钴蓝色陶瓷釉料墨水制备及其性能

胡长淳

（广东科达洁能股份有限公司，广东佛山 528313）

研究与开发Research and Development

钴蓝色陶瓷釉料墨水制备及其性能

胡长淳

（广东科达洁能股份有限公司，广东佛山 528313）

通过溶胶–凝胶法制备钴蓝色陶瓷釉料墨水，主要研究了不同制备方法对该墨水性能的影响，研究表明，利用物理和化学方法使得发色颜料前驱体参与到溶胶的形成过程中，有利于提高墨水的整体理化性能。

钴蓝色陶瓷；釉料墨水；性能；分散法

1 实验方法

1.1 实验仪器及药品

本实验采用的仪器主要有：电磁搅拌器、pH计、表面张力仪、自动黏度计、电导率仪等.所用药品包括 ：去离子水、氨水（30%，广州市化学试剂有限公司）、无水乙醇（分析纯，天津市富宇精细化工有限公司）、氯化钴（99.5%，阿拉丁）、氯化铝（99.5%，阿拉丁）、聚乙二醇（分析纯，广州市化学试剂有限公司）、稳定剂、十二碳醇酯等（分析纯，天津市天力化学试剂有限公司）。

1.2 溶胶的制备

依据化学凝聚法，采用先凝胶后溶解、混合–共凝胶、共溶解—共凝胶三种不同方法制备钴蓝色陶瓷墨水，具体步骤如下。

（1）先凝胶后溶解 ：常温下 将 AlCl3·6H2O 晶体加入盛有去离子水的烧杯中，同时持续开启电磁搅拌器，待 AlCl3· 6H2O 完全溶解后，加适量氨水调节 pH 值为3。然后缓慢加入CoCl2· 6H2O，药品完全溶解后继续搅拌 60min，搅拌过程中加入适量聚乙二醇、稳定剂及十二碳醇酯，将最终制得的溶液记为一号墨水。

（2）混合 – 共凝胶 ：在干燥的操作橱内将 AlCl3·6H2O 和CoCl2· 6H2O 按比例混合，置于玛瑙研钵中迅速研磨成均匀粉状，然后将研磨好的混合物缓慢加入至去离子水中，维持电磁搅拌器持续开启，待药品完全溶解后调节 pH 值为3，继续搅拌60min，同时加入适量辅助试剂，将制得的溶液记为二号墨水。

（3）共溶解—共凝胶 ：将 AlCl3·6H2O 和 CoCl2· 6H2O 先后加入无水乙醇中，电磁搅拌30min，确保药品完全溶解，得到均一溶液，然后将该溶液缓慢滴加至一定量的去离子水中，同时持续进行搅拌，待溶液均匀稳定后调节 pH 值为3，再加入适量助剂，继续搅拌30min，将得到的溶液记为三号墨水。

2 结果讨论

2.1 制备条件的影响

形成稳定胶体的前提是胶粒尺度较小并且分散均匀，这需要在实验过程中选择合适的制备条件，促进胶粒生成同时破坏其交联聚合。由于 Al（OH）3胶粒的形成对 pH 值十分敏感，因此采用溶胶–凝胶法制备胶体溶液时，首先需要严格控制好pH值，一方面促进水解反应向右进行，另一方面避免沉淀过于剧烈而导致胶粒聚合。

2.2 墨水稳定性分析

对三种方法制得的墨水进行了稳定性测试，具体对比情况如表1所示：

表1 三种方法制得的墨水稳定性比较

从表1看出，三种墨水都具有较好的稳定性，能够在较长时间内保持均一的溶液状态，适量加水稀释和加热没有对墨水的外观形状产生明显不良影响。值得注意的是，三号墨水能够维持静置180d 不产生沉聚，其稳定性优于其他两种墨水，这说明采用共溶解–共凝胶的方法处理前驱体，有助于提高墨水溶液稳定性。

2.3 墨水打印性能分析

采用表面张力仪、自动黏度计和电导率仪对三种墨水的性质进行检测分析，结果如表2所示。

表2 三种陶瓷墨水理化性质对比（30 ℃）

从表2可以看出，一号和二号墨水的表面张力略微偏高，但是基本满足喷墨打印机对陶瓷墨水表面张力的要求，不会对墨滴的润湿性能造成明显影响。三种墨水的黏度均未超过10MPa ·s，可以形成质量较好的微小墨滴。综上可知，根据喷墨打印技术指标，三种陶瓷均能够获得较好的打印效果。

通过对比三种墨水的理化性质，认为共溶解–共凝胶方法可以促进发色颜料前驱体参与溶胶的形成过程，减缓溶胶粒子的生成速率，从而提高墨水溶胶体系的稳定性和分散性，利用该方法制得的三号墨水具有比较优良的性能，其稳定性较好，表面张力及黏度数值十分理想。

3 结束语

综上所述，本研究采用溶胶—凝胶法成功制备出了钴蓝色陶瓷釉料墨水，探究了不同制备方法对墨水性能的影响，得到了稳定性及打印性能优良的墨水，完全符合连续式喷墨打印机墨水的使用标准。

[1] 江 红 涛， 魏 小 芳 .钴 蓝 色 陶 瓷 釉 料 墨 水 制 备 及 其 性 能 [J].陶 瓷，2016，（10）：37-40.

[2] 胡俊，区卓 琨 .陶瓷 墨水的 制备 技术 [J].佛山 陶瓷，2011，（09）：23-26.

Preparation of Cobalt Blue Ceramic Glaze Ink and its Properties

Hu Chang-chun

The cobalt-blue ceramic glaze inks were prepared by sol-gel method.The effects of different preparation methods on the properties of the ink were studied.The results show that the chromophore pigment precursor is involved in the formation of sol by physical and chemical methods，Is conducive to improving the overall physical and chemical properties of ink.

cobalt blue ceramic ；glaze ink ；performance ；dispersion method

TQ174.43

：B

：1003–6490（2017）07–0136–02

2017–05–10

胡长淳（1989—），男，湖北荆州人，主要从事燃烧反应器、蒸汽锅炉的设计和开发工作。