一种具有皮纹效果的光致变色陶瓷墨水及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种具有皮纹效果的光致变色陶瓷墨水及其制备方法，该制备方法包括以下步骤：步骤A、制备皮纹釉；步骤B、按比例称取皮纹釉、分散剂、表面添加剂、消泡剂、结合剂，余量为溶剂，研磨得墨水半成品；步骤C、过滤得墨水成品。和现有皮纹效果陶瓷墨水相比，本发明专利技术配料科学，制备合理，品质稳定性好，与陶瓷喷墨打印用颜料墨水配合使用，能更加充分形象的展现出皮纹瓷砖凹凸逼真的纹理，立体感强，进一步提高瓷砖的装饰效果，还可在瓷片和仿古砖等领域广泛应用；同时经过合理的搭配光致变色复合物、除臭剂和抗菌复合材料，使得陶瓷墨水具有优异抗菌防污、净化空气以及光致变色功能，进一步拓宽了可下陷陶瓷墨水的应用范围。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及了陶瓷
，特别是涉及了一种具有皮纹效果的光致变色陶瓷墨水及其制备方法。
技术介绍
细菌，霉菌作为病原菌对人类和动植物有很大危害，影响人们的健康甚至危及生命，带来了重大的经济损失。因此抗菌材料及其制品的研究日益引起人们的关注，抗菌制品的需求将构成巨大的市场。光致变色是指由于光源的不同引起的光致变色和由反射、折射及干涉等物理现象引起的颜色变化。光致变色材料分为有机光致变色材料与无机光致变色材料，其中对无机光致变色材料的研究较少，主要包括过渡金属氧化物、金属卤化物和稀土配合物三种。对于环境保护方面，空气负离子可以消除室内异味和各种有害气体。在室内装修过程中使用的装潢材料挥发出来的苯、甲醛、酮、氨等刺激性气体以及日常生活中剩菜剩饭酸臭味，香烟等对人体有害的异味，用富含负离子的材料，其释放的空气负离子都能有效地加以消除，达到净化空气的目的，并对金葡萄球菌、大肠杆菌、念珠菌及霉菌等有很好的抑制作用。陶瓷喷墨技术作为一种新的无接触、无压力、无印版的印刷技术，无疑将当今瓷砖时装化、个性化、艺术化、小批量、多花色、低碳环保的发展趋势推向了一个新的高度。自2009 年我国引进第一台陶瓷喷墨机以来，陶瓷喷墨印刷技术的发展突飞猛进，并得到大量应用。经过几年的发展，陶瓷喷墨产品的市场占有率越来越高，也将陶瓷喷墨技术的优势发挥的淋漓尽致。皮纹效果砖打破了传统瓷砖的坚硬和冰冷印象，而纳米级的皮纹釉能更加充分形象的展现出皮纹砖凹凸的纹理，逼真的肌理，柔和的质感，让瓷砖不再冰冷，让人从视觉和触觉上可以体验到皮的质感。与陶瓷喷墨打印用颜料墨水的配合使用，不仅可以进一步提高瓷砖的装饰效果，也能适应数字化发展趋势。但是目前鲜有报道关于功能型的皮纹效果陶瓷墨水，因此技术有待提高，亟需研发功能型皮纹效果陶瓷墨水，如抗菌、防静电、除臭剂、光致变色、负离子等功能，进一步扩宽其应用范围。
技术实现思路
为了解决上述现有技术的不足，本专利技术提供了一种具有皮纹效果的光致变色陶瓷墨水及其制备方法。本专利技术所要解决的技术问题通过以下技术方案予以实现：一种具有皮纹效果的光致变色陶瓷墨水的制备方法，其包括以下步骤：步骤A、制备皮纹釉：将35~40%SiO2、8~10%Al2O3、1~4%（K2O+Na2O）、8~12%（CaO+MgO）、7~9%B2O3、10~15%ZrO2、12~15%V2O5混合砂磨均匀；加入0.5~5%抗菌复合物并砂磨均匀；加入1~5%除臭剂并砂磨均匀；再加入1~4%光致变色复合物，砂磨均匀制得混合料；将混合料布撒装入耐火匣钵中，进行1400~1450℃高温熔制，得到熔融态的浆料；将浆料水淬冷却，并破碎成颗粒状，得皮纹釉；步骤B、称取20~35%皮纹釉、3~8%分散剂、2~5%表面添加剂、0.3~0.8%消泡剂、1~3%结合剂，余量为溶剂，加入高速搅拌机内进行分散30~60min；将分散好的混合液装入砂磨机中，砂磨8~12h，得到粒径分布在200~500nm之间的墨水半成品；步骤C、将步骤B得到的墨水半成品在 80～100℃的恒温搅拌缸中，然后进行抽真空、高速振动、过滤，得到墨水成品。