CN103869643A - 彩色陶瓷碳粉及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种彩色陶瓷碳粉及其制备方法。本发明采用热熔包裹工艺，能生产出和化学聚合工艺相同品质的产品，达到低成本高质量，由此工艺生产的陶瓷碳粉可以在精度为1200×1200dpi、2400×2400dpi目前最高端彩色激光打印机上使用。用本发明碳粉可以在陶瓷、玻璃、搪瓷和任何耐温材料上转印精细彩色图案，经过高温烧制之后图案硬度高于不锈钢，不易磨损，耐温、抗强酸强碱、抗紫外线、长期不褪色。
Description
技术领域
本发明涉及一种碳粉及其制备方法。具体说是彩色激光打印机和彩色复印机用红、黄、蓝、黑四种陶瓷碳粉及其制备方法。
背景技术
目前，静电复印机、激光打印机、传真机、彩色激光打印和彩色复印机上使用的碳粉，都采用机械粉碎法和化学聚合法生产工艺，碳粉根据生产工艺方式不同分为物理碳粉和化学碳粉二大类，物理碳粉颗粒大小不均，形状各异，一般只能在低端黑白机上使用；化学碳粉颗粒大小均匀，形状全部为圆球，为保证打印质量，高速黑白打印机和中高档彩色打印机，必须使用化学碳粉。目前国内外市场化学碳粉和物理碳粉售价相差3～5倍，主要因为二者生产设备投入相差50倍以上，生产成本1倍以上，国际上只有少数500强企业具备化学碳粉生产能力。
目前所有的碳粉都采用有机原料生产，所有的打印文稿遇阳光紫外线会褪色，不能耐高温，在300℃时都会碳化，在400℃以后，所有的图案都会变成二氧化碳气体散发掉。这些打印图文也不能经历户外和酸碱环境使用。
发明内容
本发明要解决的问题是提供一种彩色碳粉，这种碳粉采用无机原料(矿物质)为主，有机物质为辅，在彩色激光打印机和彩色复印机上打印图像和文字，该图案和文字可高温烧制到陶瓷、玻璃、搪瓷和任何耐高温材料表面，使文字和图案不褪色、耐酸耐碱、抗紫外线和高硬度抗磨损。
本发明要解决的另一个问题是提供一种制备彩色陶瓷碳粉的工艺方法。
为解决上述问题，本发明采取以下方案：
本发明的彩色陶瓷碳粉由以下重量份数的原料制成：
彩色陶瓷颜料30～50份、聚苯树脂和/或聚酯树脂40～60份、蒙旦蜡和/或碳氢合成蜡和/或茂金属催化PP蜡5～15份、电荷调节剂1～6份、气相二氧化硅0.2-1份。
在本发明的一个优选实施方式中，其特征在于所述的电荷调节剂选自季铵盐或金属偶氮铬化物。
在本发明的另一个优选实施方式中，所述的彩色陶瓷颜料选自黄色铬黄、蓝色钴蓝、黑色钴黑、红色镉硒红和/或金红中的一种或者多种的组合。
在本发明的一个优选实施方式中，所述的碳粉的平均粒径介于4-7μm之间。
本发明另一方面还涉及上述彩色陶瓷碳粉的制备方法，其包括以下步骤：
(1)先将陶瓷颜料用粉碎机加工成1～8μm的碎粉；
(2)再用分级机将碎粉进行分级，得到3～6μm的陶瓷颜料粉末，作为制作陶瓷碳粉的内核；
(3)再将树脂、蜡、电荷调节剂放在一起，并混合均匀，制成混合料；
(4)将混合料投入挤出机，在110℃～170℃的温度下挤出，用粉碎机将其粉碎成1～3μm的碎粉，作为陶瓷碳粉的外包裹材料；
(5)将内核和外包裹材料混合均匀，在200℃热风的旋转气流环境中，依附在内核表面的外包裹材料受热熔化，均匀包裹在内核的表面，形成圆球状，通过风冷至常温固化，得到半成品陶瓷碳粉；
(6)选200nm气态二氧化硅，按展开面积均匀包裹半成品表面，得到成品彩色陶瓷碳粉，其粒度分布为4～7μm。
本发明另一方面还涉及上述彩色陶瓷碳粉作为打印机或彩色复印机的墨粉的应用。
在本发明的一个优选实施方式中，所述的打印机用于在水转花纸上打印精细文字和/或图案然后将图案水转印到陶瓷、玻璃、搪瓷和任何耐温材料上，最后在600℃～1300℃温度烧制成功。
由于本发明采用热熔包裹工艺，能生产出和化学聚合工艺品质一样的产品，达到低成本高质量，由此工艺生产的陶瓷碳粉已在1200×1200dpi、2400×2400dpi目前最高端彩色激光打印机上使用。用本发明碳粉可以在陶瓷、玻璃、搪瓷和任何耐温材料上成功转印精细图案和文字，经过高温烧制之后硬度高于不锈钢，不易磨损，耐温、抗强酸强碱、抗紫外线、长期不褪色。
附图说明
图1：2400*2400dpi照片打印到陶瓷上的效果；
图2：在800℃时烧制的成品：
具体实施方式
实施例1：
(1)称取45重量份黄色陶瓷颜料铬黄CdS，用粉碎机加工成1-8μm粉末，再用分级机将粉末进行分级得到3-6μm的陶瓷颜料粉末，作为制作陶瓷碳粉的内核；
