陶瓷墨水

陶瓷墨水•1陶瓷墨水组成•2陶瓷墨水制备方法•3制备墨水性能要求•4墨水性能影响因素陶瓷墨水组成1：陶瓷色料（核心）2：溶剂（载体）3：超分散剂（稳定性）4：表面活化剂5：其他助剂：消泡剂，粘结剂，PH调节剂，催干剂等色料陶瓷色料是陶瓷墨水的核心，直接影响陶瓷墨水的发色，要求有合适的粒径和较窄的粒径分布，颗粒之间不易团聚，以免堵塞打印机喷头色料色料粒径过大堵塞喷墨打印机喷口，沉底色料粒径过小发色能力减弱根据现有喷墨打印机喷头要求墨水的粒径D100＜1μm，同时要求墨水的粒径分布尽量窄。为墨水的稳定做好准备。溶剂•水性墨水是以水作为墨水颗粒的载体，由于其本身不含有挥发性有毒害的有机溶剂，不会对环境造成污染溶剂型陶瓷墨水使用的溶剂多为酯类、烃类，要求其本身的粘度要较低，且与其他助剂的相溶性要好•水溶性陶瓷墨水时发现对建筑釉面砖存在不利因素，水溶性陶瓷墨水在中心的干燥速率小于边缘，导致中心处的墨水将向边缘流动，干燥后边缘的厚度要比中心的厚，影响分辨率及呈色的均匀性超分散剂锚固基团，溶剂化链（空间稳定理论)表面活化剂•表面活化剂使得墨滴的表面张力合适。表面张力偏大偏小墨水的表面张力过大，墨滴将难以断裂，容易产生墨滴的拖尾现象，结果会导致墨水打印不顺畅，出现打印间接性中断墨水的表面张力过小，墨滴容易扩散，难以形成微小均匀的墨滴，容易产生飞墨现象并且打印机的温度也会对表面张力偶影响。陶瓷墨水的墨滴打印到瓷砖表面以后，墨水的表面张力将决定墨水与釉面的接触角，从而影响墨水在瓷砖表面的干燥速度，这点对生产线釉线短的企业来说至关重要。其他助剂•为了调整水性墨水的各项性能，水性墨水中通常还会加入稀释剂、pH调节剂、防腐剂、消泡剂等。稀释剂主要用于调节墨水的粘度，改变墨水的流动性。pH调节剂主要用于调整墨水的酸碱度，减小对喷头的腐蚀。由于水性墨水以水作为溶剂，其表面张力偏大，墨水容易产生气泡，因此需要加入消泡剂消除气泡,以防止打印过程当中产生气泡线。陶瓷墨水制备方法•研磨分散法：将溶剂，分散剂，表面活化剂，其他助剂配好后与色料混合研磨，制得陶瓷墨水。（墨水颗粒的粒径分布窄，色料难以超细化球形化）•反相微乳法：在结构方面，微乳液有O/W（水包油）和W/O（油包水）两种类型，是由水相、油相、大量乳化剂和助乳化剂(一般为正丁醇、正己醇等中等长链的醇)混合以后自发形成的透明或半透明的体系其中乳化剂都起着关键的作用。保存,但其最大的缺点在于墨水中的固相含量较低,从而影响发色性能,颗粒尺寸一般在十到几十纳米级别,具有良好的分散性,并能够长期稳定的(粒径一般为几到几十纳米，其分散稳定性极好，可长期保存但固含量较低)溶胶凝胶法：利用无机盐或金属醇益作为前驱体,与溶剂混合搅拌进行水解,聚合反应,通过调节pH值获得相应的稳定透明的溶胶,溶胶经陈化浓缩后加入乳化剂、导电盐等助剂来调节其理化性能,形成具有三维空间网络结构的凝胶体系,使之满足喷墨打印机的要求,即制得陶瓷墨水(陶瓷墨水颗粒分布均匀、分散稳定性好，但工艺较为复杂)研磨分散法制备墨水性能要求性能要求粒径：一般小于1um（根据当今打印机喷头定)，分布尽量窄粘度表面张力：主要依靠表面活化剂发色性能：主要依靠色料颗粒PH值：7~12分散稳定性：陶瓷色料均匀分散，放置一段时间不团聚不沉淀，大小流动性差不易形成小墨滴墨水内摩擦小打印效果差墨水性能的影响因素•陶瓷色料：优选（烧成后进行色度对比），预处理（色料粒径大，预先球磨将其磨细）•超分散剂：种类，份量•固含量•研磨工艺：研磨介质，研磨机L值表示亮度；a值表示红绿，a值为正偏红，a值为负偏绿b值表示黄蓝，b值为正偏黄，b值为负偏蓝A,B,C三种进行优选，采用相同的配方制成墨水，烧成。