專利名稱：一種環(huán)保型陶瓷噴墨打印用釉料墨水及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于陶瓷噴墨技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種環(huán)保型陶瓷噴墨打印用釉料墨水及其制備方法。
背景技術(shù)：
陶瓷噴墨技術(shù)是一種非接觸式的數(shù)字印刷技術(shù)，它是將陶瓷色釉料粉體制成的墨水，將小墨滴從直徑數(shù)十微米的噴嘴噴到建筑陶瓷的表面上，燒成后呈色的裝飾手法，裝飾圖案的形狀和幾何尺寸由計(jì)算機(jī)控制。陶瓷噴墨技術(shù)與陶瓷磚傳統(tǒng)裝飾方法比較，具有能耗低、污染低、效率高，尤其是可對凹凸面進(jìn)行裝飾等優(yōu)點(diǎn)，因此陶瓷噴墨技術(shù)成為了一個(gè)主流技術(shù)。中國發(fā)明專利申請?zhí)枮?01010117934.5,201110375883.0 和 201210489664.X 分別公開了陶瓷噴墨打印用油墨及其制備方法。中國發(fā)明專利，申請?zhí)枮?01210138634.1公開了一種水性陶瓷立體圖案打印墨水及其制備方法。這些報(bào)道都是基于色料所制備的陶瓷墨水，但是基于陶瓷釉料所制備的陶瓷墨水，尤其是環(huán)保型水性釉料墨水還鮮為報(bào)道。對于釉料而言它的制備沒有像色料那樣需要在900 1400°C之間燒成，含有大量塑性料使其在超細(xì)化之后，尤其在水相中容易引起很大的增稠觸變現(xiàn)象，導(dǎo)致難以實(shí)現(xiàn)低粘度高固含量水性釉料墨水的制備。陶瓷釉料的施工工藝通常都是通過淋釉、噴釉、絲網(wǎng)印刷或者輥筒印刷等方式，這些工藝污染高、效率低，并且在很大程度上對資源造成了浪費(fèi)，更難以實(shí)現(xiàn)的是對陶瓷凹凸面進(jìn)行裝飾。因此研制一種水性陶瓷釉料墨水，可以實(shí)現(xiàn)陶瓷釉料在陶瓷立體圖案上的打印，能在極短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到個(gè)性 化的要求，符合當(dāng)今瓷磚個(gè)性化、藝術(shù)化、小批量、多花色、低碳環(huán)保的發(fā)展趨向。更為重要的是，水性釉料墨水的開發(fā)，可以大大節(jié)省陶瓷企業(yè)生產(chǎn)的成本。以一條釉線日產(chǎn)8000平方米瓷磚計(jì)算，采用傳統(tǒng)印花方式時(shí)約需用釉料4飛噸，而噴墨印花只需用墨水I噸半，并且墨水利用率超過95%，這對耗釉巨大的陶瓷產(chǎn)業(yè)來說，具有無可比擬的技術(shù)優(yōu)勢和經(jīng)濟(jì)效益。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種環(huán)保型陶瓷噴墨打印用釉料墨水及其制備方法。本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是:
一種環(huán)保型陶瓷噴墨打印用釉料墨水，含有如下質(zhì)量百分比的組分:陶瓷釉料30 50%，有機(jī)溶劑15 25%，分散劑4 10%,減水劑2 5%，樹脂2 5%，消泡劑0.3 0.6%，流平劑0.1 0.2%，pH調(diào)節(jié)劑0.1 0.2%，粘度調(diào)節(jié)劑2 5%，防腐劑0.1 0.3%，余量為水；
所述陶瓷釉料的主要成分為=SiO2 45 65份，Al2O3 20 26份，K2O 0.2 I份，Na2O
2 7 份，CaO 0.2 1.0 份，MgO 0.02 0.2 份，F(xiàn)e2O3 0.1 0.3 份，TiO2 0.05 0.2 份，ZnO I 3份,按質(zhì)量份計(jì)。
