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      技術要點!陶瓷墨水5種專用色料的生產

      文章出處:責任編輯:人氣:-發表時間:2021-01-19 16:55【

      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、電導率、pH值以外,根據陶瓷墨水應用的特點,對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和物理特性,經長時間存放,不會出現化學反應、團聚、沉淀等現象發生。
      (2)在打印過程中的要求,陶瓷色料顆粒能在短時間內以有效的堆積結構排列,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密度。
      (3)色料在加工到目標粒徑后,色飽和度下降不太明顯,色料高溫燒成后穩定,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中的技術要點做出闡述。 

      1.  鈷藍墨水色料  


      1.1 鈷藍色料的生產工藝流程圖:


      1.png


      - 1.2 技術要點:
      1) 鈷藍色料的高溫燒成過程,在250~500C氫氧化鋁的脫水范圍時應適當地降低升溫速度,使氫氧化鋁低溫脫水完全,有利于CoAl2O、晶體的生長均衡。鈷藍煅燒900~ 1050°C的主晶相為CoAl2O,尖晶石,顏色為藍綠色,1100°C以上轉變為CoAl2O.尖晶石,顏色為藍色。
      2) 以超細氫氧化鋁為原料合成的鈷藍燒成溫度以1150~ 1200°C為宜,保溫4~5h。
      3) 鈷藍色料的濕法研磨以細度達到325目,篩余<0.1%為宜;使進入砂磨粉碎不沉淀、不堵網。鈷藍色料的砂磨宜采用0.6~1.0mm的鋯球。砂磨開始時,料水比例為1 : 1~1.5 (質量比),到砂磨結束時,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明顯上升。砂磨控制鈷藍色料的顆粒為 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.png

      2.2 鋯鐠黃色料的生產工藝流程

      3.png

      △ 技術提示:

      鋯鐠黃用于墨水的色料,礦化劑在配方中的量比常規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  技術要點:

      1) 為了使鋯鐠黃色料中錯元素能較多地摻雜進人硅酸鋯的晶體晶格,形成的色料晶體顆粒細小均勻,使用礦化劑的量要盡可能地少,燒成的溫度不能太高。對鋯鐠黃色料半成品進行超細粉碎是十分必要的。超細粉碎可通過砂磨機來實現。

      2) 為了使砂磨粉碎過程中不堵網,料漿不沉淀,砂磨之前應先對色料進行球磨粉碎。球磨應選擇硅球或鋯球,不能使用氧化鋁球。少量氧化鋁的雜質會影響鐠黃色料的合成。

      3) 球磨的細度以達到325目全通過為宜。砂磨機的研磨球選擇0.4-1.0mm的氧化鋯球為宜。




      3. 瑪瑙紅墨水色料
      瑪瑙紅是少數幾種呈紅色的陶瓷色料,特別是它可用于高溫下呈色,在與之相適應的基礎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:


      4.png

      △ 技術提示:
      從發色機理上看,瑪瑙紅是Cr4+離子固溶于錫榍石中形成的固溶體。鉻不是構成錫榍石的基礎成分,因此將瑪瑙紅色料研磨到墨水能使用的細度(<1.0μm),瑪瑙紅色料的色飽和度將明顯降低。


      3.2 技術要點:


      1) 要使瑪瑙紅色料能夠在墨水中使用,應加工到平均顆粒在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砂磨是較重要的工藝。砂磨前為了原料在砂磨過程中不堵網,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。砂磨機選用的鋯球應選用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。
      3) 原料砂磨開始時料:水比約為1 : 2. 5,隨著砂磨的進行要逐漸加水,到砂磨結束時,一般料:水比達到1: 3.5?,旇Ъt成品的細度達到D:50 <1. 0pm, D9o<1. 5μm。進一步的細磨可在制墨水時進行。

      4. 黑色墨水色料
      黑色陶瓷顏料種類較多,單制造黑色純正、在釉中有廣泛適應性的黑色色料仍非易事。陶瓷噴墨打印技術的應用,對顏料要求越來越高。制備超細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:5.png

      - 4.2 技術要點
      1) CoCrF-Ni.Mm黑色色料半成品的超細粉碎可選擇砂磨機進行。
      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度在D50<0.8μm, D9o<1. 2μm。成品的細磨控制細度至D50<1.Iμm, D90<1. 6μm。進一步的細磨可在制作墨水時進行。



       5.0 棕色墨水色料


      - 5.1 棕色色料的配方組成

      6.png

      - 5.2 棕色色料的生產工藝流程


      7.png


      技術提示:

      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。如果產品的電導率不能滿足要求、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 技術要點


      1) 棕色色料在半成品的處理過程中經過了砂磨機超細粉碎,因此燒結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,實際生產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品時,30C是氨氧化鍋的脫水溫度,要適當降低升溫速率。



      LONGLY  技術團隊供稿


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