一种水性高亮环保型钢化玻璃油墨及其制备方法与流程

本发明属于化工油墨领域，具体涉及一种水性高亮环保型钢化玻璃油墨及其制备方法。

背景技术：

众所周知，玻璃钢化油墨要具有低烧结温度，良好的耐候性，优秀的遮盖力和良好的视觉效果等性能。然而传统的钢化油墨含有铅和镉，或者加入大量成本较高的氧化铋。 传统熔块中氧化物熔制需要在1200℃以上进行，高的熔制温度需要耗费更多的电能，对熔制用设备损伤也较大，大大缩减了其使用寿命。高温下，氧化物挥发较大，很多氧化物蒸汽有毒，这对操作工人的身体也有较大的损害。本发明采用800℃-1000℃熔制，该工艺更为低碳环保。

传统钢化玻璃油墨采用调墨油为二甲苯，环己酮，异氟尔酮溶解树脂得到，这种调墨油含有大量的有毒性挥发性溶剂，这对人及周围环境损害较大。本发明采用环境友好型水性调墨油。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种熔点低、耐候性好、亮度好的水性高亮环保型钢化玻璃油墨及其制备方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是，一种水性高亮环保型钢化玻璃油墨，由下述重量份数的原料制成：无机颜料8-30份、低熔点熔块30-78份、调墨油10-55份、润湿分散剂0-2份，消泡剂0-1份，流平剂0-2份、固体添加剂0-2份。

所述无机颜料为铜铬黑（湖南巨发科技有限公司，B2856，A2854），铁铬棕（湖南巨发科技有限公司，A2901），钛镍黄（福禄新型材料公司10401），钛铬黄（福禄新型材料公司V-9118，10408，10415），钴钛绿（福禄新型材料公司V-11633,21-4045PK）中的任一种或几种。

所述低熔点熔块由下述重量百分比的成分组成：SiO₂ 22%-50%、B₂O₃ 0%-10%、TeO₂ 0.05%-15%、Al₂O₃ 1%-8%、 (Na₂O+K₂O) 10%-19%、(CaO+MgO+BaO) 12%、Li₂O 0.1%-5.1%、TiO₂ 0%-5%、F 0%-3%、P₂O₅ 0%-5%，Sb₂O₃0%-2%，ZrO₂0%-2%，NiO 0%-2%，余量为ZnO。

所述调墨油由下述重量百分比的成分组成：10%-30%水性改性热固性丙烯酸树脂Joncryl^®678（巴斯夫）、15%-50%羟乙基纤维素HBR250（亚仕兰）、10%-20%乙醇、5%-20%丁醇，余量为水。

优选的，所述固体添加剂为P₂O₅。

优选的，所述润湿分散剂为 NUOSPERSE^®FA182（海明斯·德谦）、NUOSPERSE^®FA620（海明斯·德谦）、Disponer W-920（海明斯·德谦）、NUOSPERSE^®FX365（海明斯·德谦）、Disponer W-18（海明斯·德谦）、KEPERDISP^®-6090（金团化学品）、KEPERDISP^®-6091（金团化学品）中的任一种或几种。

优选的，所述消泡剂为有机硅乳液Dow Corning^®163 Additive（海明斯·德谦）、Dow Corning^®62 Additive（海明斯·德谦）、矿物油与蜡混合物DAPRO^®AP7010（海明斯·德谦）、矿物油酰胺聚合物KEPERPOL^®-367（金团化学品）、KEPERPOL®-3134W（金团化学品）中的任一种或几种。

优选的，所述流平剂为阴/非离子表面活性剂DAPRO^®U-99（海明斯·德谦）、改性聚硅氧烷Levaslip W-461（海明斯·德谦），丙烯酸共聚物KEPERSURF^®-381（金团化学品）、低分子量聚合物的混合物KEPERSURF^®-388（金团化学品）中一种或几种。

所述的水性高亮环保型钢化玻璃油墨的制备方法，包括以下步骤：

1）将低熔点熔块的原料混合，并于800℃-1000℃下熔融，水淬，在100r/min-600r/min下球磨1h-24h，在50℃-110℃下干燥2h-24h，即得到所述的低熔点熔块；

2）将调墨油的原料混合，用机械搅拌器在600r/min-1500r/min下均分分散1h-6h，得调墨油；

3）将无机颜料、低熔点熔块、调墨油、润湿分散剂、消泡剂、流平剂和固体添加剂用三辊轧机分散均匀即得所述水性高亮环保型钢化玻璃油墨。

使用时，将水性高亮环保型钢化玻璃油墨丝印或喷涂于玻璃表面（电器玻璃，触摸屏玻璃，工程玻璃和家装玻璃等），680℃-720℃烧结（钢化），烧结时间由玻璃厚度决定(40s/mm)。