一种具有皮纹效果的光致变色陶瓷墨水，其含有如下重量百分比的组份：20~35%皮纹釉、3~8%分散剂、2~5%表面添加剂、0.3~0.8%消泡剂、1~3%结合剂，余量为溶剂；其中，所述皮纹釉含有如下重量百分比的组份：35~40%SiO2、8~10%Al2O3、1~4%（K2O+Na2O）、8~12%（CaO+MgO）、7~9%B2O3、10~15%ZrO2、12~15%V2O5、0.5~5%抗菌复合物、1~5%除臭剂及1~4%光致变色复合物。在本专利技术中，所述光致变色复合物制备方法如下：氮气环境下，将浓度为0.05~0.5mol/L的质子酸溶液和浓度为0.05~0.5mol/L的十二烷基苯磺酸以体积比3:1~3混合，同时加入光致变色粉，磁力搅拌60~120min后加入苯胺，光致变色粉与苯胺质量比为1:5~10；持续搅拌60~90min后，逐滴滴加过硫酸铵，苯胺与过硫酸铵摩尔比为1:1；20℃～30℃下反应12~36h；丙酮、去离子水洗涤数次后真空干燥，碾磨得纳米聚苯胺/光致变色粉复合物；将1~10g纳米聚苯胺/光致变色粉复合物超声搅拌分散于水溶液中；之后加入体积比4:1的水和氨水，搅拌均匀后加入正硅酸乙酯，调节pH值为9~10，反应温度为20~25℃，反应60~90min；进行离心并依次用丙酮和去离子水清洗获得沉淀；将该沉淀干燥，以得到纳米聚苯胺/光致变色粉复合物/SiO2；将纳米聚苯胺/光致变色粉复合物/SiO2置于氩气气氛下进行800~1000℃热处理1~2h，去除聚苯胺，光致变色粉/多孔SiO2，即光致变色复合物。其中，所述光致变色粉为MoO3纳米粉和/或稀土氧化物，所述稀土氧化物为Nd2O3、Er2O3、Pr2O3、CeO2、Sm2O3、La2O3、Y2O3、Yb2O3、Ho2O3中至少一种。在本专利技术中，所述除臭剂制备方法如下：混合以下重量百分比的原料：5%ZrO2，10%TiO2，16%SiO2，4%V2O5，3%K2O，2%SnO2，2%Cr2O3，13%Al2O3，12%Fe2O3，18%MgO，8%Na2O，7%MnO2，投入到PUHLER公司开发的大流量循环卧式砂磨机中进行砂磨，控制粒径在10~300nm之间，得无机氧化物；将硅藻土分散在100~200ml的水溶液中，加入无机氧化物，100~200W超声100~300rpm搅拌1~2h，让纳米材料充分进入硅藻土孔隙中，多次抽滤清洗，干燥得除臭剂；其中所述硅藻土与无机氧化物的重量比为1:1~8。在本专利技术中，所述分散剂为水溶性和油溶性高分子类、聚丙烯酸及共聚物、苯甲酸及其衍生物的任一种。分散剂可以列举出的商品名包括BYK161、BYK163、BYK164、BYK168、EFKA4310、EFKA 4400、EFKA4401、Nuosperse FX9086、Solsperse 24000、Tego710、Tego671，但不限于此。在本专利技术中，所述表面添加剂为氨基或胺基及其盐。表面添加剂为NP-4，Span-80，AEO-3和SRE-48000中的至少一种。在本专利技术中，所述溶剂为脱芳香烃类溶剂、环保碳氢溶剂、醇类、环烷烃类溶剂中的至少一种。所述结合剂通常使用聚合性树脂，如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯及聚苯乙烯树脂中的一种，聚合性树脂起到结合和分散的双重作用。所述消泡剂为不含有机硅的聚合物型消泡剂，消泡剂可以列举出的商品名包括BYK051、BYK052，但不限于此。