CN110872460A - 一种绿色陶瓷渗花墨水及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种绿色陶瓷渗花墨水及其制备方法。这种绿色陶瓷渗花墨水组份包括异辛酸铬、异辛酸铝和有机溶剂。异辛酸铬和异辛酸铝为主要绿色发色体,在高温下形成稳定的固溶体发色体。通过发色有机金属盐的添加使得墨水整体具有的鲜艳的绿色装饰效果,丰富陶瓷渗花墨水的色域。
Description
技术领域
本发明涉及陶瓷喷墨打印技术领域,具体涉及一种绿色陶瓷渗花墨水及其制备方法。
背景技术
陶瓷喷墨打印技术被业界公认为陶瓷行业第三次技术革命,它是将各种陶瓷材料制备成墨水,通过喷墨打印机将墨水直接打印到建筑陶瓷的表面上进行装饰。该技术的采用显著提高了陶瓷的装饰效果,简化了陶瓷的生产装饰工艺,减少了原材料消耗和节能降耗。陶瓷喷墨打印技术的应用是陶瓷行业的进步,极大地拓展了瓷砖的表现力,从而可以整合更多的设计力量,推动建筑陶瓷行业的快速发展。传统陶瓷墨水依靠无机颜料进行发色,在陶瓷砖面上只是一个平面的装饰效果。
近几年,利用可溶性金属盐溶于有机溶剂制备成的陶瓷墨水,称为陶瓷渗花墨水,渗花墨水的发色体为可溶性有机金属盐,它能够渗透入砖坯的内部,可以应用于抛光砖的抛磨工艺,并且呈现出立体装饰效果。利用这一新技术生产出喷墨渗花砖,在具有传统抛光砖坚硬、耐磨的同时,并拥有现有抛釉砖的色彩和质感的装饰效果,具有很广的市场推广前景。目前,应用于生产线上的渗花墨水的颜色种类有限,主要为红色,蓝色,黄色和黑色等,因此需要开发出一些新的基原色陶瓷渗花墨水,丰富陶瓷喷墨渗花砖的色域。
异辛酸铬在渗花墨水中有着广泛的应用,中国发明专利201510141827.9提出利用钛盐和铬盐制备黄色渗花墨水,其中金属离子铬的含量为0.5~1%;中国发明专利201610355716.2提出利用锡盐、铬盐和钙盐制粉红色陶瓷渗花墨水,其中金属离子铬的含量为0.1~0.5%。除此之外,铬盐本身可以作为绿色颜料的主要发色体,但是有机铬盐容易形成六配位结构,因此目前市售的异辛酸铬盐普遍粘度都高,流动性差,如果用于制备绿色渗花墨水,为了满足陶瓷喷墨打印对粘度的要求,金属离子铬的含量必然比较低,发色会很浅,难以满足实际应用的需求。并且异辛酸铬在高温烧成时,形成的铬的氧化物会以多种形成存在,颜色的色调受陶瓷窑炉烧成气氛的影响而变得不稳定。因此获得烧后发色稳定的绿色陶瓷渗花墨水成为业内的研发重点。
发明内容
本发明的目的之一是提出一种绿色陶瓷渗花墨水,丰富现有渗花墨水的发色色域,并且这种墨水具有发色稳定的优点。
为实现上述目的,一种绿色陶瓷渗花墨水,其为含有异辛酸铬、异辛酸铝和有机溶剂的混合物。
异辛酸铬作为主要发色体高温烧成可以形成绿色,但是在高温烧成时形成的铬的氧化物会以多种形成存在,从而会使颜色的色调受陶瓷窑炉烧成气氛的影响而变得略微不稳定,并且颜色呈现暗绿色。加入异辛酸铝可以提高绿色的发色鲜艳度,即获得鲜绿色,这是由于铬离子与铝离子的半径相差较少,同时氧化铝与氧化铬有相同的晶体结构类型,可以形成连续性固溶体,铬离子中不稳定的电子在固溶体的晶格空位或晶格空隙中发生转移使其呈现稳定的绿色。
优选的,在上述绿色陶瓷渗花墨水中以金属离子质量百分数计,铬离子含量为3.5~5%,铝离子含量为0.5~2%。铬离子的含量需要达到3.5%以上才能较好的达到发色强度,超过5%后发色强度增加不明显,而且市面出售的异辛酸铬的粘度非常大,在保证以上范围的铬金属离子含量的前提下,墨水的粘度>200mPa·s,而渗花墨水的粘度优选范围是20~50mPa·s,因此使用常规市售的异辛酸铬,在长时间使用时会阻塞喷头,对此我们提出优选方案,即使用自行制备的低粘度异辛酸铬。这种低粘度异辛酸铬的制备方法,包含以下步骤:
