CN105062199B - 玻璃数码喷绘打印用氧化铋基油墨及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种玻璃数码喷绘打印用氧化铋基油墨及其制备方法，其特征在于：它由氧化铋基色料、有机溶剂和丙烯酸树脂组成，其中氧化铋基色料、有机溶剂、丙烯酸树脂的质量百分比分别为55‑65%、25‑35%、5‑20%，各组份之和为100%。氧化铋基色料由氧化铋非晶态氧化硅、氧化硼、氧化锂、氧化铝、氧化锆和工业色料组成。有机溶剂由主溶剂（1‑（2‑甲氧基‑1‑甲基乙氧基）异丙醇、1‑乙氧基‑2‑丙醇、1‑甲氧基‑2‑丙醇、环己酮中的一种或其混合物）、分散剂（二乙二醇丁醚）、表面活性剂（1，2‑丙二醇二乙酸酯）和光稳定剂（HS‑508）组成。油墨的制备工艺由色料研磨、色料与溶剂及丙烯酸树脂混合球磨和过滤等步骤组成。本发明油墨分散性好，挥发速度快，稳定性好，具有良好的喷绘打印性能。
Description
技术领域
本发明属于玻璃数码喷绘打印技术领域，特别涉及一种玻璃数码喷绘打印用氧化铋基油墨及其制备方法。
技术背景
喷绘打印是将油墨通过喷头打印到介质上，实现文字和图像的印刷。喷绘打印技术很早就广泛地应用于纸张、纺织品、塑胶品、皮革皮具、木板等打印介质上，而将其应用到玻璃装饰领域则是近年来的新发展。近年来，全球玻璃喷绘打印技术发展迅速，国内越来越多的玻璃装饰企业开始引进喷绘打印设备和玻璃油墨(制备油墨的原料含玻璃材料），并随后推出了喷绘打印玻璃产品。
玻璃数码喷绘打印技术对玻璃油墨有特殊的要求，喷绘打印的关键技术是喷绘打印用玻璃油墨的制备。玻璃油墨一般是由无机粉体颗粒、表面活性剂、有机溶剂、分散剂等构成。无机玻璃粉体颗粒是油墨的核心物质，为了保证喷墨打印时油墨避免喷嘴堵塞等非人为故障，一般要求粉体颗粒的直径不大于1μm，最好小于200nm。
但是，迄今为止，我国尚没有一种拥有自主知识产权的玻璃数码喷绘打印用氧化铋基黑色色料及其制备方法可供使用，这在一定程度上制约了我国玻璃数码喷绘打印技术及其产品的发展。
发明内容
本发明的目的在于提供一种玻璃数码喷绘打印用氧化铋基油墨及其制备方法。
本发明的技术方案之一是：
一种玻璃数码喷绘打印用氧化铋基油墨，其特征在于：它由氧化铋基无机粉体色料、有机溶剂和丙烯酸树脂组成，其中无机粉体色料的质量百分比为55-60%，有机溶剂的质量百分比约为25-35%，丙烯酸树脂5-20%，各组份之和为100%。
所述的无机粉体色料为玻璃数码喷绘打印用氧化铋基粉体色料，该玻璃数码喷绘打印用氧化铋基粉体色料主要由氧化铋（α-型Bi2O3）、非晶态氧化硅（SiO2）、氧化硼(B2O3)、氧化锂(Li2O)、氧化铝(Al2O3)、氧化锆(ZrO2)和白、黄、蓝、绿、红或黑六种颜色工业色料组成，其中，氧化铋（α-型Bi2O3）的质量百分比为26.25~44.6%，非晶态氧化硅（SiO2）的质量百分比为10.35~17.6%，氧化硼(B2O3)的质量百分比为3.6~9.1%, 氧化锂(Li2O)的质量百分比为2.53~5.5%, 氧化铝(Al2O3)的质量百分比为1.77~3.4%, 氧化锆(ZrO2) 的质量百分比为0.8~1.5%，余量为工业色料。
