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2 結(jié)果與討論2．1 著色劑　　制備墨水常用的著色劑有染料和顏料，使用染料作著色劑具有制備方便、成本低、制成的墨水穩(wěn)定性好、顏色鮮艷和不易堵塞等優(yōu)點，但墨水的耐水牢度和耐光牢度較差；使用顏料作為著色劑，墨水的耐光性、耐水性、耐熱性和抗氧化性優(yōu)良，但顏料易于聚集，墨水的穩(wěn)定性差[31。水性墨水常用染料作著色劑，有直接染料和酸性染料。目前國內(nèi)外還沒有墨水專用染料，市售的染料因金屬離子含量高等原因不能直接用于制備墨水，需進一步處理，這里采用膜分離技術(shù)對染料進一步處理。表1是經(jīng)膜分離技術(shù)處理后染料和國外圓珠筆廠墨水專用染料主要金屬離子的含量。從表中可知，經(jīng)膜分離技術(shù)進一步處理后，染料主要金屬離子的含量已很低，可滿足水性墨水的要求，制備墨水的穩(wěn)定性好，書寫流利?！　”? 染料的主要金屬離子含量(ppm)　　Tablel Content of main metal ions of dye元素 Ca Cd Cu Fe K Mg Mn Na Pb Sr Zn制備染料 158.7 0 90.5 533.7 155.3 36.2 2.21 55770 0 6.33 2.38進口墨水染料 391.1 0 2.54 216.5 473.1 641 3.97 88170 5.95 17.5 0.532．2 溶劑　　在墨水中除了水外還常加入一定量水溶性有機溶劑作溶劑，主要起潤濕作用，防止墨水在長期貯存時因水分蒸發(fā)而干燥，影響墨水的書寫性能，使墨水具有良好的抗干燥性和脫帽性。另外，水溶性有機溶劑還可起到防止墨水在低溫下凍結(jié)和潤滑等作用。常用的水溶性有機溶劑有乙二醇、丙三醇、二甘醇等，用量常為墨水總量的20-40％[1]。表2是溶劑用量與墨水性能的關(guān)系。從表中可知，溶劑用量增加墨水的粘度增加，當溶劑用量超過35％以后，墨水的書寫性能變差，容易出現(xiàn)劃線斷開，且書寫的墨跡難干燥，易羽化、玷污紙張和其他物品，同時還會增加墨水的成本，因此溶劑含量不宜過大。但溶劑含量也不能過少，否則墨水易揮發(fā)，不宜長期貯存，亦影響書寫流利性，故溶劑含量以20-35％為宜。表2 溶劑用量與墨水性能的關(guān)系Table2 Solvent Concentration vs．Ink Properties溶劑含量(％) 15 25 35 45粘度(cp) 2．85 4．02 6．27 9．80脫帽性 差 好 好 好墨跡干燥速度 快 快 較慢 較慢滲透性 沒有透紙 沒透紙 略有透紙 略有透紙抗羽化性 好 好 略有羽化 略有羽化表3 溶劑與墨水性能的關(guān)系　　Table3 Solvent vs．InkProperties　　溶劑 乙二醇 二甘醇 丙三醇 乙二醇丙醇復合溶劑（１３：１２）　　粘度(cp) 3．13 4．02 9．91 6．94　　墨跡干燥速度 快 快 慢 慢　　滲透性 略有透紙 沒有透紙 沒有透紙 沒有透紙　　滲漏性 漏 不漏 不漏 不漏　　書寫性能 光滑流利 光滑流利 斷線 略有斷線　　表3是溶劑用量為25％時不同溶劑與墨水性能的關(guān)系。