一种铝合金脱墨剂及其制备方法与应用

技术领域

本发明涉及脱墨剂技术领域，尤其是涉及一种铝合金脱墨剂及其制备方法与应用。

背景技术

铝合金具有密度低、强度高、塑性强等优点，故被广泛应用在各个领域中。在3C类电子产品中，大量采用铝合金来充当金属外壳。在铝合金金属外壳上通常需要丝印油墨制成相应的品牌标签。在铝合金在表面丝印过程中，因为各种工艺的因素，难免会产生一些丝印不良品，如果铝合金表面存在油脂、污垢、氧化物或其他不洁物，它们可能会干扰油墨的附着和固化，导致丝印不良品的产生；此外，使用不适合铝合金表面的油墨类型或品质较差的油墨也可能导致丝印不良品的出现。例如，油墨的附着性不足、固化速度不合适或颜料稳定性差等问题可能导致印刷质量不佳；丝网的选择、质量和制备过程都会对丝印结果产生影响。丝网选择不当、损坏、老化或过度拉伸等问题可能导致油墨不均匀、丝印失真或图案模糊等不良品的出现；此外，如果油墨层过厚或过薄，也可能导致不良品的产生。过厚的油墨层可能会造成模糊、粘连或漏墨，而过薄的油墨层可能导致图案不完整或颜色不饱满。为了降低材料成本，需要对丝印油墨后的不良品进行脱墨处理，从而达到重复利用的目的。

目前市面上普遍采用含有大量易挥发的有机溶剂的脱墨剂在加温的条件下进行脱墨处理。此类脱墨剂具有脱墨效果好、脱墨速度快等优点，但含有大量易挥发的有机物的脱墨剂在加温条件下不仅易燃易爆，而且随着溶剂的挥发，脱墨能力显著下降，因而脱墨效果不稳定。高含量的有机溶剂同时其也不符合GB38508-2020中清洗剂挥发性有机化合物含量限值。

因此亟需开发一种新型铝合金脱墨剂以解决上述问题。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题是：

提供一种脱墨剂。

本发明所要解决的第二个技术问题是：

提供一种所述脱墨剂的制备方法。

本发明所要解决的第三个技术问题是：

所述脱墨剂的应用。

本发明还提出一种常温铝合金脱墨剂，包括所述脱墨剂。

为了解决所述第一个技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种脱墨剂，包括以下组分：

甲基硅酸钠；

烷氧基丙胺；

二元醇；

防返粘剂；

溶剂。

根据本发明的实施方式，所述技术方案中的一个技术方案至少具有如下优点或有益效果之一：

常规脱墨剂中主要组成成分为易挥发的有机溶剂和碱，本发明抛弃易挥发物质，创新采用甲基硅酸钠作为本发明脱墨剂中的强碱性成分，它在溶剂中会释放出氢氧根离子(OH

进一步的，本发明脱墨剂的组分还包括烷氧基丙胺，烷氧基丙胺分子结构中同时含有醚基、胺基和烷氧基，其中，烷氧基可以与油墨中的有机成分发生相互作用，使其发生溶解、分散或化学反应。胺基具有亲油性，可以与铝合金表面的金属氧化物形成化学键，增强与表面的黏附力，醚基能促使其有效渗透到油墨与铝合金的缝隙中，协助油墨从铝合金表面脱落下来。这三个结构单元的组合使烷氧基丙胺能够同时与油墨和铝合金表面发生相互作用。此外，烷氧基丙胺具有较低的表面张力和较高的润湿性，使其能够快速扩散并渗透到油墨与铝合金表面的微小缝隙中。这种渗透性能使得烷氧基丙胺能够接触到被油墨覆盖的铝合金表面，并渗透到油墨与铝合金的接触界面。此外，烷氧基丙胺还是一种有机溶剂，具有一定的溶解能力。它能够溶解和分散油墨中的有机成分，使其失去黏附性并变得容易移除。此外，烷氧基丙胺还具有一定的表面活性，能够改善油墨与铝合金表面的相互作用，降低界面能，从而促进油墨的脱附。

进一步的，本发明脱墨剂的组分还包括二元醇，二元醇具有良好的化学溶解性和高渗透性，能对油墨进行溶胀的同时，进一步协助铝合金表面油墨的脱落。甲基硅酸钠、烷氧基丙胺和异己二醇组合在一起，具有明显的协同效应，从而使得铝合金表面的油墨在常温就能脱下来。

