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1. 引言羟甲基丙烯酰胺
盐、脂肪酸酯、乙氧基加合阳离子活性剂、磷酸基活性剂、硫代氨基甲酸酯盐、二甲基二硫代氨基甲酸盐等等。磷酸酯润滑剂[1]不仅具有优良的润滑性，还具有水解稳定性好、
耐氧化、热稳定性好等优点，研究表明选择磷酸酯作为水性墨水润滑助剂[2-3]，润滑效果最佳。脂肪族聚氧乙烯醚
磷酸酯的润滑性优于芳香族聚氧乙烯醚磷酸酯的润滑性，染料型水性墨水润滑助剂常用脂肪族聚氧乙烯醚磷酸酯，分子结构中一般含有12~15个碳链和少数乙氧基，其润滑性能较佳。但这类助剂的加入，会使墨水的表面张力降低至30mN/m 左右，水性墨水的表面张力太低，容易使水 性圆珠笔 （特别是直液式滚珠笔）产生漏墨现象，在纸张 染料型水性墨水润滑助剂的研究
潘明初*
温州大学化学与材料工程学院 中国轻工业制笔材料重点实验室 浙江 温州 325035
摘要：以正辛醇、环氧乙烷为原料，通过缩合反应制得正辛醇聚氧乙烯醚，再与五氧化二磷反应制备了正辛醇聚氧乙烯醚磷酸酯水性润滑剂。用该润滑剂配制的水性墨水，具有较高的表面张力(≥40mN/m)，划线500m 不断线，出墨量均匀，润滑性能良好。
圆钢矫直机
关键字：正辛醇聚氧乙烯醚；磷酸酯；水性墨水；润滑剂
Study on the Lubricant of Water Based Dye Ink
Pan Mingchu
Wenzhou University, College of Chemical & Materials Engineering, China Light Industry Key Laboratory of Pen
Material, Wenzhou, 325035
Abstract: Using n-octanol and ethylene oxide as raw materials, n-octanol polyoxyethylene ether was
prepared by condensation reaction, and then reacted with phosphorus pentoxide to prepare n-octanol polyoxyethylene ether phosphate water-based lubricant. The water-based ink prepared with this lubricant has high surface tension (≥40mN / m), uniform ink output and good lubrication performance.
Keywords: N-octanol polyoxyethylene ether ; Phosphate ; Water-based ink ; Lubricant
*通讯联系人：潘明初（1961—），男，浙江金华人，高级工程师，研究方向为精细化工。
表面的笔迹出现“羽毛化”。
Kitaoka [4]等人介绍了一种水性圆珠笔墨水，至少由
着剂、水、剪切变稀剂和增稠剂构成。其中润滑剂使用的是Daiichi Kogyo Seiyaku Co.,Ltd 制造的一种聚氧化乙烯辛醚磷酸酯乙醇胺盐，商品名为PLYSURF M208B。墨水的脱帽性能优良，笔尖无漏墨现象，书写感觉好。Kitaoka 等人[5]还介绍一种水性圆珠笔墨水，初写和长时
间书写性能较佳，无沾污现象，出墨稳定性、书写流畅润滑性能好。这种水性墨水不含水性有机溶剂，着剂为水溶性染料或水分散的颜料，所用的润滑剂也是PLYSURF
M208B。
异辛醇（主要成分为2-乙基己醇）聚氧乙烯醚磷酸
酯作为渗透剂在国内的纺织行业有很好的使用，对其合成与应用研究也较多[6-7]。大于C12的脂肪醇聚氧乙烯醚磷
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10酸酯具有优良的抗静电等性能而做为纺织油剂、洗涤剂的成分也有较多的研究与应用[8-10]。以正辛醇聚氧乙烯醚磷酸酯盐作为润滑剂，国内还未见有报道，专利上未曾报道过其结构。因此，选用合成一定结构的辛醇聚氧乙烯醚磷酸酯盐，用于染料型水性墨水配制，测试圆珠笔的出墨稳定性及笔头的耐摩擦性能，表征其润滑性能。
以正辛醇为原料先合成正辛醇聚氧乙烯醚，再磷
废橡胶炼油
酸酯化得到正辛醇聚氧乙烯醚磷酸酯钠盐并实际应用。制备适用于水性墨水的润滑剂，使得装配的水性圆珠笔顺滑好写不漏墨，出墨均匀，笔迹不会发生“羽毛化”的现象。
2. 实验部分
2.1 试剂与仪器
正辛醇(AR，苏州工业园区正兴化工研究院)，纯
