一种传统制墨用油烟及其制备方法与流程

本发明涉及一种传统制墨用油烟，具体涉及到向油料中添加前驱体，练烟过程中得到含有对应氧化物的油烟，该氧化物具有特殊的红外光吸收、紫外可见光吸收和光致发光等光学性能，最终制备出具有特殊光学性能的油烟墨，以便于检测或鉴别不同光学性能的油烟墨，可运用于书画作品创作、修复或防伪。同时含有对应氧化物的油烟具有抗紫外老化特性，使油烟墨具有优异的稳定性和耐久性。

背景技术：

传统制墨工艺在我国已经有三千多年的历史，墨不仅是书写工具，还是中华文化的载体，是我国重要的艺术遗产。徽墨是传统制墨工艺中的代表，分为松烟墨和油烟墨。松烟墨是以松木不完全燃烧获取的油烟所制作，特点是色乌，光泽度差，胶质轻；而油烟墨是以植物油或动物油不完全燃烧获取的油烟所制作，特点是色泽黑亮，有光泽。而根据相关实验检验可知，油烟墨的质量优于松烟墨，且油烟墨的生产受生产约束条件的影响较小，所以油烟墨工艺成为传统制墨工艺的主流。

油烟墨是碳元素以非晶质型态的存在，其主要原料是油烟(烟灰)和胶质。现代的制墨程序主要分为练烟、和胶、制墨、晾墨、修墨、填彩、包装及墨模制作八道工序。由此可见制作工艺相当复杂，手工技术更是难以继承，这便导致市场上油烟墨的价格极其昂贵。在这过程中，假冒伪劣产品发展迅速，油烟墨的生产厂家不可避免地遇到山寨产品的冲击，使用者的作品也真伪难辨，严重阻碍了社会对书画等艺术文化的追求。因此，对传统制墨工艺进行研究，加入防伪技术的手段，既是保存、传承中国特有书法绘画艺术的需要，也是发扬和光大历史、科技、文化遗产的需要，具有重要的保护价值和研究意义。

油墨防伪技术主要是在普通油墨连接料中加入特殊物质，然后经过特殊工艺加工而成为特殊油墨的技术。例如专利cn107384021，利用稀土铽盐、碱和单环有机羧酸在溶剂中反应，自制得荧光材料，添加到油墨原料中，从而使得材料在紫外灯下呈现明亮的绿色荧光。专利cn107828283，向原料中加入有机物光敏材料分子等特殊物质，经过特殊工艺加工，使得材料在太阳光或长波紫外光的照射下呈现颜色，撤离光源后能还原为浅色。这些防伪技术均为油墨印刷行业提供了更全面快捷的检验方法。但众所周知，印刷行业用的油墨和传统墨在组成、制备方法上存在显著的差异，因此，印刷行业用的油墨的防伪技术难以应用于传统制墨领域。

在科学技术飞速发展的今天，各种文明均得到了一定的传承发展，而针对传统制墨这一兼具技术、文化、艺术等多重价值的技艺，却鲜有科学性的研究和探索。在墨的使用范围日益萎缩的今天，传统的制墨工艺也面临着技术更新、适应现实社会需求等问题。因此，对中国古代制墨工艺进行创新，采用科学的手段和技术对其进行全面研究就很有必要。传统制墨工艺可以简单的分为原料制备阶段和制成形阶段，其中制成形阶段是讲究传统制墨的手工技艺，非传承者难以详细知晓；原料制备阶段是一般的化学和物理过程，便于科学性的研究。因此，本发明针对传统制墨工艺的原料制备阶段进行研究探索。

练烟为第一道工序，即收集油烟(烟灰)，而油烟(烟灰)是传统制墨的黑色颜料，其质量是成品墨的质量的核心和物质基础。本发明以烟为核心和出发点，对练烟过程进行改进和创新，以改善并丰富墨的性能，区别于普通油烟墨。本发明向油料中添加前驱体，进而在练烟过程中得到含有对应氧化物的油烟，从而使得制备出的油烟墨具有特殊的红外光吸收、紫外可见光吸收和光致发光的特性。含有对应氧化物的油烟还具有优异的抗紫外老化性能。本发明丰富了墨的光学性能的同时，并未改变墨的色泽和质细，同时又可区别于其它油烟墨，从而应用于书画创作、修复、防伪技术、私人用墨定制等工作领域中，也能提高油烟墨的稳定性和耐久性，满足用墨的各种需求。

