本發(fā)明涉及油墨領(lǐng)域，特別地，涉及一種基于天然改性連接料的水墨的制備方法。
背景技術(shù)：
由于環(huán)保意識的逐漸增強，在油墨領(lǐng)域中，近年來含有大量VOC的溶劑型油墨逐漸被更為環(huán)保的水性油墨所取代。
水性油墨主要以水作為溶劑，不含有毒害的有機溶劑。但是在油墨中，仍舊含有人工合成的化學(xué)品，包括流平劑、消泡劑等等助劑。這些化學(xué)品助劑或多或少具有一定的毒性，對人體的健康會造成影響。特別是在食品包裝、醫(yī)藥包裝等領(lǐng)域，人們對于印刷油墨的的安全性有更高的要求。因此有必要研發(fā)一種更為安全的、低毒害的油墨。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種安全、低毒害、耐磨性好、且具有抗菌功能的水墨的制備方法。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的具體技術(shù)方案為：一種基于天然改性連接料的水墨的制備方法，步驟如下：
步驟1:稱取以下重量份的組份：改性馬鈴薯淀粉連接料50-60份，纖維素氣凝膠10-20份，水性顏料5-15份，乙醇4-6份、水10-20份。
步驟2:將步驟1中改性馬鈴薯淀粉連接料、纖維素氣凝膠、乙醇、水添加容器中，然后加熱至70-80℃，攪拌20-40min，得到膏狀物。
步驟3:向膏狀物中添加水性顏料，在40-50℃、200-400r/min的條件下攪拌2-3h，制得基于天然改性連接料的水墨。
在本發(fā)明的水墨中，采用改性馬鈴薯淀粉作為水墨的主要連接料，其具有多孔結(jié)構(gòu)的特性，吸附效果好，對顏料、纖維素氣凝膠等物質(zhì)具有良好的吸附包裹性，而且制備方法簡單，分散性、粘結(jié)性、機械性能較好，低毒害，綠色環(huán)保。纖維素氣凝膠具有質(zhì)輕、比表面積大的特點，可與改性馬鈴薯淀粉復(fù)合作為水墨的輔助連接料，進一步加快水墨的干燥速度和提高水墨成膜物的耐磨性、韌性。本發(fā)明的水墨采用水和乙醇作為溶劑，不含揮發(fā)的有害有機溶劑以及其他化學(xué)品助劑，較為環(huán)保。
在水墨的制備過程中，先將改性馬鈴薯淀粉連接料、纖維素氣凝膠、乙醇、水混合，使得纖維素氣凝膠充分分散于改性馬鈴薯淀粉連接料并被其包裹。然后將連接料與顏料進行混合攪拌，控制水墨組合物的細度與軟化度，使其具有較好的分散性、流平性和合適的流動性。
所述改性馬鈴薯淀粉連接料由以下方法制得：將馬鈴薯淀粉添加到3-4倍質(zhì)量的水中，分散均勻后加熱至45-65℃，向溶液中添加質(zhì)量為馬鈴薯淀粉1-3％的淀粉酶，在超聲波振蕩且保溫條件下反應(yīng)1-2天；然后經(jīng)過常溫靜置分層、離心處理后得到底部不溶物，將不溶物洗凈、真空干燥、粉碎后制得改性馬鈴薯淀粉連接料。
進一步地，所述纖維素氣凝膠的由以下方法制得：
取木材并通過粉碎機制得粒度為100-300目的木粉，將木粉加入到質(zhì)量濃度為4-6％的堿液中并在抽真空環(huán)境下進行加熱疏解，溫度為140-180℃，時間為3-5h；然后進行過濾，將疏解后的木粉添加到質(zhì)量濃度為60-70％的醇溶液中，常壓下加熱至沸騰并維持1.5-2.5h；過濾掉液體后，將不溶物放入打漿機中進行打漿，打漿后用水洗凈，干燥后制得纖維素，備用；其中木粉與堿液的重量比為1:6-8；疏解后的木粉與醇溶液的重量比為1:10-20。