(1)将异辛酸和以10~30 wt.%氢氧化钠的水溶液为原料,温度控制在40~100 ℃,反应1~5小时制备成异辛酸钠溶液,pH值控制在8~9之间;
(2)向(1)中加入20~50 wt.%乙酸铬溶液和有机溶剂,温度控制在30~60 ℃,反应2~6小时;
(3)萃取洗涤,静置分层,上层为含异辛酸铬的有机相,下层为水相,分离出水相,上层用水洗涤2~4次;
(4)减压蒸馏,除去水份和溶剂;
(5)加入新的有机溶剂,得到含有溶剂的异辛酸铬溶液。
市售的异辛酸铬的粘度较高,如果作为主要发色体,会因为粘度高而无法满足金属离子高的固含量,使得发色深度不能满足实际使用需求。原因是在形成异辛酸铬的同时,会与水部分形成六配位的结构,导致粘度变高。因此在合成时选用分子量较小的有机金属铬盐如乙酸铬作为原材料,并且通过温和的反应条件30~60 ℃,利用大分子量的异辛酸根置换低分子量的乙酸根制备异辛酸铬,同时在后处理时通过高温减压蒸馏时去除水份和溶剂,并且严格控制水份,从而获得粘度低和流动性好的异辛酸铬。使用如以上方法制备的异辛酸铬可以在铬离子在渗透墨水中的质量百分数为5%时,墨水的粘度≤50 mPa·s,而市售的异辛酸铬金属铬离子在墨水中的质量百分数达到1%时,墨水粘度就达到正常使用的临界值(陶瓷工业化生产时渗透墨水的粘度会控制在20~50mPa·s),达到呈现深绿色的3.5%时,墨水的粘度>200mPa·s,当达到此粘度时,渗透墨水对喷头阻塞严重,难以用于工业化生产。
优选的,在以上低粘度异辛酸铬的制备方法中,有机溶剂为烷烃或者芳香烃中的至少一种。
优选的,在以上低粘度异辛酸铬的制备方法中,减压蒸馏的温度为150~180 ℃,压力控制在10~55Kpa。
优选的,在以上低粘度异辛酸铬的制备方法中,最终获得含有溶剂的异辛酸铬溶液的含水率<0.4g/L。
优选的,在上述绿色陶瓷渗花墨水中还含有异辛酸锆,锆离子的质量百分数为0.01~1%。异辛酸锆的加入在高温烧成时可以协同纳米助色剂形成硅酸锆对氧化铬和氧化铝的固溶体进行包裹从而实现更稳定的发色。
优选的,在上述绿色陶瓷渗花墨水中还含有异辛酸钠,钠离子的质量百分数为0.01~1%。异辛酸钠的加入,可以起到矿化剂的作用,降低晶体的形成温度,促进发色剂晶体的快速形成,从而使渗花墨水的发色向更深和更鲜的方向转变。
优选的,在上述绿色陶瓷渗花墨水中还含有消泡剂,其为聚硅氧烷类消泡剂,其质量百分数为0.05~0.3%。
优选的,在上述绿色陶瓷渗花墨水中的有机溶剂为烷烃、芳香烃、醚类、酯类、环氧甲酯中的至少一种。
本发明还提供一种绿色陶瓷渗花墨水的制备方法,包括以下步骤:
(1)将异辛酸铬和异辛酸铝按照预设金属离子的质量比例混合制成异辛酸盐混合溶液;
(2)将90~98%溶剂添加到上述异辛酸金属盐混合溶液中,充分搅拌均匀,使其粘度达到25~40 mPa·s;
(3)加入消泡剂,充分搅拌均匀;
(4)将所配墨水静置陈化24以上,复测粘度,以粘度为20~50 mPa·s为参考范围,若粘度大于50 mPa·s则添加溶剂进行调整;
(5)用孔径≤1微米滤芯过滤,即得绿色陶瓷渗花墨水。
优选地,在以上方法中异辛酸铬和所述异辛酸铝以铬离子和铝离子的质量比计为(3.5~5):(0.5~2)。
优选地,在以上方法中步骤1中的原料还包括异辛酸锆和异辛酸钠,所述异辛酸铬、异辛酸铝、异辛酸锆和异辛酸钠按铬离子、铝离子、锆离子和钠离子的质量比计为(3.5~5):(0.5~2):(0.01~1):(0.01~1)。
