一种玻璃喷墨打印墨水的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及玻璃装饰领域，具体涉及一种玻璃喷墨打印墨水。
【背景技术】
[0002]在玻璃表面印刷图案是一种常见的装饰玻璃的方式。目前，国内一般采用丝网印花法在玻璃表面印花，达到装饰效果。然而，通过丝网印刷得到的图案表面粗糙、颜色单调、线条呆板，效果并不理想。此外，丝网印刷的操作较为复杂，需要较大的人力投入，印刷产生的废料对环境也造成一定程度的污染。
[0003]近十年，国外出现了采用喷墨打印的方式，将计算机中的数码图案通过喷头非接触式地打印在玻璃表面的技术。这种技术使用专用的打印设备，将能够附着于玻璃表面的玻璃喷墨打印墨水打印至玻璃表面，然后将该玻璃在650~750°C高温下烧结钢化，使墨水与玻璃的表面融合，固定于玻璃表面。使用这种技术，各种数码图案均可以方便、快捷而精准地打印到玻璃上，所需的人工操作较少，得到的图案质量高，对环境的污染也较小。然而，这种技术尚未在我国得到广泛的应用。
[0004]申请号为US10569496的美国专利文献公开了一种玻璃喷墨打印墨水。该墨水由色料组分、无机熔块组分和有机溶剂组分组成，色料组分和无机熔块组分悬浮在有机溶剂中，构成悬浮液。色料组分选用常见的金属氧化物色料；无机熔块组分包括50~70wt%Si02、10~20wt%Bi203、3~20wt%B203和一系列可选组分；有机溶剂选用沸点较低的有机溶剂，使其在打印作业时能够迅速挥发。为避免阻塞打印设备的墨水喷头，须控制无机熔块组分的平均粒度小于0.7 μπι，色料组分的平均粒度小于1.2 μπι ;为避免色料组分和无机熔块的沉淀，有机溶剂组分中还须加入添加剂，使该墨水在喷射温度下的粘度为〈20厘帕，所述喷射温度为打印设备的墨水喷头在打印作业时的温度，约30~60°C。
[0005]上述的玻璃喷墨打印墨水的不足之处是，由于其各组分的密度不同，造成:
⑴色料组分和无机熔块组分容易在有机溶剂中形成多层悬浮层，导致其团聚和沉淀，
堵塞打印设备的墨水嗔头。目如，市面上性能最优异的玻璃嗔墨打印墨水是以色列出品的，而其使用有效期仅为3个月。这给远程售运和使用者使用受到很大的限制和不便，容易造成不必要的浪费。
[0006]⑵在打印和高温烧结后，色料组分和无机熔块组分有时并不能与玻璃表面均匀融合，导致图案颜色深浅不均、色彩失真，影响成品的美观，造成一定的废品率。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于提供一种玻璃喷墨打印墨水，其质量稳定，不但打印出的图案颜色准确、均匀、鲜艳，成品美观，而且具有良好的耐候性和耐化学稳定性。
[0008]为实现本发明的目的，可以采用以下的技术方案:
一种玻璃喷墨打印墨水，其特征在于:按总重量百分比为100%计算，包括以下重量百分比的组分: 无机有色熔块:20-60% ;有机溶剂:35~65% ;分散剂:1?15% ;抗静电剂:0.I?4.5% ； 其中，所述的无机有色熔块按其总重量百分比为100%计算，包括以下重量百分比的组分:
Bi2O3:35-65% ；S1 2: 10-40% ；B 203:5~18% ；ZrO 2:1~5% ；A1 203:0.7-8% ；K 20:0.3-2.5% ；玻璃发色剂:1~28% ;熔块稳定剂:0.1-3% ;
所述的玻璃发色剂为一种或多种有色的金属氧化物；
所述的熔块稳定剂为选自五氧化二钒、磷酸二氢钠、亚砸酸钠、磷酸二氢铵、锑酸钠中的任一种化合物；
所述的有机溶剂为选自乙二醇、异丙醇、环己酮、醋酸丁酯、叔丁醇、丙二醇二乙酸酯、二丙二醇甲醚、二乙二醇单丁醚、丙二醇甲醚醋酸酯、三丙二醇甲醚，石油醚中的一种或任意多种化合物的任意比例的混合。
[0009]经发明人研究发现，为避免现有的玻璃喷墨水中，独立的色料组分和无机熔块组分易在有机溶剂中形成多层悬浮层的现象，将色料组分与无机熔块组分结合制成无机有色恪块，再将该无机有色恪块悬浮在有机溶剂中制成的墨水的稳定性明显高于现有的含各自独立悬浮的色料组分与无机熔块组分的墨水。然而，如果仅直接将玻璃发色剂加入无机有色熔块的其它组分一起进行烧制，由于两者的密度不同，玻璃发色剂的熔融液容易与无机有色熔块的其它组分的熔融液分层，导致得到的无机有色熔块的颜色不均匀，造成最后打印出的图案颜色深浅不一。为解决这一问题，发明人进行了大量的试验研究发现，如果加入一定量的熔块稳定剂，可以显著降低熔块烧制时各组分的熔融液的粘度，使熔融液更加容易均匀地混合，从而得到颜色均匀的无机有色熔块。