將殼聚糖溶于水中制得質(zhì)量濃度為3-5％的殼聚糖溶液，接著向殼聚糖溶液中添加質(zhì)量為殼聚糖0.5-1倍的硝酸銀，分散均勻后，滴加酸液使殼聚糖溶液的pH值控制在3-5，轉(zhuǎn)移黑暗環(huán)境中，在45-55℃下加熱4h，然后進行離心處理，得到不溶物，洗凈并干燥后，將不溶物溶于堿液中，向堿液中添加質(zhì)量為不溶物1-3％的還原劑，調(diào)節(jié)pH至7-8，然后進行攪拌，再次離心處理并干燥后制得載銀殼聚糖，將載銀殼聚糖溶于水制得質(zhì)量濃度為4-6％的懸浮液，向懸浮液中添加質(zhì)量為載銀殼聚糖2-4倍的埃洛石納米管，經(jīng)過水浴振蕩后，常溫下靜置12-24h，離心處理后，將固體分離物洗凈并干燥后制得載銀殼聚糖-埃洛石納米管復(fù)合物。
將備用的纖維素溶于離子液體中制得質(zhì)量濃度為3-5％的纖維素溶液，向纖維素液中添加質(zhì)量為纖維素40-60％的載銀殼聚糖-埃洛石納米管復(fù)合物，進行攪拌分散，然后將纖維素液放入制冷裝置中進行凍結(jié)，凍結(jié)20-30h后取出，流水解凍，制得纖維素水凝膠液，用過量的無水醇對纖維素水凝膠液進行溶劑置換，制得纖維素醇凝膠液；最后進行真空干燥并研磨后，制得纖維素氣凝膠。
上述方法制得的纖維素氣凝膠與常規(guī)的纖維素氣凝膠不同，其為纖維素與載銀殼聚糖-埃洛石納米管復(fù)合物的復(fù)合材料，載銀殼聚糖-埃洛石納米管復(fù)合物同時賦予了纖維素氣凝膠出色的抗菌性和耐磨性。在載銀殼聚糖-埃洛石納米管復(fù)合物的制備過程中，先使殼聚糖負載上銀，然后將殼聚糖與埃洛石納米管復(fù)合，當載銀殼聚糖-埃洛石納米管復(fù)合物與纖維素混合后，載銀殼聚糖-埃洛石納米管復(fù)合物能夠提高氣凝膠的強度。此外，上述方法制得的纖維素，其具有較好的交聯(lián)性，能夠與互相交聯(lián)，從而穩(wěn)定性較好，比表面積大。
進一步地，所述木材為松木。
進一步地，所述纖維素氣凝膠呈顆粒狀，其粒徑為0.5-2微米。
本發(fā)明具有以下的有益效果：本發(fā)明方法制得的水墨，具有安全，低毒害，耐磨性好，具有抗菌功能的特點。
具體實施方式
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步的描述。本發(fā)明中所用原料、設(shè)備，若無特別說明，均為本領(lǐng)域的常用原料、設(shè)備；本發(fā)明中所用方法，若無特別說明，均為本領(lǐng)域的常規(guī)方法。
實施例一：一種基于天然改性連接料的水墨的制備方法，步驟如下：
步驟1:稱取以下重量份的組份：改性馬鈴薯淀粉連接料55份，纖維素氣凝膠15份，水性顏料10份，乙醇5份、水15份。
步驟2:將步驟1中改性馬鈴薯淀粉連接料、纖維素氣凝膠、乙醇、水添加容器中，然后加熱至75℃，攪拌30min，得到膏狀物。
步驟3:向膏狀物中添加水性顏料，在45℃、300r/min的條件下攪拌2.5h，制得基于天然改性連接料的水墨。
上述改性馬鈴薯淀粉連接料由以下方法制得：將馬鈴薯淀粉添加到3.5倍質(zhì)量的水中，分散均勻后加熱至55℃，向溶液中添加質(zhì)量為馬鈴薯淀粉2％的淀粉酶，在超聲波振蕩且保溫條件下反應(yīng)1.5天；然后經(jīng)過常溫靜置分層、離心處理后得到底部不溶物，將不溶物洗凈、真空干燥、粉碎后制得改性馬鈴薯淀粉連接料。
上述的纖維素氣凝膠的由以下方法制得：取松木并通過粉碎機制得粒度為200目的木粉，將木粉加入到質(zhì)量濃度為5％的氫氧化鈉溶液中并在抽真空環(huán)境下進行加熱疏解，溫度為160℃，時間為4h；然后進行過濾，將疏解后的木粉添加到質(zhì)量濃度為65％的乙醇溶液中，常壓下加熱至沸騰并維持2h；過濾掉液體后，將不溶物放入打漿機中進行打漿，打漿后用水洗凈，干燥后制得纖維素，備用；其中木粉與氫氧化鈉溶液的重量比為1:7；疏解后的木粉與醇溶液的重量比為1:15。
