一种用于喷墨打印的有机钛墨水及其制备方法和应用与流程

文档序号:15716211发布日期:2018-10-19 22:05阅读:435来源:国知局

本发明涉及建筑材料涂料领域,特别涉及一种建筑材料喷墨打印的墨水。



背景技术:

陶瓷砖广泛用于室内及室外装饰,空气中的有机物很容易吸附在陶瓷砖表面,当有有机物粘附在陶瓷砖表面后,陶瓷砖很容易吸附空气中无机颗粒,造成陶瓷砖吸污变色,需要定时进行清洗,且陶瓷砖表面与灰尘粘结比较牢固,不容易清洁,需要特殊的溶液进行清洁。特别是建筑物的外墙砖表面清理通常需要进行高空作业,清洁难度大,清洁费用高。

为了解决陶瓷砖表面吸污的难题,有很多科研机构投入大量的人力进行研究,目前利用纳米二氧化钛在太阳光的照射下产生电子—空穴对,再与吸附在二氧化钛表面的水和氧气发生氧化还原反应生成氢氧自由基,具有高活性的氢氧自由基能够分解有机污染物,实现表面自清洁。然而这些应用在陶瓷砖上自清洁技术目前大部分停留在实验室阶段,很少在市场上得到推广应用,主要原因有两个:1、采用钛酸四丁酯水解得到的溶胶涂抹制备得到的纳米二氧化钛膜的厚度不均匀,表面容易产生虹彩效应,影响陶瓷砖的表面效果;2、直接将纳米二氧化钛溶液喷涂在砖面温度为100~200℃的陶瓷砖表面,这种方式涂层与砖面结合不牢固,极容易脱落,同时产生的二氧化钛膜厚度也不够均匀,也会产生虹彩效应。陶瓷砖表面不平是造成涂抹纳米溶胶或纳米液在陶瓷砖表面厚度不均匀的主要原因,因此需要找到一种合适的方法使得纳米溶胶或纳米液可以均匀的涂覆在陶瓷砖表面来解决陶瓷砖表面的纳米膜厚度不均匀的问题。



技术实现要素:

本发明的目的在于针对上述现有技术的不足,提供一种用于喷墨打印的有机钛墨水,同时提供该有机墨水的制备方法和应用。

本发明所采取的技术方案是:一种用于喷墨打印的有机钛墨水,其按原料重量百分比计包括如下组分:

本发明通过适量的乙二醇、无水乙醇等有机溶剂的复配以降低钛酸丁酯的粘度,使其粘度可降低至20~25pa·s,从而使制备得的有机钛墨水可适用于喷墨打印。

另外,本发明通过添加适量的三乙醇胺作为该配方中的活性剂,使钛酸丁酯在后期煅烧过程中与三乙醇胺中的氮原子进行掺杂形成ti-o-n键,降低纳米二氧化钛的禁带宽度,使得纳米二氧化钛中的电子更容易被激发,从而提高其活性。

本发明与普通墨水要求墨滴进行不散开的特点不同的是,在本发明中通过添加适量的二乙二醇二醚以降低该有机钛墨水的表面张力,使其可快速、高效地平铺在待喷墨物品的表面,从而大大提高该有机钛墨水成膜的均匀性,实现在待喷墨物品的表面形成厚度均匀的喷墨层。

同时,为了避免钛酸丁酯与水发生水解,本发明在配方中加入的适量的三乙醇胺,兼具有效抑制钛酸丁酯水解的作用,从而进一步提高该有机钛墨水的稳定性。

作为上述方案的进一步改进,所述有机烷选为正构十四烷,其可以有效降低该有机钛墨水的表面张力,提高其成膜性,同时具有较高的闪电,使得墨水具有较高安全性。

作为上述方案的进一步改进,所述醚选为乙二醇丁醚,其可以有效抑制墨水中的有机物挥发,维护墨水系统的稳定性。

一种如上所述的用于喷墨打印的有机钛墨水的制备方法,其包括如下工艺步骤:

1)在密闭区间中,按原料重量份计将三乙醇胺置于搅拌装置中,控制密闭区间中的空气湿度在5%以下;

2)对三乙醇胺进行均匀搅拌,搅拌过程中按原料重量份计以20ml/min的速度加入钛酸丁酯,继续搅拌5~10min,得混合物;

3)按原料重量份计以30~50ml/min的速度将乙二醇、无水乙醇、二乙二醇二醚、有机烷和醚加入到步骤2)所得混合物中,搅拌均匀,得成品。

本发明所采取的另一个技术方案是:一种如上所述的用于喷墨打印的有机钛墨水在自清洁陶瓷砖上的应用,其将该有机钛墨水喷墨打印在陶瓷砖待修饰的表面后,加热至500~600℃的温度进行陶瓷砖整砖的高温煅烧工序,并在最高的温度保温10~30min,最后冷却、出品,所得的喷墨打印层即赋予陶瓷砖表面自清洁的特殊功能。