进行刮板比色，A适气流磨优于球磨在静置12周以后，3号、4号、5号三组实验墨水样品分层明显，且4号、5号样品在装入比色管时沾的墨水挂壁后流不下来，说明超分散剂F3、F4、F5在本体系中适用性不佳。1号和2号两组实验进行对比，2号实验的沉淀层、混浊层、清液层比1号实验的分层更为明显，说明1号实验的分散稳定性更优。不同分散剂超分散剂的用量为固含量的15%和12%时，墨水的离心沉淀层差不多，而超分散剂的用量为固含量的10%时，墨水的离心沉淀层比用量为12%的沉淀层厚20%。说明超分散剂的用量对墨水的分散稳定性起决定性作用。对超分散剂用量为固含量的15%和12%两组实验进行稳定性分析（第四章）后选取超分散剂用量为固含量的12%为最佳用量当固含量为45%时，随着研磨时间的加长，粒径下降趋势最快，其研磨效率最高，每公斤粉料所需能耗最低为1.26kWh/kg；当固含量为40%时，随着研磨时间的加长，粒径下降趋势较快，每公斤粉料所需能耗为1.3kWh/kg；当固含量为35%时，随着研磨时间的加长，粒径下降趋势相对较慢，所需研磨时间更长，能耗也相对偏高，每公斤粉料所需能耗为1.4kWh/kg。由此可知，固含量越高其研磨效率越高墨水的表面张力随着固含量的增加而增加，随着气泡寿命的延长，墨水的表面张力不断下降。当气泡寿命为15s时，固含量45%、40%、35%三者的表面张力值分别为28.9mN/m、27.8mN/m、27.0mN/m，随着气泡寿命的延长，三者的表面张力差值在不断减小。由于固含量的不断下降，单位体积内的墨水颗粒数量减少，而墨水颗粒之间的摩擦、碰撞的概率下降，特别是范德华力的作用下降，使得墨水液体表面相邻部分之间的作用力变小，从而导致墨水的表面张力下降。将固含量为45%、40%、35%的三组实验与国内外知名品牌的墨水样品进行刮板比色实验，对其发色性能进行比较，以选择最佳固含量体系的陶瓷墨水。由表3-7和图3-21可知，和国内外知名品牌的同色系陶瓷墨水相比固含量为45%的试样色调太深，固含量为35%的试样色调偏浅，固含量为40%的试样和国内外的色调最接近，因此选取本陶瓷墨水体系的固含量为40%•研磨介质的直径越小，在相同填充率的情况下，研磨介质的颗粒数目越多、总的比表面积也越大，在相同的研磨时间内可以获得更高的研磨效率•采用高质量、高效率的砂磨机，通过砂磨机的能耗和功率控制研磨效率，从而控制墨水的质量稳定，减少色差•墨水的过滤环节必不可少，采用多级过滤已保证陶瓷墨水的质量结论•陶瓷墨水•（1）选取合适的分散剂、溶剂、调节剂等。•（2）探索合适的研磨工艺以获得较窄的粒径分布。•（3）探索如何制备分散性和稳定性良好的陶瓷墨水的方法。•（4）探索制备各项性能良好的陶瓷墨水的工艺。•陶瓷色料、分散剂及最佳分散剂含量、陶瓷墨水最佳固相含量水性陶瓷墨水的溶剂是水吗？水性墨水的分散剂及其他助剂也只能是水性的么？（如果可以加乳化剂？）