CN114806261B - 一种脱墨剂及其制备方法与应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种脱墨剂及其制备方法与应用。所述脱墨剂包括如下组分：溶剂、增溶剂、强碱性物质和防粘附剂，所述防粘附剂包括乙酰化二淀粉磷酸酯或羟丙基二淀粉磷酸酯中的至少一种；所述增溶剂包括同时含羟基和醚基的成分；所述溶剂包括高沸点溶剂和水。本发明方案在脱墨剂中添加增溶剂和防粘附剂，使得其不仅有持久的脱墨能力，同时，还有效的降低脱落下来的油墨残渣的粘性，从而防止出现由于其反粘附于基材表面，导致后续无法将油墨浅渣彻底漂洗干净。

Description

一种脱墨剂及其制备方法与应用

技术领域

本发明属于加工回收技术领域，具体涉及一种脱墨剂及其制备方法与应用。

背景技术

随着人们环保意识的提高，资源再生利用技术必将作为未来发展的长久之计。丝印是玻璃、金属等材料加工过程中的重要工序，通过丝印油墨可改善材料表面的抗腐蚀、抗磨等多种性能，然而在丝印过程中，由于各种工艺的因素，不可避免会产生一些丝印不良品。若能对这些丝印不良品加以回收利用，将能大幅降低材料成本，为企业创造不菲的经济价值，同时，也可避免资源浪费。对丝印油墨后的不良品进行脱墨处理，从而达到重复利用的目的，对工业生产具有重要意义。

钛合金是一类重要的合金材料，由于具有质量轻、比强度高、耐腐蚀性好等优点，故被广泛应用在各个领域中。钛合金丝印油墨是钛合金加工中的一道重要工序，经固化形成的油墨膜层能显著提高钛合金的抗腐蚀、抗磨等性能。然而现有技术中尚未有适用于钛合金脱墨的脱墨剂，市面上普遍采用含有大量易挥发的有机溶剂的脱墨剂(主要组成成分为易挥发的有机溶剂和碱)在加温的条件下进行脱墨处理。此类脱墨剂具有脱墨效果好、脱墨速度快等优点，但含有大量易挥发的有机物的脱墨剂在加温条件下不仅易燃易爆，而且随着溶剂的挥发，脱墨能力显著下降，因而，脱墨剂使用寿命短。高含量的有机溶剂同时其也无法满足现行的GB38508-2020中有关清洗剂挥发性有机化合物含量限值的规定。

中国专利申请文件CN 105001703A《一种环保型光学玻璃脱墨剂》其主要组分为碱性化合物、无机助剂、有机助剂和高闪点有机溶剂。其所述的高闪点有机溶剂选自二甘醇和/或二乙二醇乙醚。此种清洗剂含有大量的VOC成分如二乙二醇乙醚和二甘醇，虽然脱墨短期效果好，但随着溶剂挥发，其脱墨剂使用寿命短。而且随着脱墨的进行，槽液中累积脱落下来的油墨残渣，又极其容易粘附在基材上，造成后续无法漂洗干净。中国专利文件CN106398374B《玻璃工件的脱墨方法及所使用的水性脱墨剂和该水性脱墨剂的制备方法》其主要成分是碱性化合物、缓蚀剂、有机溶剂、表面活性剂和水。此种脱墨剂同样存在含有易挥发的有机溶剂，使用寿命短以及油墨残渣容易反粘的问题。

因此，寻找一种具有脱墨力持久且能防止脱落下来的油墨残渣反粘等优点的脱墨剂一直是业内关注的问题。

发明内容

本发明旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种脱墨剂，该脱墨剂脱墨力持久且能防止脱落下来的油墨残渣反粘。

本发明还提出一种上述脱墨剂的制备方法。

本发明还提出一种上述脱墨剂的应用。

根据本发明的一个方面，提出了一种脱墨剂，所述脱墨剂包括如下组分：溶剂、增溶剂、强碱性物质和防粘附剂，所述防粘附剂包括乙酰化二淀粉磷酸酯或羟丙基二淀粉磷酸酯中的至少一种；所述增溶剂包括同时含羟基和醚基的成分；所述溶剂包括高沸点溶剂和水。

