陶瓷墨水的制备技术_胡俊

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1、2011年第9期（第180期）佛山陶瓷23Research&Discussion研究与探讨陶瓷墨水的制备技术胡俊，区卓琨（国家陶瓷水暖及卫浴产品质量监督检验中心，佛山528225）摘要：本文介绍了喷墨打印装饰技术在陶瓷行业中的应用，以及喷墨墨水的制备工艺。通过分析目前常用的陶瓷喷墨墨水的制备方法有分散法、溶胶-凝胶法、反相微乳液法，以及提出使用过渡金属配合物溶于水或有机溶剂中制备更加稳定墨水的方法。关键词：陶瓷装饰；喷墨打印；陶瓷墨水；分散法；溶胶-凝胶法；反相微乳液法；过渡金属配合物1前言待进一步提升。采用连续喷墨打印的陶瓷墨水必须满足其基本的性[1]陶瓷装饰采用喷墨打印的

2、原理为：将着色剂制成多能要求。陶瓷墨水是由着色剂分散在液体载体里所形成色墨水，通过喷墨打印的方式将其直接打印到陶瓷表面的多相液体流体。喷嘴里流体的速度较高，大约为20m/s；-1上，烧成产品后能稳定发色[1~2]。喷墨打印技术与现有的陶孔径较小；剪切速率较高，大约500s。分散体中的颗粒尺瓷装饰手段相比，具有如下优点[3~10]：第一，产品逼真细腻，寸应尽可能小，以防止沉淀出生。否则，会导致喷头堵塞。可以获得比常规瓷砖更丰富的纹理变化；第二，能够实现为了使其达到足够的发色强度，在不影响其他参数的情个性化设计与制造。喷墨印刷只需在电脑上输入设计图况下，墨水中颜料的含量尽可能高些

3、。案就可以运行，有利于多种图案小批量的陶瓷制品生产；第三，喷墨打印无需接触坯体，可降低瓷砖破损率；第四，2陶瓷墨水的制备工艺在瓷砖立体造型面上，尤其是各种凹凸浮面砖和斜角面上，可以印刷出更逼真的仿油画、仿树皮、仿木纹、仿高档陶瓷喷墨墨水常用的制备方法有分散法、溶胶-凝胶岩石陶瓷砖等产品。法、反相微乳液法，但也可以采用过渡金属配合物溶于目前，国外许多色釉料公司已掌握喷墨打印这一领水、过渡金属配合物溶于有机溶剂等方法。域的核心技术，并应用到陶瓷装饰行业中，如美国的福禄2.1分散法（Ferro），西班牙的陶丽西(Torrecid)、伊比利亚（Chimigraf分散法是将着色剂粉末与

4、溶剂、分散介质等成分混IbéricaSL），意大利的爱斯玛格拉斯(Esmaglass)、卡罗罗比合后，采用球磨和超声波来进行分散，最终获得稳定的悬(Colorobbia)。国内的一些企业也研制出了陶瓷喷墨墨水，浮液[11]。分散法制备简单，但需要将陶瓷色料磨成亚微米但在稳定性、发色效果及喷墨打印机兼容性等方面还有颗粒，并均匀分散在墨水中。细度越细，所需能量越大，很24FOSHANCERAMICSVol.21No.9（SerialNo.180）难控制颗粒的粒度分布。此外，研磨不仅会引入污染物，去，凝胶阶段趋向于使墨水中不同陶瓷组分相互隔离。溶而且会影响晶体结构，最后会影响到产品

5、的发色效果。原胶表现出许多适合制备陶瓷喷墨打印墨水的性能，克服料颗粒趋向于产生棱角分明的形状，导致流变性能下降了由传统颜料研磨成亚微米尺寸制备陶瓷墨水所带来的[1]和容易发生磨损。问题。溶胶墨水在打印阶段并不显现出最终的颜色。溶[12]柯林刚等先将分散剂NNO溶解于水中，然后加入胶-凝胶法虽然可以获得分散性良好、稳定性高的陶瓷墨一定配比的聚羧酸类化合物混合，再加入无机颜料和1,水，但是长期放置会出现沉降现象。[12]2-丙二醇、二甘醇等助剂，充分搅拌、混合，最后加入锆珠郭艳杰等采用Sol-Gel法制备了含四种不同陶瓷进行研磨、离心、过滤，最终获得陶瓷表面装饰墨水。颜色，并适合

6、于连续式喷墨打印用的墨水。青色陶瓷墨水张翼、黄小芬于2009年申请了陶瓷喷墨打印用棕色溶胶液：首先，用异丙醇铝水解制备氧化铝溶胶，在电磁[13]颜料及其制备方法、陶瓷喷墨打印用黑色颜料及其制备的搅拌下，按比例依次往氧化铝溶胶中滴入氯化镍和硼[14][15]方法和陶瓷喷墨打印用锆铁红色颜料的制备方法的酸溶液制得稳定的青色陶瓷墨水溶胶液。品红色陶瓷墨专利。棕色陶瓷颜料的原料包括：CuO0～10%、Cr2O310%～30%、水溶胶液：在电磁搅拌下，按比例依次往氯化铝溶胶中滴A12O320%～40%、SiO20～10%、Fe2O320%～40%、ZnO20%～40%。入硝酸锌、硝酸铬

7、和硼酸溶液，制得稳定的品红色陶瓷墨将原料细化并混合均匀，经1100～1300℃煅烧，通过超微水溶胶液。黄色陶瓷墨水溶胶液：在玻璃容器中加入细化处理，分离超微细化粉体得到成品。黑色陶瓷颜料的ZrOCl2·6H2O的水溶液，将该容器置于70℃的水浴中，在原料包括：ZrO20～5%、Cr2O330%～50%、Fe2O320%～40%、CuO电磁搅拌下加入规定量的混有HNO3的NH4VO3溶液，用0～10%、Co2O310%～30%、NiO10%～20%。将原料细化并氨水将混合液调至pH=4，制得稳定的黄色陶瓷