CN107201085A - 一种高光墨水及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高光墨水及其制备方法,所述的高光墨水，按照重量份计算，包括：硅灰石20‑30份，二氧化锆0.5‑2份，钒酸铋5‑10份，分散剂1‑5份，酯类化合物5‑20份，溶剂40‑60份；本发明的高光墨水能够改善现有技术中的高光墨水喷墨打印在坯料烧制完成后产生的下陷问题，喷墨打印在坯体上烧成后烧成颜色与原来的颜色相比色差少，高光效果明显，适用的烧成范围为1150‑1220℃，比市面上烧成范围一般只有10‑20℃的高光墨水的烧成范围大很多，适用于更多不同烧成范围的陶瓷制品的使用。

Description

一种高光墨水及其制备方法
技术领域
本发明涉及陶瓷墨水及其制备领域，特别涉及一种高光墨水及其制备方法。
背景技术
陶瓷墨水指含有某种特殊陶瓷无机粉体的悬浊液或乳浊液，通常包括无机粉体、溶剂、分散剂、结合剂、表面活性剂及其它辅料。
目前市面上的高光陶瓷墨水喷墨打印在坯料上经过烧制后喷墨打印上墨水的地方都会出现明显的下陷，烧制后的墨水的颜色与目标颜色相比色差大，闪光效果不好，墨水适用的烧成温度范围窄。
可见，现有技术还有待改进和提高。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种高光墨水，旨在改善现有技术中的高光墨水喷墨打印在坯料上烧制后喷涂墨水的地方出现明显下陷，色差大，闪光效果不好，适用的烧成温度范围窄的问题。
为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：
一种高光墨水，按照重量份计算，包括：
硅灰石 20-30份，
二氧化锆 0.5-2份，
钒酸铋 5-10份，
分散剂 1-5份，
酯类化合物 5-20份，
溶剂 40-60份。
所述的高光墨水，其中，所述的酯类化合物为脂肪酸乙基己酯、脂肪酸甲酯、脂肪酸异丙酯、丁二酸二异丁酯、戊二酸二异丁酯、己二酸二异丁酯中至少一种。
所述的高光墨水，其中，所述的高光墨水中的分散剂是蓖麻油或氢化蓖麻油酸高分子聚合物中的至少一种。
所述的高光墨水，其中，所述的分散剂的重量份为4-5份。
所述的高光墨水，其中，所述的溶剂为白油。
所述的高光墨水，其中，所述的高光墨水中的无机成分的酸碱性呈中性，电导率为40-100us/cm。
所述的高光墨水，其中，所述的高光墨水的细度D90控制在800nm以内。
所述的高光墨水，其中，所述的高光墨水在40℃的条件下，粘度为10-20 mPa·s。
一种高光墨水的制备方法，其中，该制备方法包括以下步骤：
A.分别将硅灰石、二氧化锆、钒酸铋研磨至2000目；
B. 将步骤A中研磨后的原料与所述高光墨水的其他成分按其重量份加入到砂磨机中研磨，研磨1吨所述墨水需要35-45h；
C.检测上述步骤B中研磨后的产物的细度和粘度，合格则进入下一工序，不合格则返回步骤B继续研磨；
D.过滤，收集滤液，所述滤液再次过滤，收集滤液，得成品墨水。
所述的高光墨水的制备方法，所述的步骤D中的第一次过滤的过滤精度为2μm，第二次过滤的过滤精度为1μm。
有益效果：
本发明提供了一种高光墨水及其制备方法，所述高光果墨水能够改善现有技术中的高光墨水喷墨打印在坯料烧制完成后产生的下陷问题，其喷墨打印烧制后色差少，闪光效果明显，适用的烧成范围为1150-1220℃，比市面上烧成范围一般只有10-20℃的高光墨水的烧成范围大很多，适用于更多不同烧成范围的陶瓷制品的使用。
附图说明
图1为本发明提供的高光墨水的制备方法流程图。