进一步的，本发明脱墨剂的组分还包括防返粘剂，防返粘剂含有多糖结构。防返粘剂中的多糖结构可以调节液体与固体表面之间的润湿性，它们能够使脱墨剂在涂覆到铝合金表面时形成一层均匀的润湿膜，降低液体与油墨之间的表面张力。这种润湿膜的形成有助于防止油墨再次附着于铝合金表面，减少返粘的可能性使得铝合金表面不易粘附脱落下来的油墨，从而防止其返粘于铝合金基材表面。此外，多糖结构在脱墨过程中能够在铝合金表面形成一层保护膜或界面隔离层。这一层隔离层能够降低油墨与铝合金基材之间的相互作用力，使得油墨分子无法牢固地附着在表面上。通过阻隔油墨分子与基材的直接接触，防返粘剂能够有效地防止油墨再次粘附于铝合金表面。此外，多糖结构还可以与油墨中的有机成分发生相互作用，例如形成氢键或其他化学键。这些相互作用可以改变油墨的表面性质，降低其粘附能力，使其难以与铝合金表面发生牢固的结合。防返粘剂通过与油墨分子的相互作用，阻碍其重新附着在铝合金表面上。

综上，本发明的脱墨剂，包括了甲基硅酸钠；烷氧基丙胺；二元醇和防返粘剂，各组分之间具有协同作用。其中，甲基硅酸钠作为强碱性成分，可以提供碱性环境，分解油墨中的有机成分。同时，烷氧基丙胺作为渗透剂，能够渗透到油墨与铝合金表面的缝隙中。这两种组分的协同作用增加了脱墨剂与油墨之间的接触面积，并促进其相互作用，从而加速油墨的脱离和去除。而二元醇的存在增加了脱墨剂对油墨的溶解能力，防返粘剂中的多糖结构能够形成界面隔离层，降低油墨与铝合金表面的相互作用力，防止油墨重新附着，两者又进一步促进了上述协同作用的效果。

根据本发明的一种实施方式，所述脱墨剂包括以下重量份的组分：

甲基硅酸钠3-8份；

烷氧基丙胺2-10份；

二元醇10-20份；

防返粘剂0.2-1份；

溶剂60-80份。

根据本发明的一种实施方式，所述烷氧基丙胺包括丁氧基丙胺、己氧基丙胺、辛基氧基丙胺、十二烷氧基丙胺和十六烷氧基丙胺中的至少一种。

根据本发明的一种实施方式，所述二元醇包括异己二醇和戊二醇中的至少一种。

根据本发明的一种实施方式，所述防返粘剂包括琼脂粉和卡拉胶中的至少一种。

根据本发明的一种实施方式，所述溶剂包括水和乙醇中的至少一种。

为了解决所述第二个技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种制备所述脱墨剂的方法，包括以下步骤：

混合溶剂与防返粘剂，经加热处理，得到混合物，向混合物中添加甲基硅酸钠、烷氧基丙胺和二元醇，得到所述脱墨剂。

根据本发明的实施方式，所述技术方案中的一个技术方案至少具有如下优点或有益效果之一：

溶剂的加入是为了将其他组分溶解或分散其中，形成均匀的脱墨剂溶液。在加入溶剂后，再加入防返粘剂可以更好地控制其溶解和分散。搅拌条件下的加入能够保证防返粘剂均匀地分散在溶剂中，形成稳定的体系。加热处理的步骤可能是为了促进反应的进行与增加溶解度。升温能够提高分子间的碰撞频率和能量，从而促进反应速率和反应效率，保温时间足够长可以使反应充分进行，有助于组分的溶解或分散，并确保反应达到所需的效果。本发明限定了甲基硅酸钠、烷氧基丙胺和二元醇的加入顺序，以控制各组分的相互作用和反应过程。不同组分的加入顺序可能影响它们之间的相互作用方式和效果，并影响提高脱墨效果。

根据本发明的一种实施方式，所述加热处理的加热温度为80-90℃。

根据本发明的一种实施方式，所述加热处理时，还包括保温30-60min的步骤。

本发明的另一个方面，还提供一种常温铝合金脱墨剂。包括如上述第1方面实施例所述的脱墨剂。由于该应用采用了上述脱墨剂的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果。

根据本发明的一种实施方式，上述常温铝合金脱墨剂的使用方式如下：

将需要脱油墨的铝合金放入常温的脱墨剂中超声10-30min，待油墨全部脱落后，再用纯水漂洗两次，再烘干，即可完成脱墨操作。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。