所述陶瓷釉料的細(xì)度在325目以下。所述有機(jī)溶劑為醇類溶劑，優(yōu)選為乙二醇、丙二醇中的至少一種。所述分散劑為高分子量聚丙烯酸酯型分散劑。所述減水劑為聚羧酸鈉鹽。 所述樹脂為丙烯酸樹脂，羧甲基纖維素鈉中的至少一種。所述消泡劑為礦物油、聚甲基硅氧烷、聚醚中的至少一種。所述流平劑為聚醚改性硅氧烷，聚丙烯酸酯中的至少一種。所述pH調(diào)節(jié)劑為2-氨基-2-甲基-1-丙醇。所述粘度調(diào)節(jié)劑為甘油。所述防腐劑為異噻唑啉酮(卡松)，為5-氯-2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮(CMI)和2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮(MI)的混合物。以上所述的環(huán)保型陶瓷噴墨打印用釉料墨水的制備方法，包括以下步驟:
1)配制水性分散液:在有機(jī)溶劑和水的混合溶劑中，加入樹脂，攪拌溶解后，分別加入分散劑、減水劑和消泡劑，攪拌均勻；
2)制備釉漿:將釉料加入水性分散液中，用高速分散機(jī)預(yù)分散，使釉料被充分潤濕，后轉(zhuǎn)入砂磨機(jī)中進(jìn)行研磨，控制釉料顆粒的平均粒徑在200 400 nm，最大粒徑小于Iu m，得釉衆(zhòng)；
3)向釉漿中加入流平齊[J、pH調(diào)節(jié)齊[J、粘度調(diào)節(jié)劑、防腐劑和剩余溶劑，攪拌均勻，用IU m濾膜過濾，得環(huán)保型陶瓷噴墨打印用釉料墨水。本發(fā)明的有益效果是:
本發(fā)明所制備的環(huán)保型陶瓷噴墨打印用釉料墨水品質(zhì)穩(wěn)定性好，可長時(shí)間保存，并具有良好的噴墨打印性能，且墨水的粘度低，粒徑分布均勻，墨水的粘度在10.0 40.0mPa *s之間并且可調(diào)控，表面張力為32 40 mN/m，pH值為7.5 8.5，平均粒徑為200 400 nm,最大粒徑小于I y m。
具體實(shí)施例方式一種環(huán)保型陶瓷噴墨打印用釉料墨水，含有如下質(zhì)量百分比的組分:陶瓷釉料30 50%，有機(jī)溶劑15 25%，分散劑4 10%，減水劑2 5%，樹脂2 5%，消泡劑0.3 0.6%,流平劑0.1 0.2%, pH調(diào)節(jié)劑0.1 0.2%,粘度調(diào)節(jié)劑2 5%,防腐劑0.1 0.3%,余量為水。所述陶瓷釉料主要成分為SiO2 45 65份，Al2O3 20 26份，K2O 0.2 I份，Na2O 2 7 份，CaO 0.2 1.0 份，MgO 0.02 0.2 份，F(xiàn)e2O3 0.1 0.3 份，TiO2 0.05
0.2份，ZnO I 3份，按質(zhì)量份計(jì)。優(yōu)選的，上述陶瓷釉料的細(xì)度在325目以下。所述有機(jī)溶劑為醇類溶劑，優(yōu)選為乙二醇、丙二醇中的至少一種。所述分散劑為含錨固基團(tuán)的、高分子量聚丙烯酸酯型分散劑。釉料墨水是一個(gè)固-液分散體系，由于重力作用和靜電力對分散相的作用會引起團(tuán)聚和沉降，為了防止團(tuán)聚和沉降，保持漿料的穩(wěn)定性，使粒子與粒子間保持最佳的靜電斥力是非常重要的。因此本發(fā)明中的分散劑需要選取含錨固基團(tuán)的、高分子量型分散劑，主要作用是錨固基團(tuán)吸附在釉料表面，而非極性基團(tuán)產(chǎn)生電荷斥力和空間位阻，防止分散后的無機(jī)釉料再次絮凝，可保持體系處于穩(wěn)定的懸浮狀態(tài)。優(yōu)選的，分散劑可以列舉出的商品名包括Afcona 4531，Afcona 4570, Afcona 4590, Tego 745, Tego 755,但不限于此。釉料中含有一些塑性料，當(dāng)釉料在研磨過程中或者研磨至更細(xì)的粒度時(shí)，大量的水被包裹在釉料顆粒之中，不能參與自由流動和潤滑作用，從而影響了釉漿的流動性。因此，墨水制備過程中還需要加入減水劑。