[0010]所述的分散剂可选用市面上常见的适用于溶剂型涂料系统的润湿分散剂和超分散剂，其能够增强涂料中颜料粒子的分散性和粒径稳定性，以及提高色浆的颜色接受性。例如，可选用德国毕克化学公司(BYK-Chemie GmbH)生产的DISPERBYK-166、DISPERBYK-181、DISPERBYK-163、BYK-P 104 以及美国路博润公司(The Lubrizol Corporat1n)所生产的Solsperse 8000或Solsperse 20000中的一种或任意多种的任意比例的混合，优选地选用DISPERBYK-163 或 Solsperse 20000。
[0011]加入所述分散剂，可以保证墨水中有色无机熔块颗粒的充分分散，避免其团聚并沉淀，提高墨水的稳定性，增加墨水的颜色强度和遮盖力。
[0012]所述的抗静电剂可选用市面上常见的油墨用抗静电剂，例如可选用购自无锡巨旺塑化材料有限公司的JWK-200、JWK-500以及日本三洋化成工业株式会社生产的CHEMISTAT3500中的一种，优选使用CHEMISTAT 3500。在墨水生产过程中，将熔块加入溶剂体系并制成悬浮液后，需要使用砂磨机对悬浮液进行研磨，使悬浮液中的固体组分的粒度达到一定的标准，避免堵塞喷头。在长时间(有时需4小时以上)的研磨过程中，悬浮液体系容易产生静电积聚。在墨水喷射打印过程中，如有静电存在，容易产生墨滴拖尾的现象和喷头的堵塞。因此，需要加入抗静电剂，以消除悬浮液体系中积聚的静电。
[0013]优选地，所述的玻璃发色剂为选自氧化钴(CoO)、三氧化二络(Cr203)、氧化钛(Ti02)、氧化镍(N1)、三氧化二铝(A1203)、三氧化二锑(Sb2O3)的一种或多种化合物。
[0014]有色的金属氧化物意指在常温和常压下呈现一定颜色的金属氧化物，尤其是过渡金属的氧化物；其为本领域所公知的玻璃发色剂。在制造熔块的过程中，通过加入适量的一种或多种有色金属氧化物，可得到不同颜色的熔块。玻璃喷墨打印墨水的颜色通常以红、黄、蓝三原色为主，还可以有黑色、白色或者绿色，或者根据需要的其他颜色。例如，加入氧化钛可使玻璃熔块呈白色，加入氧化钴可使玻璃熔块呈纯黑色，加氧化镍可使玻璃熔块呈绿色，加入三氧化二络可使玻璃恪块呈蓝色，同时加入三氧化二铝和三氧化二络可使玻璃熔块呈红色；加入主成分为二氧化钛、氧化镍和三氧化二锑的钛镍黄颜料可使玻璃熔块呈黄色；通过单独能使熔块显红色、蓝色、黄色的金属氧化物之间的混合，可容易地调配出其它彩度的颜色；通过调整所加入的氧化钴和氧化钛的量，可以调整颜色的明度。除上文所列举的之外，还可选用公知的其它具有玻璃发色效果的金属氧化物，如氧化铁、氧化亚铜、氧化猛等等。
[0015]优选地，以所述的无机有色熔块的总重量百分比为100%计，其还可以进一步包括以下重量百分比的组分:
ZnO:0.5—10% ;MgO: 0.5—5%0
[0016]优选地，所述的熔块稳定剂为五氧化二钒或磷酸二氢铵。五氧化二钒可以显著降低各组分的熔融液的粘度，有利于熔融液的均匀混合；磷酸二氢铵有利于玻璃发色剂的熔融液的分散。
[0017]具体而言，所述的玻璃喷墨打印墨水中的无机有色熔块的最大粒径为〈1.3um，平均粒径为300~700nm。
[0018]具体而言，所述的玻璃喷墨打印墨水在喷射温度下的粘度为9~18厘帕。
[0019]本发明上述喷墨打印墨水可以通过以下的工艺制备而成，步骤如下:
1.按重量百分比称量上述的无机有色熔块的各个组分并混合均匀后，在1200~1350°C下烧成熔融液，并保温均化0.5-1.5小时；
2.将步骤I所得的熔融液在2~6°C的水中进行淬冷，然后将淬冷后得到的熔块在100~150°C的温度下干燥。使用球磨机进行球磨，使得球磨后得到的无机有色熔块粉料的平均粒径为30~40um ；
3.按上文所指定的