具体实施方式

在本发明的描述中，如果有描述到第一、第二等只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下等指示的方位或位置关系为基于实施例所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

本发明中的词语“优选地”、“更优选地”等是指，在某些情况下可提供某些有益效果的本发明实施方案。然而，在相同的情况下或其他情况下，其他实施方案也可能是优选的。此外，对一个或多个优选实施方案的表述并不暗示其他实施方案不可用，也并非旨在将其他实施方案排除在本发明的范围之外。

当本文中公开一个数值范围时，上述范围视为连续，且包括该范围的最小值及最大值，以及这种最小值与最大值之间的每一个值。进一步地，当范围是指整数时，包括该范围的最小值与最大值之间的每一个整数。此外，当提供多个范围描述特征或特性时，可以合并该范围。换言之，除非另有指明，否则本文中所公开之所有范围应理解为包括其中所归入的任何及所有的子范围。

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的范围。

本发明所采用的试剂、方法和设备，如无特殊说明，均为本技术领域常规试剂、方法和设备。

实施例1

一种脱墨剂，包括以下重量份的组分：

制备上述脱墨剂，包括以下步骤：

先加入水，在搅拌条件下再加入琼脂粉，升温至85℃保温45min，再依次加入甲基硅酸钠、丁氧基丙胺和异己二醇，搅拌均匀即可得到本发明常温铝合金脱墨剂。

实施例1的脱墨剂，组分包括了甲基硅酸钠、丁氧基丙胺、异己二醇和琼脂粉。

其中，甲基硅酸钠在水中离解成为甲基硅酸根离子和钠离子(Na

其中，丁氧基丙胺中的烷氧基(alkoxy group)能够通过静电作用或分子间力与油墨颗粒相互作用。烷氧基能够渗透到油墨与铝合金表面的微观缝隙中，并与油墨分子的有机成分发生相互作用。这些相互作用可能包括氢键、范德华力和静电相互作用等，减弱油墨分子与铝合金表面的黏附力，有助于将油墨从表面分离。

其中，琼脂粉是一种多糖类化合物，具有黏性和凝胶形成的能力。当琼脂粉加入到脱墨剂中时，在搅拌条件下形成凝胶结构，形成黏性的膜状物质。这种凝胶能够附着在铝合金表面，增加脱墨剂在表面的持久性，使其更长时间地与油墨发生相互作用，提高脱墨效果。

其中，异己二醇分子中含有两个羟基(OH)，这些羟基可以与油墨中的有机成分发生氢键或其他相互作用。这些相互作用可以改变油墨分子的结构和溶解度，使其失去对铝合金表面的粘附能力，从而促进油墨的脱离。

这四种组分之间的相互作用协同作用，通过改变铝合金表面的化学性质、渗透微观缝隙、形成凝胶结构和与油墨分子相互作用等方式，促进油墨与铝合金表面的分离和去除。

实施例2

一种脱墨剂，包括以下重量份的组分：

制备上述脱墨剂，包括以下步骤：

先加入水，在搅拌条件下再加入琼脂粉，升温至85℃保温45min，再依次加入甲基硅酸钠、丁氧基丙胺和异己二醇，搅拌均匀即可得到本发明常温铝合金脱墨剂。

相对于实施例1的脱墨剂组分，实施例2中，替换丁氧基丙胺为己氧基丙胺，己氧基丙胺相较于丁氧基丙胺，具有更长的碳链长度，己氧基丙胺的长碳链可能增加其渗透性和与油墨分子的相互作用能力，从而改善脱墨效果。

相对于实施例1的脱墨剂组分，实施例2中替换琼脂粉为卡拉胶，卡拉胶是一种多糖类化合物，与琼脂粉相比，其黏性和凝胶形成能力可能有所差异。卡拉胶可能在脱墨剂中形成不同的凝胶结构，对脱墨效果产生不同的影响。其中，卡拉胶能够在脱墨剂中形成稳定的凝胶结构，有助于维持脱墨剂的稳定性。通过增加脱墨剂的粘度和黏性，卡拉胶能够保持脱墨剂组分的均匀分散，并避免其沉淀或分离。这有助于保持甲基硅酸钠的有效浓度，并确保其在脱墨剂中的作用。

