陶瓷墨水的制備及其性能研究

張道福

（廣東科達潔能股份有限公司，廣東佛山 528313）

陶瓷墨水的制備及其性能研究

張道福

（廣東科達潔能股份有限公司，廣東佛山 528313）

作為陶瓷裝飾材料與計算機科學結合的交叉應用技術，陶瓷數字噴墨打印技術具有傳統陶瓷裝飾技術無可比擬的優勢。研究利用研磨分散法成功制備出藍色的陶瓷墨水，并探究了不同的超分散劑體系及其用量對墨水性能的影響。

陶瓷墨水；研磨分散法；超分散劑；性能

在陶瓷噴墨打印技術中，陶瓷墨水占據十分重要的地位，我國研制的陶瓷墨水在化學穩定性、適應性與耐溫性等方面已十分接近國際水平。通過研究超分散劑種類和用量對墨水性能如粒徑、黏度與表面張力的影響，并選擇最佳用量，有利于制得性能優良的陶瓷墨水。

1 實驗儀器與合成方法

1.1 實驗儀器和設備

本文使用的主要儀器和設備如表1所示

表1 實驗儀器和設備

1.2 藍色陶瓷墨水的制備

采用分散法制備藍色陶瓷墨水，具體實驗步驟如下：將油墨溶劑丙二醇與二甘醇按固定比例1∶3混合，取三份混合溶劑分別加入分散劑聚羧酸鈉鹽、聚丙烯酸鈉與分散劑5025（新型疏水改性聚丙烯酸共聚銨鹽），用高速分散砂磨機攪拌40min；然后在 30mmin 內緩慢加入無機顏料，完成加料后高速攪拌 40min；最后用球磨機對混合物進一步研磨分散 5 h，用 1.0μm 與 0.8μm 的濾膜過濾，獲得陶瓷墨水并進行后續的性能測試。

2 結果與討論

2.1 超分散劑種類對陶瓷墨水性能的影響

超分散劑直接影響陶瓷墨水的穩定性，能否正確選用超分散劑是最終決定陶瓷墨水性能的關鍵因素。本文選用超分散劑聚羧酸鈉鹽、聚丙烯酸鈉與分散劑5025作為單一變量制備三組陶瓷墨水，對應的編號為1～3號。表2為不同超分散劑制備陶瓷墨水的粒徑分布對比。由2可知，在相同的溶劑比例下，添加分散劑5025制備的陶瓷墨水粒徑分布范圍最窄，平均粒徑最小，達 0.367 8μm。綜上，在同樣溶劑體系下，添加分散劑5025制得的陶瓷墨水粒徑分布最窄，黏度最大，研磨效果最好。

表2 不同超分散劑制備陶瓷墨水的粒徑分布對比

2.2 超分散劑用量對陶瓷墨水性能的影響

選擇分散劑5025作為超分散劑體系，并設立三組對照實驗，分散劑5025的用量分別占固含量的10%、12% 與15%，進而比較了所得到三種樣品的粒徑分布、黏度與表面張力性能，綜合得出了最佳的超分散劑使用量。由表3-2可知，所制得墨水的平均粒徑在分散劑5025的用量占固含量的比例為12% 時最小，此時平均粒徑小于300nm。通常情況下，當墨水粒徑小于300nm 時，粉體會因為比表面積增加、范德華力效應加劇而導致因不穩定而產生凝聚的現象，此時加入適當含量的分散劑后，顏料顆粒的表面會形成一定厚度的吸附層，不僅能較好地結合在顆粒表面，且溶劑化鏈也可以在相應的分散介質中產生足夠的空間位阻效應，從而提高了分散穩定性，因此分散劑用量占12% 時，墨水的平均粒徑最小，分散穩定性最高。此外，由表3可以看出，當分散劑用量比例增加時，墨水表面張力也隨之增大。

表3 分散劑用量對墨水性質的影響

3 結束語

通過比較不同種類超分散劑對制得的藍色陶瓷墨水各方面性能的影響，結果表明，超分散劑5025在丙二醇與二甘醇比例為1∶3的溶劑體系中分散穩定性最好，此外，增加超分散劑5025的用量會提高墨水黏度及表面張力，綜合考慮，分散劑5025的最佳用量不應少于固含量的12%。

[1] 胡俊，區卓琨.陶瓷墨水的制備技術[J].佛山陶瓷，2011，21（9）：23-26.

Preparation and Properties of Ceramic Inks

Zhang Dao-fu

Ceramic digital inkjet printing technology has the incomparable advantages of traditional ceramic decoration technology as the cross application technology of ceramic decoration material and computer science.The blue ceramic porcelain was successfully prepared by grinding dispersion method，and the influence of different super dispersant system and its dosage on the ink properties was explored.

ceramic ink；grinding dispersion method；super dispersant；performance

TS951.2

A

1003-6490（2017）06-0081-01

2017-05-10

張道福（1986—），男，安徽淮北人，主要研究方向為從事陶瓷墨水、噴頭清洗劑以及相關化學品的配方開發。