CN109504179A - 一种用于陶瓷釉面的哑光效果油墨及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于陶瓷釉面的哑光效果油墨，其主要包括哑光粉料、溶剂、表面活性剂、分散剂；本发明通过哑光粉料、溶剂、分散剂、表面活性剂、防沉剂的合理配比，得到了性能优良的哑光油墨，采用本发明油墨制备的瓷砖，其光泽度为10‑30度；且本发明油墨通过合理的配方结构，有效地拓宽了原料的使用范围，降低了生产成本。相应的，本发明还公开了上述用于陶瓷釉面的哑光效果油墨的制备方法，其方法简单，成本低。

Description

一种用于陶瓷釉面的哑光效果油墨及其制备方法

技术领域

本发明属于陶瓷色料制备领域，尤其涉及一种用于陶瓷釉面的哑光效果油墨及其制备方法。

背景技术

自陶瓷喷墨打印技术进入中国以来，其发展十分迅速，国内喷墨打印技术日益趋于成熟。喷墨打印的花色也从之前简单的蓝色、棕色、黄色、桔色到现在的蓝色、棕色、黄色、桔色、黑色、金黄色、粉色、绿色、青色等。喷墨打印机也从4通道到8通道，甚至十几通道，双机联动等。陶瓷墨水的发展也从颜色墨水方面向功能性墨水方面发展，近几年下陷釉墨水、拨开釉墨水、白色墨水、精雕墨水、亮光墨水、闪光墨水等功能釉墨水也相继问世。釉料功能墨水的出现，一方面是技术进步的趋势，陶瓷行业向着更加节能环保的方向发展，一方面是陶瓷产品从之前的简单装饰向艺术空间装饰效果发展的表现。

喷墨打印技术的发展也对打印墨水的性能提出了极大的挑战。如目前常用的哑光釉面，采用喷墨打印后，其表面装饰釉的施釉量降低了90％以上，而普通的哑光釉由于喷墨打印施釉量太小，经常呈透明状态，没有哑光效果；针对这种缺陷，常采用的方式是提升喷墨打印量；提升打印油墨用量常会造成两种缺陷：1，油墨使用量较大，造成了油墨的浪费；2，对油墨的快干性，分散性等的要求提升，导致只能采用一些特定的原料制备油墨，增添了成本。

另一方面，现有的哑光油墨，与现有的瓷砖烧成制度适应性不强，哑光效果不明显。因此，急需研究一种新型的哑光油墨。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种用于陶瓷釉面的哑光效果油墨，其哑光效果良好，制备得到的瓷砖表面光泽度低；且与常用窑炉烧成曲线匹配性强。

本发明还要解决的技术问题在于，提供一种上述用于陶瓷釉面的哑光效果油墨的制备方法，其方法简单，可选原料范围广，成本低。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种用于陶瓷釉面的哑光效果油墨，其按照重量份数计主要包括：哑光粉料30-50份，溶剂40-70份，分散剂3-10份，表面活性剂0.1-3份，防沉剂0-0.5份；

其中，所述哑光粉料主要由以下重量份的原料制备而成：二氧化硅1-10份，氧化铝10-40份，氧化镁0-2份，氧化钡0-2份；

所述哑光粉料的制备方法为：将各原料按照配比混合均匀后在1150-1250℃下烧成，烧成后破碎得到哑光粉料。

作为上述技术方案的改进，所述溶剂选自酯类溶剂、烃类溶剂、醚类溶剂中的一种或组合；

其中，所述酯类溶剂选自肉豆蔻酸酯、油酸甲酯、环氧脂肪酸甲酯、丙二醇二醋酸酯中的一种或组合；所述醚类溶剂选自二丙二醇甲醚、二乙二醇丁醚中的一种或组合；所述烃类溶剂选自C13-C15链烷烃、C14-C16链烷烃、C15-C19链烷烃中的一种或组合。