具体实施方式
本发明提供一种高光墨水及其制备方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供一种高光墨水，按照重量份计算，包括：
硅灰石 20-30份，
二氧化锆 0.5-2份，
钒酸铋 5-10份，
分散剂 1-5份，
酯类化合物 5-20份，
溶剂 40-60份。
硅灰石具有良好的绝缘性，较高的耐热和耐候性能，白度高，电导率小，添加在釉料配方中能使釉面平整并具有良好的光泽度；钒酸铋的着色力、遮盖力强，对人体和环境没有危害，在配方中与硅灰石协同作用，能明显改善所述高光墨水烧成后釉面的下陷问题，使釉面不同位置的色差减少，闪光效果明显，二氧化锆可以增加釉面的白度、强度和耐磨性等，上述成分以及其含量是通过大量实验得出的性能较好的范围。
优选地，所述的酯类化合物为脂肪酸乙基己酯、脂肪酸甲酯、脂肪酸异丙酯、丁二酸二异丁酯、戊二酸二异丁酯、己二酸二异丁酯中至少一种；优选脂肪酸乙基己酯，其能够调整所述高光墨水的极性，改善固体成分的悬浮性，使所述墨水具有一定的储藏稳定性，上述重量份的脂肪酸乙基已酯刚好能够满足需求。
进一步的，所述的高光墨水中的分散剂是蓖麻油或氢化蓖麻油酸高分子聚合物中的至少一种，本实施例优选氢化蓖麻油酸高分子聚合物；
氢化蓖麻油酸高分子聚合物流动性好，具有良好的稳定性、保色性和颜料分散性，能够保证墨水中的粉体原料分散均匀和贮存稳定性；
氢化蓖麻油酸高分子聚合物具有良好的墨水降粘作用和防流挂效果，其在脂肪酸链上有羟基，具有某种程度的极性，在非极性溶剂中能够溶胀凝胶化，溶胀粒子间因氢化蓖麻油高分子聚合物中的极性基团而产生微弱的氢键结合，形成有触变性的网络结构，改善颜料的悬浮性，控制流挂但又不削弱流动性和流平性，而且通常不与墨水配方中的其他成分起反应，具有良好的贮存稳定性和重现性。
优选地，所述的分散剂的重量份为4-5份，此重量份的分散剂刚好能够使所述墨水中的各成分均匀地分散，喷墨打印后得到均匀平整的釉面。
进一步的，所述的溶剂为白油，白油的透明度高，粘度低，其主要成分为C11-C31的正异构烷烃类的混合物，分子链以碳-碳键为主，具有挥发性，闪点大于等于110℃，安全性能好，而且白油中含有的氮、硫、芳香烃类化合物少，常温下无味无嗅。
进一步的，所述的高光墨水中的无机成分的酸碱性呈中性，电导率为40-100us/cm；墨水呈中性不会对喷墨机及坯体等产生腐蚀；电导率一般是衡量该墨水中无机粉体的盐含量的高低，含盐量过高容易与高分子分散剂电荷中和，破坏分散剂与无机粉料的结合，破坏墨水分散性能的平衡，影响墨水品质和堵塞喷头，此范围的电导率不会破坏墨水分散平衡体系而堵塞喷头；适当的表面张力可以保证墨滴的均匀雾化，有助于喷墨的长期稳定，墨水的表面张力过大，不利于于出墨的同时容易出现拉线的现象，表面张力过小，墨滴容易淤墨、滴墨，甩墨，容易产生卫星状墨滴，使图案的清晰度和层次感降低。
进一步的，所述的高光墨水的细度D90控制在800nm以内；陶瓷墨水的细度是指陶瓷墨水中粉粒的颗粒大小，是陶瓷墨水的一个重要的指标，墨水的细度过大，不利于均匀地分散，施工后颜色的均匀效果不好，而且容易堵塞喷墨机的喷头，墨水的细度过小，喷墨打印后影响陶瓷产品的发色，此细度满足一般陶瓷喷墨机的工艺需求的同时又具备良好的发色效果。
进一步的，所述的高光墨水在40℃的条件下，粘度为10-20mPa·s； 陶瓷墨水的粘度指标会随着环境温度的改变而变化，粘度高低的不同对应的喷头工作电压也相应的发生变化，否则会引起喷孔喷射不稳定，容易出现断线、断墨的现象,适当的粘度可以确保墨水在喷墨机内循环流动顺畅，有利于墨水喷出和墨滴的均匀形成，粘度太小，则墨水内摩擦力小，液滴呈弯月形而产生阻尼振荡，影响喷射速度，粘度过大，墨水流动性差，且不易形成小液滴；上述粘度要求使所述高光效果墨水在喷墨机中能够流动顺畅，喷出的墨滴均匀，且满足一般陶瓷喷墨机的工艺需求。
