本发明专利技术涉及用于玻璃或陶瓷的高温数码打印墨水、制备方法及玻璃或陶瓷高温装饰图案的制作方法，主要解决现有技术中玻璃打印墨水无法承受700℃的高温焙烧和现有高温墨水易沉降、堵喷头、不环保、储存时间短、发色效果不好等问题。本发明专利技术技术方案是：用于玻璃或陶瓷的高温数码打印墨水，包括液相和悬浮于液相中的固相；以重量计，液相与固相的重量比为1.5～2.8，所述固相是指固体无机氧化物颜料，所述颜料包括色素和玻璃熔剂；所述液相包括溶剂和溶于溶剂内的墨水可接受助剂，本发明专利技术的数码打印墨水具有产品环保、发色效果好、打印流畅、成像精美，存放时间长、耐候性好的特点，可用于高温装饰玻璃或陶瓷的精美图案工业生产。
High Temperature Digital Printing Ink for Glass or Ceramics and Its Preparation Method and Application
The invention relates to high temperature digital printing ink for glass or ceramics, a preparation method and a manufacturing method for high temperature decorative patterns of glass or ceramics. It mainly solves the problems of glass printing ink in the prior art that can not withstand high temperature roasting at 700 C and that the existing high temperature ink is easy to settle, blocking nozzles, not environmental protection, short storage time and poor color effect. The technical scheme of the invention is: high temperature digital printing ink for glass or ceramics, including liquid phase and solid phase suspended in liquid phase; by weight, the weight ratio of liquid phase to solid phase is 1.5-2.8, the solid phase refers to solid inorganic oxide pigments, the pigments include pigments and glass fluxes; the liquid phase includes solvents and acceptable additives for ink dissolved in solvents. Digital printing ink has the characteristics of environmental protection, good color effect, smooth printing, exquisite image, long storage time and good weather resistance. It can be used in the industrial production of fine patterns of high temperature decorative glass or ceramics.
【技术实现步骤摘要】
用于玻璃或陶瓷的高温数码打印墨水及其制备方法和应用
本专利技术涉及用于玻璃或陶瓷的高温数码打印墨水及其制备方法和应用。
技术介绍
随着人工智能技术发展，近年工业上玻璃二次加工制作装饰图案使用数码打印技术逐渐增多，主要是由于与传统的丝印、辊涂、移印相比，数码打印制作玻璃装饰图案色彩鲜艳，图案饱满。目前世界上能够生产和销售高温玻璃打印墨水主要是国外两家公司，但他们产品一般使用直链烷烃、芳烃、醇醚单体做墨水溶剂，如US201500386616A1，US007803221B2，CN101163761A，这些技术中不仅溶剂气味大，对人体危害严重，影响产品应用，而且在清洗沾有这些墨水的设备时一般使用醛、酮溶剂，对人体和环境的危害更大。中国市场目前玻璃数码打印一般采用UV打印墨水，如CN103042834A，UV打印墨水所用颜料为有机物，连接料为各种脂肪族的聚氨酯类有机物，打印后的图案不经过高温焙烧，依靠上述酯类有机物在紫外灯照射下交联固化，从而将有机颜料固封于玻璃或瓷砖表面形成装饰图案。因此，UV印花技术的图案在玻璃和陶瓷表面不仅存在易划伤、不耐酸碱、遇潮易起皮褪色、图案易脱落等弊端，而且树脂交联固化过程中紫外光照射产生大量臭氧，威胁操作者的健康；设备中所接触到的UV墨水需使用醛类或酮类等高致癌溶剂清洗；因连接料和颜料均为有机物，打印后不能高温处理，图案存在易着火等安全和环保的隐患。国内近年也有少数进行高温数码打印墨水的研发：CN104403419A和CN104861779A都公布了一种喷墨打印玻璃墨水，但使用的溶剂和国外公司产品相同，主要是醇醚类非环境友好型溶剂，另外该专利的最大弊病是打印前需要红外灯加热玻璃至90-100℃，并且始终保持这个温度至打印结束，这样不仅使用不便，而且生产时能耗极大，因此限制了该专利的技术产品推广应用。CN105153809A公布一种玻璃喷墨打印墨水，为了解决打印时无机氧化物墨水容易堵塞喷头问题，需要无机色素先做成熔块，同时加入熔块稳定剂，因此限制了色料的发色效果，打印后会降低图案色彩饱和度。CN104861780A公布了一种用于玻璃基材的分散树脂液和墨水，不仅使用改性的丙烯酸树脂，硫醇分子调节剂等非环保材料，而且色素为有机颜料，无法高温处理，和UV墨水属于同一类型低温打印墨水。CN102675967A公布了一种水性陶瓷立体图案打印墨水及其制备方法，该墨水像UV墨水一样也含有丙烯酸类和聚氨酯类树脂，同时还含有气味大的有机胺用于调整墨水的pH值，因此该专利产品除了具有UV打印墨水所有缺点外，而且墨水也会影响使用者身体健康。