將殼聚糖溶于水中制得質(zhì)量濃度為4％的殼聚糖溶液，接著向殼聚糖溶液中添加質(zhì)量為殼聚糖0.75倍的硝酸銀，分散均勻后，滴加酸液使殼聚糖溶液的pH值控制在3-5，轉(zhuǎn)移黑暗環(huán)境中，在50℃下加熱4h，然后進行離心處理，得到不溶物，洗凈并干燥后，將不溶物溶于氫氧化鈉溶液中，向氫氧化鈉溶液中添加質(zhì)量為不溶物2％的硼氫化鈉，調(diào)節(jié)pH至7-8，然后進行攪拌，再次離心處理并干燥后制得載銀殼聚糖，將載銀殼聚糖溶于水制得質(zhì)量濃度為5％的懸浮液，向懸浮液中添加質(zhì)量為載銀殼聚糖3倍的埃洛石納米管，經(jīng)過水浴振蕩后，常溫下靜置18h，離心處理后，將固體分離物洗凈并干燥后制得載銀殼聚糖-埃洛石納米管復(fù)合物。
將備用的纖維素溶于離子液體中制得質(zhì)量濃度為4％的纖維素溶液，向纖維素液中添加質(zhì)量為纖維素50％的載銀殼聚糖-埃洛石納米管復(fù)合物，進行攪拌分散，然后將纖維素液放入制冷裝置中進行凍結(jié)，凍結(jié)24h后取出，流水解凍，制得纖維素水凝膠液，用過量的無水乙醇對纖維素水凝膠液進行溶劑置換，制得纖維素醇凝膠液；最后進行真空干燥并研磨后，制得粒徑為0.5-0.9微米的纖維素氣凝膠。
實施例二：一種基于天然改性連接料的水墨的制備方法，步驟如下：
步驟1:稱取以下重量份的組份：改性馬鈴薯淀粉連接料50份，纖維素氣凝膠10份，水性顏料15份，乙醇5份、水20份。
步驟2:將步驟1中改性馬鈴薯淀粉連接料、纖維素氣凝膠、乙醇、水添加容器中，然后加熱至70℃，攪拌40min，得到膏狀物。
步驟3:向膏狀物中添加水性顏料，在40℃、400r/min的條件下攪拌3h，制得基于天然改性連接料的水墨。
上述改性馬鈴薯淀粉連接料由以下方法制得：將馬鈴薯淀粉添加到3倍質(zhì)量的水中，分散均勻后加熱至45℃，向溶液中添加質(zhì)量為馬鈴薯淀粉1％的淀粉酶，在超聲波振蕩且保溫條件下反應(yīng)2天；然后經(jīng)過常溫靜置分層、離心處理后得到底部不溶物，將不溶物洗凈、真空干燥、粉碎后制得改性馬鈴薯淀粉連接料。
上述的纖維素氣凝膠的由以下方法制得：取松木并通過粉碎機制得粒度為100目的木粉，將木粉加入到質(zhì)量濃度為4％的氫氧化鉀溶液中并在抽真空環(huán)境下進行加熱疏解，溫度為140℃，時間為5h；然后進行過濾，將疏解后的木粉添加到質(zhì)量濃度為60％的乙醇溶液中，常壓下加熱至沸騰并維持1.5h；過濾掉液體后，將不溶物放入打漿機中進行打漿，打漿后用水洗凈，干燥后制得纖維素，備用；其中木粉與氫氧化鉀溶液的重量比為1:6-8；疏解后的木粉與乙醇溶液的重量比為1:10。
將殼聚糖溶于水中制得質(zhì)量濃度為3％的殼聚糖溶液，接著向殼聚糖溶液中添加質(zhì)量為殼聚糖0.5倍的硝酸銀，分散均勻后，滴加酸液使殼聚糖溶液的pH值控制在3-5，轉(zhuǎn)移黑暗環(huán)境中，在45℃下加熱4h，然后進行離心處理，得到不溶物，洗凈并干燥后，將不溶物溶于氫氧化鉀溶液中，向氫氧化鉀溶液中添加質(zhì)量為不溶物1％的還原劑，調(diào)節(jié)pH至7-8，然后進行攪拌，再次離心處理并干燥后制得載銀殼聚糖，將載銀殼聚糖溶于水制得質(zhì)量濃度為4％的懸浮液，向懸浮液中添加質(zhì)量為載銀殼聚糖2倍的埃洛石納米管，經(jīng)過水浴振蕩后，常溫下靜置12h，離心處理后，將固體分離物洗凈并干燥后制得載銀殼聚糖-埃洛石納米管復(fù)合物。