本发明涉及的环保钢化油墨熔点低，耐候性好，亮度好，有很高的艺术欣赏性。其中，低熔点熔块熔制温度较低，省电，可有效延长设备使用寿命，且氧化物挥发较少。其中，低熔点熔块不含有Pb、Cr⁶⁺、Cd和Bi，这可有效降低油墨的成本且不含有有害的Pb、Cd和Cr⁶⁺。在低熔点熔块中引入了Te元素，Te可降低熔块的熔制温度，有效降低熔块的低温粘度，含有Te的玻璃有很强的遮盖力和防紫外线性能力。本发明环保型钢化玻璃油墨采用的熔块为低铋，无铅，无镉，环保且成本较低。其中，调墨油为水性调墨油，仅使用少量的环境友好型有机溶剂乙醇和丁醇，主要采用水作为溶剂，这大大降低油墨烧结干燥过程中有毒溶剂的挥发。

本发明为水性高亮钢化玻璃油墨，所选用树脂均为水性，可直接用水清洗工具，节能环保。本发明中固体添加剂为P₂O₅，它在油墨中起到助熔作用。熔块和熔块，熔块和无机颜料之间如果存在间隙，在高温下烧结时间段，它们边界处连接存在缺陷，这造成玻璃油墨钢化后哑光。本发明所提出添加助溶剂P₂O₅，这在以前的专利中还没有涉及到。P₂O₅的添加可以有效的对颗粒间链接起到促进作用。它的作用机理如下：

。玻璃中的Na在空气中很容易形成Na₂CO₃，这对玻璃熔块的熔融是有害的，而生成的磷酸钠可以溶于玻璃熔块中，这有效改善了熔块边界处缺陷，从而提升钢化后油墨的光泽度。

具体实施方式

根据下述实施例，可以更好地理解本发明。然而，本领域的技术人员容易理解，实施案例所描述的内容仅用于说明本发明，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本发明。

实施例1

一种水性高亮环保型钢化玻璃油墨，其特征在于，由下述重量份数的原料制成：无机颜料25份、低熔点熔块50份、调墨油23份、润湿分散剂0.5份，消泡剂0.5份、固体添加剂1份。所述固体添加剂为P₂O₅。

所述无机颜料为铜铬黑（湖南巨发科技有限公司，B2856）。

所述低熔点熔块由下述重量百分比的成分组成：SiO₂ 35.2%、B₂O₃ 3.2%、TeO₂ 3%、Al₂O₃ 1%、Na₂O 14.2%、K₂O 2.1%、CaO 3.8%、3.6%、Li₂O 1.1%、TiO₂ 0.5%、F 3%、Sb₂O₃ 1%、ZrO₂ 0.3%，余量为ZnO。

所述调墨油由下述重量百分比的成分组成：25%水性改性热固性丙烯酸树脂Joncryl^®678（巴斯夫）、25%羟乙基纤维素HBR250（亚仕兰）、14.6%乙醇、8%丁醇，余量为水。

所述润湿分散剂为 NUOSPERSE^®FA182（海明斯·德谦）。

所述消泡剂为Dow Corning^®62 Additive（海明斯·德谦）。

所述的水性高亮环保型钢化玻璃油墨的制备方法，包括以下步骤：

1）将低熔点熔块的原料混合，并于950℃下熔融0.5h，水淬，用行星式球磨机在400r/min下球磨6h，在95℃下干燥8h，即得到所述的低熔点熔块；

2）将调墨油的原料混合，用机械搅拌器在1000r/min下均分分散4h；

3）将无机颜料、低熔点熔块、调墨油、润湿分散剂、消泡剂和固体添加剂用三辊轧机分散均匀即得所述水性高亮环保型钢化玻璃油墨。

将本实施例制备的水性高亮环保型钢化玻璃油墨用丝网印刷成图案，690℃烧结200 s，测试光泽度值为106（Gu）。

实施例2

一种水性高亮环保型钢化玻璃油墨，其特征在于，由下述重量份数的原料制成：无机颜料25份、低熔点熔块50份、调墨油23.2份、润湿分散剂0.5份，消泡剂0.5份，流平剂0.05-2份、固体添加剂0.8份。所述固体添加剂为P₂O₅。

