CN113234344B - 一种低voc环保型油墨清洗剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及油墨清洗剂技术领域，具体涉及一种低VOC环保型油墨清洗剂及其制备方法；由以下重量分的各组分组成：80～90份去离子水、3.5～5.0份乙酸乙酯、4.8～6.0份季戊四醇、2.5～3.5份二乙二醇丁醚、4.5～5.8份增效清洗助剂、5.6～7.2份椰油酰胺丙基甜菜碱、1.2～1.8份烷基多糖苷、0.8～1.3份烷基酚聚氧乙烯醚及0.3～1.5份三乙醇胺；本发明所制备的油墨清洗剂不仅具有超强去污效果，还能有效清除墨辊、橡皮布上的油墨、纸毛；不影响橡胶层质量，并有效预防和减少釉料结晶；另外，本发明所制备的油墨清洗剂还具有VOC含量少及环境友好等优点。

Description

一种低VOC环保型油墨清洗剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及油墨清洗剂技术领域，具体涉及一种低VOC环保型油墨清洗剂及其制备方法。
背景技术
油墨清洗剂用于清洗印版，墨辊，金属辊及橡皮布上的油墨。由工业洗油、非离子表面活性剂、有机酸、有机胺和水，按一定的工艺进行混合、乳化而成。具有无毒、无腐蚀、无污染、不燃烧、去污力强、流动性好、不变质、安全性高、清洗速度快等优点。
目前，印刷行业对油墨的清洗大多仍采用汽油、煤油等溶剂型清洗剂，由于这些溶剂挥发性强，存在VOCs排放也存在超标问题。再者，在贮存和使用过程中有易燃、易爆的危险，并对生产环境和大气造成污染，而清洗效果也并不十分理想。另外、其清洗效果也相对较差，有待进一步地提高。
因此，提供一种低VOC环保型油墨清洗剂及其制备方法成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
针对现有技术所存在的上述缺点，本发明提供了一种低VOC环保型油墨清洗剂及其制备方法，本发明所制备的油墨清洗剂不仅具有超强去污效果，还能有效清除墨辊、橡皮布上的油墨、纸毛；不影响橡胶层质量，并有效预防和减少釉料结晶；另外，本发明所制备的油墨清洗剂还具有VOC含量少及环境友好等优点。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种低VOC环保型油墨清洗剂，由以下重量分的各组分组成：80～90份去离子水、3.5～5.0份乙酸乙酯、4.8～6.0份季戊四醇、2.5～3.5份二乙二醇丁醚、4.5～5.8份增效清洗助剂、5.6～7.2份椰油酰胺丙基甜菜碱、1.2～1.8份烷基多糖苷、0.8～1.3份烷基酚聚氧乙烯醚及0.3～1.5份三乙醇胺。
所述增效清洗助剂的制备方法包括以下步骤：
一、无机纳米粒子的制备；
按照1：0.7～0.9：25～40的重量比分别称取适量的二氧化硅溶胶、聚乙烯吡咯烷酮及去离子水；并将二氧化硅溶胶加入去离子水中，经超声分散3～5min，再加入聚乙烯吡咯烷酮，机械混合搅拌均匀后，将所得的混合组分的温度升至70～90℃，并在此温度下回流处理3～5h；待混合组分自然冷却至室温，向其中加入适量氢氧化钠，将之pH调节至11～13，后依次经碱蚀、机械搅拌、高速离心及清洗处理后，即得无机纳米粒子成品；
二、增效清洗助剂的制备；
按照1.0～1.5：1.0的质量比称取适量的胡柑果皮精油及无机纳米粒子，并将两者投入质量为其总质量5～10倍、浓度为50～65%的酒精溶液中，然后超声分散20～30min；待混合完毕后，在40～50min内分别将适量的第一混合溶液及第二混合溶液加入所得的混合液中；然后将之在70～80℃的温度下反应5～9h；待反应完毕后，再将适量的硅烷偶联剂及表面活性剂加入其中，经机械搅拌均匀后，在50～65℃的温度下反应10～15h，所得固体微粒即为增效清洗助剂成品。