所述的有机溶剂为玻璃数码喷绘打印用氧化铋基油墨溶剂，由主溶剂、分散剂、表面活性剂和光稳定剂组成，其中主溶剂质量百分比为65～85%，分散剂质量百分比为8～22%，表面活性剂质量百分比为6～11% ，光稳定剂质量百分比为0.1～2%，各组份之和为100%；所述主溶剂为1-（2-甲氧基-1-甲基乙氧基）异丙醇、1-乙氧基-2-丙醇、1-甲氧基-2-丙醇、环己酮中的一种或任意几种的混合物，分散剂为二乙二醇丁醚， 表面活性剂为1，2-丙二醇二乙酸酯，光稳定剂为HS-508。
本发明的技术方案之二是：
一种玻璃数码喷绘打印用氧化铋基油墨的制备方法，其特征是它包括依次序进行以下步骤：
（1）按照计划制备的油墨总质量和无机玻璃色料的质量百分比称量玻璃数码喷绘打印用氧化铋基粉体色料，倒入研钵中，研磨30min；
（2）将步骤（1）中研磨完成的无机玻璃色料与氧化铋基油墨溶剂、丙烯酸树脂（平均分子量为3000～10000）按比例混合，混合后倒入球磨罐，球磨至少1h；
（3）步骤（2）球磨料，利用超声仪进行打散处理，进一步减少颗粒的团聚现象；
（4）对步骤（3）中所得油墨进行过滤，在真空泵提供的压力下让油墨首先通过2μm的过滤袋，再通过1μm的过滤袋；
（5）步骤（4）中油墨过滤完成后，使用激光粒度仪对其进行粒度检测，保证其最大粒径小于1μm，若发现存在粒径大于1μm的颗粒，则再次进行过滤，过滤后再进行检测，直至最大粒径小于1μm。
本发明的有益效果是：
（1）本发明提供的玻璃数码喷绘打印用氧化铋基油墨分散性好，溶剂挥发速度快，表面张力为28～32mN/m，可以保证打印的连续性，品质稳定性好，环境适应性强，具有良好的喷绘打印性能。
（2）本发明提供的玻璃数码喷绘打印用氧化铋基油墨，其无机玻璃粉体最大粒径均小于1μm，打印过程中不会因为粒径问题出现堵头现象，可以延长打印设备的使用寿命。
（3）本发明提供的玻璃数码喷绘打印用氧化铋基油墨，其组成成分无机玻璃粉体和有机溶剂均有多种配方可供使用，不同配方搭配使用可以呈现不同的颜色效果和不同的效果，满足客户的不同审美需要。
(4) 本发明提供的一种玻璃数码喷绘打印用氧化铋基油墨及其制备方法，一定程度上填补了国内玻璃表面喷墨打印领域的空白，打破了国外的垄断，推动了我国玻璃产业的发展。
附图说明
图1是实施例一制备所得的玻璃数码喷绘打印用氧化铋基白色油墨。
图2是实施例二制备所得的玻璃数码喷绘打印用氧化铋基红色油墨。
图3是实施例三制备所得的玻璃数码喷绘打印用氧化铋基蓝色油墨。
具体实施方式
下面结合实施例和对应附图对本发明作进一步说明。
实施例一。
一种玻璃数码喷绘打印用氧化铋基白色油墨，其制备过程为：
（1）配制100g油墨，按照质量百分数60%称量玻璃表面喷墨打印用氧化铋基白色油墨粉体色料60克（其中氧化铋（α-型Bi2O3）的质量百分比为35.4%，非晶态氧化硅（SiO2）的质量百分比为14.4%，氧化硼(B2O3)的质量百分比为6.4%, 氧化锂(Li2O)的质量百分比为4%,氧化铝(Al2O3)的质量百分比为2.6%, 氧化锆(ZrO2) 的质量百分比为1.2%，余量为工业白色色料，各组份之和为100%，按照质量百分数25%称量有机溶剂25克（有机溶剂由质量百分比为65～85%的主溶剂、质量百分比为8～22%的分散剂、质量百分比为6～11%的表面活性剂和质量百分比为0.1～2%的光稳定剂组成，各组份之和为100%；所述主溶剂为1-（2-甲氧基-1-甲基乙氧基）异丙醇、1-乙氧基-2-丙醇、1-甲氧基-2-丙醇、环己酮中的一种或任意几种的混合物，分散剂为二乙二醇丁醚， 表面活性剂为1，2-丙二醇二乙酸酯，光稳定剂为HS-508），按照质量百分数15%称量丙烯酸树15克；
