CN104893405A - 一种快干型无铅环保玻璃油墨及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及油墨技术领域，具体涉及一种快干型无铅环保玻璃油墨及其制备方法，该快干型无铅环保玻璃油墨包括如下重量份的原料：无铅玻璃粉40-60份、有机载体20-30份、分散剂1-5份、颜料6-10份和溶剂10-20份。本发明的快干型无铅环保玻璃油墨不含有铅、镉、汞、六价铬、PBB、PBDE等有害物质，并且附着力强、遮光性好、光泽度高，与玻璃基体有优良的润湿性和相容性。

Description

一种快干型无铅环保玻璃油墨及其制备方法
技术领域
本发明涉及油墨技术领域，具体涉及一种快干型无铅环保玻璃油墨及其制备方法。
背景技术
玻璃具有优异的安全性、热稳定性和很高的强度，在家具、电子电器行业、建筑、装饰行业、汽车行业等与大家息息相关的场所随处可见。玻璃装饰用的油墨种类也很多，主要起装饰、美观和防紫外线等射线辐射的作用。但目前市场上使用的油墨大都含有铅等成份，在当前环保的大形势下，铅的使用造成的污染使环境需要多年才能恢复的；另一方面，现有的玻璃油墨的干燥速度较慢
鉴于以上现有钢化玻璃用油墨存在的不足，开发出快干型无铅环保玻璃油墨并能替代现有的含铅的玻璃油墨就成为当务之急。
发明内容
为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种快干型无铅环保玻璃油墨，该快干型无铅环保玻璃油墨不含有铅、镉、汞、六价铬、PBB、PBDE等有害物质，并且干燥速度快。
本发明的另一目的在于提供一种快干型无铅环保玻璃油墨的制备方法，该制备方法工艺简单，操作控制方便，质量稳定，生产效率高，可大规模工业化生产。
本发明的目的通过下述技术方案实现：一种快干型无铅环保玻璃油墨，包括如下重量份的原料：
无铅玻璃粉    40-60份
有机载体      20-30份
分散剂        1-5份
颜料          6-10份
溶剂          10-20份
纳米碳酸钙    5-10份
壳聚糖-石墨烯复合材料1-5份。
本发明的快干型无铅环保玻璃油墨通过采用上述原料，并严格控制各原料的重量配比，不含有铅、镉、汞、六价铬、PBB、PBDE等有害物质，并且附着力强、遮光性好、光泽度高，与玻璃基体有优良的润湿性和相容性。
优选的，所述无铅玻璃粉粒径为1～5μm的硼硅酸铜锌系玻璃粉，软化点为500-600℃，膨胀系数为7-9×10-7/℃。
本发明通过采用粒径为1～5μm的硼硅酸铜锌系玻璃粉，并控制其软化点为500-600℃，膨胀系数为7-9×10-7/℃，制得的油墨附着力强、遮光性好、光泽度高，与玻璃基体有优良的润湿性和相容性。
优选的，所述无铅玻璃粉由如下重量百分比的原料组成：SiO2 20-40%、B2O3 10-20%、Na2O 10-20%、BaO 6-10%、TiO2 6-10%、ZrO2 6-10%、K2O 4-8%、Li2O 4-8份、ZnO 4-8%、CuO 4-8%、Al2O3 1-5%和NaF 1-5%。
本发明的无铅玻璃粉通过采用上述原料，并严格控制各原料的重量配比，制得的油墨附着力强、遮光性好、光泽度高，与玻璃基体有优良的润湿性和相容性。
优选的，所述有机载体为按质量百分比把10%-20％的乙基纤维素溶解于80%-90％的松油醇中形成的混合物。
本发明的有机载体通过采用乙基纤维素和松油醇复配使用，并控制其重量比为1-2:8-9，制得的油墨润湿性、表面平滑性、烧结后与玻璃的结合强度良好，遮光率高，耐酸性好。
优选的，所述分散剂为山梨醇酐三油酸酯和三硬脂酸甘油酯以重量比1:1.5-2.5组成的混合物。
本发明的分散剂通过采用山梨醇酐三油酸酯和三硬脂酸甘油酯复配使用，并控制其重量比为1:1.5-2.5，可均一分散难于溶解于液体的无机、有机固体及液体颗粒，同时也能防止颗粒的沉降和凝聚，形成稳定的悬浮液。
