一种陶瓷碳粉及其制备方法
【专利摘要】本发明公开一种陶瓷碳粉，由重量百分比计的以下组分制备而成；陶瓷颜料60％?85％；电荷控制剂0?6％；脱模剂0?6％；添加剂0?5％；树脂15％?40％。本发明还公开了耐高温高密度陶瓷碳粉的制备方法。该陶瓷碳粉在单组份打印机、大幅面工程图打印机或双组份复印机中使用时，可以获得高密度、颜色鲜艳的图像。
【专利说明】
一种陶瓷碳粉及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种电子照相用的碳粉，具体涉及一种陶瓷碳粉及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 陶瓷行业中，陶瓷表面的花纹图案一般采用手工绘制或丝网印刷的方法实现，然 而，于工绘制速度慢、效率低，而且受限于绘制者的技艺。丝网印刷可以实现大批量生产，众 所周知，可通过丝网印刷和陶瓷颜料墨水将图案打印在水转印纸上，然后再转印在瓷砖、玻 璃制品上，或是将陶瓷墨水直接打印在湿的陶瓷、玻璃制品上，再通过烧制将图案固定，制 成个性化瓷器、瓷砖、玻璃等高附加值商品，用作家庭、旅店等的装饰。然而，丝网印刷需要 为每种颜色准备独立的丝网，且使用陶瓷墨水需要预留一个干燥时间，同时还会伴有溶剂 的挥发，易造成环境污染。
[0003] 申请号为CN104570634A的中国发明专利申请中，公开了一种彩色陶瓷碳粉的生产 方法，其中陶瓷颜料由于比重较大，所有原料直接挤出会造成原料分散不充分，上机打印会 造成色浅密度低的现象；另外，陶瓷颜料百分含量低，也会造成图像密度低，颜色不够鲜艳 等问题。因此，需要对陶瓷碳粉进行优化，使其成像图案精美。
【发明内容】
[0004] 为了克服现有技术的不足，本发明的第一个目的在于提供一种可以在单组份打印 机、大幅面工程图打印机或双组份复印机使用的高密度陶瓷碳粉，使用该陶瓷碳粉可以获 得高密度、颜色鲜艳的图像。
[0005] 本发明的第二个目的是为了提供一种陶瓷碳粉的制备方法。
[0006] 实现本发明的目的之一采取技术方案如下：
[0007] -种陶瓷碳粉，其特征在于，由重量百分比计的以下组分制备而成； 陶瓷颜料 50%-85%; 电荷控制剂 〇-6°〇；
[0008] 脱模剂 0-6%：； 添加剂 0-5%; 树脂 15%-
[0009] 其中，上述各组分总的含量为100%。
[0010] 优选地，由重量百分比计的以下组分制备而成； 陶瓷颜料 &0%-85%; 电荷控制剂 0-6%;
[0011]脱模剂 0-6%; 添加剂 0-7V 树脂 15%-40%;
[0012] 其中，上述各组分总的含量为100%。
[0013] 优选地，所述陶瓷颜料的平均粒径在0 · 52um-0 · 77um之间。
[0014] 优选地，所述电荷控制剂为水杨酸铬络合物、水杨酸锌络合物、水杨酸铝络合物、 季铵盐中的任意一种。
[0015] 优选地，所述脱模剂为低分子量聚丙烯石蜡、低分子量聚乙烯石蜡，巴西棕榈蜡、 合成石蜡中的任意一种。
[0016] 优选地，所述添加剂为二氧化硅、二氧化钛、氧化铝、钛酸锶、硬脂酸锌中的任意一 种或多种混合物。
[0017]优选地，所述树脂的熔点为90-140 °C。
[0018] 优选地，所述树脂为苯乙烯-丙烯酸树脂、聚酯树脂、环氧树脂中的任意一种或多 种混合物。
[0019] 实现本发明的目的之二采取技术方案如下：
[0020] -种陶瓷碳粉的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
[0021 ] 1)制备母料:将树脂分为两部分，分别是第一树脂和第二树脂，先将第一树脂和全 部陶瓷颜料混合，通过混合机混合均匀，再将混合均匀的第一树脂和陶瓷颜料投入挤出机 中，在100~150°C的温度下挤出，并用粗粉机粉碎成l_3mm的母料；
