一种速干型油基圆珠笔油墨组合物及圆珠笔笔芯的制作方法

1.本发明涉及油墨技术领域，具体为一种速干型油基圆珠笔油墨组合物及圆珠笔笔芯。


背景技术：

2.一直以来，在油基圆珠笔油墨组合物中，油墨为油性，润滑性好，油墨难溶于水，不易褪色和遇水化开。但是油性圆珠笔粘度偏大，在书写时，字迹容易飞线。并且油性圆珠笔所书写后的字迹不容易干，进而手指、袖口或其它不小心和字迹碰触的地方，容易被圆珠笔油墨弄脏，造成字迹发花或手指、袖口弄脏。另一方面，由于油性圆珠笔油墨难溶于水，加之干速慢，因此使用过程中，弄脏衣服造成不容易清洗的情况非常常见。
3.公开专利“一种速干油墨的制备方法”(申请号：cn201510455345.0)提供了采包含酮醛树脂、醇酸树脂、丙烯酸树脂的油墨组分，其产品放置1小时后方可达到干燥效果。
4.现有技术中，并没有速干型圆珠笔油墨的技术，根据上述专利的圆珠笔油墨，也不能解决字迹干速慢以及由此引发的各种问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的是获得一种字迹干速快、经时稳定性和字迹浓度优异的油基圆珠笔油墨组合物。本发明通过使用改性醇酸树脂或速干树脂与改性分散染料的组合，克服现有技术不能解决字迹干速慢以及由此引发的各种问题；本发明提供的改性醇酸树脂或速干树脂可赋予字迹优异的速干性、耐水性，改性分散染料具有优异的经时稳定性，两者配合使用，使圆珠笔墨水具有优异的速干性，且油墨组合物经时稳定性、耐水性优异，书写感受良好。为实现本发明的目的，本发明采用如下技术方案：
6.作为本发明的第一个方面，在于提供一种速干型油基圆珠笔油墨组合物，所述油墨组合包含染料5-30％、有机溶剂20-80％、树脂2-25％、拉丝剂0.3-5％、ph调节剂和粘度调节剂，其中，所述的树脂为改性醇酸树脂或速干树脂，并且，所述树脂为改性醇酸树脂时，所述染料选自改性分散染料或金属络合染料，所述树脂为速干型树脂时，所述染料为改性分散染料；所述油墨组合物ph优选为7-9；所述的速干型油基圆珠笔油墨组合物在25℃、剪切速率为1.256s-1
时的粘度为1000-3000mpa
·
s。
7.分散染料，化学稳定性好，因此经时稳定性好。但是其分子较小，结构上不含油溶性基团，必须借助于分散剂的作用，才能均匀分散在油墨中，因此会有分散不均匀，容易沉淀和堵塞笔头的缺陷。发明人经过多次试验，成功在分散染料中引入带有烷烃的基团，烷烃基可增强分散染料在有机溶剂中的溶解性，烷基基团越长，亲油性越强，改性后在有机溶剂中的溶解力越好。但是烷烃基团不是越长越好，烷烃基团长，空间位阻大，难以和分散染料反应。
8.所述改性分散染料，以分散染料结构为基础，可列举出分散黄14、分散黄16、分散黄17、分散黄185等，分散红14、分散红53、分散红60等，分散橙9、分散橙35等，分散紫11、分
散紫12等，分散蓝68、分散蓝69、分散蓝78等。因此以上所列举的仅是笔者根据部分市售分散染料，经过多次试验后，可改性的部分分散染料，更确切的说，应命名改性溶剂黄、改性溶剂红、改性溶剂橙、改性溶剂紫、改性溶剂蓝。
9.所述的金属络合染料，可列举出溶剂黄21、溶剂黄79，溶剂棕42、溶剂棕43，溶剂红8、溶剂红49、溶剂红100、溶剂红119、溶剂红122，溶剂黑27、溶剂黑29、溶剂黑34、溶剂黑35，溶剂橙45、溶剂橙54、溶剂橙62，溶剂蓝5、溶剂蓝10等。
10.上述列举出的染料，可以单独使用，也可以两种或者两种以上共用。
11.优选的，所述改性分散染料通过如下方法准备：