將備用的纖維素溶于離子液體中制得質(zhì)量濃度為3％的纖維素溶液，向纖維素液中添加質(zhì)量為纖維素40％的載銀殼聚糖-埃洛石納米管復(fù)合物，進行攪拌分散，然后將纖維素液放入制冷裝置中進行凍結(jié)，凍結(jié)20h后取出，流水解凍，制得纖維素水凝膠液，用過量的無水甲醇對纖維素水凝膠液進行溶劑置換，制得纖維素醇凝膠液；最后進行真空干燥并研磨后，制得粒徑為1-2微米的纖維素氣凝膠。
實施例三：一種基于天然改性連接料的水墨的制備方法，步驟如下：
步驟1:稱取以下重量份的組份：改性馬鈴薯淀粉連接料60份，纖維素氣凝膠20份，水性顏料5份，乙醇5份、水10份。
步驟2:將步驟1中改性馬鈴薯淀粉連接料、纖維素氣凝膠、乙醇、水添加容器中，然后加熱至80℃，攪拌20min，得到膏狀物。
步驟3:向膏狀物中添加水性顏料，在50℃、200r/min的條件下攪拌2h，制得基于天然改性連接料的水墨。
上述改性馬鈴薯淀粉連接料由以下方法制得：將馬鈴薯淀粉添加到4倍質(zhì)量的水中，分散均勻后加熱至65℃，向溶液中添加質(zhì)量為馬鈴薯淀粉3％的淀粉酶，在超聲波振蕩且保溫條件下反應(yīng)1天；然后經(jīng)過常溫靜置分層、離心處理后得到底部不溶物，將不溶物洗凈、真空干燥、粉碎后制得改性馬鈴薯淀粉連接料。
上述的纖維素氣凝膠的由以下方法制得：
取松木并通過粉碎機制得粒度為300目的木粉，將木粉加入到質(zhì)量濃度為6％的氫氧化鈉溶液中并在抽真空環(huán)境下進行加熱疏解，溫度為180℃，時間為3h；然后進行過濾，將疏解后的木粉添加到質(zhì)量濃度為70％的乙醇溶液中，常壓下加熱至沸騰并維持2.5h；過濾掉液體后，將不溶物放入打漿機中進行打漿，打漿后用水洗凈，干燥后制得纖維素，備用；其中木粉與堿氫氧化鈉溶液的重量比為1:8；疏解后的木粉與乙醇溶液的重量比為1:20。
將殼聚糖溶于水中制得質(zhì)量濃度為5％的殼聚糖溶液，接著向殼聚糖溶液中添加質(zhì)量為殼聚糖1倍的硝酸銀，分散均勻后，滴加酸液使殼聚糖溶液的pH值控制在3-5，轉(zhuǎn)移黑暗環(huán)境中，在55℃下加熱4h，然后進行離心處理，得到不溶物，洗凈并干燥后，將不溶物溶于氫氧化鈉溶液中，向氫氧化鈉溶液中添加質(zhì)量為不溶物3％的還原劑，調(diào)節(jié)pH至7-8，然后進行攪拌，再次離心處理并干燥后制得載銀殼聚糖，將載銀殼聚糖溶于水制得質(zhì)量濃度為6％的懸浮液，向懸浮液中添加質(zhì)量為載銀殼聚糖4倍的埃洛石納米管，經(jīng)過水浴振蕩后，常溫下靜置24h，離心處理后，將固體分離物洗凈并干燥后制得載銀殼聚糖-埃洛石納米管復(fù)合物。
將備用的纖維素溶于離子液體中制得質(zhì)量濃度為5％的纖維素溶液，向纖維素液中添加質(zhì)量為纖維素60％的載銀殼聚糖-埃洛石納米管復(fù)合物，進行攪拌分散，然后將纖維素液放入制冷裝置中進行凍結(jié)，凍結(jié)30h后取出，流水解凍，制得纖維素水凝膠液，用過量的無水甲醇對纖維素水凝膠液進行溶劑置換，制得纖維素醇凝膠液；最后進行真空干燥并研磨后，制得粒徑為1-2微米的纖維素氣凝膠。
以上實施例僅是本發(fā)明的部分實施例，并非對本發(fā)明作任何限制，凡是根據(jù)本發(fā)明技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效變換，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護范圍。