所述无机颜料为铁铬棕（湖南巨发科技有限公司，A2901）。

所述低熔点熔块由下述重量百分比的成分组成：SiO₂ 42.3%、B₂O₃ 6.2%、TeO₂ 1%、Al₂O₃ 1%、Na₂O 10.2%、K₂O 2.1%、CaO 3.8%、BaO 3.7%、Li₂O 2.3%、TiO₂ 0.5%、F 1.8%、P₂O₅0.2%，余量为ZnO。

所述调墨油由下述重量百分比的成分组成：10%水性改性热固性丙烯酸树脂Joncryl^®678（巴斯夫）、30%水性羟乙基纤维素HBR250（亚仕兰）、10%乙醇、5%丁醇，余量为水。

所述润湿分散剂为KEPERDISP^®-6091（金团化学品）。

所述消泡剂为矿物油酰胺聚合物KEPERPOL^®-367（金团化学品）。

所述的水性高亮环保型钢化玻璃油墨的制备方法，包括以下步骤：

1）将低熔点熔块的原料混合，并于900℃下熔融，水淬，在400r/min下球磨12h，在70℃下干燥12h，即得到所述的低熔点熔块；

2）将调墨油的原料混合，用机械搅拌器在900r/min下均分分散2h；

3）将无机颜料、低熔点熔块、调墨油、润湿分散剂、消泡剂和固体添加剂用三辊轧机分散均匀即得所述水性高亮环保型钢化玻璃油墨。

将本实施例制备的水性高亮环保型钢化玻璃油墨用丝网印刷成图案，690℃烧结200 s，测试光泽度值为113（Gu）。

实施例3

一种水性高亮环保型钢化玻璃油墨，其特征在于，由下述重量份数的原料制成：无机颜料25份、低熔点熔块50份、调墨油23份、润湿分散剂0.5份、消泡剂0.5份、固体添加剂1份。所述固体添加剂为P₂O₅。

所述无机颜料为钛镍黄（福禄新型材料公司10401）。

所述低熔点熔块由下述重量百分比的成分组成：SiO₂ 32.2%、B₂O₃ 8.2%、TeO₂ 0.08%、Al₂O₃ 3.5%、Na₂O 12.6%、K₂O 2.1%、CaO 3.8%、BaO 7.2%、Li₂O 2.3%、TiO₂ 0.8%、F 3%、NiO 0.6%，余量为ZnO。

所述调墨油由下述重量百分的成分组成：15%水性改性热固性丙烯酸树脂Joncryl^®678（巴斯夫）、25%水性羟乙基纤维素HBR250（亚仕兰）、15%乙醇、10%丁醇，余量为水。

所述润湿分散剂为 NUOSPERSE^®FA182（海明斯·德谦）。

所述消泡剂为矿物油酰胺聚合物KEPERPOL^®-367（金团化学品）。

所述的水性高亮环保型钢化玻璃油墨的制备方法，包括以下步骤：

1）将低熔点熔块的原料混合，并于800℃下熔融，水淬，在600r/min下球磨1h，在50℃下干燥24h，即得到所述的低熔点熔块；

2）将调墨油的原料混合，用机械搅拌器在600r/min下均分分散6h；

3）将无机颜料、低熔点熔块、调墨油、润湿分散剂、消泡剂和固体添加剂用三辊轧机分散均匀即得所述水性高亮环保型钢化玻璃油墨。

将本实施例制备的水性高亮环保型钢化玻璃油墨用丝网印刷成图案，690℃烧结200 s，测试光泽度值为115（Gu）。

实施例4

一种水性高亮环保型钢化玻璃油墨，其特征在于，由下述重量份数的原料制成：无机颜料25份、低熔点熔块50份、调墨油22.9份、润湿分散剂0.5份，消泡剂0.5份，流平剂0.5份、固体添加剂1.1份。所述固体添加剂为P₂O₅。

所述无机颜料为钛铬黄（福禄新型材料公司V-9118，10408，10415）。

所述低熔点熔块由下述重量百分比的成分组成：SiO₂ 48%、TeO₂ 3.2%、Al₂O₃ 1%、Na₂O 17.2、K₂O 1.4%、MgO 1.3%、Li₂O 1.1%、TiO₂ 0.5%、F 2.7%、Sb₂O₃ 0.8%，ZrO₂ 0.6%，余量为ZnO。

所述调墨油由下述重量百分的成分组成：10%水性改性热固性丙烯酸树脂Joncryl^®678（巴斯夫）、50%水性羟乙基纤维素HBR250（亚仕兰）、10%乙醇、5%丁醇，余量为水。