12.将含有长链烷烃基团和双键的活性物质和未改性分散染料置于带有冷凝管的同一容器中，通入氮气，保证水汽排净；加入二硫化碳、乙烯砜硫酸酯、无水氯化铝，搅拌20-30分钟，以使加入的上述物质充分溶解；升温至45-55℃，反应3-4小时；冷却至0-5℃，减压过滤，除去不溶的氯化铝，减压蒸馏，除去溶剂，得到精制改性分散染料。
13.进一步的，以未改性分散染料重量为1，所述含有长链烷烃和双键的活性物质添加量为0.2-0.5、二硫化碳添加量为0.3-0.6、乙烯砜硫酸酯添加量为0.2-0.4、无水氯化铝添加量为0.005-0.015。
14.含有长链烷烃基团和双键的活性物质，长链烷烃可以赋予分散染料优良的溶解性，带有双键的活性基团，可以产生电子对，与分散染料反应，接枝聚合，制得一端含长链烷烃，另一端含分散染料结构的改性分散染料。另一方面，如果烷烃链过长，则反应时空间位阻过大，反应不充分。
15.优选的，所述含有长链烷烃和双键的活性物质可以列举出乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基型卤代烃、八乙烯基八硅倍半氧烷或烯丙基硅氧烷等。
16.其中，八乙烯基八硅倍半氧烷，乙烯基含有双键，可以产生电子对，具有充分的反应性能，硅氧基和烷基亲油性强，增强了分散染料在醇类、酯类、醇醚类等圆珠笔常用溶剂中的溶解性，因此优选。
17.二硫化碳可以使上述列举的活性物质充分溶解，反应完全，制得的改性分散染料溶解性好。
18.乙烯砜硫酸酯活性比八乙烯基八硅倍半氧烷活性强，在反应的时候乙烯砜基团接枝八乙烯基八硅倍半氧烷，乙烯砜硫酸酯上的酯基接枝分散染料，从而将八乙烯基八硅倍半氧烷和分散染料连接起来。
19.此外，上述染料的含量相对于油墨组合物，如果含量少于5％，则写出的字迹浅，或者不鲜艳，如果含量大于30％，则油墨组合物的经时稳定性会有下降趋势。因此相对于油墨组合物，染料的含量优选为5-30％，更优选为10-25％，最优选为15-25％。
20.在本发明中，有机溶剂可以使用圆珠笔油墨常用溶剂。可以举例为：乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单丁醚、乙二醇苯醚、丙二醇单甲醚、丙二醇单乙醚、丙二醇苯醚、二乙二醇甲醚、二乙二醇乙醚等醚醇类溶剂，还可以使用乙二醇、二乙二醇、丙醇、丙二醇、丙三醇、正丁醇、苯甲醇等醇性溶剂，以及乙酸乙酯、乙酸丁酯等酯类溶剂。上述溶剂，可以单独使用，也可以两种或者两种以上共同使用。但是不建议使用四种以上。
21.在这些有机溶剂中，因为要考虑到笔迹的速干性，优选乙二醇、二乙二醇、丙醇、丙二醇、丙三醇等碳原子数为三或三个以下的醇溶剂。
22.有机溶剂的含量相对于油墨组合物，如果含量少于30％，则染料溶解量少，字迹浓度差，且润滑性差、书写感受差。如果含量大于80％，虽可溶解更多的染料，但速干性能变差。因此有机溶剂的含量优选为20-80％，进一步优选为30-80％，特别优选为50-70％。
23.在本发明中，所使用的树脂为改性树脂或速干型树脂，改性树脂为改性醇酸树脂；优选的，所述的速干型树脂为氯醋树脂、丙烯酸树脂、苯乙烯-丙烯酸树脂中的一种或几种的组合物。现有技术中一般都选用醛酮树脂，然笔者经过试验发现，醛酮树脂虽然有很多优点，但是速干性能一般，不能解决笔者上述提到的问题。发明人经过多次试验，将醇酸树脂进行改性，接入可在空气中氧化干燥的活性基团，如烯丙基醚，由于这些活性基团都含有双键，字迹在两秒之内就能与氧气反应聚合，这一聚合结果形成了三维网状结构，使写出的字迹迅速由液体材料完全干燥，变为固体，所以制得的改性醇酸树脂具有优良的速干性，且不影响醇酸树脂本身的耐水、耐黄变性能。