优选的，所述颜料为粒径在1-5μm的钛白粉，钛白粉是由金红石型钛白粉和锐钛型钛白粉以重量比1：1.5-2.5组成的混合物。
本发明的颜料通过采用粒径在1-5μm的钛白粉，且钛白粉采用金红石型钛白粉和锐钛型钛白粉复配使用，并控制其重量比为1：1.5-2.5，其着色力与印刷效果好。
优选的，所述溶剂是由丁基卡必醇醋酸酯、邻苯二甲酸二丁酯和氢化蓖麻油以重量比2-4:1:1.5-2.5组成的混合物。
本发明的溶剂通过采用丁基卡必醇醋酸酯、邻苯二甲酸二丁酯和氢化蓖麻油复配使用，并控制其重量比为2-4:1:1.5-2.5，其与无铅玻璃粉、有机载体、分散剂和颜料的相容性好，可以得到稳定、均一的油墨。
纳米碳酸钙使本发明具有更好的分散性和透明性，同时使油墨具有高干燥性，同时具有稳定性好，光泽度高的优点。
聚糖-石墨烯复合材料具有较大的比表面积，壳聚糖和石墨烯之间具有增强的协同作用；壳聚糖-石墨烯复合材料与纳米碳酸钙协同作用有效的提高本发明的干燥速度。
优选的，还包括消泡剂1-2份，消泡剂是由聚二甲基硅氧烷和聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚以重量比0.5-1.5:1组成的混合物。
本发明的消泡剂通过采用聚二甲基硅氧烷和聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚复配使用，并控制其重量比为0.5-1.5:1，可以降低油墨表面张力，抑制泡沫产生或消除已产生泡沫。
优选的，还包括表面活性剂1-2份，表面活性剂是由六偏磷酸钠和三聚磷酸钠以重量比1-2:1组成的混合物。
本发明的表面活性剂通过采用六偏磷酸钠和三聚磷酸钠复配使用，并控制其重量比为1-2:1，能降低涂料的表面张力，并提高有机化合物的可溶性，提高涂料的稳定性。
优选的，还包括空心玻璃微珠0.2-0.7份。空心玻璃微珠内含有气体具有较好的抗冷热收缩性，从而增强涂层的耐高温性能，使得油墨具有较好的着色力和附着力。空心玻璃微珠在高填充量的前提下，油墨的黏度增加不明显，因此溶剂的使用量可减少，就能降低油墨在使用过程中有毒气体的排放量，有效减小VOC 指标，提高本发明的环保性能。
本发明的另一目的通过下述技术方案实现：一种快干型无铅环保玻璃油墨的制备方法，包括如下步骤：
（1）无铅玻璃粉的制备：按重量配比称取无铅玻璃粉的原料，然后在 1100-1500℃下熔化、澄清，然后经冷水淬火，干燥后粉碎至粒径为200-400目，待用；
（2）按重量配比称取上述制备的无铅镉玻璃粉以及剩余原料，混合均匀，制得快干型无铅环保玻璃油墨。
本发明的该制备方法工艺简单，操作控制方便，质量稳定，生产效率高，可大规模工业化生产。
本发明的有益效果在于：本发明的快干型无铅环保玻璃油墨不含有铅、镉、汞、六价铬、PBB、PBDE等有害物质，并且干燥速度快。
本发明的该制备方法工艺简单，操作控制方便，质量稳定，生产效率高，可大规模工业化生产。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。
实施例1
一种快干型无铅环保玻璃油墨，包括如下重量份的原料：
无铅玻璃粉    40份
有机载体      20份
分散剂        1份
颜料          6份
溶剂          10份
纳米碳酸钙    5份
壳聚糖-石墨烯复合材料5份。
所述无铅玻璃粉粒径为1μm的硼硅酸铜锌系玻璃粉，软化点为500℃，膨胀系数为7×10-7/℃。
所述无铅玻璃粉由如下重量百分比的原料组成：SiO2 40%、B2O3 10%、Na2O 10%、BaO 6%、TiO2 6%、ZrO2 6%、K2O 4%、Li2O 4%、ZnO 8%、CuO 5%、Al2O3 2%和NaF 5%。
所述有机载体为按质量百分比把10%的乙基纤维素溶解于80%的松油醇中形成的混合物。