请参阅图1，一种高光墨水的制备方法，包括以下步骤：
A.分别将硅灰石、二氧化锆、钒酸铋研磨至2000目，先分别对原料研磨至小体积有利于减少后续工序的研磨时间，使物料能够更加均匀地分散、润湿；
B.将步骤A中研磨后的原料与所述高光墨水的其他成分按其重量份加入到砂磨机中研磨，研磨1吨所述墨水需要35-45h，此研磨时间刚好能满足本方案对产物细度的要求；
C.检测上述步骤B中研磨后的产物的细度和粘度，合格则进入下一工序，不合格则返回步骤B继续研磨；
D. 过滤，收集滤液，所述滤液再次过滤，收集滤液，得成品墨水。
进一步的，所述的步骤D中的第一次过滤的过滤精度为2μm，第二次过滤的过滤精度为1μm；实行二次过滤，并且选择使用上述过滤精度的过滤器，保证所述高光效果墨水中粉粒的粒径在纳米级范围内。
综上所述，本发明提供了一种高光墨水及其制备方法，所述高光墨水能够改善现有技术中的高光墨水喷墨打印在坯料烧制完成后产生的下陷问题，喷墨打印在坯体上烧成后烧成颜色与原来的颜色相比色差少，闪光效果明显，适用的烧成范围为1150-1220℃，比市面上烧成范围一般只有10-20℃的高光墨水的烧成范围大很多，适用于更多不同烧成范围的陶瓷制品的使用。
实施例1
一种高光墨水,按照重量份计算，包括：
硅灰石 20份，
二氧化锆 2份，
钒酸铋 5份，
氢化蓖麻油酸高分子聚合物 4份，
脂肪酸甲酯 5份，
脂肪酸异丙酯 15份，
白油 49份。
所述的高光墨水的制备方法，包括以下步骤：
A.分别将硅灰石、二氧化锆、钒酸铋研磨至2000目；
B.将步骤A中研磨后的原料与所述高光墨水的其他成分按其重量份加入到砂磨机中研磨，研磨1吨所述墨水需要42h；
C.检测上述步骤B中研磨后的产物的细度和粘度，细度D90控制在800nm以内，粘度在40℃的条件下为10-20 mPa·s则合格，进入下一工序，不合格则返回步骤B继续研磨；
D.首先，用过滤精度为2μm 的过滤器过滤，所得滤液再通过过滤精度为1μm的过滤器，收集滤液，得成品墨水。
上述步骤均在常温下进行，将步骤D中所述的成品墨水喷涂在坯体上，在1220℃下煅烧，保温30min，自然冷却，得烧成产品。
本实施例所得的所述墨水中的无机成分的酸碱性呈中性，电导率为48us/cm，粒径均匀分布，细度D50为352nm、D90为768nm,呈现单峰分布，温度为40℃时的粘度为17.2mPa˙s，墨水表面张力为27.8 mN/m，流动性好，墨水在喷墨过程中喷出的墨滴均匀分布在坯体上，烧制后墨滴所在位置的下陷程度明显得到改善，烧成颜色与原来的颜色相比色差少，高光效果明显，墨水的适合烧成范围为1150-1220℃。
实施例2
一种高光墨水,按照重量份计算，包括：
硅灰石 25份，
二氧化锆 1.5份，
钒酸铋 8份，
氢化蓖麻油酸高分子聚合物 4.5份，
丁二酸二异丁酯 5份，
戊二酸二异丁酯 5份，
己二酸二异丁酯 5份，
白油 46份。
所述的高光墨水的制备方法，包括以下步骤：
A.分别将硅灰石、二氧化锆、钒酸铋研磨至2000目；
B. 将步骤A中研磨后的原料与所述高光墨水的其他成分按其重量份加入到砂磨机中研磨，研磨1吨所述墨水需要40h；
C.检测上述步骤B中研磨后的产物的细度和粘度，细度，细度D90控制在800nm以内，粘度在40℃的条件下为10-20mPa·s则合格，进入下一工序，不合格则返回步骤B继续研磨；
