一种环保油墨及其加工处理工艺
阅读说明：本技术 一种环保油墨及其加工处理工艺 (Environment-friendly ink and processing treatment process thereof ) 是由 付志泉 于 2021-01-19 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种环保油墨,该环保油墨由以下重量份数的原料制备而成：改性壳聚糖：30-50份；聚乙烯吡咯烷酮：10-20份；纳米级聚吡咯：6-15份；纤维素纳米原纤维：5-10份；乙酸乙烯酯共聚物：5-8份；颜填料5-6份；表面活性剂：3-5份；偶联剂：1-2份；聚乙二醇：1-3份；十二烷基三甲基溴化铵：2-5份；溶剂：10-15份；本发明相比现有技术具有以下优点：本发明得到的环保油墨通过对重量组分进行合理选择,并采用适当的步骤进行调配,使得环保油墨的附着力更好,且制备方法简单,工艺条件低,产品品质稳定。(The invention discloses an environment-friendly ink which is prepared from the following raw materials in parts by weight: modified chitosan: 30-50 parts; polyvinylpyrrolidone: 10-20 parts; nanoscale polypyrrole: 6-15 parts; cellulose nano-fibrils: 5-10 parts; vinyl acetate copolymer: 5-8 parts; 5-6 parts of pigment and filler; surfactant (b): 3-5 parts; coupling agent: 1-2 parts; polyethylene glycol: 1-3 parts; dodecyl trimethyl ammonium bromide: 2-5 parts; solvent: 10-15 parts; compared with the prior art, the invention has the following advantages: the environment-friendly ink obtained by the invention has better adhesive force by reasonably selecting the weight components and adopting proper steps for blending, and the environment-friendly ink has the advantages of simple preparation method, low process conditions and stable product quality.)
技术领域
本发明涉及油墨技术领域，具体涉及一种环保油墨及其加工处理工艺。
背景技术
油墨是用于包装材料印刷的重要材料，它通过印刷将图案、文字表现在承印物上。油墨中包括主要成分和辅助成分，它们均匀的混合并经反复轧制而成一种粘性胶状流体，由颜料、连结料、助剂和溶剂组成，用于书刊、包装装潢、建筑装饰等各种印刷。随着社会需求增大，油墨品种和产量也相应扩展和增长。随着印刷技术的发展以及印刷业对生产效率、能耗节约等问题的重视，目前国内印刷业正快速的向高速印刷领域发展。
油墨是保证印刷质量的非常关键的因素之一。现有的用于印刷的油墨总会有各种的问题：有的油墨含有苯、酮类衍生物，对环境污染较大；有的油墨适应性较差，对于不同的纸张附着力不能保证，或总的附着力不够强；有的油墨综合性能佳，但成分毒性太大，对印刷工人具有慢性的身体危害。对于以上问题，不断地开发新原料配方、开发一种环保型的油墨显得尤为重要。
发明内容
为了克服现有技术中存在的部分缺点和不足，本发明提供一种环保油墨及其加工处理工艺，提高油墨的附着力并减少对环境的污染。
为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案，一种环保油墨，该环保油墨由以下重量份数的原料制备而成：改性壳聚糖：30-50份；聚乙烯吡咯烷酮：10-20份；纳米级聚吡咯：6-15份；纤维素纳米原纤维：5-10份；乙酸乙烯酯共聚物：5-8份；颜填料5-6份；表面活性剂：3-5份；偶联剂：1-2份；聚乙二醇：1-3份；十二烷基三甲基溴化铵：2-5份；溶剂：10-15份；上述改性壳聚糖通过以下步骤制备得到：(a)将重量份数比为2:1:2的乙酸、乳酸、蒸馏水均匀混合得到酸性混合溶液；(b)将壳聚糖加入到步骤(a)所得酸性混合溶液中，并在加入的过程中不断搅拌得到酸性混合物；(c)向步骤(b)的酸性混合物中加入柠檬酸，搅拌均匀后，离心处理1h，即得改性壳聚糖，并将其储存在密封瓶中。
上述表面活性剂为吐温-80；上述溶剂包括去离子水和甘油，上述去离子水和甘油的重量份数比为4:3。
上述偶联剂为硅烷偶联剂。
上述颜填料为无机颜料、有机颜料和填充料，上述无机颜料、有机颜料和填充料的重量份数比为1:1:1。
上述步骤(b)中所使用的壳聚糖为90％脱乙酰基壳聚糖，上述步骤(b)中壳聚糖与上述酸性混合溶液的重量份数比为2:1；上述步骤(c)中柠檬酸的重量份数为上述壳聚糖重量份数的0.1倍。