本发明相对现有技术,具有如下有益效果:
异辛酸铬作为主要发色体高温烧成可以形成绿色,但是在高温烧成时形成的铬的氧化物会以多种形成存在,从而会使颜色的色调受陶瓷窑炉烧成气氛的影响而变得略微不稳定,并且颜色呈现暗绿色。加入异辛酸铝可以提高绿色的发色鲜艳度,这是由于铬离子与铝离子的半径相差较少,同时氧化铝与氧化铬有相同的晶体结构类型,可以形成连续性固溶体,铬离子中不稳定的电子在固溶体的晶格空位或晶格空隙中发生转移使其呈现稳定的绿色。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
需要说明,各个实施例之间的技术方案可以相互结合,但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础,当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在,也不在本发明要求的保护范围之内。
低粘度异辛酸铬制备过程中所使用的溶剂为烷烃或者芳香烃中的至少一种,其中烷烃可以列举的商品名有D95,D110,D130,PW24/27H,PW25/28H,PW28/32H,Isopar M等,但不限于此;芳香烃可以列举的商品名有异丙基联苯,二异丙基联苯等,但不限于此。
绿色陶瓷渗花墨水制备过程中所用的溶剂为烷烃、芳香烃、醚类、酯类、环氧甲酯中的至少一种,其中烷烃可以列举的商品名有D95,D110,D130,PW24/27H,PW25/28H,PW28/32H,Isopar M等,但不限于此;芳香烃可以列举的商品名有异丙基联苯,二异丙基联苯等,但不限于此;醚类溶剂可以列举的商品名有二丙二醇甲醚,二丙二醇丁醚,乙二醇丁醚,二乙二醇丁醚,二乙二醇乙醚乙酸酯等,但不限于此;酯类溶剂可以列举的商品名有:月桂酸异丙酯,椰油酸异辛酯,棕榈酸异丙酯,月桂酸异辛酯等,但不限于此。
异辛酸铬制备中的异辛酸、乙酸铬、氢氧化钠可以通过商业直接购买。
绿色陶瓷渗花墨水制备过程中的,异辛酸钠的制备参考专利201810884266.5,异辛酸锆和异辛酸铝可以通过商业直接购买。
绿色陶瓷渗花墨水制备过程中所用的消泡剂为聚有机硅氧烷,可以列举的商品名有BYK 065,BYK 077,BYK 088,Tego Airex 900,TEGO Airex 932,AFCONA 2038等,但不限于此。气泡会影响墨水的打印性能和装饰效果,较大气泡会影响打印时断墨,细小的微气泡会导致喷射出来的墨滴不连续,在图案上表现出大量的小拉线,影响装饰效果,而有机硅类消泡剂具有高效的消泡和抑泡作用。
下面结合实施例,进一步说明本发明的技术方案。以下实施例中,如无特别说明,有机金属盐的含量均为金属离子占绿色渗花墨水的质量百分含量计。
实施例1
一种绿色陶瓷渗花墨水的制备方法,包含如下步骤:
(1)将250 g(1.74 mol)异辛酸和200 g 30 wt.%(1.50 mol)氢氧化钠的水溶液投入2L三口瓶中,温度控制在40 ℃,搅拌反应5小时,pH值控制在8~9之间;
(2)向(1)中加入515 g 20 wt.%(0.45 mol)乙酸铬溶液和100 g D95,温度控制在30℃,反应6小时;
(3)萃取洗涤,静置分层,上层为含异辛酸铬的有机相,下层为水相,分离出水相,上层有机相用水洗涤4次;
(4)150 ℃减压蒸馏,压力控制在10~55 Kpa,除去水份和溶剂;
(5)加入60 g异丙基联苯,搅拌均匀,得到含有溶剂的异辛酸铬溶液。