D. 首先，用过滤精度为2μm 的过滤器过滤，所得滤液再通过过滤精度为1μm的过滤器，收集滤液，得成品墨水。
上述步骤均在常温下进行，将步骤D中所述的成品墨水喷涂在坯体上，在1180℃下煅烧，保温30min，自然冷却，得烧成产品。
本实施例所得的所述墨水中的无机成分的酸碱性呈中性，电导率为70us/cm，粒径均匀分布，细度D50为341nm、D90为748nm,呈现单峰分布，温度为40℃时的粘度为17.5mPa˙s，墨水表面张力为26.4 mN/m，流动性好，墨水在喷墨过程中喷出的墨滴均匀分布在坯体上，烧制后墨滴所在位置的下陷程度明显得到改善，烧成颜色与原来的颜色相比色差少，高光效果明显，墨水的适合烧成范围为1150-12
20℃。
实施例3
一种高光墨水,按照重量份计算，包括：
硅灰石 30份，
二氧化锆 0.5份，
钒酸铋 10份，
氢化蓖麻油酸高分子聚合物 5份，
脂肪酸乙基己酯 10.5份，
白油 44份。
所述的高光墨水的制备方法，包括以下步骤：
A.分别将硅灰石、二氧化锆、钒酸铋研磨至2000目；
B. 将步骤A中研磨后的原料与所述高光墨水的其他成分按其重量份加入到砂磨机中研磨，研磨1吨所述墨水需要45h；
C.检测上述步骤B中研磨后的产物的细度和粘度，细度，细度D90控制在800nm以内，粘度在40℃的条件下为10-20 mPa·s则合格，进入下一工序，不合格则返回步骤B继续研磨；
D. 首先，用过滤精度为2μm 的过滤器过滤，所得滤液再通过过滤精度为1μm的过滤器，收集滤液，得成品墨水。
上述步骤均在常温下进行，将步骤D中所述的成品墨水喷涂在坯体上，在1150℃下煅烧，保温30min，自然冷却，得烧成产品。
本实施例所得的所述墨水中的无机成分的酸碱性呈中性，电导率为82us/cm，粒径均匀分布，细度D50为305nm、D90为712nm,呈现单峰分布，温度为40℃时的粘度为17.9mPa˙s，墨水表面张力为28.1mN/m，流动性好，墨水在喷墨过程中喷出的墨滴均匀分布在坯体上，烧制后墨滴所在位置的下陷程度明显得到改善，烧成颜色与原来的颜色相比色差少，高光效果明显，墨水的适合烧成范围为1150-1220℃。
实施例4
一种高光墨水,按照重量份计算，包括：
硅灰石 23份，
二氧化锆 1.2份，
钒酸铋 6份，
氢化蓖麻油酸高分子聚合物 1份，
丁二酸二异丁酯 4份，
戊二酸二异丁酯 4份，
己二酸二异丁酯 4份，
白油 40份。
所述的高光墨水的制备方法，包括以下步骤：
A.分别将硅灰石、二氧化锆、钒酸铋研磨至2000目；
B. 将步骤A中研磨后的原料与所述高光墨水的其他成分按其重量份加入到砂磨机中研磨，研磨1吨所述墨水需要35h；
C.检测上述步骤B中研磨后的产物的细度和粘度，细度，细度D90控制在800nm以内，粘度在40℃的条件下为10-20mPa·s则合格，进入下一工序，不合格则返回步骤B继续研磨；
D. 首先，用过滤精度为2μm 的过滤器过滤，所得滤液再通过过滤精度为1μm的过滤器，收集滤液，得成品墨水。
上述步骤均在常温下进行，将步骤D中所述的成品墨水喷涂在坯体上，在1190℃下煅烧，保温30min，自然冷却，得烧成产品。
本实施例所得的所述墨水中的无机成分的酸碱性呈中性，电导率为68us/cm，粒径均匀分布，细度D50为342nm、D90为750nm,呈现单峰分布，温度为40℃时的粘度为17.5mPa˙s，墨水表面张力为26.6 mN/m，流动性好，墨水在喷墨过程中喷出的墨滴均匀分布在坯体上，烧制后墨滴所在位置的下陷程度明显得到改善，烧成颜色与原来的颜色相比色差少，高光效果明显，墨水的适合烧成范围为1150-1220℃。
