英可奥化工亚纳米中性墨水简介

单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,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（,Gel Ink,）,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/cm,3,；,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。,Go on,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,树脂,项目,马来酸,树脂,氨基甲,酸乙酯,水性氨,基树脂,羧甲基,纤维素,水溶性,丙烯酸,颜料分散性,中,中,良,良,优,印刷适应性,中,中,中,良,优,耐湿摩擦性,中,中,良,中,优,耐干摩擦性,差,中,差,中,优,油墨稳定性,中,良,中,中,优,耐热性,差,差,中,中,极优,耐水性,差,差,中,差,优,着色性,中,中,差,中,良,光 泽,差,差,中,差,良,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,稳定平衡 不稳定平衡 介稳平衡,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。,利用同电荷斥力，增加颜料粒子的抗聚集能力。,贡献,6,阐明了中性墨水洇水的机理,通过浸润剂、分散剂、溶剂、联结料及体系环境与中性墨水洇水程度的关联研究，从根本上解决了墨水洇水这一技术难题。,贡献,7,首创了独特的“英可奥”无树脂中性墨水制备工艺,树脂,不稳定,(,聚合,),黏度增加,出墨不畅,THANK YOU,谢 谢,