一种生物基乳化油及其制备方法和应用与流程

本发明属于乳化油，具体涉及一种生物基乳化油及其制备方法和应用。

背景技术：

1、乳化油，简单来说，就是用油、水、添加剂混合均匀后不分层呈稳定状态的微小油粒。在水性油墨行业，是一款用于水性色浆的研磨充当分散及消泡功能的助剂，可代替矿物油，矿物油是指从石油烃类中提取的原料所生产的，用于制造油墨的油类产品，主要包括由16-35个碳原子组成的直链、支链及环状组成的饱和烃类矿物油(mosh)及由1-7或3-7个碳原子组成的聚芳烃化合物组成的芳香烃类矿物油(moah)。基于欧盟食品安全局2012和2019年发布的相关矿物油评估报告：moah(特别是3-7环的moah)具有潜在致癌性和致突变性，即潜在致癌物；mosh会聚集在人体组织中，长期大量摄入对肝脏产生有害。法国2022年4月13日法令，明确了禁止在包装上和向公众分发的印刷品中所使用的矿物油的具体物质。因此在需要有更高的技术要求及对材料分析的能力在应对水性色浆及水性油墨上，为做好水性油墨，就需要对水性色浆做好开发。目前市场上做的用于水性色浆的乳化油存在易分层、含矿物油、易起泡的缺点，导致做水性色浆生产时需要重新对乳化油进行搅拌均匀，且乳化油存放在储罐时，产生分层情况抽出来易造成底部有残留物，同时也需要在配方中加入消泡剂、也要避免在有矿物油限制的产品中使用，这不但导致水性色浆产品质量不良，同时也增加了产品的类别，对生产车间的操作工造成更大的工作量。

2、cn111763574a公开一种用于生产洗涤剂的脂肪甲酯磺酸钠组合物粒子，该发明解决了脂肪酸甲酯磺酸钠在高温、强碱体系中水解的问题，也解决了脂肪酸甲酯磺酸钠在使用时稳定性差、刺激性大，易分解和易结块的问题，也解决了脂肪酸甲酯磺酸钠在低温下溶解速度慢的问题。采用脂肪酸甲酯磺酸钠与油酸钠复配，可以实现性能互补。cn116444915a公开一种长效抑菌聚氯乙烯膜组合物及其制备方法，该发明提到以大豆油为原料制备的环氧大豆油在该发明的组合物的配方体系中既作为分散剂，使得物料具有良好的分散性；也作为选材源于天然，使得产品也属于绿色健康，环保友好的范畴。而乳化油在储罐中存储易出现破乳、分层的问题、存放时间长出现的发臭、产生大量泡沫等问题仍在存在。

3、因此，开发一种可以环保、安全、保证状态不分层的乳化油，是本领域亟待解决的问题。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种生物基乳化油及其制备方法和应用，所述生物基乳化油有效解决水性色浆在存放过程中因容易分层而导致不稳定、在研磨色浆时需要抽泵的堵塞问题，保证成品墨的环保、安全。

2、为达此目的，本发明采用以下技术方案：

3、第一方面，本发明提供一种生物基乳化油，所述生物基乳化油的组分以重量份计包括：2-10份植物油、5-15份脂肪酸甲酯磺酸钠、5-15份油酸钠和5-20份非离子表面活性剂。

4、本发明中，脂肪酸甲酯磺酸钠(mes)与油酸钠复配能实现两者性能上的互补，用脂肪酸甲酯磺酸钠的抗硬水性改善油酸钠较差的抗钙皂性能。同时以油酸钠的抗低温性能改善mes的低温耐寒性能。mes在去离子水中可产生泡沫，添加油酸钠可以在较低的含量时起到快速消泡的效果，可根据对泡沫的需求，对mes和油酸钠的比例进行调整，以获得需要的性能。

5、所述植物油的重量份为2-10份，例如可以为2份、3份、4份、5份、6份、7份、8份、9份、10份，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。

6、所述脂肪酸甲酯磺酸钠的重量份为5-15份，例如可以为5份、6份、7份、8份、9份、10份、12份、14份、15份，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。

