一种杨木为原料制备印刷油墨颜料的方法

本发明属于材料领域，涉及一种印刷油墨颜料的制备方法，具体涉及一种深共熔溶剂处理碳化杨木木粉，生物炭与聚苯乙烯(ps)塑料协同制备印刷油墨颜料的方法。

背景技术：

1、公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

2、杨木是一种非常重要的经济林木种类，种植区域广泛，利用价值非常高，可以用于木材、纸张、生物质能源、医药等多个领域。杨木的木材质地轻、耐腐蚀，可以用于建筑、家具、造纸等行业。此外，杨木的生物质能够转化成生物燃料，具有环保、低碳的特点。

3、杨木具有生长快、材质轻、力学性能好等特点。其木材颜色淡黄或浅棕，纹理直，质地细腻均匀。杨木具有较好的物理力学性能，如强度高、耐磨、耐腐蚀、易加工等，因此被广泛应用于建筑、家具、交通工具、船舶等领域。首先，杨木作为一种快速生长的树种，其种植有利于保护生态环境和提高生态效益。其次，杨木的利用可以为经济发展提供重要的原材料和能源资源。最后，杨木的种植和利用还可以为农村地区提供就业机会和增加收入的途径。

4、杨木的生物质转化技术受到重视，可以获取能源、化学品和功能材料。杨木生物质可以通过气化、液化等方式转化为液体生物质燃料，如生物柴油、生物乙醇等。这些液体生物质燃料可以作为传统燃料的替代品，降低能源消耗和环境污染。杨木生物质可以通过压缩、造粒等方式转化为固体生物质燃料，如木屑、木质颗粒等。这些固体生物质燃料可以作为生物质热能的来源，用于供暖、发电等领域。杨木生物质可以通过生物质化学反应，如水解、酸解等方式，转化为生物质化学品，如木糖、木醋液等。这些生物质化学品可以作为化学品和医药品的原料，具有重要的经济和社会意义。

5、印刷碳黑颜料是一种黑色颜料，通常用于印刷工业中的黑色墨水和油墨。它是由石油、天然气等原材料制成的碳黑粉末，通过加工、磨碎和精细分散等工艺制成。印刷碳黑颜料具有良好的遮盖力和色浓度，可以使得印刷品在黑色区域具有明显的黑色效果，并且不易褪色。此外，它还具有很好的耐久性和稳定性，能够在不同的印刷条件下保持一致的颜色和性能。

6、印刷颜料的制备方法分为两类。干法制备方法主要是通过热解、燃烧或氧化等方式将原料转化为碳黑粉末，然后进行机械研磨、分散等工艺步骤，最终制备出所需的印刷碳黑颜料。干法制备方法的优点是工艺简单、生产效率高，但是制备过程中易产生粉尘，存在一定的安全风险。湿法制备方法主要是将原料加入适量的溶剂中，然后进行加热、搅拌等工艺步骤，最终制备出所需的印刷碳黑颜料。湿法制备方法的优点是粉尘少，制备过程相对安全，而且可以控制颜料的粒径和分散性。

7、近年来，随着环保和高品质印刷的需求不断提升，印刷碳黑颜料的制备技术也在不断发展。但目前采用生物炭制备的印刷油墨颜料的耐久性、稳定性及印刷效果仍有待提升。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本发明提供一种杨木木粉为原料制备印刷颜料的方法，乙酰胆碱氯化物/对甲苯磺酸/硫氰化锂深共熔溶剂处理杨木木粉制备生物碳，该深共融溶剂体系可发生高效脱水反应，获取致密生物炭结构，改善印刷颜料特性，然后生物碳与聚苯乙烯塑料(ps)混合进行碳黑化工艺处理，苯乙烯的芳环结构与生物炭的芳环存在密切的π-π共轭效应，物理吸附高，苯乙烯可有效填充杨木生物炭的孔隙结构，相容性好，混合碳黑化可改善碳黑结构和强度，成型性和强度性能好，比表面积大，可改善油墨的分散性和稳定性，制备的碳黑可应用于印刷油墨颜料，提高印刷油墨颜料的耐久性和稳定性。

2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、本发明的第一个方面，提供了一种杨木为原料制备印刷油墨颜料的方法，包括：

4、将杨木木粉加入到乙酰胆碱氯化物/对甲苯磺酸/硫氰化锂深共融溶剂体系中进行处理，得到生物炭；

5、将所述生物炭与聚苯乙烯塑料混合，进行碳黑化处理，研磨，即得。

6、本发明利用杨木生物质等可再生资源制备高性能印刷碳黑颜料，以减少对环境的影响。

7、在一些实施方式中，所述杨木木粉的粒径为60-80目。

8、在一些实施方式中，所述乙酰胆碱氯化物/对甲苯磺酸/硫氰化锂深共熔溶剂体系中，乙酰胆碱氯化物、对甲苯磺酸和硫氰化锂的摩尔比1：0.8-1.2：0.01-0.02。

