CN102964920A

CN102964920A - 一种陶瓷喷墨打印用油墨及其制备方法

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Publication number: CN102964920A
Application number: CN201210489664XA
Authority: CN
Inventors: 石教艺; 李向钰; 张翼
Original assignee: GUANGDONG DOWSTONE TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: GUANGDONG DOWSTONE TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2012-11-27
Filing date: 2012-11-27
Publication date: 2013-03-13
Anticipated expiration: 2032-11-27
Also published as: CN102964920B

Abstract

本发明公开了一种陶瓷喷墨打印用油墨及其制备方法，该油墨含有如下质量百分比的组分：陶瓷色料20～50%，树脂3～8%，分散剂2～10%，流平剂0.1～0.2%、消泡剂0.3～0.7%、防沉剂0.08～0.12%，余量为溶剂，所述分散剂为高分子量聚氨酯型分散剂或高分子量聚丙烯酸酯型分散剂。本发明的陶瓷喷墨打印用油墨品质稳定性好，可长时间保存，并具有良好的喷墨打印性能，油墨的粘度低，粒径分布均匀，其粘度为10.0～40.0mPa·s之间并且可调控，表面张力为28～38mN/m，平均粒径为200～300nm，最大粒径小于800nm。本发明陶瓷喷墨打印用油墨的制备方法，简单而高效，经过一步色浆研磨过程和墨水性能调节过程，大大节约了生产成本。

Description

一种陶瓷喷墨打印用油墨及其制备方法

技术领域

本发明属于陶瓷喷墨技术领域，涉及一种陶瓷喷墨打印用油墨及其制备方法。

背景技术

陶瓷喷墨技术是一种非接触式的数字印刷技术，它是将陶瓷色料粉体制成的墨水，将小墨滴从直径数十微米的喷嘴喷到建筑陶瓷的表面上，烧成后呈色的装饰手法，装饰的图案的形状和几何尺寸由计算机控制。陶瓷喷墨技术摒弃了传统印花方式的繁琐（如丝网印花和辊筒印花），直接在坯体上喷印，提高了印花的精度，实现了多变的图案造型情况，因此生产出来的瓷砖形象更逼真，更贴近自然。

自2009年我国引进第一台陶瓷喷墨机以来，陶瓷喷墨印刷技术的发展突飞猛进，并得到大量的应用，相应的各种各样的陶瓷喷墨油墨的要求也剧增。喷墨打印技术在陶瓷的应用关键在于陶瓷油墨的制备，陶瓷油墨是由色料、溶剂、分散剂、连结料及其它助剂所组成。通常要求色料的粒径小于1微米，尺寸分布要窄，粒径过大容易导致堵塞喷墨打印机的喷头，影响打印的流畅性和最终效果；粒径过小会影响色料烧结时的发色，可能发色变浅或不发色。而油墨的稳定性和打印性能则取决于它的制备工艺及油墨里的各种添加剂。但是目前国内外墨水的性能还是存在一些问题，如墨水稳定性不够，色料易发生团聚和沉淀；发色差，烧成后色彩偏淡；墨水与喷头的兼容性不好，造成喷头堵塞；墨水与坯体的润湿情况不好，易出现铺展不开或者过度扩散等情况。所以，研制出一种制备工艺简单、稳定性好和打印性能优异的陶瓷喷墨打印油墨具有很大的市场前景。

发明内容

本发明的目的在于提供一种陶瓷喷墨打印用油墨及其制备方法。

针对现有技术中所存在的不足，本发明所采用的技术方案是：

一种陶瓷喷墨打印用油墨，含有如下质量百分比的组分：陶瓷色料20～50%，树脂3～8%，分散剂2～10%，流平剂0.1～0.2%、消泡剂0.3～0.7%、防沉剂0.08～0.12%，余量为溶剂，所述分散剂为高分子量聚氨酯型分散剂或高分子量聚丙烯酸酯型分散剂。