[0022] 2)制备混合料:将第二树脂、脱模剂、步骤1)中的母料和电荷调节剂按配方量混 合，通过混合机混合均匀，制成混合料;再将混合料投入挤出机中，在100~150°C的温度下 挤出，并用粗粉机粉碎成1 -3mm的粗碎料;最后用气流粉碎机将上述粗料碎成8~15um的超 细粉末；
[0023] 3)制备陶瓷碳粉:按配方量加入添加剂至步骤2)的混合料中，在混合机内混合均 匀，得到耐高温高密度的陶瓷碳粉。
[0024] 优选地，所述步骤1)中的第一树脂和陶瓷颜料的重量比为1: (2-10)。
[0025]本发明制备方法的原理：
[0026]因为陶瓷颜料比重较大，若与其他原料如树脂、脱模剂、电荷控制剂直接混合，放 置在挤出机料斗时容易分层，造成陶瓷碳粉各原料成分分散不均匀。为避免这种情况发生， 要先做成陶瓷碳粉母料:将树脂和彩色陶瓷颜料以一定比例在高速混合机内高速混合，具 有大颗粒的树脂对凝结的彩色陶瓷颜料通过冲击剪切，使彩色陶瓷颜料迅速在树脂中分 散。本发明中树脂和彩色陶瓷颜料按一定比例混合后，再通过双螺杆挤出机在一定的温度 下进行挤出分散，再通过压片、冷却、粗碎，得到l_3mm的彩色陶瓷颜料母料。彩色陶瓷颜料 颗粒均匀分布分布于树脂之中，有效地防止了彩色陶瓷颜料的再次凝结。
[0027] 相比现有技术，本发明的有益效果在于：
[0028] 1、本发明的陶瓷碳粉可以通过单组份打印机、大幅面工程图打印机或双组份复印 机将图案打印在水转印纸上，再将图案转移到玻璃、陶瓷、瓷砖上;或者通过大幅面工程机 将陶瓷碳粉直接打印在玻璃、陶瓷、瓷砖上，然后在特定的温度下进行烧结，得到理想的图 案。
[0029] 2、本发明中树脂和彩色陶瓷颜料按一定比例混合后，再通过双螺杆挤出机在一定 的温度下进行挤出分散，再通过压片、冷却、粗碎，得到l_3mm的彩色陶瓷颜料母料，使彩色 陶瓷颜料颗粒均匀分布分布于树脂之中，有效地防止了彩色陶瓷颜料的再次凝结。
【具体实施方式】
[0030] 下面，结合【具体实施方式】，对本发明做进一步描述：
[0031] 彩色无机陶瓷颜料，通常是金属氧化物或混合的金属氧化物。本发明中的无机陶 瓷颜料也是金属氧化物粉末或小薄片。虽然任何的无机陶瓷颜料都可以在本发明中使用， 但在彩色打印机和彩色复印机最好还是同时使用C、M、Y、K四个颜料的组合。一般情况下，C、 K会选用尖晶石类的无机颜料，如钴蓝尖晶石、铁钴黑尖晶石等，黄色可选用镍锑钛黄氧化 物、类似尖晶石性的锌钛黄等，红色可选用铬锡红氧化物、硅酸盐型的钴粉红等。
[0032]下述实施例中所使用的树脂是日本三菱化学的聚酯树脂FC1565,该聚酯树脂的软 化化点为120°C，玻璃化温度为62°C ;下述实施例中的电荷控制剂是武汉鼎龙化学股份有限 公司的季铵盐P12;下述实施例中的混合机是南京白熊机械有限公司制造的5公升容量的高 速混合机;下述实施例中的挤出机是南京诚盟同向双螺杆挤出机(TSH-25);下述实施例中 的气流粉碎机是上海化机三厂100型气流粉碎机；下述实施例中的添加剂为型号为TG820F 的二氧化硅(比表面积为210m2/g)。
[0033] -种陶瓷碳粉，其特征在于，由重量百分比计的以下组分制备而成； 陶瓷颜料 50%-85%; 电荷控制剂 0-6%;
[0034] 脱模剂 0-6%; 添加剂 0-5%; 树脂 15%-40%。
[0035] 制备上述陶瓷碳粉的方法，包括如下步骤：
[0036] 1)制备母料:将树脂分为两部分，分别是第一树脂和第二树脂，先将第一树脂和全 部陶瓷颜料混合，通过混合机混合均匀，再将混合均匀的第一树脂和陶瓷颜料投入挤出机 中，在100~150°C的温度下挤出，并用粗粉机粉碎成l_3mm的母料；
[0037] 2)制备混合料:将第二树脂、脱模剂、步骤1)中的母料和电荷调节剂按配方量混 合，通过混合机混合均匀，制成混合料;再将混合料投入挤出机中，在100~150°C的温度下 挤出，并用粗粉机粉碎成1 -3mm的粗碎料;最后用气流粉碎机将上述粗料碎成8~15um的超 细粉末；