9、在一些实施方式中，生物炭制备条件为：固液比1；9-16；处理温度为125-155℃；处理时间为40-80min；搅拌速度400-800rmp。

10、在一些实施方式中，生物炭与聚苯乙烯塑料混合前，先将生物炭洗涤至中性，然后烘干，并粉碎至过100目网。

11、在一些实施方式中，所述聚苯乙烯塑料粉碎至过100目网

12、在一些实施方式中，所述生物炭与聚苯乙烯塑料的用量比为75-85：15-25；

13、在一些实施方式中，所述碳黑化工艺条件为：温度900-1000℃，时间30-55min，压力0.15-0.45mpa，气体为氮气、氖气或氦气。

14、本发明的第二个方面，提供了上述的方法制备的印刷油墨颜料，所述印刷油墨颜料的粒径为10-30nm。

15、本发明的第三个方面，提供了上述的印刷油墨颜料在制备印刷品中的应用。

16、本发明的有益效果

17、(1)本发明提供了一种采用乙酰胆碱氯化物/对甲苯磺酸/硫氰化锂深共熔溶剂体系处理杨木木粉的方法，可有效实现杨木木粉的脱氧碳化，生物炭得率高，结构致密，性能易于调控，实现了生物质资源的高值化利用，且处理溶剂绿色环保，易于回收利用；杨木木粉生物炭与聚苯乙烯塑料协同碳黑化，实现废弃塑料的高效利用，减少对原始化石能源的依赖，可优化碳黑的形成，聚苯乙烯表现出良好的流动性和渗透性，可改善碳黑的结构性能，调节晶体结构和孔隙结构，有效提高碳黑的耐久性和稳定性。本发明可实现可持续性、环保性和经济性制备碳黑颜料。

18、(2)本发明中乙酰胆碱氯化物/对甲苯磺酸/硫氰化锂深共熔溶剂体系处理，可有效实现杨木木粉的脱氧碳化，生物炭得率高，获取致密的生物炭结构，改善印刷颜料特性。杨木木粉生物炭与聚苯乙烯塑料协同碳黑化，苯乙烯与生物炭π-π共轭效应强，物理吸附高，相容性好，混合碳黑化可改善碳黑结构和强度，成型性和强度性能好，比表面积大，可改善油墨的流动性、分散性和稳定性。

19、(3)本发明制备方法简单、实用性强，易于推广。

技术特征：

1.一种杨木为原料制备印刷油墨颜料的方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的杨木为原料制备印刷油墨颜料的方法，其特征在于，所述杨木木粉的粒径为60-80目。

3.如权利要求1所述的杨木为原料制备印刷油墨颜料的方法，其特征在于，所述乙酰胆碱氯化物/对甲苯磺酸/硫氰化锂深共熔溶剂体系中，乙酰胆碱氯化物、对甲苯磺酸和硫氰化锂的摩尔比1：0.8-1.2：0.01-0.02。

4.如权利要求1所述的杨木为原料制备印刷油墨颜料的方法，其特征在于，生物炭制备条件为：固液比1；9-16；

5.如权利要求1所述的杨木为原料制备印刷油墨颜料的方法，其特征在于，生物炭与聚苯乙烯塑料混合前，先将生物炭洗涤至中性，然后烘干，并粉碎至过100目网。

6.如权利要求1所述的杨木为原料制备印刷油墨颜料的方法，其特征在于，所述聚苯乙烯塑料粉碎至过100目网。

7.如权利要求1所述的杨木为原料制备印刷油墨颜料的方法，其特征在于，所述生物炭与聚苯乙烯塑料的用量比为75-85：15-25。

8.如权利要求1所述的杨木为原料制备印刷油墨颜料的方法，其特征在于，所述碳黑化工艺条件为：温度900-1000℃，时间30-55min，压力0.15-0.45mpa，气体为氮气、氖气或氦气。

9.权利要求1-8任一项所述的方法制备的印刷油墨颜料，所述印刷油墨颜料的粒径为10-30nm。

10.权利要求9所述的印刷油墨颜料在制备印刷品中的应用。

技术总结本发明提供了一种杨木为原料制备印刷油墨颜料的方法，属于材料领域。包括：乙酰胆碱氯化物/对甲苯磺酸/硫氰化锂深共熔溶剂处理杨木木粉制备生物碳，然后生物碳与聚苯乙烯塑料(PS)混合进行碳黑化工艺处理。乙酰胆碱氯化物/对甲苯磺酸/硫氰化锂深共熔溶剂体系处理，可有效实现杨木木粉的脱氧碳化，生物炭得率高，获取致密的生物炭结构，改善印刷颜料特性。杨木木粉生物炭与聚苯乙烯塑料协同碳黑化，苯乙烯与生物炭π‑π共轭效应强，物理吸附高，相容性好，混合碳黑化可改善碳黑结构和强度，成型性和强度性能好，比表面积大，可改善油墨的流动性、分散性和稳定性。制备的碳黑应用于印刷油墨颜料，提高印刷油墨颜料的耐久性、稳定性和印刷效果。技术研发人员：庞志强,董翠华,熊开峰,马丽,王鑫受保护的技术使用者：齐鲁工业大学（山东省科学院）技术研发日：技术公布日：2024/5/29