本发明中的分散剂为含亲颜料基团的高分子量聚氨酯型分散剂或高分子量聚丙烯酸酯型分散剂，优选的分散剂的分子量为1000～10000。本发明中的分散剂主要作用是吸附在色料的表面，构成吸附层，产生电荷斥力和空间位阻效应，防止分散后的色料再次絮凝，可保持体系处于稳定的悬浮状态。分散剂选用得当，不但能防止颜料沉淀，使陶瓷油墨具有良好的储存稳定性，还能降低色浆的粘度，增加研磨色浆中的色料固含量，提高研磨效率。通常低分子量分散剂不能形成有效的位阻空间，因而难以形成稳定的分散体。

优选的，分散剂可以列举出的商品名包括BYK161、BYK163、BYK164、BYK168、EFKA4310、EFKA 4400、EFKA4401、Nuosperse FX9086、Solsperse 24000、Tego710、Tego671，但不限于此。

优选的，树脂为醇酸树脂、丙烯酸树脂、氯醋树脂中的至少一种。树脂可以列举出的商品名包括Novalkyd 2550X70C，NeoCryl B725，Wacker H14/36，但不限于此。本发明树脂的主要作用提高色料与坯体间的结合力，还防止后续的施釉工艺中图案发生移色而导致图案不清晰。

优选的，溶剂为醚类溶剂或酯类溶剂。优选的，所述醚类溶剂为乙二醇丁醚、二乙二醇甲醚、二乙二醇丁醚中的至少一种；所述酯类溶剂为乙二醇乙醚醋酸酯、丙二醇甲醚醋酸酯中的至少一种。本发明中的溶剂主要起载体作用，将色料、树脂和助剂等分散在其中形成稳定的体系，并使油墨具有良好的打印流畅性。

优选的，一种陶瓷喷墨打印用油墨，按质量百分比计，由以下组分组成：陶瓷色料40%，聚氨酯型分散剂8%，醇酸树脂5%，流平剂0.1%，防沉剂0.1%，消泡剂0.3%，乙二醇丁醚8.5%，二乙二醇甲醚38%。

优选的，一种陶瓷喷墨打印用油墨，按质量百分比计，由以下组分组成：陶瓷色料20%，聚丙烯酸酯型分散剂2%，丙烯酸树脂3%，流平剂0.2%，防沉剂0.1%，消泡剂0.7%，乙二醇丁醚18.5%，二乙二醇丁醚55.5%。

优选的，一种陶瓷喷墨打印用油墨，按质量百分比计，由以下组分组成：陶瓷色料50%，聚丙烯酸酯型分散剂10%，丙烯酸树脂5%，流平剂0.2%，防沉剂0.1%，消泡剂0.4%，乙二醇丁醚9.3%，二乙二醇甲醚25%。

优选的，一种陶瓷喷墨打印用油墨，按质量百分比计，由以下组分组成：陶瓷色料30%，聚氨酯型分散剂6%，氯醋树脂8%，流平剂0.2%，防沉剂0.1%，消泡剂0.6%，乙二醇乙醚醋酸酯30%，丙二醇甲醚醋酸酯25.1%。

优选的，一种陶瓷喷墨打印用油墨，按质量百分比计，由以下组分组成：陶瓷色料40%，聚氨酯型分散剂4%，醇酸树脂6%，流平剂0.1%，防沉剂0.1%，消泡剂0.4%，乙二醇乙醚醋酸酯32%，丙二醇甲醚醋酸酯18.4%。

优选的，一种陶瓷喷墨打印用油墨，按质量百分比计，由以下组分组成：陶瓷色料40%，聚氨酯型分散剂6%，丙烯酸树脂5%，流平剂0.2%，防沉剂0.1%，消泡剂0.5%，乙二醇丁醚10.2%，二乙二醇丁醚38%。