24.同时，发明人在实验中发现，改性醇酸树脂与上述提到的各种染料同用，辅以合适的溶剂，制得的油墨组合物具有优良的速干性能。而速干型树脂与改性分散染料同用，辅以合适的溶剂，也具有优良的速干性能。速干型树脂与金属络合染料同用，速干性能不如上述两种。
25.此外，树脂的含量相对于油墨组合物，如果含量小于2％，则速干性、耐水性、耐黄变性能都会变差，如果含量大于20％，则油墨组合物的粘度变大，书写感受变差。因此树脂含量优选为2-25％，进一步优选为5-20％，更进一步优选为10-20％。
26.进一步的，所述改性醇酸树脂通过如下方式合成：
27.a.将甘油和蓖麻油全部加入反应釜内，开动搅拌器，在30-40分钟内升温到115-125℃，暂停搅拌，加入甘油和蓖麻油总量的0.01％的过氧化苯甲酰做催化剂，开启搅拌，在50-60分钟内升温到175-185℃，反应50-60分钟；
28.b.降温至145-150℃，加入邻苯二甲酸酐、邻苯二甲酸酐和甘油总量的4.5％的二甲苯，在50-60分钟内升温到180-185℃，此时有水和二甲苯在冷凝器中凝结；二甲苯在上层，水在下层；
29.c.加入三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯，控制温度在165-175℃，反应50-60分钟，将反应产物进行减压蒸馏，彻底除去二甲苯。
30.所述甘油、蓖麻油、邻苯二甲酸酐和三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯质量比范围：甘油20-30％，蓖麻油35-45％，邻苯二甲酸酐25-35％，三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯10-20％；
31.由于三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯有较多的双键，活性大，在常温下有很快的固化速度，因此经改性的醇酸树脂固化速度快，同时本身的耐水、耐黄变性能又得以保存。
32.在本发明中，可以使用拉丝剂。许多圆珠笔笔芯生产厂家在购进油墨时，常将拉丝长度作为油墨质量高低的一项综合指标来考察，因为拉丝长的油墨在书写时可起到连续出墨的作用，书写流畅，不断墨。
33.优选的，所述的拉丝剂为聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇缩丁醛、丙烯酸树脂、丁二烯聚乙烯吡咯烷酮或聚丙烯酰胺树脂中的一种或几种，优选聚乙烯吡咯烷酮或聚丙烯酰胺树脂。
34.很多现有技术中常将聚乙烯吡咯烷酮作为成膜剂使用，其还可做拉丝剂使用，在
研究过程中，发明人意外发现，在有改性醇酸树脂存在的情况下，使用聚乙烯吡咯烷酮做拉丝剂，拉丝长度可提高一倍，达到令人满意的程度。聚乙烯吡咯烷酮的含量相对于改性醇酸树脂，如果含量小于5％，则其拉丝效果差，如果含量大于20％，则油墨组合物粘度大，书写感受会变差。因此聚乙烯吡咯烷酮含量相对于改性醇酸树脂，优选为5-20％。
35.聚丙烯酰胺本身是一种优质的拉丝剂，用于圆珠笔油墨中也可起到令人满意的效果。聚丙烯酰胺的分子量优选500-2000万，更优选为500-900万。
36.油墨组合物的ph如果过大或者过小，不仅容易对生产设备造成腐蚀，还会腐蚀圆珠笔笔头，缩短笔头使用寿命。在本发明中，油墨组合物ph优选为7-9。
37.在本发明中，可使用市场常用的ph调节剂，如二乙醇胺、甲基二乙醇胺、三乙醇胺、三异丙醇胺等。
38.优选的，所述的速干型油基圆珠笔油墨组合物在25℃、剪切速率为1.256s-1
时的粘度为1000-3000mpa
·
s。如果粘度小于500mpa
·