作为上述技术方案的改进，所述溶剂选用酯类溶剂与醚类溶剂的混合物，所述酯类溶剂与醚类溶剂的重量比为1:1.5-3。

作为上述技术方案的改进，所述溶剂选用酯类溶剂与烃类溶剂的混合物，所述酯类溶剂与烃类溶剂的重量比为1:0.3-1。

作为上述技术方案的改进，所述表面活性剂选自失水山梨醇脂肪酸酯表面活性剂、TWEEN系列表面活性剂；所述分散剂选用Lubrizol Solsperse 3000、LubrizolSolsperseJ980、Lubrizol Solsperse J900、Lubrizol Solsperse J928的一种或者几种；所述防沉剂选用聚酰胺蜡、氧化聚乙烯、Lubrizol IRCOGEL900中的一种。

作为上述技术方案的改进，所述哑光粉料原料中含有氧化铝20-40份；所述氧化铝选择所述ARZ/AFRZ型氧化铝。

作为上述技术方案的改进，所述哑光粉料的粒度为D99＜8μm。

相应的，本发明还公开了一种制备上述用于陶瓷釉面的哑光效果油墨的方法，其包括：

(1)制备哑光粉料；

(2)将哑光粉料、溶剂、分散剂、表面活性剂、防沉剂混合均匀得到混合浆料；

(3)将所述混合浆料研磨至D99＜1μm得到哑光釉浆；

(4)将所述哑光釉浆至少一次后得到用于陶瓷釉面的哑光效果油墨成品。

作为上述技术方案的改进，采用砂磨机研磨所述混合浆料，砂磨机的转速为900-1200r/min；砂磨机采用氧化钇稳定的氧化锆作为研磨介质，且研磨介质的填充率为60-80％。

作为上述技术方案的改进，步骤(3)中，研磨后，混合浆料的D50为200-400nm。

本发明提供一种用于陶瓷釉面的哑光效果油墨，通过哑光粉料、溶剂、分散剂、表面活性剂、防沉剂的合理配比，得到了性能优良的哑光油墨，实施本发明的有益效果如下：

1.本发明通过采用高铝含量的哑光纳米粉料，在油墨使用量较少的情况下实现了良好的哑光、柔光效果，采用本发明的油墨制备的瓷砖(烧成温度1050-1300℃)，其光泽度为10-30度；且本发明中的哑光粉料与传统瓷砖烧成制度的匹配性强。

2.本发明的油墨通过合理的配方结构，有效地拓宽了原料的使用范围，降低了生产成本，提升了生产效率。

3.本发明制备方法简单，易于推广。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明作进一步地详细描述。

本发明公开了一种用于陶瓷釉面的哑光效果油墨，其按照重量份数计主要包括：哑光粉料30-50份，溶剂40-70份，分散剂3-10份，表面活性剂0.1-3份，防沉剂0-0.5份；

其中，所述哑光粉料主要由以下重量份的原料制备而成：二氧化硅1-10份，氧化铝10-40份，氧化镁0-2份，氧化钡0-2份；所述哑光粉料的制备方法为：将各原料按照配比混合均匀后在1150-1250℃下烧成，烧成后破碎得到哑光粉料。

其中，氧化铝在传统釉料中，氧化铝常用作增白剂。由于氧化铝熔点较高(2050℃)，在高温下不熔化，以晶体形式存在；将氧化铝、二氧化硅、氧化钡、氧化镁经过烧成、破碎制成色料后作为哑光原料，利用其耐高温的特点，在常规的瓷砖烧成温度(1050-1300℃)下保持了微晶状态，具有良好的浊化效果，有效降低了光泽度，达到了哑光/柔光的效果。优选的，所述哑光粉料的制备原料中，氧化铝的加入重量份为20-40份；提升氧化铝的量有助于增强哑光效果；优选的，所述氧化铝为超细氧化铝，进一步优选的为所述氧化铝为ARZ/AFRZ氧化铝，ARZ/AFRZ氧化铝有结构紧密的“抱团”状结构，在烧成过程中能保持良好的原有结构而不被融化。

