一种荧光水性陶瓷立体打印墨水及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种荧光水性陶瓷立体打印墨水及其制备方法，该打印墨水由色浆液A和稀释剂B按重量比1:1组成；所述色浆液A按重量百分比计算的组分：陶瓷色料40~45%、树脂 2~8%、丙二醇 10~18%、水15~30%、分散剂10~20%、硅烷偶联剂0.3~5%、消泡剂0.05~0.5%；稀释剂B按重量百分比计算的组分：乙二醇50~60%、水30~35%、柠檬酸钠0.5~10%、pH调节剂0.5~5%、复合荧光粉4~4.5%，所述复合荧光粉与色料的重量比为1：10；所述复合荧光粉为长余辉发光粉和石墨烯的混合物，重量比为：长余辉发光粉：石墨烯=（2~5）：1。采用复合荧光粉，使得墨水具有夜光效果，不发生团聚，发光均匀性较好，可以适用于指示、标记之用，更为安全，也能替代楼梯指示灯，可节约能源，而且还能呈现更为丰富的展示效果。
【专利说明】
一种荧光水性陶瓷立体打印墨水及其制备方法
技术领域
[0001]本发明涉及了陶瓷砖装饰技术领域，特别是涉及了一种陶瓷喷墨打印用的荧光水性陶瓷立体打印墨水及其制备方法。
【背景技术】
[0002]长余辉发光材料俗称夜光粉，其电子结构中有不饱和能级，在光照条件下，吸收光子能量，使电子发生能级跃迀，而在较暗的环境中，电子吸收的能量会释放出来，产生荧光效果。目前，长余辉发光材料在陶瓷制品的应用中多为加入釉中，制成夜光釉，夜光釉可以作为指示标引作用，例如楼梯间的指示位，房间开关的指示位等，而且也能让制品呈现丰富的效果。但对于目前陶瓷喷墨打印用墨水不适合直接添加长余辉发光材料制成夜光墨水，容易发生团聚而造成发光效果不佳的问题。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是提供了一种荧光水性陶瓷立体打印墨水及其制备方法，克服了上述的不足之处。
[0004]本发明所要解决的技术问题通过以下技术方案予以实现:
一种荧光水性陶瓷立体打印墨水，由色浆液A和稀释剂B按重量比1:1组成;所述色浆液A按重量百分比计算的组分:陶瓷色料40?45%、树脂2?8%、丙二醇1?18%、水15-30%、分散剂10?20%、硅烷偶联剂0.3?5%、消泡剂0.05-0.5%；稀释剂B按重量百分比计算的组分:乙二醇50?60%、水30?35%、柠檬酸钠0.5?10%、pH调节剂0.5~5%、复合荧光粉4?4.5%，所述复合荧光粉与色料的重量比为1:10;所述复合荧光粉为长余辉发光粉和石墨烯的混合物，重量比为:长余辉发光粉:石墨稀=(2?5):1。
[0005]在本发明中，所述长余辉发光材料是铝酸盐基、硅酸盐基、磷酸盐基长余辉发光材料中的至少一种。
[0006]在本发明中，所述陶瓷色料为镨黄、钴蓝、红棕、桔黄、铬锡红、钴黑的至少一种。
[0007]在本发明中，所述树脂为聚丙烯酸酯树脂;所述分散剂为聚丙烯酸酯类分散剂、聚氨酯丙烯酸酯类分散剂中的一种或几种混合，可以举出的商品名包括但不限于:毕克公司的8丫1(-180、8￥1(-183、8￥1(-191、了680 公司的Dispers-715w、Dispers_755w、恒联化工的HX-40Y、Silcona 公司的 HLD-5/HLD-6/HLD-18AJ 等。
[0008]在本发明中，所述pH调节剂为三乙醇胺、二乙醇胺、一乙醇胺中的一种或者两种以上的混合物。所述消泡剂是本领域常用的消泡剂，作为一种优选方案，该消泡剂优选水溶性有机硅类消泡剂、矿物油类消泡剂或其混合物。所述硅烷偶联剂为南京品宁化工的KH-550(γ—氨丙基三乙氧基硅烷)或者ΚΗ-560(γ — (2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷)，该硅烷偶联剂能够改善陶瓷色料在聚合物树脂中的润湿性，提高其分散性。
[0009]—种荧光水性陶瓷立体打印墨水的制备方法，包括以下步骤:
(I)复合荧光粉的制备:将长余辉发光粉、石墨烯按比例混合搅拌40?60min，采用研磨机研磨I Oh，使其粒径分布(I Oym ；
