CN103224736A

CN103224736A - 一种陶瓷喷墨打印用哑光釉料油墨及其制备方法

Info

Publication number: CN103224736A
Application number: CN201310119270XA
Authority: CN
Inventors: 李向钰; 余水林; 张翼
Original assignee: FOSHAN DOWSTONG TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: FOSHAN DOWSTONG TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2013-04-08
Filing date: 2013-04-08
Publication date: 2013-07-31
Anticipated expiration: 2033-04-08
Also published as: CN103224736B

Abstract

本发明公开了一种陶瓷喷墨打印用哑光釉料油墨及其制备方法，该油墨含有如下质量百分比的组分：哑光釉料30～50%、树脂3～8%、分散剂2～10%、流平剂0.1～0.2%、消泡剂0.3～0.6%、防沉剂0.08～0.12%，余量为溶剂，所述哑光釉料含有如下组分的原料：SiO₂、Al₂O₃、K₂O、Na₂O、CaO、MgO、ZnO、BaO。本发明所制备出的哑光釉料油墨粘度低，粒径分布均匀，最大粒径小于1μm，具有良好的打印性能。烧制出的釉面具有质感柔和的哑光效果。

Description

一种陶瓷喷墨打印用哑光釉料油墨及其制备方法

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哑光釉料油墨及其制备方法。

背景技术

陶瓷喷墨技术是一种新的无接触、无压力、无印版的印刷技术。它是一种采用凌空喷墨的施釉方式，将色釉料按照电脑输入的颜色配比进行打印，烧成后呈色的装饰手法。陶瓷喷墨技术能在极短的时间内达到个性化的要求，更加适合当今瓷砖时装化、个性化、艺术化、小批量、多花色、高仿真、低碳环保的发展趋向。

喷墨陶瓷技术非常符合当前节能环保的潮流。它改变了传统的接触式压力印刷，实现了与砖面不接触的“凌空”印刷，能克服凹凸面、斜面的障碍，可实现多角度、高致密性上釉。喷墨技术由电脑操控，能够精确控制每片瓷砖色釉料用量，油墨利用率高，清洁又环保。据介绍，以日产8000平方米瓷砖计算，采用其它印花方式时约需用釉料4～5吨，而喷墨印花只需用油墨1吨半，油墨利用率超过95%，这对耗釉巨大的陶瓷产业来说，大大减少了原材料的浪费，降低了成本。但是目前市面对陶瓷油墨产品的研究与开发主要停留在颜料这一领域，而对釉料墨水的研究还很少报道。难点之一可能是色料超细化之后，原先的特殊效果可能不再保持，以及釉料油墨的如何制备也成为一个技术难点。

哑光釉是无光釉系的微结晶釉，其哑光机理是向配合料中加入能导致哑光作用的元素，并在一定的烧成温度和适当的冷却速度过程中生成无数的微小单晶体，这些无数微小单晶体使光线发生折射，从而产生哑光效果。哑光釉是现代化陶瓷高级装饰釉料，由于其具有釉面柔和、温润似玉石质感等特点，把它用于装饰高品质仿古砖，能使产品获得特殊的质感、美感和独特的艺术魅力。

通常哑光釉料都是通过丝网印刷的方式施釉，施釉量较高，造成了原材料的浪费，为了降低哑光陶瓷砖的生产成本，因此也需求制备成陶瓷喷墨打印用的油墨。但是哑光釉料变成纳米级之后，再加上施釉量比较薄，因此烧结之后，哑光也会变成亮光，因此哑光陶瓷油墨的制备需要调整釉料配方、釉料和油墨的制备工艺来实现。

发明内容

本发明的目的在于提供一种陶瓷喷墨打印用哑光釉料油墨及其制备方法。

本发明公开的用于陶瓷喷墨打印用的哑光釉料油墨，其中釉料的粒度分布在200～300 nm的范围之内，具有优良的稳定性和打印流畅性，不会磨损和堵塞喷头，节能又环保。

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哑光釉料油墨，含有如下质量百分比的组分：哑光釉料30～50%、树脂3～8%、分散剂2～10%、流平剂0.1～0.2%、消泡剂0.3～0.6%、防沉剂0.08～0.12%，余量为溶剂；所述哑光釉料，其原料含有如下质量份组分：SiO₂40～70份、Al₂O₃10～30份、（K₂O+Na₂O）1～6份、CaO 1～10份、MgO 1～10份、ZnO 0～10份、BaO 0～10份。

优选的，哑光釉料为锌哑光釉料、钙哑光釉料、镁哑光釉料、钡哑光釉料中的至少一种或其复合哑光釉料。锌哑光釉料、钙哑光釉料、镁哑光釉料、钡哑光釉料分别通过调控配方中CaO、MgO、ZnO和BaO的含量来实现。

