CN103045011B - 一种蓝色陶瓷喷墨打印油墨的组合物及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种蓝色陶瓷喷墨打印油墨的组合物及其制备方法，其特征在于由A组分和B组分组成，A组分与B组分的重量比例为0.30:1～0.50:1所述A组分为D100＜1μm的蓝色陶瓷颜料，所述B组分是采用如下重量份的组成制备：沸点达240～320℃的高沸点长链脂肪族溶剂70.0～77.0、二元酸异丁酯类混合溶剂3.0～5.0、沸点达197～245℃的多元醇醚8.0～10.0、活性聚烯烃改性的聚酯类超分散剂3.0～5.0、脂肪烃树脂 7.0～12.0。本发明与已有技术相比，具有在分散介质中进行有效的分散，具有高固含量、低粘度、储存稳定性好，经长时间存放，不会发生颗粒团聚沉淀的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种蓝色陶瓷喷墨打印油墨的组合物及其制备方法。
背景技术
随着计算机技术、喷墨打印技术和自动化控制技术的迅速发展，陶瓷喷墨打印技术应运而生。由于欧洲的技术封锁以及国内用户的不了解，一直带着神秘感的喷墨印花技术在中国不能得到很好推广，直到2008年，欧洲的喷墨市场对中国开放后，国内企业才能亲身感受到喷墨印花的魔力。
在喷墨印花技术出并现之前，瓷砖花色一般采用丝网印花和辊筒印花两项技术，第一代的丝网印花技术，是一种平面印刷，不能实现对瓷砖凹凸造面印刷，因此很难使瓷砖表面达到表面的多元、立体效果。而辊筒印花与丝网印花相比，其突破在于可以实现凹凸面的印刷，从而使砖的表面层次更加丰富，对自然的仿真度更高。而第三代的喷墨技术则突破了传统印花技术的局限性，可以印刷出前两种技术无法印刷出的效果。这个新技术应用于传统的陶瓷业，一方面是作为一种新的装饰手段，用彩色喷墨打印技术赋予陶瓷表面装饰，以适应市场对陶瓷产品装饰设计个性化与快速制造的需要，适应较短的设计周期和多变的市场要求；另一方面是采用喷墨打印技术消除由于和喷印基材接触而造成的破损和缺陷，可以在凹凸不平的表面上印刷，实现陶瓷的无模成型和微型制造。陶瓷喷墨打印是陶瓷行业一个重大的技术革命，喷墨打印技术的工业化使陶瓷行业产生新的市场机遇。
喷墨印刷技术在欧洲的西班牙已经有10年的研发制造的历史，近五年，喷墨印刷技术在意大利和西班牙得到了大量应用。在中国，陶瓷喷墨印刷尚属于一项最新技术，其技术并不成熟完善，与欧洲国家相比还处在起步的阶段。
陶瓷喷墨打印的技术关键在于陶瓷墨水的制备。墨水是喷墨打印的重要一环，国内目前使用的墨水主要是从国外进口的，但是进口墨水从国外空运到中国费用高，备货期久，手续繁多，不能及时满足客户的需求，而且墨水有效期只有三个月，后续服务跟不上，给国内使用喷墨打印机企业带来不少烦恼，很多使用喷墨打印机的企业乃至整个陶瓷行业，都在盼望着陶瓷墨水的国产化，现在的中国陶瓷业在世界的地位是举足轻重，已经到了自主创新引领世界陶瓷阶段，墨水国产化是这发展大势中的必经一步。
陶瓷墨水通常由无机非金属颜料(色料、釉料)、溶剂、分散剂、结合剂及其它辅料构成。无机非金属颜料(色料、釉料)是墨水的核心物质，传统印花使用的色料粒径在6μm左右，但是要达到喷墨墨水的技术要求，陶瓷色料的粒径要小于1μm，陶瓷喷墨墨水常用的制备方法主要有分散法、溶胶法和反相乳相法。而以上三种加工方法中，溶胶法由于制造工艺方法原料昂贵、溶胶不稳定而受到限制；反相乳相法由于制得的墨水固含量低，也有待解决许多技术问题；而分散法是将陶瓷色粉与分散介质在纳米砂磨机中进行球磨混合，再超声分散，获得稳定的悬浮液。分散法是最简单的方法，成本较低，但由于颗粒度较大，需要解决墨水的稳定性问题。因此，选择一种能保证墨水细度和提高生产效率的制备方法是十分必要的。
陶瓷喷墨墨水中除了核心的发色之外，墨水的介质也是核心关键技术之一。介质的功能相当于传统的釉料作用，介质以溶剂的形式把色料粉体从打印机输送到载体上。如何根据现有的技术资料、陶瓷喷墨打印的要求，筛选出合适的分散介质，是制备喷墨墨水的第一步。陶瓷颜料的表面极性大，在低极性的有机溶剂中很难被润湿和分散；另一方面陶瓷喷墨墨水性能要求墨水的颗粒度小于1μm，粒径的减小将使颜料的比表面积和表面能急剧增大，自动凝聚的倾向增加，导致陶瓷颜料在陶瓷颜料在有机相中很难被分散成亚微米颗粒。如果墨水的稳定性低，发生颗粒团聚和沉降，就容易导致喷头堵塞，造成设备故障。在颜料分散过程中加入分散剂和树脂溶液是保持颜料分散稳定性的最有效方法，但是，分散剂和树脂溶液种类、用量及与分散介质的匹配性，直接影响墨水的喷墨打印性能，因此如何将亚微米的陶瓷颜料在分散介质中进行有效的分散，如何制备高固含量、低粘度、储存稳定性好，经长时间存放，不会发生颗粒团聚沉淀的喷墨打印墨水已成为该技术成熟应用与推广的难题所在。