當(dāng)加入減水劑后，由于減水劑分子能定向吸附于顆粒表面，使釉料顆粒表面帶有同一種電荷形成靜電排斥作用，促使顆粒之間相互分散，絮凝結(jié)構(gòu)破壞，釋放出被包裹部分水，參與流動，從而增加釉料墨水的流動性。優(yōu)選的，減水劑為聚羧酸鈉鹽。所述樹脂為丙烯酸樹脂、羧甲基纖維素鈉中的至少一種。丙烯酸樹脂可以列舉出的商品名包括韓國韓華的Soluryl-20，Soluryl-90，但不限于此。本發(fā)明中樹脂的主要作用為提高釉料與坯體間的結(jié)合力。所述消泡劑為礦物油、聚甲基硅氧烷、聚醚中的至少一種，消泡劑可以列舉出的商品名包括 L61，BYK 017, BYK 022，Tego Fomaex 810，Tego Fomaex 1488，但不限于此。所述流平劑為聚醚改性硅氧烷，聚丙烯酸酯中的至少一種。流平劑可以列舉出的商品名包括Afcona 3580，Tego Flow 425，BYK 340, BYK 380N。本發(fā)明中的流平劑主要用于調(diào)節(jié)釉料墨水與坯體的潤濕效果。所述pH調(diào)節(jié)劑為2-氨基-2-甲基-1-丙醇，可以列舉出的商品名為陶氏化學(xué)的AMP-95。所述粘度調(diào)節(jié)劑為甘油。甘油不僅可以調(diào)節(jié)粘度，還可以起到增加釉料墨水的保濕性。所述防腐劑為異噻唑啉酮(卡松)，為5-氯-2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮(CMI)和2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮(MI)的混合物。

上述的環(huán)保型陶瓷噴墨打印用釉料墨水的制備方法，包括以下步驟:
1)配制水性分散液:在乙二醇、丙二醇和水的混合溶劑中，加入樹脂，攪拌溶解后，分別加入分散劑、減水劑和消泡劑，攪拌均勻；
2)制備釉漿，將釉料加入水性分散液中，用高速分散機(jī)預(yù)分散，使釉料被充分潤濕，后轉(zhuǎn)入砂磨機(jī)中進(jìn)行研磨，控制釉料顆粒的平均粒徑在200 400 nm,最大粒徑小于I y m,得釉漿；
3)向釉漿中加入流平劑、pH調(diào)節(jié)劑、粘度調(diào)節(jié)劑、防腐劑和剩余溶劑，攪拌均勻，用IU m濾膜過濾，得陶瓷噴墨打印用釉料墨水。本發(fā)明軸料墨水的使用方法:將軸料墨水安裝入陶瓷嗔墨打印機(jī)的墨盒里，通過電腦軟件控制噴墨打印機(jī)噴頭，按照計(jì)算機(jī)設(shè)定的圖案直接在陶瓷坯體上打印。打印完之后烘干，在1080 1220°C之間燒成。下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，但并不局限于此。實(shí)施例中的陶瓷釉料購自廣東道氏技術(shù)股份有限公司，顆粒大小在325目以下。表I列出了實(shí)施例1 4所采用的配方，配置方法包括如下步驟:1)配制水性分散液:在乙二醇、丙二醇和水的混合溶劑中，加入樹脂，攪拌溶解后，分別加入分散劑、減水劑和消泡劑，攪拌均勻；2)制備釉漿，將釉料加入水性分散液中，用高速分散機(jī)預(yù)分散，使釉料被充分潤濕，后轉(zhuǎn)入砂磨機(jī)中進(jìn)行研磨，控制釉料顆粒的平均粒徑在200 400 nm，最大粒徑小于I Pm，得釉漿；3)向釉漿中加入流平劑、pH調(diào)節(jié)劑、粘度調(diào)節(jié)劑、防腐劑和剩余溶齊U，攪拌均勻，用I Pm濾膜過濾，得環(huán)保型陶瓷噴墨打印用釉料墨水。
權(quán)利要求