由于制备成纳米级细度的哑光釉料后，釉料的烧成温度会降低，优选的，哑光釉料原料中Al₂O₃的质量份为20～30份。

通常釉料的制备方法是配好料直接混匀，在球磨至所需的粒径即可。由于皮纹釉料中大量塑性料，在釉料超细化后会引起触变，从而影响油墨的流动性。因此，哑光釉料的制备工艺需进行调整，将它烧成熔块变成瘠性料。哑光釉料的制备工艺为：将各原料组分按配比称量，混匀后于1500～1550℃下烧成熔块，再粉碎至325目以下。

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在3000～10000之间。本发明中的分散剂主要作用是极性基团吸附在釉料的表面，形成吸附层，产生电荷斥力和空间位阻效应，防止分散后的釉料再次絮凝，可保持体系处于稳定的悬浮状态。还能降低釉浆的粘度，增加研磨釉浆中的釉料固含量，提高研磨效率。优选的，分散剂可以列举出的商品名包括BYK161、BYK163、BYK164、BYK168、EFKA 4310、EFKA 4400、EFKA 4401、Afcona 4000、Afcona 4200、Tego 710、Tego 671，但不限于此。

优选的，树脂为醇酸树脂、丙烯酸树脂中的至少一种。树脂可以列举出的商品名包括帝斯曼的Novalkyd 2550X70C、Novalkyd 3802AB70，德赋乐的 W’CrylA 1218、W’CrylA 2218，但不限于此。本发明树脂的主要作用提高釉料与坯体间的结合力。

优选的，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。

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。

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，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哑光釉料油墨的制备方法，包括以下步骤：

1) 将部分溶剂、树脂、分散剂和哑光釉料混合，分散均匀，使釉料充分润湿；

2) 将分散好的物料研磨，控制釉料的平均粒径为200～300 nm，最大粒径小于1 μm，得釉浆；

3) 向釉浆中加入流平剂、消泡剂、防沉剂及剩余溶剂，过滤，得陶瓷喷墨打印用哑光釉料油墨。

本发明的有益效果是：

本发明的陶瓷喷墨打印用釉料油墨品质稳定性好，可长时间保存，并具有良好的喷墨打印性能，且哑光釉料油墨的粘度低，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1 μm。本发明陶瓷喷墨打印用哑光釉料油墨的制备方法，简单而高效，经过一步料浆研磨过程和油墨性能调节过程，大大节约了生产成本。本发明的釉料油墨用于陶瓷喷墨打印后，釉面具有质感柔和的哑光效果。

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1

一种陶瓷喷墨打印用哑光釉料油墨，按质量百分比计，由以下组分组成：哑光釉料30%，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18.5%，二乙二醇甲醚28%。

其中，哑光釉料，其原料由如下质量份组分组成：SiO₂50份、Al₂O₃25份、K₂O 2份、Na₂O 2份、CaO 10份、MgO 1份、ZnO 5份、BaO 10份；其制备方法，包括以下步骤：将各原料组分按配比称量，混匀后于1500℃下烧成熔块，再粉碎，并过325目筛网，得哑光釉料。

实施例2

一种陶瓷喷墨打印用哑光釉料油墨，按质量百分比计，由以下组分组成：哑光釉料35%，聚丙烯酸酯型分散剂（EFKA4401）2%，丙烯酸树脂（W’CrylA 1218）3%，流平剂（BYK333）0.2%，防沉剂（Disparlon NS-5501）0.1%，消泡剂（BYK051）0.5%，乙二醇丁醚24%，二乙二醇丁醚50%。

其中，哑光釉料，其原料由如下质量份组分组成：SiO₂40份、Al₂O₃30份、K₂O 4份、Na₂O 2份、CaO 1份、MgO 8份、BaO 5份；其制备方法，包括以下步骤：将各原料组分按配比称量，混匀后于1550℃下烧成熔块，再粉碎，并过325目筛网，得哑光釉料。

实施例3

一种陶瓷喷墨打印用哑光釉料油墨，按质量百分比计，由以下组分组成：哑光釉料40%，聚丙烯酸酯型分散剂（EFKA4400）10%，丙烯酸树脂（W’CrylA 2218）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14 %，乙二醇乙醚醋酸酯20.3%。

其中，哑光釉料，其原料由如下质量份组分组成：SiO₂70份、Al₂O₃20份、K₂O 0.5份、Na₂O 0.5份、CaO 5份、MgO 10份、ZnO 10份；其制备方法，包括以下步骤：将各原料组分按配比称量，混匀后于1530℃下烧成熔块，并过325目筛网，得哑光釉料。。

实施例4

一种陶瓷喷墨打印用哑光釉料油墨，按质量百分比计，由以下组分组成：哑光釉料45%，聚氨酯型分散剂（Tego 710）6%，醇酸树脂（Novalkyd 3802AB70）8%，流平剂（BYK 333）0.2%，防沉剂（Disparlon 6650）0.1%，消泡剂（BYK052）0.6%，二乙二醇丁醚30%，丙二醇甲醚醋酸酯25.1%。

其中，哑光釉料，其原料由如下质量份组分组成：SiO₂60份、Al₂O₃10份、K₂O 1份、Na₂O 2份、CaO 7份、MgO 8份、ZnO 8份、BaO 6份；其制备方法，包括以下步骤：将各原料组分按配比称量，混匀后于1500℃下烧成熔块再粉碎，并过325目筛网，得哑光釉料。