所述润湿分散剂为NUOSPERSE^®FA620（海明斯·德谦）。

所述消泡剂为有机硅乳液Dow Corning^®163 Additive（海明斯·德谦）。

所述流平剂为改性聚硅氧烷Levaslip W-461（海明斯·德谦）。

所述的水性高亮环保型钢化玻璃油墨的制备方法，包括以下步骤：

1）将低熔点熔块的原料混合，并于1000℃下熔融，水淬，在600r/min下球磨1h，在110℃下干燥2h，即得到所述的低熔点熔块；

2）将调墨油的原料混合，用机械搅拌器在1500r/min下均分分散1h；

3）将无机颜料、低熔点熔块、调墨油、润湿分散剂、消泡剂、流平剂和固体添加剂用三辊轧机分散均匀即得所述水性高亮环保型钢化玻璃油墨。

将本实施例制备的水性高亮环保型钢化玻璃油墨用丝网印刷成图案，690℃烧结200 s，测试光泽度值为115（Gu）。

实施例5

一种水性高亮环保型钢化玻璃油墨，其特征在于，由下述重量份数的原料制成：无机颜料8份、低熔点熔块30份、调墨油10份、润湿分散剂0.5份、消泡剂0.5份、固体添加剂1份。所述固体添加剂为P₂O₅。

所述无机颜料为钴钛绿（福禄新型材料公司V-11633）。

所述低熔点熔块由下述重量百分比的成分组成：SiO₂ 32.2%、B₂O₃ 3.2%、TeO₂ 5%、Al₂O₃ 1%、Na₂O 15.2%、K₂O 2.1%、CaO 3.8%、MgO 2%、BaO 2.6%、Li₂O 5.1%、TiO₂ 0.5%、ZrO₂ 0.3%，余量为ZnO。

所述调墨油由下述重量百分的成分组成：15%水性改性热固性丙烯酸树脂Joncryl^®678（巴斯夫）、20%水性羟乙基纤维素HBR250（亚仕兰）、15%乙醇、10%丁醇，余量为水。

所述润湿分散剂为KEPERDISP^®-6091（金团化学品）。

所述消泡剂为矿物油与蜡混合物DAPRO^®AP7010（海明斯·德谦）。

所述的水性高亮环保型钢化玻璃油墨的制备方法，包括以下步骤：

1）将低熔点熔块的原料混合，并于1000℃下熔融，水淬，在600r/min下球磨2h，在80℃下干燥8h，即得到所述的低熔点熔块；

2）将调墨油的原料混合，用机械搅拌器在900r/min下均分分散3h；

3）将无机颜料、低熔点熔块、调墨油、润湿分散剂、消泡剂和固体添加剂用三辊轧机分散均匀即得所述水性高亮环保型钢化玻璃油墨。

将本实施例制备的水性高亮环保型钢化玻璃油墨用丝网印刷成图案，690℃烧结200 s，测试光泽度值为113（Gu）。

实施例6

一种水性高亮环保型钢化玻璃油墨，其特征在于，由下述重量份数的原料制成：无机颜料30份、低熔点熔块78份、调墨油55份、润湿分散剂2份、消泡剂0.05份、固体添加剂0-2份。所述固体添加剂为P₂O₅。

所述无机颜料为铜铬黑（湖南巨发科技有限公司，B2856）。

所述低熔点熔块由下述重量百分比的成分组成：SiO₂ 36.4%、B₂O₃ 8.9%、TeO₂ 9.8%、Al₂O₃ 1%、Na₂O 14.2%、CaO 3.8%、BaO 1.9%、Li₂O 5.1%、TiO₂ 0.5%、F 0.1%、Sb₂O₃ 0.5%、ZrO₂ 0.3%，余量为ZnO。

所述调墨油由下述重量百分的成分组成：12%水性改性热固性丙烯酸树脂Joncryl^®678（巴斯夫）、15%水性羟乙基纤维素HBR250（亚仕兰）、18%乙醇、10%丁醇，余量为水。

所述润湿分散剂为NUOSPERSE^®FX365（海明斯·德谦）。

所述消泡剂为有机硅乳液Dow Corning^®163 Additive（海明斯·德谦）。

所述的水性高亮环保型钢化玻璃油墨的制备方法，包括以下步骤：

1）将低熔点熔块的原料混合，并于900℃下熔融，水淬，在400r/min下球磨12h，在70℃下干燥8h，即得到所述的低熔点熔块；

2）将调墨油的原料混合，用机械搅拌器在800r/min下均分分散3h；

3）将无机颜料、低熔点熔块、调墨油、润湿分散剂、消泡剂和固体添加剂用三辊轧机分散均匀即得所述水性高亮环保型钢化玻璃油墨。

将本实施例制备的水性高亮环保型钢化玻璃油墨用丝网印刷成图案，690℃烧结200 s，测试光泽度值为108（Gu）。