由表中可見，用乙二醇作溶劑時，墨水粘度低，帶來滲漏、滲透等問題；用丙三醇作溶劑時，墨水粘度大，干燥慢，帶來劃線斷開、墨跡難干燥玷污紙張等問題；用乙二醇和丙三醇復合溶劑時，墨水書寫性能差，劃線斷開；而用二甘醇作溶劑時，墨水的總體性能好，故這里選用二甘醇作溶劑。 2．3 墨水的主要物理性能　　墨水的主要物理性能有粘度、表面張力、pH值、比重。粘度會嚴重影響墨水的書寫性能，粘度低墨水書寫流利，但會帶來滲透、字跡模糊、滲漏等問題：粘度高可避免滲透及來自筆尖的墨水斑點玷污，但容易產(chǎn)生劃線斷開和筆頭堵塞等問題，水性墨水粘度通常為2—8cp。表面張力主要影響墨水在紙張和其他介質(zhì)中的滲透性，同時還會影響墨水的保濕性和穩(wěn)定性等。表面張力小，墨水易滲入紙張或其他介質(zhì)中，墨跡干燥得快；表面張力大，墨水向介質(zhì)滲透性小，墨水寫在紙上千得慢。水性墨水的表面張力通常為25—40mN／m?！　∧膒H值會影響染料的溶解性和穩(wěn)定性，同時影響墨水對筆頭的腐蝕性，pH值過高或過低都會加速墨水對筆頭的腐蝕。　　表4 墨水的主要物理性能指標　　Table4 Physical properties index Of ink項目 粘度(cp) 表面張力(mN／m) pH值 比重(g／m1)　　制備墨水 4．02 32．7 9．32 1．05　　美國國寶墨水 4．4 38 7．6 1．10　　表4是制備墨水的主要物理性能。從表中可知，制備墨水的主要物理性能指標在要求的范圍內(nèi)。2．4 墨水的書寫性能　　表5是制備墨水和進口墨水的書寫性能，從表中可知制備的墨水的主要書寫性能已接近或達到進口墨水，滿足水性圓珠筆中國輕工行業(yè)標準[1)和日本工業(yè)標準[2)?！　”? 墨水的書寫性能　　Table5 Writing properties of ink　　項目 制備墨水 進口墨水① 進口墨水②　　書寫性能 ≥400m ≥400m ≥400m　　出墨量(mg／m) 1．159 1．127 1．237　　干燥時間(s) <5 <5 <5　　復印性能 好 好 好　　滲透性 沒有透紙 沒有透紙 沒有透紙　　脫帽性 不打滑 不打滑 不打滑項目 制備墨水 進口墨水 進口墨水耐水性 可目測到書寫的線條 可目測到書寫的線條 可目測到書寫的線條耐乙醇性 可目測到書寫的線條 可目測到書寫的線條 可目測到書寫的線條耐鹽酸性 可目測到書寫的線條 可目測到書寫的線條 可目測到書寫的線條耐氨水性 隱約可見書寫的線條 隱約可見書寫的線條 未見書寫的線條抗羽化性 略有羽化 好 略有羽化3 結(jié)論　　1)染料經(jīng)膜分離技術(shù)處理后可作水性墨水的著色劑，制備的墨水穩(wěn)定和書寫性能良好。　　2)用二甘醇作溶劑時制備的墨水各性能好，其用量以20—35％為宜?！　?)制備墨水的主要物理性能指標在要求范圍內(nèi)。 　　4)制備墨水的主要書寫性能已接近或達到進口墨水，滿足水性圓珠筆中國輕工行業(yè)標準和日本工業(yè)標準?！　⒖嘉墨I　　[1]水性圓珠筆及其筆芯，中華人民共和國輕工行業(yè)標準(討論稿)．　　[2]水性圓珠筆及其筆芯， 日本工業(yè)標準．Jis s 6054--2000．　　[3]一種圓珠筆使用的直接加入式墨水，97114527．X．　　[4]水性圓珠筆墨水組合物，95105852．5．　　[5]圓珠筆用假塑性水基油墨，97180593．8． 信息來源：21世紀精細化工網(wǎng)