(6)按金属离子的质量含量计Cr 4%,Al 0.5%,Zr 0.5%,Na 0.5%,加入溶剂D110,并加入0.05% BYK065,将发色异辛酸金属盐溶液调至所需的金属含量,搅拌均匀;用孔径≤1微米滤芯过滤,即得绿色陶瓷渗花墨水。
氧化铬绿在陶瓷行业中是一种常用的颜料,异辛酸铬作为主要发色体高温烧成可以形成绿色,但是在高温烧成时形成的铬的氧化物会以多种形成存在,除了Cr2O3之外,可能会形成CrO或者CrO3,从而会使颜色的色调受陶瓷窑炉烧成气氛的影响而变得略微不稳定,并且颜色呈现暗绿色。异辛酸铝中的铝离子与铬离子的半径接近,并且氧化铝与氧化铬有相同的晶体结构类型,可以形成连续性固溶体,铬离子中不稳定的电子在固溶体的晶格空位或晶格空隙中发生转移使其呈现稳定的绿色。渗花墨水在实际使用过程中,都会搭配纳米多孔氧化硅材料作为助色剂进行稳定发色,其发色原理主要是能够形成一定的包裹结构起到稳定发色剂的作用,异辛酸锆的加入在可以在高温烧成时可以协同纳米助色剂形成硅酸锆对氧化铬进行包裹从而实现稳定的发色。而加入异辛酸钠,由于钠盐本身可以起到矿化剂的作用,可以降低晶体的形成温度,促进发色剂晶体的形成,从而使渗花墨水的发色向更深和更鲜的方向转变。
异辛酸铬的制备过程中,为了避免异辛酸铬和水的络合导致异辛酸铬粘度偏高,因此在合成时选用分子量较小的有机金属铬盐如乙酸铬作为原材料,利用大分子量的异辛酸根置换低分子量的乙酸根制备异辛酸铬(选用氯化铬,通过此方法制备得到的粘度很高),同时选用温和的反应条件30~60 ℃制备异辛酸铬。
异辛酸铬的合成过程中,加入大量的烷烃溶剂是为了能够将生成的异辛酸铬转入有机相中,促进反应平衡向生成有机金属盐的方向进行,提高反应的转化率。同时大量的烷烃溶剂会进一步提高萃取效率,并且大幅降低有机相的比重,可以更好的实现萃取分离。
萃取之后得到的有机相,除了异辛酸铬和溶剂之外,还含有一定量的水份,水份的存在不仅会影响墨水的性能,并且可能导致异辛酸铬的粘度偏高。因此,为了得到低粘度和高流动性的异辛酸铬,因此采用高温减压蒸馏的方式,温度控制在150~180 ℃,压力控制在10~55 Kpa,去除水份和绝大部分溶剂,通过此种方法,可以将异辛酸铬的含水量控制在低于4g/L,这可避免六配位乙酸铬的形成。减压蒸馏之后,加入部分溶剂,是为了对异辛酸铬进行稀释,方便将物料转移出来和后续墨水配方的调节。
实施例2
一种低粘度、高金属离子含量绿色陶瓷渗花墨水的制备方法,包含如下步骤:
(1)将250 g(1.74 mol)异辛酸和300 g 20 wt.% (1.50 mol)氢氧化钠的水溶液投入2L三口瓶中,温度控制在100 ℃,搅拌反应1小时,pH值控制在8~9之间;
(2)向(1)中加入206 g 50 wt.% (0.45 mol)乙酸铬溶液和100 g D110,温度控制在60℃,反应2小时;
(3)萃取洗涤,静置分层,上层为含异辛酸铬的有机相,下层为水相,分离出水相,上层有机相用水洗涤4次;
(4)180 ℃减压蒸馏,压力控制在10~55 Kpa,除去水份和溶剂;
(5)加入60 g二异丙基联苯,搅拌机均,得到含有溶剂的异辛酸铬溶液。
(6)按金属离子的质量含量计Cr 3.5%,Al 2%,加入溶剂月桂酸异丙酯和环氧甲酯,和0.1% BYK077,将发色异辛酸金属盐溶液调至所需的金属含量,搅拌均匀;用孔径≤1微米滤芯过滤,即得绿色陶瓷渗花墨水。
实施例3
一种低粘度、高金属离子含量绿色陶瓷渗花墨水的制备方法,包含如下步骤:
(1)将240 g(1.67 mol)异辛酸和200 g 30 wt.% (1.50 mol)氢氧化钠的水溶液投入2L三口瓶中,温度控制在70 ℃,搅拌反应3小时,pH值控制在8~9之间;