s，则书写时笔迹容易洇透，墨液容易下垂、漏墨等，如果粘度大于5000mpa
·
s，则书写时，圆珠笔笔头旋转阻力大，出墨不流畅、字迹浅，书写感受差。因此本发明油墨组合物的粘度优选为500-5000mpa
·
s，更优选为500-4000mpa
·
s，如果进一步考虑笔迹深浅、良好的书写感受，粘度特别优选为1000-3000mpa
·
s。
39.优选的，所述的粘度调节剂为羟丙基甲基纤维素、乙基纤维素、羧甲基纤维素钠等纤维素系列、乙氧基化淀粉、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇缩丁醛、聚丙烯酸树脂、聚丙烯酰胺、氢化蓖麻油、聚酰胺改性氢化蓖麻油中的至少一种。
40.本发明的油墨组合物还可以包含抗氧化剂、杀菌剂、润滑剂等。
41.作为本发明的第二个方面，在于提供一种圆珠笔笔芯，所述圆珠笔笔芯包含笔芯管以及灌注于笔芯管中的油墨，所述油墨为作为本发明第一个方面的所述速干型油基圆珠笔油墨组合物。
42.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
43.本发明提供了一种字迹干速快、经时稳定性和字迹浓度优异的油基圆珠笔油墨组合物。本发明通过使用改性醇酸树脂与改性分散染料的组合，克服现有技术不能解决字迹干速慢以及由此引发的各种问题；本发明提供的改性醇酸树脂可赋予字迹优异的速干性、耐水性，改性分散染料具有优异的经时稳定性，两者配合使用，使圆珠笔墨水具有优异的速干性，且油墨组合物经时稳定性、耐水性优异，书写感受良好。
具体实施方式
44.应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
45.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
46.1.改性分散染料的制备：
47.以分散红60为例：
48.将含有烷烃基团和双键的活性物质和分散红60放入装有冷凝管的三口烧瓶中，通入氮气，保证水汽排净。迅速加入50ml二硫化碳、10ml乙烯砜硫酸酯、0.18g无水氯化铝，搅拌30分钟。升温至50℃，反应4小时。迅速冷却至0-5℃，减压过滤，除去不溶的氯化铝，在45℃减压蒸馏，除去溶剂，得到精制改性分散染料。
49.含有长链烷烃和双键的活性物质，长链烷烃可以赋予分散染料优良的溶解性，带有双键的活性基团，可以产生电子对，与分散染料反应，接枝聚合，制得一端含长链烷烃，另一端含分散染料结构的改性分散染料。另一方面，如果烷烃链过长，则反应时空间位阻过大，反应不充分。可以列举出乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基型卤代烃、八乙烯基八硅倍半氧烷、烯丙基硅氧烷等。
50.其中，八乙烯基八硅倍半氧烷，乙烯基含有双键，可以产生电子对，具有充分的反应性能，硅氧基和烷基亲油性强，增强了分散染料在醇类、酯类、醇醚类等圆珠笔常用溶剂中的溶解性，因此优选。
51.二硫化碳可以使上述列举的活性物质充分溶解，反应完全，制得的改性分散染料溶解性好。
52.乙烯砜硫酸酯活性比八乙烯基八硅倍半氧烷活性强，在反应的时候乙烯砜基团接枝八乙烯基八硅倍半氧烷，乙烯砜硫酸酯上的酯基接枝分散染料，从而将八乙烯基八硅倍半氧烷和分散染料连接起来。
53.下面给出几个改性分散染料的实施例
54.实施例1：
55.将10g乙烯基三乙氧基硅烷和30g分散红60放入装有冷凝管的三口烧瓶中，通入氮气，保证水汽排净。迅速加入70ml二硫化碳、10ml乙烯砜硫酸酯、0.18g无水氯化铝，搅拌30分钟。升温至50℃，反应3小时。迅速冷却至0-5℃，减压过滤，除去不溶的氯化铝，在45℃减压蒸馏，除去溶剂，得到精制改性分散染料。