一种环保油墨的加工处理工艺，该环保油墨通过以下工艺步骤制备得到：(1)将改性壳聚糖、聚乙烯吡咯烷酮、纳米级聚吡咯、纤维素纳米原纤维、乙酸乙烯酯共聚物、偶联剂加入到高速搅拌机内搅拌；(2)向步骤(1)中加入颜填料、表面活性剂、聚乙二醇、十二烷基三甲基溴化铵和溶剂，并在1500r/min继续搅拌35-50min得到混合物；(3)将步骤(2)得到的混合物经经三辊机研磨至细度到达15μm以下，再在800r/min的速度下高速搅拌10-15min，即得油墨产品。
上述步骤(1)中搅拌速度为700r/min-900r/min，搅拌时间为15-30min。
本发明相比现有技术具有以下优点：
1、本发明使用的壳聚糖可生物降解，属于环保型材料，经过酸处理后使其具有皱纹表面的微结构，在成品油墨使用过程中增加了附着力；
2、本发明选择去离子水和甘油作为溶剂，其中甘油有助于球形纳米级聚吡咯颗粒的形成，可防止聚合物颗粒沉淀，可起到一定的稳定剂作用和增塑剂作用；
3、吐温-80作为表面活性剂，有效的防止了颜填料与十二烷基三甲基溴化铵的结合并提高了混合油墨的稳定性，另外添加十二烷基三甲基溴化铵可以提高Zeta电位，因此有助于颜料及油墨在印刷品上的吸附和固定；
4、纤维素纳米原纤维是形成独立和可生物降解的基材和印刷电子产品油墨配方的强有力的候选材料，由于其纳米级尺寸，高表面积，低密度，出色的机械性能，可持续的可用性，可更新性，形成独立的透明膜的能力和悬浮液的稳定能力；
5、本发明得到的环保油墨通过对重量组分进行合理选择，并采用适当的步骤进行调配，使得环保油墨的附着力更好，且制备方法简单，工艺条件低，产
品品质稳定。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅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做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。
以下各实施例中所使用的改性壳聚糖均通过以下步骤得到：(a)将重量份数比为2:1:2的乙酸、乳酸、蒸馏水均匀混合得到酸性混合溶液；(b)将重量份数为酸性混合溶液一倍的壳聚糖加入到步骤(a)所得酸性混合溶液中，并在加入的过程中在室温条件下不断搅拌得到酸性混合物；(c)向步骤(b)的酸性混合物中加入壳聚糖重量份数0.1倍的柠檬酸，搅拌均匀后，离心处理1h，即得改性壳聚糖，并将其储存在密封瓶中。
实施例1：
(1)将改性壳聚糖36份、聚乙烯吡咯烷酮20份、纳米级聚吡咯10份、纤维素纳米原纤维10份、乙酸乙烯酯共聚物7份、偶联剂1份加入到高速搅拌机内，在900r/min的速度下高速搅拌10min；
(2)向步骤(1)中加入颜填料6份、表面活性剂5份、聚乙二醇2份、十二烷基三甲基溴化铵3份和溶剂15份，并在1500r/min继续搅拌35min得到混合物；；
(3)将步骤(2)得到的混合物经经三辊机研磨至细度到达15μm以下，再在800r/min的速度下高速搅拌15min，即得油墨产品。
实施例2：
(1)将改性壳聚糖40份、聚乙烯吡咯烷酮15份、纳米级聚吡咯15份、纤维素纳米原纤维8份、乙酸乙烯酯共聚物8份、偶联剂2份加入到高速搅拌机内，在900r/min的速度下高速搅拌10min；
(2)向步骤(1)中加入颜填料5份、表面活性剂4份、聚乙二醇3份、十二烷基三甲基溴化铵2份和溶剂13份，并在1500r/min继续搅拌35min得到混合物；；
(3)将步骤(2)得到的混合物经经三辊机研磨至细度到达15μm以下，再在800r/min的速度下高速搅拌15min，即得油墨产品。
实施例3：
(1)将改性壳聚糖50份、聚乙烯吡咯烷酮16份、纳米级聚吡咯6份、纤维素纳米原纤维9份、乙酸乙烯酯共聚物8份、偶联剂1份加入到高速搅拌机内，在900r/min的速度下高速搅拌10min；
(2)向步骤(1)中加入颜填料5份、表面活性剂4份、聚乙二醇1份、十二烷基三甲基溴化铵5份和溶剂10份，并在1500r/min继续搅拌35min得到混合物；；
(3)将步骤(2)得到的混合物经经三辊机研磨至细度到达15μm以下，再在800r/min的速度下高速搅拌15min，即得油墨产品。
实施例4：
(1)将改性壳聚糖45份、聚乙烯吡咯烷酮14份、纳米级聚吡咯12份、纤维素纳米原纤维7份、乙酸乙烯酯共聚物6份、偶联剂2份加入到高速搅拌机内，在900r/min的速度下高速搅拌10min；
(2)向步骤(1)中加入颜填料6份、表面活性剂3份、聚乙二醇2份、十二烷基三甲基溴化铵3份和溶剂15份，并在1500r/min继续搅拌35min得到混合物；；
(3)将步骤(2)得到的混合物经经三辊机研磨至细度到达15μm以下，再在800r/min的速度下高速搅拌15min，即得油墨产品。
实施例5：
(1)将改性壳聚糖45份、聚乙烯吡咯烷酮14份、纳米级聚吡咯12份、纤维素纳米原纤维7份、乙酸乙烯酯共聚物6份、偶联剂2份加入到高速搅拌机内，在700r/min的速度下高速搅拌15min；
(2)向步骤(1)中加入颜填料6份、表面活性剂3份、聚乙二醇2份、十二烷基三甲基溴化铵3份和溶剂15份，并在1500r/min继续搅拌40min得到混合物；；
(3)将步骤(2)得到的混合物经经三辊机研磨至细度到达15μm以下，再在800r/min的速度下高速搅拌10min，即得油墨产品。
实施例6：
(1)将改性壳聚糖45份、聚乙烯吡咯烷酮14份、纳米级聚吡咯12份、纤维素纳米原纤维7份、乙酸乙烯酯共聚物6份、偶联剂2份加入到高速搅拌机内，在700r/min的速度下高速搅拌10min；
(2)向步骤(1)中加入颜填料6份、表面活性剂3份、聚乙二醇2份、十二烷基三甲基溴化铵3份和溶剂15份，并在1500r/min继续搅拌35min得到混合物；；
(3)将步骤(2)得到的混合物经经三辊机研磨至细度到达15μm以下，再在800r/min的速度下高速搅拌10min，即得油墨产品.