更进一步地，所述胡柑果皮精油的制备方法为：将胡柑果皮切块处理，所得的块状胡柑果皮进行真空冷冻干燥处理；待干燥完毕后，将胡柑果皮粉碎、研磨至粒径为100～200目的微粉；然后采用超临界CO2萃取工艺对其进行超临界萃取，即得胡柑果皮精油成品。
更进一步地，所述第一混合溶液为N-异丙基丙烯酰胺的乙醇溶液，且其质量浓度为2.8～3.5%、用量为酒精溶液的15～30%。
更进一步地，所述第二混合溶液为2，2'-双偶氮-（2，4-二甲基戊腈）的乙醇溶液，且其质量浓度为1.8～2.5%、用量为酒精溶液的12～25%。
更进一步地，所述硅烷偶联剂选用γ-氨丙基三乙氧基硅烷或γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷；且其用量为混合液的25～40%。
更进一步地，所述表面活性剂选用椰油酰胺丙基羟磺基甜菜碱、十二烷基二甲基氧化胺中的任意一种；且其用量为混合液的2.0～3.8%。
更进一步地，所述真空冷冻干燥的压力为6.8～7.6Pa，且块状胡柑果皮干燥至含水量≤4.0%。
更进一步地，超临界萃取时，萃取温度设置为40～45℃、萃取压力为20～25MPa、CO2的流量为20～30L/h。
一种低VOC环保型油墨清洗剂的制备方法，包括以下步骤：
按上述配方量分别称取各组分，然后将去离子水、乙酸乙酯、季戊四醇、二乙二醇丁醚、增效清洗助剂、烷基酚聚氧乙烯醚、三乙醇胺及烷基多糖苷投入混合设备中，并以180～300r/min的速率混合搅拌20～30min；待混合均匀后，将剩余原料加入混合设备中，并将混合设备中的温度升至55～70℃，在此温度下以420～540r/min的转速乳化40～60min；待充分乳化后，混合设备中所得即为低VOC环保型油墨清洗剂成品。
有益效果
采用本发明提供的技术方案，与已知的公有技术相比，具有如下有益效果：
有益效果：
1、本发明中以胡柑果皮为原料，并采用真空冷冻干燥及超临界萃取相结合的工艺，从胡柑果皮中提取出收率约10%的胡柑果皮精油。所得胡柑果皮精油中的有效成分1-甲基-4-（1-甲基乙烯基）环己烯具有很好的去油墨污渍的效果；
然后本发明又以二氧化硅溶胶、聚乙烯吡咯烷酮及氢氧化钠等原料，制备出无机纳米粒子。所得无机纳米粒子不仅为空心结构，而且其表面含有丰富的孔隙，通过将胡柑果皮精油与无机纳米粒子进行超声混合处理，使得胡柑果皮精油在机械震荡的作用下由无机纳米粒子表面的孔隙中进入并驻留在其空心结构的球腔内。后续通过第一混合溶液及第二混合溶液对其进行进一步地处理，实现对球腔内的胡柑果皮精油进行初次“封堵”。最后，通过加入表面活性剂及硅烷偶联剂，使得硅烷偶联剂能与无机纳米粒子的表面发生化学反应而成键，最终将硅烷偶联剂成功地“安装”在无机纳米粒子的表面，即增效清洗助剂成品。最终在无机纳米粒子的表面形成一层由硅烷偶联剂纵横交织的三维网络，从而将胡柑果皮精油进一步地封锁在无机纳米粒子的内部。同时也能有效地改善增效清洗助剂在油墨清洗剂中的分散效果。
所得增效清洗助剂用作油墨清洗剂的原料，当在对油墨进行清洗时，无机纳米粒子内的胡柑果皮精油由其表面的空隙中流出，最后经硅烷偶联剂形成的三维网络使得其被分割成更多精油微珠，有效地提高了胡柑果皮精油与油墨污渍的接触面积，有效地提高了对油墨污渍的清洗效果。而且，胡柑果皮精油本身是由植物果皮中提取出来的，其本身比较绿色环保，用于油墨清洗剂的原料还能有效地减少清洗剂中的VOC含量，同时也减少了对环境的污染。
2、本发明中还以去离子水、椰油酰胺丙基甜菜碱、烷基多糖苷、烷基酚聚氧乙烯醚及三乙醇胺等作为制备油墨清洗剂的原料。其中去离子水与增效清洗助剂之间相互协同，能进一步改善其清除油墨污渍的效果。另外，烷基多糖苷与椰油酰胺丙基甜菜碱及烷基酚聚氧乙烯醚的配合使用也使得油墨清洗剂的清洗效果得到进一步地提升。在上述各原料之间的配合作用下，使得本发明制备的油墨清洗剂不仅具有超强去污效果，还能有效清除墨辊、橡皮布上的油墨、纸毛。不影响橡胶层质量，并有效预防和减少釉料结晶。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面结合实施例对本发明作进一步的描述。
