[发明专利]一种喷墨打印墨水及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种喷墨打印墨水及其制备方法和应用。本发明的喷墨打印墨水包括陶瓷膜材料粉体、烧成助剂、造孔剂、分散剂、调节剂和溶剂，本发明的喷墨打印墨水为适合喷墨打印设备使用的陶瓷膜材料的喷墨墨水；本发明的喷墨打印墨水的粘度为5～70mpa.s、表面张力为10～55mN.m^‑1、PH值为4.0～10.0、静置24小时不沉淀，使用温度为15～45℃。

技术领域

本发明涉及喷墨打印技术领域，尤其涉及一种喷墨打印墨水及其制备方法和应用。

背景技术

喷墨打印技术是一种新的无接触、无压力、无印版的打印技术，可将电子计算机中存储的信息输入喷墨打印机即可实现打印。按工作原理喷墨打印技术可以分为，固体喷墨和液体喷墨两种。固体喷墨的工作方式主要是染料热升华，但成本较高；而液体喷墨打印机的主要工作方式又分为热发泡式和微压电式，这两种技术仍是当今的喷墨打印市场的主流技术。

压电式喷墨打印技术属于常温常压打印技术，它是将许多微小的压电陶瓷放置到打印头喷嘴附近，压电陶瓷在两端电压变化作用下具有弯曲形变的特性，当图像信息电压加到压电陶瓷上时，压电陶瓷的伸缩振动形变将随着图像信息电压的变化而变化，并使喷头中的墨水在常温常压的稳定状态下，均匀准确地喷出墨水。压电式喷墨打印技术对墨滴的控制能力更强，且墨滴微粒形状更为规则、定位更加准确，打印分辨率更高，容易实现高精度的打印。

喷墨打印技术分为打印设备技术和打印墨水技术。在打印设备技术上，目前已开发出各个行业的专用喷墨打印设备。其中，陶瓷色釉料专用的喷墨打印设备在近20年已成功投入陶瓷墙地砖生产线和研发中使用，与设备配套使用的陶瓷色釉料打印墨水也开发成功并随喷墨打印设备一起投入市场使用，给陶瓷装饰技术带来数字化的革命性进步。为满足陶瓷产品创新的需求，行业内正在针对不同打印材料的陶瓷墨水进行研究开发，已衍生出了不同材料组成、不同功能和不同效果的几大类产品，包括普通颜料墨水、功能性墨水、渗花墨水、水性墨水等。

喷墨打印用陶瓷色釉料墨水由固体粉体材料和液体材料所组成，固体粉体是需要打印的核心物质，液体是实现喷墨打印的辅助材料。陶瓷色釉料墨水的制备过程可以分为两个部分，一是陶瓷色浆的制备，二是墨水性能的调节。陶瓷墨水的整个制备过程中，最关键的是陶瓷色浆的研磨。陶瓷色浆的制备路线如下：选取合适的分散剂、溶剂和研磨树脂配成分散液，后加入陶瓷色釉料进行预混合，使陶瓷色釉料被充分润湿，后通过砂磨机研磨至所需粒径，得陶瓷色浆。通常控制色釉料的粒径在300nm左右，最大粒径小于1μm。制备好色浆之后，下一步则需要将色浆调配成墨水：在分散好的陶瓷色浆中加入润湿流平剂、消泡剂、防沉剂，并加入溶剂将墨水调节至所需的固含量和粘度，后用相应的滤芯过滤掉微量的大颗粒，得陶瓷墨水。然后对其粘度、表面张力、粒径分布、固含量和稳定性的各项指标进行测试，考察各项物理指标是否符合要求，进一步在墨滴观测仪上观察墨水喷墨墨滴的形状，以及在喷墨机上的打印测试性能，通过这一系列测试后才能得到合格的陶瓷墨水。

从材料角度上来说，陶瓷膜属于特种陶瓷材料领域。目前，传统陶瓷膜的覆膜工艺主要是气压喷涂、浸涂和浇涂，这些工艺都存在各自的缺陷，气压喷涂工艺会造成喷涂浆料的大量浪费和环境污染，浸涂和浇涂工艺会由于支撑体的结构不均匀和孔隙率的差异，造成陶瓷膜厚薄不均、产生细小裂缝等问题。如果采用喷墨打印技术来涂覆陶瓷膜，可以精细控制覆膜的厚度，极大地降低覆膜过程中膜材料的浪费和环境污染，极大减少了陶瓷膜生产的能耗，所得到的陶瓷膜组织结构更加均匀，膜质量将得到大幅度提高，特别适合制备膜孔径在100纳米以下的超滤级陶瓷膜和纳滤级陶瓷膜。

采用喷墨打印技术生产制备陶瓷膜，在喷墨打印设备上已具备条件，有现成的设备可供使用，目前最关键的问题是制备适合喷墨打印设备使用的陶瓷膜材料的喷墨墨水，目前国内外都还没有这类喷墨墨水的研究报道，也没有产品上市销售。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种喷墨打印墨水及其制备方法和应用，以解决或部分解决现有技术中存在的问题。