CN106398375B - 一种油包水型微乳液油墨清洗剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种油包水型微乳液油墨清洗剂及其制备方法，所述清洗剂包含C8～C10石油馏分混合物、复合非离子表面活性剂、两性表面活性剂、助表面活性剂、有机酸、缓蚀剂和水。所述制备方法是向C8～C10石油馏分混合物中，依次加入复合非离子表面活性剂、两性表面活性剂和助表面活性剂，搅拌20～40 min后，再加入有机酸与缓蚀剂的混合物，加水，搅拌20～40 min，至澄清透明为止，即成。本发明清洗剂对油墨污垢去除速度快、效果好，缓蚀性能高，干燥速度快，稳定性好；具有闪点高、不可燃、不污染环境的特点，安全性能好，成本低，可广泛用于印刷机、墨辊及橡皮布的清洗；本发明方法操作简单、能耗低，能在室温下自乳化形成微乳液。
Description
技术领域
本发明涉及一种油墨清洗剂及其制备方法，具体涉及一种油包水型微乳液油墨清洗剂及其制备方法。
背景技术
在现代印刷行业中，印刷机及其部件在作业时会沾上大量油墨，油墨中的干性油在催干剂的作用下会迅速氧化、聚合并干燥形成油膜，影响印刷品的质量，因此，在更换印版、停车时通常需要清洗印刷机、墨辊以及胶印的橡皮布等部件。
油墨一般是由粘结剂、颜料、助剂等成分均匀混合并经反复轧制而成的一种粘性胶状流体。由于油墨的特殊粘结性，印刷设备难以用一般的水基清洗剂清洗。传统的印刷油墨清洗剂主要是依靠挥发性较好的有机溶剂，如汽油、煤油等，但此类溶剂闪点低、易挥发、易燃易爆，使用时对安全性的要求特别高，须严防火种和静电，此外，此类溶剂芳烃含量较高，不仅污染工作环境，而且气味重，严重危害操作人员的身体健康。因此，人们把目光转向开发能替代有机溶剂的新型油墨清洗剂。
国内外文献报道有使用在高沸点混合溶剂中添加少量活性剂的油墨清洗剂，用于替代汽油和煤油，但仍然存在可燃隐患，因此，新型油墨清洗剂主要集中在水基及乳液型油墨清洗剂上，但是，现有水基油墨清洗剂虽然不可燃，符合环保要求，但清洗对象范围狭窄，尤其是喷淋清洗效果欠佳；而现有乳液型油墨清洗剂清洗力较好，但存储稳定性较差；而对微乳化技术在油墨清洗剂中的应用报道不多。
蔡照胜等公开了一种由煤油、阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂、助溶剂、碱性助剂和防锈剂等组成的微乳液油墨清洗剂（蔡照胜,杨春生.微乳型油墨清洗剂的研制与清洗性能[J].应用化工,2006 35(2):74-76.）；CN101824243A公开了一种由阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂、助表面活性剂、有机酯类、缓蚀剂、渗透剂及纯水等组成的微乳液油墨清洗剂；CN102399461A公开了一种由挥发性矿物油、微乳化剂、有机溶剂、复合防锈剂、消泡剂和软化水组成的油墨清洗剂。它们有个共同的特征，就是都属于水包油型微乳液，水包油型微乳液油墨清洗剂清洗效果好，在热力学上属于稳定体系，存储稳定，但是由于清洗剂中水分含量均超过50%，在清洗油墨污垢的后期存在清洗剂挥发干燥较慢的缺陷。
CN101434764A公开了一种油墨清洗剂，由水溶性非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、助表面活性剂、脂肪酸单烷基酯和水组成，制备简单，乳液稳定，清洗力强，但是，其水分含量高达65%以上，存在水分含量偏高而不利于油墨污垢清洗后印刷机部件干燥的缺陷。
CN101829520B公开了一种非离子表面活性剂组合物及其应用，虽然可以形成乳化能力强的乳化剂，但是，其水含量仍高达78%以上，同样存在水分含量偏高而不适合油墨污垢的清洗与印刷机部件干燥的缺陷。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种油墨污垢去除速度快，清洗效果好，安全性能好，且存储稳定的油包水型微乳液油墨清洗剂。