56.实施例2：
57.将10g乙烯基氯代烃和30g分散红60放入装有冷凝管的三口烧瓶中，通入氮气，保证水汽排净。迅速加入70ml二硫化碳、10ml乙烯砜硫酸酯、0.18g无水氯化铝，搅拌30分钟。升温至50℃，反应3小时。迅速冷却至0-5℃，减压过滤，除去不溶的氯化铝，在45℃减压蒸馏，除去二硫化碳溶剂，得到精制改性分散染料。
58.实施例3：
59.将10g八乙烯基八硅倍半氧烷和30g分散红60放入装有冷凝管的三口烧瓶中，通入氮气，保证水汽排净。迅速加入70ml二硫化碳、10ml乙烯砜硫酸酯、0.18g无水氯化铝，搅拌30分钟。升温至50℃，反应3小时。迅速冷却至0-5℃，减压过滤，除去不溶的氯化铝，在45℃减压蒸馏，除去二硫化碳溶剂，得到精制改性分散染料。
60.比较实施例1-3在溶剂中的溶解性：
61.将10g实施例1-3制得的改性分散染料和10g未改性的分散染料分别溶于30g苯甲醇中，充分搅拌30min，用相同规格的滤纸过滤，将滤纸于60℃下充分干燥至恒重，然后称量滤纸的重量，滤纸重量越大，改性分散染料未溶解的部分越多，改性效果越差。滤纸重量从大到小依次为：未改性分散染料、实施例2、实施例1、实施例3，即改性后的分散染料溶解度
从大到小依次是实施例3、实施例1、实施例2、未改性分散染料。因此八乙烯基八硅倍半氧烷是优选的。
62.2.改性醇酸树脂的合成：下表为各原料所占质量百分比
63.原料％甘油22蓖麻油35邻苯二甲酸酐31三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯12
64.a.将甘油和蓖麻油全部加入反应釜内，开动搅拌器，在40分钟内升温到120℃，暂停搅拌，加入甘油和蓖麻油总量的0.01％的过氧化苯甲酰做催化剂，开启搅拌，在60分钟内升温到180℃，反应60分钟。
65.b.降温至150℃，加入邻苯二甲酸酐、邻苯二甲酸酐和甘油总量的4.5％的二甲苯，在60分钟内升温到185℃，此时有水和二甲苯在冷凝器中凝结。二甲苯在上层，水在下层。
66.c.加入三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯，控制温度在170℃，反应60分钟，将反应产物倒入单口烧瓶中，减压蒸馏，彻底除去二甲苯。
67.由于三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯有较多的双键，活性大，在常温下有很快的固化速度，因此经改性的醇酸树脂固化速度快，同时本身的耐水、耐黄变性能又得以保存。
68.3.具体的油墨组合物实施例
69.实施例4：速干型红色圆珠笔油墨组合物：
70.在60℃时，将改性醇酸树脂与乙二醇、苯甲醇充分混合溶解，然后在此温度下加入改性分散红60，使其充分溶解，然后依次加入拉丝剂聚乙烯吡咯烷酮、ph调节剂三乙醇胺、粘度调节剂聚乙烯醇缩丁醛等物质，充分溶解，过滤，即得油墨组合物。测定粘度为1350mpa
·
s，ph为7.5。
71.具体比例为：
[0072][0073]
实施例5：
[0074]
速干型红色圆珠笔油墨组合物：按照实施例1的步骤制备油墨组合物。测定粘度为1580mpa
·
s，ph为7.2。
[0075]
具体比例为：
[0076][0077]
实施例6：
[0078]
速干型红色圆珠笔油墨组合物：按照实施例1的步骤制备油墨组合物。测定粘度为1550mpa
·
s，ph为7.8。
[0079]
具体比例为：
[0080][0081]
实施例7：
[0082]