(2)向(1)中加入343 g 30 wt.% (0.45 mol)乙酸铬溶液和120 g D110,温度控制在40℃,反应4小时;
(3)萃取洗涤,静置分层,上层为含异辛酸铬的有机相,下层为水相,分离出水相,上层有机相用水洗涤3次;
(4)150 ℃减压蒸馏,压力控制在10~55 Kpa,除去水份和溶剂;
(5)加入60 g D110,搅拌机均,得到含有溶剂的异辛酸铬溶液;
(6)按金属离子的质量含量计Cr 3.5%,Al 1%,Zr 1%,加入溶剂二丙二醇甲醚和椰油酸异辛酯,和0.3% TEGO Airex 932,将发色异辛酸金属盐溶液调至所需的金属含量,搅拌均匀;用1微米滤芯过滤,即得绿色陶瓷渗花墨水。
实施例4
一种低粘度、高金属离子含量绿色陶瓷渗花墨水的制备方法,包含如下步骤:
(1)将240 g(1.67 mol)异辛酸和200 g 30 wt.% (1.50 mol)氢氧化钠的水溶液投入2L三口瓶中,温度控制在70 ℃,搅拌反应3小时,pH值控制在8~9之间;
(2)向(1)中加入343 g 30 wt.% (0.45 mol)乙酸铬溶液和120 g Isopar M,温度控制在40 ℃,反应4小时;
(3)萃取洗涤,静置分层,上层为含异辛酸铬的有机相,下层为水相,分离出水相,上层有机相用水洗涤3次;
(4)150 ℃减压蒸馏,压力控制在10~55 Kpa,除去水份和溶剂;
(5)加入60 g D110,搅拌机均,得到含有溶剂的异辛酸铬溶液;
(6)按金属离子的质量含量计Cr 3.5%,Al 1%,Na 1%,加入溶剂二乙二醇乙醚乙酸酯和D130,和0.2% AFCONA~2038,将发色异辛酸金属盐溶液调至所需的金属含量,搅拌均匀;用1微米滤芯过滤,即得绿色陶瓷渗花墨水。
实施例5
一种低粘度、高金属离子含量绿色陶瓷渗花墨水的制备方法,包含如下步骤:
(1)将240 g(1.67 mol)异辛酸和200 g 30 wt.% (1.50 mol)氢氧化钠的水溶液投入2L三口瓶中,温度控制在70 ℃,搅拌反应3小时,pH值控制在8~9之间;
(2)向(1)中加入343 g 30 wt.% (0.45 mol)乙酸铬溶液和120 g D95,温度控制在40℃,反应4小时;
(3)萃取洗涤,静置分层,上层为含异辛酸铬的有机相,下层为水相,分离出水相,上层有机相用水洗涤3次;
(4)150 ℃减压蒸馏,压力控制在10~55 Kpa,除去水份和溶剂;
(5)加入60 g D95,搅拌机均,得到含有溶剂的异辛酸铬溶液;
(6)按金属离子的质量含量计Cr 5%,加入溶剂D95,和0.1% BYK065,将发色异辛酸金属盐溶液调至所需的金属含量,搅拌均匀;用1微米滤芯过滤,即得绿色陶瓷渗花墨水。
对比例1
一种绿色陶瓷渗花墨水的制备方法,包含如下步骤:
(1)将240 g(1.67 mol)异辛酸和200 g 30 wt.% (1.50 mol)氢氧化钠的水溶液投入2L三口瓶中,温度控制在70 ℃,搅拌反应3小时,pH值控制在8~9之间;
(2)向(1)中加入237 g 30 wt.% (0.45 mol)氯化铬溶液和120 g D95,温度控制在50℃,反应4小时;
(3)萃取洗涤,静置分层,上层为含异辛酸铬的有机相,下层为水相,分离出水相,上层有机相用水洗涤3次;
(4)150 ℃减压蒸馏,压力控制在10~55 Kpa,除去水份和溶剂;
(5)加入100 g D95,搅拌机均,得到含有溶剂的异辛酸铬溶液;
