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摘要

陶瓷色料是陶瓷墨水的核心。

本文主要圍繞幾種生產(chǎn)工藝復(fù)雜、用途較為廣泛、市場價(jià)值較高的色料制備與工藝特點(diǎn)，闡述生產(chǎn)過程中需要引起重視的幾項(xiàng)技術(shù)要點(diǎn)，以此為陶瓷墨水性能的優(yōu)化提供參考。

關(guān)鍵詞： 陶瓷墨水  鈷藍(lán)/鋯鐠黃/瑪瑙紅/黑色/棕色墨水色料   

前言

陶瓷墨水的性能要求除普通墨水的顆粒度、黏度、表面張力、電導(dǎo)率、pH值以外，根據(jù)陶瓷墨水應(yīng)用的特點(diǎn)，對(duì)陶瓷色料的要求還有一些特殊性能：

（1）要求陶瓷色料粉體在溶劑中能保持良好的化學(xué)和物理特性，經(jīng)長時(shí)間存放，不會(huì)出現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)、團(tuán)聚、沉淀等現(xiàn)象發(fā)生。

（2）在打印過程中的要求，陶瓷色料顆粒能在短時(shí)間內(nèi)以最有效的堆積結(jié)構(gòu)排列，附著牢固，獲得較大密度的打印層，以便煅燒后具有高的燒結(jié)密度。

（3）色料在加工到目標(biāo)粒徑后，色飽和度下降不太明顯，色料高溫?zé)珊蠓€(wěn)定，具有良好的呈色性能以及與坯釉的匹配性能。

下面，就鈷藍(lán)墨水色料、鋯鐠黃墨水色料、瑪瑙紅墨水色料、黑色墨水色料、棕色墨水色料五種色料在生產(chǎn)中的技術(shù)要點(diǎn)做出闡述。 

1.鈷藍(lán)墨水色料  

 1.1 鈷藍(lán)色料的生產(chǎn)工藝流程圖：

 1.2 技術(shù)要點(diǎn)：

1） 鈷藍(lán)色料的高溫?zé)蛇^程，在250~500C氫氧化鋁的脫水范圍時(shí)應(yīng)適當(dāng)?shù)亟档蜕郎厮俣?，使氫氧化鋁低溫脫水完全，有利于CoAl2O、晶體的生長均衡。鈷藍(lán)煅燒900~ 1050°C的主晶相為CoAl2O,尖晶石，顏色為藍(lán)綠色，1100°C以上轉(zhuǎn)變?yōu)镃oAl2O.尖晶石，顏色為藍(lán)色。

2） 以超細(xì)氫氧化鋁為原料合成的鈷藍(lán)燒成溫度以1150~ 1200°C為宜，保溫4~5h。

3） 鈷藍(lán)色料的濕法研磨以細(xì)度達(dá)到325目，篩余<0.1%為宜;使進(jìn)入砂磨粉碎不沉淀、不堵網(wǎng)。鈷藍(lán)色料的砂磨宜采用0.6~1.0mm的鋯球。砂磨開始時(shí)，料水比例為1:1~1.5 (質(zhì)量比)，到砂磨結(jié)束時(shí)，逐漸增加到料:水為1:1~2，并使砂磨過程中料漿的溫度不會(huì)明顯上升。砂磨最終控制鈷藍(lán)色料的顆粒為 D50<0.8μm, D90<1.2μm。

2. 鋯鐠黃墨水色料

 2.1 鋯鐠黃墨水色料配方：

 2.2 鋯鐠黃色料的生產(chǎn)工藝流程

△ 技術(shù)提示：

鋯鐠黃用于墨水的色料，礦化劑在配方中的量比常規(guī)的鐠黃色料要少得多，礦化劑在半成品中的均勻性是必須注意的問題。成品色料的粉碎除了采用氣流磨粉碎外，也可以使用濕法砂磨。

 2.3  技術(shù)要點(diǎn)：

1）為了使鋯鐠黃色料中錯(cuò)元素能較多地?fù)诫s進(jìn)人硅酸鋯的晶體晶格，形成的色料晶體顆粒細(xì)小均勻，使用礦化劑的量要盡可能地少，燒成的溫度不能太高。對(duì)鋯鐠黃色料半成品進(jìn)行超細(xì)粉碎是十分必要的。超細(xì)粉碎可通過砂磨機(jī)來實(shí)現(xiàn)。