所述分散剂为山梨醇酐三油酸酯和三硬脂酸甘油酯以重量比1:1.5组成的混合物。
所述颜料为粒径在1μm的钛白粉，钛白粉是由金红石型钛白粉和锐钛型钛白粉以重量比1：1.5组成的混合物。
所述溶剂是由丁基卡必醇醋酸酯、邻苯二甲酸二丁酯和氢化蓖麻油以重量比2:1:1.5组成的混合物。
还包括消泡剂1份，消泡剂是由聚二甲基硅氧烷和聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚以重量比0.5:1组成的混合物。
还包括表面活性剂1份，表面活性剂是由六偏磷酸钠和三聚磷酸钠以重量比1:1组成的混合物。
一种快干型无铅环保玻璃油墨的制备方法，包括如下步骤：
（1）无铅玻璃粉的制备：按重量配比称取无铅玻璃粉的原料，然后在 1100℃下熔化、澄清，然后经冷水淬火，干燥后粉碎至粒径为200目，待用；
（2）按重量配比称取上述制备的无铅镉玻璃粉以及剩余原料，混合均匀，制得快干型无铅环保玻璃油墨。
实施例2
一种快干型无铅环保玻璃油墨，包括如下重量份的原料：
无铅玻璃粉    45份
有机载体      22份
分散剂        2份
颜料          7份
溶剂          12份
纳米碳酸钙    8份
壳聚糖-石墨烯复合材料3份。
所述无铅玻璃粉粒径为2μm的硼硅酸铜锌系玻璃粉，软化点为520℃，膨胀系数为7.5×10-7/℃。
所述无铅玻璃粉由如下重量百分比的原料组成：SiO2 25%、B2O3 20%、Na2O 15%、BaO 7%、TiO2 7%、ZrO2 7%、K2O 5%、Li2O 5%、ZnO 5%、CuO 5%、Al2O3 3%和NaF 3%。
所述有机载体为按质量百分比把12％的乙基纤维素溶解于82％的松油醇中形成的混合物。
所述分散剂为山梨醇酐三油酸酯和三硬脂酸甘油酯以重量比1:1.7组成的混合物。
所述颜料为粒径在2μm的钛白粉，钛白粉是由金红石型钛白粉和锐钛型钛白粉以重量比1：1.7组成的混合物。
所述溶剂是由丁基卡必醇醋酸酯、邻苯二甲酸二丁酯和氢化蓖麻油以重量比2.5:1:1.7组成的混合物。
还包括消泡剂1.2份，消泡剂是由聚二甲基硅氧烷和聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚以重量比0.7:1组成的混合物。
还包括表面活性剂1.2份，表面活性剂是由六偏磷酸钠和三聚磷酸钠以重量比1.2:1组成的混合物。
一种快干型无铅环保玻璃油墨的制备方法，包括如下步骤：
（1）无铅玻璃粉的制备：按重量配比称取无铅玻璃粉的原料，然后在 1200℃下熔化、澄清，然后经冷水淬火，干燥后粉碎至粒径为250目，待用；
（2）按重量配比称取上述制备的无铅镉玻璃粉以及剩余原料，混合均匀，制得快干型无铅环保玻璃油墨。
实施例3
一种快干型无铅环保玻璃油墨，包括如下重量份的原料：
无铅玻璃粉    50份
有机载体      25份
分散剂        3份
颜料          8份
溶剂          15份
消泡剂        1.5份
表面活性剂    1.5份
纳米碳酸钙    10份
壳聚糖-石墨烯复合材料1份
空心玻璃微珠  0.5份。
所述无铅玻璃粉粒径为3μm的硼硅酸铜锌系玻璃粉，软化点为550℃，膨胀系数为8×10-7/℃。
所述无铅玻璃粉由如下重量百分比的原料组成：SiO2 30%、B2O3 15%、Na2O 15%、BaO 8%、TiO2 8%、ZrO2 8份、K2O 6%、Li2O 6%、ZnO 4%、CuO 4%、Al2O3 2%和NaF2%。
所述有机载体为按质量百分比把15％的乙基纤维素溶解于85％的松油醇中形成的混合物。
所述分散剂为山梨醇酐三油酸酯和三硬脂酸甘油酯以重量比1:2组成的混合物。
所述颜料为粒径在3μm的钛白粉，钛白粉是由金红石型钛白粉和锐钛型钛白粉以重量比1：2组成的混合物。
所述溶剂是由丁基卡必醇醋酸酯、邻苯二甲酸二丁酯和氢化蓖麻油以重量比3:1:2组成的混合物。