本发明进一步要解决的技术问题是，克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种操作简单、能耗低，能在室温下自乳化形成微乳液的油包水型微乳液油墨清洗剂的制备方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：一种油包水型微乳液油墨清洗剂，包含C8～C10石油馏分混合物、复合非离子表面活性剂、两性表面活性剂、助表面活性剂、有机酸、缓蚀剂和水。
本发明油包水型微乳液油墨清洗剂的“油包水”型结构，是在室温下，借助亲油性表面活性剂-亲水性表面活性剂-助表面活性剂的相互协同作用而自发形成的油（C8～C10石油馏分混合物，溶有亲油性表面活性剂）为连续相，水（溶有亲水性表面活性剂及助表面活性剂）为分散相呈核-壳结构的热力学稳定体系，因此，产品不仅对油墨污垢的清洗力优良，同时亦能有效清洗水溶性污垢，而且可以长期存储而不发生分层或者析出不溶物。
本发明油包水型微乳液油墨清洗剂的油墨污垢去除机理为：油墨污垢以连接料形式的油膜粘附在被清洗部件表面，由于微乳液中的油包水微乳液滴处于纳米尺度（＜0.1μm），且高度分散，所以扩散速度快，渗透能力强，当油膜与微乳液的溶剂外层及其多种表面活性剂的亲油基团在界面上接触时，相界面上的表面张力迅速降低，瞬间润湿油膜污垢表面，将油膜污垢中由连接料形成的长链剪断，使油墨污垢不断“蜷曲”起来，同时，由于复合非离子表面活性剂及两性活性剂中亲水基团的作用，水溶性的污垢如纸毛、纸粉等，能被一并拉入油包水的大量微型“水池”之中，随着印刷机器的空转或者擦拭而除去。
由于本发明清洗剂中产品为油包水型结构，其中油相为连续相，水相为分散相，而普通水包油型清洗剂则正好相反，即水为连续相，而油相为分散相，因此，油包水型结构清洗剂在油墨污垢清洗后期的干燥速度要大于水包油型结构的清洗剂。
因此，微乳液清洗剂中油、水的比例大小及其所选复合非离子表面活性剂、两性表面活性剂及助表面活性剂的协同匹配，是决定清洗剂清洗效果及其干燥挥发速度的关键所在。
优选地，所述油包水型微乳液油墨清洗剂各组分的重量份数为：C8～C10石油馏分混合物50～75份，复合非离子表面活性剂2～12份，两性表面活性剂0.2～1.8份，助表面活性剂4～12份，有机酸0.5～3.5份，缓蚀剂0.15～1.75份，水10～25份。
优选地，所述油包水型微乳液油墨清洗剂各组分的重量份数为：C8～C10石油馏分混合物60～70份，复合非离子表面活性剂4～8份，两性表面活性剂0.5～1.5份，助表面活性剂5～10份，有机酸1.5～3.0份，缓蚀剂0.5～1.5份，水15～22份。
优选地，所述C8～C10石油馏分混合物为脱芳烃类（芳烃＜0.5%）环保溶剂油D30、D40或D60等中的一种或几种。
优选地，所述复合非离子表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚AEO系列和/或烷基酚聚氧乙烯醚TX系列。
优选地，所述两性表面活性剂为十二烷基氨基丙酸、烷基二甲基甜菜碱、烷基二甲基磺乙基甜菜碱或烷基二甲基磺丙基甜菜碱等中的一种或几种。
优选地，所述助表面活性剂为正丁醇、乙二醇单丁醚、二乙二醇单丁醚或二丙二醇甲乙醚等中的一种或几种。
优选地，所述有机酸为软脂酸、硬脂酸或油酸等中的一种或几种；所述缓蚀剂为单乙醇胺、二乙醇胺或三乙醇胺等中的一种或几种。
优选地，所述C8～C10石油馏分混合物的沸程为140～220℃。
优选地，所述脂肪醇聚氧乙烯醚AEO系列中的脂肪醇碳原子数为12～18，其分子中加成的环氧乙烷数为3～10。
优选地，所述烷基酚聚氧乙烯醚TX系列中的烷基酚碳原子数为8～9，其分子中加成的环氧乙烷数为3～10。
优选地，所述烷基二甲基甜菜碱、烷基二甲基磺乙基甜菜碱和烷基二甲基磺丙基甜菜碱中的烷基碳原子数均为12～18。
