一種環保型植物油基油墨連接料的製備方法與流程
2023-04-24 21:08:26
本發明公開了一種環保型植物油基油墨連接料的製備方法，屬於油墨連接料的製備方法技術領域。
背景技術：
傳統油墨的連結料以石油為溶劑，石油中含有大量的揮發性有機化合物（VOC），且多為多環芳烴化合物，油墨製造、印刷、乾燥過程或清洗製造設備及印刷設備時，有機成份揮發，不僅對環境造成危害，而且影響製造者及使用者的健康。同時，傳統油墨依賴的石油是不可再生資源，隨著使用而日益枯竭，能源危機己成為人類面臨的第一大問題。連結料在水性油墨中起著至關重要的作用，它是油墨製造中研磨色粉的基料、主要的流動相和油墨乾燥後的成膜物質，直接決定著油墨的使用性能和印刷效果，如粘度、附著力、光澤度和乾燥性。連結料的技術創新決定著油墨的技術革新，水性油墨在不斷的發展過程中，性能不斷提高，並發展成為功能多樣性及印刷適性不斷提高的油墨種類。
通常按照它們在水中形成狀態不同而分為3類:水溶性樹脂、水溶膠樹脂和水分散性樹脂。水溶性連結料類樹脂可以與水永久溶解而形成溶液狀態，配製的油墨無法使用在接觸水的環境，而在使用上受到限制，無法滿足印刷的需要。水溶性樹脂一般不作為水性油墨的主要原料，它的用途主要是調節油墨的粘度和流動性、穩定分散效果、賦予顏料分散效果和油墨墨膜形狀及顏料固著等性能。但是傳統的油墨連連接料在使用過程中，使用後和殘留的油墨連接料不易降解，且對生態環境的汙染較大。
技術實現要素：
本發明主要解決的技術問題：針對目前傳統油墨連接料以石油為溶劑，存在對生態環境汙染較大的缺陷，本發明取南眉籽和仙人掌籽混合烘烤並粉碎，用紗布包裹浸泡於沼液中，加入葡萄糖溶液，利用沼液中的微生物對混合粉末進行無氧發酵，再利用超臨界二氧化碳進行萃取粉末中的油脂，離心，與樹脂混合後回流，加入蒽醌、氟化鋇等物質攪拌反應，收集上清液，抽濾即得環保型植物油基油墨連接料，以南眉籽和仙人掌籽作為油脂原料，易於獲取，且綠色環保，彌補了傳統油墨連接料存在的汙染較大，不易降解的缺陷，具有廣泛的經濟前景和生產價值。
為了解決上述技術問題，本發明所採用的技術方案是：
（1）按質量比1:3～1:2，將南眉籽和仙人掌籽混合均勻，放入烘烤箱中，設定溫度為70～80℃，烘烤5～8min，再放入粉碎機中進行粉碎，過50目篩，收集過篩顆粒，使用紗布包裹過篩顆粒，包裹厚度為1.0～1.5cm，取沼液靜置40～50min，去除下層沉澱，收集上層液體，將包裹過篩顆粒的紗布完全浸泡於上層液體中，靜置1～2h；
（2）在上述靜置結束後，將紗布取出，放入容器內，再加入質量分數為5％的葡萄糖溶液淹沒紗布2～3cm，使用氮氣將容器內的空氣排出，密封容器，對容器內加熱至32～37℃，靜置1～2天，隨後降溫至15～22℃，靜置8～10h後將紗布取出，並殺菌消毒，收集紗布包裹的混合物；
（3）將上述混合物與其質量4～7％的無水乙醇混合均勻，再放入超臨界二氧化碳流體萃取裝置中，設定壓力為32～38MPa，溫度設定為44～49℃，二氧化碳流量設定為42～54kg/h，萃取1～3h，收集萃取液，再放入離心機中，以7000r/min離心10～15min，收集上清液並放入旋轉蒸發儀中，設定溫度為88℃，旋轉蒸發1～2h後自然冷卻至室溫，收集剩餘液，得混合植物油；
（4）按重量份數計，取55～60份上述混合植物油、8～12份無水乙醇、7～9份蒽醌、3～5份二甲苯甲醛樹脂、0.8～1.3份氟化鋇及0.1～0.4份鈀碳催化劑，首先將放入上述混合植物油、無水乙醇及二甲苯甲醛樹脂放入帶有攪拌器、溫度計及回流裝置的四口燒瓶中，使用氮氣保護，加熱至260～310℃，預熱20～30min，隨後再加入蒽醌、氟化鋇及鈀碳催化劑，以200r/min攪拌反應3～4h，隨後自然冷卻至室溫，將反應混合物置於18～20℃下靜置過夜，收集上清液，並進行真空抽濾，收集濾液，即可得環保型植物油基油墨連接料。
