成果名称：	用于桌面喷墨打印机的兼容水性墨水
登记日期：	2023-12-05
完成单位：	珠海传美讯新材料股份有限公司
完成人员：	张云杰,刘明辉,梁文龙,林杰鸿,黄征,张金洪
研究起止日期：	2020-06-01至2022-12-31
主要应用行业：	批发和零售业
高新技术领域：	新材料
评价单位：	河南智启成果评价技术中心
评价日期：	2023-09-15
成果简介：	一、染料水性墨水
（一）染料纯化
1.除油程序：用吸附剂去除防尘粉等有机物
2.盐析程序：有机盐析产生染料滤饼，使染料析出纯化
3.除盐程序:水洗/过滤染料滤饼，洗去溶于水的盐、小分子单体或中间物
4.纳滤程序：用纳滤膜去除残留离子、小分子单体或中间物
5.离子交换程序：置换成高溶解度离子
二、颜料水性墨水
（一）分散剂结构设计
1.锚定基设计：与色料结构相似，或能与其官能基产生物理/化学吸附
2.可溶化基设计：与溶媒有良好亲和性，可依据溶解度参数(SP)、亲疏水平衡值(HLB)或油水分布系数(LogP)等来衡量
3.提升及强化分散稳定的机理如下：
（1）分散剂所带电荷的静电斥力
（2）分散剂中可溶化基链长产生的立体空间障碍
（二）合成工艺
1.单体选择
2.合成工艺
（1）结构化分散剂合成
（2）梳状(接枝)分散剂合成
（3）分子量大小与分布控制
三、本计划的困难点在于
（一）【染料水性墨水】
1.【纯化工艺】如何从含有水溶/不水溶、离子/非离子、有机物/无机物、分子量大小等各种不同性质的不纯物中将染料纯化，比对不纯物的性质差异进行针对性的分离程序，攻克难点方法如下：
（1）改善洗滤程序工时过长
①传统染料纯化的洗滤程序包括了除油吸附程序与染料盐析滤饼的除盐程序。此程序需要先用筛网、离心或压滤方式，进行固液分离，然后再将滤饼投入搅拌设备进行二次清洗，再做固液分离至达到要求的纯度(例如导电率)。这种操作耗费在过滤与滤饼搬运时间过长，生产效率低落。
②攻克此难点的方法，采购染料半成品的滤饼，此滤饼是染料合成清洗后盐析出来的半成品，尚未添加防尘粉及元明粉等添加剂的半成品。因此可以有效降低洗滤的次数，或是省去洗滤程序。
（2）改善染料盐析的离子污染
①传统染料盐析再纯化，采用无机盐或无机酸作为盐析剂。然而无机盐或无机酸会产生盐类离子的污染且在硬水中容易形成不溶性盐，同时这些盐类离子(例如氯离子、硫酸根离子、磺酸根离子、碳酸根离子)等具有腐蚀性，容易导致喷墨头损毁。
②攻克此难点的方法，采用三种方法
1）不添加盐析剂，利用温度改变溶解度，使无机盐析出，如此不但可以去除无机盐，也不会有添加盐析剂的离子污染问题。
2）使用染料厂提供盐析水洗后染料半成品的滤饼，如此不需添加盐析剂，只需水洗过滤，故不会有盐析剂的离子污染问题。
3）添加有机盐进行盐析(例如醋酸盐、柠檬酸盐、苹果酸盐等)，可以改善无机盐和无机酸引起的离子污染。此外，这些有机酸根不容易形成不溶性盐(水垢)，且容易在纳滤膜中被去除。
（3）改善离子交换程序的离子污染
①传统离子交换程序采用添加离子交换剂，而离子交换剂在交换离子后，残留的盐基离子会形成与盐析剂一样的离子污染。
②攻克此难点的方法，采用离子交换树脂进行离子交换。如此，仅染料与离子交换树脂间进行离子交换，就不会产生离子交换剂对离子的污染。此外，离子交换树脂还可以置换容易形成水垢的钙离子与镁离子。
2.【助溶剂】如何设计出能有效吸附染料分子的分散剂，并利用分散剂的稳定机致使染料分子稳定溶解分散在溶媒中，攻克难点方法如下：
（4）助溶剂的筛选
①传统使用的助溶剂主要为可生成氢键的醇类与尿素类助溶剂，其氢键在染料分子表面形成水合离子保护层,促进染料分子解离和溶解，增加染料溶解度。但小分子的醇类与尿素类助溶剂，容易受到墨水配方中强溶剂影响，导致助溶效果减弱。
②攻克此难点的方法，采用高分子助溶剂。例如高分子分散剂，其带多个锚定基可以与染料分子吸附的更牢固。降低墨水配方中强溶剂影响，改善染料在墨水中的溶解度。