陶瓷喷墨打印用蓝色颜料的合成与油墨的制备

【摘要】目前，陶瓷喷墨打印技术在我国陶瓷行业受到高度关注。和传统的陶瓷印刷技术相比，陶瓷喷墨打印技术对色料的粒径分布、平均粒径、形貌和分散性以及油墨的制备等提出了更高的要求。因此，我国陶瓷油墨至今仍未实现工业化生产，国内使用的陶瓷油墨主要依赖进口。本研究以工业纯氧化钴和氧化铝为原料，通过固相法合成CoAl2O4尖晶石型钴蓝色料。采用色度分析、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、微型光谱仪等测试手段，探究了煅烧温度、保温时间以及矿化剂等工艺参数对样品呈色、反射强度、晶相结构及CoAl2O4尖晶石的晶粒大小和发育程度的影响。结果表明：钴蓝色料在1150°C下煅烧2h，L*、a*、b*值分别为：44.64、-9.56和-42.09，且团聚减少。以硝酸铝和硝酸钴为原料，采用溶胶-凝胶法制备钴蓝色料前驱体，经自蔓延燃烧和高温煅烧制得钴蓝色料。运用色度分析、XRD、SEM、微型光谱仪等测试手段，探究了金属离子浓度、分散剂、pH值、溶胶温度对凝胶形成的影响，以及煅烧温度对样品呈色、反射强度、晶相结构及CoAl2O4尖晶石的晶粒大小的影响。结果表明：提高金属离子浓度(0.05~0.2mol/L)和溶胶反应温度(80~90°C)有利于凝胶的形成，pH值在6.5左右有利于柠檬酸电离以及与金属离子发生络合反应，分散剂可改善钴蓝色料粉体的团聚，干凝胶前驱体经300°C自蔓延燃烧和1250°C下高温煅烧，制得的钴铝尖晶石结构完整，粒径约为200~500nm，L*、a*、b*值分别为：44.39、-8.73和-43.06，分散性好。采用分散法制备蓝色陶瓷油墨，其中蓝色色料选用固相法、溶胶-凝胶法制得的钴蓝粉体。运用纳米粒径电位分析仪、粘度计、表面张力仪、pH计、紫外可见分光光度计等测试仪器对蓝色陶瓷油墨的性能进行测试和表征，探究了球磨工艺、有机溶剂、分散剂对蓝色陶瓷油墨性能的影响。结果表明：在球磨时间为12h，乙二醇为有机溶剂和分散剂F（超分散剂CH-13）按质量2:1混合，制备的陶瓷油墨理化性能符合喷墨打印机的要求。
【作者】朱海翔；
【导师】王艳香；朱志刚；
【作者基本信息】景德镇陶瓷学院，材料学，2014，硕士
【关键词】陶瓷色料；喷墨打印；固相法；溶胶-凝胶法；

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