CN111234605A - 一种具有光催化性的陶瓷墨水及其制备方法 - Google Patents

一种具有光催化性的陶瓷墨水及其制备方法 Download PDF

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Abstract

一种具有光催化性的陶瓷墨水及其制备方法，包括以下原料组成：色料20份～30份，CuO的纳米粉10份～15份，Bi2ZnWO7的纳米粉10份～15份，SnO2的纳米粉15份～25份，表面活性剂1份～15份，消泡剂1份～10份，D70溶剂油35份～45份，丙三醇1份～5份，分散剂1份～10份。本发明采用复合光催化剂，使墨水具有光催化性能，能降解陶瓷表面和空气中的有机污染物，具有更好的防污性能，能保持陶瓷外观的清洁，延长陶瓷的使用寿命。

Description

一种具有光催化性的陶瓷墨水及其制备方法
技术领域
本发明涉及陶瓷墨水制备技术领域，尤其涉及一种具有光催化性的陶瓷墨水及其制备方法。
背景技术
喷墨式印刷是目前最主要的无版数字化印刷技术之一，其基本的原理是根据计算机的指令将墨水从微细的喷嘴直接喷射到承印物上的指定位置，从而形成预先设计好的图案。与传统陶瓷制作工艺相比，喷墨打印技术具有很多独特的优势：喷墨打印通过计算机的操作，使得陶瓷产品可以达到个性化要求，并可以通过计算机及时的修改设计；喷墨打印技术将会提高陶瓷制品的精细度，以满足精密仪器的使用要求，扩大应用范围；数字化的喷墨打印技术能够做到快速灵敏，易于批量化生产；喷墨打印为非接触式，无须与承印物发生接触就能够完成打印，显著减少了对基底的可弯曲度、粗糙度、强度方面的限制，同时也避免了喷头与基底之间可能存在的交叉污染或者损坏。喷墨打印技术的核心包括设备、产品设计和墨水。喷墨打印的设备以及产品设计在我国已经有了突破性的进展，但作为关键技术的功能陶瓷墨水发展的还不够成熟，尤其喷墨打印用压电陶瓷墨水的制备，在国内外公开文献中都鲜有提及。目前已公开发表的喷墨打印陶瓷墨水主要用于装饰性陶瓷的制作，而关于功能性陶瓷墨水如具有光催化性的陶瓷墨水的公开文献相对非常少。
钛酸铋系列化合物、纳米氧化铜、纳米氧化钴等在紫外光或者可见光的照射下对多种难降解的污染物具有良好的催化效果,已经引起了科研工作者们的浓厚兴趣，将其应用于功能性陶瓷墨水也具有一定的可能性。但这些纳米颗粒形貌基本为球形或椭球形，即使在充分超声分散之后，颗粒之间仍存在严重的团聚现象，在有机溶剂中也不易分散。而喷墨打印设备与旋涂、印刷等发光层制备工艺不同，其对墨水的要求较高，例如合适的沸点、粘度、表面张力以及均匀稳定的分散，因此，要将钛酸铋系列化合物其应用于喷墨打印墨水，仍然存在一些困难。
发明内容
针对现有技术中的上述不足，本发明提供了一种具有光催化性的陶瓷墨水及其制备方法。
为了达到上述发明目的，本发明采用的具体方案为：
一种具有光催化性的陶瓷墨水及其制备方法，包括以下原料组成：色料20份～30份，CuO的纳米粉10份～15份，Bi2ZnWO7的纳米粉10份～15份，SnO2的纳米粉15份～25份，表面活性剂1份～15份，消泡剂1份～10份，D70溶剂油35份～45份，丙三醇1份～5份，分散剂1份～10份。
作为改进，所述表面活性剂为聚乙烯吡咯烷酮。
作为改进，所述CuO、Bi2ZnWO7、SnO2粉体的粒度为30～80mm。
上述陶瓷墨水的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)按照重量称取所有的原料；将表面活性剂、分散剂加入盛有D70溶剂油的容器中，在室温环境下均匀搅拌，时间20～30分钟，形成均匀的溶液；
(2)将步骤(1)得到的溶液中加入CuO、Bi2ZnWO7、SnO2纳米粉和丙三醇，采用分散机分散15～25分钟，得到CuO、Bi2ZnWO7、SnO2浆料；
(3)将步骤(2)得到的CuO、Bi2ZnWO7、SnO2浆料进行球磨，使固体颗粒的平均直径小于50nm，经过滤后，所得滤液即为陶瓷墨水。
作为改进，步骤(2)中的分散机所用的分散速度为5000～10000转/分，分散时间为15～25分钟。
作为改进，步骤(3)所述的球磨采用的设备使砂磨机，转速为2500～4000转/分，球磨时间为30～120分钟。
本发明的有益效果为：
本发明通过选择合适的分散体系对色料、CuO的纳米粉、Bi2ZnWO7的纳米粉和SnO2的纳米粉进行分散，所得陶瓷墨水颗粒度、分散性好、稳定性好，应用于陶瓷的喷墨打印，打印顺畅，不堵塞机头。在陶瓷墨水中加入丙三醇作为润湿剂，不仅有利于润湿喷嘴，提高墨水的打印流畅性能，同时丙三醇分子能以氢键与陶瓷粉连接，从而进一步增加了陶瓷颗粒的空间位阻，提高陶瓷墨水的稳定性。
具体实施方式
以下通过具体实施例进一步描述本发明，但本发明不仅仅限于以下实施例。在本发明的范围内或者在不脱离本发明的内容、精神和范围内，对本发明进行的变更、组合或替换，对于本领域的技术人员来说是显而易见的，且包含在本发明的范围之内。