（2）将称量好的氧化铋基白色油墨粉体色料60克粉末倒入研钵中，研磨30min；
（3）将研磨好的色料和25克有机溶剂、15g丙烯酸树脂一同倒入球磨罐中，按照近似球料比4:1称量400g玛瑙球，设定转速300r/min，球磨1h。
（4）将步骤（3）所得混合液用超声仪进行打散处理，进一步减少颗粒的团聚现象。
（5）对步骤（4）中所得油墨进行过滤，在真空泵提供的压力下让油墨首先通过2μm的过滤袋，再通过1μm的过滤袋。
（6）步骤（5）中油墨过滤完成后，使用激光粒度仪对其进行粒度检测，保证其最大粒径小于1μm，若发现存在粒径大于1μm的颗粒，则再次进行过滤，过滤后再进行检测，直至最大粒径小于1μm。
即获得合格的玻璃数码喷绘打印用氧化铋基白色油墨，如图1所示。
实施例二。
一种玻璃数码喷绘打印用氧化铋基红色油墨，其制备过程为：
（1）配制100g油墨，按照质量百分数55%称量玻璃表面喷墨打印用氧化铋基红色油墨粉体色料55克（其中氧化铋（α-型Bi2O3）的质量百分比为36.27%，非晶态氧化硅（SiO2）的质量百分比为14.33%，氧化硼(B2O3)的质量百分比为6.5%, 氧化锂(Li2O)的质量百分比为4.1%, 氧化铝(Al2O3)的质量百分比为2.63%, 氧化锆(ZrO2) 的质量百分比为1.17%，余量为工业红色色料，各组份之和为100%，按照质量百分数35%称量有机溶剂35克（有机溶剂由质量百分比为65～85%的主溶剂、质量百分比为8～22%的分散剂、质量百分比为6～11%的表面活性剂和质量百分比为0.1～2%的光稳定剂组成，各组份之和为100%；所述主溶剂为1-（2-甲氧基-1-甲基乙氧基）异丙醇、1-乙氧基-2-丙醇、1-甲氧基-2-丙醇、环己酮中的一种或任意几种的混合物，分散剂为二乙二醇丁醚， 表面活性剂为1，2-丙二醇二乙酸酯，光稳定剂为HS-508），按照质量百分数10%称量丙烯酸树10克；
（2）将称量好的氧化铋基红色油墨粉体色料55克粉末倒入研钵中，研磨30min；
（3）将研磨好的色料和35克有机溶剂、10g丙烯酸树脂一同倒入球磨罐中，按照近似球料比4:1称量400g玛瑙球，设定转速300r/min，球磨1.5h。
（4）将步骤（3）所得混合液用超声仪进行打散处理，进一步减少颗粒的团聚现象。
（5）对步骤（4）中所得油墨进行过滤，在真空泵提供的压力下让油墨首先通过2μm的过滤袋，再通过1μm的过滤袋。
（6）步骤（5）中油墨过滤完成后，使用激光粒度仪对其进行粒度检测，保证其最大粒径小于1μm，若发现存在粒径大于1μm的颗粒，则再次进行过滤，过滤后再进行检测，直至最大粒径小于1μm。
即获得合格的玻璃数码喷绘打印用氧化铋基红色油墨，如图2所示。
实施例三。
一种玻璃数码喷绘打印用氧化铋基蓝色油墨，其制备过程为：