优选的，所述哑光粉料破碎后，粒径为D99＜8μm，进一步优选的D99＜1μm；纳米级别的粉料能够实现良好的哑光效果，如果粒度过大，则呈微晶体状，不具有整体哑光的效果，过细则会透明，不具有哑光效果。

需要说明的是，瓷砖表面一般进行三次施釉，先淋底釉，然后喷墨打印或丝网印刷，再施面釉；目前制备哑光效果釉面的方法一般有两种：1，采用丝网印刷装饰，印刷大量具有哑光效果的釉料，并在面釉中添加具有浊化效果的原料，使得瓷砖表面光泽度降低；2，采用喷墨印刷技术，增加面釉施釉量，优化哑光效果(由于喷墨印刷釉量的降低，使得油墨的浊化效果降低，故加大面釉中的具有浊化效果的原料的使用量，以达到浊化效果)；这两种要么要求提升面釉的施釉量，要么需要对面釉配方进行相应的改变，实用过程中相当复杂，对生产过程造成了较大的困扰。本发明通过以下技术手段克服了这些缺陷：本发明采用了以氧化铝为含量高的配方作为哑光粉料，并将其粉碎至纳米级别，其经过喷墨打印以后能在瓷砖釉面形成良好的哑光效果。同时，本发明的哑光粉料配方体系由于降低了钙、铅、钡等常用乳浊剂的使用，有效提升了与传统瓷砖烧成制度的匹配性；进一步的，由于本发明中的油墨哑光效果良好，也降低了油墨的使用量。

在改变哑光粉料的配方之后，其性质相应改变，故需要对油墨中其他原料的使用加以选择，以保障油墨良好的稳定性、粘度、快干性等。

优选的，本发明中的溶剂选自酯类溶剂、烃类溶剂、醚类溶剂中的一种或组合；由于降低了使用量，故可拓宽了原料的范围。其中，所述酯类溶剂选自肉豆蔻酸酯、油酸甲酯、环氧脂肪酸甲酯、丙二醇二醋酸酯中的一种或组合；所述醚类溶剂选自二丙二醇甲醚、二乙二醇丁醚中的一种或组合；所述烃类溶剂选自C13-C15链烷烃、C14-C16链烷烃、C15-C19链烷烃中的一种或组合。这些原料都为常见的化工原料产品，能够较为容易的获得。优选的，本发明中的溶剂选用酯类溶剂与醚类溶剂的混合物，且酯类溶剂与醚类溶剂的重量比为1:1.5-3；优选的，本发明中的溶剂选用酯类溶剂与烃类溶剂的混合物，且酯类溶剂与烃类溶剂的重量比为1:0.3-1；溶剂的混合使用提升了油墨的可分散性，对于稳定其粘度具有良好的作用；也对提升其在不同环境下的保存时间具有良好的效果；溶剂的加入重量份为40-70份，优选的为50-70份，进一步优选为55-70份。

优选的，所述表面活性剂选自失水山梨醇脂肪酸酯系列表面活性剂、TWEEN系列表面活性剂；失水山梨醇脂肪酸酯表面活性剂(SPAN系列)是适用于油包水型微乳液的具有优良性质的表面活性剂，其无毒无臭，且可生物降解；常用的SPAN系列活性剂有S20、S40、S60、S60、S85等；优选的，本发明可选用S85作为表面活性剂；TWEEN系列表面活性剂是聚氧乙烯去水山梨醇单月桂酸酯和一部分聚氧乙烯双去水山梨醇单月桂酸酯的混合物，也是性能优良的油包水型表面活性剂；其具有TWEEN20、40、60、80等型号，优选的，本发明选用TWEEN80作为表面活性剂。表面活性剂的加入重量份为0.1-3份，优选为0.1-1份，进一步优选为0.1-0.5份，通过对于溶剂的精选，有效降低了表面活性剂的使用量，节省了生产成本部。

优选的，所述防沉剂选用聚酰胺蜡、氧化聚乙烯、Lubrizol公司生产的型号为Lubrizol IRCOGEL900中的一种。防沉记得加入重量份为0-0.5份，优选为0.05-0.3份。