实施例一：
(1)取色料20份，CuO的纳米粉10份，Bi2ZnWO7的纳米粉10份，SnO2的纳米粉15份，表面活性剂1份，消泡剂1份，D70溶剂油35份，丙三醇1份，分散剂1份。
(2)将表面活性剂、分散剂加入盛有D70溶剂油的容器中，在室温环境下均匀搅拌，时间20分钟，形成均匀的溶液。
(3)将步骤(1)得到的溶液中加入CuO、Bi2ZnWO7、SnO2纳米粉和丙三醇，采用分散机在转速5000转/分下分散15分钟，得到CuO、Bi2ZnWO7、SnO2浆料。
(4)将步骤(2)得到的CuO、Bi2ZnWO7、SnO2浆料进行球磨，在砂磨机中以转速2500转/分，球磨30分钟，使固体颗粒的平均直径小于50nm，经过滤后，所得滤液即为陶瓷墨水。
实施例二：
(1)取色料25份，CuO的纳米粉12份，Bi2ZnWO7的纳米粉12份，SnO2的纳米粉20份，表面活性剂10份，消泡剂5份，D70溶剂油40份，丙三醇3份，分散剂5份。
(2)将表面活性剂、分散剂加入盛有D70溶剂油的容器中，在室温环境下均匀搅拌，时间25分钟，形成均匀的溶液。
(3)将步骤(1)得到的溶液中加入CuO、Bi2ZnWO7、SnO2纳米粉和丙三醇，采用分散机在转速7000转/分下分散20分钟，得到CuO、Bi2ZnWO7、SnO2浆料。
(4)将步骤(2)得到的CuO、Bi2ZnWO7、SnO2浆料进行球磨，在砂磨机中以转速3000转/分，球磨90分钟，使固体颗粒的平均直径小于50nm，经过滤后，所得滤液即为陶瓷墨水。
实施例三：
(1)取色料30份，CuO的纳米粉15份，Bi2ZnWO7的纳米粉15份，SnO2的纳米粉15份，表面活性剂15份，消泡剂10份，D70溶剂油45份，丙三醇5份，分散剂10份。
(2)将表面活性剂、分散剂加入盛有D70溶剂油的容器中，在室温环境下均匀搅拌，时间30分钟，形成均匀的溶液。
(3)将步骤(1)得到的溶液中加入CuO、Bi2ZnWO7、SnO2纳米粉和丙三醇，采用分散机在转速10000转/分下分散25分钟，得到CuO、Bi2ZnWO7、SnO2浆料。
(4)将步骤(2)得到的CuO、Bi2ZnWO7、SnO2浆料进行球磨，在砂磨机中以转速4000转/分，球磨120分钟，使固体颗粒的平均直径小于50nm，经过滤后，所得滤液即为陶瓷墨水。
以上所述仅为本发明专利的较佳实施例而已，并不用以限制本发明专利，凡在本发明专利的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明专利的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种具有光催化性的陶瓷墨水，其特征在于：包括以下原料组成：色料20份～30份，CuO的纳米粉10份～15份，Bi2ZnWO7的纳米粉10份～15份，SnO2的纳米粉15份～25份，表面活性剂1份～15份，消泡剂1份～10份，D70溶剂油35份～45份，丙三醇1份～5份，分散剂1份～10份。
2.根据权利要求1所述的一种具有光催化性的陶瓷墨水，其特征在于：所述表面活性剂为聚乙烯吡咯烷酮。
3.根据权利要求1所述的一种具有光催化性的陶瓷墨水，其特征在于：所述CuO、Bi2ZnWO7、SnO2粉体的粒度为30～80mm。
4.根据权利要求1～3任一项所述的陶瓷墨水的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)按照重量称取所有的原料；将表面活性剂、分散剂加入盛有D70溶剂油的容器中，在室温环境下均匀搅拌，时间20～30分钟，形成均匀的溶液；
(2)将步骤(1)得到的溶液中加入CuO、Bi2ZnWO7、SnO2纳米粉和丙三醇，采用分散机分散，得到CuO、Bi2ZnWO7、SnO2浆料；
(3)将步骤(2)得到的CuO、Bi2ZnWO7、SnO2浆料进行球磨，使固体颗粒的平均直径小于50nm，经过滤后，所得滤液即为陶瓷墨水。
5.根据权利要求4所述的陶瓷墨水的制备方法，其特征在与：步骤(2)中的分散机所用的分散速度为5000～10000转/分，分散时间为15～25分钟。
6.根据权利要求4所述的陶瓷墨水的制备方法，其特征在与：步骤(3)所述的球磨采用的设备使砂磨机，转速为2500～4000转/分，球磨时间为30～120分钟。
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN107686685A (zh) * 2017-10-12 2018-02-13 桂林理工大学 一种具有光催化性的陶瓷墨水及其制备方法
CN107699050A (zh) * 2017-10-23 2018-02-16 周开珍 一种具有光催化性的陶瓷墨水及其制备方法

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