优选的，陶瓷色料的颜色为黑色、蓝色、黄色、桔黄色、粉红色、红棕色中至少一种。

优选的，流平剂为聚醚改性硅氧烷。流平剂可以列举出的商品名包括BYK306、BYK333、Levaslip 8629，但不限于此。本发明中的流平剂主要用于调节油墨与坯体的润湿效果，防止油墨出现铺展不开或者过度扩散等情况。

优选的，消泡剂为不含有机硅的聚合物型消泡剂。消泡剂可以列举出的商品名包括BYK051、BYK052，但不限于此。

优选的，防沉剂为聚酰胺蜡、氧化聚乙烯中的至少一种。防沉剂可以列举出的商品名包括Disparlon NS-5501、Disparlon 6650，但不限于此。

上述的陶瓷喷墨打印用油墨的制备方法，包括以下步骤：

1) 将部分溶剂、树脂、分散剂和陶瓷色料混合，分散均匀，使色料充分润湿；

2) 将分散好的物料研磨，控制色料的平均粒径为200～300 nm，最大粒径小于800 nm，得色浆；

3) 向色浆中加入流平剂、消泡剂、防沉剂及剩余溶剂，过滤，得陶瓷喷墨打印用油墨。

本发明的有益效果是：

本发明的陶瓷喷墨打印用油墨品质稳定性好，可长时间保存，并具有良好的喷墨打印性能，且油墨的粘度低，粒径分布均匀，油墨的粘度在10.0～40.0 mPa·s之间并且可调控，表面张力为28～38 mN/m，平均粒径为200～300 nm，最大粒径小于800 nm。本发明陶瓷喷墨打印用油墨的制备方法，简单而高效，经过一步色浆研磨过程和墨水性能调节过程，大大节约了生产成本。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明作进一步的说明，但并不局限于此。

实施例中的陶瓷色料均购自广东道氏技术股份有限公司，颗粒大小在400目以下。

实施例1

一种陶瓷喷墨打印用油墨，按质量百分比计，由以下组分组成：黑色陶瓷色料40%，聚氨酯型分散剂（BYK163）8%，醇酸树脂（Novalkyd 2550X70C）5%，流平剂（BYK306）0.1%，防沉剂（Disparlon NS-5501）0.1%，消泡剂（BYK051）0.3%，乙二醇丁醚8.5%，二乙二醇甲醚38%。

实施例2

一种陶瓷喷墨打印用油墨，按质量百分比计，由以下组分组成：蓝色陶瓷色料20%，聚丙烯酸酯型分散剂（EFKA4400）2%，丙烯酸树脂（NeoCryl B-725）3%，流平剂（BYK333）0.2%，防沉剂（Disparlon NS-5501）0.1%，消泡剂（BYK052）0.7%，乙二醇丁醚18.5%，二乙二醇丁醚55.5%。

实施例3

一种陶瓷喷墨打印用油墨，按质量百分比计，由以下组分组成：黄色陶瓷色料50%，聚丙烯酸酯型分散剂（EFKA4401）10%，丙烯酸树脂（NeoCryl B-725）5%，流平剂（BYK333）0.2%，防沉剂（Disparlon NS-5501）0.1%，消泡剂（BYK052）0.4%，乙二醇丁醚9.3%，二乙二醇甲醚25%。

实施例4

一种陶瓷喷墨打印用油墨，按质量百分比计，由以下组分组成：桔黄陶瓷色料30%，聚氨酯型分散剂（Nuosperse FX9086）6%，氯醋树脂（Wacker H14/36）8%，流平剂（Levaslip 8629）0.2%，防沉剂（Disparlon 6650）0.1%，消泡剂（BYK051）0.6%，乙二醇乙醚醋酸酯30%，丙二醇甲醚醋酸酯25.1%。

实施例5

一种陶瓷喷墨打印用油墨，按质量百分比计，由以下组分组成：粉红陶瓷色料40%，聚氨酯型分散剂（Tego 710）4%，醇酸树脂（Novalkyd 2550X70C）6%，流平剂（BYK333）0.1%，防沉剂（Disparlon 6650）0.1%，消泡剂（BYK052）0.4%，乙二醇乙醚醋酸酯32%，丙二醇甲醚醋酸酯18.4%。