在本专利技术中，所述抗菌复合物可通过以下方法制得：（1）称取0.3~1gC60粉末，量取80~100ml质量分数为98％的浓硫酸，将C60粉末和浓硫酸在烧杯中混合，烧杯放在冰水浴中，同时以500~600rpm的速度搅拌，得混合液；称取1~3g高锰酸钾粉末，缓慢的加入上述混合液中；移去冰水浴，换成水浴，保持水浴温度30~40℃，反应3~5h；快速加入100~150ml纯水，过滤，然后用截留分子量为1000的透析袋透析3~5天，得石墨烯量子点（GQDs）悬浮液；100~150rpm速度搅拌GQDs悬浮液，同时本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有皮纹效果的光致变色陶瓷墨水的制备方法，其包括以下步骤：步骤A、制备皮纹釉：将35~40%SiO2、8~10%Al2O3、1~4%（K2O+Na2O）、8~12%（CaO+MgO）、7~9%B2O3、10~15%ZrO2、12~15%V2O5混合砂磨均匀；加入0.5~5%抗菌复合物并砂磨均匀；加入1~5%除臭剂并砂磨均匀；再加入1~4%光致变色复合物，砂磨均匀制得混合料；将混合料布撒装入耐火匣钵中，进行1400~1450℃高温熔制，得到熔融态的浆料；将浆料水淬冷却，并破碎成颗粒状，得皮纹釉；步骤B、称取20~35%皮纹釉、3~8%分散剂、2~5%表面添加剂、0.3~0.8%消泡剂、1~3%结合剂，余量为溶剂，加入高速搅拌机内进行分散30~60min；将分散好的混合液装入砂磨机中，砂磨8~12h，得到粒径分布在200~500nm之间的墨水半成品；步骤C、将步骤B得到的墨水半成品在 80～100℃的恒温搅拌缸中，然后进行抽真空、高速振动、过滤，得到墨水成品。

【技术特征摘要】
1.一种具有皮纹效果的光致变色陶瓷墨水的制备方法，其包括以下步骤：步骤A、制备皮纹釉：将35~40%SiO2、8~10%Al2O3、1~4%（K2O+Na2O）、8~12%（CaO+MgO）、7~9%B2O3、10~15%ZrO2、12~15%V2O5混合砂磨均匀；加入0.5~5%抗菌复合物并砂磨均匀；加入1~5%除臭剂并砂磨均匀；再加入1~4%光致变色复合物，砂磨均匀制得混合料；将混合料布撒装入耐火匣钵中，进行1400~1450℃高温熔制，得到熔融态的浆料；将浆料水淬冷却，并破碎成颗粒状，得皮纹釉；步骤B、称取20~35%皮纹釉、3~8%分散剂、2~5%表面添加剂、0.3~0.8%消泡剂、1~3%结合剂，余量为溶剂，加入高速搅拌机内进行分散30~60min；将分散好的混合液装入砂磨机中，砂磨8~12h，得到粒径分布在200~500nm之间的墨水半成品；步骤C、将步骤B得到的墨水半成品在 80～100℃的恒温搅拌缸中，然后进行抽真空、高速振动、过滤，得到墨水成品。2.根据权利要求1所述的具有皮纹效果的光致变色陶瓷墨水的制备方法，其特征在于，所述抗菌复合物的制备方法如下：（1）称取0.3~1gC60粉末，量取80~100ml质量分数为98％的浓硫酸，将C60粉末和浓硫酸在烧杯中混合，烧杯放在冰水浴中，同时以500~600rpm的速度搅拌，得混合液；称取1~3g高锰酸钾粉末，缓慢的加入上述混合液中；移去冰水浴，换成水浴，保持水浴温度30~40℃，反应3~5h；快速加入100~150ml纯水，过滤，然后用截留分子量为1000的透析袋透析3~5天，得GQDs悬浮液；100~150rpm速度搅拌GQDs悬浮液，同时激光辐照30~60min，激光辐照功率为0.5~2W；备用；（2）超声搅拌50~60mlGQDs悬浮液，滴加浓度为0.001~0.01mol/L硝酸银水溶液；逐滴加入浓度为0.1~0.5mol/L磷酸二氢铵溶液，超声搅拌10~20min；逐滴加入0.5~1mol/L氢氧化钠溶液，调节PH值至11，而后静置、离心，用去离子水和乙醇交替洗涤三次，真空干燥，得GQDs/Ag2O；（3）取1~3gGQDs/Ag2O超声搅拌分散于80~120ml水溶液中；逐滴加入浓度为0.005~0.05mol/L硝酸铈水溶液，30~60