7、所述油酸钠的重量份为5-15份，例如可以为5份、6份、7份、8份、9份、10份、12份、14份、15份，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。

8、油酸钠为青岛瑞诺化工有限公司的阴raynol pn-1440，阴离子表面活性剂，固含≥40％，油酸钠与mes复配对炭黑污布效果很好，油酸钠的抗低温性能改善mes低温耐寒性能。

9、所述非离子表面活性剂的重量份为5-20份，例如可以为5份、6份、7份、8份、9份、10份、12份、14份、15份、18份、20份，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。

10、优选地，所述植物油包括大豆油，是起到润滑作用，可提高黑浆的显色性和光泽。

11、优选地，所述脂肪酸甲酯磺酸钠的ph值为4.5-8.0，例如可以为4.5、5、5.5、6、6.5、7、7.5、8，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。

12、优选地，所述脂肪酸甲酯磺酸钠为片状脂肪酸甲酯磺酸钠。

13、优选地，所述脂肪酸甲酯磺酸钠，为丰益油脂科技有限公司的mes-fr脂肪酸甲酯磺酸钠(片状)，是一种高附加值的阴离子表面活性剂，总活性成分为≥87.0％，ph值(1％，25℃)：4.5-8.0。一是取材源于天然的动植物油脂等生物质材料，来源广泛，可再生，制取方便，生物降解性好；二是廉价高效的表面活性剂，水包油体系中的增稠剂；三是可与多元醇、油酸等原料进行复配，解决低温稳定性的问题。

14、优选地，所述非离子表面活性剂包括gt99、烷基醇酰胺或异丙醇酰胺中的任意一种或至少两种的组合。

15、所述非离子表面活性剂为gt99，gt99的作用：hlb值为12，亲水性好，水溶解性好，在生产工艺上，主要是在生产时，液体物料都是通过管道运输抽泵到反应釜中，在抽完油组分后，因为水无法将残留在管道上的油组分溶解带走，而gt99作为非离子表面活性剂，可以将油组分溶解带到反应釜中，同时也可以与水混溶，故投料的顺序由油组分到gt99再最后加水，就可以避免管道上沾有油组分而带到其他产品上，影响其他产品的质量。所述gt99为沙索(中国)化学有限公司的novelution gt99非离子表面活性剂，活性物含量为90±1％，ph值(1％活性物水溶液)：5.0-7.5。凝胶范围窄，在水中易分散、溶解，可用于各种无机、有机颜填料的润湿分散，可提高颜填料表面的润湿效率；不含apeo、低voc含量、极低气味；与其他表面活性剂复配，具有优良的协同作用。

16、优选地，所述非离子表面活性剂的ph值为5.0-7.5，例如可以为5、5.5、6、6.5、7、7.5，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。

17、优选地，所述生物基乳化油的组分以重量份计还包括：3-15份油酸甘油酯、2-5份硫酸钠、0.5-5份丙三醇、0.1-0.2份消泡剂、0.1-0.3份防腐剂和50-75份溶剂。

18、所述油酸甘油酯的重量份为3-15份，例如可以为3份、5份、8份、10份、12份、15份，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。

19、所述油酸甘油酯，为江苏省海安石油化工厂的gmo甘油单油酸酯，亲水亲油平衡值hlb值为3.5，不溶于水，可作为颜料研磨添加剂，无毒至低毒。

20、所述硫酸钠的重量份为2-5份，例如可以为2份、3份、4份、5份，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。

21、所述硫酸钠为东莞市翔成新材料科技有限公司的元明粉。

22、所述丙三醇的重量份为0.5-5份，例如可以为0.5份、1份、2份、3份、4份、5份，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。

23、所述丙三醇为广东中鹏化工有限公司的丙三醇，可以起到润湿和防腐作用。

24、所述消泡剂的重量份为0.1-0.2份，例如可以为0.1份、0.15份、0.2份，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。