技术实现要素：

本发明的目的是丰富油烟的性能，提高油烟的品质，满足用墨需求的制墨用油烟及其制备方法。利用该油烟制作出的油烟墨具有特殊的光学性能，以便于检测鉴别不同光学特性的油烟墨，从而可运用于书画创作、修复、防伪等领域。本发明制备的油烟还具有抗紫外老化的特性，能提高油烟墨的稳定性和耐久性。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种传统制墨用油烟，向油料中添加前驱体，油料经练烟过程产生油烟，制备出具有特殊光学性能的油烟墨，所述油料中添加的前驱体的含量为2～10％，所述添加的前驱体包括金属有机物、非金属有机物或稀土盐，所述金属有机物为钛酸四丁酯或钛酸异丙酯，非金属有机物为正硅酸四乙酯或四乙基硅烷，稀土盐为硝酸铈、硝酸钇或硝酸饵。

优选的，所述添加金属有机物、非金属有机物以及稀土盐可依据需求选择性进行添加一种或几种。

优选的，油烟具有特殊的红外光吸收、紫外可见光吸收和光致发光的特性。

优选的，油烟具有特殊的抗紫外老化的特性，具有优异的稳定性和耐久性。

为实现上述目的，本发明的另一技术方案是：

所述传统制墨用油烟的制备方法，包括如下步骤：

(1)配置炼烟油：以桐油为基本原料，在桐油中添加2～10％的前驱体，采用搅拌、超声、乳化手段将桐油和添加的前驱体混合均匀；

(2)炼烟：将混合均匀的添加有前驱体的桐油点燃，生成的烟，经过冷却后，收集产物，即为油烟。

有益效果

本发明制备的油烟具有特殊的红外光吸收、紫外可见光吸收和光致发光的特性，使得利用该油烟制作出的油烟墨具有特殊的光学性能，以便于检测鉴别不同光学特性的油烟墨，从而可运用于书画创作、修复、防伪等领域。本发明制备的油烟还具有抗紫外老化的特性，能提高油烟墨的稳定性和耐久性。因此，未改变墨的色泽和质细，保证了油烟和油烟墨的表现力，丰富了油烟和油烟墨的性能，提高油烟和油烟墨的品质，提高了油烟和油烟墨的稳定性和耐久性，充分满足用墨需求。

附图说明

图1普通油烟和yi-油烟的扫描电镜照片

图2ti-油烟的扫描电镜照片

图3普通油烟和ti-油烟的可见光吸收光谱图

图4普通油烟和ti-油烟的红外光谱图

图5普通油烟和si-油烟的红外光谱图

图6普通油烟和ti-油烟的光致发光谱图

图7普通油烟和ti-油烟经过紫外老化处理后的紫外-可见光吸收光谱图

具体实施方案

以下结合具体实例对本发明作进一步的说明。

实施例1：首先在桐油中添加2％的硝酸钇前驱体，采用超声和乳化等手段将桐油和硝酸钇混合均匀，再将混合均匀的油料点燃，收集油烟，命名yi-油烟。普通油烟为纯桐油制备的油烟。通过扫描电镜检测普通油烟和yi-油烟的微观形貌，获得扫描电镜照片如图1所示。

图1为普通油烟和yi-油烟的扫描电镜照片，从照片中可以看出，添加硝酸钇前驱体制备的油烟(yi-油烟)与普通油烟在微观形貌上没有差异，添加硝酸钇前驱体制备的油烟(yi-油烟)具有和普通油烟相似的微观形貌，呈现出颗粒状。添加适量前驱体制备油烟，将不改变油烟的色泽和质细，因此保证了油烟墨的表现力。

实施例2：首先在桐油中添加5％的钛酸四丁酯前驱体，将桐油和钛酸四丁酯混合并搅拌均匀。再将混合均匀的油料点燃，收集油烟，命名ti-油烟。普通油烟为纯桐油制备的油烟。对ti-油烟进行扫描电镜检测，对普通油烟和ti-油烟进行可见光吸收检测，扫描电镜照片和可见光吸收光谱分别如图2和图3所示。