实施例6

一种陶瓷喷墨打印用油墨，按质量百分比计，由以下组分组成：红棕陶瓷色料40%，聚氨酯型分散剂（Tego 671）6%，丙烯酸树脂（NeoCryl B-725）5%，流平剂（BYK333）0.2%，防沉剂（Disparlon 6650）0.1%，消泡剂（BYK051） 0.5%，乙二醇丁醚10.2%，二乙二醇丁醚38%。

以上实施例的陶瓷喷墨打印用油墨的制备方法，包括如下步骤：（1）将部分溶剂、树脂、分散剂、陶瓷色料经高速分散机进行预分散，使色料充分润湿；（2）将预分散好的物料转入到研磨机中进行研磨2～4h，使色料的平均粒径为200～300 nm，最大粒径小于800 nm，得色浆；（3）向色浆中加入流平剂、消泡剂、防沉剂及溶剂，用1微米滤芯过滤，得到陶瓷喷墨打印用油墨。

将实施例1～6制备的陶瓷喷墨打印用油墨进行性能测试，测试结果见表1。由表可知，本发明所制备的陶瓷喷墨打印用的油墨具有良好的稳定性和喷墨打印性能。

Figure 201210489664X100002DEST_PATH_IMAGE001

本发明的陶瓷喷墨打印用油墨的制备方法，简单而高效，大大节约了生产成本。本发明所制备的油墨粘度为10.0～40.0 mPa·s，表面张力在28～38 mN/m，粒径分布均匀，平均粒径在200～300 nm之间，最大粒径小于800 nm，而且稳定性好，具有良好的喷墨打印性能。

Claims

1.一种陶瓷喷墨打印用油墨，含有如下质量百分比的组分：陶瓷色料20～50%，树脂3～8%，分散剂2～10%，流平剂0.1～0.2%、消泡剂0.3～0.7%、防沉剂0.08～0.12%，余量为溶剂，所述分散剂为高分子量聚氨酯型分散剂或高分子量聚丙烯酸酯型分散剂。

2.根据权利要求1所述的陶瓷喷墨打印用油墨，其特征在于：树脂为醇酸树脂、丙烯酸树脂、氯醋树脂中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的陶瓷喷墨打印用油墨，其特征在于：溶剂为醚类溶剂或酯类溶剂。

4.根据权利要求3所述的陶瓷喷墨打印用油墨，其特征在于：所述醚类溶剂为乙二醇丁醚、二乙二醇甲醚、二乙二醇丁醚中的至少一种；所述酯类溶剂为乙二醇乙醚醋酸酯、丙二醇甲醚醋酸酯中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的陶瓷喷墨打印用油墨，其特征在于：陶瓷色料的颜色为黑色、蓝色、黄色、桔黄色、粉红色、红棕色中至少一种。

6.根据权利要求1所述的陶瓷喷墨打印用油墨，其特征在于：流平剂为聚醚改性硅氧烷。

7.根据权利要求1所述的陶瓷喷墨打印用油墨，其特征在于：消泡剂为不含有机硅的聚合物型消泡剂。

8.根据权利要求1所述的陶瓷喷墨打印用油墨，其特征在于：防沉剂为聚酰胺蜡、氧化聚乙烯中的至少一种。

9.根据权利要求1所述的陶瓷喷墨打印用油墨，其特征在于：分散剂的分子量为1000～10000。

10.权利要求1～9任一项所述的陶瓷喷墨打印用油墨的制备方法，包括以下步骤：

1)将部分溶剂、树脂、分散剂和陶瓷色料混合，分散均匀，使色料充分润湿；

2)将分散好的物料研磨，控制色料的平均粒径为200～300 nm，最大粒径小于800 nm，得色浆；

3)向色浆中加入流平剂、消泡剂、防沉剂及剩余溶剂，过滤，得陶瓷喷墨打印用油墨。