实施例1
一种低VOC环保型油墨清洗剂，由以下重量分的各组分组成：80份去离子水、3.5份乙酸乙酯、4.8份季戊四醇、2.5份二乙二醇丁醚、4.5份增效清洗助剂、5.6份椰油酰胺丙基甜菜碱、1.2份烷基多糖苷、0.8份烷基酚聚氧乙烯醚及0.3份三乙醇胺。
增效清洗助剂的制备方法包括以下步骤：
一、无机纳米粒子的制备；
按照1：0.7：25的重量比分别称取适量的二氧化硅溶胶、聚乙烯吡咯烷酮及去离子水；并将二氧化硅溶胶加入去离子水中，经超声分散3min，再加入聚乙烯吡咯烷酮，机械混合搅拌均匀后，将所得的混合组分的温度升至70℃，并在此温度下回流处理3h；待混合组分自然冷却至室温，向其中加入适量氢氧化钠，将之pH调节至11，后依次经碱蚀、机械搅拌、高速离心及清洗处理后，即得无机纳米粒子成品；
二、增效清洗助剂的制备；
按照1.0：1.0的质量比称取适量的胡柑果皮精油及无机纳米粒子，并将两者投入质量为其总质量5倍、浓度为50%的酒精溶液中，然后超声分散20min；待混合完毕后，在40min内分别将适量的第一混合溶液及第二混合溶液加入所得的混合液中；然后将之在70℃的温度下反应5h；待反应完毕后，再将适量的硅烷偶联剂及表面活性剂加入其中，经机械搅拌均匀后，在50℃的温度下反应10h，所得固体微粒即为增效清洗助剂成品。
胡柑果皮精油的制备方法为：将胡柑果皮切块处理，所得的块状胡柑果皮进行真空冷冻干燥处理；待干燥完毕后，将胡柑果皮粉碎、研磨至粒径为100目的微粉；然后采用超临界CO2萃取工艺对其进行超临界萃取，即得胡柑果皮精油成品。
第一混合溶液为N-异丙基丙烯酰胺的乙醇溶液，且其质量浓度为2.8%、用量为酒精溶液的15%。
第二混合溶液为2，2'-双偶氮-（2，4-二甲基戊腈）的乙醇溶液，且其质量浓度为1.8%、用量为酒精溶液的12%。
硅烷偶联剂选用γ-氨丙基三乙氧基硅烷；且其用量为混合液的25%。
表面活性剂选用椰油酰胺丙基羟磺基甜菜碱；且其用量为混合液的2.0%。
真空冷冻干燥的压力为6.8Pa，且块状胡柑果皮干燥至含水量为4.0%。
超临界萃取时，萃取温度设置为40℃、萃取压力为20MPa、CO2的流量为20L/h。
一种低VOC环保型油墨清洗剂的制备方法，包括以下步骤：
按上述配方量分别称取各组分，然后将去离子水、乙酸乙酯、季戊四醇、二乙二醇丁醚、增效清洗助剂、烷基酚聚氧乙烯醚、三乙醇胺及烷基多糖苷投入混合设备中，并以180r/min的速率混合搅拌20min；待混合均匀后，将剩余原料加入混合设备中，并将混合设备中的温度升至55℃，在此温度下以420r/min的转速乳化40min；待充分乳化后，混合设备中所得即为低VOC环保型油墨清洗剂成品。
实施例2
本实施例所提供的油墨清洗剂和制备方法大致和实施例1相同，其主要区别在于：
一种低VOC环保型油墨清洗剂，由以下重量分的各组分组成：85份去离子水、4.5份乙酸乙酯、5.5份季戊四醇、3.0份二乙二醇丁醚、5.0份增效清洗助剂、6.5份椰油酰胺丙基甜菜碱、1.5份烷基多糖苷、1.0份烷基酚聚氧乙烯醚及0.8份三乙醇胺。
增效清洗助剂的制备方法包括以下步骤：
一、无机纳米粒子的制备；
按照1：0.8：30的重量比分别称取适量的二氧化硅溶胶、聚乙烯吡咯烷酮及去离子水；并将二氧化硅溶胶加入去离子水中，经超声分散4min，再加入聚乙烯吡咯烷酮，机械混合搅拌均匀后，将所得的混合组分的温度升至80℃，并在此温度下回流处理4h；待混合组分自然冷却至室温，向其中加入适量氢氧化钠，将之pH调节至12，后依次经碱蚀、机械搅拌、高速离心及清洗处理后，即得无机纳米粒子成品；
二、增效清洗助剂的制备；