(2)将46重量份聚苯树脂、5重量份茂金属催化PP蜡和3.5重量份季铵盐电荷调节剂混合后投入挤出机，在116℃温度下挤出，然后用粉碎机粉碎成1-3μm粉末作为包裹材料；
(3)将上述两种粉末混合均匀后，投入热风包裹机中，制成半成品陶瓷碳粉；
(4)称取0.5重量份气相二氧化硅，与半成品陶瓷碳粉混合均匀，得到黄色陶瓷碳粉。
实施例2：
(1)称取45重量份蓝色陶瓷颜料钴蓝Co(AlO2)2，用粉碎机加工成1-8
μm粉末，再用分级机将粉末进行分级得到3-6μm的陶瓷颜料粉末，作为制作陶瓷碳粉的内核；
(2)将46重量份聚苯树脂、5重量份茂金属催化PP蜡和3.5重量份季铵盐电荷调节剂混合后投入挤出机，在116℃温度下挤出，之后用粉碎机粉碎成1-3μm法粉末作为包裹材料；
(3)将上述两种粉末混合均匀后，投入热风包裹机中，制成半成品陶瓷碳粉；
(4)称取0.5重量份气相二氧化硅，与半成品陶瓷碳粉混合均匀，得到蓝色陶瓷碳粉。
实施例3：
(1)称取45重量份红色陶瓷颜料镉硒包裹红Cd-Se-Zr-S，用粉碎机加工成1-8μm粉末，再用分级机将粉末进行分级得到3-6μm的陶瓷颜料粉末，作为制作陶瓷碳粉的内核；
(2)将46重量份聚苯树脂、5重量份茂金属催化PP蜡和3.5重量份季铵盐电荷调节剂混合后投入挤出机，在116℃温度下挤出，然后用粉碎机粉碎成1-3μm粉末作为包裹材料；
(3)将上述两种粉末混合均匀后，投入热风包裹机中，制成半成品陶瓷碳粉；
(4)称取0.5重量份气相二氧化硅，与半成品陶瓷碳粉混合均匀，得到红色陶瓷碳粉。
实施例4：
(1)称取45重量份黑色陶瓷颜料三氧化二钴Co2O3，用粉碎机加工成1-8μm粉末，再用分级机将粉末进行分级得到3-6μm的陶瓷颜料粉末，作为制作陶瓷碳粉的内核；
(2)将46重量份聚苯树脂、5重量份茂金属催化PP蜡和3.5重量份季铵盐电荷调节剂混合后投入挤出机，在116℃温度下挤出，然后用粉碎机粉碎成1-3μm粉末作为包裹材料；
(3)将上述两种粉末混合均匀后，投入热风包裹机中，制成半成品陶瓷碳粉；
(4)称取0.5重量份气相二氧化硅，与半成品陶瓷碳粉混合均匀，得到黑色陶瓷碳粉。
采用本发明实施例中所述的4种陶瓷碳粉在水转花纸上打印精细文字和/或图案然后将图案水转印到陶瓷上，纸上打印效果如图1所示，经800℃烧制之后，照片色彩鲜艳(如图2所示)，经加速实验，色彩保质期在1000年以上。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。
Claims (8)
1.彩色陶瓷碳粉，由以下重量份数的原料制成：
彩色陶瓷颜料30～50份、聚苯树脂和/或聚酯树脂40～60份、蒙旦蜡和/或碳氢合成蜡和/或茂金属催化PP蜡5～15份、电荷调节剂1～6份、气相二氧化硅0.2-1份。
2.根据权利要求1所述的彩色陶瓷碳粉，其特征在于所述的电荷调节剂选自季铵盐或金属偶氮铬化物。
3.根据权利要求1所述的彩色陶瓷碳粉，所述的彩色陶瓷颜料选自黄色铬黄、蓝色钴蓝、黑色钴黑、红色镉硒红/金红中的一种或者多种的组合。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的彩色陶瓷碳粉，所述的碳粉的平均粒径介于4-7μm之间。
5.权利要求1-4任意一项所述彩色陶瓷碳粉的制备方法，其包括以下步骤：
(1)先将陶瓷颜料用粉碎机加工成1～8μm的碎粉；
(2)再用分级机将碎粉进行分级，得到3～6μm的陶瓷颜料粉末，作为制作陶瓷碳粉的内核；
(3)再将树脂、蜡、电荷调节剂放在一起，并混合均匀，制成混合料；
(4)将混合料投入挤出机，在110℃～170℃的温度下挤出，用粉碎机将其粉碎成1～3μm的碎粉，作为陶瓷碳粉的外包裹材料；
(5)将内核和外包裹材料混合均匀，在200℃热风的旋转气流环境中，依附在内核表面的外包裹材料受热熔化，均匀包裹在内核的表面，形成圆球状，通过风冷至常温固化，得到半成品陶瓷碳粉；
(6)选用200nm气态二氧化硅，按展开面积均匀包裹半成品表面，得到成品彩色陶瓷碳粉，其粒度分布为4～7μm。
6.权利要求1-4任意一项所述彩色陶瓷碳粉作为打印机或彩色复印机的墨粉的应用。
7.根据权利要求6所述的应用，所述的打印机用于在水转花纸上打文字和/或图案，然后水转印到陶瓷、玻璃、搪瓷或任何其它耐温材料上打印的文字和/或图案，在600℃～1300℃温度烧制。
8.权利要求5所述的生产工艺方法，用于生产其他普通黑白或彩色打印碳粉的生产工艺方法。
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