(6)按金属离子的质量含量计Cr 3.5%,加入溶剂D95,和0.1% BYK065,将发色异辛酸金属盐溶液调至所需的金属含量,搅拌均匀;用孔径≤1微米滤芯过滤,即得绿色陶瓷渗花墨水。
此实施例中制备异辛酸铬的原料使用的是大分子量的氯化铬,通过后面测试数据表面,在相同的铬离子含量(质量百分比)情况下,这种异辛酸铬制备的绿色陶瓷墨水粘度很大,无法满足长时间的生产需求。若需要将粘度降低,则必须降低墨水中铬离子的含量,这样会影响墨水发色。
对比例2
一种绿色陶瓷渗花墨水的制备方法,包含如下步骤:
(1)将240 g(1.67 mol)异辛酸和200 g 30 wt.% (1.50 mol)氢氧化钠的水溶液投入2L三口瓶中,温度控制在70 ℃,搅拌反应3小时,pH值控制在8~9之间;
(2)向(1)中加入343 g 30 wt.% (0.45 mol)乙酸铬溶液和120 g D95,温度控制在100℃,反应2小时;
(3)萃取洗涤,静置分层,上层为含异辛酸铬的有机相,下层为水相,分离出水相,上层有机相用水洗涤3次;
(4)150 ℃减压蒸馏,压力控制在10~55 Kpa,除去水份和溶剂;
(5)加入100 g D95,搅拌机均,得到含有溶剂的异辛酸铬溶液;
(6)按金属离子的质量含量计Cr 3.5%,加入溶剂D95,和0.1% BYK065,将发色异辛酸金属盐溶液调至所需的金属含量,搅拌均匀;用孔径≤1微米滤芯过滤,即得绿色陶瓷渗花墨水。
此实施例在制备异辛酸铬的过程中,步骤(2)的反应温度较高,通过后面测试数据表面,在相同的铬离子含量(质量百分比)情况下,这种异辛酸铬制备的绿色陶瓷墨水粘度很大,无法满足长时间的生产需求。若需要将粘度降低,则必须降低墨水中铬离子的含量,这样会影响墨水发色。
对比例3
一种绿色陶瓷渗花墨水的制备方法,包含如下步骤:
(1)将240 g(1.67 mol)异辛酸和200 g 30 wt.% (1.50 mol)氢氧化钠的水溶液投入2L三口瓶中,温度控制在70 ℃,搅拌反应3小时,pH值控制在8~9之间;
(2)向(1)中加入343 g 30 wt.% (0.45 mol)乙酸铬溶液和120 g D95,温度控制在50℃,反应4小时;
(3)萃取洗涤,静置分层,上层为含异辛酸铬的有机相,下层为水相,分离出水相,上层有机相用水洗涤3次;
(4)80 ℃减压蒸馏,压力控制在10~55 Kpa,除去水份和少量溶剂;
(5)按金属离子的质量含量计Cr 5%,加入溶剂D95,和0.1% BYK065,将发色异辛酸金属盐溶液调至所需的金属含量,粘度,搅拌均匀;用1微米滤芯过滤,即得绿色陶瓷渗花墨水。
此实施例在减压蒸馏过程中温度较低,因此水份难以蒸馏完全,通过后面测试数据表面,在相同的铬离子含量(质量百分比)情况下,这种异辛酸铬制备的绿色陶瓷墨水粘度很大,无法满足长时间的生产需求。若需要将粘度降低,则必须降低墨水中铬离子的含量,这样会影响墨水发色。
对以上实施例和对比例的发色性能实验测试,按如下方式进行:
发色面料的组成,按如下质量百分比为:SiO2 74%,Al2O3 19%,MgO 0.5%,CaO 0.5%,K2O3%,Na2O 3%;另外还加入纳米氧化硅作为助色剂,助色剂的加入量为面料质量的4%;通过压机压在底坯上;
喷墨打印机为希望陶瓷喷墨打印机,喷头XAAR GS40喷头,按满灰度打印,喷墨量为40g/m2,直接打印在含有1)发色面料的砖坯中;
砖坯烧成温度为1210℃;
通过Datacolor色差仪测试墨水在砖坯表面烧成后的发色效果,并记录L,a,b值。
以上各实施例及对比例墨水的粘度和表面张力以及墨水发色性能结果如表1所示:
表1 实施例和对比例试验色彩结果
备注:L值指黑白,L值高颜色浅,L值低颜色深;a值指红绿,a值正则偏红,a值负则偏绿;b值指黄蓝,b值正则偏黄,b值越大越黄;b值负则偏蓝,值越大越蓝。
从粘度对比结果可以看出,本发明采用的异辛酸铬制备方法可得到低粘度的异辛酸铬,可适用于制备低粘度和高金属离子含量的绿色陶瓷渗花墨水。绿色渗花墨水配方中加入适量的异辛酸铝、异辛酸锆和异辛酸钠可大幅提升渗花墨水的颜色深度和鲜艳度。
以上所述仅为本发明的优选实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是在本发明的发明构思下,利用本发明说明书内容所作的等效结构变换,或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种绿色陶瓷渗花墨水,其特征在于,其为含有异辛酸铬、异辛酸铝和有机溶剂的混合物。
2.如权利要求1所述的一种绿色陶瓷渗花墨水,其特征在于,所述绿色陶瓷渗花墨水中以金属离子质量百分数计,铬离子含量为3.5~5%,铝离子含量为0.5~2%。
3.如权利要求1所述的一种绿色陶瓷渗花墨水,其特征在于,所述绿色陶瓷渗花墨水中还含有异辛酸锆,锆离子的质量百分数为0.01~1%。
4.如权利要求1所述的一种绿色陶瓷渗花墨水,其特征在于,所述绿色陶瓷渗花墨水中还含有异辛酸钠,钠离子的质量百分数为0.01~1%。
5.如权利要求1所述的一种绿色陶瓷渗花墨水,其特征在于,所述绿色陶瓷渗花墨水中还含有聚硅氧烷类消泡剂,其质量百分数为0.05~0.3%。
6.如权利要求1所述的一种绿色陶瓷渗花墨水,其特征在于,所述绿色陶瓷渗花墨水中的有机溶剂为烷烃、芳香烃、醚类、酯类、环氧甲酯中的至少一种。
7.如权利要求1~6中任意一项所述的一种绿色陶瓷渗花墨水,其特征在于,所述异辛酸铬通过包括如下步骤的方法制备而成:
(1)将异辛酸和以10~30 wt.%氢氧化钠的水溶液为原料,温度控制在40~100 ℃,反应1~5小时,制备成异辛酸钠溶液,pH值控制在8~9之间;
(2)向(1)中加入20~50 wt.%乙酸铬溶液和有机溶剂,温度控制在30~60 ℃,反应2~6小时;
(3)萃取洗涤,静置分层,上层为含异辛酸铬的有机相,下层为水相,分离出水相,上层用水洗涤2~4次;
(4)减压蒸馏,除去水份和溶剂;
(5)加入新的有机溶剂,得到含有溶剂的异辛酸铬溶液。
8.一种绿色陶瓷渗花墨水的制备方法,包括以下步骤:
(1)将异辛酸铬和异辛酸铝按照预设的金属离子的质量比例混合制成异辛酸金属盐混合溶液;
(2)将有机溶剂添加到上述异辛酸金属盐混合溶液中,充分搅拌均匀,使其粘度达到25~40 mPa·s;
(3)加入消泡剂,充分搅拌均匀;
(4)将所配墨水静置陈化24以上,复测粘度,以粘度为20~50 mPa·s为参考范围,若粘度大于50 mPa·s则添加溶剂进行调整;
(5)用孔径≤1微米滤芯过滤,即得绿色陶瓷渗花墨水。
9.如权利要求8所述的一种绿色陶瓷渗花墨水的制备方法,其特征在于,所述异辛酸铬和所述异辛酸铝以铬离子和铝离子的质量比计为(3.5~5):(0.5~2)。
10.如权利要求9所述的一种绿色陶瓷渗花墨水的制备方法,其特征在于,步骤1中的原料还包括异辛酸锆和异辛酸钠,所述异辛酸铬、异辛酸铝、异辛酸锆和异辛酸钠按铬离子、铝离子、锆离子和钠离子的质量比计为(3.5~5):(0.5~2):(0.01~1):(0.01~1)。
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