一种快干型无铅环保玻璃油墨的制备方法，包括如下步骤：
（1）无铅玻璃粉的制备：按重量配比称取无铅玻璃粉的原料，然后在 1200℃下熔化、澄清，然后经冷水淬火，干燥后粉碎至粒径为300目，待用；
（2）按重量配比称取上述制备的无铅镉玻璃粉、以及剩余原料，混合均匀，制得快干型无铅环保玻璃油墨。
实施例4
一种快干型无铅环保玻璃油墨，包括如下重量份的原料：
无铅玻璃粉    55份
有机载体      28份
分散剂        4份
颜料          9份
溶剂          18份
消泡剂        1.8份
表面活性剂    1.8份
纳米碳酸钙    6份
壳聚糖-石墨烯复合材料2份。
所述无铅玻璃粉粒径为4μm的硼硅酸铜锌系玻璃粉，软化点为580℃，膨胀系数为8.5×10-7/℃。
所述无铅玻璃粉由如下重量百分比的原料组成：SiO2 25%、B2O3 15%、Na2O 13%、BaO 9%、TiO2 9%、ZrO2 9%、K2O 5%、Li2O 5%、ZnO 4%、CuO 4%、Al2O3 1%和NaF 1%。
所述有机载体为按质量百分比把18％的乙基纤维素溶解于88％的松油醇中形成的混合物。
所述分散剂为山梨醇酐三油酸酯和三硬脂酸甘油酯以重量比1:2.2组成的混合物。
所述颜料为粒径在4μm的钛白粉，钛白粉是由金红石型钛白粉和锐钛型钛白粉以重量比1：2.2组成的混合物。
所述溶剂是由丁基卡必醇醋酸酯、邻苯二甲酸二丁酯和氢化蓖麻油以重量比3.5:1:2.2组成的混合物。
一种快干型无铅环保玻璃油墨的制备方法，包括如下步骤：
（1）无铅玻璃粉的制备：按重量配比称取无铅玻璃粉的原料，然后在 1400℃下熔化、澄清，然后经冷水淬火，干燥后粉碎至粒径为350目，待用；
（2）按重量配比称取上述制备的无铅镉玻璃粉以及剩余原料，混合均匀，制得快干型无铅环保玻璃油墨。
实施例5
一种快干型无铅环保玻璃油墨，包括如下重量份的原料：
无铅玻璃粉    60份
有机载体      30份
分散剂        5份
颜料          10份
溶剂          20份
消泡剂        2份
表面活性剂    2份
纳米碳酸钙   10份
壳聚糖-石墨烯复合材料4份
空心玻璃微珠  0.7份
所述无铅玻璃粉粒径为5μm的硼硅酸铜锌系玻璃粉，软化点为600℃，膨胀系数为9×10-7/℃。
所述无铅玻璃粉由如下重量百分比的原料组成：SiO2 20%、B2O3 15%、Na2O 15%、BaO 8%、TiO2 6%、ZrO2 6%、K2O 5%、Li2O 5份、ZnO 5%、CuO 5%、Al2O3 5%和NaF 5%。
所述有机载体为按质量百分比把20％的乙基纤维素溶解于90％的松油醇中形成的混合物。
所述分散剂为山梨醇酐三油酸酯和三硬脂酸甘油酯以重量比1:2.5组成的混合物。
所述颜料为粒径在5μm的钛白粉，钛白粉是由金红石型钛白粉和锐钛型钛白粉以重量比1：2.5组成的混合物。
所述溶剂是由丁基卡必醇醋酸酯、邻苯二甲酸二丁酯和氢化蓖麻油以重量比4:1:2.5组成的混合物。
一种快干型无铅环保玻璃油墨的制备方法，包括如下步骤：
（1）无铅玻璃粉的制备：按重量配比称取无铅玻璃粉的原料，然后在 1500℃下熔化、澄清，然后经冷水淬火，干燥后粉碎至粒径为400目，待用；
（2）按重量配比称取上述制备的无铅镉玻璃粉以及剩余原料，混合均匀，制得快干型无铅环保玻璃油墨。
实施例1-5制得的快干型无铅环保玻璃油墨的检验结果如表1所示。
表1
检验项目 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5
固含量/% 74 75 76 74 73
粘度sec/25℃ 36 35 34 33 32
耐水性 优 优 优 优 优
耐老化性 优 优 优 优 优
附着力 一级 一级 一级 一级 一级