（1）配制100g油墨，按照质量百分数60%称量玻璃表面喷墨打印用氧化铋基蓝色油墨粉体色料60克（其中氧化铋（α-型Bi2O3）的质量百分比为37.95%，非晶态氧化硅（SiO2）的质量百分比为15%，氧化硼(B2O3)的质量百分比为6.8%, 氧化锂(Li2O)的质量百分比为4.3%, 氧化铝(Al2O3)的质量百分比为2.75%, 氧化锆(ZrO2) 的质量百分比为1.2%，余量为工业蓝色色料，各组份之和为100%，按照质量百分数35%称量有机溶剂35克（有机溶剂由质量百分比为65～85%的主溶剂、质量百分比为8～22%的分散剂、质量百分比为6～11%的表面活性剂和质量百分比为0.1～2%的光稳定剂组成，各组份之和为100%；所述主溶剂为1-（2-甲氧基-1-甲基乙氧基）异丙醇、1-乙氧基-2-丙醇、1-甲氧基-2-丙醇、环己酮中的一种或任意几种的混合物，分散剂为二乙二醇丁醚， 表面活性剂为1，2-丙二醇二乙酸酯，光稳定剂为HS-508），按照质量百分数5%称量丙烯酸树5克；
（2）将称量好的氧化铋基蓝色油墨粉体色料60克粉末倒入研钵中，研磨30min；
（3）将研磨好的色料和35克有机溶剂、5g丙烯酸树脂一同倒入球磨罐中，按照近似球料比4:1称量400g玛瑙球，设定转速300r/min，球磨1h。
（4）将步骤（3）所得混合液用超声仪进行打散处理，进一步减少颗粒的团聚现象。
（5）对步骤（4）中所得油墨进行过滤，在真空泵提供的压力下让油墨首先通过2μm的过滤袋，再通过1μm的过滤袋。
（6）步骤（5）中油墨过滤完成后，使用激光粒度仪对其进行粒度检测，保证其最大粒径小于1μm，若发现存在粒径大于1μm的颗粒，则再次进行过滤，过滤后再进行检测，直至最大粒径小于1μm。
即获得合格的玻璃数码喷绘打印用氧化铋基蓝色油墨，如图3所示。
实施例四。
一种玻璃数码喷绘打印用氧化铋基绿色油墨，其制备过程为：
（1）配制100g油墨，按照质量百分数55%称量玻璃表面喷墨打印用氧化铋基白色油墨粉体色料55克（其中氧化铋（α-型Bi2O3）的质量百分比为31.25%，非晶态氧化硅（SiO2）的质量百分比为12.35%，氧化硼(B2O3)的质量百分比为5.6%, 氧化锂(Li2O)的质量百分比为3.53%, 氧化铝(Al2O3)的质量百分比为2.27%, 氧化锆(ZrO2) 的质量百分比为1%，余量为工业绿色色料，各组份之和为100%，按照质量百分数25%称量有机溶剂25克（有机溶剂由质量百分比为65～85%的主溶剂、质量百分比为8～22%的分散剂、质量百分比为6～11%的表面活性剂和质量百分比为0.1～2%的光稳定剂组成，各组份之和为100%；所述主溶剂为1-（2-甲氧基-1-甲基乙氧基）异丙醇、1-乙氧基-2-丙醇、1-甲氧基-2-丙醇、环己酮中的一种或任意几种的混合物，分散剂为二乙二醇丁醚， 表面活性剂为1，2-丙二醇二乙酸酯，光稳定剂为HS-508），按照质量百分数20%称量丙烯酸树20克；
（2）将称量好的氧化铋基绿色油墨粉体色料55克粉末倒入研钵中，研磨30min；
（3）将研磨好的色料和25克有机溶剂、20g丙烯酸树脂一同倒入球磨罐中，按照近似球料比4:1称量400g玛瑙球，设定转速300r/min，球磨1h。
（4）将步骤（3）所得混合液用超声仪进行打散处理，进一步减少颗粒的团聚现象。
（5）对步骤（4）中所得油墨进行过滤，在真空泵提供的压力下让油墨首先通过2μm的过滤袋，再通过1μm的过滤袋。