环氧乙烷(25KG，临海市新纪元化工原料有限公司)，五氧化二磷(AR， 阿拉丁)，氢氧化钠(AR，阿拉丁)。
恒温磁力搅拌器(HWCL-1， 郑州长城科工贸有限
公司)，电子天平(AWH-3型， 上海友声衡器有限公司)，循环水式多用真空泵(SHB-Ⅲ，郑州长城科工贸有限公司)，铂金环法自动界面张力仪(ZL-2，淄博科森仪器公司)，划圆仪(RH-01C， 天津市瑞航电机电器有限公司)，pH 计(pHS-3C，上海雷磁仪器厂)。
2.2 正辛醇聚氧乙烯醚磷酸酯钠的合成
40.0g 正辛醇，0.1gKOH，加入250mL 干燥三口
烧瓶中，用油浴锅加热至90℃，真空抽水气30min，油浴升至115℃，称取70g 环氧乙烷，在室温条件下，通过鼓泡法将环氧乙烷通完，升温至120℃，减压抽气
15min，出料得正辛醇聚氧乙烯醚。
在装有搅拌器、球形冷凝管、温度计的三口烧瓶中，
加入上述正辛醇聚氧乙烯醚66.0g，快速搅拌并控制温度低于50℃下慢慢添加五氧化二磷，加完五氧化二磷后升温至70℃，于70-75℃反应4h，再加入水2.0g，继续反应0.5h。降温至50℃，用20%氢氧化钠中和至pH=7，得到正辛醇聚氧乙烯醚磷酸酯钠产品，其固含
信息包量为68.2%。
2.3 表面张力测试方法一种关注
打开恒温恒湿室(T=25℃,RH=65%)，将待测样品恒温30min，打开自动界面张力仪，设置参数，将样
品倒入样品皿中，体积约至2/3处，放入仪器测试平台上，开始测量，记录三次并取其平均值，三次误差不超炒茶机
过1。
2.4 百米出墨量测试方法
按照水性圆珠笔用墨水QB/T 4430-2012使用标准
中6.5测试方法进行测试，利用RH-01C 型划圆仪划线，每隔100m 称重一次，记录百米出墨量；若发生断线，则出墨量计为零。
3. 结果与讨论
3.1 表面张力
选用不同的水性润滑剂与合成的正辛醇聚氧乙烯醚
磷酸酯钠产品，用于不同水性墨水中，水性墨水的表面张力数据如表1所示。
节剂，防锈剂，防腐剂，水
表1中数据表明，正辛醇聚氧乙烯醚磷酸酯和异辛
醇聚氧乙烯醚磷酸酯的润滑剂可使水性墨水的表面张力在40mN/m 以上，而其它润滑剂用于水性墨水中，墨水的表面张力较小，水性圆珠笔容易发生漏墨和“羽化”
现象，影响水性圆珠笔性能。通过表面张力的筛选，正
辛醇聚氧乙烯醚磷酸酯和异辛醇聚氧乙烯醚磷酸酯作为
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润滑剂较合适。
3.2 墨水百米出墨量
图1中数据显示：添加合成的水性润滑剂的蓝、红、
黑和绿水性墨水，在500m 划线测试范围内，出墨量曲线几乎呈水平状，说明随着划线长度的增加，水性墨水出墨量均匀。
102030405060708090100110120130140150100200300400500
划线长度/m
百米出墨量/m
g
图1 823不锈钢笔头水性圆珠笔的出墨量
3.3 水性圆珠笔墨水划线质量
从图2中可看出，在表征的500m 划线范围内，无
断线，线条无明显变淡、模糊等现象出现。
图2 823不锈钢笔头水性圆珠笔墨水划线结果
3.4 润滑机理
对于这种磷酸酯润滑剂是否能带来水性墨水的润滑
性，可以从磷酸酯润滑机理来探讨。圆珠笔在书写的过程中，由于书写介质与笔头之间具有摩擦作用，使笔头中的球珠在球座体中作无规则滚动，进而导致磨损，出现边界摩擦现象，这与贺晨霞[11]在其硕士论文中介绍的中性墨水润滑机理的原理一致。磷酸酯润滑剂的润滑机
理
[12]
如图3所示。
经添加润滑剂后，润滑剂就会经物理吸附存在于金属表面上形成磷酸盐膜，经摩擦升温发生化学吸附，可
能产生一种磷酸铁极压润滑膜，如Fe(PO)2、FeP-Fe 及FePO4等，这种润滑膜具有良好的耐负荷、抗磨损、防
烧(粘)结和抗擦伤等性能，防止摩擦，达到润滑目的。 P HO
OH
RO
O P
O RO O 摩擦加热P
O O H O FeO
FeO FeO
FeO
Fe FeO
Fe
Fe
Fe
外逸电子
H 2O
FeO
Fe
图3 磷酸酯润滑剂润滑机理
4. 结论
用正辛醇与环氧乙烷反应制得正辛醇聚氧乙烯醚后，
再与五氧化二磷反应可以得到正辛醇聚氧乙烯醚磷酸酯盐。以正辛醇聚氧乙烯醚磷酸酯钠盐作为润滑剂配制水
性墨水，表面张力＞40mN/m，出墨量稳定均匀，润滑性良好，笔迹质量好。参考文献
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[11]贺晨霞. 中性墨水书写性能研究[D].太原理工大学,2012.[12]颜志光, 杨正宇.合成润滑剂[M].北京：中国石化出版社, ,
1996, 315.
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