2）為了使砂磨粉碎過程中不堵網(wǎng)，料漿不沉淀，砂磨之前應(yīng)先對(duì)色料進(jìn)行球磨粉碎。球磨應(yīng)選擇硅球或鋯球，不能使用氧化鋁球。少量氧化鋁的雜質(zhì)會(huì)影響鐠黃色料的合成。

3）球磨的細(xì)度以達(dá)到325目全通過為宜。砂磨機(jī)的研磨球選擇0.4-1.0mm的氧化鋯球?yàn)橐恕?/p>

3. 瑪瑙紅墨水色料

瑪瑙紅是少數(shù)幾種呈紅色的陶瓷色料，特別是它可用于高溫下呈色，在與之相適應(yīng)的基礎(chǔ)釉中呈美麗的瑪瑙紅色。

 3.1 瑪瑙紅陶瓷色料制備工藝流程圖：

△ 技術(shù)提示：

從發(fā)色機(jī)理上看，瑪瑙紅是Cr4+離子固溶于錫榍石中形成的固溶體。鉻不是構(gòu)成錫榍石的基礎(chǔ)成分，因此將瑪瑙紅色料研磨到墨水能使用的細(xì)度(<1.0μm)，瑪瑙紅色料的色飽和度將明顯降低。

 3.2 技術(shù)要點(diǎn)：

1） 要使瑪瑙紅色料能夠在墨水中使用，應(yīng)加工到平均顆粒在300~500nm范圍，而色飽和度不明顯下降。

2） 瑪瑙紅色料半成品的超細(xì)砂磨是最重要的工藝。砂磨前為了原料在砂磨過程中不堵網(wǎng)，必須先用濕法球磨，將料漿球磨到325目全通過。球磨選用硅球。砂磨機(jī)選用的鋯球應(yīng)選用0.6~0.8mm的小球。砂磨過程中要選用合適的助磨劑，否則在1μm以下就難以將粉體磨細(xì)。

3） 原料砂磨開始時(shí)料:水比約為1 : 2. 5，隨著砂磨的進(jìn)行要逐漸加水，到砂磨結(jié)束時(shí)，一般料:水比達(dá)到1: 3.5。瑪瑙紅成品的細(xì)度最好達(dá)到D:50<1. 0pm, D9o<1. 5μm。進(jìn)一步的細(xì)磨可在制墨水時(shí)進(jìn)行。

4. 黑色墨水色料

黑色陶瓷顏料種類較多，單制造黑色純正、在釉中有廣泛適應(yīng)性的黑色色料仍非易事。陶瓷噴墨打印技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)顏料要求越來越高。制備超細(xì)且顆粒分布窄的黑色色料具有重要意義。

 4.1 Co-Cr-Fe Ni-Mn黑色色料配方：

 4.2 技術(shù)要點(diǎn)

1） CoCrF-Ni.Mm黑色色料半成品的超細(xì)粉碎可選擇砂磨機(jī)進(jìn)行。

2） 砂磨之前要先使用濕球磨到料漿全部通過了325目篩。半成品的砂磨控制半成品的細(xì)度在D50<0.8μm, D9o<1. 2μm。成品的細(xì)磨控制細(xì)度至D50<1.Iμm, D90<1. 6μm。進(jìn)一步的細(xì)磨可在制作墨水時(shí)進(jìn)行。

5.0 棕色墨水色料

 5.1 棕色色料的配方組成

 5.2 棕色色料的生產(chǎn)工藝流程

技術(shù)提示：

在棕色色料的加工過程中，成品可直接采用氣流磨粉碎，采用這一加工流程，配料使用的原料要求純度高，配方中不添加礦化劑。如果產(chǎn)品的電導(dǎo)率不能滿足要求、那么成品的粉碎宜采用濕法砂磨，砂磨后需要增加一道顏料漂洗工藝。

5.3 技術(shù)要點(diǎn)

1） 棕色色料在半成品的處理過程中經(jīng)過了砂磨機(jī)超細(xì)粉碎，因此燒結(jié)所需溫度比普通棕色色料略低。但為了墨水色料合成的晶體更完整，實(shí)際生產(chǎn)中采用與普通棕色色料相同的溫度燒成。

2） 在燒成黃棕色色料產(chǎn)品時(shí)，30C是氨氧化鍋的脫水溫度，要適當(dāng)降低升溫速率。

LONGLY  技術(shù)團(tuán)隊(duì)供稿