陶瓷墨水的制备及其性能研究

张道福

（广东科达洁能股份有限公司，广东佛山 528313）

陶瓷墨水的制备及其性能研究

张道福

（广东科达洁能股份有限公司，广东佛山 528313）

作为陶瓷装饰材料与计算机科学结合的交叉应用技术，陶瓷数字喷墨打印技术具有传统陶瓷装饰技术无可比拟的优势。研究利用研磨分散法成功制备出蓝色的陶瓷墨水，并探究了不同的超分散剂体系及其用量对墨水性能的影响。

陶瓷墨水；研磨分散法；超分散剂；性能

在陶瓷喷墨打印技术中，陶瓷墨水占据十分重要的地位，我国研制的陶瓷墨水在化学稳定性、适应性与耐温性等方面已十分接近国际水平。通过研究超分散剂种类和用量对墨水性能如粒径、黏度与表面张力的影响，并选择最佳用量，有利于制得性能优良的陶瓷墨水。

1 实验仪器与合成方法

1.1 实验仪器和设备

本文使用的主要仪器和设备如表1所示

表1 实验仪器和设备

1.2 蓝色陶瓷墨水的制备

采用分散法制备蓝色陶瓷墨水，具体实验步骤如下：将油墨溶剂丙二醇与二甘醇按固定比例1∶3混合，取三份混合溶剂分别加入分散剂聚羧酸钠盐、聚丙烯酸钠与分散剂5025（新型疏水改性聚丙烯酸共聚铵盐），用高速分散砂磨机搅拌40min；然后在 30mmin 内缓慢加入无机颜料，完成加料后高速搅拌 40min；最后用球磨机对混合物进一步研磨分散 5 h，用 1.0μm 与 0.8μm 的滤膜过滤，获得陶瓷墨水并进行后续的性能测试。

2 结果与讨论

2.1 超分散剂种类对陶瓷墨水性能的影响

超分散剂直接影响陶瓷墨水的稳定性，能否正确选用超分散剂是最终决定陶瓷墨水性能的关键因素。本文选用超分散剂聚羧酸钠盐、聚丙烯酸钠与分散剂5025作为单一变量制备三组陶瓷墨水，对应的编号为1～3号。表2为不同超分散剂制备陶瓷墨水的粒径分布对比。由2可知，在相同的溶剂比例下，添加分散剂5025制备的陶瓷墨水粒径分布范围最窄，平均粒径最小，达 0.367 8μm。综上，在同样溶剂体系下，添加分散剂5025制得的陶瓷墨水粒径分布最窄，黏度最大，研磨效果最好。

表2 不同超分散剂制备陶瓷墨水的粒径分布对比

2.2 超分散剂用量对陶瓷墨水性能的影响

选择分散剂5025作为超分散剂体系，并设立三组对照实验，分散剂5025的用量分别占固含量的10%、12% 与15%，进而比较了所得到三种样品的粒径分布、黏度与表面张力性能，综合得出了最佳的超分散剂使用量。由表3-2可知，所制得墨水的平均粒径在分散剂5025的用量占固含量的比例为12% 时最小，此时平均粒径小于300nm。通常情况下，当墨水粒径小于300nm 时，粉体会因为比表面积增加、范德华力效应加剧而导致因不稳定而产生凝聚的现象，此时加入适当含量的分散剂后，颜料颗粒的表面会形成一定厚度的吸附层，不仅能较好地结合在颗粒表面，且溶剂化链也可以在相应的分散介质中产生足够的空间位阻效应，从而提高了分散稳定性，因此分散剂用量占12% 时，墨水的平均粒径最小，分散稳定性最高。此外，由表3可以看出，当分散剂用量比例增加时，墨水表面张力也随之增大。

表3 分散剂用量对墨水性质的影响

3 结束语

通过比较不同种类超分散剂对制得的蓝色陶瓷墨水各方面性能的影响，结果表明，超分散剂5025在丙二醇与二甘醇比例为1∶3的溶剂体系中分散稳定性最好，此外，增加超分散剂5025的用量会提高墨水黏度及表面张力，综合考虑，分散剂5025的最佳用量不应少于固含量的12%。

[1] 胡俊，区卓琨.陶瓷墨水的制备技术[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

张道福（1986—），男，安徽淮北人，主要研究方向为从事陶瓷墨水、喷头清洗剂以及相关化学品的配方开发。