一種低溫陶瓷噴墨墨水的製作方法
2023-09-13 18:09:15 2
一種低溫陶瓷噴墨墨水的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種低溫陶瓷噴墨墨水，包括的組分及其重量百分比為：普通陶瓷噴墨墨水：85%-99%；外加劑：1%-15%；外加劑包括礦物原料、化工原料和低溫著色熔塊的一種或多種混合。本低發明在燒成過程中可加強墨水的發色強度，在穩定墨水溶劑和分散劑的同時，對墨水色料部分進行添加劑改進，本發明適用於高中低溫燒成的陶瓷墨水，大大擴展了產品的使用範圍。
【專利說明】—種低溫陶瓷噴墨墨水
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種墨水，尤其涉及的是一種低溫陶瓷噴墨墨水。
【背景技術】
[0002]陶瓷裝飾用噴墨列印是將著色劑製成多色墨水，通過噴墨列印的方式將其直接列印到陶瓷表面上，燒成後呈色的裝飾方法。對於陶瓷噴墨來說，關鍵技術有兩點，一是噴墨設備，二是陶瓷墨水。對於墨水的發色性能，研究發現，隨著墨水中色料粒徑的變小，其發色變弱；國內的研究團體針對這個方面，對色料的製備進行了著重的研究，如中國專利CN102173427A和CN 102173428A中所公開的可以直接用膠體法製得一種粒徑合適的陶瓷色料，發色穩定，懸浮性能等都適合陶瓷噴墨技術。
[0003]但由於每個陶瓷企業所採用的釉料配方不同，陶瓷噴墨的載體成份不一樣，使得陶瓷墨水在每種裝飾表面的發色情況有較大的區別，限制了其適用範圍；同時陶瓷廠地磚、牆磚和多次燒磚的燒成溫度和工藝不一樣，對陶瓷墨水的燒成溫度範圍也提出了要求。目前玻璃噴繪也很流行，但是，用於耐高溫無機玻璃的裝飾墨水市場上還沒有，這也限制了陶瓷墨水的拓展應用；由於玻璃的軟化點較陶瓷的燒成溫度低，要求裝飾墨水的發色必須能在低溫燒成時就能體現出良好的顏色。
[0004]目前的陶瓷墨水品種單一，燒成溫度範圍窄，對溫度波動發色敏感，有些墨水如藍色和黃色是由較高溫的色料製成，在較低的溫度下燒成會出現釉面啞光現象，嚴重影響裝飾效果，這些墨水也不適用於玻璃表面裝飾。
[0005]因此，現有技術還有待於改進和發展。
【發明內容】
`
[0006]本發明的目的在於提供一種低溫陶瓷噴墨墨水，旨在解決現有的陶瓷墨水品種單一，燒成溫度範圍窄，釉面啞光和不適用於玻璃表面裝飾的問題。
[0007]本發明的技術方案如下:
一種低溫陶瓷噴墨墨水，其中，包括的組分及其重量百分比為:普通陶瓷噴墨墨水:85%-99% ;外加劑:1%-15% ；
所述外加劑包括礦物原料、化工原料和低溫著色熔塊的一種或多種混合；所述礦物原料包括長石、白雲石、高嶺土、硼砂和石英的一種或多種混合；化工原料包括CoO、CdS、Sn02、Si02、A1203、ZnO, Pb304、B203、P205和Zr02的一種或多種混合；低溫著色熔塊包括的組分及其重量百分比為:Si02:20-50% ；PbO:10-50% ；Ti02:1-7% ；Na20:1-5% ； Li20:0-10% ；Sn02:0-2% ；A1203:0-l% ；B203:2-10% ；Co0:0-10% 或 CdO:0_3%。