本发明的有益效果是:

本发明通过特殊原料组分的选用及配比限定,使调配而成的有机钛墨水具有低的表面张力,易于成膜,不仅适用于喷墨打印操作,且可在待喷墨物品表面形成厚度均匀的膜层,从而有效避免了传统溶胶油墨涂抹时因待涂物表面不平或因雾化油墨液滴不均匀造成的溶胶膜厚度不均匀的弊端,且该有机钛墨水在后期煅烧过程中可生成厚度均匀的纳米二氧化钛膜,从而有效避免现有技术中因膜层厚度不均匀造成的虹彩效应。

本发明有机钛墨水的制备方法工艺简单,有利于大规模工业化生产。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进行具体描述,以便于所属技术领域的人员对本发明的理解。有必要在此特别指出的是,实施例只是用于对本发明做进一步说明,不能理解为对本发明保护范围的限制,所属领域技术熟练人员,根据上述发明内容对本发明作出的非本质性的改进和调整,应仍属于本发明的保护范围。同时下述所提及的原料未详细说明的,均为市售产品;未详细提及的工艺步骤或制备方法为均为本领域技术人员所知晓的工艺步骤或制备方法。

实施例1

一种用于喷墨打印的有机钛墨水,其按原料重量百分比计包括如下组分:

制备方法:

1)在密闭区间中,按原料重量份计将三乙醇胺置于搅拌装置中,控制密闭区间中的空气湿度在5%以下;

2)对三乙醇胺进行均匀搅拌,搅拌过程中按原料重量份计以20ml/min的速度加入钛酸丁酯,继续搅拌5min,得混合物;

3)按原料重量份计以50ml/min的速度将乙二醇、无水乙醇、二乙二醇二醚、正构十四烷和乙二醇丁醚加入到步骤2)所得混合物中,搅拌均匀,得实施例1成品,并测得其粘度为20pa·s。

将上述所得的实施例1成品通过喷墨打印在表面加热至50℃的陶瓷砖表面,其中喷墨打印机采用高精度赛尔gs6喷头,其单个喷头的喷墨量为7pl/min,采用100%灰度整面均匀打印,后以10℃/min的速度对经喷墨打印后的陶瓷砖整砖进行加热,并以550℃的温度进行煅烧,在最高的温度保温10min后进行冷却。经检测,所得的喷墨打印层厚度均匀,无虹彩效应,且具有优异的自清洁功能。

实施例2

一种用于喷墨打印的有机钛墨水,其按原料重量百分比计包括如下组分:

制备方法:

1)在密闭区间中,按原料重量份计将三乙醇胺置于搅拌装置中,控制密闭区间中的空气湿度在5%以下;

2)对三乙醇胺进行均匀搅拌,搅拌过程中按原料重量份计以20ml/min的速度加入钛酸丁酯,继续搅拌10min,得混合物;

3)按原料重量份计以30ml/min的速度将乙二醇、无水乙醇、二乙二醇二醚、正构十四烷和乙二醇丁醚加入到步骤2)所得混合物中,搅拌均匀,得实施例2成品,并测得其粘度为25pa·s。

将上述所得实施例2成品通过喷墨打印在表面加热至70℃的陶瓷砖表面,其中喷墨打印机采用高精度赛尔gs6喷头,其单个喷头的喷墨量为42pl/min,采用100%灰度整面均匀打印,后以10℃/min的速度对经喷墨打印后的陶瓷砖整砖进行加热,并以500℃的温度进行煅烧,在最高的温度保温30min后进行冷却。经检测,所得的喷墨打印层厚度均匀,无虹彩效应,且具有优异的自清洁功能。

实施例3

一种用于喷墨打印的有机钛墨水,其按原料重量百分比计包括如下组分:

制备方法:

1)在密闭区间中,按原料重量份计将三乙醇胺置于搅拌装置中,控制密闭区间中的空气湿度在5%以下;

2)对三乙醇胺进行均匀搅拌,搅拌过程中按原料重量份计以20ml/min的速度加入钛酸丁酯,继续搅拌7min,得混合物;

3)按原料重量份计以40ml/min的速度将乙二醇、无水乙醇、二乙二醇二醚、正构十四烷和乙二醇丁醚加入到步骤2)所得混合物中,搅拌均匀,得实施例3成品,并测得其粘度为23pa·s。

将上述所得的实施例3成品通过喷墨打印在表面加热至60℃的陶瓷砖表面,其中喷墨打印机采用高精度赛尔gs6喷头,其单个喷头的喷墨量为25pl/min,采用100%灰度整面均匀打印,后以10℃/min的速度对经喷墨打印后的陶瓷砖整砖进行加热,并以600℃的温度进行煅烧,在最高的温度保温20min后进行冷却。经检测,所得的喷墨打印层厚度均匀,无虹彩效应,且具有优异的自清洁功能。

上述实施例为本发明的优选实施例,凡与本发明类似的工艺及所作的等效变化,均应属于本发明的保护范畴。

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