本發明製得環保型植物油基油墨連接料在常溫常壓下的粘度為0.8～1.0×10-3Pa·s，色澤較淺且光亮，經實例證明，降解率為80～90%。
本發明的有益效果是：
（1）本發明減少了對人體的危害以及對環境的汙染；
（2）該連結料可代替傳統的以石油為溶劑的油墨連接料，能減少環境汙染和有利於節約石油資源，該連結料具有乾燥快、著色牢、成本低的特點，且適合大規模生產應用。
具體實施方式
首先按質量比1:3～1:2，將南眉籽和仙人掌籽混合均勻，放入烘烤箱中，設定溫度為70～80℃，烘烤5～8min，再放入粉碎機中進行粉碎，過50目篩，收集過篩顆粒，使用紗布包裹過篩顆粒，包裹厚度為1.0～1.5cm，取沼液靜置40～50min，去除下層沉澱，收集上層液體，將包裹過篩顆粒的紗布完全浸泡於上層液體中，靜置1～2h；在上述靜置結束後，將紗布取出，放入容器內，再加入質量分數為5％的葡萄糖溶液淹沒紗布2～3cm，使用氮氣將容器內的空氣排出，密封容器，對容器內加熱至32～37℃，靜置1～2天，隨後降溫至15～22℃，靜置8～10h後將紗布取出，並殺菌消毒，收集紗布包裹的混合物；將上述混合物與其質量4～7％的無水乙醇混合均勻，再放入超臨界二氧化碳流體萃取裝置中，設定壓力為32～38MPa，溫度設定為44～49℃，二氧化碳流量設定為42～54kg/h，萃取1～3h，收集萃取液，再放入離心機中，以7000r/min離心10～15min，收集上清液並放入旋轉蒸發儀中，設定溫度為88℃，旋轉蒸發1～2h後自然冷卻至室溫，收集剩餘液，得混合植物油；按重量份數計，取55～60份上述混合植物油、8～12份無水乙醇、7～9份蒽醌、3～5份二甲苯甲醛樹脂、0.8～1.3份氟化鋇及0.1～0.4份鈀碳催化劑，首先將放入上述混合植物油、無水乙醇及二甲苯甲醛樹脂放入帶有攪拌器、溫度計及回流裝置的四口燒瓶中，使用氮氣保護，加熱至260～310℃，預熱20～30min，隨後再加入蒽醌、氟化鋇及鈀碳催化劑，以200r/min攪拌反應3～4h，隨後自然冷卻至室溫，將反應混合物置於18～20℃下靜置過夜，收集上清液，並進行真空抽濾，收集濾液，即可得環保型植物油基油墨連接料。
實例1
首先按質量比1:3，將南眉籽和仙人掌籽混合均勻，放入烘烤箱中，設定溫度為70℃，烘烤5min，再放入粉碎機中進行粉碎，過50目篩，收集過篩顆粒，使用紗布包裹過篩顆粒，包裹厚度為1.0cm，取沼液靜置40min，去除下層沉澱，收集上層液體，將包裹過篩顆粒的紗布完全浸泡於上層液體中，靜置1h；在上述靜置結束後，將紗布取出，放入容器內，再加入質量分數為5％的葡萄糖溶液淹沒紗布2cm，使用氮氣將容器內的空氣排出，密封容器，對容器內加熱至32℃，靜置1天，隨後降溫至15℃，靜置8h後將紗布取出，並殺菌消毒，收集紗布包裹的混合物；將上述混合物與其質量4％的無水乙醇混合均勻，再放入超臨界二氧化碳流體萃取裝置中，設定壓力為32MPa，溫度設定為44℃，二氧化碳流量設定為42kg/h，萃取1h，收集萃取液，再放入離心機中，以7000r/min離心10min，收集上清液並放入旋轉蒸發儀中，設定溫度為88℃，旋轉蒸發1h後自然冷卻至室溫，收集剩餘液，得混合植物油；按重量份數計，取55份上述混合植物油、8份無水乙醇、7份蒽醌、3份二甲苯甲醛樹脂、0.8份氟化鋇及0.1份鈀碳催化劑，首先將放入上述混合植物油、無水乙醇及二甲苯甲醛樹脂放入帶有攪拌器、溫度計及回流裝置的四口燒瓶中，使用氮氣保護，加熱至260℃，預熱20min，隨後再加入蒽醌、氟化鋇及鈀碳催化劑，以200r/min攪拌反應3h，隨後自然冷卻至室溫，將反應混合物置於18℃下靜置過夜，收集上清液，並進行真空抽濾，收集濾液，即可得環保型植物油基油墨連接料。