min后逐滴加入浓度为0.005~0.05mol/L硝酸锌水溶液，GQDs/Ag2O水溶液、硝酸铈水溶液与硝酸锌水溶液体积比为1:0.1~0.2:0.2~0.4；继续超声搅拌，调节混合溶液PH值至7.0；边超声搅拌，边加入4~8mL质量分数为50%的水合肼，在30~40℃下还原反应0.5~1h；之后，再加入40~50mL质量分数为50%的水合肼，在85℃下还原反应30~48h后；过滤，用去离子水洗涤数次，真空干燥，得GQDs/Ag2O/Ag-Zn-Ce；（4）将0.1~0.5gGQDs/Ag2O/Ag-Zn-Ce超声搅拌分散于水溶液中；之后加入体积比3~5:1的水和氨水，搅拌均匀后加入，调节pH值为9~10，反应温度为20~25℃，反应30~60min；进行离心并依次用丙酮和去离子水清洗获得沉淀；将该沉淀在80~90℃下干燥2~4h，以得到GQDs/Ag2O/Ag-Zn-Ce/SiO2；将GQDs/Ag2O/Ag-Zn-Ce/SiO2置于氩气气氛下进行500~800℃热处理1~2h，冷却至室温后，浸没在氢氟酸中以超声功率100~150W进行超声10~15min，去除表面局部二氧化硅，离心并干燥，获得抗菌粉；（5）氮气环境下，将浓度为0.05~0.5mol/L的质子酸溶液和浓度为0.05~0.5mol/L的十二烷基苯磺酸以体积比2~4:2混合，同时加入步骤（4）制得的抗菌粉，磁力搅拌60~120min后加入苯胺，抗菌粉与苯胺质量比为2:12~18；持续搅拌60~90min后，逐滴滴加过硫酸铵，苯胺与过硫酸铵摩尔比为1:1；20℃～30℃下反应15~30h；丙酮、去离子水洗涤数次后真空干燥，碾磨得纳米聚苯胺/抗菌粉复合物；（6）用溶胶-凝胶法制备二氧化钛溶胶，向溶胶中加入占溶胶0.01~1.0wt％的纳米聚苯胺/抗菌粉复合物，混合均匀；静置陈化3～5d后置烘箱60℃～120℃烘干；碾磨后将所得复合物400～550℃下煅烧1~2h，去除聚苯胺，得多孔二氧化钛/抗菌粉复合物；（7）将30~45%环氧树脂、35~50%酚醛树脂及8~20%多孔二氧化钛/抗菌粉复合物充分混合，加入适量的乙酸丁酯放入球磨机中分散解胶，排料后，检测、调整配制成可以涂敷的浆料；将此浆料涂敷于基板上，干燥成膜；然后放在充氮保护气氛炉中，升温到900~1000℃，保温1~2h；将膜刮离该基板，获得抗菌复合物。3.根据权利要求2所述的具有皮纹效果的光致变色陶瓷墨水的制备方法，其特征在于，步骤（4）和（5）之间增加一步骤：取三维海绵状石墨烯超声搅拌分散于水溶液中，逐滴加入GQDs/Ag2O/Ag-Zn-Ce/SiO2水溶液中，三维海绵状石墨烯与GQDs/Ag2O/Ag-Zn-Ce/SiO2的重量比为1:1~5；10~100W超声60~120min，静置，去离子水洗涤数次，干燥得GQDs/Ag2O/Ag-Zn-Ce/SiO2/石墨烯抗菌粉。4.一种具有皮纹效果的光致变色陶瓷墨水的制备方法，其包括以下步骤：步骤A、制备皮纹釉：将35~40%SiO2、8~10%Al2O3、1~4%（K2O+Na2O）、8~12%（CaO+MgO）、7~9%B2O3、10~15%ZrO2、12~15%V2O5混合砂磨均匀；加入0.5~5%抗菌复合物并砂磨均匀；加入1~5%除臭剂并砂磨均匀；再加入1~4%光致变色复合物，砂磨均匀制得混合料；将混合料布撒装入耐火匣钵中，进行1400~1450℃高温熔制，得到熔融态的浆料；将浆料水淬冷却，并破碎成颗粒状，得皮纹釉；步骤B、称取20~35%皮纹釉、3~8%分散剂、2~5%表面添加剂、0.3~0.8%消泡剂、1~3%结合剂，余量为溶剂，加入...

【专利技术属性】
技术研发人员：于庆九，邱杰华，
申请(专利权)人：佛山市高明区海帝陶瓷原料有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44