按照1.3：1.0的质量比称取适量的胡柑果皮精油及无机纳米粒子，并将两者投入质量为其总质量8倍、浓度为60%的酒精溶液中，然后超声分散25min；待混合完毕后，在45min内分别将适量的第一混合溶液及第二混合溶液加入所得的混合液中；然后将之在75℃的温度下反应7h；待反应完毕后，再将适量的硅烷偶联剂及表面活性剂加入其中，经机械搅拌均匀后，在60℃的温度下反应12h，所得固体微粒即为增效清洗助剂成品。
第一混合溶液为N-异丙基丙烯酰胺的乙醇溶液，且其质量浓度为3.2%、用量为酒精溶液的25%。
第二混合溶液为2，2'-双偶氮-（2，4-二甲基戊腈）的乙醇溶液，且其质量浓度为2.2%、用量为酒精溶液的20%。
硅烷偶联剂选用γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷；且其用量为混合液的32%。
表面活性剂选用十二烷基二甲基氧化胺；且其用量为混合液的3.0%。
实施例3
本实施例所提供的油墨清洗剂和制备方法大致和实施例1相同，其主要区别在于：
一种低VOC环保型油墨清洗剂，由以下重量分的各组分组成：90份去离子水、5.0份乙酸乙酯、6.0份季戊四醇、3.5份二乙二醇丁醚、5.8份增效清洗助剂、7.2份椰油酰胺丙基甜菜碱、1.8份烷基多糖苷、1.3份烷基酚聚氧乙烯醚及1.5份三乙醇胺。
增效清洗助剂的制备方法包括以下步骤：
一、无机纳米粒子的制备；
按照1：0.9：40的重量比分别称取适量的二氧化硅溶胶、聚乙烯吡咯烷酮及去离子水；并将二氧化硅溶胶加入去离子水中，经超声分散5min，再加入聚乙烯吡咯烷酮，机械混合搅拌均匀后，将所得的混合组分的温度升至90℃，并在此温度下回流处理5h；待混合组分自然冷却至室温，向其中加入适量氢氧化钠，将之pH调节至13，后依次经碱蚀、机械搅拌、高速离心及清洗处理后，即得无机纳米粒子成品；
二、增效清洗助剂的制备；
按照1.5：1.0的质量比称取适量的胡柑果皮精油及无机纳米粒子，并将两者投入质量为其总质量10倍、浓度为65%的酒精溶液中，然后超声分散30min；待混合完毕后，在50min内分别将适量的第一混合溶液及第二混合溶液加入所得的混合液中；然后将之在80℃的温度下反应9h；待反应完毕后，再将适量的硅烷偶联剂及表面活性剂加入其中，经机械搅拌均匀后，在65℃的温度下反应15h，所得固体微粒即为增效清洗助剂成品。
第一混合溶液为N-异丙基丙烯酰胺的乙醇溶液，且其质量浓度为3.5%、用量为酒精溶液的30%。
第二混合溶液为2，2'-双偶氮-（2，4-二甲基戊腈）的乙醇溶液，且其质量浓度为2.5%、用量为酒精溶液的25%。
硅烷偶联剂选用γ-氨丙基三乙氧基硅烷；且其用量为混合液的40%。
表面活性剂选用椰油酰胺丙基羟磺基甜菜碱；且其用量为混合液的3.8%。
对比例1
本实施例所提供的油墨清洗剂和制备方法大致和实施例1相同，其主要区别在于：其原料中不含增效清洗助剂；
对比例2
本实施例所提供的油墨清洗剂和制备方法大致和实施例1相同，其主要区别在于：其原料中不含烷基多糖苷；
对比例3
本实施例所提供的油墨清洗剂和制备方法大致和实施例1相同，其主要区别在于：其原料中不含烷基酚聚氧乙烯醚；
性能测试
取等量实施例1～3和对比例1～3所制备的油墨清洗剂，并对各组油墨清洗剂的行管性能进行检测，所得数据记录于下表：
Figure 698066DEST_PATH_IMAGE002
通过分析上述各表中的相关数据可知，本发明所制备的油墨清洗剂不仅具有超强去污效果，还能有效清除墨辊、橡皮布上的油墨、纸毛；不影响橡胶层质量，并有效预防和减少釉料结晶；另外，本发明所制备的油墨清洗剂还具有VOC含量少及环境友好等优点。具有很好的市场力。由此表明本发明制备的油墨清洗剂具有更广阔的市场前景，更适宜推广。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不会使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (4)