本發明製得環保型植物油基油墨連接料在常溫常壓下的粘度為0.8×10-3Pa·s，色澤較淺且光亮，經實例證明，降解率為80%。
實例2
首先按質量比1:2.5，將南眉籽和仙人掌籽混合均勻，放入烘烤箱中，設定溫度為75℃，烘烤7min，再放入粉碎機中進行粉碎，過50目篩，收集過篩顆粒，使用紗布包裹過篩顆粒，包裹厚度為1.3cm，取沼液靜置45min，去除下層沉澱，收集上層液體，將包裹過篩顆粒的紗布完全浸泡於上層液體中，靜置1.5h；在上述靜置結束後，將紗布取出，放入容器內，再加入質量分數為5％的葡萄糖溶液淹沒紗布2.5cm，使用氮氣將容器內的空氣排出，密封容器，對容器內加熱至35℃，靜置1.5天，隨後降溫至18℃，靜置9h後將紗布取出，並殺菌消毒，收集紗布包裹的混合物；將上述混合物與其質量6％的無水乙醇混合均勻，再放入超臨界二氧化碳流體萃取裝置中，設定壓力為35MPa，溫度設定為46℃，二氧化碳流量設定為48kg/h，萃取2h，收集萃取液，再放入離心機中，以7000r/min離心13min，收集上清液並放入旋轉蒸發儀中，設定溫度為88℃，旋轉蒸發1.5h後自然冷卻至室溫，收集剩餘液，得混合植物油；按重量份數計，取57份上述混合植物油、10份無水乙醇、8份蒽醌、4份二甲苯甲醛樹脂、1.0份氟化鋇及0.2份鈀碳催化劑，首先將放入上述混合植物油、無水乙醇及二甲苯甲醛樹脂放入帶有攪拌器、溫度計及回流裝置的四口燒瓶中，使用氮氣保護，加熱至280℃，預熱25min，隨後再加入蒽醌、氟化鋇及鈀碳催化劑，以200r/min攪拌反應3.5h，隨後自然冷卻至室溫，將反應混合物置於19℃下靜置過夜，收集上清液，並進行真空抽濾，收集濾液，即可得環保型植物油基油墨連接料。
本發明製得環保型植物油基油墨連接料在常溫常壓下的粘度為0.9×10-3Pa·s，色澤較淺且光亮，經實例證明，降解率為85%。
實例3
首先按質量比1:2，將南眉籽和仙人掌籽混合均勻，放入烘烤箱中，設定溫度為80℃，烘烤8min，再放入粉碎機中進行粉碎，過50目篩，收集過篩顆粒，使用紗布包裹過篩顆粒，包裹厚度為1.5cm，取沼液靜置50min，去除下層沉澱，收集上層液體，將包裹過篩顆粒的紗布完全浸泡於上層液體中，靜置2h；在上述靜置結束後，將紗布取出，放入容器內，再加入質量分數為5％的葡萄糖溶液淹沒紗布3cm，使用氮氣將容器內的空氣排出，密封容器，對容器內加熱至37℃，靜置2天，隨後降溫至22℃，靜置10h後將紗布取出，並殺菌消毒，收集紗布包裹的混合物；將上述混合物與其質量7％的無水乙醇混合均勻，再放入超臨界二氧化碳流體萃取裝置中，設定壓力為38MPa，溫度設定為49℃，二氧化碳流量設定為54kg/h，萃取3h，收集萃取液，再放入離心機中，以7000r/min離心15min，收集上清液並放入旋轉蒸發儀中，設定溫度為88℃，旋轉蒸發2h後自然冷卻至室溫，收集剩餘液，得混合植物油；按重量份數計，取60份上述混合植物油、12份無水乙醇、9份蒽醌、5份二甲苯甲醛樹脂、1.3份氟化鋇及0.4份鈀碳催化劑，首先將放入上述混合植物油、無水乙醇及二甲苯甲醛樹脂放入帶有攪拌器、溫度計及回流裝置的四口燒瓶中，使用氮氣保護，加熱至310℃，預熱30min，隨後再加入蒽醌、氟化鋇及鈀碳催化劑，以200r/min攪拌反應4h，隨後自然冷卻至室溫，將反應混合物置於20℃下靜置過夜，收集上清液，並進行真空抽濾，收集濾液，即可得環保型植物油基油墨連接料。
本發明製得環保型植物油基油墨連接料在常溫常壓下的粘度為1.0×10-3Pa·s，色澤較淺且光亮，經實例證明，降解率為90%。