[0008]所述的低溫陶瓷噴墨墨水，其中，所述普通陶瓷噴墨墨水包括色料和墨水溶劑，所述墨水溶劑包括分散介質、分散劑、表面活性劑和添加劑。
[0009]所述的低溫陶瓷噴墨墨水，其中，所述色料為藍色墨水色料或黃色墨水色料，藍色墨水色料為Co-Al，Co-Al-Zn和Co-Si的任意一種，黃色墨水色料為Pr_ZrSi04或V_Zr02。[0010]所述的低溫陶瓷噴墨墨水，其中，所述分散介質佔普通陶瓷噴墨墨水總重量的60%，主要包括鏈狀的脂肪族烴、芳香族烴、脂肪酸、多元醇醚和多糖的任意一種。
[0011]所述的低溫陶瓷噴墨墨水，其中，所述分散劑包括聚丙烯醯胺、海藻酸銨、乙氧基化合物的任意一種。
[0012]所述的低溫陶瓷噴墨墨水，其中，所述表面活性劑為脂肪酸聚氧乙烯類或長鏈脂肪羧酸鹽類。
[0013]所述的低溫陶瓷噴墨墨水，其中，所述添加劑包括結合劑、催幹劑和防腐劑的一種或多種混合；結合劑由樹脂組成，選擇鈦酸酯或鋁酸酯偶聯劑；催幹劑和防腐劑選擇異丙醇。
[0014]所述的低溫陶瓷噴墨墨水，其中，包括的組分及其重量百分比如下:35%色料Co-Al，60%墨水溶劑和5%的藍色低溫著色熔塊A或40%色料Pr_ZrSi04、55%墨水溶劑和5%的黃色低溫著色熔塊B ;所述墨水溶劑包括脂肪族烴、聚丙烯醯胺、脂肪酸聚氧乙烯和鋁酸酯偶聯劑。
[0015]所述的低溫陶瓷噴墨墨水，其中，包括的組分及其重量百分比如下:35%色料Co-Al，55%墨水溶劑，5%的藍色低溫著色熔塊A，2%化工原料和3%礦物原料；所述化工原料包括CoO，P205和Pb304 ;所述礦物原料包括硼砂，長石和石英粉；所述墨水溶劑包括脂肪族烴、聚丙烯醯胺、脂肪酸聚氧乙烯和鋁酸酯偶聯劑。
[0016]所述的低溫陶瓷噴墨墨水，其中，包括的組分及其重量百分比如下:36%色料Pr-ZrSi04, 55%墨水溶劑，5%黃色低溫著色熔塊B，2%化工原料和2%礦物原料；所述化工原料包括Fe304和Pb304 ;所述礦物原包括硼砂、長石和石英粉；所述墨水溶劑包括脂肪族烴、聚丙烯醯胺、脂肪酸聚氧乙烯和鋁酸酯偶聯劑。
[0017]本發明的有益效果:本發明通過提供一種低溫陶瓷噴墨墨水，本低溫陶瓷噴墨墨水針對目前藍色和黃色墨水中存在的問題，從陶瓷墨水的組成出發，包括優化陶瓷墨水的分散介質、分散劑、表面活性劑和添加劑，以及針對不同的色料添加三類無機外加劑(礦物原料、化工原料和低溫著色熔塊)，使得陶瓷墨水在低溫燒成時也能保證其發色性能，得到鮮豔、銳利的發色效果；避免了改動陶瓷色料的製備工藝，而在原有陶瓷墨水製備工藝上進行組分的直接改良，得到的墨水適用範圍大大增加，不但適合大部分不同配方的陶瓷釉面，還適合在玻璃表面進行裝飾。
【具體實施方式】
[0018]為使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚、明確，以下列舉實施例對本發明進一步詳細說明。
[0019]所述低溫陶瓷噴墨墨水包括的組分及其重量百分比為:
普通陶瓷噴墨墨水:85%-99% ；
外加劑:1%_15% ；