速干型红色圆珠笔油墨组合物：按照实施例1的步骤制备油墨组合物。测定粘度为1440mpa
·
s，ph为7.9。
[0083]
具体比例为：
[0084]
[0085]
实施例8：
[0086]
速干型红色圆珠笔油墨组合物：按照实施例1的步骤制备油墨组合物。测定粘度为1560mpa
·
s，ph为8.0。
[0087]
具体比例为：
[0088][0089][0090]
实施例9：
[0091]
速干型红色圆珠笔油墨组合物：按照实施例1的步骤制备油墨组合物。测定粘度为1500mpa
·
s，ph为8.0。
[0092]
具体比例为：
[0093][0094]
实施例10：
[0095]
速干型红色圆珠笔油墨组合物：按照实施例1的步骤制备油墨组合物。测定粘度为1590mpa
·
s，ph为7.2。
[0096]
具体比例为：
[0097][0098]
实施例11：
[0099]
速干型红色圆珠笔油墨组合物：按照实施例1的步骤制备油墨组合物。测定粘度为1580mpa
·
s，ph为7.3。
[0100]
具体比例为：
[0101][0102]
性能测试
[0103]
1.稳定性测试
[0104]
参照gb/t 26714-2019油墨圆珠笔和笔芯，7.8保存性实验，将7组实施例的油墨组合物分装于5只500ml磨口瓶中，置于(60
±
2℃)的恒温箱中，持续10天，取出后自然冷却，置于零下20℃冰箱内，持续3天。取出后立即用显微镜观察，有无结块、絮凝、浮油、分层现象。观察后立即制成笔芯，看出墨是否正常，字迹有无明显断线、变淡现象。然后测试粘度，与未经高低温破坏时的粘度相差在5％以内为合格。
[0105]
2.离心测试
[0106]
自然条件下，将7组实施例的油墨组合物制成笔芯，在3000r/min下离心60min，看是否分层。不分层为优秀，轻微分层为合格，严重分层为不合格。
[0107]
3.速干性能测试
[0108]
参照gb/t 26714-2019油墨圆珠笔和笔芯，7.4测试干燥性的方法，将7组实施例的油墨组合物分别制备成笔芯，做成圆珠笔，将60g专用砝码套在笔杆下端，使试笔与书写纸纸面成65
°‑
70
°
倾角，以60mm/s-80mm/s的划线速度手划直线，开启秒表计时至20s，在线迹
上覆盖相同性质的书写纸，用专用砝码压在覆盖纸纸面上，重新计时，1min后分开两纸，检查覆盖纸是否有墨迹。欲比较两只圆珠笔的速干性，可在开启秒表后分别计时至20s、15s、10s、5s、2s，在线迹上覆盖相同性质的书写纸，用专用砝码压在覆盖纸纸面上，重新计时，1min后分开两纸，检查覆盖纸是否有墨迹。本发明中以2s为限，如下面纸张的手划直线墨迹在上面这张纸上很明显可以看到，则视为不合格；若是可以看到，但是不明显，则视为合格；没有墨迹，则视为优秀。
[0109]
4.耐水性测试
[0110]
将7组实施例的油墨组合物制备的笔芯，在书写纸上写成螺旋状后，将书写纸在水中浸泡60分钟，取出，自然干燥，然后目视确认笔迹的状态，是否发生笔迹的洇透、模糊，若没有，则认为优秀，轻微洇透、模糊，则认为合格，字迹洇透、模糊，不合格。
[0111]
5.书写感受
[0112]
自然条件下，将7组实施例的油墨组合物制备的笔芯，通过手写进行感官评价。
[0113]
6.上机划线
[0114]
自然条件下，将7组实施例的油墨组合物制备的笔芯，在划线机上进行划线测试，记录划线效果。
[0115]
下表1为本发明实施例4-11性能测试表
[0116][0117]
上述对比结果表明，
[0118]