进一步的，己氧基丙胺与甲基硅酸钠之间可能存在协同作用。甲基硅酸钠形成的氢氧化铝保护层能够改变铝合金表面的化学特性，降低油墨颗粒与铝合金表面的黏附力。己氧基丙胺的渗透和分子间相互作用能够进一步增强这种作用。它可以渗透到油墨与铝合金表面的微观缝隙中，与油墨分子发生相互作用，加强油墨与铝合金表面的分离。并且，己氧基丙胺中的烷氧基具有与油墨分子相互作用的能力。烷氧基能够与油墨分子的有机成分发生氢键、范德华力和静电相互作用等。通过这些相互作用，己氧基丙胺能够与油墨分子形成相对较弱的相互作用，减弱油墨分子与铝合金表面的黏附力，有助于将油墨从表面分离。

实施例3

一种脱墨剂，包括以下重量份的组分：

制备上述脱墨剂，包括以下步骤：

先加入水，在搅拌条件下再加入琼脂粉，升温至85℃保温45min，再依次加入甲基硅酸钠、辛基氧基丙胺和异己二醇，搅拌均匀即可得到本发明常温铝合金脱墨剂。

实施例3相对于实施例1，将实施例1中的己氧基丙胺替换为辛基氧基丙胺。

辛基氧基丙胺与丁氧基丙胺相比，具有更长的碳链长度。这会导致辛基氧基丙胺在渗透性方面的性能略有不同。辛基氧基丙胺的长碳链增加其渗透性，使其更好地渗透到油墨与铝合金表面的缝隙中，从而改善脱墨效果。

此外，辛基氧基丙胺与甲基硅酸钠和琼脂粉之间存在协同作用。甲基硅酸钠形成的氢氧化铝保护层能够改变铝合金表面的化学特性，降低油墨颗粒与铝合金表面的黏附力。辛基氧基丙胺的渗透性和分子间相互作用能够进一步增强这种作用。它可以渗透到油墨与铝合金表面的缝隙中，与油墨分子相互作用，加强油墨与铝合金表面的分离。琼脂粉作为防返粘剂能够形成凝胶结构，增加脱墨剂在铝合金表面的持久性，提供黏性的屏障，阻止油墨与铝合金的重新粘附。

实施例4

一种脱墨剂，包括以下重量份的组分：

制备上述脱墨剂，包括以下步骤：

先加入水，在搅拌条件下再加入琼脂粉，升温至85℃保温45min，再依次加入甲基硅酸钠、十二烷氧基丙胺和异己二醇，搅拌均匀即可得到本发明常温铝合金脱墨剂。

实施例4相对于实施例1，将实施例1中的己氧基丙胺替换为十二烷氧基丙胺。

十二烷氧基丙胺中的烷氧基(alkoxy group)与油墨分子的有机成分能够发生分子间相互作用。这些相互作用可能包括氢键、范德华力和静电作用等。通过这些相互作用，十二烷氧基丙胺能够与油墨分子形成相对较弱的相互作用，减弱油墨分子与铝合金表面的黏附力，有助于将油墨从表面分离。