实施例5
一种高光墨水,按照重量份计算，包括：
硅灰石 28份，
二氧化锆 0.8份，
钒酸铋 9份，
氢化蓖麻油酸高分子聚合物 3份，
脂肪酸乙基己酯 5份，
白油 60份。
所述的高光墨水的制备方法，包括以下步骤：
A.分别将硅灰石、二氧化锆、钒酸铋研磨至2000目；
B. 将步骤A中研磨后的原料与所述高光墨水的其他成分按其重量份加入到砂磨机中研磨，研磨1吨所述墨水需要38h；
C.检测上述步骤B中研磨后的产物的细度和粘度，细度，细度D90控制在800nm以内，粘度在40℃的条件下为10-20 mPa·s则合格，进入下一工序，不合格则返回步骤B继续研磨；
D. 首先，用过滤精度为2μm 的过滤器过滤，所得滤液再通过过滤精度为1μm的过滤器，收集滤液，得成品墨水。
上述步骤均在常温下进行，将步骤D中所述的成品墨水喷涂在坯体上，在1150℃下煅烧，保温30min，自然冷却，得烧成产品。
本实施例所得的所述墨水中的无机成分的酸碱性呈中性，电导率为52us/cm，粒径均匀分布，细度D50为350nm、D90为748nm,呈现单峰分布，温度为40℃时的粘度为17.2mPa˙s，墨水表面张力为27.8mN/m，流动性好，墨水在喷墨过程中喷出的墨滴均匀分布在坯体上，烧制后墨滴所在位置的下陷程度明显得到改善，烧成颜色与原来的颜色相比色差少，高光效果明显，墨水的适合烧成范围为1150-1220℃。
可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种高光墨水,其特征在于，按照重量份计算，包括：
硅灰石 20-30份，
二氧化锆 0.5-2份，
钒酸铋 5-10份，
分散剂 1-5份，
酯类化合物 5-20份，
溶剂 40-60份。
2.根据权利要求1所述的高光墨水，其特征在于，所述的酯类化合物为脂肪酸乙基己酯、脂肪酸甲酯、脂肪酸异丙酯、丁二酸二异丁酯、戊二酸二异丁酯、己二酸二异丁酯中至少一种。
3.根据权利要求1所述的高光墨水，其特征在于，所述的高光墨水中的分散剂是蓖麻油或氢化蓖麻油酸高分子聚合物中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的高光墨水，其特征在于，所述的分散剂的重量份为4-5份。
5.根据权利要求1所述的高光墨水，其特征在于，所述的溶剂为白油。
6.根据权利要求1所述的高光墨水，其特征在于，所述的高光墨水中的无机成分的酸碱性呈中性，电导率为40-100us/cm。
7.根据权利要求1所述的高光墨水，其特征在于，所述的高光墨水的细度D90控制在800nm以内。
8.根据权利要求1所述的高光墨水，其特征在于，所述的高光墨水在40℃的条件下，粘度为10-20 mPa·s。
9.一种如权利要求1-8任意一项中所述的高光墨水的制备方法，其特征在于，该制备方法包括以下步骤：
A.分别将硅灰石、二氧化锆、钒酸铋研磨至2000目；
B.将步骤A中研磨后的原料与所述高光墨水的其他成分按其重量份加入到砂磨机中研磨，研磨1吨所述墨水需要35-45h；
C.检测上述步骤B中研磨后的产物的细度和粘度，合格则进入下一工序，不合格则返回步骤B继续研磨；
D.过滤，收集滤液，所述滤液再次过滤，收集滤液，得成品墨水。
10.根据权利要求9所述的高光墨水的制备方法，其特征在于，所述的步骤D中的第一次过滤的过滤精度为2μm，第二次过滤的过滤精度为1μm。
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