1.将本发明实施例4-7综合来看，使用改性醇酸树脂的实施例4、5各项性能都通过测试，表明改性醇酸树脂在保持原有耐水性、稳定性基础上，速干性能大大提高，原因是在醇酸树脂中接入活性基团后，由于活性基团含有双键，字迹两秒之内就能与氧气反应聚合，使字迹迅速由液体材料完全干燥，变为固体，所以制得的改性醇酸树脂除保留本身优秀的耐水性、稳定性之外，还具有优良的速干性。
[0119]
2.将本发明实施例4和6进行对比，实施例4使用改性醇酸树脂和改性分散染料，实施例6使用速干树脂和改性分散染料，使用改性醇酸树脂的实施例4比使用普通速干树脂的实施例6在速干性能上有提升。
[0120]
3.将本发明实施例5和7进行对比，实施例5使用改性醇酸树脂和金属络合染料，实
施例7使用速干树脂和金属络合染料，使用改性醇酸树脂的实施例5比使用普通速干树脂的实施例7在在速干性能上有提升。
[0121]
4.将本发明实施例4和6与实施例8和9进行对比，实施例4使用改性醇酸树脂和改性分散染料，实施例6使用速干树脂和改性分散染料，实施例5使用改性醇酸树脂和未改性分散染料，实施例9使用速干树脂和未改性分散染料，发现使用未改性分散染料的实施例8和9在稳定性、离心、书写感受、划线效果方面均不合格，原因是未改性分散染料不能溶解于本发明所用溶剂，只能分散在其中，分散效果差，粒径大，易团聚，所以稳定性、离心、书写感受、划线效果差。而改性后，长链烷烃赋予了分散染料优良的溶解性，溶解后粒径小，稳定性、离心、书写感受、划线效果好。
[0122]
5.将本发明实施例4、6和实施例10、实施例11进行对比，实施例10的聚乙烯吡咯烷酮占改性醇酸树脂的比例大，虽然可以通过少使用增稠剂使粘度指标合格，但是书写感受、划线效果明显不合格，实施例11的聚乙烯吡咯烷酮占改性醇酸树脂的比例小，也可通过多加增稠剂使粘度指标合格，但是稳定性、书写感受、划线效果也不合格。
[0123]
综上所述，本发明的油墨组合物其速干性优于现有技术，解决了现有技术中油性圆珠笔字迹容易飞线、干速慢，和其它物品碰触容易污染或者字迹本身不易辨认的缺点，且具有优异的经时稳定性、耐水性，书写感受良好。
[0124]
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种速干型油基圆珠笔油墨组合物，其特征在于，所述油墨组合包含染料5-30％、有机溶剂20-80％、树脂2-25％、拉丝剂0.3-5％、ph调节剂和粘度调节剂，其中，所述的树脂为改性醇酸树脂或速干树脂，并且，所述树脂为改性醇酸树脂时，所述染料选自改性分散染料或金属络合染料，所述树脂为速干型树脂时，所述染料为改性分散染料；所述油墨组合物ph值范围为7-9；所述的速干型油基圆珠笔油墨组合物在25℃、剪切速率为1.256s-1
时的粘度为1000-3000mpa
·
s。2.根据权利要求1所述的一种速干型油基圆珠笔油墨组合物，其特征在于，所述改性分散染料通过如下方法准备：将含有长链烷烃基团和双键的活性物质和未改性分散染料置于带有冷凝管的同一容器中，通入氮气，保证水汽排净；加入二硫化碳、乙烯砜硫酸酯、无水氯化铝，搅拌使溶解；而后升温至45-55℃，反应3-4小时；反应完毕，冷却至0-5℃，减压过滤，除去不溶的氯化铝，减压蒸馏，除去溶剂，得到精制改性分散染料。3.根据权利要求2所述的一种速干型油基圆珠笔油墨组合物，其特征在于，所述含有长链烷烃基团和双键的活性物质、未改性分散染料、二硫化碳、乙烯砜硫酸酯和无水氯化铝的质量之比为0.2-0.5:1:0.3-0.6:0.2-0.4:0.005-0.015。4.根据权利要求3所述的一种速干型油基圆珠笔油墨组合物，其特征在于，所述含有长链烷烃和双键的活性物质选自乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基型卤代烃、八乙烯基八硅倍半氧烷或烯丙基硅氧烷。