所述外加劑包括礦物原料、化工原料和低溫著色熔塊的一種或多種混合。所述礦物原料包括長石、白雲石、高嶺土、硼砂和石英的一種或多種混合。化工原料包括CoO (氧化鈷)、Fe203 (氧化鐵)、Sn02 (氧化錫)、Si02 (二氧化娃)、A1203 (氧化招)、ZnO (氧化鋅)、Pb304(四氧化三鉛)、B203 (氧化硼)、P205 (五氧化二磷)和Zr02 (氧化錯)的一種或多種混合。低溫著色熔塊包括的組分及其重量百分比為:Si02 (二氧化矽):20-50% ;PbO (—氧化鉛):10-50% ；Ti02 (二氧化鈦):1-7% ；Na20 (氧化鈉):1_5% ； Li20 (氧化鋰):0-10% ；Sn02 (二氧化錫):0-2% ；A1203 (氧化鋁):0-1% ；B203 (氧化硼):2-10% ；CoO (氧化鈷):0_10% 或 CdO(氧化鎘):0-3%。
[0020]所述低溫著色熔塊分為藍色低溫著色熔塊A和黃色低溫著色熔塊B，藍色低溫著色熔塊A包括的組分及其重量百分比為:Si02(二氧化矽):20-50% ;PbO(—氧化鉛):10-50% ；Ti02 (二氧化鈦):1-7% ；Na20 (氧化鈉):1_5% ； Li20 (氧化鋰):0-10% ；Sn02 (二氧化錫):0-2% ；A1203 (氧化鋁):0-1% ；B203 (氧化硼):2-10% ；Co0 (氧化鈷):0_10%。黃色低溫著色熔塊B包括的組分及其重量百分比為:Si02 (二氧化矽):20-50% ;PbO (—氧化鉛):10-50% ;Ti02 (二氧化鈦):1-7% ；Na20 (氧化鈉):1_5% ； Li20 (氧化鋰):0-10% ；Sn02 (二氧化錫):0-2% ；A1203 (氧化鋁):0-1% ；B203 (氧化硼):2-10% ；CdO (氧化鎘):0_3%。
[0021]所述外加劑的添加成份及其添加量根據實際需要的噴墨墨水要求而定。加入的礦物原料，充當助溶劑降低色料的發色溫度；加入的化工原料，使加入低溫著色熔塊的金屬離子進入結構，增強發色；加入的低溫著色熔塊，可提高墨水的發色強度，降低燒成溫度，避免在低溫燒成的時其圖案出現啞光現象。
[0022]本實施例中，所述低溫著色熔塊為藍色玻璃熔塊或黃色玻璃熔塊所包括的成份及其重量百分比，特別適用於藍色墨水和黃色墨水。低溫著色熔塊的成份及其重量百分比可根據實際需要配比成適用於其他顏色的玻璃熔塊。
[0023]所述普通陶瓷噴墨墨水為市場上可以任意買到的普通用於陶瓷噴墨的墨水，普通陶瓷噴墨墨水的主要成份包括色料和墨水溶劑，所述墨水溶劑包括分散介質、分散劑、表面活性劑以及添加劑，等等。
[0024]本實施例中，所述普通陶瓷噴墨墨水的色料為藍色墨水色料或黃色墨水色料，藍色墨水色料為Co-Al，Co-Al-Zn和Co-Si的任意一種，黃色墨水色料為Pr_ZrSi04和V_Zr02的任意一種。`
[0025]所述普通陶瓷噴墨墨水的分散介質作為墨水溶劑的主體，陶瓷色料的載體，將色料均勻輸送到要求列印的地方，佔普通陶瓷噴墨墨水總重量的60%，主要包括鏈狀的脂肪族烴、芳香族烴、脂肪酸、多元醇醚和多糖的任意一種。
[0026]普通陶瓷噴墨墨水的分散劑為超大高分子，一端錨固基團與色料顆粒連接，一端溶解在墨水溶劑中，利用空間位阻效應和靜電位阻機制分散陶瓷色料顆粒；包括聚丙烯醯胺、海藻酸銨、乙氧基化合物的任意一種。