[0038] 3)制备陶瓷碳粉:按配方量加入添加剂至步骤2)的混合料中，在混合机内混合均 匀，得到耐高温高密度的陶瓷碳粉。
[0039] 实施例1
[0040]本实施例制备的是重量百分比为74%黑色无机陶瓷颜料的陶瓷碳粉。
[0041 ] 1)制备母料：将0. 15kg的FC1565树脂，lkg的BASF黑色陶瓷颜料F2900(D50 0.52um)，放入混合机，在圆周速度40m/秒下混合5分钟;然后，将混合物放入挤出机，在145 °C的温度下挤出，冷却后在锤式粉碎机粉碎成1-3_的母料，得到黑色陶瓷母料。
[0042] 2)制备混合料:将124g的FC1565树脂、851g黑色陶瓷母料(含黑色陶瓷颜料740g)、 5g季铵盐P12和20g聚丙烯蜡⑶S-53NC在混合机中以圆周速度40m/秒5混合分钟后，将混合 物投入挤出机中，在130°C的温度下挤出，冷却后在锤式粉碎机上粗粉碎成1 -3mm的粗碎料， 再用气流粉碎机进行超微粉碎，通过分级便得到了平均粒径为12um的黑色陶瓷碳粉颗粒。 [0043] 3)制备黑色陶瓷碳粉:将0.6重量份的二氧化硅TG820F和100重量份的黑色陶瓷碳 粉颗粒加入混合机，以40m/秒的圆周速度混合2分钟，再通过200目的不锈钢筛网过筛，便得 到黑色陶瓷碳粉1。
[0044]性能检测:将上述黑色陶瓷碳粉1在兄弟HL2040打印机上机测试，打印在水转印纸 上，然后转移到瓷砖上，在1200 °C进行烧制。测试瓷砖上打印密度，密度超过1.3，颜料连接 牢固。结果见表1。
[0045] 实施例2
[0046] 本实施例制备的是重量百分比为62%黑色无机陶瓷颜料的陶瓷碳粉，本实施例中 的母料成分与实施例1中的母料成分相同。
[0047] 将262gFC1565树脂、713g黑色陶瓷母料、5g季铵盐P12和20g聚丙烯蜡⑶S-53NC在 混合机中以圆周速度40m/秒5混合分钟后，将混合物投入挤出机中，在130°C的温度下挤出， 冷却后在锤式粉碎机上粗粉碎成l-3mm的粗碎料，再用气流粉碎机进行超微粉碎，通过分级 便得到了平均粒径为12um的黑色陶瓷碳粉颗粒;将0.6重量份的二氧化硅TG820F和100重量 份的黑色陶瓷碳粉颗粒加入混合机，以40m/秒的圆周速度混合2分钟，再通过200目的不锈 钢筛网过筛，便得到黑色陶瓷碳粉2。
[0048]性能检测:将上述黑色陶瓷碳粉2在兄弟HL2040打印机上机测试，打印在水转印纸 上，然后转移到瓷砖上，在1200 °C进行烧制。测试瓷砖上打印密度，密度超过1.2，颜料连接 牢固。结果见表1。
[0049] 实施例3
[0050]本实施例制备的是重量百分比为50%黑色无机陶瓷颜料的陶瓷碳粉，本实施例是 作为上述两个实施例的对比实施例。
[0051 ] 将475gFC1565树脂、500g黑色陶瓷颜料、5g季铵盐P12和20g聚丙烯蜡⑶S-53NC在 混合机中以圆周速度40m/秒5混合分钟后，将混合物投入挤出机中，在130°C的温度下挤出， 冷却后在锤式粉碎机上粗粉碎成l-3mm的粗碎料，再用气流粉碎机进行超微粉碎，通过分级 便得到了平均粒径为12um的黑色陶瓷碳粉颗粒;将0.6重量份的二氧化硅TG820F和100重量 份的黑色陶瓷碳粉颗粒加入混合机，以40m/秒的圆周速度混合2分钟，再通过200目的不锈 钢筛网过筛，便得到黑色陶瓷碳粉3。
[0052]性能检测:将上述黑色陶瓷碳粉3在兄弟HL2040打印机上机测试，打印在水转印纸 上，然后转移到瓷砖上，在1200°C进行烧制。测试瓷砖上打印密度，密度不到1.0，颜料连接 牢固。结果见表1。
[0053]表1黑色陶瓷碳粉的检测结果
[0055] 表1可知，采用本发明方案的陶瓷碳粉具有较高的打印密度。
[0056] 实施例4
[0057] 采用实施例1制备的黑色陶瓷碳粉1，将该黑色陶瓷碳粉1与双组份复印机理光FT 载体(型号410)按重量比为8:92进行混合，混合后在Ricoh FT4215上进行上机测试，打印在 水转印纸上，然后转移到瓷砖上，在1200 °C进行烧制。测试瓷砖上打印密度，结果见表2。