5.根据权利要求1所述的一种速干型油基圆珠笔油墨组合物，其特征在于，所述改性分散染料，以分散染料结构为基础，所述分散染料选自分散黄14、分散黄16、分散黄17、分散黄185等，分散红14、分散红53、分散红60等，分散橙9、分散橙35等，分散紫11、分散紫12等，分散蓝68、分散蓝69、分散蓝78的一种或几种的组合；所述的金属络合染料，选自溶剂黄21、溶剂黄79，溶剂棕42、溶剂棕43，溶剂红8、溶剂红49、溶剂红100、溶剂红119、溶剂红122，溶剂黑27、溶剂黑29、溶剂黑34、溶剂黑35，溶剂橙45、溶剂橙54、溶剂橙62，溶剂蓝5、溶剂蓝10的一种或几种的组合。6.根据权利要求1所述的一种速干型油基圆珠笔油墨组合物，其特征在于，所述的有机溶剂选自醚醇类溶剂、醇性溶剂，以及酯类溶剂。7.根据权利要求1所述的一种速干型油基圆珠笔油墨组合物，其特征在于，所述的速干型树脂为氯醋树脂、丙烯酸树脂、苯乙烯-丙烯酸树脂中的一种或几种的组合物。8.根据权利要求1所述的一种速干型油基圆珠笔油墨组合物，其特征在于，所述的改性醇酸树脂通过如下方式合成：a.将甘油和蓖麻油全部加入反应釜内，开动搅拌器，在30-40分钟内升温到115-125℃，暂停搅拌，加入甘油和蓖麻油总量的0.01％的过氧化苯甲酰做催化剂，开启搅拌，在50-60分钟内升温到175-185℃，反应50-60分钟；b.降温至145-150℃，加入邻苯二甲酸酐、邻苯二甲酸酐和甘油总量的4.5％的二甲苯，在50-60分钟内升温到180-185℃，此时有水和二甲苯在冷凝器中凝结；二甲苯在上层，水在下层；c.加入三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯，控制温度在165-175℃，反应50-60分钟，将反应产物进行减压蒸馏；
所述甘油、蓖麻油、邻苯二甲酸酐和三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯质量比范围：甘油20-30％，蓖麻油35-45％，邻苯二甲酸酐25-35％，三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯10-20％。9.根据权利要求1所述的一种速干型油基圆珠笔油墨组合物，其特征在于，所述的拉丝剂为聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇缩丁醛、丙烯酸树脂、丁二烯、聚乙烯吡咯烷酮或聚丙烯酰胺树脂中的一种或几种。10.一种圆珠笔笔芯，所述圆珠笔笔芯包含笔芯管以及灌注于笔芯管中的油墨，其特征在于，所述油墨为权利要求1-9任一项所述的速干型油基圆珠笔油墨组合物。

技术总结
本发明公开了一种速干型油基圆珠笔油墨组合物及圆珠笔笔芯，所述油墨组合包含染料5-30％、有机溶剂20-80％、树脂2-25％、拉丝剂0.3-5％、pH调节剂和粘度调节剂，其中，所述的树脂为改性醇酸树脂或速干树脂，并且，所述树脂为改性醇酸树脂时，所述染料选自改性分散染料或金属络合染料，所述树脂为速干型树脂时，所述染料为改性分散染料。本发明提供了一种字迹干速快、经时稳定性和字迹浓度优异的油基圆珠笔油墨组合物。本发明通过使用改性醇酸树脂与改性分散染料的组合，克服现有技术不能解决字迹干速慢以及由此引发的各种问题，使圆珠笔墨水具有优异的速干性，且油墨组合物经时稳定性、耐水性优异，书写感受良好。书写感受良好。


技术研发人员：王勇 李剑飞
受保护的技术使用者：山东掘色新材料科技有限公司
技术研发日：2023.03.20
技术公布日：2023/7/19