对比例1：
(1)将未经改性处理的壳聚糖45份、聚乙烯吡咯烷酮14份、纳米级聚吡咯12份、纤维素纳米原纤维7份、乙酸乙烯酯共聚物6份、偶联剂2份加入到高速搅拌机内，在700r/min的速度下高速搅拌10min；
(2)向步骤(1)中加入颜填料6份、表面活性剂3份、聚乙二醇2份、十二烷基三甲基溴化铵3份和溶剂15份，并在1500r/min继续搅拌35min得到混合物；；
(3)将步骤(2)得到的混合物经经三辊机研磨至细度到达15μm以下，再在800r/min的速度下高速搅拌10min，即得油墨产品。
对比例2：
(1)将改性壳聚糖45份、聚乙烯吡咯烷酮14份、纳米级聚吡咯12份、纤维素纳米原纤维7份、乙酸乙烯酯共聚物6份、偶联剂2份加入到高速搅拌机内，在700r/min的速度下高速搅拌10min；
(2)向步骤(1)中加入颜填料6份、表面活性剂3份、聚乙二醇2份、十二烷基三甲基溴化铵3份和去离子水15份，并在1500r/min继续搅拌35min得到混合物；；
(3)将步骤(2)得到的混合物经经三辊机研磨至细度到达15μm以下，再在800r/min的速度下高速搅拌10min，即得油墨产品。
分别对上述实施例1-6及对比例1-2得到的油墨产品进行性能测试，附着力的测试方法如下：用3M胶带拉扯基材上的墨层，根据基材上墨层残余量的多少确定油墨附着力的好坏，其中基材选用聚对苯二甲酸乙二酯(Polyethylene terephthalate，PET)基材。剥离强度强度测试方法，同样采用将油墨附着在P E T基材上，采用聚乙烯(Polyethylene，PE)基材进行剥离实验，油墨部分转移到PE基材上需要的力的大小。
测试结果如下表1所示；
表1：
由测试结果可知，通过实施例1-6的对比可以得到最优比例的组分组合以及最优制备工艺条件，根据测试结果可以看出实施例6为最优实施例，实施例6得到的油墨不论是附着力还是溶剂残留都是性能比较优异的；实施例6与对比例1的测试结果比较表明，使用改性壳聚糖得到的油墨产品的性能相对于普通壳聚糖的附着力和剥离强度都较好；本发明使用的壳聚糖可生物降解，属于环保型材料，经过酸处理后使其具有皱纹表面的微结构，在成品油墨使用过程中增加了附着力；实施例6与对比例2的结果表明，甘油在此环保油墨组分中对产品性能的影响也是具有一定的作用的，本发明选择去离子水和甘油作为溶剂，其中甘油有助于球形纳米级聚吡咯颗粒的形成，可防止聚合物颗粒沉淀，可起到一定的稳定剂作用和增塑剂作用；吐温-80作为表面活性剂，有效的防止了颜填料与十二烷基三甲基溴化铵的结合并提高了混合油墨的稳定性，另外添加十二烷基三甲基溴化铵可以提高Zeta电位，因此有助于颜料及油墨在印刷品上的吸附和固定；纤维素纳米原纤维是形成独立和可生物降解的基材和印刷电子产品油墨配方的强有力的候选材料；本发明得到的环保油墨通过对重量组分进行合理选择，并采用适当的步骤进行调配，使得环保油墨的附着力更好，且制备方法简单，工艺条件低，产品品质稳定；通过上述分析可以得知，本发明提供的环保油墨溶剂残留量小，具有环保无污染的效果。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。