[0058] 实施例5
[0059] 本实施例制备的是重量百分比为74%蓝色无机陶瓷颜料的陶瓷碳粉。
[0060] 1)制备母料：将0· 15kg的FC1565树脂，lkg的BASF蓝色陶瓷颜料F2502(D50 0.77um)，放入混合机，在圆周速度40m/秒下混合5分钟;然后，将混合物放入挤出机，在145 °C的温度下挤出，冷却后在锤式粉碎机粉碎成1-3_的母料，得到蓝色陶瓷母料。
[0061 ] 2)制备混合料:将124g的FC1565树脂、851g蓝色陶瓷母料(含蓝色陶瓷颜料740g)、 5g季铵盐P12和20g聚丙烯蜡⑶S-53NC在混合机中以圆周速度40m/秒5混合分钟后，将混合 物投入挤出机中，在130°C的温度下挤出，冷却后在锤式粉碎机上粗粉碎成1 -3mm的粗碎料， 再用气流粉碎机进行超微粉碎，通过分级便得到了平均粒径为12um的蓝色陶瓷碳粉颗粒。 [0062] 3)制备蓝色陶瓷碳粉:将0.6重量份的二氧化硅TG820F和100重量份的蓝色陶瓷碳 粉颗粒加入混合机，以40m/秒的圆周速度混合2分钟，再通过200目的不锈钢筛网过筛，便得 到蓝色陶瓷碳粉。
[0063]性能检测：将上述蓝色陶瓷碳粉与双组份复印机理光FT载体（型号410)按重量比 为8:92进行混合，混合后在Ricoh FT4215上进行上机测试，打印在水转印纸上，然后转移到 瓷砖上，在1200 °C进行烧制。测试瓷砖上打印密度。结果见表2。
[0064] 实施例6
[0065]本实施例制备的是重量百分比为80%红色无机陶瓷颜料的陶瓷碳粉。
[0066] 1)制备母料：将0. 15kg的FC1565树脂，lkg的BASF红色陶瓷颜料F2700(D50 0.68um)，放入混合机，在圆周速度40m/秒下混合5分钟;然后，将混合物放入挤出机，在145 °C的温度下挤出，冷却后在锤式粉碎机粉碎成1-3_的母料，得到红色陶瓷母料1。
[0067] 2)制备混合料:将55g的FC1565树脂、920g红色陶瓷母料(含红色陶瓷颜料800g)、 5g季铵盐P12和20g聚丙烯蜡⑶S-53NC在混合机中以圆周速度40m/秒5混合分钟后，将混合 物投入挤出机中，在130°C的温度下挤出，冷却后在锤式粉碎机上粗粉碎成1 -3mm的粗碎料， 再用气流粉碎机进行超微粉碎，通过分级便得到了平均粒径为12um的红色陶瓷碳粉颗粒。 [0068] 3)制备红色陶瓷碳粉:将0.6重量份的二氧化硅TG820F和100重量份的红色陶瓷碳 粉颗粒加入混合机，以40m/秒的圆周速度混合2分钟，再通过200目的不锈钢筛网过筛，便得 到红色陶瓷碳粉。
[0069]性能检测：将上述红色陶瓷碳粉与双组份复印机理光FT载体（型号410)按重量比 为8:92进行混合，混合后在Ricoh FT4215上进行上机测试，打印在水转印纸上，然后转移到 瓷砖上，在1200 °C进行烧制。测试瓷砖上打印密度。结果见表2。
[0070] 实施例7
[0071] 本实施例制备的是重量百分比为85%黄色无机陶瓷颜料的陶瓷碳粉。
[0072] 1)制备母料：将0.15kg的FC1565树脂，1kg的BASF黄色陶瓷颜料Yel low2200 (D50 0.60um)，放入混合机，在圆周速度40m/秒下混合5分钟;然后，将混合物放入挤出机，在145 °C的温度下挤出，冷却后在锤式粉碎机粉碎成1-3_的母料，得到黄色陶瓷母料。
[0073] 2)制备混合料:将977.5g黄色陶瓷母料(含黄色陶瓷颜料850g)、5g季铵盐P12和 17.5g聚丙烯蜡C0S-53NC在混合机中以圆周速度40m/秒5混合分钟后，将混合物投入挤出机 中，在130°C的温度下挤出，冷却后在锤式粉碎机上粗粉碎成1-3_的粗碎料，再用气流粉碎 机进行超微粉碎，通过分级便得到了平均粒径为12um的黄色陶瓷碳粉颗粒。