（6）步骤（5）中油墨过滤完成后，使用激光粒度仪对其进行粒度检测，保证其最大粒径小于1μm，若发现存在粒径大于1μm的颗粒，则再次进行过滤，过滤后再进行检测，直至最大粒径小于1μm。
即获得合格的玻璃数码喷绘打印用氧化铋基绿色油墨。
实施例五。
一种玻璃数码喷绘打印用氧化铋基黄色油墨，其制备过程为：
1）配制100g油墨，按照质量百分数60%称量玻璃表面喷墨打印用氧化铋基黄色油墨粉体色料60克（其中氧化铋（α-型Bi2O3）的质量百分比为39.6%，非晶态氧化硅（SiO2）的质量百分比为15.6%，氧化硼(B2O3)的质量百分比为7.1%, 氧化锂(Li2O)的质量百分比为4.5%, 氧化铝(Al2O3)的质量百分比为2.9%, 氧化锆(ZrO2) 的质量百分比为1.3%，余量为工业黄色色料，各组份之和为100%，按照质量百分数30%称量有机溶剂30克（有机溶剂由质量百分比为65～85%的主溶剂、质量百分比为8～22%的分散剂、质量百分比为6～11%的表面活性剂和质量百分比为0.1～2%的光稳定剂组成，各组份之和为100%；所述主溶剂为1-（2-甲氧基-1-甲基乙氧基）异丙醇、1-乙氧基-2-丙醇、1-甲氧基-2-丙醇、环己酮中的一种或任意几种的混合物，分散剂为二乙二醇丁醚， 表面活性剂为1，2-丙二醇二乙酸酯，光稳定剂为HS-508），按照质量百分数10%称量丙烯酸树10克；
（2）将称量好的氧化铋基黄色油墨粉体色料60克粉末倒入研钵中，研磨30min；
（3）将研磨好的色料和30克有机溶剂、10g丙烯酸树脂一同倒入球磨罐中，按照近似球料比4:1称量400g玛瑙球，设定转速300r/min，球磨1h。
（4）将步骤（3）所得混合液用超声仪进行打散处理，进一步减少颗粒的团聚现象。
（5）对步骤（4）中所得油墨进行过滤，在真空泵提供的压力下让油墨首先通过2μm的过滤袋，再通过1μm的过滤袋。
（6）步骤（5）中油墨过滤完成后，使用激光粒度仪对其进行粒度检测，保证其最大粒径小于1μm，若发现存在粒径大于1μm的颗粒，则再次进行过滤，过滤后再进行检测，直至最大粒径小于1μm。
即获得合格的玻璃数码喷绘打印用氧化铋基黄色油墨。
实施例六。
一种玻璃数码喷绘打印用氧化铋基黑色油墨，其制备过程为：
（1）配制100g油墨，按照质量百分数60%称量玻璃表面喷墨打印用氧化铋基黑色油墨粉体色料60克（其中氧化铋（α-型Bi2O3）的质量百分比为37.95%，非晶态氧化硅（SiO2）的质量百分比为15%，氧化硼(B2O3)的质量百分比为6.8%, 氧化锂(Li2O)的质量百分比为4.3%, 氧化铝(Al2O3)的质量百分比为2.75%, 氧化锆(ZrO2) 的质量百分比为1.2%，余量为工业黑色色料，各组份之和为100%，按照质量百分数25%称量有机溶剂25克（有机溶剂由质量百分比为65～85%的主溶剂、质量百分比为8～22%的分散剂、质量百分比为6～11%的表面活性剂和质量百分比为0.1～2%的光稳定剂组成，各组份之和为100%；所述主溶剂为1-（2-甲氧基-1-甲基乙氧基）异丙醇、1-乙氧基-2-丙醇、1-甲氧基-2-丙醇、环己酮中的一种或任意几种的混合物，分散剂为二乙二醇丁醚， 表面活性剂为1，2-丙二醇二乙酸酯，光稳定剂为HS-508），按照质量百分数15%称量丙烯酸树15克；
（2）将称量好的氧化铋基黑色油墨粉体色料60克粉末倒入研钵中，研磨30min；