1.一種環(huán)保型陶瓷噴墨打印用釉料墨水，含有如下質(zhì)量百分比的組分:陶瓷釉料30 50%，有機(jī)溶劑15 25%，分散劑4 10%,減水劑2 5%，樹脂2 5%，消泡劑0.3 0.6%，流平劑0.1 0.2%，pH調(diào)節(jié)劑0.1 0.2%，粘度調(diào)節(jié)劑2 5%，防腐劑0.1 0.3%，余量為水； 所述陶瓷釉料的主要成分為=SiO2 45 65份，Al2O3 20 26份，K2O 0.2 I份，Na2O2 7 份，CaO 0.2 1.0 份，MgO 0.02 0.2 份，F(xiàn)e2O3 0.1 0.3 份，TiO2 0.05 0.2 份，ZnO I 3份,按質(zhì)量份計(jì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的釉料墨水，其特征在于，所述陶瓷釉料的細(xì)度在325目以下。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的釉料墨水，其特征在于，所述有機(jī)溶劑為醇類溶劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的釉料墨水，其特征在于，所述分散劑為高分子量聚丙烯酸酯型分散劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的釉料墨水，其特征在于，所述減水劑為聚羧酸鈉鹽。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的釉料墨水，其特征在于，所述樹脂為丙烯酸樹脂，羧甲基纖維素鈉中的至少一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的釉料墨水，其特征在于，所述消泡劑為礦物油、聚甲基硅氧烷、聚醚中的至少一種。
8.根據(jù)權(quán)利要求所述的釉料墨水，其特征在于，所述流平劑為聚醚改性硅氧烷，聚丙烯酸酯中的至少一種。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所 述的釉料墨水，其特征在于，所述pH調(diào)節(jié)劑為2-氨基-2-甲基-1-丙醇；粘度調(diào)節(jié)劑為甘油；防腐劑為異噻唑啉酮。
10.權(quán)利要求1 9任一項(xiàng)所述的環(huán)保型陶瓷噴墨打印用釉料墨水的制備方法，包括以下步驟: 1)配制水性分散液:在有機(jī)溶劑和水的混合溶劑中，加入樹脂，攪拌溶解后，分別加入分散劑、減水劑和消泡劑，攪拌均勻； 2)制備釉漿:將釉料加入水性分散液中，用高速分散機(jī)預(yù)分散，使釉料被充分潤濕，后轉(zhuǎn)入砂磨機(jī)中進(jìn)行研磨，控制釉料顆粒的平均粒徑在200 400 nm,最大粒徑小于I y m,得釉漿； 3)向釉漿中加入流平劑、pH調(diào)節(jié)劑、粘度調(diào)節(jié)劑、防腐劑和剩余溶劑，攪拌均勻，用IU m濾膜過濾，得環(huán)保型陶瓷噴墨打印用釉料墨水。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種環(huán)保型陶瓷噴墨打印用釉料墨水及其制備方法，該墨水含有如下質(zhì)量百分比的組分陶瓷釉料30～50%，有機(jī)溶劑15～25%，分散劑4～10%，減水劑2～5%，樹脂2～5%，消泡劑0.3～0.6%，流平劑0.1～0.2%，pH調(diào)節(jié)劑0.1～0.2%，粘度調(diào)節(jié)劑2～5%，防腐劑0.1～0.3%，余量為水。本發(fā)明的環(huán)保型陶瓷噴墨打印用釉料墨水品質(zhì)穩(wěn)定性好，可長時(shí)間保存，并具有良好的噴墨打印性能，墨水的粘度低，粒徑分布均勻，其粘度為10.0～40.0mPa·s之間并且可調(diào)控，表面張力為32～40mN/m，pH值在7.5～8.5，平均粒徑為200～400nm，最大粒徑小于1μm。
文檔編號C09D11/02GK103224727SQ201310119279
公開日2013年7月31日 申請日期2013年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月8日
發(fā)明者張翼, 余水林, 陳奕 申請人:佛山市道氏科技有限公司