[0074] 3)制备黄色陶瓷碳粉:将0.6重量份的二氧化硅TG820F和100重量份的黄色陶瓷碳 粉颗粒加入混合机，以40m/秒的圆周速度混合2分钟，再通过200目的不锈钢筛网过筛，便得 到黄色陶瓷碳粉。
[0075]性能检测：将上述黄色陶瓷碳粉与双组份复印机理光FT载体（型号410)按重量比 为8:92进行混合，混合后在Ricoh FT4215上进行上机测试，打印在水转印纸上，然后转移到 瓷砖上，在1200 °C进行烧制。测试瓷砖上打印密度。结果见表2。
[0076]表2不同颜料的测试结果
[0079] 表2可知，以上双组份复印机陶瓷碳粉实验密度高，颜料与瓷砖结合牢固，颜色鲜 艳。
[0080] 对于本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各 种相应的改变以及变形，而所有的这些改变以及变形都应该属于本发明权利要求的保护范 围之内。
【主权项】
1. 一种陶瓷碳粉，其特征在于，由重量百分比计的W下组分制备而成； 陶瓷颜料 如%-破斯 电荷控制剂 0 - 脱模剂 0-6%; 添化剂 日-5%; 树脂 15%-铅柄 其中，上述各组分总的含量为100 %。2. 根据权利要求1所述的陶瓷碳粉，其特征在于，由重量百分比计的W下组分制备而 成； 陶瓷颜料 60%-娘%; 电荷控制剂 0-技%:; 脱模剂 0-6%; 添加剤 0-5呢； 树脂 1微-40%; 其中，上述各组分总的含量为100 %。3. 根据权利要求1所述的陶瓷碳粉，其特征在于，所述陶瓷颜料的平均粒径在0.52um- 0.77um之间。4. 根据权利要求1所述的陶瓷碳粉，其特征在于，所述电荷控制剂为水杨酸铭络合物、 水杨酸锋络合物、水杨酸侣络合物、季锭盐中的任意一种。5. 根据权利要求1所述的陶瓷碳粉，其特征在于，所述脱模剂为低分子量聚丙締石蜡、 低分子量聚乙締石蜡，己西栋桐蜡、合成石蜡中的任意一种。6. 根据权利要求1所述的陶瓷碳粉，其特征在于，所述添加剂为二氧化娃、二氧化铁、氧 化侣、铁酸锁、硬脂酸锋中的任意一种或多种混合物。7. 根据权利要求1所述的陶瓷碳粉，其特征在于，所述树脂的烙点为90-140°C。8. 根据权利要求7所述的陶瓷碳粉，其特征在于，所述树脂为苯乙締-丙締酸树脂、聚醋 树脂、环氧树脂中的任意一种或多种混合物。9. 一种根据权利要求1所述的陶瓷碳粉的制备方法，其特征在于，包括如下步骤： 1) 制备母料:将树脂分为两部分，分别是第一树脂和第二树脂，先将第一树脂和全部陶 瓷颜料混合，通过混合机混合均匀，再将混合均匀的第一树脂和陶瓷颜料投入挤出机中，在 100 - 15(rC的溫度下挤出，并用粗粉机粉碎成l-3mm的母料； 2) 制备混合料:将第二树脂、脱模剂、步骤1)中的母料和电荷调节剂按配方量混合，通 过混合机混合均匀，制成混合料；再将混合料投入挤出机中，在！ 00-、15(rC的溫度下挤 出，并用粗粉机粉碎成l-3mm的粗碎料;最后用气流粉碎机将上述粗料碎成8---1日um的超 细粉末； 3)制备陶瓷碳粉:按配方量加入添加剂至步骤2)的混合料中，在混合机内混合均匀，得 到耐高溫高密度的陶瓷碳粉。10.根据权利要求9所述的陶瓷碳粉的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中的第一树 脂和陶瓷颜料的重量比为1: (2-10)。
【文档编号】G03G9/087GK106094455SQ201610650108
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年8月9日 公开号201610650108.4, CN 106094455 A, CN 106094455A, CN 201610650108, CN-A-106094455, CN106094455 A, CN106094455A, CN201610650108, CN201610650108.4
【发明人】刘奎, 刘玉波
【申请人】广东丽格科技股份有限公司