（3）将研磨好的色料和25克有机溶剂、15g丙烯酸树脂一同倒入球磨罐中，按照近似球料比4:1称量400g玛瑙球，设定转速300r/min，球磨1h。
（4）将步骤（3）所得混合液用超声仪进行打散处理，进一步减少颗粒的团聚现象。
（5）对步骤（4）中所得油墨进行过滤，在真空泵提供的压力下让油墨首先通过2μm的过滤袋，再通过1μm的过滤袋。
（6）步骤（5）中油墨过滤完成后，使用激光粒度仪对其进行粒度检测，保证其最大粒径小于1μm，若发现存在粒径大于1μm的颗粒，则再次进行过滤，过滤后再进行检测，直至最大粒径小于1μm。
即获得合格的玻璃数码喷绘打印用氧化铋基黑色油墨。
本发明未涉及部分与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。
Claims (1)
1.一种玻璃数码喷绘打印用氧化铋基油墨，由氧化铋基无机粉体色料、有机溶剂和丙烯酸树脂组成，其中氧化铋基无机粉体色料的质量百分比为55~65%，有机溶剂的质量百分比为25~35%，丙烯酸树脂的质量百分比为5~20%，各组份之和为100%；其特征在于它采用以下步骤制备而成：
（1）按照计划制备的油墨总质量和氧化铋基无机粉体色料的质量百分比称量玻璃数码喷绘打印用立体感氧化铋基粉体色料，倒入研钵中，研磨30min；
（2）将步骤（1）中研磨完成的氧化铋基无机粉体色料与有机溶剂、平均分子量为3000~10000的丙烯酸树脂按比例混合，混合后倒入球磨罐，球磨至少1h，利用丙烯酸树脂对色料颗粒的包裹性，延长油墨的沉降时间，提高油墨的分散性；
（3）步骤（2）中氧化铋基无机粉体色料与丙烯酸树脂混合球磨完成后，利用超声仪进行打散处理，减少颗粒的团聚现象；
（4）对步骤（3）中所得油墨进行过滤，在真空泵提供的压力下让油墨首先通过2μm的过滤袋，再通过1μm的过滤袋；
（5）步骤（4）中油墨过滤完成后，使用激光粒度仪对其进行粒度检测，保证其最大粒径小于1μm，若发现存在粒径大于1μm的颗粒，则再次进行过滤，过滤后再进行检测，直至最大粒径小于1μm；从而获得表面张力为28-32mN/m，分散性好，溶剂挥发速度快的油墨；
所述氧化铋基无机粉体色料主要由氧化铋、非晶态氧化硅、氧化硼、氧化锂、氧化铝、氧化锆和白、黄、蓝、绿、红或黑六种颜色工业色料组成；其中，氧化铋的质量百分比为26.25~44.60%，非晶态氧化硅的质量百分比为10.35~17.60%，氧化硼的质量百分比为3.60~9.10%，氧化锂的质量百分比为2.53~5.50%，氧化铝的质量百分比为1.77~3.40%，氧化锆的质量百分比为0.80~1.50%，其余为工业色料；
所述有机溶剂为玻璃数码喷绘打印用立体感氧化铋基油墨溶剂，它由65~85%的主溶剂，8~22%的分散剂，6~11% 的表面活性剂和0.1~2%的光稳定剂组成，各组份之和为100%；所述主溶剂为1-（2-甲氧基-1-甲基乙氧基）异丙醇，分散剂为二乙二醇丁醚，表面活性剂为1，2-丙二醇二乙酸酯，光稳定剂为HS-508。
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Legal Events
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