[发明专利]一种新型的包裹碳黑陶瓷打印墨水及其制备方法

摘要

本发明公开了一种新型的包裹碳黑陶瓷打印墨水的制备方法，方法包括：炭黑改性，改性炭黑溶胶的配制，硅溶胶的配制，锆溶胶的配制，硅酸锆包裹炭黑前驱体制备，硅酸锆包裹炭黑粉体制备以及硅酸锆包裹碳黑陶瓷打印墨水制备。本包裹黑色陶瓷墨水采用硅酸锆包裹炭黑纳米颗粒取代现有技术中的钴、铬等重金属元素，环保无污染；采用廉价的炭黑取代现有黑色陶瓷色料原料中非常昂贵的氧化钴，使黑色陶瓷墨水成本大大降低；且发色深且色调纯正，具有很好的高温稳定性；包裹黑色陶瓷墨水中硅酸锆包裹炭黑纳米胶粒的平均粒径D50小于300nm，达到了市面上几乎所有陶瓷喷头对墨水颗粒细度的要求。

主权项

1.一种新型的包裹碳黑陶瓷打印墨水的制备方法，其特征在于，方法包括：炭黑改性：将炭黑和氧化剂混合，充分搅拌后，在50-120℃下回流1‐8h，然后洗涤、过滤，在100‐110℃干燥后得到氧化改性炭黑；改性炭黑溶胶的配制：按改性炭黑：表面活性剂：溶剂质量比为1：0.005‐0.5：10‐100进行配制，超声分散，搅拌0.5‐8h，得到分散均匀的改性炭黑溶胶，备用；硅溶胶的配制：按硅酸四乙酯：无水乙醇质量比为1：2‐20质量比充分混合搅拌，并用稀盐酸调节溶液PH为2‐6，然后60℃恒温水浴30‐120min，得到分散均匀的硅溶胶，备用；锆溶胶的配制：按氯氧化锆：蒸馏水质量比为1：4‐40比例充分溶解，加入氨水调节溶液PH为3‐10，备用；硅酸锆包裹炭黑前驱体制备：用恒流泵将硅溶胶和锆溶胶以流量比1：0.1‐10的速度同时加入到配制好的改性炭黑溶胶中，同时搅拌4‐24h，并调节体系PH为3‐12，然后过滤、洗涤、干燥得到硅酸锆包裹炭黑前驱体；硅酸锆包裹炭黑粉体制备：将一定质量的矿化剂、稳定剂与得到的前驱体粉体混合，用球磨机研磨、过筛，按照一定的烧制程序在还原性气氛下进行煅烧，冷却后，加入酸性溶液或碱性溶液洗涤，球磨机湿法研磨，水洗、静置、过滤，得到硅酸锆包裹炭黑粉体；硅酸锆包裹碳黑陶瓷打印墨水制备：将硅酸锆包裹炭黑粉体加入有机溶剂中，再加入分散剂和表面活性剂，充分搅拌混合后加入缓冲溶液调节PH至5‐12，静置4‐24h，制得硅酸锆包裹碳黑陶瓷打印墨水成品。