图2为ti-油烟的扫描电镜照片，从照片中可以看出，碳粒径较小，略有团聚，样品在实验制备的过程中可能未完全燃烧，没有完全分散，但与图1中普通油烟的形貌是一致的。

图3为普通油烟和ti-油烟的可见光吸收光谱图，可见光的波长从400至800nm，从该图中可以看出，普通油烟和ti-油烟的可见光吸收光谱曲线都成线性变化，ti-油烟在可见光区域未能出现特征的吸收峰。因此，在形貌和可见光的指标上，普通油烟和ti-油烟没有差别。添加硝酸钇和钛酸四丁酯前驱体制备的油烟具有和普通油烟相同形貌和可见光吸收性能，在表观上无差异。添加不同的前驱体制备油烟，也不改变墨的色泽和质细，保证了油烟墨的表现力。

实施例3：首先在桐油中添加4％的正硅酸四乙酯前驱体，采用超声将桐油和正硅酸四乙酯混合均匀。再将混合均匀的油料点燃，收集油烟，命名为si-油烟。普通油烟为纯桐油制备的油烟。对普通油烟和si-油烟进行扫描电镜和可见光吸收光谱分析，结果表明普通油烟和si-油烟的形貌和可见光吸收光谱无差异。对普通油烟和si-油烟进行红外光光谱检测，结果如图4所示。

图4为普通油烟和si-油烟的红外光谱图，从该图中可以看出，普通油烟和si-油烟的红外谱图有显著性差异，与普通油烟相比，si-油烟在1100cm^-1有特征吸收峰。与普通油烟相比，si-油烟具有特异的红外吸收特性。因此，添加前驱体制备的油烟和普通油烟可以通过红外光谱鉴别。

实施例4：首先在桐油中添加3％的钛酸四丁酯前驱体，采用搅拌和超声手段将桐油和钛酸四丁酯混合均匀。再将混合均匀的油料点燃，收集油烟，命名为ti-油烟。普通油烟为纯桐油制备的油烟。对普通油烟和ti-油烟进行扫描电镜和可见光吸收光谱分析，结果表明普通油烟和ti-油烟形貌和可见光吸收光谱无差异。对普通油烟和ti-油烟进行红外光光谱检测，结果如图5所示。

图4为普通油烟和ti-油烟的红外光谱图，从该图中可以看出，普通油烟和ti-油烟的红外谱图有显著性差异，与普通油烟相比，ti-油烟在608cm^-1有特征吸收峰。与普通油烟相比，ti-油烟具有特异的红外吸收特性。从图4和图5可以看出，si-油烟和ti油烟的红外光谱也存在显著差异。因此，添加不同前驱体制备的油烟可以通过红外光学特性鉴别。

实施例5：首先在桐油中添加4％的钛酸四丁酯前驱体，将桐油和钛酸四丁酯搅拌混合均匀。再将混合均匀的油料点燃，收集油烟，命名为ti-油烟。普通油烟为纯桐油制备的油烟。对普通油烟和ti-油烟进行光致发光性能检测，结果如图6所示。

图6普通油烟和ti-油烟的光致发光谱图，从该图中可以看出，普通油烟和ti-油烟的光致发光谱图有显著差异，ti-油烟在408nm处有特征的峰。因此，与普通油烟相比，ti-油烟还具有特异的光致发光特性。因此，添加前驱体制备的油烟和普通油烟可以通过光致发光谱图鉴别。

实施例6：首先在桐油中添加6％的钛酸四丁酯前驱体，手段将桐油和钛酸四丁酯混合后超声分散均匀。再将混合均匀的油料点燃，收集油烟，命名为普通ti-油烟。普通油烟为纯桐油制备的油烟。将普通油烟和ti-油烟放置在紫外老化箱处理120小时，在对普通油烟和ti-油烟进行表观检测和紫外可见光吸收性能测试。

普通油烟和ti-油烟进行120小时的紫外老化处理后，普通油烟略显微黄色，表面普通油烟表面开始氧化，而ti-油烟依然保持亮黑色。图7普通油烟和ti-油烟的紫外-可见光吸收光谱图，从该图中可以看出，经过紫外老化后普通油烟在570nm(黄光区域)处出现明显的吸收峰，表明普通油烟的结构发生变化。而ti-油烟未发生任何变化，表明ti-油烟具有较高的稳定性和耐久性。从图中可以看出，ti-油烟在紫外区域有相对较强的吸收特性，能有效的吸收紫外，避免紫外对油烟结构的老化和破坏，是ti-油烟具有抗紫外老化的主要原因。