[0027]普通陶瓷噴墨墨水的表面活性劑用於調解墨水表面張力和流動性,控制墨水的表面張力在合適的範圍。所述表面活性劑選用脂肪酸聚氧乙烯類或長鏈脂肪羧酸鹽類。
[0028]所述普通陶瓷噴墨墨水的添加劑:包括結合劑、催幹劑和防腐劑的一種或多種混合。結合劑由樹脂組成，保障色料與培體的結合強度，選擇鈦酸酯或鋁酸酯偶聯劑。所述催幹劑和防腐劑用於提高墨水的穩定性和乾燥速度，如異丙醇。
[0029]根據上述的普通陶瓷噴墨墨水提供以下具體實施例(實施例1為現有的普通藍色陶瓷噴墨墨水的製備，實施例5為現有的普通黃色陶瓷噴墨墨水的製備，實施例2-4、6-8為本發明低溫陶瓷噴墨墨水的製備)，以下實施例選用包括相同組分的普通陶瓷噴墨墨水作為溶劑，其組成由上述所述的幾種溶劑和添加劑(色料、分散介質、分散劑、表面活性劑和添加劑)混合而成，通過調整色料和固相添加劑的比例來調整本低溫陶瓷噴墨墨水的發色強度和在相同燒成溫度下釉面的光潔度和啞光效果。
[0030]實施例1 (現有的普通藍色陶瓷噴墨墨水)
現有的普通藍色陶瓷噴墨墨水適於陶瓷表面數碼印刷，包括的組分及其重量百分比如下:35%色料Co-Al和65%的墨水溶劑，所述墨水溶劑包括脂肪族烴+聚丙烯醯胺+脂肪酸聚氧乙烯+鋁酸酯偶聯劑。把上述組分混合，把上述普通陶瓷噴墨墨水的各組分在砂磨機中混合研磨至粒徑小與1微米，中徑小於0.5微米，黏度在10-30mPa.S。把製得的普通陶瓷噴墨墨水使用單噴頭印表機在陶瓷牆磚上列印，在1050° C燒成，測量發色強度和燒成後的啞光度。
[0031]實施例2 (低溫藍色陶瓷噴墨墨水)
本低溫陶瓷噴墨墨水適於陶瓷表面數碼印刷，包括的組分及其重量百分比如下:35%色料Co-Al，60%墨水溶劑和5%的藍色低溫著色熔塊A ;所述墨水溶劑包括脂肪族烴+聚丙烯醯胺+脂肪酸聚氧乙烯+鋁酸酯偶聯劑。把上述低溫陶瓷噴墨墨水的各組分在砂磨機中混合研磨至粒徑小與1微米，中徑小於0.5微米，黏度在10-30mPa.S。把製得的低溫陶瓷噴墨墨水使用單噴頭印表機在陶瓷牆磚上列印，在1050° C燒成，測量發色強度和燒成後的啞光度。
[0032]實施例3 (低溫藍色陶瓷噴墨墨水)
本低溫陶瓷噴墨墨水適於陶瓷表面數碼印刷，包括的組分及其重量百分比如下:32%色料Co-Al，60%墨水溶劑，5%的藍色低溫著色熔塊A和3%的化工原料；所述化工原料包括CoO, P205和Pb304 ;所述墨水溶劑包括脂肪族烴+聚丙烯醯胺+脂肪酸聚氧乙烯+鋁酸酯偶聯劑。把上述低溫陶瓷噴墨墨水的各組分在砂磨機中混合研磨至粒徑小與1微米，中徑小於0.5微米，黏度在10-30mPa.S。把製得的低溫陶瓷噴墨墨水使用單噴頭印表機在陶瓷牆磚上列印，在1050° C燒成，測量發色強度和燒成後的啞光度。
[0033]實施例4 (低溫藍色陶瓷噴墨墨水)