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题之一是克服现有高温数码打印墨水的不足，提供一种产品环保、发色效果好、打印流畅、成像精美，存放时间长、耐候性好的高温打印墨水。本专利技术所要解决的技术问题之二是提供上述技术问题之一所述墨水的制备方法。本专利技术所要解决的技术问题之三是提供采用上述技术问题之一所述墨水的应用。为解决上述技术问题之一，本专利技术采用的技术方案如下：用于玻璃或陶瓷的高温数码打印墨水，包括液相和悬浮于液相中的固相；以重量计，液相与固相的重量比为1.5～2.8，所述固相是指固体无机氧化物颜料，所述颜料包括色素和玻璃熔剂；所述液相包括溶剂和溶于溶剂内的墨水可接受助剂。上述技术方案中，熔剂与色素的重量比优选为0.1～10。在这个数值范围内，非限制性的举例为0.5、0.8、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、4.5、5.0、5.5、6.0、6.5、7.0、7.5、8.0、8.5、9.0等等，但更优选1.5～5.0，更进一步优选2～4。为同比计，本专利技术具体实施方式中普遍采用熔剂与色素的重量比为3。上述技术方案中，所述的固相优选为纳米颗粒。例如所述纳米颗粒直径为大于0纳米至1000纳米以下，在这个范围内，非限制性列举可以是但不限于900纳米、800纳米、700纳米、600纳米、500纳米、400纳米、300纳米、200纳米、150纳米、100纳米、90纳米、80纳米、70纳米、60纳米、50纳米等等。本领域技术人员知道，颗粒直径越小悬浮稳定性越趋于提高，因此本领域技术人员有动机采用已有的技术降低颗粒的直径。上述技术方案中，所述的色素优选无机化合物，更优选无机氧化物，例如但不限于钛白色素、铬绿色素、钴蓝色素、铁红色素、钛镍黄色素和铜铬黑色素中的至少一种。根据三原色互补色混合与抵消关系的原理，本领域技术人员可以根据实际需要根据色度进行颜色和色度的调配。仅为同比计，本专利技术具体实施方式均采用钴蓝色素。上述技术方案中，墨水可接受助剂与液相的重量比优选为0.03～0.20。在这个范围内，非限制性列举例如但不限于0.04、0.05、0.06、0.07、0.08、0.09、0.11、0.13、0.15、0.17、0.19等等。上述技术方案中，所述熔剂可以采用本领域常用的那些，但优选所述熔剂符合如下化学式：SiZnaBbXcLdZeOx其中Si、Zn、B和O表示元素硅、锌、硼和氧；X为选自碱金属或碱土金属中的至少一种元素；L表示钛、铝和锆中至少一种元素；Z表示IIIB金属中的至少一种元素；a、b、c、d和e表示它们各自元素的相对原子比，基于Si元素的原子比为1，a的取值范围为0.3～1.2，b的取值范围为0.1～0.6，c的取值范围为0.2～1.0，d的取值范围为0.2～0.8，e的取值范围为0.01～0.5；x是满足其它元素总化合价所需的氧原子的数目。IIIB金属的加入，提高了固相在墨水体系中的悬浮稳定性。上述技术方案中，IIIB金属优选包括Y、La、Ce和Pr中的至少一种。上述技术方案中，IIIB金属更优选包括Y和La，或者优选包括Y和Ce，或者优选包括Ce和La。Y与La、Y与Ce，以及Ce与La在提高固相在墨水体系中的悬浮稳定性方面具有协同作用。上述技术方案中，最优选的熔剂是所述IIIB金属同时包括Y、Ce和La，三个元素在提高固相在墨水体系中的悬浮稳定性方面还具有三元组合效果。上述技术方案中，Y与La、Y与Ce，以及Ce与La的具体比例没有特别限制，例如但不限于Y与La、Y与Ce，以及Ce与La的原子比独立选自0.1～10，在此原子比范围内，作为更具体的原子比可以独立为但不限于0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2、1.4、1.6、2.0、2.5、3.0、4.0、5.0、6.0、7.0、8.0、9.0等等。上述技术方案中，所述的熔剂可以采用包括如下步骤的方法制备：(1)将含熔剂所需元素的原料分散于水中得到浆料；(2)干燥浆料得到固体前驱物；(3)焙烧。上述技术方案中，关于步骤(1)，本领域技术人员知晓如何制得浆料，且不必付出创造性劳动。上述技术方案中，关于步骤(2)，对干燥的方式没有特别限制，但喷雾干燥得到的固体前驱物颗粒较细，可以减少制备墨水时对固相的粉碎能耗。对干燥的温度和时间没有特别限制。上述技术方案中，步骤(3)焙烧的温度本领域技术人员可以合理选择，且不必付出创造性劳动。例如但不限于焙烧的温度为450-800℃，在这个范围内，非限制性的列举例如但不限于500℃、550℃、600℃、650℃、700℃、750℃等等。上述技术方案中，步骤(3)焙烧的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.用于玻璃或陶瓷的高温数码打印墨水，包括液相和悬浮于液相中的固相；以重量计，液相与固相的重量比为1.5～2.8，所述固相是指固体无机氧化物颜料，所述颜料包括色素和玻璃熔剂；所述液相包括溶剂和溶于溶剂内的墨水可接受助剂。
【技术特征摘要】
1.用于玻璃或陶瓷的高温数码打印墨水，包括液相和悬浮于液相中的固相；以重量计，液相与固相的重量比为1.5～2.8，所述固相是指固体无机氧化物颜料，所述颜料包括色素和玻璃熔剂；所述液相包括溶剂和溶于溶剂内的墨水可接受助剂。2.根据权利要求1所述的墨水，其特征是熔剂与色素的重量比为0.1～10。3.根据权利要求1所述的墨水，其特征是所述的固相为纳米颗粒。4.根据权利要求1所述的墨水，其特征是所述的色素为无机化合物。5.根据权利要求1所述的墨水，其特征是墨水可接受助剂与液相的重量比为0.03～0.20。6.根据权利要求1所述的墨水，其特征是所述熔剂符合如下化学式：SiZnaBbXcLdZeOx其中Si、Zn、B和O表示元素硅、锌、硼和氧；X为选自碱金属或碱土金属中的至少一种元素；L表...
【专利技术属性】
技术研发人员：汪国军，
申请(专利权)人：汪国军，
类型：发明
国别省市：上海,31
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