本发明进一步解决其技术问题所采用的技术方案如下：一种油包水型微乳液油墨清洗剂的制备方法，在室温下，向C8～C10石油馏分混合物中，在搅拌下，依次加入复合非离子表面活性剂、两性表面活性剂和助表面活性剂，搅拌20～40 min后，再加入预先混配的有机酸与缓蚀剂的混合物，最后加水，搅拌20～40 min，至混合溶液变为澄清透明为止，即成。
本发明的有益效果如下：
（1）本发明油包水型微乳液油墨清洗剂澄清透明，对油墨污垢去除速度快、清洗效果好、缓蚀性能高，干燥速度快，20 min内清洗面即可干燥，存储稳定性能好，经过12个月储存，未发生分层或者析出不溶物；
（2）本发明油包水型微乳液油墨清洗剂具有闪点高、不可燃、不污染环境的特点，安全性能好，成本低，可广泛用于印刷机、墨辊及橡皮布的清洗；
（3）本发明方法操作简单，能耗低，且能在室温下自乳化形成微乳液。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
本发明实施例所使用的C8～C10石油馏分混合物D30、D40或D60为脱芳烃类（芳烃＜0.5%）环保溶剂油，购于茂名市正茂石化有限公司；所使用的复合非离子表面活性剂脂肪醇聚氧乙烯醚AEO系列、烷基酚聚氧乙烯醚TX系列及两性表面活性剂十二烷基二甲基磺乙基甜菜碱和十二烷基二甲基甜菜碱，购于江苏省海安石油化工厂；本发明实施例所使用的化学试剂，如无特殊说明，均通过常规商业途径获得。
实施例
油包水型微乳液油墨清洗剂实施例1～3
实施例1～3油包水型微乳液油墨清洗剂各组分及其含量如表1所示。
表1 实施例1～3油包水型微乳液油墨清洗剂各组分及其含量表
注：表中“-”表示未添加。
油包水型微乳液油墨清洗剂的制备方法实施例1～3
分别按照表1中实施例1～3各组分及其含量，在室温下，先将C8～C10石油馏分混合物加入反应釜中，在搅拌下，依次加入复合非离子表面活性剂、两性表面活性剂和助表面活性剂，搅拌30 min后，再加入预先混配的有机酸与缓蚀剂的混合物，最后加水，搅拌30min，至混合溶液变为澄清透明为止，即成。
对实施例1～3油包水型微乳液油墨清洗剂的各项指标性能进行评价，并与市售70#汽油、市售无味煤油、水包油微乳液（按照CN101434764B实施例5配制）和乳液型清洗剂（市售海德堡清洗剂按照质量比1:1兑水稀释）的相应指标性能进行比较，结果如表2所示。
各项指标的测定、评价方法具体为：
去污效率的测定方法：将油墨涂于8×2×0.1cm的铝合金板片上，自然状态下晾干。再将铝合金板片置于盛有清洗剂的烧杯中浸泡 5 min 后，再匀速振荡 5 min，取出板片，烘干、称重，采用质量减少率计算去污力。
缓蚀性能的评价方法：以质量浓度10%的清洗剂水溶液浸渍10×2 cm铝合金板10min，将铝合金板取出晾干，观察其锈蚀情况，24 h有蚀点即为较差，48h有蚀点即为一般，96h有蚀点即为较好，120h无蚀点即为好。
干燥速度的评价方法：将清洗剂喷淋在8×2cm的铝合金板片上，观察干燥速度，铝合金板片表面在3 min内干燥即为很快，在20 min内干燥即为较快，在60 min内干燥即为较慢。
存储稳定性的评价方法：存储3个月有明显质量减少或者分层即为差，存储6个月无明显质量减少或者分层即为较好，存储12个月无明显质量减少且无分层即为好。
表2 实施例1～3油包水型微乳液油墨清洗剂与现有清洗剂的性能对照表
由表2可知，本发明实施例1～3油包水型油墨清洗剂的去污率与现有常用的市售70#汽油相近，但是，由于70#汽油的干燥速度很快，即挥发速度快，易燃易爆，安全性能差，且在缓蚀性能和存储稳定性上较差；无味煤油在去污率和缓蚀性能上都不如本发明实施例1～3清洗剂，且煤油容易使印刷用橡皮布发硬，还存在安全隐患；水包油微乳液在去污率上也不如本发明实施例1～3清洗剂，特别是在干燥速度上较慢，增加了设备的闲置时间；乳液型清洗剂虽然在去污率上接近本发明实施例1～3清洗剂，但是干燥速度较慢，特别是存储稳定性差，静置1个月以内即分层。综上，本发明实施例1～3清洗剂在去污率、缓蚀性能、干燥速度和存储稳定性上都远远优于现有的各类油墨清洗剂。