1.一种低VOC环保型油墨清洗剂，其特征在于，由以下重量份的各组分组成：80～90份去离子水、3.5～5.0份乙酸乙酯、4.8～6.0份季戊四醇、2.5～3.5份二乙二醇丁醚、4.5～5.8份增效清洗助剂、5.6～7.2份椰油酰胺丙基甜菜碱、1.2～1.8份烷基多糖苷、0.8～1.3份烷基酚聚氧乙烯醚及0.3～1.5份三乙醇胺；
所述增效清洗助剂的制备方法包括以下步骤：
一、无机纳米粒子的制备；
按照1：0.7～0.9：25～40的重量比分别称取适量的二氧化硅溶胶、聚乙烯吡咯烷酮及去离子水；并将二氧化硅溶胶加入去离子水中，经超声分散3～5min，再加入聚乙烯吡咯烷酮，机械混合搅拌均匀后，将所得的混合组分的温度升至70～90℃，并在此温度下回流处理3～5h；待混合组分自然冷却至室温，向其中加入适量氢氧化钠，将之pH调节至11～13，后依次经碱蚀、机械搅拌、高速离心及清洗处理后，即得无机纳米粒子成品；
二、增效清洗助剂的制备；
按照1.0～1.5：1.0的质量比称取适量的胡柑果皮精油及无机纳米粒子，并将两者投入质量为其总质量5～10倍、浓度为50～65%的酒精溶液中，然后超声分散20～30min；待混合完毕后，在40～50min内分别将适量的第一混合溶液及第二混合溶液加入所得的混合液中；然后将之在70～80℃的温度下反应5～9h；待反应完毕后，再将适量的硅烷偶联剂及表面活性剂加入其中，经机械搅拌均匀后，在50～65℃的温度下反应10～15h，所得固体微粒即为增效清洗助剂成品；
所述胡柑果皮精油的制备方法为：将胡柑果皮切块处理，所得的块状胡柑果皮进行真空冷冻干燥处理；待干燥完毕后，将胡柑果皮粉碎、研磨至粒径为100～200目的微粉；然后采用超临界CO2萃取工艺对其进行超临界萃取，即得胡柑果皮精油成品；
所述第一混合溶液为N-异丙基丙烯酰胺的乙醇溶液，且其质量浓度为2.8～3.5%、用量为酒精溶液的15～30%；
所述第二混合溶液为2，2'-双偶氮-（2，4-二甲基戊腈）的乙醇溶液，且其质量浓度为1.8～2.5%、用量为酒精溶液的12～25%；
所述硅烷偶联剂选用γ-氨丙基三乙氧基硅烷或γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷；且其用量为混合液的25～40%；
所述表面活性剂选用椰油酰胺丙基羟磺基甜菜碱、十二烷基二甲基氧化胺中的任意一种；且其用量为混合液的2.0～3.8%。
2.根据权利要求1所述的一种低VOC环保型油墨清洗剂，其特征在于：所述真空冷冻干燥的压力为6.8～7.6Pa，且块状胡柑果皮干燥至含水量≤4.0%。
3.根据权利要求1所述的一种低VOC环保型油墨清洗剂，其特征在于：超临界萃取时，萃取温度设置为40～45℃、萃取压力为20～25MPa、CO2的流量为20～30L/h。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的一种低VOC环保型油墨清洗剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
按配方量分别称取各组分，然后将去离子水、乙酸乙酯、季戊四醇、二乙二醇丁醚、增效清洗助剂、烷基酚聚氧乙烯醚、三乙醇胺及烷基多糖苷投入混合设备中，并以180～300r/min的速率混合搅拌20～30min；待混合均匀后，将剩余原料加入混合设备中，并将混合设备中的温度升至55～70℃，在此温度下以420～540r/min的转速乳化40～60min；待充分乳化后，混合设备中所得即为低VOC环保型油墨清洗剂成品。
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