陶瓷表面装饰墨水的制备

论文摘要

目前,电脑喷墨打印已是一种常见的印刷手段,许多行业已成功将这项技术应用于印制黑白或彩色图片的生产,如广告,木材、玻璃装饰,纺织艺术品等。国外现已有陶瓷喷墨打印技术出现,该技术生产的图像具有清楚、逼真、个性化强、艺术性高,并可与相关设备联网,实现远距离传输,自动化程度很高。国内近几年也有少量这方面的研究,但至今未有实际应用报道。由于陶瓷制品的广泛使用,该技术应用的潜在市场非常大,开展此项技术研究,对赶上市场发展的需求,提升我国陶瓷加工技术水平具有重要意义。本文针对国内使用较广的按需滴液型喷墨打印机的墨水要求,在分析比较了近几年国内外相关研究情况后,采用研磨分散法进行了制备陶瓷表面装饰墨水的探索;并在对墨水的各项性能指标调整后,进行了3种颜色墨水的打印、煅烧显色试验。课题研究了陶瓷着色剂研磨分散的各种条件,包括研磨介质,分散剂选择、用量及复配,获得了满足墨水细度要求的着色剂分散液。结果表明选用小直径的研磨介质有较高的分散效率;粒度分布指数随着研磨转速的增加而增大;适当延长研磨时间,可降低粒度分布指数。聚羧酸类分散剂A和分散剂NNO的配比为3:1,用量9-12%时,研磨效率较高。高速研磨16小时后,经动态纳米粒度仪和扫描电镜测试,着色剂分散液的平均粒径（Z均粒径）可达到150-200nm。根据打印墨水的理化性能要求,通过高分子分散剂、保湿剂等多种添加剂,试验了调整墨水粘度、表面张力、pH等指标方法。测试了常温储存和离心加速沉降条件下的墨水分散稳定性,实验表明一缩二乙二醇（二甘醇）能很好的调节墨水粘度以及增加分散液的稳定性。当二甘醇在分散液中所占比例为30%时,对于分散剂体系有最佳的性能指标。墨水的pH值对着色剂分散稳定性有显著影响,酸碱度在中性时,墨水经离心处理后的比吸光度值较高,墨水的分散稳定性最好。用平板型喷墨打印机进行实际打印的方法来测试墨水打印的流畅性能、清晰性、墨水的干燥性能、墨水间歇和连续的打印性能,并通过测定表观颜色深度（K/S）和比较图案效果,考察了墨水的打印效果。经测试,所制备的黑色和黄色陶瓷表面装饰墨水的粒径、粘度、表面张力等指标符合喷墨打印墨水的要求。但由于墨水中着色剂粒度很小,并且喷墨打印给墨量较低,打印墨水的遮盖能力不高,在陶瓷上需重复打印5遍以上,经煅烧后才能获得较满意的颜色深度。因此墨水的显色性能还需进一步研究。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 陶瓷墨水的发展现状
• 1.2.1 陶瓷表面印花装饰技术
• 1.2.2 喷墨打印技术
• 1.2.3 陶瓷墨水发展情况
• 1.2.4 陶瓷墨水的制备方法
• 1.3 分散法制备陶瓷表面装饰墨水的原理
• 1.3.1 着色剂的润湿
• 1.3.2 着色剂的分散
• 1 3.3 着色剂分散液的稳定
• 1.4 分散剂作用及选择
• 1.4.1 常用分散剂
• 1.4.2 分散剂的作用
• 1.4.3 分散的影响因素
• 1.5 分散体系稳定机理
• 1.5.1 电荷稳定作用-DLVO理论
• 1.5.2 空间稳定机理
• 1.5.3 竭尽稳定机理
• 1.6 分散稳定性的评价
• 1.6.1 稳定性能体系中粒子的粒径大小与稳定性能
• 1.6.2 分散体系稳定性的分析
• 1.6.3 影响分散体系稳定性能的主要因素
• 1.7 本课题的目的与意义
• 2 实验部分
• 2.1 实验材料与仪器
• 2.1.1 实验药品和材料
• 2.1.2 实验仪器
• 2.2 陶瓷表面修饰墨水制备
• 2.3 陶瓷表面打印实验
• 2.4 陶瓷墨水分散性能的测定方法
• 2.4.1 粒径及其粒径分布的测定
• 2.4.2 分散液粘度的测定
• 2.4.3 表面张力的测定
• 2.4.4 墨水的稳定性
• 2.4.5 着色剂颗粒的电镜观察（SEM）
• 2.4.6 陶瓷表观深度（K/S）测定
• 3 结果与讨论
• 3.1 基本研磨条件的探索
• 3.1.1 磨料尺寸的影响
• 3.1.2 研磨转速的影响
• 3.1.3 研磨时间与着色剂粒径及其粒径分布
• 3.2 不同分散剂的研磨效果
• 3.2.1 单种分散剂
• 3.2.2 混合分散剂
• 3.2.3 墨水分散液的电镜观察
• 3.3 墨水的理化指标
• 3.3.1 粘度
• 3.3.2 pH值
• 3.3.3 表面张力
• 3.4 分散液的分散稳定性
• 3.4.1 粘度对分散稳定性影响
• 3.4.2 pH值对墨水分散性能的影响
• 3.5 打印实施及印刷效果测试
• 3.5.1 连续性与间歇性测试
• 3.5.2 墨水的显色能力
• 3.6 其他颜色着色剂墨水的制备
• 3 结论
• 参考文献
• 硕士期间发表论文情况
• 致谢