发明内容
发明目的：本发明的目的是在于公开一种将亚微米的陶瓷颜料在分散介质中进行有效的分散，具有高固含量、低粘度、储存稳定性好，经长时间存放，不会发生颗粒团聚沉淀的蓝色陶瓷喷墨打印油墨的组合物与制备方法。
技术方案：本发明的陶瓷油墨由A组分和B组分组成， A组分与B组分的重量比例为0.30:1～0.50:1
所述A组分为D100＜1μm的蓝色陶瓷颜料，
所述B组分是采用如下重量份的组成制备：
沸点达240～320℃的高沸点长链脂肪族溶剂 70.0～77.0
二元酸异丁酯类混合溶剂 3.0～5.0
沸点达197～245℃的多元醇醚 8.0～10.0
活性聚烯烃改性的聚酯类超分散剂 3.0～5.0
脂肪烃树脂 7.0～12.0
本发明一种蓝色陶瓷喷墨打印油墨与制备方法包括如下步骤：
A组分的制备：将蓝色陶瓷喷墨颜料用气流粉碎机研磨至D50=6μm
B组分的制备：常温下将B组分高速搅拌混合
将A组分加入B组分中，搅拌混合，用高效纳米砂磨机(钇稳氧化锆磨球0.4～0.6mm，转速2200转/分)，研磨10小时以上，使颜料粒子D100＜1μm，然后采用0.8μm的滤膜过滤，获得一种蓝色陶瓷喷墨打印油墨。
本发明与已有技术相比，具有在分散介质中进行有效的分散，具有高固含量、低粘度、储存稳定性好，经长时间存放，不会发生颗粒团聚沉淀的优点。
具体实施方式
下面结合具体实例进一步阐明本发明。
本发明一种蓝色陶瓷喷墨打印油墨与制备方法包括如下步骤：
A组分的制备：将蓝色陶瓷喷墨颜料用气流粉碎机研磨至D50=6μm，
B组分的制备：常温下将B组分高速搅拌混合，
B组分的成分为：
b、混合有机溶剂：包括
沸点达240～320℃的、C18～C28的高沸点长链脂肪族溶剂
C9～C14的二元酸异丁酯类混合溶剂
沸点达197～245℃的多元醇醚
c、超分散剂：
活性聚烯烃改性的聚酯类超分散剂
D、粘度调节剂：
分子量为1000～2500的脂肪烃树脂
，
将A组分加入B组分中，搅拌混合，用高效纳米砂磨机(钇稳氧化锆磨球0.4～0.6mm，转速2200转/分)，研磨10小时以上，使颜料粒子D100＜1μm，然后采用0.8μm的滤膜过滤，获得一种蓝色陶瓷喷墨打印油墨。
这里，二元酸异丁酯类混合溶剂由16—24重量份的丁二酸二异丁酯、48—72重量份的戊二酸二异丁酯、16—24重量份的己二酸二异丁酯组成，
多元醇醚是：三丙二醇甲醚，二甘醇乙醚，二甘醇丁醚中的一种以上。
具体成分含量及所获得的产品的性能如下表所示：
Claims (1)
1.一种蓝色陶瓷喷墨打印油墨的组合物，其特征在于由A组分和B组分组成， A组分与B组分的重量比例为0.30:1～0.50:1，
所述A组分为D100＜1μm的蓝色陶瓷颜料，
所述B组分是采用如下重量份的组成制备：
沸点达240～320℃的高沸点长链脂肪族溶剂 70.0～77.0
二元酸异丁酯类混合溶剂 3.0～5.0
沸点达197～245℃的多元醇醚 8.0～10.0
活性聚烯烃改性的聚酯类超分散剂 3.0～5.0
脂肪烃树脂 7.0～12.0
，二元酸异丁酯类混合溶剂是C9～C14的二元酸异丁酯类混合溶剂，二元酸异丁酯类混合溶剂由16—24重量份的丁二酸二异丁酯、48—72重量份的戊二酸二异丁酯、16—24重量份的己二酸二异丁酯组成。
2. 根据权利要求1所述的蓝色陶瓷喷墨打印油墨的组合物，其特征在于高沸点长链脂肪族溶剂是C18～C28的高沸点长链脂肪族溶剂。
3. 根据权利要求1或2所述的蓝色陶瓷喷墨打印油墨的组合物，其特征在于多元醇醚是三丙二醇甲醚，二甘醇乙醚，二甘醇丁醚中的一种以上。
4. 根据权利要求1至3所述的蓝色陶瓷喷墨打印油墨的组合物的制备方法，其特征在于A组分的制备：将蓝色陶瓷喷墨颜料用气流粉碎机研磨至D50=6μm，
B组分的制备：常温下将B组分高速搅拌混合，
将A组分加入B组分中，搅拌混合，用高效纳米砂磨机研磨，使颜料粒子D100＜1μm，然后采用0.8μm的滤膜过滤，获得一种蓝色陶瓷喷墨打印油墨。
5. 根据权利要求4所述的蓝色陶瓷喷墨打印油墨的组合物的制备方法，其特征在于高效纳米砂磨机采用钇稳氧化锆磨球0.4～0.6mm，高效纳米砂磨机的转速2200转/分。
6. 根据权利要求4或5所述的蓝色陶瓷喷墨打印油墨的组合物的制备方法，其特征在于研磨10小时以上。
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