优选的，所述分散剂选用Lubrizol公司生产的型号为Lubrizol Solsperse 3000、Lubrizol SolsperseJ980、Lubrizol Solsperse J900、Lubrizol Solsperse J928的一种或者几种；其分散性能优良，能与表面活性剂、防沉剂、溶剂协同作用，使得本发明中的油墨保持良好的粘度、稳定性，且具备合理的表面张力。分散剂的加入重量份为3-10份，优选为3-8份，进一步优选为3-5份。

相应的，本发明还公开了一种制备上述用于陶瓷釉面的哑光效果油墨的方法，其包括：

(1)制备哑光粉料；

(2)将哑光粉料、溶剂、分散剂、表面活性剂、防沉剂混合均匀得到混合浆料；

(3)将所述混合浆料研磨至D99＜1μm得到哑光釉浆；

其中，采用砂磨机研磨所述混合浆料，砂磨机的转速为900-1200r/min；砂磨机采用氧化钇稳定的氧化锆作为研磨介质，且研磨介质的填充率为60-80％；优选的，所述混合浆料在研磨后，D50为200-400nm；纳米级别的油墨能够良好的发挥哑光效果，且其粘度、表面张力适宜。

(4)将所述哑光釉浆至少一次后得到用于陶瓷釉面的哑光效果油墨成品。

其中，采用2-5μm的滤芯对釉浆进行至少3次过滤。本发明的制备方法简单，流程短。

总体而言，本发明通过对于哑光粉料配方的改进，对于整体油墨配方的改进；得到了平均粒径在200-400nm，表面张力为25-40mN/m，粘度为30-60mPa·s的油墨，其哑光效果良好；且制备方法简单，可选原料范围广，制备成本低。

下面以具体实施例来进一步阐述本发明：

实施例1

哑光粉料配方：

氧化铝25份，二氧化硅1份，氧化镁2份，氧化钡2份；

油墨配方：

哑光粉料30份，溶剂50份，表面活性剂3份，分散剂10份；

其中，溶剂选用油酸甲酯；表面活性剂选用S20；分散剂选用Lubrizol Solsperse3000。

油墨的制备方法：

(1)制备哑光粉料：按照配方准备原料，在1250℃下烧成后，粉碎为D99＜8μm的粉料，即得；

(2)将哑光粉料、溶剂、分散剂、表面活性剂、防沉剂混合均匀得到混合浆料；

(3)将混合浆料在砂磨机中研磨至D99＜1μm得到哑光釉浆；

其中，砂磨机的转速为900r/min；砂磨机采用氧化钇稳定的氧化锆作为研磨介质，且研磨介质的填充率为60％。

(4)将哑光釉浆采用孔径为2μm的滤芯过滤1次后得到成品。

实施例2

哑光粉料配方：

氧化铝40份，二氧化硅10份，氧化镁5份，氧化钡5份；

油墨配方：

哑光粉料50份，溶剂70份，表面活性剂0.1份，分散剂3份，防沉剂0.5份；

其中，溶剂选用二丙二醇甲醚，表面活性剂选用TWEEN30；分散剂选用LubrizolSolsperse J980；防沉剂选用Lubrizol IRCOGEL900。

油墨的制备方法：

(1)制备哑光粉料：按照配方准备原料，在1150℃下烧成后，粉碎为D99＜8μm的粉料，即得；

(2)将哑光粉料、溶剂、分散剂、表面活性剂、防沉剂混合均匀得到混合浆料；

(3)将混合浆料在砂磨机中研磨至D99＜1μm得到哑光釉浆；

其中，砂磨机的转速为1200r/min；砂磨机采用氧化钇稳定的氧化锆作为研磨介质，且研磨介质的填充率为80％。

(4)将哑光釉浆采用孔径为5μm的滤芯过滤3次后得到成品。

实施例3

哑光粉料配方：

氧化铝33份，二氧化硅8份，氧化镁2份，氧化钡2份；

油墨配方：

哑光粉料45份，溶剂49.5份，表面活性剂0.5份，分散剂5份；

其中，溶剂选用油酸甲酯、环氧脂肪酸甲酯、肉豆蔻酸酯的混合物，其加入重量份分别为：油酸甲酯20份、环氧脂肪酸甲酯9.5份、肉豆蔻酸酯15份；表面活性剂选用TWEEN80，分散剂选用Lubizol Solsperse J928与Lubrizol Solsperse 3000的混合物，其加入重量份分别为：3份Lubizol Solsperse J928与2份Lubrizol Solsperse 3000。