(2)将色料置于紫外光区域中，紫外光源辐照度控制在300?500W/V的范围，辐照30?60min;将复合荧光粉放入微波炉中，在700?1000W微波功率下，微波处理I?1min;
(3)色浆液A的制备:将配方中各组份按照比例称取，然后用高速搅拌机进行分散30?60min;将分散好的混合液装入研磨机中，研磨8?12h，得到粒径分布<Ιμπι的色浆液A;
(4)稀释剂B的制备:将各组分进行混合，用高速搅拌机搅拌，得到稀释剂B;
(5)将色浆液A与稀释剂B按重量比1:1进行混合，在高速搅拌机中充分混合均匀，超声分散2h，过滤后得到荧光水性陶瓷立体打印墨水。
[0010]在本发明中，所述复合荧光粉为长余辉发光粉和石墨烯的混合物，重量比为:长余辉发光粉:石墨烯=(2?5):1。
[0011]本发明所配制的水性陶瓷墨水基本满足如下要求:粘度为10?15cP/25°C;表面张力为25?40mN/m;平均粒径D50为200?350nm;最大粒径为彡800nm;Zeta电位为-35~-45mv，可在Xaar喷头的打印机上连续打印10000m2;能够在1200°C时稳定发色，悬浮稳定性大于2个月。
[0012]本发明具有如下有益效果:
本发明采用复合荧光粉，使得墨水具有夜光效果，不发生团聚现象，发光均匀性较好，稳定性较好，可以适用于指示、标记之用，更为安全，也能替代楼梯指示灯，可节约能源，而且还能呈现更为丰富的展示效果。产品耐候性、耐磨度好，不产生令人不适的气味，无毒无刺激。
[0013]墨水加工工艺简单，实用性强，经喷墨机喷墨打印后，不需要在印花层上再施以一层墨水保护釉，这大大简化了喷墨打印装饰的生产工艺，并降低生产成本、提高生产效率。
[0014]本发明所制得的陶瓷墨水表面没有大的棱角，具有优良的稳定性和流变性，不会磨损、堵塞和腐蚀喷头，延长喷头的使用寿命，节约成本，由于使用的溶剂以水性为主，清洁环保，不会对环境造成很大污染，符合绿色环保的理念。
【具体实施方式】
[0015]下面结合实施例对本发明进行详细的说明，实施例仅是本发明的优选实施方式，不是对本发明的限定。为了更好的说明，选用的色料为镨黄，长余辉发光粉选择为铝酸盐基长余辉发光材料SrAl204:Eu，Dy(绿色荧光)，但本领域技术人员容易根据实际情况选择不同的色料及长余辉发光粉。
[0016]实施例1
一种荧光水性陶瓷立体打印墨水，其由色浆液A和稀释剂B按重量比1:1组成;所述色浆液A按重量百分比计算的组分:镨黄42%、聚丙烯酸酯树脂6%、丙二醇15%、水25%、Dispers-715w 10%、KH-550 1.5%、消泡剂0.5%;
稀释剂B按重量百分比计算的组分:乙二醇52%、水35%、柠檬酸钠5%、三乙醇胺3%及复合荧光粉4.2%;所述复合荧光粉为长余辉发光粉和石墨烯的混合物，重量比为:长余辉发光粉:石墨烯=2:1。
[0017]—种荧光水性陶瓷立体打印墨水的制备方法，包括以下步骤:
(I)复合荧光粉制备:将长余辉发光粉、石墨烯按比例混合搅拌50min，采用研磨机研磨I Oh，使其粒径分布彡I Ομ??;
(2)将色料置于紫外光区域中，紫外光源辐照度控制在300W/m2的范围，辐照40min;将复合荧光粉放入微波炉中，在700W微波功率下，微波处理5min;
(3)色浆液A的制备:将配方中各组份按照比例称取，然后用高速搅拌机进行分散60min;将分散好的混合液装入研磨机中，研磨12h，得到粒径分布< Iym的色浆液A;
(4)稀释剂B的制备:将各组分进行混合，用高速搅拌机搅拌，得到稀释剂B;
(5)将色浆液A与稀释剂B按重量比1:1进行混合，在高速搅拌机中充分混合均匀，超声分散2h，过滤后得到净化空气水性陶瓷立体打印墨水。
[0018]所制备的墨水呈色为黄色，在环境由明转暗后，荧光持续时间多5小时，且发光均匀性好。
[0019]选用申请公布号CN103113133A所公开的工艺，制备砖坯，然后在砖坯上选用所制备的打印墨水进行喷墨印花，形成印花层，然后入窑烧成，制备陶瓷砖，并进行磨损测试。测试后，喷墨印花层无明显磨损，图案依然清晰，只是光泽度较之前略有下降，荧光持续时间多4.5小时，且发光均匀性好。
[0020]实施例2