根据本发明的一种优选的实施方式，至少具有以下有益效果：本发明方案在脱墨剂中添加增溶剂和防粘附剂，使得其不仅有持久的脱墨能力，同时，还有效的降低脱落下来的油墨残渣的粘性，从而防止出现由于其反粘附于基材表面，导致后续无法将油墨浅渣彻底漂洗干净。采用含有磷酸酯基团的乙酰化二淀粉磷酸酯和/或羟丙基二淀粉磷酸酯作为防粘附剂，使得其在强碱性溶液中仍能保持澄清，高温(80摄氏度左右)下也不会从脱墨剂中析出。采用同时含羟基和醚基的成分作为增溶剂，其既有增溶的效果，同时，还能协助提升油墨的脱落效果。采用水与高沸点溶剂共混性溶剂，减少有机溶剂的使用量，降低VOC含量。本发明方案的脱墨剂相比于传统脱墨剂不仅能显著延长使用寿命，提升脱墨效果，同时，还能有效防止油墨残渣反粘。

在本发明的一些优选实施方式中，所述增溶剂包括聚醇醚。

在本发明的一些优选实施方式中，所述增溶剂包括低聚醇醚。

在本发明的一些优选实施方式中，所述增溶剂包括聚乙二醇丁醚，其结构式为C₄H₉O(CH₂CH₂O)_nH，其中n为3-6的整数。采用聚乙二醇丁醚具有更好的增溶和协助油墨脱落效果。

在本发明的一些优选实施方式中，所述聚乙二醇丁醚的沸点在250℃以上。采用沸点高的聚乙二醇丁醚，使得其在使用过程挥发量也极低，降低脱墨剂使用过程中的挥发性有机化合物(VOC)含量。

在本发明的一些优选实施方式中，所述高沸点溶剂的沸点在250℃以上。不使用常规易挥发有机溶剂，显著降低VOC含量的同时，显著延长脱墨剂的使用寿命。

在本发明的一些优选实施方式中，所述高沸点溶剂选自羟基异丙基乙二醇单苯醚或羟乙基丙二醇单苯醚中的至少一种。本发明创新性地采用高沸点溶剂(沸点大于250摄氏度)的羟基异丙基乙二醇单苯醚和羟乙基丙二醇单苯醚代替常规脱墨剂中的易挥发的有机溶剂，使得其在高温脱墨(80℃左右)时，依然能保持极低的VOC组分挥发量，同时能具备良好的脱墨效果。此外，由于羟基异丙基乙二醇单苯醚、羟乙基丙二醇单苯醚的分子量比常规易挥发溶剂更大，其通常难以直接溶解于含无机强碱的水溶液中，而本发明的增溶剂可巧妙的辅助其溶解，使得其具有较好的溶解性，不出现分层。

在本发明的一些优选实施方式中，所述高沸点溶剂和水的质量份数之比为2～4：3～5。水和高沸点溶剂的重量份数接近于1：1或在1：1之上，既能有效保证脱墨效果，避免使用大量有机溶剂，造成环境污染，同时还可降低成本。

在本发明的一些实施方式中，所述强碱性物质的pKa大于11。

在本发明的一些优选的实施方式中，所述强碱性物质选自强碱。

在本发明的一些更优选的实施方式中，所述强碱性物质选自氢氧化钠或氢氧化钾中的至少一种。

在本发明的一些优选实施方式中，所述脱墨剂包括如下重量份的组分：

在本发明的一些更优选实施方式中，所述脱墨剂由如下重量份的组分组成：

在本发明的一些更优选实施方式中，所述脱墨剂包括如下重量份的组分：

根据本发明的另一个方面，提出了上述脱墨剂的制备方法，包括如下步骤：

将强碱性物质和水混合，再加入防粘附剂，得到混合液一；

将增溶剂和高沸点溶剂混合，得到混合液二；

将所得混合液一与所得混合液二混合，得到所述脱墨剂。

根据本发明的一种优选的实施方式的制备方法，至少具有以下有益效果：本发明方案的脱墨剂制备过程简便，具有良好的工业应用前景。

在本发明的一些实施方式中，所述混合液一制备过程中还包括在加入防粘附剂后进行搅拌的步骤，搅拌速度为40-60转/min；搅拌时间为10-20min。

在本发明的一些实施方式中，所述混合液二制备过程中还包括在将增溶剂和高沸点溶剂混合后进行搅拌的步骤，搅拌速度为40-60转/min；搅拌时间为10-20min。

在本发明的一些实施方式中，所述制备方法还包括将所得混合液一与所得混合液二混合后进行搅拌的步骤，搅拌速度为40-60转/min；搅拌时间为10-20min，得到脱墨剂。