油墨的制备方法：

(1)制备哑光粉料：按照配方准备原料，在1180℃下烧成后，粉碎为D99＜8μm的粉料，即得；

(2)将哑光粉料、溶剂、分散剂、表面活性剂、防沉剂混合均匀得到混合浆料；

(3)将混合浆料在砂磨机中研磨至D99＜1μm得到哑光釉浆；

其中，砂磨机的转速为1000r/min；砂磨机采用氧化钇稳定的氧化锆作为研磨介质，且研磨介质的填充率为70％。

(4)将哑光釉浆采用孔径为3μm的滤芯过滤3次后得到成品。

实施例4

哑光粉料配方：

氧化铝26份，二氧化硅6份，氧化镁1份，氧化钡2份；

油墨配方：

哑光粉料35份，溶剂65.4份，表面活性剂0.2份，分散剂5份；

其中，溶剂选用丙二醇二醋酸酯、二丙二醇甲醚、二乙二醇丁醚的混合物，其加入重量份分别为：丙二醇二醋酸酯20份、二丙二醇甲醚20份、二乙二醇丁醚25.4份；表面活性剂选用TWEEN80，分散剂选用Lubizol Solsperse J980与Lubrizol Solsperse 3000的混合物，其加入重量份分别为：2份Lubizol Solsperse J980与2份Lubrizol Solsperse 3000。

油墨的制备方法：

(1)制备哑光粉料：按照配方准备原料，在1200℃下烧成后，粉碎为D99＜1μm的粉料，即得；

(2)将哑光粉料、溶剂、分散剂、表面活性剂、防沉剂混合均匀得到混合浆料；

(3)将混合浆料在砂磨机中研磨至D99＜1μm得到哑光釉浆；

其中，砂磨机的转速为1000r/min；砂磨机采用氧化钇稳定的氧化锆作为研磨介质，且研磨介质的填充率为75％。

(4)将哑光釉浆采用孔径为3μm的滤芯过滤3次后得到成品。

实施例5

哑光粉料配方：

氧化铝23份，二氧化硅24份，氧化镁2份，氧化钡1份；

油墨配方：

哑光粉料30份，溶剂59.7份，表面活性剂0.5份，分散剂4份；

其中，溶剂选用肉豆蔻酸脂、环氧脂肪酸甲酯、C15-C19链烷烃的混合物，其加入重量份分别为：肉豆蔻酸脂20份、环氧脂肪酸甲酯10份、C15-C19链烷烃29.7份；表面活性剂选用S85，分散剂选用Lubizol Solsperse J900，防沉剂选用Lubrizol IRCOGEL900。

油墨的制备方法：

(1)制备哑光粉料：按照配方准备原料，在1200℃下烧成后，粉碎为D99＜1μm的粉料，即得；

(2)将哑光粉料、溶剂、分散剂、表面活性剂、防沉剂混合均匀得到混合浆料；

(3)将混合浆料在砂磨机中研磨至D99＜1μm得到哑光釉浆；

其中，砂磨机的转速为1100r/min；砂磨机采用氧化钇稳定的氧化锆作为研磨介质，且研磨介质的填充率为75％。

(4)将哑光釉浆采用孔径为3μm的滤芯过滤3次后得到成品。

对比例1

哑光粉料配方：

氧化铝20份，二氧化硅70份，氧化镁8份，氧化钡5份，氧化钙5份，氧化锌8份，氧化钾4份。

油墨配方与油墨制备方法均与实施例5相同。

将实施例1-5、对比例1中的用于陶瓷釉面的哑光效果油墨做检测；其中，效果检测采用如下方法：将实施例与对比例中的油墨采用喷墨打印技术喷涂在砖面，然后再1200摄氏度下烧成后，测试其表面光泽度；测试结果如下表：