基于实施例1，不同之处在于:所述复合荧光粉为长余辉发光粉和石墨烯的混合物，重量比为:长余辉发光粉:石墨烯=3:1。所制备的墨水呈色为黄色，在环境由明转暗后，荧光持续时间多6小时，且发光均匀性较好，更稳定。
[0021]选用申请公布号CN103113133A所公开的工艺，制备砖坯，然后在砖坯上选用所制备的打印墨水进行喷墨印花，形成印花层，然后入窑烧成，制备陶瓷砖，并进行磨损测试。测试后，喷墨印花层无明显磨损，图案依然清晰，只是光泽度较之前略有下降，荧光持续时间多6小时，且发光均匀性好。
[0022]实施例3
基于实施例1，不同之处在于:所述复合荧光粉为长余辉发光粉和石墨烯的混合物，重量比为:长余辉发光粉:石墨烯=5:1。所制备的墨水呈色为黄色，在环境由明转暗后，荧光持续时间多4小时，且发光均匀性一般。
[0023]选用申请公布号CN103113133A所公开的工艺，制备砖坯，然后在砖坯上选用所制备的打印墨水进行喷墨印花，形成印花层，然后入窑烧成，制备陶瓷砖，并进行磨损测试。测试后，喷墨印花层无明显磨损，图案依然清晰，只是光泽度较之前略有下降，荧光持续时间多3小时，且发光均匀性一般。
[0024]对比例I
基于实施例1，不同之处在于:所述复合荧光粉为长余辉发光粉和石墨烯的混合物，重量比为:长余辉发光粉:石墨烯=1:1。所制备的墨水呈色为黄色，在环境由明转暗后，荧光持续时间多3小时，且发光均匀性一般。
[0025]—种荧光水性陶瓷立体打印墨水的制备方法，包括以下步骤:
(1)复合荧光粉制备:将长余辉发光粉、石墨烯按比例混合搅拌50min，采用研磨机研磨I Oh，使其粒径分布彡I Oym;
(2)色浆液A的制备:将配方中各组份按照比例称取，然后用高速搅拌机进行分散60min;将分散好的混合液装入研磨机中，研磨12h，得到粒径分布< Iym的色浆液A; (3)稀释剂B的制备:将各组分进行混合，用高速搅拌机搅拌，得到稀释剂B;
(4)将色浆液A与稀释剂B按重量比1:1进行混合，在高速搅拌机中充分混合均匀，超声分散2h，过滤后得到净化空气水性陶瓷立体打印墨水。
[0026]选用申请公布号CN103113133A所公开的工艺，制备砖坯，然后在砖坯上选用所制备的打印墨水进行喷墨印花，形成印花层，然后入窑烧成，制备陶瓷砖，并进行磨损测试。测试后，喷墨印花层无明显磨损，图案依然清晰，只是光泽度较之前略有下降，荧光持续时间多3小时，且发光均匀性一般。
[0027]对比例2
基于实施例1，不同之处在于:所述复合荧光粉为长余辉发光粉。
[0028]—种荧光水性陶瓷立体打印墨水的制备方法，包括以下步骤:
(1)色浆液A的制备:将配方中各组份按照比例称取，然后用高速搅拌机进行分散60min;将分散好的混合液装入研磨机中，研磨12h，得到粒径分布< Iym的色浆液A;
(2)稀释剂B的制备:将各组分进行混合，用高速搅拌机搅拌，得到稀释剂B;
(3)将色浆液A与稀释剂B按重量比1:1进行混合，在高速搅拌机中充分混合均匀，超声分散2h，过滤后得到净化空气水性陶瓷立体打印墨水。
[0029]所制备的墨水呈色为黄色，在环境由明转暗后，荧光持续时间多4小时，且发光均匀性差，不稳定。
[0030]选用申请公布号CN103113133A所公开的工艺，制备砖坯，然后在砖坯上选用所制备的打印墨水进行喷墨印花，形成印花层，然后入窑烧成，制备陶瓷砖，并进行磨损测试。测试后，喷墨印花层有明显磨损，图案依然清晰，只是光泽度较之前略有下降，荧光持续时间多3小时，且发光均匀性较差。
[0031]对比例3
基于实施例1，不同之处在于:所添加的复合荧光粉为9%。所制备的墨水呈色为黄色，在环境由明转暗后，荧光持续时间多4小时，且发光均匀性差，不稳定。
[0032]—种荧光水性陶瓷立体打印墨水的制备方法，包括以下步骤:
(1)复合荧光粉制备:将长余辉发光粉、石墨烯按比例混合搅拌50min，采用研磨机研磨I Oh，使其粒径分布彡I Oym;
(2)色浆液A的制备:将配方中各组份按照比例称取，然后用高速搅拌机进行分散60min;将分散好的混合液装入研磨机中，研磨12h，得到粒径分布< Iym的色浆液A;
(3)稀释剂B的制备:将各组分进行混合，用高速搅拌机搅拌，得到稀释剂B;
