硅酸鋯色料及噴墨打印用陶瓷墨水的制備和研究.pdf

1、陶瓷噴墨打印裝飾技術(shù)對(duì)陶瓷墨水有特殊的要求,因此實(shí)現(xiàn)噴墨打印的關(guān)鍵技術(shù)是噴墨打印用陶瓷墨水的制備。陶瓷墨水一般是由無(wú)機(jī)粉體顆粒、表面活性劑、有機(jī)溶劑、分散劑等構(gòu)成。無(wú)機(jī)粉體顆粒是墨水的核心物質(zhì),為了保證噴墨打印時(shí)墨水均勻穩(wěn)定的分散,避免噴嘴堵塞等非人為故障,一般需要粉體顆粒的直徑不大于1μm,最好小于200 nm。表面活性劑是為了使親水的無(wú)機(jī)顏料粉料表面改性為親油性,以使其能很好的懸浮在有機(jī)溶劑中。分散劑可以保證陶瓷顏料粉體在溶劑中有很

2、好的分散穩(wěn)定性,確保制備好的陶瓷墨水在使用之前不會(huì)有絮凝團(tuán)聚等現(xiàn)象。
　　本論文以傳統(tǒng)的溶膠-凝膠法和一種新型的非水解溶膠-凝膠法分別研制出了ZrS iO4粉體,然后通過(guò)使用不同表面活性劑改性,加入不同的溶劑和分散劑配比,通過(guò)使用行星式球磨機(jī)球磨分散得到了較好的陶瓷墨水。
　　(l)在使用傳統(tǒng)溶膠-凝膠法時(shí),研究實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示:選用可以促進(jìn)反應(yīng)的礦化劑種類和適當(dāng)?shù)那膀?qū)物配比能夠很好的促進(jìn)立方 ZrS iO4晶體形成。當(dāng)使用Na

3、2B4O7+LiF作為復(fù)合礦化劑時(shí),對(duì) ZrSiO4粉體的形成以及降低合成溫度有比較明顯的催化作用,前驅(qū)物配比鋯硅摩爾比為1:1.2時(shí),ZrSiO4粉體的純度達(dá)到最佳。當(dāng)熱處理溫度為800℃時(shí)就可以得到純度較高的四方ZrSiO4粉體。檸檬酸的加入有利于阻止粒子間的相互作用,合成較小粒徑的粉體。
　　(2)在非水解溶膠-凝膠工藝制備 ZrSiO4粉體的時(shí)候,研究實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示:影響產(chǎn)物的主要因素是鋯硅摩爾比和礦化劑LiF在ZrSiO4

4、中的化學(xué)計(jì)量比。合適的鋯硅摩爾比可以提高ZrSiO4的產(chǎn)率,避免原料的浪費(fèi),當(dāng)鋯硅摩爾比為1:1.2時(shí), ZrSiO4的轉(zhuǎn)化率最高,TEOS較少則ZrO2衍射峰強(qiáng)度較高。礦化劑LiF在ZrSiO4中的化學(xué)計(jì)量比不同對(duì)合成ZrS iO4也有很顯著的影響,若化學(xué)計(jì)量比過(guò)低則不能生成ZrSiO4,當(dāng)化學(xué)計(jì)量比為0.4時(shí)可以得到較純的ZrSiO4晶體。
　　(3)本文采用了分散法制備陶瓷墨水,研究實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示:有機(jī)溶劑對(duì)墨水能夠的分散穩(wěn)定

5、性起決定性作用,當(dāng)選用的有機(jī)溶劑為白油:C2H5OH=10:1的混合時(shí),制備的陶瓷墨水能夠有最好的均勻穩(wěn)定的分散性。在墨水的分散穩(wěn)定性研究中,分散劑對(duì)陶瓷墨水的分散穩(wěn)定性也起比較重要的作用,當(dāng)分散劑壬基酚聚氧乙烯醚TX-4在溶劑中的體積含量為5％時(shí),對(duì)陶瓷墨水的分散穩(wěn)定性效果最好。表面活性劑也是很重要的角色,陶瓷墨水分散穩(wěn)定性較好的是當(dāng)表面活性劑的長(zhǎng)鏈的末端為氨基時(shí),而油胺作為表面活性劑使用時(shí),制備的陶瓷墨水的分散穩(wěn)定性最好。