本低溫陶瓷噴墨墨水適於玻璃和陶瓷表面數碼印刷，包括的組分及其重量百分比如下:35%色料Co-Al，55%墨水溶劑，5%的藍色低溫著色熔塊A，2%化工原料和3%礦物原料；所述化工原料包括CoO，P205，Pb304 ;所述礦物原料包括硼砂，長石和石英粉；所述墨水溶劑包括脂肪族烴+聚丙烯醯胺+脂肪酸聚氧乙烯+鋁酸酯偶聯劑。把上述低溫陶瓷噴墨墨水的各組分在砂磨機中混合研磨至粒徑小與1微米，中徑小於0.5微米，黏度在10-30mPa.S。把製得的低溫陶瓷噴墨墨水使用單噴頭印表機在玻璃原片上列印，在750°C燒成，測量發色強度和燒成後的啞光度。
[0034]實施例5 (現有的普通黃色陶瓷噴墨墨水)
現有的普通黃色陶瓷噴墨墨水適於陶瓷表面數碼印刷，包括的組分及其重量百分比如下:包括40%色料Pr-ZrSi04和60%墨水溶劑，所述墨水溶劑包括脂肪族烴+聚丙烯醯胺+脂肪酸聚氧乙烯+鋁酸酯偶聯劑。把上述陶瓷噴墨墨水的各組分在砂磨機中混合研磨至粒徑小與I微米，中徑小於0.5微米，黏度在10-30mPa.S。把製得的普通陶瓷噴墨墨水使用單噴頭印表機在陶瓷牆磚上列印，在1050° C燒成，測量發色強度和燒成後的啞光度。
[0035]實施例6 (低溫黃色陶瓷噴墨墨水)
本低溫黃色陶瓷噴墨墨水適於陶瓷表面數碼印刷，包括的組分及其重量百分比如下:40%色料Pr-ZrSi04、55%墨水溶劑和5%的黃色低溫著色熔塊B ;所述墨水溶劑包括脂肪族烴+聚丙烯醯胺+脂肪酸聚氧乙烯+鋁酸酯偶聯劑。把上述低溫陶瓷噴墨墨水的各組分在砂磨機中混合研磨至粒徑小與I微米，中徑小於0.5微米,黏度在10-30mPa.S。把製得的低溫陶瓷噴墨墨水使用單噴頭印表機在陶瓷牆磚上列印，在1050° C燒成，測量發色強度和燒成後的啞光度。
[0036]實施例7 (低溫黃色陶瓷噴墨墨水)
本低溫黃色陶瓷噴墨墨水適於陶瓷表面數碼印刷，包括的組分及其重量百分比如下:38%色料Pr-ZrSi04，55%墨水溶劑，5%的黃色低溫著色熔塊B和2%化工原料，所述化工原料包括Fe304和Pb304 ;所述墨水溶劑包括脂肪族烴+聚丙烯醯胺+脂肪酸聚氧乙烯+鋁酸酯偶聯劑。把上述低溫陶瓷噴墨墨水的各組分在砂磨機中混合研磨至粒徑小與I微米，中徑小於0.5微米，黏度在10-30mPa.S。把製得的低溫陶瓷噴墨墨水使用單噴頭印表機在陶瓷牆磚上列印，在1050° C燒成，測量發色強度和燒成後的啞光度。
[0037]實施例8 (低溫黃色陶瓷噴墨墨水)
本低溫黃色陶瓷噴墨墨水適於玻璃和陶瓷表面數碼印刷，包括的組分及其重量百分比如下:36%色料Pr-ZrSi04，55%墨水溶劑，5%黃色低溫著色熔塊B，2%化工原料和2%礦物原料；所述化工原料包括Fe304和Pb304 ;所述礦物原包括硼砂、長石和石英粉；所述墨水溶劑包括脂肪族烴+聚丙烯醯胺+脂肪酸聚氧乙烯+鋁酸酯偶聯劑。把上述低溫陶瓷噴墨墨水的各組分在砂磨機中混合研磨至粒徑小與I微米，中徑小於0.5微米，黏度在10-30mPa.S。把製得的低溫陶瓷噴墨墨水使用單噴頭印表機在玻璃表面上列印，在750° C燒成，測量發色強度和燒成後的啞光度。
[0038]把實施例1 (現有的普通藍色陶瓷噴墨墨水)和實施例2-4 (低溫藍色陶瓷噴墨墨水)的發色強度和燒成後的啞光度做檢測對比，結果如下表1-1所示。
【權利要求】