根据本发明的再一个方面，提出了上述脱墨剂在材料脱墨处理中的应用。

根据本发明的一种优选的实施方式的应用，至少具有以下有益效果：本发明方案的脱墨剂在脱墨技术领域具有良好的应用前景。

在本发明的一些实施方式中，所述材料为金属或玻璃。

在本发明的一些优选的实施方式中，所述材料为合金。

在本发明的一些更优选的实施方式中，所述材料为钛合金。

在本发明的一些实施方式中，所述材料脱墨后用于回收利用。

具体实施方式

以下将结合实施例对本发明的构思及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。实施例中所使用的试验方法如无特殊说明，均为常规方法；所使用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到的试剂和材料。如无特殊说明，各实施例和对比例的同一成分采购自同一厂家同一批次；相应参数如无特殊说明，则与实施例1同。

在本发明的描述中，以上理解为包括本数。如果有描述到混合液一、混合液二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

实施例1

本实施例制备了一种脱墨剂，脱墨剂由如下重量的组分组成：

其中聚乙二醇丁醚选用辽宁科隆精细化工股份有限公司的BPEG500，其沸程介于254℃-263℃。羟基异丙基乙二醇单苯醚选用上海邦高化学有限公司的BG-PEPH，其沸程介于266℃-276℃。

上述脱墨剂的制备方法如下：将氢氧化钠和水按照上述重量依次加入到反应釜中后进行混合，再加入乙酰化二淀粉磷酸酯，进行搅拌，搅拌速度为50转/min，搅拌时间为15分钟，得到混合液一。将聚乙二醇丁醚和羟基异丙基乙二醇单苯醚按照上述重量加入另一反应釜中，在50转/min的搅拌速度下搅拌15分钟，得到混合液二；将所得混合液二倒入装有混合液一的反应釜中进行搅拌，搅拌15分钟，搅拌速度为50转/分钟，即得到本发明钛合金脱墨剂。

上述操作制得的脱墨剂可用于钛合金或其他金属表面脱墨处理，也可用于玻璃表面脱墨处理，均具有较好的脱墨效果。

实施例2

本实施例中钛合金脱墨剂由如下重量的组分组成：

其制备过程同实施例1，上述操作制得的脱墨剂可用于钛合金或其他金属表面脱墨处理，也可用于玻璃表面脱墨处理，均具有较好的脱墨效果。

对比例1

本对比例中钛合金脱墨剂由如下重量的组分组成：

除缺少添加乙酰化二淀粉磷酸酯的步骤外，其他操作同实施例1。

对比例2

本对比例中钛合金脱墨剂由如下重量的组分组成：

除缺少添加羟基异丙基乙二醇单苯醚的步骤外，其他操作同实施例1。

对比例3

本对比例中钛合金脱墨剂由如下重量的组分组成：

除缺少添加聚乙二醇丁醚的步骤外，其他操作同实施例1。

对比例4

本对比例提供了现有技术中的采购得到的一种脱墨剂，由如下含量的组分组成：

对比例5

本对比例提供了现有技术中的采购得到的另一种脱墨剂，由如下含量的组分组成：

试验例

取上述实施例和对比例的脱墨剂参照下述步骤进行效果测试：

(1)脱墨效果测试：

试验方法：取油墨问题相同的一批钛合金板进行测试，每次取1片将表面有丝印油墨(固化后)的钛合金板放入装有10kg脱墨剂的脱墨槽中，在80℃条件下浸泡20min，取出再用纯水漂洗三次。

观察钛合金板表面是否有油墨残留，若无任何残留则判定为合格；如钛合金板上面粘附有油墨残渣，通过无尘布可以完全擦拭干净，则判定为存在油墨反粘；如钛合金板表面原有的油墨层未完全脱离，则判定为脱墨不彻底。