25、所述消泡剂为赢创tego foamex 3062，为聚醚改性有机硅，消泡能强，适用于水墨研磨阶段使用。

26、所述防腐剂的重量份为0.1-0.3份，例如可以为0.1份、0.15份、0.2份、0.25份、0.3份，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。

27、所述溶剂的重量份为50-75份，例如可以为50份、52份、55份、58份、60份、62份、65份、68份、70份、75份，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。

28、优选地，所述消泡剂包括聚醚改性有机硅、改性聚二甲基硅氧烷消泡剂或乳液型消泡剂中的任意一种或至少两种的组合。

29、所述消泡剂包括广州希特化工公司的赢创tego foamex 3062消泡剂。

30、优选地，所述防腐剂包括低离子防腐剂ksg206。

31、所述防腐剂包括广州高田新材料科技有限公司的防腐剂。

32、优选地，所述溶剂包括水。

33、第二方面，本发明提供一种如第一方面所述的生物基乳化油的制备方法，所述制备方法包括：

34、将植物油、脂肪酸甲酯磺酸钠、油酸钠和非离子表面活性剂混合，进行反应，得到所述生物基乳化油。

35、优选地，所述制备方法具体包括：

36、(1)将植物油与油酸甘油酯混合，得到油组分；将溶剂、脂肪酸甲酯磺酸钠、油酸钠、硫酸钠、丙三醇、消泡剂和防腐剂进行分散，得到水组分；

37、(2)将步骤(1)得到的油组分和水组分混合，搅拌、加入非离子表面活性剂，第二次搅拌、过滤，得到所述生物基乳化油。

38、优选地，步骤(1)所述混合的时间为25-35min，例如可以为25min、28min、30min、32min、35min，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。

39、优选地，步骤(1)所述混合的温度为50-60℃，例如可以为50℃、52℃、55℃、58℃、60℃，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。

40、优选地，步骤(1)所述分散的时间为25-35min，例如可以为25min、28min、30min、32min、35min，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。

41、优选地，步骤(1)所述分散的温度为50-60℃，例如可以为50℃、52℃、54℃、55℃、56℃、58℃、60℃，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。

42、优选地，步骤(2)所述搅拌的时间为15-25min，例如可以为15min、18min、20min、22min、25min，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。

43、优选地，步骤(2)所述搅拌的温度为50-60℃，例如可以为50℃、52℃、55℃、58℃、60℃，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。

44、优选地，步骤(2)所述第二次搅拌的时间为25-35min，例如可以为25min、28min、30min、32min、35min，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。

45、优选地，步骤(2)所述第二次搅拌的温度为50-60℃，例如可以为50℃、52℃、55℃、58℃、60℃，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。

46、第三方面，本发明提供一种如第一方面所述的生物基乳化油在水性油墨中的应用。

47、符合法规，做到生物基可降解，不污染环境，对人体无害。

48、相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：

49、本发明提供的生物基乳化油，完全符合“法国2022年4月13日法令，明确了禁止在包装上和向公众分发的印刷品中所使用的矿物油的具体物质”的要求，送到第三方检测机构，参考bfr方法，矿物油芳香烃(moah)和矿物油饱和烃(mosh)的检出结果都为n.d.未检出；同时符合gb/t 39514—2020《生物基材料定义、术语和标识》的材料定义和指标要求；采用的材料来源都是源于天然的生物质材料，来源广泛，可再生，制取方便，生物降解性好；通过w/o/w的乳化技术，提高了储存稳定性，添加非离子表面活性剂清洗去除管道的油组分，将管道残留的物料都洗净，这解决了反应器材清洗的情况，避免了反应器用于其他产品的生产时因清洗不净而导致污染产品；通过复配阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂，在搭配上具有对颜料的润湿起到很好的作用，可以提高水性色浆的研磨效率，使得显色、光泽各方面指标都得到提升，光泽55-65；具有长效的消泡效果，可以减少产品的消泡剂添加量和消泡剂选择的困难；非常适合用于有环保要求的水性油墨中，也存在低气味、无毒，可放心储存，不易变质和破乳的优点。