一种环保高光泽的水性油墨及其制备方法与流程

本发明涉及印刷涂料，具体涉及一种环保高光泽的水性油墨及其制备方法。

背景技术：

1、随着社会对环保和卫生标准的不断提高，印刷行业在选择油墨材料时正面临着更为严格的考验。传统的溶剂型油墨，尽管在印刷效果上取得了一些成功，但其刺激性气味和潜在的健康隐患已经引起了广泛关注。水性油墨是以水为溶剂，不含有毒易挥发的有机溶剂，减少大气污染的同时，对印刷从业人员的健康风险也较低，提供更安全的工作环境，可以代替传统的溶剂型油墨。

2、然而，当前水性油墨在市场上的性能仍然面临挑战。高质量的印刷效果既要求环保，同时也需要具备高光泽度，特别是在吸引消费者注意力的食品包装领域。因此，环保性能卓越、同时具有出色高光泽特性的水性油墨的研发变得至关重要。这不仅是为了满足印刷品质的要求，更是为了推动整个印刷行业向更为环保和可持续的方向发展。

技术实现思路

1、针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提供了一种环保高光泽的水性油墨及其制备方法，利用生物质废料制备石墨烯材料，结合硅量子点共同提高水性油墨的光泽度，并且利用环境友好的海藻酸钠作为增稠剂，调节水性油墨的粘性，合成原料均不含有有害成分，推动印刷行业朝着更为可持续的方向发展。

2、为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：本发明提出了一种环保高光泽的水性油墨，所述水性油墨包括以下重量份的组分：水性丙烯酸树脂40～50份、氟化聚氨酯树脂5～10份、环保型表面活性剂2～4份、颜料2～5份、抗氧化剂2～4份、生物质石墨烯4～6份、硅量子点溶液0.5～1份、海藻酸钠2～4份、三乙胺4～6份、蒸馏水30～40份。

3、优选地，所述环保型表面活性剂为椰油酰胺丙基甜菜碱、植物基表面活性剂、棕榈油基表面活性剂、辛醇聚氧乙烯醚、生物醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚中的任何一种。

4、优选地，所述颜料为酞菁蓝、酞菁绿、茜素红、亚甲基蓝、氮化铋黄中的一种或者几种。

5、优选地，所述抗氧化剂为二苯基酚、对二甲苯二胺、三丁基羟基苯甲酮中的一种或多种。

6、优选地，所述生物质石墨烯的制备方法，包括以下步骤：

7、s1、生物质废料预处理：将生物质废料放置在烘箱中，260℃炭化30～50min，然后研磨至细颗粒，得到烧焦的生物炭；

8、s2、称取5g步骤s1所制的烧焦的生物炭分散在100ml 98wt％的h2so4中，缓慢加入12～16g kmno4，在10～15℃条件下持续搅拌30min，然后转移至35～40℃的水浴中搅拌3h，得到绿黑色混合物；

9、s3、将步骤s2所制的绿黑色混合物与100ml蒸馏水缓慢混合，温度保持在95℃15～20min，得到棕色混合物；

10、s4、在步骤s3所制的棕色混合物中再加入100ml去离子水，随后缓慢加入40～50ml30wt％h2o2溶液，溶液颜色变为浅黄色，过滤得到样品，利用蒸馏水多次洗涤样品，并利用超声浴超声剥离30min，放入烘箱中80℃烘干12h，得到生物质石墨烯。

11、优选地，所述步骤s1中生物质废料为玉米秸秆、甘蔗渣、稻壳的任何一种，细颗粒的粒径为10±2μm。

12、优选地，所述硅量子点溶液的制备方法，包括以下步骤：

13、(1)、将20ml蒸馏水加入烧杯中，加热至40℃保持15min，加入4～6ml3-氨丙基三乙氧基硅烷，搅拌10～20min，得到硅溶液；

14、(2)、在步骤(1)所制的硅溶液中加入6～8ml的0.1mol/l抗坏血酸溶液，混合400rpm搅拌20min，冷却至室温静置24h，得到硅量子点溶液。

15、本发明还提出了一种环保高光泽的水性油墨的制备方法，包括以下步骤：

16、i.按质量份将水性丙烯酸树脂、氟化聚氨酯树脂、环保型表面活性剂及蒸馏水加入反应器中，300～400rpm的转速搅拌40～60min，混合均匀；

17、ii.在步骤i.中所述反应器中继续加入生物质石墨烯、硅量子点溶液、海藻酸钠、三乙胺、继续以300～400rpm的转速搅拌60～80min，混合均匀得到水性油墨。