Claims (10)
1.一种油包水型微乳液油墨清洗剂，其特征在于：包含C8～C10石油馏分混合物、复合非离子表面活性剂、两性表面活性剂、助表面活性剂、有机酸、缓蚀剂和水；各组分的重量份数为：C8～C10石油馏分混合物50～75份，复合非离子表面活性剂2～12份，两性表面活性剂0.2～1.8份，助表面活性剂4～12份，有机酸0.5～3.5份，缓蚀剂0.15～1.75份，水10～25份；所述C8～C10石油馏分混合物为脱芳烃类环保溶剂油D30、D40或D60中的一种或几种。
2.根据权利要求1所述油包水型微乳液油墨清洗剂，其特征在于，各组分的重量份数为：C8～C10石油馏分混合物60～70份，复合非离子表面活性剂4～8份，两性表面活性剂0.5～1.5份，助表面活性剂5～10份，有机酸1.5～3.0份，缓蚀剂0.5～1.5份，水15～22份。
3.根据权利要求1或2所述油包水型微乳液油墨清洗剂，其特征在于：所述C8～C10石油馏分混合物的沸程为140～220℃。
4.根据权利要求1或2所述油包水型微乳液油墨清洗剂，其特征在于：所述复合非离子表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚AEO系列和/或烷基酚聚氧乙烯醚TX系列；所述两性表面活性剂为十二烷基氨基丙酸、烷基二甲基甜菜碱、烷基二甲基磺乙基甜菜碱或烷基二甲基磺丙基甜菜碱中的一种或几种；所述助表面活性剂为正丁醇、乙二醇单丁醚、二乙二醇单丁醚或二丙二醇甲乙醚中的一种或几种；所述有机酸为软脂酸、硬脂酸或油酸中的一种或几种；所述缓蚀剂为单乙醇胺、二乙醇胺或三乙醇胺中的一种或几种。
5.根据权利要求3所述油包水型微乳液油墨清洗剂，其特征在于：所述复合非离子表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚AEO系列和/或烷基酚聚氧乙烯醚TX系列；所述两性表面活性剂为十二烷基氨基丙酸、烷基二甲基甜菜碱、烷基二甲基磺乙基甜菜碱或烷基二甲基磺丙基甜菜碱中的一种或几种；所述助表面活性剂为正丁醇、乙二醇单丁醚、二乙二醇单丁醚或二丙二醇甲乙醚中的一种或几种；所述有机酸为软脂酸、硬脂酸或油酸中的一种或几种；所述缓蚀剂为单乙醇胺、二乙醇胺或三乙醇胺中的一种或几种。
6.根据权利要求4所述油包水型微乳液油墨清洗剂，其特征在于：所述脂肪醇聚氧乙烯醚AEO系列中的脂肪醇碳原子数为12～18，其分子中加成的环氧乙烷数为3～10；所述烷基酚聚氧乙烯醚TX系列中的烷基酚碳原子数为8～9，其分子中加成的环氧乙烷数为3～10。
7.根据权利要求5所述油包水型微乳液油墨清洗剂，其特征在于：所述脂肪醇聚氧乙烯醚AEO系列中的脂肪醇碳原子数为12～18，其分子中加成的环氧乙烷数为3～10；所述烷基酚聚氧乙烯醚TX系列中的烷基酚碳原子数为8～9，其分子中加成的环氧乙烷数为3～10。
8.根据权利要求4所述油包水型微乳液油墨清洗剂，其特征在于：所述烷基二甲基甜菜碱、烷基二甲基磺乙基甜菜碱和烷基二甲基磺丙基甜菜碱中的烷基碳原子数均为12～18。
9.根据权利要求6所述油包水型微乳液油墨清洗剂，其特征在于：所述烷基二甲基甜菜碱、烷基二甲基磺乙基甜菜碱和烷基二甲基磺丙基甜菜碱中的烷基碳原子数均为12～18。
10.一种如权利要求1～9之一所述油包水型微乳液油墨清洗剂的制备方法，其特征在于：在室温下，向C8～C10石油馏分混合物中，在搅拌下，依次加入复合非离子表面活性剂、两性表面活性剂和助表面活性剂，搅拌20～40 min后，再加入预先混配的有机酸与缓蚀剂的混合物，最后加水，搅拌20～40 min，至混合溶液变为澄清透明为止，即成。
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