硬度 6H 6H 6H 6H 6H
光泽度/光泽仪 85 87 86 88 90
干燥速度初干性（mm） 25s 23s 24s 21s 20s
耐磨性 优 优 优 优 优
铅含量 未检出 未检出 未检出 未检出 未检出
镉含量 未检出 未检出 未检出 未检出 未检出
颜色 符合标准样 符合标准样 符合标准样 符合标准样 符合标准样
着色力 为标准样的102% 为标准样的103% 为标准样的101% 为标准样的104% 为标准样的105%
从表1可以看出，本发明制得的快干型无铅环保玻璃油墨不含有铅、镉、汞、六价铬、PBB、PBDE等有害物质，干燥速度快，并且附着力强、遮光性好、光泽度高，与玻璃基体有优良的润湿性和相容性。
本发明的该制备方法工艺简单，操作控制方便，质量稳定，生产效率高，可大规模工业化生产。
上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本发明构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种快干型无铅环保玻璃油墨，其特征在于：包括如下重量份的原料：
无铅玻璃粉    40-60份
有机载体      20-30份
分散剂        1-5份
颜料          6-10份
溶剂          10-20份
纳米碳酸钙    5-10份
壳聚糖-石墨烯复合材料1-5份。
2.根据权利要求1所述的一种快干型无铅环保玻璃油墨，其特征在于：所述无铅玻璃粉粒径为1～5μm的硼硅酸铜锌系玻璃粉，软化点为500-600℃，膨胀系数为7-9×10-7/℃。
3.根据权利要求1所述的一种快干型无铅环保玻璃油墨，其特征在于：所述无铅玻璃粉由如下重量百分比的原料组成：SiO2 20-40%、B2O3 10-20%、Na2O 10-20%、BaO 6-10%、TiO2 6-10%、ZrO2 6-10%、K2O 4-8%、Li2O 4-8%、ZnO 4-8份、CuO 4-8%、Al2O3 1-5%和NaF 1-5%。
4.根据权利要求1所述的一种快干型无铅环保玻璃油墨，其特征在于：所述有机载体为按质量百分比把10%-20％的乙基纤维素溶解于80%-90％的松油醇中形成的混合物；所述分散剂为山梨醇酐三油酸酯和三硬脂酸甘油酯以重量比1:1.5-2.5组成的混合物；所述颜料为粒径在1-5μm的钛白粉，钛白粉是由金红石型钛白粉和锐钛型钛白粉以重量比1：1.5-2.5组成的混合物。
5.根据权利要求1所述的一种快干型无铅环保玻璃油墨，其特征在于：所述溶剂是由丁基卡必醇醋酸酯、邻苯二甲酸二丁酯和氢化蓖麻油以重量比2-4:1:1.5-2.5组成的混合物。
6.根据权利要求1所述的一种快干型无铅环保玻璃油墨，其特征在于：还包括消泡剂1-2份，消泡剂是由聚二甲基硅氧烷和聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚以重量比0.5-1.5:1组成的混合物。
7.根据权利要求1所述的一种快干型无铅环保玻璃油墨，其特征在于：还包括表面活性剂1-2份，表面活性剂是由六偏磷酸钠和三聚磷酸钠以重量比1-2:1组成的混合物。
8.根据权利要求1所述的一种快干型无铅环保玻璃油墨，其特征在于：还包括空心玻璃微珠0.2-0.7份。
9.如权利要求1-8任一项所述的一种快干型无铅环保玻璃油墨的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
（1）无铅玻璃粉的制备：按重量配比称取无铅玻璃粉的原料，然后在 1100-1500℃下熔化、澄清，然后经冷水淬火，干燥后粉碎至粒径为200-400目，待用；
（2）按重量配比称取上述制备的无铅镉玻璃粉以及剩余原料，混合均匀，制得快干型无铅环保玻璃油墨。
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