对比例1

其中，哑光釉料，其原料由如下质量份组分组成：SiO₂50份、Al₂O₃9份、K₂O 2份、Na₂O 2份、CaO 10份、MgO 1份、ZnO 5份、BaO 10份；其制备方法，包括以下步骤：将各原料组分按配比称量，混匀后于1500℃下烧成熔块，再粉碎，并过325目筛网，得哑光釉料。

对比例2

一种陶瓷喷墨打印用哑光釉料油墨，其配方与制备方法同实施例1，仅哑光釉料的制备方法不同，包括以下步骤：将各原料组分按配比称量，混匀后过325目筛网，得哑光釉料。

以上实施例的陶瓷喷墨打印用哑光釉料油墨的制备方法，包括如下步骤：（1）将部分溶剂、树脂、分散剂、哑光釉料经高速分散机进行预分散，使釉料充分润湿；（2）将预分散好的物料转入到研磨机中进行研磨2～4h，使釉料的平均粒径为200～300 nm，最大粒径小于1 μm，得哑光釉料釉浆；（3）向哑光釉浆中加入流平剂、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哑光釉料油墨。

将实施例1～4及对比例1～2制备的陶瓷喷墨打印用哑光釉料油墨进行性能测试，测试结果见表1。

Figure 201310119270X100002DEST_PATH_IMAGE001

本发明的陶瓷喷墨打印用哑光釉料油墨的制备方法，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28～35 mN/m，粒径分布均匀，平均粒径在200～300 nm之间，最大粒径小于1 μm，而且稳定性好，具有良好的喷墨打印性能。

实施例1～4制备的陶瓷喷墨打印用哑光釉料油墨的打印流畅性好，没有出现断线、条痕等现象，不会磨损和堵塞喷头，打印的图案清晰，相比较而言，实施例1的打印流畅性尤其好，打印的图案细节清晰。

对比例1所制备的油墨除了釉料配方中降低了Al₂O₃的含量外，其它配方和制备工艺与实施例1相同，制备出的油墨烧成之后同实施例1～4相比釉面要透明和光亮很多，不具备哑光效果。对比例2所采用的皮纹釉料是没有在1500～1550℃进行烧结的，其它原料和工艺同实施例1一样。该釉料在釉浆研磨过程中，随着时间的增长釉浆变得越来越稠，虽然也能研磨到所需的粒径范畴，但是粘度太高难以调制成油墨。

Claims

1.一种陶瓷喷墨打印用哑光釉料油墨，含有如下质量百分比的组分：哑光釉料30～50%、树脂3～8%、分散剂2～10%、流平剂0.1～0.2%、消泡剂0.3～0.6%、防沉剂0.08～0.12%，余量为溶剂；

所述哑光釉料，其原料含有如下质量份组分：SiO₂40～70份、Al₂O₃10～30份、（K₂O+Na₂O）1～6份、CaO 1～10份、MgO 1～10份、ZnO 0～10份、BaO 0～10份。

2.根据权利要求1所述的陶瓷喷墨打印用哑光釉料油墨，其特征在于：哑光釉料为锌哑光釉料、钙哑光釉料、镁哑光釉料、钡哑光釉料中的至少一种或其复合哑光釉料。

3.根据权利要求1或2所述的陶瓷喷墨打印用哑光釉料油墨，其特征在于：哑光釉料原料中Al₂O₃的质量份为20～30份。

4.根据权利要求1或2所述的陶瓷喷墨打印用哑光釉料油墨，其特征在于：哑光釉料的制备方法为：将各原料组分按配比称量，混匀后于1500～1550℃下烧成熔块，再粉碎至325目以下。

5.根据权利要求1或2所述的陶瓷喷墨打印用哑光釉料油墨，其特征在于：树脂为醇酸树脂、丙烯酸树脂中的至少一种。

6.根据权利要求1或2所述的陶瓷喷墨打印用哑光釉料油墨，其特征在于：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。

7.根据权利要求1或2所述的陶瓷喷墨打印用哑光釉料油墨，其特征在于：溶剂为醚类溶剂或酯类溶剂。

8.根据权利要求7所述的陶瓷喷墨打印用哑光釉料油墨，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。

9.根据权利要求1或2所述的陶瓷喷墨打印用哑光釉料油墨，其特征在于：流平剂为聚醚改性硅氧烷；和/或消泡剂为不含有机硅的聚合物型消泡剂；和/或防沉剂为聚酰胺蜡、氧化聚乙烯中的至少一种。

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

1）将部分溶剂、树脂、分散剂和哑光釉料混合，分散均匀，使釉料充分润湿；

2）将分散好的物料研磨，控制哑光釉料的平均粒径为200～300 nm，最大粒径小于1 μm，得哑光釉料釉浆；

3）向哑光釉料釉浆中加入流平剂、消泡剂、防沉剂及剩余溶剂，过滤，得陶瓷喷墨打印用哑光釉料油墨。