用同一槽脱墨剂重复进行脱墨，直至出现脱墨不彻底，记录脱墨合格的片数以及能脱墨彻底但有油墨反粘的片数。具体数据如表1所示。

(2)VOC测试：

VOC测试方法参考GB38508-2020《清洗剂挥发性有机化合物含量限值》，数据如表1所示。

表1测试结果对比表

通过表1可以看出，实施例1和2能脱墨的片数均超过50片，且对比实施例1和2的数据来发现，适量提高增溶剂的含量能有效提高脱墨剂的脱墨能力。对比实施例1与对比例1可以看出，防粘附剂能有效防止从钛合金板上脱落下来的油墨残渣反粘于基板上，从而通过后续的漂洗就可以彻底清洗干净。对比实施例1及对比例2和3，可以发现有机溶剂和增溶剂在配方中的地位缺一不可，直接影响脱墨效果。通过实施例1和2与对比例4和5可以得出：本发明脱墨剂在大幅度降低VOC含量的基础上，不仅能防止油墨残渣反粘，而且能显著增加脱墨剂的使用次数，延长其使用寿命，因而具有很高的实际应用价值。

上面对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

Claims (15)

1.一种脱墨剂，其特征在于：所述脱墨剂包括如下组分：溶剂、增溶剂、强碱性物质和防粘附剂，所述防粘附剂包括乙酰化二淀粉磷酸酯或羟丙基二淀粉磷酸酯中的至少一种；所述溶剂包括高沸点溶剂和水；所述增溶剂包括聚乙二醇丁醚，其结构式为C₄H₉O(CH₂CH₂O)_nH，其中n为3-6的整数；所述高沸点溶剂的沸点在250℃以上；所述强碱性物质选自无机强碱；

所述脱墨剂包括如下重量份的组分：

增溶剂                    10-20份

强碱性物质                2-10份

高沸点溶剂                20-40份

防粘附剂                  0.2-1份

水                        30-50份。

2.根据权利要求1所述的脱墨剂，其特征在于：所述聚乙二醇丁醚的沸点在250℃以上。

3.根据权利要求1所述的脱墨剂，其特征在于：所述高沸点溶剂选自羟基异丙基乙二醇单苯醚或羟乙基丙二醇单苯醚中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的脱墨剂，其特征在于：所述高沸点溶剂和水的质量份数之比为2~4：3~5。

5.根据权利要求1所述的脱墨剂，其特征在于：所述强碱性物质选自氢氧化钠或氢氧化钾中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的脱墨剂，其特征在于：所述脱墨剂包括如下重量份的组分：

增溶剂                    13-17份

强碱性物质                4-7份

高沸点溶剂                30-35份

防粘附剂                  0.4-0.7份

水                        41-50份。

7.根据权利要求1至6任一项所述的脱墨剂的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

将强碱性物质和水混合，再加入防粘附剂，得到混合液一；

将增溶剂和高沸点溶剂混合，得到混合液二；

将所得混合液一与所得混合液二混合，得到所述脱墨剂。

8.根据权利要求7所述的脱墨剂的制备方法，其特征在于：所述混合液一制备过程中还包括在加入防粘附剂后进行搅拌的步骤，搅拌速度为40-60转/min；搅拌时间为10-20 min。

9.根据权利要求8所述的脱墨剂的制备方法，其特征在于：所述混合液二制备过程中还包括在将增溶剂和高沸点溶剂混合后进行搅拌的步骤，搅拌速度为40-60转/min；搅拌时间为10-20 min。

10.根据权利要求8所述的脱墨剂的制备方法，其特征在于：所述制备方法还包括将所得混合液一与所得混合液二混合后进行搅拌的步骤，搅拌速度为40-60转/min；搅拌时间为10-20 min，得到脱墨剂。

11.根据权利要求1至6任一项所述的脱墨剂在材料脱墨处理中的应用。

12.根据权利要求11所述的应用，其特征在于：所述材料为金属或玻璃。

13.根据权利要求12所述的应用，其特征在于：所述材料为合金。

14.根据权利要求13所述的应用，其特征在于：所述材料为钛合金。

15.根据权利要求11所述的应用，其特征在于：所述材料脱墨后用于回收利用。