18、优选地，所述反应器为齐威jb60-sh数显电动搅拌机，配置20l墨桶。

19、本发明取得的有益效果如下：

20、本发明提出了一种环保高光泽的水性油墨及其制备方法，满足了印刷行业对环保和高光泽度的双重需求。利用生物质废料制备合成生物质石墨烯，有助于减少对自然资源的依赖，推动印刷行业向更为可持续的方向发展；硅量子点具有一定的光泽度和荧光效应，其与生物质石墨烯共同作用，可以有效提高水性油墨的光泽度，这对于在印刷品上创造出吸引人的高光泽效果至关重要，特别是在食品包装领域。使用环境友好的海藻酸钠作为增稠剂，既能够调节水性油墨的粘性，同时避免了一些传统增稠剂可能引起的环境和健康问题，且本发明提出的水性油墨的配方中各种原材料均无有害成分，有助于降低对印刷从业人员的健康风险，提供更安全的工作环境。

技术特征：

1.一种环保高光泽的水性油墨，其特征在于，所述水性油墨包括以下重量份的组分：水性丙烯酸树脂40～50份、氟化聚氨酯树脂5～10份、环保型表面活性剂2～4份、颜料2～5份、抗氧化剂2～4份、生物质石墨烯4～6份、硅量子点溶液0.5～1份、海藻酸钠2～4份、三乙胺4～6份、蒸馏水30～40份。

2.根据权利要求1所述的一种环保高光泽的水性油墨，其特征在于，所述环保型表面活性剂为椰油酰胺丙基甜菜碱、植物基表面活性剂、棕榈油基表面活性剂、辛醇聚氧乙烯醚、生物醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚中的任何一种。

3.根据权利要求2所述的一种环保高光泽的水性油墨，其特征在于，所述颜料为酞菁蓝、酞菁绿、茜素红、亚甲基蓝、氮化铋黄中的一种或者几种。

4.根据权利要求3所述的一种环保高光泽的水性油墨，其特征在于，所述抗氧化剂为二苯基酚、对二甲苯二胺、三丁基羟基苯甲酮中的一种或多种。

5.根据权利要求4所述的一种环保高光泽的水性油墨，其特征在于，所述生物质石墨烯的制备方法，包括以下步骤：

6.根据权利要求5所述的一种环保高光泽的水性油墨，其特征在于，所述步骤s1中生物质废料为玉米秸秆、甘蔗渣、稻壳的任何一种，细颗粒的粒径为10±2μm。

7.根据权利要求6所述的一种环保高光泽的水性油墨，其特征在于，所述硅量子点溶液的制备方法，包括以下步骤：

8.一种如权利要求1-7任一项所述的环保高光泽的水性油墨的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
本发明属于印刷涂料技术领域，具体是提供了一种环保高光泽的水性油墨及其制备方法，所述水性油墨包括以下重量份的组分：水性丙烯酸树脂40～50份、氟化聚氨酯树脂5～10份、环保型表面活性剂2～4份、颜料2～5份、抗氧化剂2～4份、生物质石墨烯4～6份、硅量子点溶液0.5～1份、海藻酸钠2～4份、三乙胺4～6份、蒸馏水30～40份。本发明利用生物质废料制备石墨烯材料，结合硅量子点，共同提升水性油墨的光泽度，同时采用环保友好的海藻酸钠作为增稠剂，精准调控水性油墨的粘性，合成原料不含有有害成分，这一创新性的技术为环保印刷和可持续发展注入新的动力。

技术研发人员：柳永康,柳翔
受保护的技术使用者：岳阳晶威新材料有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/27