实施例5

一种脱墨剂，包括以下重量份的组分：

制备上述脱墨剂，包括以下步骤：

先加入水，在搅拌条件下再加入琼脂粉，升温至85℃保温45min，再依次加入甲基硅酸钠、丁氧基丙胺和戊二醇，搅拌均匀即可得到本发明常温铝合金脱墨剂。

实施例6

一种脱墨剂，包括以下重量份的组分：

制备上述脱墨剂，包括以下步骤：

先加入水，在搅拌条件下再加入琼脂粉，升温至85℃保温45min，再依次加入甲基硅酸钠、丁氧基丙胺和异己二醇，搅拌均匀即可得到本发明常温铝合金脱墨剂。

实施例7

一种脱墨剂，包括以下重量份的组分：

制备上述脱墨剂，包括以下步骤：

先加入水，在搅拌条件下再加入琼脂粉，升温至85℃保温45min，再依次加入甲基硅酸钠、丁氧基丙胺和异己二醇，搅拌均匀即可得到本发明常温铝合金脱墨剂。

实施例8

一种脱墨剂，包括以下重量份的组分：

制备上述脱墨剂，包括以下步骤：

先加入水，在搅拌条件下再加入琼脂粉，升温至85℃保温45min，再依次加入甲基硅酸钠、丁氧基丙胺和异己二醇，搅拌均匀即可得到本发明常温铝合金脱墨剂。

实施例9

一种脱墨剂，包括以下重量份的组分：

制备上述脱墨剂，包括以下步骤：

先加入水，在搅拌条件下再加入琼脂粉，升温至85℃保温45min，再依次加入甲基硅酸钠、丁氧基丙胺和异己二醇，搅拌均匀即可得到本发明常温铝合金脱墨剂。

对比例1

一种脱墨剂，包括以下重量份的组分：

制备上述脱墨剂，包括以下步骤：

先加入水，在搅拌条件下再加入琼脂粉，升温至85℃保温45min，再依次加入硅酸钠、丁氧基丙胺和异己二醇，搅拌均匀即可得到脱墨剂。

对比例2

一种脱墨剂，包括以下重量份的组分：

制备上述脱墨剂，包括以下步骤：

先加入水，在搅拌条件下再加入琼脂粉，升温至85℃保温45min，再依次加入甲基硅酸钠和异己二醇，搅拌均匀即可得到脱墨剂。

对比例3

一种脱墨剂，包括以下重量份的组分：

制备上述脱墨剂，包括以下步骤：

先加入水，在搅拌条件下再加入琼脂粉，升温至85℃保温45min，再依次加入甲基硅酸钠、丁氧基丙胺，搅拌均匀即可得到脱墨剂。

对比例4

一种脱墨剂，包括以下重量份的组分：

制备上述脱墨剂，包括以下步骤：

先加入水，升温至85℃保温45min，再依次加入甲基硅酸钠、丁氧基丙胺和异己二醇，搅拌均匀即可得到本发明常温铝合金脱墨剂。

性能测试：

对实施例1-2和对比例1-4制备得到的脱墨剂的脱墨效果进行测试，测试结果如表1。

试验方法：每次取10片将表面有丝印油墨(固化后)的铝合金板放入装有1000份脱墨剂的烧杯中，在常温(25℃)条件下超声20min，取出再用纯水漂洗两次。观察铝合金板表面是否有油墨残留，若无任何残留则判定为合格；如铝合金板表面原有的油墨层未完全脱离，则判定为脱墨不彻底。如铝合金板面非之前油墨固化位置粘有油墨，则判定为存在油墨反粘。

表1测试结果对比表

通过表1可以看出，实施例1和2均能有效地脱墨且油墨不会出现反粘。

对比实施例1与对比例1，甲基硅酸钠相对于硅酸钠在常温的脱墨效果更佳。对比实施例1与对比例2和3，可以发现烷氧基丙胺和异己二醇在配方中的地位缺一不可，直接影响脱墨效果。

通过实施例1与对比例4可以得出：防返粘剂能有效使得铝合金表面不易粘附脱落下来的油墨，从而防止油墨反返粘于铝合金基材表面。

本发明常温铝合金脱墨剂在在不加温的条件下，就能将铝合金表面的油墨脱下，在降低能耗的基础上也同时极大地减少了脱墨剂中有机溶剂的挥发，因而更加环保，具有很高的实际应用价值。

实施例3～9的结果与实施例1类似，为避免冗余，未逐一示出。

综上，本发明的脱墨剂，包括了甲基硅酸钠；烷氧基丙胺；二元醇和防返粘剂，各组分之间具有协同作用。

其中，甲基硅酸钠中的钠离子(Na

烷氧基丙胺中的烷氧基(alkoxy group)能够通过静电作用或分子间力与油墨颗粒相互作用。烷氧基能够渗透到油墨与铝合金表面的微观缝隙中，并与油墨分子的有机成分形成相互作用，减弱油墨分子与铝合金表面的黏附力，有助于将油墨从表面分离。

防返粘剂中的多糖结构具有分子链的延展性和分支结构，能够在铝合金表面形成一层保护膜或界面隔离层。这层隔离层能够阻隔油墨分子与铝合金表面直接接触，减少相互作用力，使油墨颗粒无法牢固地附着在表面上。

二元醇分子中含有两个羟基(OH)，这些羟基可以与油墨中的有机成分形成氢键或其他相互作用。这些相互作用能够改变油墨分子的结构和溶解度，使其失去对铝合金表面的粘附能力，从而促进油墨的脱附。

综上所述，这四种组分在常温铝合金脱墨剂中，通过改变表面特性、渗透微观缝隙、形成隔离层和改变油墨分子的相互作用能力等，协同促进油墨的脱离和去除。

以上仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。