(4)将色浆液A与稀释剂B按重量比1:1进行混合，在高速搅拌机中充分混合均匀，超声分散2h，过滤后得到净化空气水性陶瓷立体打印墨水。
[0033]选用申请公布号CN103113133A所公开的工艺，制备砖坯，然后在砖坯上选用所制备的打印墨水进行喷墨印花，形成印花层，然后入窑烧成，制备陶瓷砖，并进行磨损测试。测试后，喷墨印花层无明显磨损，图案依然清晰，只是光泽度较之前略有下降，荧光持续时间多3小时，且发光均匀性差。
[0034]对比例4
基于实施例1，不同之处在于:所添加的复合荧光粉为3%。所制备的墨水呈色为黄色，在环境由明转暗后，荧光持续时间多4小时，且发光均匀性差，不稳定。
[0035]—种荧光水性陶瓷立体打印墨水的制备方法，包括以下步骤:
(1)复合荧光粉制备:将长余辉发光粉、石墨烯按比例混合搅拌50min，采用研磨机研磨I Oh，使其粒径分布彡I Oym;
(2)色浆液A的制备:将配方中各组份按照比例称取，然后用高速搅拌机进行分散60min;将分散好的混合液装入研磨机中，研磨12h，得到粒径分布< Iym的色浆液A;
(3)稀释剂B的制备:将各组分进行混合，用高速搅拌机搅拌，得到稀释剂B;
(4)将色浆液A与稀释剂B按重量比1:1进行混合，在高速搅拌机中充分混合均匀，超声分散2h，过滤后得到净化空气水性陶瓷立体打印墨水。
[0036]选用申请公布号CN103113133A所公开的工艺，制备砖坯，然后在砖坯上选用所制备的打印墨水进行喷墨印花，形成印花层，然后入窑烧成，制备陶瓷砖，并进行磨损测试。测试后，喷墨印花层无明显磨损，图案依然清晰，只是光泽度较之前略有下降，荧光持续时间多3小时，且发光均匀性差。
[0037]以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制，但凡采用等同替换或等效变换的形式所获得的技术方案，均应落在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种荧光水性陶瓷立体打印墨水，由色浆液A和稀释剂B按重量比1:1组成;所述色浆液A按重量百分比计算的组分:陶瓷色料40?45%、树脂2?8%、丙二醇10?18%、水15?30%、分散剂10?20%、硅烷偶联剂0.3?5%、消泡剂0.05-0.5%;稀释剂B按重量百分比计算的组分:乙二醇50?60%、水30?35%、柠檬酸钠0.5?10%、pH调节剂0.5~5%、复合荧光粉4?4.5%，所述复合荧光粉与色料的重量比为1:10;所述复合荧光粉为长余辉发光粉和石墨烯的混合物，重量比为:长余辉发光粉:石墨稀=(2?5):1。2.根据权利要求1所述的荧光水性陶瓷立体打印墨水，其特征在于，所述长余辉发光材料是铝酸盐基、硅酸盐基、磷酸盐基长余辉发光材料中的至少一种。3.根据权利要求1所述的荧光水性陶瓷立体打印墨水，其特征在于，所述色料为镨黄、钴蓝、红棕、桔黄、铬锡红、钴黑的至少一种。4.一种如权利要求1所述的荧光水性陶瓷立体打印墨水的制备方法，其包括以下步骤: (1)复合荧光粉的制备:将长余辉发光粉、石墨烯按比例混合搅拌40?60min，采用研磨机研磨I Oh，使其粒径分布< I Oym ； (2)将色料置于紫外光区域中，紫外光源辐照度控制在300?500W/m2的范围，辐照30?60min;将复合荧光粉放入微波炉中，在700?1000W微波功率下，微波处理I?1min; (3)色浆液A的制备:将配方中各组份按照比例称取，然后用高速搅拌机进行分散30?60min;将分散好的混合液装入研磨机中，研磨8?12h，得到粒径分布<Ιμπι的色浆液A; (5)稀释剂B的制备:将各组分进行混合，用高速搅拌机搅拌，得到稀释剂B; (6)将色浆液A与稀释剂B按重量比1:1进行混合，在高速搅拌机中充分混合均匀，超声分散2h，过滤后得到荧光水性陶瓷立体打印墨水。
【文档编号】C09D11/38GK105925063SQ201610377222
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年6月1日
【发明人】邱杰华, 江潺
【申请人】佛山市高明区海帝陶瓷原料有限公司