[发明专利]一种蓝色高分散陶瓷表面墨水的制备方法

说明书

本发明涉及一种蓝色高分散陶瓷表面墨水的制备方法，属于打印墨水材料技术领域。本发明以氯化铝和氯化钴为原料，通过水热法制备蓝色高分散陶瓷表面墨水所用的颜料，水热合成法以水为溶剂，在高温高压密封的体系中，溶液中的氯化铝和氯化钴经溶解，成核，析晶，生长，形成钴铝合金，水热合成法的优点在于反应温度低，温度和反应时间等工艺参数易控制，制造工艺简单，可以不经高温煅烧就直接制得结晶度高，粒度均匀，形貌规则，分散性好，不易团聚的纳米粉体，制备的纳米钴铝颜料颗粒度小，可以有效易反正颜料团聚，减少其阻塞、磨损墨水喷头的现象。

技术领域

本发明涉及一种蓝色高分散陶瓷表面墨水的制备方法，属于打印墨水材料技术领域。

背景技术

随着喷墨打印技术的蓬勃发展，其所应用的范围越来越广，用于陶瓷表面装饰的陶瓷喷墨打印技术正是其中一个极具潜力的应用。陶瓷喷墨打印技术是非接触的打印过程，将小墨滴从直径为十微米级的喷嘴中每秒数千滴的速度直接喷射到陶瓷坯体表面。目前陶瓷喷墨打印法主要应用在陶瓷表面装饰和陶瓷成型两个方面。

作为陶瓷喷墨打印技术的核心部分，陶瓷墨水通常由着色剂，溶剂，结合剂，表面活性剂，pH调节剂，催干剂，分散剂以及其他必要的助剂组成。着色剂作为陶瓷墨水核心部分的着色剂，是墨水显色的关键组分，主要包括各种金属氧化物及金属无机盐等颜料。区别于传统陶瓷装饰方法所采用的固体色料，陶瓷墨水中着色剂需要有较高的溶解度或分散度外，还需具备一定的溶解稳定性，不同溶剂或助剂发生反应，自身不发生团聚或分解而变色。同时，着色剂还需具备较好的显色性能，即经高温煅烧后显色效果好且发色稳定。

陶瓷墨水按喷墨打印机类型可分为连续喷墨打印用陶瓷墨水和按需喷墨打印用陶瓷墨水两类，这两类墨水分别有着不同的理化性能要求。喷墨打印机的喷嘴一般为内径在几十微米的高精度微孔，因此一般要求墨水中所含颜料粒子的平均粒径应在1微米以下，这样才能顺利通过打印的方法在陶瓷表面成像。连续式喷墨打印机中墨滴的路径由偏转电极控制，因此墨水身需要具备一定的导电性能而按需式则不需要。粘度会影响到墨水在墨盒及管路中的流动性能，表面张力则影响墨水从喷嘴中喷出时的成滴过程。打印机喷嘴的构成材料一般都是金属，酸性的墨水会造成腐蚀，碱性的墨水则会产生额外的盐而影响墨盒的使用性能。

作为与陶瓷喷墨打印技术配套的工程墨水产品，要求其除了要满足喷墨打印机的性能要求外，还必须具备一定的自身特性：

（1）陶瓷墨水应具备良好的物理和化学稳定性，不沉积，保质期长，不与喷嘴发生化学反应，自身不发生颗粒团聚，尽量避免阻塞喷头；

（2）陶瓷墨水应具有良好的打印流畅性，以获得较好的打印效果，打印出的图像应均匀整洁，不扩散；

（3）陶瓷墨水中着色剂在高温煅烧后应具备良好的显色性能且发色稳定。

目前陶瓷墨水制备方法主要有分散法，溶胶凝胶法，反相微乳液法等。分散法是目前陶瓷墨水制备中最常见的一种方法，其工艺是先将超细陶瓷粉体或着色剂颗粒同溶剂、分散剂等一起通过球磨混合，加入结合剂，表面活性剂，pH调节剂，电解质等助剂后，进行超声分散或机械分散，得到稳定的悬浮液即陶瓷墨水产品。分散法与传统的浆料制备较为接近，根据静电-位阻稳定机制，需要加入各种物性调节剂以及助剂使墨水达到短时间内的均匀稳定状态。

分散法制备工艺简单，成本较低，且制得的陶瓷墨水发色效果及发色稳定性较好。目前已商品化的陶瓷墨水生产方法主要即是无机陶瓷色料分散法。分散法的关键在于陶瓷色料超细粉体的制备以及墨水的调配，即如何让粒径小于1μm的粉体均匀的分散在溶剂中。

微乳液体系是外观透明或半透明且在光学上各向同性的热力学稳定体系，主要由表面活性剂，助表面活性剂，油以及水四种成分组成。微观上看，微乳液体系由小液滴组成，其稳定性依靠的是表面活性剂界面膜。反相微乳液法制备陶瓷墨水的工艺是先确定微乳液体系最大溶水量，在此条件下用着色剂的水溶液取代体系中的水，混合反应后制得陶瓷墨水。