综上，本发明制备的用于陶瓷釉面的哑光效果油墨减少了施釉量，同时有效降低了表面光泽度，达到了良好的哑光效果。其粘度、表面张力等各项参数也符合油墨使用的标准。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种用于陶瓷釉面的哑光效果油墨，其特征在于，按照重量份数计主要包括：哑光粉料30-50份，溶剂40-70份，分散剂3-10份，表面活性剂0.1-3份，防沉剂0-0.5份；

其中，所述哑光粉料主要由以下重量份的原料制备而成：二氧化硅1-10份，氧化铝10-40份，氧化镁0-2份，氧化钡0-2份；

所述哑光粉料的制备方法为：将各原料按照配比混合均匀后在1150-1250℃下烧成，烧成后破碎得到哑光粉料。

2.如权利要求1所述的用于陶瓷釉面的哑光效果油墨，其特征在于，所述溶剂选自酯类溶剂、烃类溶剂、醚类溶剂中的一种或组合；

其中，所述酯类溶剂选自肉豆蔻酸酯、油酸甲酯、环氧脂肪酸甲酯、丙二醇二醋酸酯中的一种或组合；所述醚类溶剂选自二丙二醇甲醚、二乙二醇丁醚中的一种或组合；所述烃类溶剂选自C13-C15链烷烃、C14-C16链烷烃、C15-C19链烷烃中的一种或组合。

3.如权利要求2所述的用于陶瓷釉面的哑光效果油墨，其特征在于，所述溶剂选用酯类溶剂与醚类溶剂的混合物，所述酯类溶剂与醚类溶剂的重量比为1:1.5-3。

4.如权利要求2所述的用于陶瓷釉面的哑光效果油墨，其特征在于，所述溶剂选用酯类溶剂与烃类溶剂的混合物，所述酯类溶剂与烃类溶剂的重量比为1:0.3-1。

5.如权利要求1所述的用于陶瓷釉面的哑光效果油墨，其特征在于，所述表面活性剂选自失水山梨醇脂肪酸酯系列表面活性剂、TWEEN系列表面活性剂；所述分散剂选用LubrizolSolsperse 3000、Lubrizol Solsperse J980、LubrizolSolsperse J900、LubrizolSolsperse J928的一种或者几种；所述防沉剂选用聚酰胺蜡、氧化聚乙烯、LubrizolIRCOGEL900中的一种。

6.如权利要求1所述的用于陶瓷釉面的哑光效果油墨，其特征在于，所述哑光粉料的原料中含有氧化铝20-40份；所述氧化铝选择所述ARZ/AFRZ型氧化铝。

7.如权利要求1所述的用于制备陶瓷釉面的哑光效果油墨，其特征在于，所述哑光粉料的粒度为D99＜8μm。

8.一种制备如权利要求1-7任一项所述的用于陶瓷釉面的哑光效果油墨的方法，其特征在于，包括：

(1)制备哑光粉料；

(2)将哑光粉料、溶剂、分散剂、表面活性剂、防沉剂混合均匀得到混合浆料；

(3)将所述混合浆料研磨至D99＜1μm得到哑光釉浆；

(4)将所述哑光釉浆过滤至少一次，得到用于陶瓷釉面的哑光效果油墨成品。

9.如权利要求8所述的用于陶瓷釉面的哑光效果油墨的制备方法，其特征在于，采用砂磨机研磨所述混合浆料，砂磨机的转速为900-1200r/min；砂磨机采用氧化钇稳定的氧化锆作为研磨介质，且研磨介质的填充率为60-80％。

10.如权利要求8所述的用于陶瓷釉面的哑光效果油墨的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，研磨后，混合浆料的D50为200-400nm。