力學(xué)熵恒介穩(wěn)操作點，解決了中性墨水長期穩(wěn)定性較差這一技術(shù)難題；熱力學(xué)平衡：穩(wěn)定平衡、不穩(wěn)定平衡、介穩(wěn)平衡理論熵恒介穩(wěn)操作點36熱力學(xué)平衡過程的形象描述穩(wěn)定平衡 不穩(wěn)定平衡 介穩(wěn)平衡37自然界過程的方向性自發(fā)過程均為熵增過程，熵增至最大（熵恒），過程即達(dá)到平衡-熱力學(xué)第二定律+熱水 冷水 溫水自發(fā)38貢獻(xiàn)3 利用超分散劑中弱極性基團(tuán)對顏料表面實施多點錨固化學(xué)鍵接改性，實現(xiàn)了顏料粒子的熵（空間位阻）保護(hù)。 超分散劑：分子量1000-10000 錨固基團(tuán)-離子對、氫鍵、范德華力與顏料緊密結(jié)合 親水聚合物鏈伸展于分散介質(zhì)中，形成空間障礙39貢獻(xiàn)4 建立了良好的流體觸變性能流變助劑低剪切：高結(jié)構(gòu)粘度，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)高剪切：網(wǎng)架結(jié)構(gòu)消失、粘度下降40貢獻(xiàn)5 強(qiáng)化了顏料粒子的雙電層效應(yīng)，使超微顏料粒子斥力加強(qiáng)，呈現(xiàn)優(yōu)秀的懸浮性能