1.一種低溫陶瓷噴墨墨水，其特徵在於，包括的組分及其重量百分比為:普通陶瓷噴墨墨水:85%-99% ;外加劑:1%-15% ； 所述外加劑包括礦物原料、化工原料和低溫著色熔塊的一種或多種混合；所述礦物原料包括長石、白雲石、高嶺土、硼砂和石英的一種或多種混合；化工原料包括CoO、CdS、Sn02、Si02、A1203、ZnO, Pb304、B203、P205和Zr02的一種或多種混合；低溫著色熔塊包括的組分及其重量百分比為:Si02:20-50% ；PbO:10-50% ；Ti02:1-7% ；Na20:1-5% ； Li20:0-10% ；Sn02:0-2% ；A1203:0-l% ；B203:2-10% ；Co0:0-10% 或 CdO:0_3%。
2.根據權利要求1所述的低溫陶瓷噴墨墨水，其特徵在於，所述普通陶瓷噴墨墨水包括色料和墨水溶劑，所述墨水溶劑包括分散介質、分散劑、表面活性劑和添加劑。
3.根據權利要求2所述的低溫陶瓷噴墨墨水，其特徵在於，所述色料為藍色墨水色料或黃色墨水色料 ，藍色墨水色料為Co-Al，Co-Al-Zn和Co-Si的任意一種，黃色墨水色料為Pr-ZrSi04 或 V-Zr02。
4.根據權利要求2所述的低溫陶瓷噴墨墨水，其特徵在於，所述分散介質佔普通陶瓷噴墨墨水總重量的60%，主要包括鏈狀的脂肪族烴、芳香族烴、脂肪酸、多元醇醚和多糖的任意一種。
5.根據權利要求2所述的低溫陶瓷噴墨墨水，其特徵在於，所述分散劑包括聚丙烯醯胺、海藻酸銨、乙氧基化合物的任意一種。
6.根據權利要求2所述的低溫陶瓷噴墨墨水，其特徵在於，所述表面活性劑為脂肪酸聚氧乙烯類或長鏈脂肪羧酸鹽類。
7.根據權利要求2所述的低溫陶瓷噴墨墨水，其特徵在於，所述添加劑包括結合劑、催幹劑和防腐劑的一種或多種混合；結合劑由樹脂組成，選擇鈦酸酯或鋁酸酯偶聯劑；催幹劑和防腐劑選擇異丙醇。
8.根據權利要求1-7任意一項所述的低溫陶瓷噴墨墨水，其特徵在於，包括的組分及其重量百分比如下:35%色料Co-Al，60%墨水溶劑和5%的藍色低溫著色熔塊A或40%色料Pr-ZrSi04、55%墨水溶劑和5%的黃色低溫著色熔塊B ;所述墨水溶劑包括脂肪族烴、聚丙烯醯胺、脂肪酸聚氧乙烯和鋁酸酯偶聯劑。
9.根據權利要求1-7任意一項所述的低溫陶瓷噴墨墨水，其特徵在於，包括的組分及其重量百分比如下:35%色料Co-Al，55%墨水溶劑，5%的藍色低溫著色熔塊A，2%化工原料和3%礦物原料；所述化工原料包括CoO，P205和Pb304 ;所述礦物原料包括硼砂，長石和石英粉；所述墨水溶劑包括脂肪族烴、聚丙烯醯胺、脂肪酸聚氧乙烯和鋁酸酯偶聯劑。
10.根據權利要求1-7任意一項所述的低溫陶瓷噴墨墨水，其特徵在於，包括的組分及其重量百分比如下:36%色料Pr-ZrSi04，55%墨水溶劑，5%黃色低溫著色熔塊B，2%化工原料和2%礦物原料；所述化工原料包括Fe304和Pb304 ;所述礦物原包括硼砂、長石和石英粉；所述墨水溶劑包括脂肪族烴、聚丙烯醯胺、脂肪酸聚氧乙烯和鋁酸酯偶聯劑。
【文檔編號】C09D11/38GK103642317SQ201310705971
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年12月20日 優先權日:2013年12月20日
【發明者】王祥乾 申請人:佛山市三水區康立泰無機合成材料有限公司